記録液、液体カートリッジ及び液体吐出カートリッジ
【課題】記録液の保湿性を向上させる。
【解決手段】少なくとも、水、色材、溶剤としてグリセリン、及び保湿剤としてＬ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を含有し、グリセリン含有量が、全体の３〜１５質量％であり、Ｌ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩との合計含有量が、全体の１〜１５質量％であり、ｐＨが７〜９となるように調製する。
【解決手段】少なくとも、水、色材、溶剤としてグリセリン、及び保湿剤としてＬ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を含有し、グリセリン含有量が、全体の３〜１５質量％であり、Ｌ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩との合計含有量が、全体の１〜１５質量％であり、ｐＨが７〜９となるように調製する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録液、この記録液が収容される液体カートリッジ、この液体カートリッジに収容された記録液を対象物に吐出する液体吐出カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタで印画する場合には、インクを吐出するインクジェットプリンタヘッドに設けられた微細なオリフィス（ノズル）からインクを紙等の被記録媒体に吐出する。インクジェットプリンタでは、インクがノズル内で乾燥・固化した場合、インクが適切に吐出せず、不吐出となる。このため、インクジェットプリンタヘッドでは、乾燥防止のため、非印画時にはノズルが設けられた吐出面側をキャップする。また、インクジェットプリンタヘッドでは、印画前に、吐出面をワイプしたり、空吐出などの煩雑なメンテナンスが必須である。
【０００３】
従来、化粧品、食料品、水性塗料などに保湿効果を付与するため、グリセリンなどの多価アルコール、アラニンやバリンなどのアミノ酸が使用されている。例えば、下記の特許文献１及び引用文献２には、インクジェットプリンタ用インクに保湿剤を含有させることでインクの乾燥固化を抑制する技術を開示されている。しかしながら、インクにアミノ酸を含有させても、十分に、インクの乾燥固化を抑制することができない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６８２２０号公報
【特許文献２】特開２００３−１６０７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、記録液を吐出する液体吐出カートリッジの吐出面のメンテナンス機構を簡易化できると共に、液体吐出カートリッジの吐出面上で乾燥固化し難く、かつ物性の経時変化の少ない記録液、この記録液が収容された液体カートリッジ及びこの液体カートリッジが取り付けられ、記録液を吐出する液体吐出カートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、鋭意検討の結果、溶剤としてグリセリンを３質量％〜１５質量％含有し、保湿剤としてＬ（＋）−アルギニン塩酸塩とＬ（＋）−アルギニンとを合計が１質量％〜１５質量％となるように含有し、ｐＨ＝７〜９となるように調製した記録液を使用することにより、記録液を吐出する液体吐出カートリッジの吐出面のメンテナンス機構を簡易化できると共に、液体吐出カートリッジの吐出面上で乾燥固化し難く、かつ物性の経時変化を少なくすることができることを見出した。
【０００７】
上述した目的を達成する本発明に係る記録液は、少なくとも、水、色材、溶剤としてグリセリン及び保湿剤としてＬ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を含有し、グリセリン含有量が、全体の３質量％〜１５質量％であり、Ｌ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩との合計含有量が、全体の１質量％〜１５質量％であり、ｐＨが７〜９となるように調製されたものである。
【０００８】
また、上述した目的を達成する本発明に係る液体カートリッジは、被記録媒体に記録を行うために、液滴の状態で当該被記録媒体に付着される上記記録液が収容されたものである。
【０００９】
上述した目的を達成する本発明に係る液体吐出カートリッジは、被記録媒体に記録を行うために、液滴の状態で当該被記録媒体に付着される上記記録液が収容された液体カートリッジが設けられ、該液体カートリッジから供給された上記記録液を被記録媒体に吐出するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、記録液中に、グリセリンが３質量％〜１５質量％含有され、保湿剤としてＬ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩とが合計含有量が、全体の１質量％〜１５質量％となるように含有され、ｐＨが７〜９となるように調整されていることによって、記録液の保湿性が向上する。これにより、本発明では、記録液が液体吐出カートリッジの吐出面上で乾燥固化することが抑制され、液体吐出装置のメンテナンス機構を簡易に出来、メンテナンス頻度も減らす事が出来る。また、本発明では、記録液の物性、特にｐＨの経時変化が少ないため、記録液の吐出性の経時変化を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した記録液、液体カートリッジ及び液体吐出カートリッジについて、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
本発明を適用した記録液は、以下に説明するインクジェット式のプリンタ装置（以下、プリンタ装置という。）に用いられ、文字や画像を形成する。
【００１３】
プリンタ装置１は、図１及び図２に示すように、被記録媒体となる例えば記録紙Ｐに対して、詳細を後述する記録液のインク２を吐出する液体吐出カートリッジとなるインクジェットプリンタヘッドカートリッジ（以下、ヘッドカートリッジという。）３と、このヘッドカートリッジ３が装着される装置本体４とを備える。このプリンタ装置１は、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図１及び図２中矢印Ｗ方向に、インク２を吐出するノズル３２ａが略ライン状に１列以上並設した、いわゆるライン型のプリンタ装置である。このプリンタ装置１は、ヘッドカートリッジ３が装置本体４に対して着脱可能である。
【００１４】
先ず、インク２の説明に先立って、プリンタ装置１を構成するヘッドカートリッジ３について説明する。ヘッドカートリッジ３は、例えば圧力発生素子として電気熱変換式を用いた発熱抵抗体３１ａでインク２を吐出し、記録紙Ｐの主面にインク２を着弾させる。ヘッドカートリッジ３には、図１及び図２に示すように、インク２が収容された液体カートリッジとなるインクカートリッジ１１が装着される。インクカートリッジ１１は、色毎に、イエローインクのインクカートリッジ１１ｙ、マゼンタインクのインクカートリッジ１１ｍ、シアンインクのインクカートリッジ１１ｃ、ブラックインクのインクカートリッジ１１ｋを備える。インクカートリッジ１１は、記録紙Ｐの幅方向の寸法と略同じ寸法をなす略矩形状に形成されている。インクカートリッジ１１には、図２に示すように、ヘッドカートリッジ３のカートリッジ本体２１にインク２を供給するためのインク供給部１２を備える。なお、インクカートリッジ１１は、ヘッドカートリッジ３と一体に形成されていてもよい。
【００１５】
インクカートリッジ１１が装着されるヘッドカートリッジ３は、図１及び図２に示すように、カートリッジ本体２１を有する。カートリッジ本体２１には、インクカートリッジ１１が装着される装着部２２と、インク２を吐出するインク吐出ヘッド２３と、インク吐出ヘッド２３を保護するヘッドキャップ２４とを備える。
【００１６】
装着部２２の長手方向略中央には、装着部２２に装着されたそれぞれのインクカートリッジ１１ｙ、１１ｍ、１１ｃ、１１ｋのインク供給部１２と対応して、各インク供給部１２に接続される接続部２５が設けられている。この接続部２５は、装着部２２に装着されたインクカートリッジ１１ｙ、１１ｍ、１１ｃ、１１ｋのインク供給部１２からカートリッジ本体２１の底面に設けられたインク２を吐出するインク吐出ヘッド２３にインク２を供給するインク供給路となる。
