特許 6044375 インクジェット記録用インク、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、画像形成物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6044375

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】インクジェット記録用インク、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、画像形成物

(51)【国際特許分類】

   C09D 11/322 20140101AFI20161206BHJP

   B41M 5/00 20060101ALI20161206BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20161206BHJP

【ＦＩ】

   C09D11/322

   B41M5/00 E

   B41J2/01 501

【請求項の数】5

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2013-21343(P2013-21343)

(22)【出願日】2013年2月6日

(65)【公開番号】特開2014-152207(P2014-152207A)

(43)【公開日】2014年8月25日

【審査請求日】2016年1月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100116481

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 利郎

(72)【発明者】

【氏名】成瀬 充

(72)【発明者】

【氏名】羽切 稔

(72)【発明者】

【氏名】諸星 直哉

【審査官】 仁科 努

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０８７１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２２７６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５０８５６９８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１２３７１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−１３１８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５２８７８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５３０３２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５２８７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１２２９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５２２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５２２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１２２０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７２３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１９１１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２１１０８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０９Ｄ １１／００−５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水、顔料及び共重合体を含有し、該共重合体が、その構成モノマーとして、下記一般式（１）及び一般式（２）で表されるモノマーを含むことを特徴とするインクジェット記録用インク。
＜一般式（１）＞

【化13】

Ｒ１は水素原子又はメチル基、Ａ１は−ＣＯ−Ｏ−、又は−ＣＯ−ＮＨ−、Ｂ１は炭素数４〜２３のアルキレン基、Ｍは水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンを表す。
＜一般式（２）＞

【化14】

Ｒ２は水素原子又はメチル基、Ａ２は直接結合、−ＣＯ−Ｏ−、又は−ＣＯ−ＮＨ−、Ｂ２は直接結合、炭素数１〜２のアルキレン基、又はビニレン基、Ｍは水素原子、無機カチオン又は有機カチオンを表す。

【請求項2】

前記共重合体が、その構成モノマーとして更に、下記一般式（３）〜一般式（６）から選ばれた少なくとも一種のモノマーを含むことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録用インク。
＜一般式（３）＞

【化15】

Ｒ３は水素原子又はメチル基、Ａ３は−ＣＯ−Ｏ−、又は−ＣＯ−ＮＨ−、Ｂ３は炭素数１〜４のアルキレン基、Ｍは水素原子、無機カチオン又は有機カチオンを表す。
＜一般式（４）＞

【化16】

Ｒ４は水素原子又はメチル基、Ａ４は−ＣＯ−Ｏ−、又は−ＣＯ−ＮＨ−、Ｂ４は炭素数１〜１２のアルキル基を表す。
＜一般式（５）＞

【化17】

Ｒ５は水素原子又はメチル基、Ａ５は−ＣＯ−Ｏ−、又は−ＣＯ−ＮＨ−、Ｂ５は炭素数１〜４のアルキレン基、Ｄは同一でも異なっていてもよく、水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基を表す。
＜一般式（６）＞

【化18】

Ｒ６は水素原子又はメチル基、Ａ６は−ＣＯ−Ｏ−、又は−ＣＯ−ＮＨ−、Ｂ６は炭素数１〜４のアルキレン基、Ｅは水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基、ｌは１〜１００の整数を表す。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のインクジェット記録用インクを容器中に収容したことを特徴とするインクカートリッジ。

【請求項4】

請求項３に記載のインクカートリッジを搭載したことを特徴とするインクジェット記録装置。

【請求項5】

請求項１又は２に記載のインクジェット記録用インクを用いて画像が形成されたことを特徴とする画像形成物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インクジェット記録用インク、これを用いたインクカートリッジ、インクジェット記録装置、及び画像形成物に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、画像形成方法として、他の記録方式に比べてプロセスが簡単でフルカラー化が容易であり、簡略な構成の装置であっても高解像度の画像が得られる利点があることから、インクジェット記録方式が普及してきた。
インクジェット記録方式は、熱により発生する泡や、ピエゾや静電等を利用し発生した圧力で少量のインクを飛翔させ、紙などの被画像形成体に付着させ、素早く乾燥させて（あるいは被画像形成体に浸透させて）画像を形成する方式であり、パーソナルを始め産業用としてのプリンターや、印刷用途まで拡大してきている。
近年、産業用途としての需要が高まり、高速印字や様々な記録媒体（紙等のメディア）に対する対応が望まれている。特に高速化に伴いラインヘッドを搭載したインクジェットプリンターも必要となってきている。

【0003】

また、環境面や安全性の面から水系インクに対する要望が高くなっている。しかし水系インクは記録媒体の影響を受け易く、画像に各種の問題を引き起こしている。特に記録媒体に非平滑性の紙を使用する場合は顕著である。
水系インクの場合、乾燥までに時間を要し紙との相溶性も良好なため、紙への浸透性が高く、特に未コーティングの比較的非平滑な紙の場合、色材が紙中に浸透するため、形成された色材の色濃度が低くなってしまうという、溶剤インクでは見られなかった問題が生じている。
特に高速印字化が進むにつれて、記録媒体に付着したインクの乾燥速度を早めるため、インクに浸透剤を添加し、溶媒の水を記録媒体に浸透させて乾燥を早める手段がとられる。
しかしながら、浸透剤を含有させると、水だけでなく色材の記録媒体への浸透性も高くなるため、更に画像濃度が低下してしまうという問題が顕著になる。

【0004】

特許文献１には、インクジェット用途ではないが、ｐＨにより親水性と疎水性が変化するアクリルアミド長鎖アルキルカルボン酸モノマーを構成要素とする表面処理剤が開示されている。
しかし、この表面処理剤をインクジェット記録用インクに使用した場合の親水性と疎水性が入れ替わるｐＨは弱アルカリ性であり、中性の受容体に接触した場合に疎水化させるためにはインクのｐＨを弱アルカリ性にしなければならず、インクジェットヘッド部位の腐食等による印字不良が発生する上に、十分な画像濃度は得られない。
また特許文献２には、炭素数１５以下のアルキルを有するアクリル酸モノマーを構成要素とするｐＨ感応性樹脂を使用したインクが開示されている。しかし、上記ｐＨ感応性樹脂の親水性と疎水性が入れ替わるｐＨは酸性領域にあり、酸性処理をしない無処理の中性の受容紙上にインクを着弾させても疎水化されず、インクが紙内に浸透するため十分な画像濃度が得られない上に、インクの経時安定性も満足できるものではない。
また特許文献３には、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドにブロモヘキサン酸を反応させ、カチオンとアニオンを両方備えた官能基を有するポリマーを用いたインクが開示されている。しかし、空気中の二酸化炭素等の影響でインクのｐＨが変動した際の液安定性効果はあるものの、受容紙上に顔料を留めることができず、画像濃度が低い。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、保存安定性が良好で平滑紙、非平滑紙のいずれでも高画像濃度が実現できるインクジェット記録用インクの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題は、次の１）の発明によって解決される。
１） 水、顔料及び共重合体を含有し、該共重合体が、その構成モノマーとして、下記一般式（１）及び一般式（２）で表されるモノマーを含むことを特徴とするインクジェット記録用インク。
＜一般式（１）＞

