JP6037111B2 - インクジェット記録用のインク、インクジェット記録システム - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録用のインクおよびインクジェット記録システムに関する。

従来から、インクジェット記録用ヘッドから吐出させた微小なインク滴によって画像等を記録する、いわゆるインクジェット記録方式が広く知られている。

この中でも、インクジェット記録用ヘッドにインクを供給する方法について、様々な方法が検討されており、例えば、インクを収容するインクタンクからチューブを介してヘッドにインクを供給する方法などが知られている。このようなインクタンクの中には、インクを再充填可能な構造を備えている場合があり、利用者がインクタンクを取り替えることなくインクを再充填することができる（特許文献１参照）。

一方、インクジェット記録方式に用いられるインクには、色材（例えば、顔料や染料）を溶媒（水や有機溶剤）に分散または溶解させたものが用いられている。このようなインクに含まれる色材のうち耐光性等の性能に優れていることから、色材として顔料を用いたいわゆる顔料インクが知られている（特許文献２参照）。顔料インクは、染料を色材として含む染料インクと比較して、記録媒体に対する定着性に優れないことが多いため、インクを定着させる樹脂を含有する。

特表平１１−５０４８７４号公報 特開２０１０−１５５３５９号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載されているようなインクタンクには、インクを再充填する構造を備えていないインクタンク（例えば、通常のインクカートリッジ）と比較して、大きな容量のものが使用されることが多いため、インクタンク内でインク液面と空気との接触面積（すなわち、気液界面の面積）が大きくなる場合がある。

そうすると、インクの液面付近で水分の蒸発量が多くなるため、上記の特許文献２に記載されているような顔料インクを用いると、インクの液面付近で顔料インクに含まれる樹脂に起因する凝集物が発生しやすくなる場合がある。このように凝集物が発生すると、凝集物がヘッドを詰まらせたりすることで、インクの吐出不良が生じやすくなる。

一方、上記の特許文献１に記載されているようなインクタンクは、その構成上、インク中に空気（気泡）が混入しやすいものである。

具体的には、特許文献１に記載のインクタンクは通気孔を備えており、インクタンク内のインクがヘッドに供給されると、通気孔からインクタンク内に空気を導入する構造を備えている。特に、通気孔が、インクを介してインクタンク内に導入される位置に設けられていると、インク中に空気（気泡）が混入しやすい。

また、インクタンク内にインクを再充填する際に、インクタンク内のインクに空気（気
泡）が混入しやすい。

このようにインク中に混入した気泡は、通常であればインクタンク内のインク液面の上方に排出される。しかしながら、インク中に凝集物があると、インク中の気泡が凝集物に密着してしまい、インク中に滞留してしまうことがある。このような場合、インク中の気泡がヘッドに導入されて、吐出不良の原因となることがある。

本発明に係る幾つかの態様は、上述の課題の少なくとも一部を解決することで、良好な密着性（耐擦性）を有しつつ、凝集物の発生を抑制でき、吐出安定性に優れたインクジェット記録用のインク、ならびにインクジェット記録システムを提供することにある。

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。

［適用例１］
本発明に係るインクジェット記録用のインクの一態様は、
インク収容容器に収容されるインクジェット記録用のインクであって、
前記インク収容容器は、前記インクを収容するインク収容室と、該インク収容室に収容された該インクを介して該インク収容室内に空気を導入する空気導入流路と、を備え、
自己分散型の顔料と、ガラス転移温度が１０℃以下の樹脂粒子と、主溶媒の比重よりも小さい比重のワックス粒子と、を含有し、
前記樹脂粒子の体積平均粒子径（Ｒ１）と、前記ワックス粒子の体積平均粒子径（Ｒ２）と、の比（Ｒ１／Ｒ２）が、１．０以下である。

適用例１のインクジェット記録用のインクによれば、凝集物の発生を抑制でき、吐出安定性に優れ、良好な密着性（耐擦性）を有する画像が得られる。

［適用例２］
適用例１において、
さらに、２５℃、６０％ＲＨで平衡状態にした後、２５℃、７０％ＲＨ及び２５℃、３０％ＲＨのそれぞれの条件下で２４時間放置した時の重量変化率が±１０％の範囲にあり、かつ５０質量％水溶液を３０℃、３５％ＲＨの条件下で２４時間放置したときの残存水分量が１０％以上である化合物を含有してもよい。

［適用例３］
適用例２において、
前記化合物が両性化合物であることができる。

［適用例４］
適用例１ないし適用例３のいずれか１例において、
前記ワックス粒子が、ポリオレフィン系ワックスまたはパラフィン系ワックスであることができる。

［適用例５］
本発明に係るインクジェット記録システムの一態様は
適用例１ないし適用例４のいずれか１例に記載のインクを収容するインク収容容器と、
前記インク収容容器から供給された前記インクを吐出するインクジェット記録用のヘッドと、
前記インク収容容器から前記ヘッドにインクを供給するインク供給路と、
を含み、
前記インク収容容器は、前記インクを収容するインク収容室と、該インク収容室に収容された該インクを介して該インク収容室内に空気を導入する空気導入流路と、を備える。

［適用例６］
適用例５において、
前記ヘッドに前記インクを供給する際における、前記インク収容室内部の水平断面の面積（Ａ）と、
前記インク供給路の断面の面積（Ｂ）と、の比（Ａ／Ｂ）が、３００以上であってもよい。

［適用例７］
適用例５において、
前記インク収容室に前記インクを注入する際における、前記インク収容室内部の水平断面の面積（Ｃ）と、
前記インク供給路の断面の面積（Ｂ）と、の比（Ｃ／Ｂ）が、９００以上であってもよい。

［適用例８］
適用例５において、
前記ヘッドに前記インクを供給する際における、前記インク収容室内部の水平断面の面積（Ａ）と、
前記インク収容室に前記インクを注入する際における、前記インク収容室内部の水平断面の面積（Ｃ）と、の比（Ｃ／Ａ）が、２．５以上であってもよい。

インク供給システムを備えたプリンターの全体構成を示すブロック図。 インク供給システムを備えたプリンターの横断面を示す概略図。 インク収容容器の一例であるインクタンクからヘッドへのインク供給の原理を説明する概略図。

以下に本発明の好適な実施の形態について説明する。以下に説明する実施の形態は、本発明の一例を説明するものである。また、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含む。

１．インクジェット記録用のインク
本発明の一実施形態に係るインクジェット記録用のインクは、自己分散型の顔料と、ガラス転移温度が１０℃以下の樹脂粒子と、主溶媒の比重よりも小さい比重のワックス粒子と、を含有し、前記樹脂粒子の体積平均粒子径（Ｒ１）と、前記ワックス粒子の体積平均粒子径（Ｒ２）との比（Ｒ１／Ｒ２）が１．０以下であり、インク収容室と、該インク収容室に収容された該インクを介して該インク収容室内に空気を導入する大気導入流路と、を備えるインク収容容器に収容されることを特徴とする。

以下、本実施形態に係るインクジェット記録用のインクに含まれる成分について、詳細に説明する。

１．１．自己分散型の顔料
本実施形態に係るインクジェット記録用のインクは、自己分散型の顔料を含有する。自己分散型の顔料とは、分散剤なしに水性媒体中に分散することが可能な顔料である。ここで、「分散剤なしに水性媒体中に分散」とは、顔料を分散させるための分散剤を用いなく
ても、その表面の親水基により、水性媒体中に安定に存在している状態をいう。

自己分散型の顔料は、その顔料表面に親水基を有することができる。顔料表面の親水基は、−ＯＭ、−ＣＯＯＭ、−ＣＯ−、−ＳＯ₃Ｍ、−ＳＯ₂Ｍ、−ＳＯ₂ＮＨ₂、−ＲＳＯ₂Ｍ、−ＰＯ₃ＨＭ、−ＰＯ₃Ｍ₂、−ＳＯ₂ＮＨＣＯＲ、−ＮＨ₃、および−ＮＲ₃（式中のＭは、水素原子、アルカリ金属（例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム）、アンモニウム、置換基を有していてもよいフェニル基、または有機アンモニウムを表し、Ｒは、炭素原子数１〜１２のアルキル基または置換基を有していてもよいナフチル基を表す）からなる群から選択される一以上の親水基であることが好ましい。