【００１７】
接続部２５からインク２が供給されるインク吐出ヘッド２３は、カートリッジ本体２１の底面に設けられている。インク吐出ヘッド２３は、接続部２５から供給されるインク２を吐出する吐出口であるノズル３２ａが記録紙Ｐの幅方向、すなわち図２中矢印Ｗ方向に略ライン状に色毎に並設されている。インク吐出ヘッド２３は、記録紙Ｐの幅方向に並設された複数のノズル３２ａのうち、所定数を一組とするヘッドチップ２６が略千鳥状に記録紙Ｐの幅方向に亘って配置されることで、略ライン状にノズル３２ａが形成されている。インク吐出ヘッド２３は、インク２を吐出する際に、記録紙Ｐの幅方向に移動することなく、略ライン状に並設されたヘッドチップ２６からインク２を吐出する。
【００１８】
ヘッドチップ２６は、図３に示すように、電気熱変化式の発熱抵抗体３１ａが設けられた回路基板３１と、ノズル３２ａが形成されたノズルシート３２と、回路基板３１とノズルシート３２との間に設けられたフィルム３３とで形成されている。ヘッドチップ２６には、回路基板３１とノズルシート３２とフィルム３３とで囲まれたインク液室３４が形成されている。インク液室３４には、発熱抵抗体３１ａによって加熱されるインク２が充填される。また、インク吐出ヘッド２３には、インク２が収容されたインクカートリッジ１１からインク２をインク液室３４に供給するためのインク流路３５が形成されている。
【００１９】
回路基板３１は、例えばシリコンウエハ、ガラス基板等といったケイ素含有材料からなる基板上に、ロジックＩＣ（Integrated Circuit）やドライバートランジスタ等からなる制御回路が形成されている。回路基板３１には、圧力発生素子として、制御回路により制御され、インク２を加熱する発熱抵抗体３１ａが設けられている。
【００２０】
ノズルシート３２は、吐出面２３ａに向かって縮径されたノズル３２ａが穿設されると共に、回路基板３１とフィルム３３を挟んで対向配置されることで、インク液室３４の下面部を形成している。
【００２１】
フィルム３３は、例えば露光硬化型のドライフィルムレジストからなり、上述したインク流路３５と連通される部分を除いて各ノズル３２ａの周囲を囲むように形成されている。また、このフィルム３３は、回路基板３１とノズルシート３２との間に介在されることによって、インク液室３４の側面を形成している。
【００２２】
以上のような構成からなるヘッドチップ２６が記録紙Ｐの幅方向（Ｗ方向）に並設されたインク吐出ヘッド２３は、印刷データに基づいた記録信号により、吐出させる色のヘッドチップ２６の回路基板３１の制御回路が制御され、選択的した発熱抵抗体３１ａにパルス電流を供給し、発熱抵抗体３１ａを加熱する。インク吐出ヘッド２３では、発熱抵抗体３１ａを加熱すると、図３に示すように、発熱抵抗体３１ａと接するインク２に気泡ｂが発生し、この気泡ｂが膨張しながらインク２を加圧し、押し退けられたインク２を液滴の状態でノズル３２ａより吐出する。インク吐出ヘッド２３では、インク２を吐出した後、インク流路３５を通してインク２をインク液室３４に供給することによって、再び吐出前の状態に戻り、再びインク２を吐出してカラー画像を印刷する。
【００２３】
インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａ側には、図１に示すように、ノズル３２ａが形成された吐出面２３ａを保護するためのヘッドキャップ２４が取り付けられている。ヘッドキャップ２４は、インク２を吐出せず、印刷をしない間、インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａを閉塞し、ノズル３２ａを乾燥等から保護している。印刷を行う際には、ヘッドキャップ２４は、図４に示すように、ヘッドカートリッジ３の底面から装置本体４の前面側に移動し、インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａを外部に露出させる。このヘッドキャップ２４には、図４に示すように、吐出面２３ａに付着している余分なインク２を拭き取るクリーニングローラ２４ａが設けられている。ヘッドキャップ２４は、吐出面２３ａを開放又は閉塞する際に、クリーニングローラ２４ａで吐出面２３ａをクリーニングし、吐出面２３ａに付着した余分なインク２やノズル３２ａ内の固化したインク２を除去する。
【００２４】
このような構成のヘッドカートリッジ３が装着される装置本体４には、図１に示すように、ヘッドカートリッジ装着部４１にヘッドカートリッジ３が装着される。また、装置本体４には、前面下側に印刷される前の記録紙Ｐが積層して収納された給紙トレイ４２が取り付けられ、前面上側に印刷後の記録紙Ｐを収納する排紙トレイ４３が取り付けられている。装置本体４には、図４に示すように、記録紙Ｐを搬送する給排紙機構４４及び図示しないヘッドキャップ２４を開閉するヘッドキャップ開閉機構が設けられている。
【００２５】
以上のような構成からプリンタ装置１は、先ず、図１に示す装置本体４に設けられた操作ボタン４ａの操作により制御部に印刷開始の命令がされると、制御部からの制御信号により給排紙機構４４、ヘッドキャップ開閉機構が駆動して、図４に示すように、印刷が可能な状態となる。
【００２６】
プリンタ装置１は、ヘッドキャップ開閉機構により、ヘッドキャップ２４をヘッドカートリッジ３に対して給紙トレイ４２及び排紙トレイ４３が設けられている装置本体４の前面側に移動しながら、吐出面２３ａをクリーニングする。これにより、プリンタ装置１は、インク２を吐出するノズル３２ａが外部に露出し、インク２が吐出できるようになる。
【００２７】
また、プリンタ装置１は、複数の搬送ローラ４５からなる給排紙機構４４により、給紙トレイ４２から１枚だけ記録紙Ｐを引き出し、記録紙Ｐを吐出面２３ａと対向する位置に設けたプラテン４７で支持することによって、記録紙Ｐが吐出面２３ａと対向する。
【００２８】
次に、プリンタ装置１は、インク吐出ヘッド２３に設けられた複数の発熱抵抗体３１ａうち、印刷データに基づく制御信号によって選択された発熱抵抗体３１ａに、駆動電流を供給し、選択された発熱抵抗体３１ａを加熱する。プリンタ装置１は、発熱抵抗体３１ａを加熱することによって、図４に示すように、吐出面２３ａと対向する位置に搬送された記録紙Ｐに対してノズル３２ａよりインク２を液滴の状態にして吐出し、カラー画像を印刷する。
【００２９】
次に、プリンタ装置１は、画像の印刷が終わった記録紙Ｐを排紙ローラ４７で排紙トレイ４３に送り出し、排紙トレイ４３に記録紙Ｐを排紙する。このようにして、プリンタ装置１では、記録紙Ｐにカラー画像を印刷する。印刷後には、装置本体４の前面側に待機しているヘッドキャップ２４をヘッドキャップ開閉機構により、ヘッドカートリッジ３の底面を移動させ、インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａを閉塞し保護する。この際にも、クリーニングローラ２４ａが吐出面２３ａをクリーニングするようにしてもよい。
【００３０】
このように、プリンタ装置１では、インク２を記録紙Ｐに対して吐出することで、文字や画像を形成するため、インク２を記録紙Ｐに対して適切に吐出しなければならない。プリンタ装置１に用いられるインク２は、ノズル３２ａ内で乾燥固化することが防止されたものである。
【００３１】
具体的に、インク２は、少なくとも水、色材、溶剤としてグリセリン、及び保湿剤としてＬ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を含有するものである。
【００３２】
色材としては、直接染料、酸性染料等に代表される水性染料や顔料等が挙げられ、インクジェットプリンタ装置のインクに一般に使用される色材を用いることができる。
【００３３】
溶剤としては、少なくともグリセリンを含有する。なお、溶剤として、グリセリンの他に、適宜、インクの溶剤として一般に用いられる溶剤、例えば脂肪族一価アルコールや脂肪族多価アルコール等の水溶性有機溶剤を添加してもよい。
【００３４】
インク２には、保湿剤として、Ｌ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を含有させる。このＬ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩は、グリセリンと共に、インク２中に含有することによって、インク２の保湿性を向上させ、インク２がノズル３２ａ内で乾燥固化することを防止する。