【化1】

Ｒ１は水素原子又はメチル基、Ａ１は−ＣＯ−Ｏ−、又は−ＣＯ−ＮＨ−、Ｂ１は炭素数４〜２３のアルキレン基、Ｍは水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンを表す。
＜一般式（２）＞

【化2】

Ｒ２は水素原子又はメチル基、Ａ２は直接結合、−ＣＯ−Ｏ−、又は−ＣＯ−ＮＨ−、Ｂ２は直接結合、炭素数１〜２のアルキレン基、又はビニレン基、Ｍは水素原子、無機カチオン又は有機カチオンを表す。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、保存安定性が良好で平滑紙、非平滑紙のいずれでも高画像濃度が実現できるインクジェット記録用インクを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】インクカートリッジの一例を示す概略図。

【図2】図１のインクカートリッジのケース（外装）も含めた概略図。

【図3】インクジェット記録装置のインクカートリッジ装填部のカバーを開いた状態の斜視説明図。

【図4】インクカートリッジを搭載したインクジェット記録装置の全体構成を説明する概略構成図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、上記本発明１）について詳しく説明するが、本発明の実施の態様には次の２）〜５）も含まれるので、これらについても併せて説明する。
２） 前記共重合体が、その構成モノマーとして更に、下記一般式（３）〜一般式（６）から選ばれた少なくとも一種のモノマーを含むことを特徴とする１）に記載のインクジェット記録用インク。
＜一般式（３）＞

【化3】

Ｒ３は水素原子又はメチル基、Ａ３は−ＣＯ−Ｏ−、又は−ＣＯ−ＮＨ−、Ｂ３は炭素数１〜４のアルキレン基、Ｍは水素原子、無機カチオン又は有機カチオンを表す。
＜一般式（４）＞

【化4】

Ｒ４は水素原子又はメチル基、Ａ４は−ＣＯ−Ｏ−、又は−ＣＯ−ＮＨ−、Ｂ４は炭素数１〜１２のアルキル基を表す。
＜一般式（５）＞

【化5】

Ｒ５は水素原子又はメチル基、Ａ５は−ＣＯ−Ｏ−、又は−ＣＯ−ＮＨ−、Ｂ５は炭素数１〜４のアルキレン基、Ｄは同一でも異なっていてもよく、水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基を表す。
＜一般式（６）＞

【化6】

Ｒ６は水素原子又はメチル基、Ａ６は−ＣＯ−Ｏ−、又は−ＣＯ−ＮＨ−、Ｂ６は炭素数１〜４のアルキレン基、Ｅは水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基、ｌは１〜１００の整数を表す。
３） １）又は２）に記載のインクジェット記録用インクを容器中に収容したことを特徴とするインクカートリッジ。
４） ３）に記載のインクカートリッジを搭載したことを特徴とするインクジェット記録装置。
５） １）又は２）に記載のインクジェット記録用インクを用いて画像が形成されたことを特徴とする画像形成物。

【0010】

本発明のインクジェット記録用インク（以下、インクということもある）に用いる共重合体は、その構成モノマーとして、少なくとも前記一般式（１）及び一般式（２）で表されるモノマーを含むことを特徴とする。
共重合体中の一般式（１）のモノマーからなる部位は、疎水部分として炭素数４〜２３のアルキレン基、親水部分としてカルボン酸基を有しており、ｐＨの変動により親水性と疎水性が変化する（ｐＨ応答性がある）ので、ｐＨ７〜８付近を変動点として、酸性側では疎水性、アルカリ側では親水性を示す。
従って、前記共重合体をアルカリ性のインクに使用し、受容紙上（ｐＨ７付近）に着弾した際のインクのｐＨ変動を利用して共重合体を疎水性とし、インクを受容体の表面に留まらせて画像濃度を向上させる効果が期待できる。しかしながら、受容紙との接触によるｐＨ変動は、酸性紙又は前処理液などにより受容紙を酸性処理した場合でなければせいぜい１以下であり、また親水化速度も遅く、更に共重合体自身が疎水化しても、顔料を巻き込んで凝集しないため、画像濃度向上効果は十分満足できるレベルではない。

【0011】

そこでこの問題を解決すべく検討したところ、一般式（１）のモノマーと共に、一般式（２）のモノマーを用いることにより、画像濃度を向上させ且つ保存安定性を確保できることが分かった。これらのモノマーを組み合わせると何故画像濃度が向上するかについては、以下のように推測される。
共重合体中の一般式（２）のモノマーからなる部位は、疎水部分としてフェニレン基及びアルキレン基、親水部分としてカルボン酸基を有しており、一般式（１）のモノマーからなる部位よりも疎水性が高い。また、一般式（１）のモノマーからなる部位と同様に、ｐＨの変動により親水性と疎水性が変化し（ｐＨ応答性がある）、ｐＨ１１〜１２付近を変動点として、酸性側では疎水性、アルカリ側では親水性を示す。
従って、これらの２種のモノマーを組み合わせることにより、親水性と疎水性が変化するｐＨを適正範囲にコントロールできると共に、一般式（２）のモノマーの芳香族環は、顔料の構造に類似しているため顔料に強く吸着でき、インクが受容体へ着弾しｐＨ変動により疎水化する際に、顔料を巻き込んで凝集させるため、受容体の表面に顔料がより多く留まり、画像濃度が向上すると考えられる。

【0012】

一般式（１）のモノマーと一般式（２）のモノマーの構成比率は、１：９〜９：１が好ましく、より好ましくは３：７〜７：３である。一般式（２）のモノマーの比率が大きくなると、より画像濃度向上効果が上がるが、保存安定性が低下する傾向にある。また一般式（１）のモノマーの比率が大きくなると、画像濃度向上効果は下がるが、保存安定性は向上する傾向にある。なお、一般式（１）のモノマーを２種類以上、一般式（２）のモノマーを２種類以上選択して使用することも可能である。
更に本発明のインクでは、共重合体の構成モノマーとして一般式（３）〜一般式（６）のモノマーから選ばれた少なくとも一種を加えると、保存安定性が一層向上する。特に、一般式（３）のモノマーは効果が高い。
一般式（１）及び一般式（２）のモノマーと、一般式（３）〜一般式（６）のモノマーの構成比率は、８：２〜９．９：０．１が好ましく、より好ましくは８：２〜９：１である。一般式（３）〜一般式（６）のモノマーの比率が高くなると、親水性が高くなって、画像濃度向上効果が低下する傾向にある。

【0013】

上記一般式（１）〜一般式（６）の各モノマーについて更に詳細に説明する。
一般式（１）のモノマーは、アクリル酸、アルキル置換アクリル酸、アクリルアミド、アルキル置換アクリルアミドのいずれかに脂肪酸が結合した化合物、又は末端に炭素−炭素二重結合を有する脂肪酸である。Ｒ１は水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基であり、アルキル基は直鎖状でも分岐状でも良い。Ａ１は−ＣＯ−Ｏ−又は−ＣＯ−ＮＨ−である。Ｂ１は炭素数４〜２３のアルキレン基であり、アルキレン基は直鎖状でも分岐状でも良い。Ｍは水素原子、無機カチオン又は有機カチオンであり、無機又は有機カチオンとしてはカルボン酸塩を形成するものであればよく、例えば無機カチオンとしては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン等のアルカリ金属イオン、有機カチオンとしては、アンモニウムイオン、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等が挙げられる。
特にＢ１のアルキレン基の炭素数は重要であり、４〜２３とする必要があるが、好ましくは７〜１１である。炭素数が大きいほど画像濃度向上効果が大きく、炭素数が小さいほどインクの保存安定性が向上する傾向にある。