自己分散型の顔料は、例えば、物理的処理または化学的処理を施して、前記親水基を顔料の表面に結合（グラフト）させることにより製造される。前記物理的処理としては、例えば真空プラズマ処理等が例示できる。また前記化学的処理としては、例えば水中で酸化剤により酸化する湿式酸化法や、ｐ−アミノ安息香酸を顔料表面に結合させることによりフェニル基を介してカルボキシル基を結合させる方法等が例示できる。

自己分散型の顔料は、樹脂分散型の顔料と比べて、再分散性に優れる。ここで、「樹脂分散型の顔料」とは、顔料を樹脂や界面活性剤で分散させたものを指し、酸析法や転相乳化法等により顔料を樹脂で被覆したものも含まれる。

自己分散型の顔料が樹脂分散型の顔料と比べて再分散性に優れる理由としては、次のように考えられる。すなわち、樹脂分散型の顔料を含むインクがインク流路やインクタンク内で乾燥すると、樹脂分散型の顔料に由来する樹脂等の成分が互いに絡み合いやすくなる傾向にある。そのため、インク流路やインクタンク内に新たにインクを供給しても、乾燥して絡み合った樹脂分散型の顔料同士（凝集物）がほどけにくくなり（すなわち、再分散しにくくなり）、インクの吐出安定性を阻害すると考えられる。特に、後述するインク収容容器は、気液界面の面積が大きいため、インクの乾燥が生じやすく、樹脂分散型の顔料を用いると、インクの吐出安定性を著しく低下させる。

これに対して、自己分散型の顔料を用いた場合、インクの乾燥によって仮に顔料同士が凝集したとしても、顔料の分散に際して樹脂等の成分を用いていないことから、新たなインクが供給されることで、顔料が分散されやすくなる。そのため、自己分散型の顔料を含むインクを後述するインク収容容器に用いると、インクの吐出安定性を良好にできる。

顔料としては、無機顔料や有機顔料等の公知の顔料をいずれも使用できる。無機顔料としては、以下に限定されないが、例えば、酸化チタン、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、カーボンブラック、紺青、及び金属粉が挙げられる。

有機顔料としては、以下に限定されないが、例えば、アゾ顔料、多環式顔料、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、及びアニリンブラック等が挙げられる。これらの中でも、アゾ顔料及び多環式顔料のうち少なくともいずれかが好ましい。これらのうち、アゾ顔料としては、以下に限定されないが、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、及びキレートアゾ顔料が挙げられる。多環式顔料としては、以下に限定されないが、例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、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、アゾメチン系顔料、及びローダミンＢレーキ顔料等が挙げられる。

自己分散型の顔料の含有量は、所望により適宜設定することができ、例えば、インクの全質量に対して、１質量％以上２０質量％以下であることができ、さらには１質量％以上
１０質量％以下であることができる。

１．２．樹脂粒子
本実施形態に係るインクジェット記録用のインクは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１０℃以下の樹脂粒子を含有する。当該樹脂粒子は、インクを固化させ、さらにインク固化物を記録媒体上に強固に定着させる作用を有する。

樹脂粒子のガラス転移温度は、１０℃以下であるが、０℃以下であることが好ましく、−１０℃以下であることがより好ましく、−２０℃以下であることが一層好ましい。樹脂粒子のガラス転移温度が１０℃以下であることで、記録媒体に対するインクの密着性が良好となるので、耐擦性に優れた画像を得ることができる。一方、樹脂粒子のガラス転移温度が１０℃を超えると、インクの密着性が低下して、記録される画像の耐擦性が低下する傾向にある。

このような樹脂粒子を構成する成分としては、例えば、アクリル系樹脂、スチレンアクリル系樹脂、ロジン変性樹脂、フェノール系樹脂、テルペン系樹脂、エステル系樹脂、アミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体系樹脂、セルロースアセテートブチレート等の繊維系樹脂、ビニルトルエン−α−メチルスチレン共重合体系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、１種単独で用いてもよく、２種以上混合して用いてもよい。これらの樹脂の中でも、再分散性が良好という観点から、ウレタン系樹脂およびアクリル系樹脂を用いることが好ましい。

樹脂粒子は、インク中で微粒子状態（すなわち、エマルジョン状態またはサスペンジョン状態）で含有されていることが好ましい。樹脂粒子を微粒子状態で含有することにより、インクの粘度をインクジェット記録方式に適正な範囲となるように調整しやすく、また保存安定性や吐出安定性が低下しにくくなる場合がある。

樹脂粒子には、市販品を用いることができ、例えば第１工業製薬株式会社製のスーパーフレックスシリーズや、日本合成化学株式会社製のモビニールシリーズ等の樹脂エマルジョンを用いることができる。

樹脂粒子の体積平均粒子径は、記録される画像の耐擦性を向上できるという観点から、２０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下であることが好ましく、４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることがより好ましい。樹脂粒子の体積平均粒子径は、例えば、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布計（例えば、「マイクロトラックＵＰＡ」日機装株式会社製）により測定できる。

樹脂粒子の含有量は、インク全質量に対して、固形分換算で１質量％以上３質量％であることが好ましい。樹脂粒子の含有量が上記範囲内にあると、樹脂粒子の機能が良好に発揮されて、耐擦性の一層良好な画像が得られる傾向にある。

１．３．ワックス粒子
本実施形態に係るインクジェット記録用のインクは、主溶媒の比重よりも小さい比重のワックス粒子を含有する。主溶媒の比重よりも小さい比重のワックス粒子を含有すると、インクの吐出安定性を著しく向上できる。詳細な理由は未だ明らかになっていないが、次のように推定している。主溶媒の比重よりも小さい比重のワックス粒子は、インク収容容器内のインク液面に存在しやすくなる。一方、インク液面では、樹脂粒子に起因する凝集物が発生しやすい。そうした場合に、ワックス粒子がインク液面付近に多く存在すると、ワックス粒子が樹脂粒子と顔料との間に入り込んで、インク液面付近で生じやすい樹脂粒子に起因する凝集物の発生を抑制できると推定している。

本実施形態に係るワックス粒子の比重は、主溶媒の比重よりも小さいものであるが、その比重差が０．０５以上であることが好ましく、０．１以上であることがより好ましい。比重差が０．０５以上であると、ワックス粒子の上記の効果が一層発揮される傾向にある。

ここで、本発明における「主溶媒」とは、インク中に含まれる液媒体中で最も多く含まれるものをいう。

ワックス粒子を構成する成分としては、例えば、モンタンワックス、パラフィン系ワックス(例えば、パラフィンワックス、パラフィン混合ワックス等)、植物・動物系ワックス（例えば、カルナバワックス、キャンデリアワックス、みつろう、ライスワックス、ラノリン等）等の天然ワックス、アマイドワックス、変性モンタンワックス等の半合成ワックス、オレフィン系ワックス（例えば、ポリエチレンワックス、酸価高密度ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリプロピレン混合ワックス等）等の合成ワックスを用いることができる。これらの成分は、１種単独で用いてもよいし、２種以上混合して用いてもよい。これらの中でも、ポリオレフィン系ワックスまたはパラフィン系ワックスは、上述した効果を一層向上させる観点から好ましく用いることができる。

ワックス粒子としては市販品をそのまま利用することもでき、たとえばノプコートＰＥＭ１７（商品名、サンノプコ株式会社製）、ケミパールＷ１００、Ｗ２００、Ｗ３００、Ｗ４００、Ｗ４０１、Ｗ４００５、Ｗ５００、Ｗ７００、Ｗ８００、Ｗ９００、Ｗ９５０（商品名、三井化学株式会社製）、ＡＱＵＡＣＥＲ５０７、５１５、５３１、５３７、５３９、５５２、ＡＱＵＡＭＡＴ２０８、２６３、２７０、ＣＥＲＡＦＬＯＵＲ９９０、９９５（以上商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製）、セロゾールＨ−６２０、ポリロンＬ−７８７（以上商品名、中京油脂株式会社製）等が挙げられる。