【００３５】
ここで、Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩の保湿効果について説明する。先ず、参考例１として、Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩の保湿効果について、他の保湿剤と比較評価を行った。評価結果を図５に示す。この評価は、温度２５℃、湿度６０％（ＲＨ）の環境下で、清浄なガラス板上に、図５中の横軸に示した各種保湿剤３質量％水溶液２μＬを滴下し、乾燥するまでの時間を比較して行った。経時的に、液滴を観察し、液滴を鋭利な針先で突き、速やかに形状が回復しなくなった時点を乾燥時間とした。図５に示す結果から、水溶液中にＬ（＋）−アルギニン塩酸塩、Ｌ（＋）−アルギニンをそれぞれ単独で含有させた場合には、保湿効果はそれほど大きくないことがわかる。
【００３６】
次に、参考例２として、保湿剤３質量％、染料（Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック １２１）４質量％及びグリセリン５質量％を含有する水溶液からなるインク組成物を調製して、保湿剤としてＬ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩を用いた場合と、他の保湿剤を用いた場合との比較を行った。
【００３７】
各水溶液の保湿効果の評価結果を図６に示す。評価方法は、温度２５℃、湿度６０％（ＲＨ）の環境下で、水溶液２μＬを、参考例１と同様に清浄なガラス板上に滴下し、乾燥するまでの時間を比較した。乾燥の判定は、参考例１と同様に行った。図６に示す結果から、グリセリンと共に、インク組成物中に保湿剤を添加することによって、Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩の場合には、他の保湿剤よりも保湿効果が飛躍的に向上することが分かる。保湿剤としてアラニンやバリンなどの他のアミノ酸を使用した場合には、保湿効果の飛躍的向上は見られなかった。この保湿効果の飛躍的向上は、Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩（アルギニン化合物）を用いた場合の特異な現象である。
【００３８】
なお、Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩には、Ｌ体の他に、光学異性体のＤ体が存在し、Ｌ体と同様の保湿効果が得られる。但し、Ｄ体は、生体由来で安価に供給されるＬ体に比べ、非常に高価であり、特別なメリットはない。
【００３９】
また、参考例３として、グリセリンとＬ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩との組み合わせの様に、保湿に対する特異的な効果を有する溶剤との組み合わせが他にあるか調べた。溶剤として、汎用的な１，５−ＰＤ（１、５−ペンタジエン）、２Ｐｙ（２−ピロリドン）、４−ブチロラクトンを選択し、保湿剤としてＬ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩の他に、代表的なマルチトール、キシリトール、ＴＭＰ（トリメチロールプロパン）を選択し、これらの組み合わせの乾燥性と、グリセリンとＬ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩の組み合わせとを比較した。評価方法は、参考例２と同様にして行った。評価結果を図７に示した。図７に示す結果から、グリセリンとＬ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩との組み合わせたものが、保湿効果が飛躍的に向上していることが分かる。
【００４０】
以上の参考例１〜参考例３の結果から、Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩からなる保湿剤、グリセリン、染料、残余の水からなるインク組成物では、優れた保湿効果が得られることが認められる。
【００４１】
しかしながら、これらＬ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩を単一の種類で使用した際には、下記のような課題が生じる場合がある。すなわち、後述するようなインク２のｐＨ安定性や、接液部材（ヘッドカートリッジ３やインク吐出ヘッド２３）を侵食するおそれがある。例えば、インク２がｐＨ＝９を超す場合には、接液部材が侵食してしまうおそれがある。一方、インク２がｐＨ＝７未満では、空気中の二酸化炭素によりｐＨが下がり、やはり接液部材を侵食するおそれがある。また、インク２のｐＨが変動すると、インク液滴の飛翔状態が変化して、印画品質に影響が生じるおそれがある。
【００４２】
Ｌ（＋）−アルギニンは、水溶液中では塩基性を呈し、インク２中に配合すると、０．１質量％添加時でも、インク２がｐＨ＝１０を呈する。実用的な添加量である数質量％添加の領域では、インク２のｐＨは、更に高くなることは必至である。そのため、シリコンからなるヘッドカートリッジ３やインク吐出ヘッド２３を侵すおそれがある。
【００４３】
参考例４として、下記の表１に記載の組成で、保湿剤がＬ（＋）−アルギニンのみのインク組成物、参考例５として、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩のみのインク組成物、及び実施例１として、Ｌ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を併用したインク組成物を調製した。表１において、インク組成物の各成分の量は、質量部で表記した。インク組成物の合計量が、１００質量部となるように調製した。これらのインク組成物を６０℃の環境下に保存し、ｐＨの経時変化を調べた。結果を図８に示す。なお、表１中、サーフィノール４６５は、アセチレングリコール（エアプロダクツ社製、アセチレン系界面活性剤）であり、プロキセルＧＸＬは、１，２−ジベンゾチアゾリン−３−オン（アビシア社製、防かび剤）である。
【００４４】
【表１】
【００４５】
図８に示す結果から、Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩には、ｐＨ緩衝作用があり、経時でインク組成物のｐＨは中性方向に収束することがわかる。Ｌ（＋）−アルギニンのみを含有した参考例４では、Ｌ（＋）−アルギニンが空気中の二酸化炭素によって徐々に中和され、経時的にはインク組成物のｐＨは低下し、中性方向に向かう。Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩のみを含有した参考例５では、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩をインク組成物中に配合することにより、ｐＨ＝６〜６．５となる。経時的には、塩化水素が脱離してｐＨは上がって行き、ほぼ中性で安定する。そこで、実施例１では、塩基性のＬ（＋）−アルギニンと酸性のＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を適宜混合し、初期ｐＨを７〜９になるようにインク組成物を調製したところ、インクｐＨの経時的安定性が改善されることが認められた。以上のことから、インク組成物のｐＨの経時的な変動は、Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩の両者を適宜併用し、インク組成物のｐＨを７〜９になるように調製することで解決されることが分かる。
【００４６】
これら、参考例１〜参考例５、実施例１より、上述したプリンタ装置１に用いるインク２は、溶剤として少なくともグリセリンを含有し、保湿剤として、Ｌ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を含有することによって、保湿効果が向上すると共に、インク２のｐＨが安定する。
【００４７】