【0014】

一般式（１）のモノマーとしては、アクリルアミド骨格のアミノ部位に長鎖アルキル鎖のカルボン酸がついているものが好ましく、例えば次のようなものが挙げられるが、特に１１−（メタ）アクリルアミドウンデカン酸、１２−（メタ）アクリルアミドドデカン酸が好ましい。
５−（メタ）アクリルアミド吉草（ペンタン）酸、
６−（メタ）アクリルアミドヘキサン酸
７−（メタ）アクリルアミドヘプタン酸
８−（メタ）アクリルアミドオクタン（オクチル）酸
９−（メタ）アクリルアミドノナン酸
１０−（メタ）アクリルアミドデカン酸
１１−（メタ）アクリルアミドウンデカン酸
１２−（メタ）アクリルアミドドデカン酸
１４−（メタ）アクリルアミドテトラデカン酸
１５−（メタ）アクリルアミドペンタデカン酸
１６−（メタ）アクリルアミドヘキサデカン酸
１７−（メタ）アクリルアミドヘプタデカン酸
１８−（メタ）アクリルアミドオクタデカン酸
１９−（メタ）アクリルアミドノナデカン酸
２０−（メタ）アクリルアミドノナエイコ酸
２２−（メタ）アクリルアミドドコサン酸
２３−（メタ）アクリルアミドトリコサン酸

【0015】

一般式（２）のモノマーは、アクリル酸、アルキル置換アクリル酸、アクリルアミド、アルキル置換アクリルアミドのいずれかに、ベンゼン環を有するカルボン酸が結合した化合物、又は末端が炭素−炭素二重結合である置換基をパラ位に備えたベンゼン環を有するカルボン酸である。Ｒ２は水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基であり、アルキル基は直鎖状でも分岐状でも良い。Ａ２は直接結合、−ＣＯ−Ｏ−又は−ＣＯ−ＮＨ−である。Ｂ２は炭素数１〜２のアルキレン基である。
Ｍは水素原子、無機カチオン又は有機カチオンであり、無機及び有機カチオンとしてはカルボン酸塩を形成するものであればよく、例えば無機カチオンとしては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン等のアルカリ金属イオン、有機カチオンとしては、アンモニウムイオン、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等が挙げられる。

【0016】

一般式（２）のモノマーの好ましい例としては、下記化合物Ａ〜Ｅが挙げられる。なお、これらの式中、Ｒ７はＨ又はＣＨ_３である。
＜化合物Ａ＞ （メタ）アクリル酸−ｐ−ヒドロキシ桂皮酸エステル

【化7】

＜化合物Ｂ＞ （メタ）アクリル酸−ｐ−ヒドロキシ安息香酸エステル

【化8】

＜化合物Ｃ＞ （メタ）アクリル酸−ｐ−ヒドロキシフェニル酢酸エステル

【化9】

＜化合物Ｄ＞ （メタ）アクリル酸−３−（ｐ−ヒドロキシフェニル）プロピオン酸
エステル

【化10】

＜化合物Ｅ＞ ｐ−（メタ）アクリルアミド安息香酸

【化11】

また、炭素−炭素二重結合に直接ベンゼン環を有するカルボン酸が結合したものとしては、下記化合物Ｆが挙げられる。
＜化合物Ｆ＞ ｐ−エテニル安息香酸

【化12】

【0017】

一般式（３）のモノマーは、アクリル酸、アルキル置換アクリル酸、アクリルアミド、アルキル置換アクリルアミドのいずれかに、アルキルスルホン酸が結合した化合物、又は末端に炭素−炭素二重結合を有するスルホン酸である。Ｒ３は水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基を示し、アルキル基は直鎖状でも分岐状でも良い。Ａ３は−ＣＯ−Ｏ−又は−ＣＯ−ＮＨ−である。Ｂ３は炭素数１〜４のアルキレン基であり、アルキレン基は直鎖状でも分岐状でも良い。
Ｍは水素原子、無機カチオン又は有機カチオンであり、無機及び有機カチオンとしてはスルホン酸塩を形成するものであればよく、例えば無機カチオンとしては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、等のアルカリ金属イオン、有機カチオンとしては、アンモニウムイオン、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等が挙げられる。
一般式（３）のモノマーの好ましい例としては、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、３−メタクリロキシプロパンスルホン酸等が挙げられる。

【0018】

一般式（４）のモノマーは、アクリル酸、アルキル置換アクリル酸、アクリルアミド、アルキル置換アクリルアミドのいずれかに、アルキル基が結合した化合物である。Ｒ４は水素原子又はメチル基を示し、アルキル基は直鎖状でも分岐状でも良い。Ａ４は−ＣＯ−Ｏ−又は−ＣＯ−ＮＨ−である。Ｂ４は炭素数１〜１２のアルキル基であり、アルキル基は直鎖状でも分岐状でも良い。
一般式（４）のモノマーの例としては、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸−２，２，２−トリフルオロプロピル、メタクリル酸−２，２，３，３−テトラフルオロプロピル、アクリル酸−２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチル、メタクリル酸−２−ジメチルアミノエチル、２−ヒドロキシエチルアクリレート、グリセリンモノメタクリレート、アクリル酸ラウリルエステル等が挙げられる。

【0019】

一般式（５）のモノマーは、アクリル酸、アルキル置換アクリル酸、アクリルアミド、アルキル置換アクリルアミドのいずれかに、アルキルアミンが結合した化合物、又は末端に炭素−炭素二重結合を有するアミン化合物である。Ｒ５は水素原子又はメチル基であり、アルキル基は直鎖状でも分岐状でも良い。Ａ５は−ＣＯ−Ｏ−又は−ＣＯ−ＮＨ−である。Ｂ５は炭素数１〜４のアルキレン基であり、アルキレン基は直鎖状でも分岐状でも良い。Ｄは同一でも異なっていてもよく、水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基である
一般式（５）のモノマーの例としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロライド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノアクリルアミドメチルクロライド、２−アクリルアミド−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチル等が挙げられる。

【0020】

一般式（６）のモノマーは、アクリル酸、アルキル置換アクリル酸、アクリルアミド、アルキル置換アクリルアミドのいずれかに、又はビニル骨格に直接、ポリオキシアルキレン基が結合した化合物である。Ｒ６は水素原子又はメチル基であり、アルキル基は直鎖状でも分岐状でも良い。Ａ６は−ＣＯ−Ｏ−又は−ＣＯ−ＮＨ−である。Ｂ６は炭素数１〜４のアルキレン基であり、Ｅは水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基である。ｌは１〜１００の整数である。
一般式（６）のモノマーの例としては、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート等が挙げられる。