ワックス粒子の体積平均粒子径は、１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましく、１５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であることがより好ましい。ワックス粒子の体積平均粒子径が上記範囲内にあると、記録される画像の耐擦性が良好になる傾向にある。ワックス粒子の体積平均粒子径は、上記の樹脂粒子と同様の方法で測定することができる。

本実施形態に係るインクジェット記録用のインクは、上述した樹脂粒子の体積平均粒子径（Ｒ１）と、ワックス粒子の体積平均粒子径（Ｒ２）と、の比（Ｒ１／Ｒ２）が、１．０以下である。上記比（Ｒ１／Ｒ２）が１．０以下であることで、ワックス粒子が樹脂粒子よりも画像の表面に現れやすくなる。これにより、画像が外部から摩擦された際に、画像の定着に寄与する樹脂粒子が画像から脱落することを抑制できるため、画像の耐擦性を向上できる。

上記比（Ｒ１／Ｒ２）は、１．０以下であるが、０．５以下であることが好ましい。比（Ｒ１／Ｒ２）が上記範囲内にあることで、画像の耐擦性を向上させつつ、画像の表面の平滑性の低下を抑制できる。

ワックス粒子の含有量は、インク全質量に対して、固形分換算で１質量％以上３質量％であることが好ましい。ワックス粒子の含有量が上記範囲内にあると、ワックス粒子の機能が一層良好に発揮されて、インクの吐出安定性を向上できる傾向にある。

１．４．化合物Ａ
本実施形態に係るインクジェット記録用のインクは、２５℃（温度）、６０％ＲＨ（湿度）で平衡状態にした後、２５℃、７０％ＲＨ及び２５℃、３０％ＲＨのそれぞれの条件
下で２４時間放置した時の重量変化率が±１０％の範囲にあり、かつ５０質量％水溶液を３０℃、３５％ＲＨの条件下で２４時間放置したときの残存水分量が１０％以上である化合物（「化合物Ａ」ともいう。）を含有することが好ましい。

化合物Ａは、水分保持能力に優れ、水分放出の変動が少ないという性質を備えている。これにより、後述するインク収容容器のインク液面から水分が蒸発することを抑制できるので、インク液面における凝集物の発生を抑制できる。

化合物Ａとしては、両性イオン化合物、糖類（例えば、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、アルドン酸、ソルビトール、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、還元澱粉糖化物等）、糖アルコール類、ヒアルロン酸類、尿素類等が挙げられる。化合物Ａは、１種単独で用いてもよいし、２種以上混合して用いてもよい。

上記の例示した化合物の中でも、両性イオン化合物を用いることが好ましい。両性イオン化合物を用いると、両性イオン化合物に存在するカチオン性基が上記の自己分散型の顔料のアニオン性基と結合しやすい。そのため、仮にインク収容容器のインク液面から水分が蒸発して樹脂に由来する凝集物が生じても、両性イオン化合物（化合物Ａ）が自己分散型の顔料と樹脂粒子の間に存在するので、凝集物を再分散できる。

両性イオン化合物としては、具体的には、ベタイン系化合物、アミノ酸およびその誘導体が挙げられる。ベタイン系化合物としては、グリシンベタイン（「トリメチルグリシン」ともいう。）、γ−ブチロベタイン、ホマリン、トリゴネリン、β−アラニンベタイン、カルニチン、アトリニン、ホモセリンベタイン、アントプレウリン、バリンベタイン、リジンベタイン、オルニチンベタイン、アラニンベタイン、タウロベタイン、スタキドリン、グルタミン酸ベタイン、フェニルアラニンベタイン等のアミノ酸のＮ−トリアルキル置換体等が挙げられる。また、アミノ酸としては、グリシン、アラニン、セリン、トレオニン、バリン、メチオニン、システイン、プロリン、リシン、ヒスチジン、アルギニンやそれらの誘導体が挙げられる。これらの中でも、凝集物を再分散させる機能により優れているという観点から、ベタイン系化合物を用いることが好ましく、グリシンベタインを用いることが好ましい。

化合物Ａを含有する場合には、その含有量は、インクの全質量に対して、１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、３質量％以上８質量％以下であることがより好ましい。化合物Ａの含有量が上記範囲内にあることで、上記機能が一層発揮されて、凝集物の再分散性を良好にできる傾向にある。

１．５．その他の成分
本実施形態に係るインクジェット用のインクは、上記以外の成分を含有してもよい。このような成分としては、例えば、水、有機溶剤、界面活性剤、防腐剤・防かび剤、ｐＨ調整剤、キレート化剤等が挙げられる。

＜水＞
本実施形態に係るインクジェット用のインクが水性インク（水を５０質量％以上含有するインク）である場合、水は、インクの主溶媒となり、乾燥により蒸発飛散する成分である。水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、及び蒸留水等の純水、並びに超純水のような、イオン性不純物を極力除去したものが挙げられる。また、紫外線照射又は過酸化水素の添加などによって滅菌した水を用いると、インクを長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止することができる。

＜有機溶剤＞
有機溶剤としては、１，２−アルカンジオール類、グリコールエーテル類、多価アルコール類、ピロリドン誘導体等が挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上混合して用いてもよい。

１，２−アルカンジオール類としては、例えば、１，２−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，２−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，２−オクタンジオール等が挙げられる。１，２−アルカンジオール類は、記録媒体に対するインクの濡れ性を高めて均一に濡らす作用に優れているため、記録媒体上に優れた画像を形成することができる。１，２−アルカンジオール類を含有する場合には、その含有量が、背景用インクの全質量に対して、１質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。

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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，３−ペンタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２，３−ブタンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン等が挙げられる。多価アルコール類は、ヘッドのノズル面におけるインクの乾燥固化を抑制して目詰まりや吐出不良等を低減できるという観点から好ましく用いることができる。多価アルコール類を含有する場合には、その含有量が、背景用インクの全質量に対して、２質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。

グリコールエーテル類としては、例えば、アルキレングリコールモノエーテルや、アルキレングリコールジエーテル等が挙げられる。

アルキレングリコールモノエーテルとしては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、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イソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、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、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、トリエチエレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリ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、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピ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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル等が挙げられる。

アルキレングリコールジエーテルとしては、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル等が挙げられる。

グリコールエーテル類は、１種単独か又は２種以上を混合して使用することができる。グリコールエーテル類は、インクの記録媒体に対する濡れ性や浸透速度を制御することできる。そのため、濃淡ムラが少ない鮮明な画像を記録することができる。グリコールエーテル類を含有する場合には、その含有量は、記録媒体への濡れ性及び浸透性を良好にして濃淡ムラを低減させたり、インクの保存安定性及び吐出信頼性を良好にしたりする等の観点から、インク全質量に対して、０．０５質量％以上６質量％以下であることが好ましい。

ピロリドン誘導体としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、Ｎ−ブチル−２−ピロリドン、５−メチル−２−ピロリドン等が挙げられる。これらは、１種単独か又は２種以上を混合して使用することができる。ピロリドン誘導体を含有する場合には、その含有量が、インクの全質量に対して、０．５質量％以上５質量％以下であることが好ましい。

＜界面活性剤＞
界面活性剤は、表面張力を低下させ記録媒体との濡れ性を向上させる機能を備える。界面活性剤の中でも、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、およびフッ素系界面活性剤を好ましく用いることができる。

アセチレングリコール系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、サーフィノール１０４、１０４Ｅ、１０４Ｈ、１０４Ａ、１０４ＢＣ、１０４ＤＰＭ、１０４ＰＡ、１０４ＰＧ−５０、１０４Ｓ、４２０、４４０、４６５、４８５、ＳＥ、ＳＥ−Ｆ、５０４、６１、ＤＦ３７、ＣＴ１１１、ＣＴ１２１、ＣＴ１３１、ＣＴ１３６、ＴＧ、ＧＡ、ＤＦ１１０Ｄ（以上全て商品名、Air Products and Chemicals. Inc.社製）、オルフィンＢ、Ｙ、Ｐ、Ａ、ＳＴＧ、ＳＰＣ、Ｅ１００４、Ｅ１０１０、ＰＤ−００１、ＰＤ−００２Ｗ、ＰＤ−００３、ＰＤ−００４、ＥＸＰ．４００１、ＥＸＰ．４０３６、ＥＸＰ．４０５１、ＡＦ−１０３、ＡＦ−１０４、ＡＫ−０２、ＳＫ−１４、ＡＥ−３（以上全て商品名、日信化学工業社製）、アセチレノールＥ００、Ｅ００Ｐ、Ｅ４０、Ｅ１００（以上全て商品名、川研ファインケミカル社製）が挙げられる。