インク２中のグリセリンの含有量は、全体の３質量％〜１５質量％であり、Ｌ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩との合計含有量が、全体の１質量％〜１５質量％である。グリセリンを全体の３質量％〜１５質量％とすることによって、インク２の保湿効果が得られ、インク２中に保湿剤が析出せず、ノズル詰まりが生じることを防止できる。また、Ｌ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩との合計含有量を全体の１質量％〜１５質量％とすることによって、所望の保湿効果が得られ、インク２中に保湿剤が析出し、ノズル詰まりが生じることを防止できる。
【００４８】
以上のような構成からなるインク２は、溶剤に少なくともグリセリンを３質量％〜１５質量％含有し、保湿剤としてＬ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を１質量％〜１５質量％含有することによって、保湿効果が向上し、インク吐出ヘッド２３上で乾燥固化が抑制されるので、インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａのクリーニングを簡易にすることができる、即ちプリンタ装置１のメンテナンス機構を簡易に出来、メンテナンス頻度も減らす事が出来る。また、インク２は、物性、特にｐＨの経時変化が少ないため、インク吐出性の経時変化が生じることを抑える事が可能となる。
【００４９】
また、インク２を用いることによって、このインク２を吐出するヘッドカートリッジ３では、インク２の保湿効果が優れているため、インク吐出ヘッド２３のノズル３２ａ内や吐出面２３ａで乾燥固化することを防止できる。これにより、プリンタ装置１では、ヘッドカートリッジ３のメンテナンス頻度を減らずことができ、また、メンテナンス機構を簡易にすることができる。また、ヘッドカートリッジ３では、インク２のｐＨがほぼ中性であるため、ヘッドカートリッジ３内のインク２と接する部分を浸食することがなく、またインク２のｐＨが安定しているため、インク液滴の飛翔状態が変化せず、所定の方向にインク液滴を適切に吐出することができ、印画品質に低下することが防止できる。
【実施例】
【００５０】
以下、本発明を適用した記録液について、具体的な実施例を挙げて説明する。
【００５１】
実施例１〜実施例５及び比較例１〜比較例５のインクを下記の表２に示す組成となるように調整した。なお、表２には、インク組成物の各成分の量を質量部で表記した。インク組成物の合計量が１００質量部となるように調製した。
【００５２】
【表２】
【００５３】
実施例１〜実施例５及び比較例１〜比較例５のインクをインクジェットプリンタ（サーマル方式）のインクタンクに充填し、プリンタ装置に取り付けた。プリンタ装置は、２４℃６０％ＲＨの環境に設置した。
【００５４】
実施例１〜実施例５及び比較例１〜比較例５について、インク中の固形物、印画状態の評価を行った。
【００５５】
インクの固形物の評価は、インク組成物を濾過し、濾紙上に固形物が残存していたものを×で表記し、固形物が残存していないものを○で表記した。
【００５６】
印画状態の評価は、ヘッドキャップをオープンした後、通常のメンテナンス動作を入れ、キャップオープンのまま５分間放置した。その後、印画し、印画物の状態を目視でチェックした。印画状態が良好なものを○で表記し、かすれ、不吐出が有り、印画不良のものを×で表記した。
【００５７】
実施例１〜実施例５では、インク組成物中の保湿剤の溶解性が良好なため、固形物は残存せず、かつ、印画状態が良好であった。
【００５８】
一方、比較例１及び比較例２では、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩と、Ｌ（＋）−アルギニンの合計含有率が１質量％よりも少なく不十分なため、また、比較例３では、グリセリンの含有率が３質量％よりも少なく不十分なため、放置後、正常に吐出せず良好な印画状態が得られなかった。比較例４では、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩と、Ｌ（＋）−アルギニンの合計含有率が１５質量％よりも多く過剰なため、また比較例５では、グリセリンの含有率が１５質量％よりも多く過剰なため、インク中に固形物が残留した。
【００５９】
これらのことから、実施例１〜実施例５のように、本発明のインク組成物では、固形物が生じず、印画状態が良好であることから、インクが乾燥固化せず、ｐＨの経時変化が抑えられるという発明の効果が得られるのに対し、グリセリンの含有率が３〜１５質量％の範囲から外れていたり、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩と、Ｌ（＋）−アルギニンの合計含有率が１質量％〜１５質量％の範囲から外れている比較例１〜比較例５では、所望の効果が得られないことがわかる。
【００６０】
以上から、インクにおいて、グリセリン量が少なすぎても発明の効果は得られず、Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩やグリセリンの添加量が多い場合には、乾燥防止効果は得られるが、固形物が析出するため、インクとして成立しないことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明を適用したインクが用いられるプリンタ装置の分解斜視図である。
【図２】同ヘッドカートリッジの断面図である。
【図３】インク吐出ヘッドを示しており、同図（Ａ）は発熱抵抗体上に気泡が発生した状態を模式的に示す断面図であり、同図（Ｂ）はノズルよりインクが吐出される状態を模式的に示す断面図である。
【図４】同プリンタ装置の印刷動作を説明するための透視側面図である。
【図５】Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩等の乾燥時間を示すグラフである。
【図６】保湿剤、染料、溶剤としてグリセリンを含有する溶液の乾燥時間を示すグラフである。
【図７】溶剤として、グリセリンの他に、１、５−ペンタジエン、２−ピロリドン、４−ブチロラクトンを用いた場合の溶液の乾燥時間を示すグラフである。
【図８】Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩を単独、Ｌ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を併用した場合の溶液のｐＨの変化を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ プリンタ装置、２ インク、３ ヘッドカートリッジ、４ 装置本体、１１ インクカートリッジ、２１ カートリッジ本体、２２ 装着部、２３ インク吐出ヘッド、２４ ヘッドキャップ、２５ 接続部、２６ ヘッドチップ、３１ 発熱抵抗体、３２ ノズルシート、３３ フィルム、３４ インク液室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録液、この記録液が収容される液体カートリッジ、この液体カートリッジに収容された記録液を対象物に吐出する液体吐出カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタで印画する場合には、インクを吐出するインクジェットプリンタヘッドに設けられた微細なオリフィス（ノズル）からインクを紙等の被記録媒体に吐出する。インクジェットプリンタでは、インクがノズル内で乾燥・固化した場合、インクが適切に吐出せず、不吐出となる。このため、インクジェットプリンタヘッドでは、乾燥防止のため、非印画時にはノズルが設けられた吐出面側をキャップする。また、インクジェットプリンタヘッドでは、印画前に、吐出面をワイプしたり、空吐出などの煩雑なメンテナンスが必須である。
【０００３】
従来、化粧品、食料品、水性塗料などに保湿効果を付与するため、グリセリンなどの多価アルコール、アラニンやバリンなどのアミノ酸が使用されている。例えば、下記の特許文献１及び引用文献２には、インクジェットプリンタ用インクに保湿剤を含有させることでインクの乾燥固化を抑制する技術を開示されている。しかしながら、インクにアミノ酸を含有させても、十分に、インクの乾燥固化を抑制することができない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６８２２０号公報