【0021】

上記共重合体の重合は公知の方法で行えばよく、必要に応じて更に一般式（１）〜一般式（６）以外のモノマーを加えて共重合させてもよい。
共重合体の平均分子量は特に限定されず、オリゴマー以上の重合度を有していれば目的とする効果を発揮できるが、特に重量平均分子量３０００〜１０万程度が好ましい。分子量は、重合時間、温度、重合禁止剤などによって制御が可能である。
インク中の上記共重合体の添加量はモノマー構成によって適宜調整する必要があるが、顔料の重量に対し０．０１〜３重量％の範囲内とすることが好ましい。
また、上記共重合体は、インク中に添加剤として配合するよりも、顔料の分散剤として使用する方が、顔料の周囲を覆うことができ、より画像濃度が向上するので好ましい。

【0022】

本発明のインクは色材として顔料を含有する。光による褪色や水系インクの面から顔料を用いる。
また、必要に応じて、樹脂、湿潤剤、界面活性剤、浸透剤、ｐＨ調整剤、防腐防黴剤、キレート試薬、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、光安定化剤等の各種添加剤を配合することができる。これらの添加剤は顔料分散体の添加剤と共通しているので、詳細については後述する。

【0023】

黒色顔料としてはカーボンブラックが好ましい。その例としてはケッチェンブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ガスブラック等が挙げられる。また、カーボンブラック表面を酸化処理やアルカリ処理したものも好ましい。樹脂で被覆したり、グラフト処理やカプセル化処理したカーボンブラックも使用可能である。
またカーボンブラックとしては、ＢＥＴ比表面積１００〜４００ｍ^２／ｇで、一次粒子径１０〜３０ｎｍのものが、印字画像の濃度が高く安定しており特に好ましい。

【0024】

マゼンタ顔料としては、ピグメントレッド５、７、１２、４８（Ｃａ）、４８（Ｍｎ）、５７（Ｃａ）、５７：１、１１２、１２２、１２３、１６８、１８４、２０２、ピグメントバイオレット１９等が挙げられる。
シアン顔料としては、ピグメントブルー１、２、３、１５、１５：３、１５：４、１６、２２、６０、バットブルー４、６０等が挙げられる。
イエロー顔料としては、ピグメントイエロー１、２、３、１２、１３、１４、１６、１７、７３、７４、７５、８３、９３、９５、９７、９８、１１４、１２０、１２８、１２９、１３８、１５０、１５１、１５４、１５５、１８０等が挙げられる。
なお、イエロー顔料としてピグメントイエロー７４、マゼンタ顔料としてピグメントレッド１２２、ピグメントバイオレット１９、シアン顔料としてピグメントブルー１５を用いることにより、色調、耐光性が優れ、バランスの取れたインクを得ることができる。

【0025】

通常の場合、顔料は顔料分散体としてインク中に配合する。顔料分散体中の顔料濃度は０．１〜５０重量％が好ましい。
顔料を分散させるための分散剤としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等の種々の界面活性剤や高分子型の分散剤を使用することが可能である。
アニオン界面活性剤としては、例えば、アルキルスルホカルボン酸塩、α−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酢酸塩、Ｎ−アシルアミノ酸及びその塩、Ｎ−アシルメチルタウリン塩、アルキル硫酸塩ポリオキシアルキルエーテル硫酸塩、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸塩、ロジン酸石鹸、ヒマシ油硫酸エステル塩、ラウリルアルコール硫酸エステル塩、アルキルフェノール型燐酸エステル、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、アルキル型燐酸エステル、アルキルアリルスルホン塩酸、ジエチルスルホ琥珀酸塩、ジエチルヘキシルスルホ琥珀酸塩、ジオクチルスルホ琥珀酸塩等が挙げられる。

【0026】

カチオン界面活性剤としては、例えば、２−ビニルピリジン誘導体、ポリ−４−ビニルピリジン誘導体等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えば、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ポリオクチルポリアミノエチルグリシン、その他イミダゾリン誘導体等が挙げられる。

【0027】

ノニオン界面活性剤としては、次のようなものが挙げられる。
・ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、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リルエーテル等のエーテル系
・ポリオキシエチレンオレイン酸、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンステアレート等のエステル系
・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

【0028】

顔料がカーボンブラックの場合には、分散能力を考えるとアニオン界面活性剤のナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物が最も好ましい。特に顔料固形分が２０重量％以上の場合には、他の分散剤と比較してその効果は顕著である。しかしながら、画像濃度向上を考えた場合は、前述したように、本発明の共重合体を分散剤として用いた方がよい。
分散剤の添加量は顔料の種類により適宜選択する必要があるが、顔料１重量部に対し、０．００５〜５重量部が好ましい。顔料がカーボンブラックの場合には、顔料１重量部に対し０．０１〜２重量部でも実用上問題のない均一な分散が得られるが、最も好ましいのは顔料１重量部に対し０．０２〜０．５重量部である。０．０１〜２重量部の範囲であれば、顔料の分散性が向上すると共に顔料分散体やインクの経時安定性が向上する傾向にある。特に０．０２〜０．５重量部の範囲では、顔料分散体及びインクの経時安定性が最も向上する。

【0029】

顔料分散体の分散媒としては水を用いるが、必要に応じて各種有機溶媒を併用してもよい。例えば、水溶性有機溶剤としてメタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール等のアルコール、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、グリセリン等の多価アルコール、Ｎ−メチルピロリドン、２−ピロリドン等のピロリドン誘導体、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン、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等のアルカノールアミンなどが挙げられる。

【0030】

顔料分散体には、必要に応じて、湿潤剤、界面活性剤、浸透剤、ｐＨ調整剤、防腐防黴剤、キレート試薬、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、光安定化剤等の各種添加剤を配合することができる。
前記湿潤剤としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類、多価アルコールアリールエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、その他の湿潤剤などが挙げられる。これらは１種を単独で使用しても２種以上を併用してもよい。

【0031】

多価アルコール類としては、例えば、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、ポ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、ポリプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、ヘキシレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、グリセリン、１，２，３−ブタントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、ペトリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。
多価アルコールアルキルエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテル、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、などが挙げられる。
多価アルコールアリールエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、などが挙げられる。

【0032】

含窒素複素環化合物としては、例えば、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、などが挙げられる。
アミド類としては、例えば、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、などが挙げられる。
アミン類としては、例えば、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、トリエチルアミンなどが挙げられる。
含硫黄化合物類としては、例えば、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール、などが挙げられる。

【0033】

その他の湿潤剤としては糖類が好ましい。糖類の例としては、単糖類、二糖類、オリゴ糖類（三糖類、四糖類を含む）、多糖類、などが挙げられる。具体的には、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、などが挙げられる。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、一般式：ＨＯＣＨ_２（ＣＨＯＨ）ｎＣＨ_２ＯＨ（ｎ＝２〜５の整数）で表わされる糖アルコールなど〕、酸化糖（例えば、アルドン酸、ウロン酸など）、アミノ酸、チオ酸などが挙げられる。これらの中でも、糖アルコールが好ましく、具体例としてはマルチトール、ソルビットなどが挙げられる。
上記湿潤剤の中でも、保存安定性、吐出安定性の点から、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，３−ブタンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが特に好ましい。