シリコーン系界面活性剤としては、特に限定されないが、ポリシロキサン系化合物が好ましく挙げられる。当該ポリシロキサン系化合物としては、特に限定されないが、例えばポリエーテル変性オルガノシロキサンが挙げられる。当該ポリエーテル変性オルガノシロキサンの市販品としては、例えば、ＢＹＫ−３０６、ＢＹＫ−３０７、ＢＹＫ−３３３、ＢＹＫ−３４１、ＢＹＫ−３４５、ＢＹＫ−３４６、ＢＹＫ−３４８（以上商品名、ＢＹＫ社製）、ＫＦ−３５１Ａ、ＫＦ−３５２Ａ、ＫＦ−３５３、ＫＦ−３５４Ｌ、ＫＦ−３５５Ａ、ＫＦ−６１５Ａ、ＫＦ−９４５、ＫＦ−６４０、ＫＦ−６４２、ＫＦ−６４３、ＫＦ−６０２０、Ｘ−２２−４５１５、ＫＦ−６０１１、ＫＦ−６０１２、ＫＦ−６０１５、ＫＦ−６０１７（以上商品名、信越化学工業社製）が挙げられる。

フッ素系界面活性剤としては、フッ素変性ポリマーを用いることが好ましく、具体例としては、ＢＹＫ−３４０（ビックケミー・ジャパン社製）が挙げられる。

＜防腐剤・防かび剤＞
防腐剤・防かび剤としては、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、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、１,２−ジベンジンチアゾリン−３−オン（ＩＣＩ社のプロキセルＣＲＬ、プロキセルＢＮＤ、プロキセルＧＸＬ、プロキセルＸＬ−２、プロキセルＴＮ）等が挙げられる。

＜ｐＨ調整剤＞
ｐＨ調整剤としては、例えば、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、アンモニア、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等が挙げられる。

＜キレート化剤＞
キレート化剤としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸およびこれの塩類（エチレンジアミン四酢酸二水素二ナトリウム塩等）等が挙げられる。

１．６．インクの調製方法
本実施形態に係るインクジェット記録用のインクは、前述した成分を任意な順序で混合し、必要に応じて濾過等をして不純物を除去することにより得られる。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラー、マグネチックスターラー等の撹拌装置を備えた容器に順次材料を添加して撹拌混合する方法が好適に用いられる。濾過方法としては、遠心濾過、フィルター濾過等を必要に応じて行なうことができる。

１．７．インクの物性
本実施形態に係るインクジェット記録用のインクは、画像品質とインクジェット記録用インクとしての信頼性とのバランスの観点から、２０℃における表面張力が２０ｍＮ／ｍ以上５０ｍＮ／ｍであることが好ましく、２５ｍＮ／ｍ以上４０ｍＮ／ｍ以下であることがより好ましい。なお、表面張力の測定は、例えば、自動表面張力計ＣＢＶＰ−Ｚ（商品名、協和界面科学株式会社製）を用いて、２０℃の環境下で白金プレートをインクで濡らしたときの表面張力を確認することにより測定することができる。

また、同様の観点から、本実施形態に係るインクジェット記録用のインクの２０℃における粘度は、２ｍＰａ・ｓ以上１５ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、２ｍＰａ・ｓ以上１０ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましい。なお、粘度の測定は、例えば、粘弾性試験機ＭＣＲ−３００（商品名、Ｐｙｓｉｃａ社製）を用いて、２０℃の環境下での粘度を測定することができる。

２．インクジェット記録システム
本発明の一実施形態に係るインクジェット記録システムは、上述のインクジェット記録用のインクを収容するインク収容容器と、前記インク収容容器から供給された前記インクを吐出するインクジェット記録用のヘッドと、を含み、前記インク収容容器は、前記インクを収容するインク収容室と、該インク収容室に収容された該インクを介して該インク収容室内に空気を導入する大気導入流路と、を備えることを特徴とする。

本実施形態に係るインクジェット記録システムは、上述のインクジェット記録用のインクを用いるので、インク収容容器のインク液面（気液界面）において凝集物が発生しにくく、仮に凝集物が発生しても再分散性に優れるので、インクの吐出安定性に優れたものとなる。また、本実施形態に係るインクジェット記録システムは、上述のインクジェット記録用のインクを用いるので、耐擦性（定着性）に優れた画像を記録できる。

本実施形態に係るインクジェット記録システムは、インクジェット記録装置（以下、単に「記録装置」または「プリンター」ともいう。）を用いて実施できる。具体的にいえば、当該記録装置は、上記のインクジェット記録システムを備え、インク収容容器からヘッドに供給されるインクを、ヘッドから記録媒体に向けて吐出し記録を行うものである。

以下、本実施形態のインクジェット記録システムについて、インクジェット記録装置に
適用した場合を例に挙げて説明する。

２．１．インクジェット記録装置
インクジェット記録システムを備えた記録装置は、記録装置の方式及びインクの供給方式によっていくつかの型に分類することができる。記録装置の方式の型として、例えば、ラインプリンター及びシリアルプリンターが挙げられる。簡潔に説明すると、ラインプリンターは、記録媒体の幅に相当する長さのラインヘッドを備えるものであり、ヘッドが（ほぼ）移動せずに固定されて、１パス（シングルパス）で印刷が行われるものである。一方、シリアルプリンターは、ヘッドが被記録媒体の搬送方向と直交した方向に往復移動（シャトル移動）しながら、通常２パス以上（マルチパス）で印刷が行われるものである。また、インクの供給方式の型として、例えば、オンキャリッジタイプのシリアルプリンター及びオフキャリッジタイプのシリアルプリンターが挙げられる。

以下では、これらの型のうちオフキャリッジタイプのシリアルプリンターを例示し、図を参照しつつ、インクジェット記録システム及びこれを備えた記録装置について説明する。ここで、オフキャリッジタイプのシリアルプリンターは、インクタンクやインクカートリッジ等のインク収容容器とキャリッジのヘッドとを、チューブ等のインク供給路で繋いだものである。

なお、以下の説明に用いる各図面では、各構成要素（部材）を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素ごとに縮尺を適宜変更している。本実施形態は、これらの図面に記載された、構成要素の数量、形状、及び大きさの比率、並びに各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

２．１．１．記録装置の構成
図１は、インクジェット記録システムを備えたプリンター１の構成を示すブロック図である。図２は、インクジェット記録システムを備えたプリンター１の横断面を示す概略図である。

本実施形態のプリンター１は、紙などの記録媒体に向けて、インクを吐出することで、記録媒体の被記録面に画像を形成する装置である。

プリンター１は、搬送ユニット１０、キャリッジユニット２０、ヘッドユニット３０、インク収容ユニット４０、検出器群５０、及びコントローラー６０を有する。外部装置であるコンピューター１１０から印刷データを受信したプリンター１は、コントローラー６０によって各ユニット（搬送ユニット１０、キャリッジユニット２０、ヘッドユニット３０、インク収容ユニット４０）を制御する。コントローラー６０は、コンピューター１１０から受信した印刷データに基づいて、各ユニットを制御し、記録媒体に画像を印刷する。プリンター１内の状況は検出器群５０によって監視されており、検出器群５０は、検出結果をコントローラー６０に出力する。コントローラー６０は、検出器群５０から出力された検出結果に基づいて、各ユニットを制御する。

搬送ユニット１０は、記録媒体を所定の方向（以下、「搬送方向」又は「副走査方向」という。）に搬送させるためのものである。この搬送ユニット１０は、給紙ローラー１１と、搬送モーター（不図示）と、搬送ローラー１３と、プラテン１４と、排紙ローラー１５と、を有する。給紙ローラー１１は、紙挿入口に挿入された記録媒体をプリンター１内に給紙するためのローラーである。搬送ローラー１３は、給紙ローラー１１によって給紙された記録媒体を印刷可能な領域まで搬送するローラーであり、搬送モーターによって駆動される。プラテン１４は、印刷中の記録媒体を支持する。排紙ローラー１５は、記録媒体をプリンター１の外部に排出するローラーであり、印刷可能な領域に対して搬送方向下
流側に設けられている。