【特許文献２】特開２００３−１６０７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、記録液を吐出する液体吐出カートリッジの吐出面のメンテナンス機構を簡易化できると共に、液体吐出カートリッジの吐出面上で乾燥固化し難く、かつ物性の経時変化の少ない記録液、この記録液が収容された液体カートリッジ及びこの液体カートリッジが取り付けられ、記録液を吐出する液体吐出カートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、鋭意検討の結果、溶剤としてグリセリンを３質量％〜１５質量％含有し、保湿剤としてＬ（＋）−アルギニン塩酸塩とＬ（＋）−アルギニンとを合計が１質量％〜１５質量％となるように含有し、ｐＨ＝７〜９となるように調製した記録液を使用することにより、記録液を吐出する液体吐出カートリッジの吐出面のメンテナンス機構を簡易化できると共に、液体吐出カートリッジの吐出面上で乾燥固化し難く、かつ物性の経時変化を少なくすることができることを見出した。
【０００７】
上述した目的を達成する本発明に係る記録液は、少なくとも、水、色材、溶剤としてグリセリン及び保湿剤としてＬ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を含有し、グリセリン含有量が、全体の３質量％〜１５質量％であり、Ｌ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩との合計含有量が、全体の１質量％〜１５質量％であり、ｐＨが７〜９となるように調製されたものである。
【０００８】
また、上述した目的を達成する本発明に係る液体カートリッジは、被記録媒体に記録を行うために、液滴の状態で当該被記録媒体に付着される上記記録液が収容されたものである。
【０００９】
上述した目的を達成する本発明に係る液体吐出カートリッジは、被記録媒体に記録を行うために、液滴の状態で当該被記録媒体に付着される上記記録液が収容された液体カートリッジが設けられ、該液体カートリッジから供給された上記記録液を被記録媒体に吐出するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、記録液中に、グリセリンが３質量％〜１５質量％含有され、保湿剤としてＬ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩とが合計含有量が、全体の１質量％〜１５質量％となるように含有され、ｐＨが７〜９となるように調整されていることによって、記録液の保湿性が向上する。これにより、本発明では、記録液が液体吐出カートリッジの吐出面上で乾燥固化することが抑制され、液体吐出装置のメンテナンス機構を簡易に出来、メンテナンス頻度も減らす事が出来る。また、本発明では、記録液の物性、特にｐＨの経時変化が少ないため、記録液の吐出性の経時変化を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した記録液、液体カートリッジ及び液体吐出カートリッジについて、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
本発明を適用した記録液は、以下に説明するインクジェット式のプリンタ装置（以下、プリンタ装置という。）に用いられ、文字や画像を形成する。
【００１３】
プリンタ装置１は、図１及び図２に示すように、被記録媒体となる例えば記録紙Ｐに対して、詳細を後述する記録液のインク２を吐出する液体吐出カートリッジとなるインクジェットプリンタヘッドカートリッジ（以下、ヘッドカートリッジという。）３と、このヘッドカートリッジ３が装着される装置本体４とを備える。このプリンタ装置１は、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図１及び図２中矢印Ｗ方向に、インク２を吐出するノズル３２ａが略ライン状に１列以上並設した、いわゆるライン型のプリンタ装置である。このプリンタ装置１は、ヘッドカートリッジ３が装置本体４に対して着脱可能である。
【００１４】
先ず、インク２の説明に先立って、プリンタ装置１を構成するヘッドカートリッジ３について説明する。ヘッドカートリッジ３は、例えば圧力発生素子として電気熱変換式を用いた発熱抵抗体３１ａでインク２を吐出し、記録紙Ｐの主面にインク２を着弾させる。ヘッドカートリッジ３には、図１及び図２に示すように、インク２が収容された液体カートリッジとなるインクカートリッジ１１が装着される。インクカートリッジ１１は、色毎に、イエローインクのインクカートリッジ１１ｙ、マゼンタインクのインクカートリッジ１１ｍ、シアンインクのインクカートリッジ１１ｃ、ブラックインクのインクカートリッジ１１ｋを備える。インクカートリッジ１１は、記録紙Ｐの幅方向の寸法と略同じ寸法をなす略矩形状に形成されている。インクカートリッジ１１には、図２に示すように、ヘッドカートリッジ３のカートリッジ本体２１にインク２を供給するためのインク供給部１２を備える。なお、インクカートリッジ１１は、ヘッドカートリッジ３と一体に形成されていてもよい。
【００１５】
インクカートリッジ１１が装着されるヘッドカートリッジ３は、図１及び図２に示すように、カートリッジ本体２１を有する。カートリッジ本体２１には、インクカートリッジ１１が装着される装着部２２と、インク２を吐出するインク吐出ヘッド２３と、インク吐出ヘッド２３を保護するヘッドキャップ２４とを備える。
【００１６】
装着部２２の長手方向略中央には、装着部２２に装着されたそれぞれのインクカートリッジ１１ｙ、１１ｍ、１１ｃ、１１ｋのインク供給部１２と対応して、各インク供給部１２に接続される接続部２５が設けられている。この接続部２５は、装着部２２に装着されたインクカートリッジ１１ｙ、１１ｍ、１１ｃ、１１ｋのインク供給部１２からカートリッジ本体２１の底面に設けられたインク２を吐出するインク吐出ヘッド２３にインク２を供給するインク供給路となる。
【００１７】
接続部２５からインク２が供給されるインク吐出ヘッド２３は、カートリッジ本体２１の底面に設けられている。インク吐出ヘッド２３は、接続部２５から供給されるインク２を吐出する吐出口であるノズル３２ａが記録紙Ｐの幅方向、すなわち図２中矢印Ｗ方向に略ライン状に色毎に並設されている。インク吐出ヘッド２３は、記録紙Ｐの幅方向に並設された複数のノズル３２ａのうち、所定数を一組とするヘッドチップ２６が略千鳥状に記録紙Ｐの幅方向に亘って配置されることで、略ライン状にノズル３２ａが形成されている。インク吐出ヘッド２３は、インク２を吐出する際に、記録紙Ｐの幅方向に移動することなく、略ライン状に並設されたヘッドチップ２６からインク２を吐出する。
【００１８】
ヘッドチップ２６は、図３に示すように、電気熱変化式の発熱抵抗体３１ａが設けられた回路基板３１と、ノズル３２ａが形成されたノズルシート３２と、回路基板３１とノズルシート３２との間に設けられたフィルム３３とで形成されている。ヘッドチップ２６には、回路基板３１とノズルシート３２とフィルム３３とで囲まれたインク液室３４が形成されている。インク液室３４には、発熱抵抗体３１ａによって加熱されるインク２が充填される。また、インク吐出ヘッド２３には、インク２が収容されたインクカートリッジ１１からインク２をインク液室３４に供給するためのインク流路３５が形成されている。
【００１９】
回路基板３１は、例えばシリコンウエハ、ガラス基板等といったケイ素含有材料からなる基板上に、ロジックＩＣ（Integrated Circuit）やドライバートランジスタ等からなる制御回路が形成されている。回路基板３１には、圧力発生素子として、制御回路により制御され、インク２を加熱する発熱抵抗体３１ａが設けられている。
【００２０】
ノズルシート３２は、吐出面２３ａに向かって縮径されたノズル３２ａが穿設されると共に、回路基板３１とフィルム３３を挟んで対向配置されることで、インク液室３４の下面部を形成している。
【００２１】
フィルム３３は、例えば露光硬化型のドライフィルムレジストからなり、上述したインク流路３５と連通される部分を除いて各ノズル３２ａの周囲を囲むように形成されている。また、このフィルム３３は、回路基板３１とノズルシート３２との間に介在されることによって、インク液室３４の側面を形成している。
【００２２】
