(57)【要約】【課題】  低コストで得られるとともに吐出安定性に優れ、十分な濃度の画像を紙媒体に形成することが可能な水性インクジェットインクを提供することにある。【解決手段】  一実施形態は，水、および顔料を含有する水性インクジェットインクである。前記水性インクジェットインクにおける前記顔料の量は、５ｗｔ％未満である。前記水性インクジェットインクは、コーンプレート型粘度計を用いて測定された２５℃の粘度（ｍＰａ・ｓ）が以下の関係を満たす。        ＶB／ＶA≧１．５        ３ｍＰａ・ｓ≦ＶＡ≦１５ｍＰａ・ｓここで、ＶAは、５０ｒｐｍの回転数で測定された粘度であり、ＶBは、２．５ｒｐｍの回転数で測定された粘度である。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と、
前記水性インクジェットインクの５ｗｔ％未満の顔料とを含有し、
コーンプレート型粘度計を用いて測定された２５℃の粘度（ｍＰａ・ｓ）が以下の関係を満たすことを特徴とする水性インクジェットインク。
ＶB／ＶA≧１．５
３ｍＰａ・ｓ≦ＶA≦１５ｍＰａ・ｓ
ここで、
ＶAは、５０ｒｐｍの回転数で測定された粘度であり、
ＶBは、２．５ｒｐｍの回転数で測定された粘度である。
【請求項２】
前記ＶBは２０ｍＰａ・ｓ以上であることを特徴とする水性インクジェットインク。
【請求項３】
前記ＶB／ＶAは１．７以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の水性インクジェットインク。
【請求項４】
前記顔料は、自己分散顔料であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の水性インクジェットインク。
【請求項５】
前記顔料の量は前記水性インクジェットインクの３ｗｔ％未満であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の水性インクジェットインク。
【請求項６】
前記顔料の量は前記水性インクジェットインクの１．５ｗｔ％以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の水性インクジェットインク。
【請求項７】
粘度調整剤をさらに含有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の水性インクジェットインク。
【請求項８】
前記粘度調整剤は、グリセリン、ポリエチレングリコール、およびグリコールエーテルからなる群から選択されることを特徴とする請求項７に記載の水性インクジェットインク。
【請求項９】
前記水性インクジェットインクは、インク循環経路を有するインクジェットプリントヘッドを搭載した記録装置にて使用されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の水性インクジェットインク。
【請求項１０】
水と、
前記水性インクジェットインクの５ｗｔ％未満の顔料と、
前記水性インクジェットインクの０．０２ｗｔ％以上０．１ｗｔ％未満の水溶性高分子化合物とを含有し、
コーンプレート型粘度計を用いて測定された２５℃における粘度が３〜１５ｍＰａ・ｓであることを特徴とする水性インクジェットインク。
【請求項１１】
前記水溶性高分子化合物は、天然多糖類であることを特徴とする請求項１０に記載の水性インクジェットインク。
【請求項１２】
前記天然多糖類は、キサンタンガム、グァーガム、およびカラギーナンからなる群から選択されることを特徴とする請求項１１に記載の水性インクジェットインク。
【請求項１３】
前記水溶性高分子化合物の量は、前記水性インクジェットインクの０．０５ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の水性インクジェットインク。
【請求項１４】
前記顔料は、自己分散顔料であることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の水性インクジェットインク。
【請求項１５】
前記顔料の濃度は前記水性インクジェットインクの３ｗｔ％未満であることを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の水性インクジェットインク。
【請求項１６】
前記顔料の濃度は前記水性インクジェットインクの１．５ｗｔ％以上であることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の水性インクジェットインク。
【請求項１７】
粘度調整剤をさらに含有することを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載の水性インクジェットインク。
【請求項１８】
前記粘度調整剤は、グリセリン、ポリエチレングリコールおよびグリコールエーテルからなる群から選択されることを特徴とする請求項１７に記載の水性インクジェットインク。
【請求項１９】
前記水性インクジェットインクは、インク循環経路を有するインクジェットプリントヘッドを搭載した記録装置にて使用されることを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれか１項に記載の水性インクジェットインク。