キャリッジユニット２０は、ヘッド３１を、記録領域に静止させた記録媒体に対して、インクを吐出しながら上記搬送方向（副走査方向）と交差する方向（以下、「移動方向」又は「主走査方向」という。）に移動、即ち走査させる移動機構である。キャリッジユニット２０は、キャリッジ２１と、キャリッジモーター（不図示）と、サブタンク（サブインクタンク）２２と、を有する。キャリッジ２１はサブタンク２２及びヘッド３１を備え、タイミングベルト（不図示）を介して、キャリッジモーター（不図示）に連結されたものである。そして、キャリッジ２１は、後述する搬送方向と交差したガイド軸２４に支持された状態で、キャリッジモーターによりガイド軸２４に沿って往復移動する。ガイド軸２４は、キャリッジ２１がガイド軸２４の軸線方向に往復移動可能に支持されたものである。サブタンク２２は、キャリッジ２１の往復運動に起因して生じ得る、ヘッド３１の内部におけるインクの圧力変動を抑制するためのものである。

図示していないが、サブタンク２２は、例えば４つのサブタンクを有し、それぞれ色の異なるインクをそれぞれ収容してもよい。

なお、キャリッジユニット２０はサブタンク２２を備えていなくてもよく、この場合にはインク収容容器４１及びヘッド３１がインク供給路４２を介して接続される。サブタンク２２については、後述の図３においてより詳細に説明する。また、オンキャリッジタイプのシリアルプリンターを用いる場合には、サブタンク２２に代えてインクカートリッジを用いてもよい。

ヘッドユニット３０は、記録媒体に対してインクを吐出するためのものである。ヘッドユニット３０は、複数のノズルを有するヘッド３１を備える。このヘッド３１はキャリッジ２１に設けられているため、キャリッジ２１が移動方向に移動すると、ヘッド３１も移動方向に移動する。そして、ヘッド３１が移動方向に移動中にインクを吐出することによって、画像が記録媒体の被記録面に形成される。

図示していないが、例えば４つのヘッド３１が、上記４つのサブタンク２２が収容する色に対応したインクを吐出するとよい。

インク収容ユニット４０は、インクを収容するものであるとともに、インク供給路を介して、収容されているインクをヘッド３１へ供給するものである。インク収容ユニット４０は、インク収容容器４１と、インク供給路４２と、フィルター４３（図３参照）と、を有する。

インク収容容器４１は、キャリッジ２１と別の場所に載置されたものであり、プリンター１本体の外側（キャリッジ２１の移動範囲の外側）に設けられたインク収容容器収納部（不図示）に収納されている。インク収容容器４１とヘッド３１（キャリッジ２１）との間は、インク供給路４２で接続される。この場合、インク収容容器４１は動かない。

インク収容容器４１は、大気及びインクが接触可能な構造を有する。つまり、上記実施形態のインクジェット記録システムは、インク収容容器４１に収容されたインクが気泡を含むことを許容するものである。したがって、当該インクジェット記録システム及びこれを備えた本実施形態の記録装置によれば、脱気処理を行うか否かによらず、気泡を含む溶存窒素量の高いインクをインク収容容器４１に収容することができる。さらに、インク収容容器４１は、インクをさらに供給（補充、リフィル）することを容易にするものである。このようなインク収容容器４１としては、従来公知のインクを収容可能な容器であれば特に限定されないが、例えば、（容量の大きな）インクタンク及び開放系のインクカート
リッジが挙げられる。

図示していないが、４つのインク収容容器４１は、４つのサブタンク２２が収容する色に対応したインクを収容するとよい。各インク収容容器４１は、所定の部分からインクの液面を外部から確認することができる。なお、インク収容容器４１は、プリンター１の一構成要素であるが、プリンター１本体の外側に設けられることから空間的な制約がより小さいため、サブタンク２２よりも多くの量のインクを収容することができる。

インク供給路４２は、インク収容容器４１及びヘッド３１を接続し、インク収容容器４１におけるインクをヘッド３１に供給するためのインク流路である。インク供給路４２は、各色のインクを収容可能なインク収容容器４１と、対応した色のインクを収容するためのサブタンク２２と、を接続することができる。インク供給路４２は、合成ゴム等の可撓性を有する部材で形成することができ、ホース又はチューブということができる。ヘッド３１からインクが吐出されサブタンク２２のインクが消費されると、インク供給路４２を介してインク収容容器４１内のインクがサブタンク２２に供給される。これにより、プリンター１は、長時間に亘って中断動作なしに連続して印刷を続けることができる。

なお、インク収容容器４１及びインク供給路４２については、後述の図３においてより詳細に説明する。

フィルター４３は、インク供給路４２の流路中に設けられるものである。フィルター４３は、インク供給路４２を流れるインクが気泡を含む場合に、その気泡を捕捉することでヘッドへの気泡の流入を防止することができる。これにより、ヘッド３１におけるインクの充填及びヘッド３１からのインクの吐出が共に優れ、初期充填性及び連続印刷安定性が共に優れたものとなる。

フィルター４３の設置場所は特に限定されず、例えば、インク収容容器４１の出口付近（液体導出部３０６）に設けてもよい。

検出器群５０には、リニア式エンコーダー（不図示）、ロータリー式エンコーダー（不図示）、紙検出センサー５３、及び光学センサー５４等が含まれる。リニア式エンコーダーは、キャリッジ２１の移動方向の位置を検出するものである。ロータリー式エンコーダーは、搬送ローラー１３の回転量を検出するものである。紙検出センサー５３は、給紙中の紙などの記録媒体の先端の位置を検出するものである。光学センサー５４は、キャリッジ２１に取付けられている発光部と受光部により、被記録媒体の有無を検出するものである。そして、光学センサー５４は、キャリッジ２１によって移動しながら記録媒体の端部の位置を検出し、被記録媒体の幅を検出することができる。また、光学センサー５４は、状況に応じて、被記録媒体の先端（搬送方向下流側の端部であって「上端」ともいう。）や後端（搬送方向上流側の端部であって「下端」ともいう。）も検出できる。

コントローラー６０は、プリンター１の制御を行うための制御ユニット（制御部）である。コントローラー６０は、インターフェイス部６１と、ＣＰＵ６２と、メモリー６３と、ユニット制御回路６４と、を有する。インターフェイス部６１は、外部装置であるコンピューター１１０とプリンター１との間でデータの送受信を行う。ＣＰＵ６２は、プリンター１全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー６３は、ＣＰＵ６２のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶素子を有する。ＣＰＵ６２は、メモリー６３に格納されているプログラムに従って、ユニット制御回路６４を介して各ユニットを制御する。

記録を行う場合、コントローラー６０の制御により、後述するように移動方向に移動中
のヘッド３１からインクを吐出させるドット形成動作と、搬送方向に記録媒体を搬送する搬送動作と、が交互に繰り返され、複数のドットから構成される画像を被記録媒体に印刷することができる。

このように、上記のインクジェット記録システムを備えた本実施形態のインクジェット記録装置は、記録媒体のヘッド３１と対向する領域に画像を形成するものである。

２．１．２．記録装置の動作
本実施形態の記録装置の動作としては、記録媒体にインクを付着させて画像を形成する記録動作と、記録媒体を搬送する搬送動作と、が挙げられる。本実施形態の記録装置は、記録動作及び搬送動作を交互に行うことにより、記録を行うものである。記録の際、記録媒体は搬送されず、記録領域に位置するプラテン１４に保持された状態となっている。上記の記録動作としては、以下に限定されないが、例えば、インク収容容器４１からヘッド３１までインクを供給するインク供給動作と、インクタンク４４からヘッド３１に安定してインクを供給する目的でインク収容容器４１に大気（空気）を導入する空気導入動作と、ヘッド３１からインクを記録媒体に向けて吐出する吐出動作と、が挙げられる。このような記録装置の動作により、記録媒体におけるヘッド３１と対向する領域に所望の画像を形成することができる。