以上のような構成からなるヘッドチップ２６が記録紙Ｐの幅方向（Ｗ方向）に並設されたインク吐出ヘッド２３は、印刷データに基づいた記録信号により、吐出させる色のヘッドチップ２６の回路基板３１の制御回路が制御され、選択的した発熱抵抗体３１ａにパルス電流を供給し、発熱抵抗体３１ａを加熱する。インク吐出ヘッド２３では、発熱抵抗体３１ａを加熱すると、図３に示すように、発熱抵抗体３１ａと接するインク２に気泡ｂが発生し、この気泡ｂが膨張しながらインク２を加圧し、押し退けられたインク２を液滴の状態でノズル３２ａより吐出する。インク吐出ヘッド２３では、インク２を吐出した後、インク流路３５を通してインク２をインク液室３４に供給することによって、再び吐出前の状態に戻り、再びインク２を吐出してカラー画像を印刷する。
【００２３】
インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａ側には、図１に示すように、ノズル３２ａが形成された吐出面２３ａを保護するためのヘッドキャップ２４が取り付けられている。ヘッドキャップ２４は、インク２を吐出せず、印刷をしない間、インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａを閉塞し、ノズル３２ａを乾燥等から保護している。印刷を行う際には、ヘッドキャップ２４は、図４に示すように、ヘッドカートリッジ３の底面から装置本体４の前面側に移動し、インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａを外部に露出させる。このヘッドキャップ２４には、図４に示すように、吐出面２３ａに付着している余分なインク２を拭き取るクリーニングローラ２４ａが設けられている。ヘッドキャップ２４は、吐出面２３ａを開放又は閉塞する際に、クリーニングローラ２４ａで吐出面２３ａをクリーニングし、吐出面２３ａに付着した余分なインク２やノズル３２ａ内の固化したインク２を除去する。
【００２４】
このような構成のヘッドカートリッジ３が装着される装置本体４には、図１に示すように、ヘッドカートリッジ装着部４１にヘッドカートリッジ３が装着される。また、装置本体４には、前面下側に印刷される前の記録紙Ｐが積層して収納された給紙トレイ４２が取り付けられ、前面上側に印刷後の記録紙Ｐを収納する排紙トレイ４３が取り付けられている。装置本体４には、図４に示すように、記録紙Ｐを搬送する給排紙機構４４及び図示しないヘッドキャップ２４を開閉するヘッドキャップ開閉機構が設けられている。
【００２５】
以上のような構成からプリンタ装置１は、先ず、図１に示す装置本体４に設けられた操作ボタン４ａの操作により制御部に印刷開始の命令がされると、制御部からの制御信号により給排紙機構４４、ヘッドキャップ開閉機構が駆動して、図４に示すように、印刷が可能な状態となる。
【００２６】
プリンタ装置１は、ヘッドキャップ開閉機構により、ヘッドキャップ２４をヘッドカートリッジ３に対して給紙トレイ４２及び排紙トレイ４３が設けられている装置本体４の前面側に移動しながら、吐出面２３ａをクリーニングする。これにより、プリンタ装置１は、インク２を吐出するノズル３２ａが外部に露出し、インク２が吐出できるようになる。
【００２７】
また、プリンタ装置１は、複数の搬送ローラ４５からなる給排紙機構４４により、給紙トレイ４２から１枚だけ記録紙Ｐを引き出し、記録紙Ｐを吐出面２３ａと対向する位置に設けたプラテン４７で支持することによって、記録紙Ｐが吐出面２３ａと対向する。
【００２８】
次に、プリンタ装置１は、インク吐出ヘッド２３に設けられた複数の発熱抵抗体３１ａうち、印刷データに基づく制御信号によって選択された発熱抵抗体３１ａに、駆動電流を供給し、選択された発熱抵抗体３１ａを加熱する。プリンタ装置１は、発熱抵抗体３１ａを加熱することによって、図４に示すように、吐出面２３ａと対向する位置に搬送された記録紙Ｐに対してノズル３２ａよりインク２を液滴の状態にして吐出し、カラー画像を印刷する。
【００２９】
次に、プリンタ装置１は、画像の印刷が終わった記録紙Ｐを排紙ローラ４７で排紙トレイ４３に送り出し、排紙トレイ４３に記録紙Ｐを排紙する。このようにして、プリンタ装置１では、記録紙Ｐにカラー画像を印刷する。印刷後には、装置本体４の前面側に待機しているヘッドキャップ２４をヘッドキャップ開閉機構により、ヘッドカートリッジ３の底面を移動させ、インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａを閉塞し保護する。この際にも、クリーニングローラ２４ａが吐出面２３ａをクリーニングするようにしてもよい。
【００３０】
このように、プリンタ装置１では、インク２を記録紙Ｐに対して吐出することで、文字や画像を形成するため、インク２を記録紙Ｐに対して適切に吐出しなければならない。プリンタ装置１に用いられるインク２は、ノズル３２ａ内で乾燥固化することが防止されたものである。
【００３１】
具体的に、インク２は、少なくとも水、色材、溶剤としてグリセリン、及び保湿剤としてＬ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を含有するものである。
【００３２】
色材としては、直接染料、酸性染料等に代表される水性染料や顔料等が挙げられ、インクジェットプリンタ装置のインクに一般に使用される色材を用いることができる。
【００３３】
溶剤としては、少なくともグリセリンを含有する。なお、溶剤として、グリセリンの他に、適宜、インクの溶剤として一般に用いられる溶剤、例えば脂肪族一価アルコールや脂肪族多価アルコール等の水溶性有機溶剤を添加してもよい。
【００３４】
インク２には、保湿剤として、Ｌ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を含有させる。このＬ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩は、グリセリンと共に、インク２中に含有することによって、インク２の保湿性を向上させ、インク２がノズル３２ａ内で乾燥固化することを防止する。
【００３５】
ここで、Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩の保湿効果について説明する。先ず、参考例１として、Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩の保湿効果について、他の保湿剤と比較評価を行った。評価結果を図５に示す。この評価は、温度２５℃、湿度６０％（ＲＨ）の環境下で、清浄なガラス板上に、図５中の横軸に示した各種保湿剤３質量％水溶液２μＬを滴下し、乾燥するまでの時間を比較して行った。経時的に、液滴を観察し、液滴を鋭利な針先で突き、速やかに形状が回復しなくなった時点を乾燥時間とした。図５に示す結果から、水溶液中にＬ（＋）−アルギニン塩酸塩、Ｌ（＋）−アルギニンをそれぞれ単独で含有させた場合には、保湿効果はそれほど大きくないことがわかる。
【００３６】
次に、参考例２として、保湿剤３質量％、染料（Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック １２１）４質量％及びグリセリン５質量％を含有する水溶液からなるインク組成物を調製して、保湿剤としてＬ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩を用いた場合と、他の保湿剤を用いた場合との比較を行った。
【００３７】
各水溶液の保湿効果の評価結果を図６に示す。評価方法は、温度２５℃、湿度６０％（ＲＨ）の環境下で、水溶液２μＬを、参考例１と同様に清浄なガラス板上に滴下し、乾燥するまでの時間を比較した。乾燥の判定は、参考例１と同様に行った。図６に示す結果から、グリセリンと共に、インク組成物中に保湿剤を添加することによって、Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩の場合には、他の保湿剤よりも保湿効果が飛躍的に向上することが分かる。保湿剤としてアラニンやバリンなどの他のアミノ酸を使用した場合には、保湿効果の飛躍的向上は見られなかった。この保湿効果の飛躍的向上は、Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩（アルギニン化合物）を用いた場合の特異な現象である。
【００３８】
なお、Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩には、Ｌ体の他に、光学異性体のＤ体が存在し、Ｌ体と同様の保湿効果が得られる。但し、Ｄ体は、生体由来で安価に供給されるＬ体に比べ、非常に高価であり、特別なメリットはない。
【００３９】