【0034】

顔料と湿潤剤との配合比は、ヘッドからのインク吐出安定性に大きく影響する。顔料固形分が多いのに湿潤剤の配合量が少ないと、ノズルのインクメニスカス付近の水分蒸発が進み、吐出不良をもたらすことがある。
インク中の湿潤剤の含有量は２０〜３５重量％程度が好ましく、２２．５〜３２．５重量％がより好ましい。この範囲であれば、インクの乾燥性、保存試験、信頼性試験などの結果が非常に良好である。含有量が２０重量％未満では、ノズル面上でインクが乾燥し易くなって吐出不良が生じることがあり、３５重量％を超えると、紙面上での乾燥性に劣るため普通紙上の文字品位が低下することがある。

【0035】

前記界面活性剤としては、顔料の種類や湿潤剤との組み合わせに応じて、分散安定性を損なわず、表面張力が低く、レベリング性の高いものを用いる。例えばフッ素系界面活性剤やシリコーン系界面活性剤が挙げられるが、フッ素系界面活性剤が好ましい。
フッ素系界面活性剤としては、フッ素が置換した炭素数が２〜１６のものが好ましく、４〜１６のものがより好ましい。フッ素置換炭素数が２未満では、フッ素の効果が得られないことがあり、１６を超えると、インク保存性などの問題が生じることがある。
フッ素系界面活性剤の例としては、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物、などが挙げられる。これらの中でも、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は起泡性が少なく、特に好ましい。

【0036】

パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、などが挙げられる。
パーフルオロアルキルカルボン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、などが挙げられる。
パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルリン酸エステルの塩、などが挙げられる。
パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩、などが挙げられる。
これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、ＮＨ_４、ＮＨ_３ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＮＨ_２（ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ）_２、ＮＨ（ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ）_３などが挙げられる。

【0037】

フッ素系界面活性剤としては、適宜合成したものを用いても、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えばＤｕＰｏｎｔ社製のＦＳ−３００、ネオス社製のＦＴ−１１０、ＦＴ−２５０、ＦＴ−２５１、ＦＴ−４００Ｓ、ＦＴ−１５０、ＦＴ−４００ＳＷ、オムノバ社製のＰＦ−１５１Ｎなどが挙げられる。

【0038】

シリコーン系界面活性剤としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、高ｐＨでも分解しないものが好ましい。例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサンなどが挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するものが水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。
シリコーン系界面活性剤としては適宜合成したものを用いても市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、ビックケミー社、信越シリコーン社、東レ・ダウコーニング・シリコーン社などから容易に入手できる。

【0039】

界面活性剤のインク中の含有量は、０．０１〜３．０重量％が好ましく、０．５〜２重量％がより好ましい。含有量が０．０１重量％未満では、界面活性剤を添加した効果が無くなることがあり、３．０重量％を超えると、記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けが発生することがある。

【0040】

前記浸透剤としては、２０℃の水に対する溶解度が０．２〜５．０重量％のポリオール化合物の少なくとも１種を含有することが好ましい。このようなポリオール化合物としては、例えば、２−エチル−２−メチル−１，３−プロパンジオール、３，３−ジメチル−１，２−ブタンジオール、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、２−メチル−２−プロピル−１，３−プロパンジオール、２，４−ジメチル−２，４−ペンタンジオール、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオール、５−ヘキセン−１，２−ジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオールなどの脂肪族ジオールが挙げられる。
これらの中でも、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールが特に好ましい。

【0041】

その他の併用できる浸透剤としては、インク中に溶解し、所望の物性に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテル等の多価アルコールのアルキル及びアリールエーテル類、エタノール等の低級アルコール類などが挙げられる。

【0042】

浸透剤のインク中の含有量は、０．１〜４．０重量％が好ましい。含有量が０．１重量％未満では、速乾性が得られず滲んだ画像となることがあり、４．０重量％を超えると、着色剤の分散安定性が損なわれ、ノズルが目詰まりし易くなったり、記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けが発生することがある。

【0043】

前記ｐＨ調整剤としては、調合されるインクに悪影響を及ぼさずにｐＨを７〜１１に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルコールアミン類、アルカリ金属水酸化物、アンモニウム水酸化物、ホスホニウム水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、などが挙げられる。ｐＨが７未満又は１１を超えると、インクジェットのヘッドやインク供給ユニットを溶かし出す量が大きくなり、インクの変質や漏洩、吐出不良などの不具合が生じることがある。
アルコールアミン類としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、２−アミノ−２−エチル−１，３プロパンジオール等が挙げられる。
アルカリ金属元素の水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。
アンモニウムの水酸化物としては、例えば、水酸化アンモニウム、第４級アンモニウム水酸化物等が挙げられる。
ホスホニウムの水酸化物としては、例えば、第４級ホスホニウム水酸化物等が挙げられる。
アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられる。

【0044】

前記防腐防黴剤としては、例えば、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、等が挙げられる。
前記キレート試薬としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等が挙げられる。
前記防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト等が挙げられる。

【0045】

前記酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤（ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む）、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、などが挙げられる。
前記紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤などが挙げられる。

【0046】

本発明のインクは、公知の方法、例えば顔料分散体、水、水溶性有機溶剤、界面活性剤等を、サンドミル、ボールミル、ロールミル、ビーズミル、ナノマイザー、ホモジナイザー、超音波分散機等を用いて攪拌混合し、フィルター、遠心分離装置などで粗大粒子を濾過し、必要に応じて脱気することによって得られる。
インク中の顔料濃度はインク全量に対して０．０１〜３０重量％が好ましい。０．０１重量％以上であれば、画像濃度が低くて印字の鮮明さに欠けるようなことはなく、３０重量％以下であれば、インクの粘度が高くなりすぎたりノズルの目詰まりが発生したりすることはない。
水溶性有機溶剤の含有量は、インク全量に対して５０重量％以下、好ましくは５〜４０重量％、更に好ましくは１０〜３５重量％である。

【0047】

＜画像形成方法、画像形成装置（インクジェット記録装置）＞
本発明のインクを用いて画像を形成する際には、インクに刺激（エネルギー）を印加し飛翔させて記録媒体に画像を形成するインク飛翔工程を設ける。画像濃度、裏抜け、にじみ等の画像品質向上のため、前記媒体にインクを付着させる前後の少なくとも一方において、前処理液又は後処理液を塗布する工程を設けることも可能である。

【0048】

−インク飛翔工程及びインク飛翔手段−
インク飛翔工程は、インクに刺激（エネルギー）を印加して飛翔させ、記録媒体に記録を行う工程である。
インク飛翔手段は、インクに刺激（エネルギー）を印加して飛翔させ、記録媒体に記録を行う手段である。該インク飛翔手段としては特に制限はなく、例えばインク吐出用の各種のノズル、などが挙げられる。
本発明のインクジェット記録装置においては、インクジェットヘッドの液室部、流体抵抗部、振動板、ノズル部材の少なくとも一部がシリコン及びニッケルの少なくとも一方を含む材料から形成されることが好ましい。またインクジェットノズルの直径は、３０μｍ以下が好ましく、１〜２０μｍがより好ましい。