なお、上記のインク供給動作は、供給されて減少した分のインクをインク収容容器４１にさらに供給する（補充する）動作を含む。また、本実施形態の記録装置の動作は、インク供給システムを利用したインクジェット記録方法と換言することができ、上述した記録装置の動作に含まれる各々の動作は、「工程」と換言することができる。

以下、本実施形態における記録動作に用いられる記録媒体を説明し、続いて当該記録動作の一例を説明する。

＜記録媒体＞
記録媒体として、特に限定されないが、例えば、インク吸収性の記録媒体が挙げられる。インク吸収性の記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、水性インクの浸透性が高い電子写真用紙などの普通紙、インクジェット用紙（シリカ粒子やアルミナ粒子から構成されたインク吸収層、あるいは、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）やポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）等の親水性ポリマーから構成されたインク吸収層を備えたインクジェット専用紙）から、水性インクの浸透性が比較的低い一般のオフセット印刷に用いられるアート紙、コート紙、キャスト紙等が挙げられる。

＜インク供給動作＞
本実施形態における記録動作は、インク供給動作を含む。インク供給動作はインク収容容器４１からヘッド３１までインクを供給するものであり、上記実施形態のインク供給システムを利用することができる。インク供給動作については後で詳細に説明する。

＜空気導入動作＞
本実施形態における記録動作は、空気導入動作をさらに含んでもよい。当該空気導入動作は、上記インク供給動作を補助するものであり、上記実施形態のインク供給システムを利用することができる。例えば、上述したように、空気を導入するための空気導入流路を有し、インク中で気泡を発生させる構造を有するインク収容容器を備えるインク供給システムを利用した記録動作において、空気導入動作が行われる。当該空気導入動作は、インクタンク４４からヘッド３１に安定してインクを供給する目的でインク収容容器４１に大気（空気）を導入するものである。なお、空気導入動作については後で詳細に説明する。

＜吐出動作＞
本実施形態における記録動作は、吐出動作を含む。当該吐出動作は、インクジェット記録方式で、記録媒体上にインクの液滴を吐出して、画像を形成するものである。吐出の方式としては、従来公知の方式を使用でき、中でも圧電素子の振動を利用してノズルから液滴を吐出させる方式（電歪素子の機械的変形によりインク滴を形成するヘッドを用いた記録方式）、又は発熱体を用いてヘッド内に気泡を生じさせてノズルからインクを吐出する方式を用いると、優れた記録を行うことができる。なお、吐出の温度及び時間並びに吐出されるインクの粘度など、各種の吐出条件については、特に制限されない。

以下、本実施形態における記録動作のうち、主にインク供給動作及び空気導入動作について詳細に説明する。

図３は、インク収容容器４１の一例であるインクタンク４４から、ヘッド３１へのインク供給の原理について説明するための概略図である。図３に示すインク供給の手法は、簡潔に言えばマリオット瓶の原理を利用するものであり、ヘッド３１及びインクタンク４４が、キャリッジ２１内に設けられたサブタンク２２及びインク供給路４２を介して接続され、サブタンク２２内部で負圧を発生させることで、インクタンク４４からヘッド３１へインクを吸引し供給するというものである。図３は、主にインクタンク４４、インク供給路４２、及びサブタンク２２の内部を模式的に示している。

プリンター１は、所定の水平面ｓｆ上に設置されている。インクタンク４４の液体導出部３０６とサブタンク２２の液体受入部２０２とは、インク供給路４２を介して接続されている。

サブタンク２２は、ポリスチレンやポリエチレン等の合成樹脂により成形されている。サブタンク２２は、インク貯留室２０４と、インク流動路２０８と、フィルター２０６と、を備える。インク流動路２０８には、キャリッジ２１のインク供給針２１ａが挿入されている。フィルター２０６は、インク流動路２０６を流れるインクに異物等の不純物が混入している場合に、その不純物を捕捉することでヘッド３１への不純物の流入を防止する。インク貯留室２０４のインクは、ヘッド３１からの吸引によって、インク流動路２０８、インク供給針２１ａを流れて、ヘッド３１に供給される。ヘッド３１に供給されたインクは、ノズルを介して記録媒体に向けて吐出され付着することにより、画像を形成する（上述の吐出動作）。

ここで、本実施形態のように、インク収容容器４１とヘッド３１との間にサブタンク２２が設けられる場合でも、インク供給路４２はインク収容容器４１とヘッド３１とを接続するものであるため、サブタンク２２内もインク供給路４２が存在する。そのため、上記の場合、フィルター４３及びフィルター２０６はいずれもインク供給路４２に設けられるフィルターに相当する。

インクタンク４４は、マリオット瓶の原理を利用してインクをプリンター１のヘッド３１に供給するものである。インクタンク４４の外面は、第１の壁３７０Ｃ１と、第２の壁（上面壁）３７０Ｃ２と、底面壁３７０Ｃ３と、からなる。インクタンク４４は、その内部に、空気導入流路及びインク流路を有する。当該空気導入流路は、大気開放口３１７から、図示しない大気流路を介して大気導入口３１８を通り、インク収容室３４０へ空気を導入するための流路である。当該インク流路は、液体注入路３０４からインク収容室３４０を通って液体導出部３０６へインクの注入（「補充」を含む。以下同じ。）を行うための流路である。

まず、上記の空気導入流路は、上述の空気導入動作において用いられる流路である。空
気導入流路は、外部（大気）に向かって開口する大気開放口３１７と、大気導入口３１８を一端とし且つ空気室側開口３５１を他端とする空気収容室３３０と、空気室側開口３５１を一端とし且つ空気導入口３５２を他端とする液体室連通路３５０と、で構成される。大気開放口３１７は大気に連通し、空気収容室３３０は一端である大気導入口３１８で開口し、大気開放口３１７及び大気導入口３１８は図示しない流路を介して連通している。つまり、空気収容室３３０は外部（大気）と連通している。液体室連通路３５０は、一端である空気室側開口３５１が空気収容室３３０で開口し、他端である空気導入口３５２がインク収容室３４０で開口している。つまり、空気収容室３３０はインク収容室３４０と連通している。なお、液体室連通路３５０は、メニスカス（液面架橋）を形成可能な程度に流路断面積が小さいことが好ましい。

このように、上記の空気導入流路は、一端である空気導入口３５２がインク収容室３４０で開口し、他端である大気開放口３１７が外部に向かって開口している。つまり、後述するインクタンク４４の使用状態において、液体室連通路３５０（詳細には、空気導入口３５２近傍）には、大気と直接に接する液面が形成され、空気導入口３５２からインク収容室３４０のインク中に空気（気泡）を導入することでインク収容室３４０に空気（気泡Ｇ）を導入するものである。言い換えれば、空気は、空気導入流路からインクを介してインク収容室３４０内に導入される。これにより、後述するように、インクタンク４４からヘッド３１へ安定してインクを供給することができる。つまり、これまで説明してきた空気導入動作は、後述のインク供給動作を安定化する目的で行われるものである。

一方、上記のインク流路は、上述のインク供給動作において用いられる。これらインク供給動作は、ヘッド３１からの吐出動作に起因したインクタンク４４のインク貯蔵量の減少に伴って行われるとともに、上記の空気導入動作により安定的に行われる。

ここで、インクタンク４４には、使用状態と注入状態とがある。「使用状態」とは、プリンター１のヘッド３１にインクを供給する際の水平面に設置されたインクタンク４４の状態である。言い換えると、使用状態では、液体注入路３０４が水平方向に向かって開口している（ただし、開口は栓部材３０２によって塞がれている。）。図３は、使用状態におけるインクタンク４４を示している。また、使用状態においては、インク収容室３４０と空気収容室３３０とが水平方向に並んでいる。さらに、使用状態においては、空気導入口３５２が、インク収容室３４０に収容された液体の液面より下方に位置する。一方、「注入状態」とは、インクタンク４４にインクが注入される際の水平面に設置されたインクタンク４４の状態である。言い換えると、注入状態では、液体注入路３０４が上方に向かって開口している。また、注入状態においては、インク収容室３４０と空気収容室３３０とが鉛直方向に並んでいる。さらに、注入状態においては、空気導入口３５２が、使用状態においてインク収容室３４０に収容された液体の液面が直線ＬＭ１（「第１の状態表示線ＬＭ１」）にあるときの液量がインク収容室３４０に収容されている場合に、インク収容室３４０に収容された液体の液面より上方に位置している。