また、参考例３として、グリセリンとＬ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩との組み合わせの様に、保湿に対する特異的な効果を有する溶剤との組み合わせが他にあるか調べた。溶剤として、汎用的な１，５−ＰＤ（１、５−ペンタジエン）、２Ｐｙ（２−ピロリドン）、４−ブチロラクトンを選択し、保湿剤としてＬ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩の他に、代表的なマルチトール、キシリトール、ＴＭＰ（トリメチロールプロパン）を選択し、これらの組み合わせの乾燥性と、グリセリンとＬ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩の組み合わせとを比較した。評価方法は、参考例２と同様にして行った。評価結果を図７に示した。図７に示す結果から、グリセリンとＬ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩との組み合わせたものが、保湿効果が飛躍的に向上していることが分かる。
【００４０】
以上の参考例１〜参考例３の結果から、Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩からなる保湿剤、グリセリン、染料、残余の水からなるインク組成物では、優れた保湿効果が得られることが認められる。
【００４１】
しかしながら、これらＬ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩を単一の種類で使用した際には、下記のような課題が生じる場合がある。すなわち、後述するようなインク２のｐＨ安定性や、接液部材（ヘッドカートリッジ３やインク吐出ヘッド２３）を侵食するおそれがある。例えば、インク２がｐＨ＝９を超す場合には、接液部材が侵食してしまうおそれがある。一方、インク２がｐＨ＝７未満では、空気中の二酸化炭素によりｐＨが下がり、やはり接液部材を侵食するおそれがある。また、インク２のｐＨが変動すると、インク液滴の飛翔状態が変化して、印画品質に影響が生じるおそれがある。
【００４２】
Ｌ（＋）−アルギニンは、水溶液中では塩基性を呈し、インク２中に配合すると、０．１質量％添加時でも、インク２がｐＨ＝１０を呈する。実用的な添加量である数質量％添加の領域では、インク２のｐＨは、更に高くなることは必至である。そのため、シリコンからなるヘッドカートリッジ３やインク吐出ヘッド２３を侵すおそれがある。
【００４３】
参考例４として、下記の表１に記載の組成で、保湿剤がＬ（＋）−アルギニンのみのインク組成物、参考例５として、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩のみのインク組成物、及び実施例１として、Ｌ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を併用したインク組成物を調製した。表１において、インク組成物の各成分の量は、質量部で表記した。インク組成物の合計量が、１００質量部となるように調製した。これらのインク組成物を６０℃の環境下に保存し、ｐＨの経時変化を調べた。結果を図８に示す。なお、表１中、サーフィノール４６５は、アセチレングリコール（エアプロダクツ社製、アセチレン系界面活性剤）であり、プロキセルＧＸＬは、１，２−ジベンゾチアゾリン−３−オン（アビシア社製、防かび剤）である。
【００４４】
【表１】
【００４５】
図８に示す結果から、Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩には、ｐＨ緩衝作用があり、経時でインク組成物のｐＨは中性方向に収束することがわかる。Ｌ（＋）−アルギニンのみを含有した参考例４では、Ｌ（＋）−アルギニンが空気中の二酸化炭素によって徐々に中和され、経時的にはインク組成物のｐＨは低下し、中性方向に向かう。Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩のみを含有した参考例５では、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩をインク組成物中に配合することにより、ｐＨ＝６〜６．５となる。経時的には、塩化水素が脱離してｐＨは上がって行き、ほぼ中性で安定する。そこで、実施例１では、塩基性のＬ（＋）−アルギニンと酸性のＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を適宜混合し、初期ｐＨを７〜９になるようにインク組成物を調製したところ、インクｐＨの経時的安定性が改善されることが認められた。以上のことから、インク組成物のｐＨの経時的な変動は、Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩の両者を適宜併用し、インク組成物のｐＨを７〜９になるように調製することで解決されることが分かる。
【００４６】
これら、参考例１〜参考例５、実施例１より、上述したプリンタ装置１に用いるインク２は、溶剤として少なくともグリセリンを含有し、保湿剤として、Ｌ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を含有することによって、保湿効果が向上すると共に、インク２のｐＨが安定する。
【００４７】
インク２中のグリセリンの含有量は、全体の３質量％〜１５質量％であり、Ｌ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩との合計含有量が、全体の１質量％〜１５質量％である。グリセリンを全体の３質量％〜１５質量％とすることによって、インク２の保湿効果が得られ、インク２中に保湿剤が析出せず、ノズル詰まりが生じることを防止できる。また、Ｌ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩との合計含有量を全体の１質量％〜１５質量％とすることによって、所望の保湿効果が得られ、インク２中に保湿剤が析出し、ノズル詰まりが生じることを防止できる。
【００４８】
以上のような構成からなるインク２は、溶剤に少なくともグリセリンを３質量％〜１５質量％含有し、保湿剤としてＬ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を１質量％〜１５質量％含有することによって、保湿効果が向上し、インク吐出ヘッド２３上で乾燥固化が抑制されるので、インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａのクリーニングを簡易にすることができる、即ちプリンタ装置１のメンテナンス機構を簡易に出来、メンテナンス頻度も減らす事が出来る。また、インク２は、物性、特にｐＨの経時変化が少ないため、インク吐出性の経時変化が生じることを抑える事が可能となる。
【００４９】
また、インク２を用いることによって、このインク２を吐出するヘッドカートリッジ３では、インク２の保湿効果が優れているため、インク吐出ヘッド２３のノズル３２ａ内や吐出面２３ａで乾燥固化することを防止できる。これにより、プリンタ装置１では、ヘッドカートリッジ３のメンテナンス頻度を減らずことができ、また、メンテナンス機構を簡易にすることができる。また、ヘッドカートリッジ３では、インク２のｐＨがほぼ中性であるため、ヘッドカートリッジ３内のインク２と接する部分を浸食することがなく、またインク２のｐＨが安定しているため、インク液滴の飛翔状態が変化せず、所定の方向にインク液滴を適切に吐出することができ、印画品質に低下することが防止できる。
【実施例】
【００５０】
以下、本発明を適用した記録液について、具体的な実施例を挙げて説明する。
【００５１】
実施例１〜実施例５及び比較例１〜比較例５のインクを下記の表２に示す組成となるように調整した。なお、表２には、インク組成物の各成分の量を質量部で表記した。インク組成物の合計量が１００質量部となるように調製した。
【００５２】
【表２】
【００５３】
実施例１〜実施例５及び比較例１〜比較例５のインクをインクジェットプリンタ（サーマル方式）のインクタンクに充填し、プリンタ装置に取り付けた。プリンタ装置は、２４℃６０％ＲＨの環境に設置した。
【００５４】
実施例１〜実施例５及び比較例１〜比較例５について、インク中の固形物、印画状態の評価を行った。
【００５５】
インクの固形物の評価は、インク組成物を濾過し、濾紙上に固形物が残存していたものを×で表記し、固形物が残存していないものを○で表記した。