【0049】

前記刺激（エネルギー）は、例えば刺激発生手段により発生させることができる。該刺激としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、熱（温度）、圧力、振動及び光などが挙げられる。これらは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、熱、圧力が好適である。
なお、前記刺激発生手段としては、例えば、加熱装置、加圧装置、圧電素子、振動発生装置、超音波発振器、ライト、などが挙げられる。具体的には、例えば、圧電素子等の圧電アクチュエータ、発熱抵抗体等の電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータ等、などが挙げられる。

【0050】

インクの飛翔の態様には特に制限はなく、前記刺激の種類等に応じて異なるが、例えば刺激が「熱」の場合には、記録ヘッド内のインクに対し、記録信号に対応した熱エネルギーを、例えばサーマルヘッド等を用いて付与し、該熱エネルギーによりインクに気泡を発生させ、該気泡の圧力により、該記録ヘッドのノズル孔からインクを液滴として吐出噴射させる方法、などが挙げられる。また、刺激が「圧力」の場合には、例えば記録ヘッド内のインク流路内にある圧力室と呼ばれる位置に接着された圧電素子に電圧を印加して圧電素子を撓ませ、圧力室の容積を縮小させて、前記記録ヘッドのノズル孔からインクを液滴として吐出噴射させる方法、などが挙げられる。
飛翔させるインクの液滴の大きさは、例えば、３×１０^−１５〜４０×１０^−１５ｍ^３（３〜４０ｐＬ）が好ましく、その吐出噴射の速さは、５〜２０ｍ／ｓが好ましく、その駆動周波数は、１ｋＨｚ以上が好ましく、その解像度は３００ｄｐｉ以上が好ましい。
なお、前記各手段は制御手段により制御するが、該制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。

【0051】

＜インクカートリッジ＞
本発明のインクカートリッジは、本発明のインクを容器中に収容し、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材等を有する。容器としては特に制限はなく、目的に応じてその形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋を有するものなどが好適である。
図１は、本発明のインクカートリッジのインク袋２４１の一例を示す概略図であり、図２は、図１のインク袋２４１をカートリッジケース２４４内に収容したインクカートリッジ２００を示す概略図である。
図１に示すように、インク注入口２４２からインクをインク袋２４１内に充填し、該インク袋中に残った空気を排気した後、該インク注入口２４２を融着により閉じる。使用時には、ゴム部材からなるインク排出口２４３に装置本体の針を刺してインクを装置に供給する。インク袋２４１は、透気性のないアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成する。このインク袋２４１は、図２に示すように、通常、プラスチックス製のカートリッジケース２４４内に収容し、インクカートリッジ２００として、各種インクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いる。本発明のインクカートリッジ２０１は、後述する本発明のインクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いることが特に好ましい。

【0052】

続いて、前記インクカートリッジを搭載した本発明のインクジェット記録装置の一例について、図面を参照しつつ説明する。
図３に示すインクジェット記録装置は、装置本体１０１と、装置本体１０１に用紙を装填するための給紙トレイ１０２と、装置本体１０１に装填され画像が形成（記録）された用紙をストックするための排紙トレイ１０３と、インクカートリッジ装填部１０４とを有する。インクカートリッジ装填部１０４の上面には、操作キーや表示器などの操作部１０５が配置されている。インクカートリッジ装填部１０４は、インクカートリッジ２００の脱着を行うための開閉可能な前カバー１１５を有している。１１１は上カバー、１１２は前カバーの前面である。

【0053】

図４に示すように、装置本体１０１内には、左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１３１とステー１３２とでキャリッジ１３３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータによって移動走査する。
キャリッジ１３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個のインクジェット記録用ヘッドからなる記録ヘッド１３４を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

【0054】

記録ヘッド１３４を構成するインクジェット記録用ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどインクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。
また、キャリッジ１３３には、記録ヘッド１３４に各色のインクを供給するための各色のサブタンク１３５を搭載している。サブタンク１３５には、インク供給チューブを介して、インクカートリッジ装填部１０４に装填されたインクカートリッジ２０１からインクが供給されて補充される。

【0055】

一方、給紙トレイ１０２の用紙積載部（圧板）１４１上に積載した用紙１４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１４１から用紙１４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ１４３）、及び給紙コロ１４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４４を備え、この分離パッド１４４は給紙コロ１４３側に付勢されている。
この給紙部から給紙された用紙１４２を記録ヘッド１３４の下方側で搬送するための搬送部として、用紙１４２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト１５１と、給紙部からガイド１４５を介して送られる用紙１４２を搬送ベルト１５１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ１５２と、略鉛直上方に送られる用紙１４２を略９０°方向転換させて搬送ベルト１５１上に倣わせるための搬送ガイド１５３と、押さえ部材１５４で搬送ベルト１５１側に付勢された先端加圧コロ１５５とが備えられる。また、搬送ベルト１５１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１５６が備えられている。

【0056】

搬送ベルト１５１は無端状ベルトであり、搬送ローラ１５７とテンションローラ１５８との間に張架されて、ベルト搬送方向に周回可能である。この搬送ベルト１５１は、例えば抵抗制御を行っていない厚み４０μｍ程度の樹脂材、例えばテトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体（ＥＴＦＥ）で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）とを有している。搬送ベルト１５１の裏側には、記録ヘッド１３４による印写領域に対応してガイド部材１６１が配置されている。なお、記録ヘッド１３４で記録された用紙１４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト１５１から用紙１４２を分離するための分離爪１７１と、排紙ローラ１７２及び排紙コロ１７３とが備えられており、排紙ローラ１７２の下方に排紙トレイ１０３が配されている。

【0057】

装置本体１０１の背面部には、両面給紙ユニット１８１が着脱自在に装着されている。両面給紙ユニット１８１は、搬送ベルト１５１の逆方向回転で戻される用紙１４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ１５２と搬送ベルト１５１との間に給紙する。なお、両面給紙ユニット１８１の上面には手差し給紙部１８２が設けられている。
このインクジェット記録装置においては、給紙部から用紙１４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１４２は、ガイド１４５で案内され、搬送ベルト１５１とカウンタローラ１５２との間に挟まれて搬送される。更に先端を搬送ガイド１５３で案内されて先端加圧コロ１５５で搬送ベルト１５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

【0058】

このとき、帯電ローラ１５６によって搬送ベルト１５７が帯電されており、用紙１４２は、搬送ベルト１５１に静電吸着されて搬送される。そこで、キャリッジ１３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１３４を駆動することにより、停止している用紙１４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１４２を所定量搬送後、次行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１４２を排紙トレイ１０３に排紙する。
そして、サブタンク１３５内のインクの残量ニヤエンドが検知されると、インクカートリッジ２０１から所要量のインクがサブタンク１３５に補給される。

【0059】

このインクジェット記録装置では、インクカートリッジ２０１中のインクを使い切ったときには、インクカートリッジ２０１における筐体を分解して内部のインク袋２４１だけを交換することができる。また、インクカートリッジ２０１は、縦置きで前面装填構成としても、安定したインクの供給を行うことができる。したがって、装置本体１０１の上方が塞がって設置されているような場合、例えば、ラック内に収納する場合、あるいは装置本体１０１の上面に物が置かれているような場合でも、インクカートリッジ２０１の交換を容易に行うことができる。
なお、キャリッジが走査するシリアル型（シャトル型）インクジェット記録装置に適用した例で説明したが、ライン型ヘッドを備えたライン型インクジェット記録装置にも同様に適用することができる。