上述の注入状態において、利用者は、インク液面が注入状態において水平となる直線ＬＭ２（「第２の状態表示線ＬＭ２」）の近傍に到達した場合に、インクの補充を停止すればよい。このようにして、液体注入路３０４からインク収容室３４０にインクが注入された後に、液体注入路３０４を栓部材３０２で密封する。さらに、ヘッド３１からインク収容室３４０のインクが吸引されることでインク収容室３４０は負圧に維持されている。

上述の使用状態において、空気導入口３５２は、第１の状態表示線ＬＭ１よりも下側に位置する。図３において空気導入口３５２は、インク収容室３４０を区画形成する容器本体４５のうち、使用状態においてインク収容室３４０を挟んで下側に位置する底面壁３７０Ｃ３に形成されている。これにより、インク収容室３４０のインクが消費され、インク
収容室３４０の液面が低下しても、大気と接する液面（大気接触液面）ＬＡが長時間（インク液面が第１の状態表示線ＬＭ１に達する程度の時間）に亘り一定の高さに維持される。また、使用状態において、空気導入口３５２は、ヘッド３１よりも低い位置になるように配置される。これにより、水頭差ｄ１が発生する。なお、使用状態において、液体室連通路３５０の空気導入口３５２近傍にメニスカスである大気接触液面ＬＡが形成された状態での水頭差ｄ１を、以下では「定常時水頭差ｄ１」ともいう。

インク貯留室２０４のインクがヘッド３１によって吸引されることで、インク貯留室２０４は所定の負圧以上となる。インク貯留室２０４が所定の負圧以上になると、インク収容室３４０のインクがインク供給路４２を介してインク貯留室２０４に供給される。つまり、インク貯留室２０４には、ヘッド３１に流出した量のインクがインク収容室３４０から自動的にさらに供給（補充）されることになる。言い換えれば、インクタンク４４内の空気収容室３３０、即ち大気と接する大気接触液面（インク液面）ＬＡと、ヘッド３１のノズル面と、の鉛直方向の高さの差によって発生する水頭差ｄ１よりも、ヘッド３１側からの吸引力（負圧）の方がある程度大きくなることで、インクがインク収容室３４０からインク貯留室２０４へ供給される。

ここで、本実施形態に係るインクジェット記録システムおいて、インク収容室に収容されたインクの液面（図３のインク液面ＬＦ）が十分に広い場合、インクの吐出安定性が十分に得られない場合がある。例えば、上述の使用状態におけるインク収容室３４０内部の水平断面の面積（Ａ）と、ヘッド３１にインクを供給するインク供給路４２の断面の面積（Ｂ）と、の比（Ａ／Ｂ）が、３００以上の場合である。このような場合であっても、上述のインクジェット記録用のインクを用いれば、凝集物の発生を抑制でき、仮に凝集物が発生しても容易に再分散できる。なお、前記比（Ａ／Ｂ）が大きくなるほど、インクの吐出安定性が十分に得られにくくなる。これは、一定の割合で凝集物が発生しても、面積（Ａ）が大きくなるほど発生する異物の量が多くなるためである。

また、異物の発生には、インクタンクの使用態様も影響する。例えば、上述の注入状態があるインクタンクにおいて、注入状態におけるインク収容室３４０内部の水平断面の面積（Ｃ）と、ヘッド３１にインクを供給するインク供給路４２の断面の面積（Ｂ）と、の比（Ｃ／Ｂ）が大きいと、上述の内容と同様の理由で吐出安定性が十分に得られない場合がある。このようなインクジェット記録システムとしては、例えば、前記の比（Ｃ／Ｂ）が９００以上であり、このような場合であっても、本願発明に係るインクジェット記録用のインクであれば、十分な吐出安定性を得ることができる。したがって、前述の比（Ｃ／Ｂ）が９００以上となるようなインクタンクを用いた場合であっても、十分な吐出安定性を得ることができる。

また、上述の注入状態及び使用状態を有するインクタンクにおいて、前記面積（Ａ）と前記面積（Ｃ）との面積比（Ｃ／Ａ）が２．５以上であると、注入状態におけるインクタンクが倒れにくくなり、利用者は安定にインクを注入することができ、さらに、使用状態における設置面積を小さくすることができるので狭いスペースにも設置することができる。前記面積比（Ｃ／Ａ）が２．５以上となるインクタンクを備えるインクジェット記録システムであっても、本願発明に係るインクジェット記録用のインクであれば、十分な吐出安定性を得ることができる。

なお、インク収容室３４０内部の水平断面とは、インク収容室３４０内部の水平断面のうち、最も面積の大きいものを指す。また、インク供給路４２の断面とは、インク供給路を通過するインクの流通方向に直交するインク供給路４２の断面のうち、最も面積の大きいものを指す。

インク収容室３４０のインクが消費されると、空気収容室３３０の空気が液体室連通路３５０を介してインク収容室３４０に気泡Ｇとして導入される。つまり、インクタンク４４のインク収容室３４０において、上記の空気導入流路を通って導入された大気が、上記のインク流路を通って注入されたインクと接触する。これによりインク収容室３４０のインク液面ＬＦは低下する。一方、大気と接する大気接触液面ＬＡの高さは一定に維持されていることから、水頭差ｄ１は一定に維持される。つまり、ヘッド３１の所定の吸引力により、インク量の観点でインクタンク４４からヘッド３１に安定してインクを供給することができる。

３．実施例
以下、本発明を実施例および比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

３．１．インクの調製
表１および表２に示す配合量で各成分を混合攪拌し、孔径１０μｍのメンブレンフィルターで加圧濾過を行って、実施例および比較例に係る各インクを得た。なお、表１に記載されている単位は、質量％である。また、顔料、分散樹脂、樹脂粒子およびワックス粒子については、固形分換算した値を示す。

なお、表中で使用した成分のうち、略称または商品名で記載した成分は、以下の通りである。
・顔料１（商品名「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ２６０Ｍ」、キャボット社製、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、自己分散顔料）
・顔料２（商品名「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ２５０Ｃ」、キャボット社製、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、自己分散顔料）
・顔料３（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、クラリアント社製）
・スチレンアクリル樹脂（重量平均分子量１６５００、酸価２４０、Ｔｇ：１００℃）
・スーパーフレックス４６０（商品名、第一工業製薬株式会社製、Ｔｇ：−２１℃、粒子径：３０ｎｍ、ウレタン系樹脂)
・スーパーフレックス４７０（商品名、第一工業製薬株式会社製、Ｔｇ：−３１℃、粒子径：５０ｎｍ、ウレタン系樹脂）
・スーパーフレックス７４０（商品名、第一工業製薬株式会社製、Ｔｇ：−３４℃、粒子径：２００ｎｍ、ウレタン系樹脂)
・モビニール８０２０（商品名、日本合成化学株式会社製、Ｔｇ：−２０℃、粒子径：１００ｎｍ、アクリル系樹脂)
・モビニール７２７（商品名、日本合成化学株式会社製、Ｔｇ：５℃、粒子径：６０ｎｍ、アクリル系樹脂）
・モビニール８０１０（商品名、日本合成化学株式会社製、Ｔｇ：１９℃、粒子径：８０ｎｍ、アクリル系樹脂）
・セロゾールＨ−６２０（商品名、中京油脂株式会社製、比重：０．９０、粒子径：２００ｎｍ、パラフィンワックス)
・ポリロンＬ−７８７（商品名、中京油脂株式会社製、比重：０．９５、粒子径１００ｎｍ、ポリエチレンワックス)

３．２．評価試験
＜異物発生＞
上記のようにして得られた各インク２０ｇを５０ｍｌのガラス瓶に入れて、蓋を開いた状態で、６０℃の高温槽でインクに含まれる溶媒を３ｇ蒸発させた。その後、ガラス瓶の蓋を閉めて軽く攪拌した後、孔径１０μｍのフィルターでガラス瓶中のインクをろ過した。このとき、環境異物（インク製造工程等で混入した角質成分やゴミ）以外の異物がろ集
されるかを確認した。即ち、明らかに外的要因と考えられる異物は考慮せずに、インク成分由来と考えられる異物の有無について判断した。評価基準は以下の通りであり、評価結果を表１および表２に示す。
○：環境異物以外の異物が確認されない
×：環境異物以外の異物が確認された