【００５６】
印画状態の評価は、ヘッドキャップをオープンした後、通常のメンテナンス動作を入れ、キャップオープンのまま５分間放置した。その後、印画し、印画物の状態を目視でチェックした。印画状態が良好なものを○で表記し、かすれ、不吐出が有り、印画不良のものを×で表記した。
【００５７】
実施例１〜実施例５では、インク組成物中の保湿剤の溶解性が良好なため、固形物は残存せず、かつ、印画状態が良好であった。
【００５８】
一方、比較例１及び比較例２では、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩と、Ｌ（＋）−アルギニンの合計含有率が１質量％よりも少なく不十分なため、また、比較例３では、グリセリンの含有率が３質量％よりも少なく不十分なため、放置後、正常に吐出せず良好な印画状態が得られなかった。比較例４では、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩と、Ｌ（＋）−アルギニンの合計含有率が１５質量％よりも多く過剰なため、また比較例５では、グリセリンの含有率が１５質量％よりも多く過剰なため、インク中に固形物が残留した。
【００５９】
これらのことから、実施例１〜実施例５のように、本発明のインク組成物では、固形物が生じず、印画状態が良好であることから、インクが乾燥固化せず、ｐＨの経時変化が抑えられるという発明の効果が得られるのに対し、グリセリンの含有率が３〜１５質量％の範囲から外れていたり、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩と、Ｌ（＋）−アルギニンの合計含有率が１質量％〜１５質量％の範囲から外れている比較例１〜比較例５では、所望の効果が得られないことがわかる。
【００６０】
以上から、インクにおいて、グリセリン量が少なすぎても発明の効果は得られず、Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩やグリセリンの添加量が多い場合には、乾燥防止効果は得られるが、固形物が析出するため、インクとして成立しないことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明を適用したインクが用いられるプリンタ装置の分解斜視図である。
【図２】同ヘッドカートリッジの断面図である。
【図３】インク吐出ヘッドを示しており、同図（Ａ）は発熱抵抗体上に気泡が発生した状態を模式的に示す断面図であり、同図（Ｂ）はノズルよりインクが吐出される状態を模式的に示す断面図である。
【図４】同プリンタ装置の印刷動作を説明するための透視側面図である。
【図５】Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩等の乾燥時間を示すグラフである。
【図６】保湿剤、染料、溶剤としてグリセリンを含有する溶液の乾燥時間を示すグラフである。
【図７】溶剤として、グリセリンの他に、１、５−ペンタジエン、２−ピロリドン、４−ブチロラクトンを用いた場合の溶液の乾燥時間を示すグラフである。
【図８】Ｌ（＋）−アルギニン、Ｌ（＋）−アルギニン塩酸塩を単独、Ｌ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を併用した場合の溶液のｐＨの変化を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ プリンタ装置、２ インク、３ ヘッドカートリッジ、４ 装置本体、１１ インクカートリッジ、２１ カートリッジ本体、２２ 装着部、２３ インク吐出ヘッド、２４ ヘッドキャップ、２５ 接続部、２６ ヘッドチップ、３１ 発熱抵抗体、３２ ノズルシート、３３ フィルム、３４ インク液室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、水、色材、溶剤としてグリセリン及び保湿剤としてＬ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を含有し、
上記グリセリン含有量が、全体の３質量％〜１５質量％であり、
上記Ｌ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩との合計含有量が、全体の１質量％〜１５質量％であり、
ｐＨが７〜９となるように調製された記録液。
【請求項２】
被記録媒体に記録を行うために、液滴の状態で当該被記録媒体に付着される記録液が収容された液体カートリッジにおいて、
上記記録液は、少なくとも、水、色材、溶剤としてグリセリン及び保湿剤としてＬ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を含有し、上記グリセリン含有量が、該記録液全体の３質量％〜１５質量％であり、Ｌ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩との合計含有量が、該記録液全体の１質量％〜１５質量％であり、ｐＨが７〜９となるように調製されたものである液体カートリッジ。
【請求項３】
被記録媒体に記録を行うために、液滴の状態で当該被記録媒体に付着される記録液が収容された液体カートリッジが設けられ、該液体カートリッジから供給された上記記録液を被記録媒体に吐出する液体吐出カートリッジにおいて、
上記記録液は、少なくとも、水、色材、溶剤としてグリセリン、及び保湿剤としてＬ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を含有し、上記グリセリン含有量が、該記録液全体の３質量％〜１５質量％であり、上記Ｌ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩との合計含有量が、該記録液全体の１質量％〜１５質量％であり、ｐＨが７〜９となるように調製されたものである液体吐出カートリッジ。
【請求項１】
少なくとも、水、色材、溶剤としてグリセリン及び保湿剤としてＬ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を含有し、
上記グリセリン含有量が、全体の３質量％〜１５質量％であり、
上記Ｌ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩との合計含有量が、全体の１質量％〜１５質量％であり、
ｐＨが７〜９となるように調製された記録液。
【請求項２】
被記録媒体に記録を行うために、液滴の状態で当該被記録媒体に付着される記録液が収容された液体カートリッジにおいて、
上記記録液は、少なくとも、水、色材、溶剤としてグリセリン及び保湿剤としてＬ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を含有し、上記グリセリン含有量が、該記録液全体の３質量％〜１５質量％であり、Ｌ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩との合計含有量が、該記録液全体の１質量％〜１５質量％であり、ｐＨが７〜９となるように調製されたものである液体カートリッジ。
【請求項３】
被記録媒体に記録を行うために、液滴の状態で当該被記録媒体に付着される記録液が収容された液体カートリッジが設けられ、該液体カートリッジから供給された上記記録液を被記録媒体に吐出する液体吐出カートリッジにおいて、
上記記録液は、少なくとも、水、色材、溶剤としてグリセリン、及び保湿剤としてＬ（＋）−アルギニン及びＬ（＋）−アルギニン塩酸塩を含有し、上記グリセリン含有量が、該記録液全体の３質量％〜１５質量％であり、上記Ｌ（＋）−アルギニンとＬ（＋）−アルギニン塩酸塩との合計含有量が、該記録液全体の１質量％〜１５質量％であり、ｐＨが７〜９となるように調製されたものである液体吐出カートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−６５１６５（Ｐ２０１０−６５１６５Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３３８４５（Ｐ２００８−２３３８４５）
【出願日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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