【0060】

＜画像形成物＞
上記インクカートリッジを搭載したインクジェット記録装置を用いて記録媒体に印字し画像形成物を得ることができる。印字方法としては連続噴射型やオンデマンド型があり、オンデマンド型としては、ピエゾ方式、サーマル方式、静電方式等が挙げられる。

【実施例】

【0061】

以下、実施例及び比較例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、例中の「部」及び「％」は重量基準である。また、表中の分子量は、サイズ排除クロマトグラフィーＨＬＣ−８２２０ ＧＰＣ（東ソー社製）を用いて算出した重量平均分子量である。カラムには、Ｓｈｏｄｅｘ Ａｓａｈｉｐａｋ ＧＦ−７Ｍ ＨＱ（昭和電工社製）を用い、移動相には過塩素酸リチウムを１００ｍＭ添加したメタノールを用い、標準物質にはポリエチレンオキシドを用いた。得られた重量平均分子量はポリエチレンオキシド換算となっている。

【0062】

実施例１
＜実施例１の共重合体の合成＞
５−メタクリルアミド吉草酸／メタクリル酸−ｐ−ヒドロキシ桂皮酸エステル共重合体の合成例
５−メタクリルアミド吉草酸ナトリウム１．８３ｇ（９ｍｍｏｌ）、メタクリル酸−ｐ−ヒドロキシ桂皮酸エステル２．０１ｇ（９ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム３６０ｍｇ（９ｍｍｍｏｌ）、アゾビスイソブチロニトリル７．４ｍｇ（０．０４５ｍｍｏｌ）をメタノール３２．４ｍＬと水３．６ｍＬの混合溶媒に溶解した。３０分間アルゴンガスを吹き込んで脱気し、セプタムで容器に蓋をし、６０℃で１２時間重合させた。重合反応終了後に大過剰のエーテル中に反応溶液を滴下して沈殿物を吸引濾過で回収した。この沈殿物を水に溶解し、１週間純水に対して透析を行い、凍結乾燥を行って、５−メタクリルアミド吉草酸／メタクリル酸−ｐ−ヒドロキシ桂皮酸エステル共重合体を得た。重量平均分子量は３５０００であった。

＜実施例１の顔料分散体１の作成＞
下記処方の材料をプレミックスした後、ディスクタイプのビーズミル（シンマルエンタープライゼス社製ＫＤＬ型バッチ式）により、０．３ｍｍジルコニアビーズを用いて周速１０ｍ／ｓ、液温１０℃で５分間分散した。次いで、遠心分離機（久保田商事社製Ｍｏｄｅｌ−３６００）により粗大粒子を分離し、平均粒子径約１２０ｎｍ、標準偏差５１．２ｎｍのカーボンブラック顔料分散体１を得た。
（顔料分散体処方）
・カーボンブラック（ｄｅｇｕｓｓａ社製：ガスブラック、ＮＩＰＥＸ１５０）
２０部
・ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物Ｎａ塩（１０％水溶液） ３０部
・蒸留水 ５０部

＜実施例１のインクの作成＞
下記処方の材料を混合撹拌した後、２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオール（４０％水溶液）を添加し、インクｐＨを９．５に調整し、３０分間混合攪拌して、実施例１のインクを作成した。
（インク処方）
・顔料分散体１（顔料濃度２０％） ４０．０部
・実施例１の共重合体の２０％水溶液 ２０．０部
・グリセリン ５．５部
・１，３−ブタンジオール １６．５部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・フッ素系界面活性剤（固形分４０％） ２．５部
（ＤｕＰｏｎｔ社製：Ｚｏｎｙｌ ＦＳ−３００）
・フルオロエチレン／ビニルエーテル交互共重合体（固形分５０％） ６．０部
（旭硝子社製：ルミフロンＦＥ４３００、平均粒子径１５０ｎｍ、
ＭＦＴ３０℃以下）
・蒸留水 ７．５部

【0063】

実施例２〜１１
＜実施例２〜１１の共重合体の合成＞
実施例１の共重合体の合成で用いた５−メタクリルアミド吉草酸ナトリウム及びメタクリル酸−ｐ−ヒドロキシ桂皮酸エステルに代えて、表１の実施例２〜１１の欄に示す構成モノマーＸのナトリウム塩及び構成モノマーＹを用い（ただし、実施例２〜７の構成モノマーＹは同じ）、添加量が各々９ｍｍｏｌになるように調整した点以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜１１の共重合体を得た。各共重合体の重量平均分子量を表１に示す。

＜実施例２〜１１の顔料分散体の作成＞
カーボンブラックの種類を表１の実施例２〜１１の各欄に示すものに変えた点以外は、顔料分散体１の作成と同様にして、顔料分散体２〜１１を得た。

＜実施例２〜１１のインクの作成＞
実施例１の共重合体及び顔料分散体１に代えて、実施例２〜１１の共重合体及び顔料分散体２〜１１を用いた点以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜１１のインクを作成した。

【0064】

実施例１２
＜実施例１２の共重合体の合成＞
実施例１の共重合体の合成で用いた５−メタクリルアミド吉草酸ナトリウムに代えて、表１の実施例１２の欄に示す構成モノマーＸのナトリウム塩を用い、モノマーＸが１．８ｍｍｏｌ、モノマーＹが１４．４ｍｍｏｌになるように調整した点以外は、実施例１と同様にして、実施例１２の共重合体を得た。この共重合体の重量平均分子量を表１に示す。

＜実施例１２の顔料分散体１２の作成＞
カーボンブラックの種類を表１の実施例１２の欄に示すものに変えた点以外は、顔料分散体１の作成と同様にして、顔料分散体１２を得た。

＜実施例１２のインクの作成＞
実施例１の共重合体及び顔料分散体１に代えて、実施例１２の共重合体及び顔料分散体１２を用い、インクｐＨを１１．５に調整した点以外は、実施例１と同様にして、実施例１２のインクを作成した。

【0065】

実施例１３〜１５
＜実施例１３〜１５の共重合体の合成＞
実施例１の共重合体の合成で用いた５−メタクリルアミド吉草酸ナトリウムに代えて、表１の実施例１３〜１５の欄に示す構成モノマーＡのナトリウム塩を用い、モノマーの合計が１８ｍｍｏｌで、表１に示すモノマー比になるように調整した点以外は、実施例１と同様にして、実施例１３〜１５の共重合体を得た。これらの共重合体の重量平均分子量を表１に示す。

＜実施例１３〜１５の顔料分散体１３〜１５の作成＞
カーボンブラックの種類を表１の実施例１３〜１５の各欄に示すものに変えた点以外は、顔料分散体１の作成と同様にして、顔料分散体１３〜１５を得た。

＜実施例１３〜１５のインクの作成＞
実施例１の共重合体及び顔料分散体１に代えて、実施例１３〜１５の共重合体及び顔料分散体１３〜１５を用い、インクｐＨを表１に示すように調整した点以外は、実施例１と同様にして、実施例１３〜１５のインクを作成した。