＜連続印字安定性＞
上記のようにして得られた各インクを、インクジェットプリンターＬ１００（商品名、セイコーエプソン株式会社製）のインクタンク内に充填して、ヘッドの全ノズルからインクが吐出できることを確認した。その後、各インクおよびＡ４サイズの普通紙（商品名「Ｐ紙」、富士ゼロックス株式会社製）を用いて、Ｄｕｔｙ７０％の画像を記録した。画像の記録は、連続で一日５００枚、トータル１０００枚記録した。また、記録条件は、印刷解像度７２０×７２０ｄｐｉとした。

なお、上記インクジェットプリンターＬ１００は、使用状態におけるインク収容室に相当する部分の内部の水平断面の面積（Ａ）が９６０ｍｍ²であった。また、ヘッドにインクを供給するインク供給路は、内径が１．８ｍｍ（すなわち、断面積（Ｂ）が２．５４ｍｍ²）であるエラストマーチューブを用いた。注入状態におけるインク収容室に相当する部分の内部の水平断面の面積（Ｃ）は、２７００ｍｍ²であった。

本明細書において、「Ｄｕｔｙ値」とは、下式で算出される値である。
Ｄｕｔｙ（％）＝実吐出ドット数／（縦解像度×横解像度）×１００
（式中、「実吐出ドット数」は単位面積当たりの実吐出ドット数であり、「縦解像度」及び「横解像度」はそれぞれ単位面積当たりの解像度である。）

その後、ノズルチェックを行って、ノズル抜けの発生した本数に基づいて、以下の判断基準により連続印字安定性（吐出安定性）を評価した。評価結果を表１および表２に示す。
○：ノズル抜けの発生した本数が、０または１本
△：ノズル抜けの発生した本数が、２本
×：ノズル抜けの発生した本数が、３本以上

＜耐擦性＞
上記のインクジェットプリンターを用いて、インク毎にＤｕｔｙ１００％、６０％、３０％のパッチ画像を、写真用紙（商品名「写真用紙＜光沢＞」、セイコーエプソン株式会社製）に記録した。そして、記録直後および記録１分後に、ベンコット（商品名：ＢＥＭＣＯＴ Ｍ−１、旭化成せんい株式会社製）でパッチ画像を擦ることにより、画像の耐擦性を評価した。評価基準は以下の通りであり、評価結果を表１および表２に示す。
○：（記録直後に行った耐擦性試験における画像状態）下地が見えない、（１分後に行った耐擦性試験における画像状態）画像に傷がほとんどつかない
△：（記録直後に行った耐擦性試験における画像状態）下地が見えない、（１分後に行った耐擦性試験における画像状態）画像の傷が目立つ
×：（記録直後に行った耐擦性試験における画像状態）下地が見える

３．３．評価結果
以上の評価結果を表１および表２に併せて示す。

表１の評価結果により、実施例に係るインクジェット記録用のインクは、いずれも、異物（凝集物）が発生しにくく、連続印字安定性（吐出安定性）に優れ、かつ、耐擦性（定着性）に優れた画像を記録できることが示された。

一方、比較例に係るインクジェット記録用のインクは、（ａ）自己分散型の顔料を用いること、（ｂ）ガラス転移温度が１０℃以下の樹脂粒子を用いること、（ｃ）主溶媒の比重よりも小さい比重のワックス粒子を用いること、（ｄ）樹脂粒子の体積平均粒子径（Ｒ１）と、前記ワックス粒子の体積平均粒子径（Ｒ２）と、の比（Ｒ１／Ｒ２）が、１．０以下であること、の（ａ）〜（ｄ）の条件のうち、少なくとも１つ以上を満たしていない。そのため、表２の評価結果の通り、異物の発生、連続印字安定性の低下、および耐擦性の低下のうち、少なくとも一つの不具合が生じることが示された。

１…プリンター、１０…搬送ユニット、１１…給紙ローラー、１３…搬送ローラー、１４…プラテン、１５…排紙ローラー、２０…キャリッジユニット、２１…キャリッジ、２１ａ…インク供給針、２２…サブタンク、２４…ガイド軸、３０…ヘッドユニット、３１…ヘッド、４０…インク収容ユニット、４１…インク収容容器、４２…インク供給路、４３…フィルター、４４…インクタンク、４５…容器本体、５０…検出器群、５３…紙検出センサー、５４…光学センサー、６０…コントローラー、６１…インターフェイス部、６２…ＣＰＵ、６３…メモリー、６４…ユニット制御回路、１１０…コンピューター、２０２…液体受入部、２０４…インク貯留室、２０６…フィルター、２０８…インク流動路、３０２…栓部材、３０４…液体注入路、３０６…液体導出部、３１７…大気開放口、３１８…大気導入口、３３０…空気収容室、３４０…インク収容室、３５０…液体室連通路、３５１…空気室側開口、３５２…空気導入口、３７０Ｃ１…第１の壁、３７０Ｃ２…第２の壁（上面壁）、３７０Ｃ３…底面壁、ｄ１…（定常時）水頭差、Ｇ…気泡、Ｇａ…気泡、Ｇｂ…微小気泡、ＬＡ…大気接触液面（インク液面）、ＬＦ…インク液面、ＬＭ１…第１の状態表示線、ＬＭ２…第２の状態表示線、ｓｆ…水平面

Claims (8)

1. インク収容容器に収容されるインクジェット記録用のインクであって、
   前記インク収容容器は、前記インクを収容するインク収容室と、該インク収容室に収容された該インクを介して該インク収容室内に空気を導入する空気導入流路と、を備え、
   自己分散型の顔料と、ガラス転移温度が１０℃以下の樹脂粒子と、主溶媒の比重よりも小さい比重のワックス粒子と、を含有し、
   前記樹脂粒子の体積平均粒子径（Ｒ１）と、前記ワックス粒子の体積平均粒子径（Ｒ２）と、の比（Ｒ１／Ｒ２）が、１．０以下である、インクジェット記録用のインク。
2. 請求項１において、
   さらに、２５℃、６０％ＲＨで平衡状態にした後、２５℃、７０％ＲＨ及び２５℃、３０％ＲＨのそれぞれの条件下で２４時間放置した時の重量変化率が±１０％の範囲にある化合物を含有し、前記化合物は、５０質量％水溶液を３０℃、３５％ＲＨの条件下で２４時間放置したときの残存水分量が１０％以上である、インクジェット記録用のインク。
3. 請求項２において、
   前記化合物が両性化合物である、インクジェット記録用のインク。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
   前記ワックス粒子が、ポリオレフィン系ワックスまたはパラフィン系ワックスである、インクジェット記録用のインク。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のインクを収容するインク収容容器と、
   前記インク収容容器から供給された前記インクを吐出するインクジェット記録用のヘッドと、
   前記インク収容容器から前記ヘッドにインクを供給するインク供給路と、
   を含み、
   前記インク収容容器は、前記インクを収容するインク収容室と、該インク収容室に収容された該インクを介して該インク収容室内に空気を導入する空気導入流路と、を備える、
   インクジェット記録システム。
6. 請求項５において、
   前記ヘッドに前記インクを供給する際における、前記インク収容室内部の水平断面の面積（Ａ）と、
   前記インク供給路の断面の面積（Ｂ）と、の比（Ａ／Ｂ）が、３００以上である、インクジェット記録システム。
7. 請求項５において、
   前記インク収容室に前記インクを注入する際における、前記インク収容室内部の水平断面の面積（Ｃ）と、
   前記インク供給路の断面の面積（Ｂ）と、の比（Ｃ／Ｂ）が、９００以上である、インクジェット記録システム。
8. 請求項５において、
   前記ヘッドに前記インクを供給する際における、前記インク収容室内部の水平断面の面積（Ａ）と、
   前記インク収容室に前記インクを注入する際における、前記インク収容室内部の水平断面の面積（Ｃ）と、の比（Ｃ／Ａ）が、２．５以上である、インクジェット記録システム。

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