【0066】

実施例１６〜２０
＜実施例１６〜２０の共重合体の合成＞
実施例１の共重合体の合成で用いた５−メタクリルアミド吉草酸ナトリウム及びメタクリル酸−ｐ−ヒドロキシ桂皮酸エステルに代えて、表１の実施例１６〜２０の欄に示す構成モノマーＸのナトリウム塩、構成モノマーＹ及び構成モノマーＺを用い、モノマーの合計が１８ｍｍｏｌで、表１に示すモノマー比になるように調整した点以外は、実施例１と同様にして、実施例１６〜２０の共重合体を得た。これらの共重合体の重量平均分子量を表１に示す。

＜実施例１６〜２０の顔料分散体１６〜２０の作成＞
カーボンブラックの種類を表１の実施例１６〜２０の各欄に示すものに変えた点以外は、顔料分散体１の作成と同様にして、顔料分散体１６〜２０を得た。

＜実施例１６〜２０のインクの作成＞
実施例１の共重合体及び顔料分散体１に代えて、実施例１６〜２０の共重合体及び顔料分散体１６〜２０を用いた点以外は、実施例１と同様にして、実施例１６〜２０のインクを作成した。

【0067】

実施例２１
実施例１におけるカーボンブラックを、ピグメントブルー１５：３〔大日精化社製、クロモファインブルー（シアン）〕に変更した点以外は、実施例１と同様にして実施例２１のインクを作成した。

【0068】

実施例２２
実施例１におけるカーボンブラックを、ピグメントレッド１２２〔クラリアント社製、トナーマゼンタＥＯ０２（マゼンタ）〕に変更した点以外は、実施例１と同様にして実施例２１のインクを作成した。

【0069】

実施例２３
実施例１におけるカーボンブラックを、ピグメントイエロー〔大日精化社製、ファーストイエロー５３１（イエロー）〕に変更した点以外は、実施例１と同様にして実施例２３のインクを作成した。

【0070】

比較例１〜２
＜比較例１〜２の共重合体の合成＞
実施例１の共重合体の合成で用いた５−メタクリルアミド吉草酸ナトリウムに代えて、表２の比較例１〜２の欄に示す構成モノマーＸのナトリウム塩を用い、モノマーＸの添加量が９ｍｍｏｌになるように調整した点以外は、実施例１と同様にして、比較例１〜２の共重合体を得た。各共重合体の重量平均分子量を表２に示す。

＜比較例１〜２のインクの作成＞
実施例１〜２の共重合体に代えて、上記比較例１〜２の共重合体を用いた点以外は、実施例１〜２と同様にして、比較例１〜２のインクを作成した。

【0071】

比較例３
＜比較例３の共重合体の合成＞
実施例１の共重合体の合成で用いた５−メタクリルアミド吉草酸ナトリウム及びメタクリル酸−ｐ−ヒドロキシ桂皮酸エステルに代えて、表２の比較例３の欄に示す構成モノマーＸのナトリウム塩を用い、添加量が１８ｍｍｏｌになるように調整した点以外は、実施例１と同様にして、比較例３の共重合体を得た。共重合体の重量平均分子量を表２に示す。

＜比較例３のインクの作成＞
実施例３の共重合体に代えて、上記比較例３の共重合体を用いた点以外は、実施例３と同様にして、比較例３のインクを作成した。

【0072】

比較例４
＜比較例４の共重合体の合成＞
実施例１の共重合体の合成で用いた５−メタクリルアミド吉草酸ナトリウム及びメタクリル酸−ｐ−ヒドロキシ桂皮酸エステルに代えて、表２の比較例４の欄に示す構成モノマーＸのナトリウム塩及びモノマーＺを用い、各添加量が９ｍｍｏｌになるように調整した点以外は実施例１と同様にして、比較例４の共重合体を得た。共重合体の重量平均分子量を表２に示す。

＜比較例４のインクの作成＞
実施例３の共重合体に代えて、上記比較例４の共重合体を用いた点以外は、実施例３と同様にして、比較例４のインクを作成した。

【0073】

比較例５
＜比較例５のインクの作成＞
実施例４の共重合体に代えて、Ｂａｌａｎｃｅ４７（アクリル酸オクチルアミド・アクリル酸ヒドロキシプロピル・メタクリル酸ブチルアミノエチル共重合体：アクアノーベル社製）を用いた点以外は、実施例４と同様にして、比較例５のインクを作成した。

【0074】

上記実施例及び比較例の各インクについて、以下のようにして保存安定性と画像濃度を調べた。結果を表１、表２に示す。

（１）保存安定性
粘度計（東洋精機社製 ＲＥ５００）を用いてインクの初期粘度を測定した。次いで、インク５０ｇを、日電理化社製サンプル瓶ＳＶ−５０に入れて密閉し、７０℃の環境下で２週間保管した後、再度粘度を測定した。そして、下記式により粘度変化率を計算した。粘度変化率の数値が小さい方が良好である。
粘度変化率（％）＝（保管後粘度−保管前粘度）×１００／保管前粘度

【0075】

（２）画像濃度
２３℃５０％ＲＨ環境下で、インクジェットプリンター（リコー社製ＩＰＳｉＯ ＧＸ５０００）の専用カートリッジに、作成した各インクを充填し、プリンターに装着した。
次いで、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｏｒｄ２００３を用いて作成した６４ｐｏｉｎｔのJIS X 0208(1997),2223の一般記号が記載されているチャートを、ゼロックス社製ＰＰＣ用紙４０２４（非平滑紙）に印字した後、Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を用いて前記記号の画像濃度を測定した。印字モードは、プリンタ添付のドライバで普通紙のユーザー設定により「普通紙−標準はやい」モードを「色補正なし」と改変したモードを使用した。なお、JIS X 0208(1997),2223は、外形が正四方形であって、記号全面がインクにより塗りつぶされている記号である。

【0076】

【表1】

【0077】

【表2】

【符号の説明】

【0078】

１０１ 装置本体
１０２ 給紙トレイ
１０３ 排紙トレイ
１０４ インクカートリッジ装填部
１０５ 操作部
１１１ 上カバー
１１２ 前カバーの前面
１１５ 前カバー
１３１ ガイドロッド
１３２ ステー
１３３ キャリッジ
１３４ 記録ヘッド
１３５ サブタンク
１４１ 用紙積載部
１４２ 用紙
１４３ 給紙コロ
１４４ 分離パッド
１４５ ガイド
１５１ 搬送ベルト
１５２ カウンタローラ
１５３ 搬送ガイド
１５４ 押さえ部材
１５５ 加圧コロ
１５６ 帯電ローラ
１５７ 搬送ローラ
１５８ テンションローラ
１６１ ガイド部材
１７１ 分離爪
１７２ 排紙ローラ
１７３ 排紙コロ
１８１ 両面給紙ユニット
１８２ 手差し給紙部
２００ インクカートリッジ
２４１ インク袋
２４２ インク注入口
２４３ インク排出口
２４４ カートリッジケース

【先行技術文献】

【特許文献】

【0079】

【特許文献1】特開２００６−１３１８８６号公報

【特許文献2】特開２００１−１５２０６３号公報

【特許文献3】特開２００１−００２９６５号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】