【請求項２０】
インク循環経路を有するインクジェットプリントヘッドから、少なくとも１種のインク組成物を噴射して画像を形成する工程を具備し, 前記インク組成物は請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の水性インクジェットインクであることを特徴とするインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに記載する実施形態は、一般的には水性インクジェットインクに関する。
【背景技術】
【０００２】
水を含む媒体に顔料が分散された水性インクジェットインクには、通常、水の揮発を抑えるための保湿剤が含有されている。水の揮発による粘度上昇を抑制するための粘度調整剤もまた、水性インクジェットインクに含有されるのが一般的である。
【０００３】
保湿剤としては多価アルコールなどが用いられ、粘度調整剤としては水溶性有機溶媒が用いられている。多価アルコールは、紙媒体の主成分であるセルロースとの相性がよく、水溶性有機溶媒は紙への浸透性が高い。このため、水性インクジェットインクは紙媒体の内部に容易に浸透し、インク中の顔料は紙媒体の表面に残りにくい。所望の濃度の画像を紙媒体に形成できる水性インクジェットインクを得るには、紙媒体中への浸透を考慮した量で、顔料を含有させることが必要とされていた。
【０００４】
インクの製造コストを削減するためには、顔料の含有量を低減することが求められる。しかしながら、顔料の含有量が少なく、紙媒体に十分な濃度の画像を形成できる水性インクジェットインクは、未だ得られていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開２００５／０２０４９５７
【特許文献２】米国特許第５，７４６，８１８号明細書
【特許文献３】特許第３７６０６２１号公報
【特許文献４】特開２００６−１５９４２３号公報
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】インクジェット記録装置の一例を示す模式図である。
【図２】インクジェットプリントヘッドの一例の断面図である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、低コストで得られるとともに吐出安定性に優れ、十分な濃度の画像を紙媒体に形成することが可能な水性インクジェットインクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態によれば、水性インクジェットインクは、水および顔料を含有する。前記水性インクジェットインクにおける前記顔料の量は、５ｗｔ％未満である。前記水性インクジェットインクは、コーンプレート型粘度計を用いて測定された２５℃の粘度（ｍＰａ・ｓ）が以下の関係を満たす。
【０００９】
ＶB／ＶA≧１．５
３ｍＰａ・ｓ≦ＶＡ≦１５ｍＰａ・ｓ
ここで、
ＶAは、５０ｒｐｍの回転数で測定された粘度であり、
ＶBは、２．５ｒｐｍの回転数で測定された粘度である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態を具体的に説明する。
【００１１】
水性インクジェットインクが紙媒体上に吐出された際、紙媒体の内部への顔料の浸透を抑制できれば、紙媒体上での画像濃度は高められる。紙媒体内部へのインクの浸透はインクの粘度に関連し、水性インクジェットインクの粘度が高くなると紙媒体へのインクの浸透は抑制される。その結果、水性インクジェットインク中の顔料は紙媒体の表面近傍に留まって、得られる画像濃度を高めることができる。
【００１２】
この点に着目して鋭意検討した結果、本発明者らは、水性インクジェットインクの粘度に以下の関係を見出した。粘度は、コーンプレート型粘度計を用いて測定された２５℃における値である。
【００１３】
ＶB／ＶA≧１．５        式１
ＶAは、５０ｒｐｍの回転数で測定された粘度であり、せん断力の支配が強い場合の粘度に相当する。例えば、駆動されたインクジェットプリントヘッドの内部では、水性インクジェットインクの粘度はＶAとなる。インクジェットプリントヘッドから吐出されて紙媒体に接触するまでの水性インクジェットインクの粘度も、ＶAである。インクジェット記録用であるので、ＶAは３〜１５ｍＰａ・ｓの範囲内に規定される。
【００１４】
ＶBは、２．５ｒｐｍの回転数で測定された粘度であり、せん断力の支配が弱い場合の粘度に相当する。例えば、紙媒体に接触した直後には、水性インクジェットインクの粘度はＶBとなる。ＶBが大きくなると、水性インクジェットインクは、紙媒体の内部への浸透が抑制される。したがって、ＶBは２０ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましい。
【００１５】
駆動されたインクジェットプリントヘッド内部においては、本実施形態の水性インクジェットインクは強いせん断力を受ける。したがって、インクジェットプリントヘッドの内部では、本実施形態の水性インクジェットインクの粘度はＶAである。インクジェットプリントヘッドから吐出されて紙媒体に接触すると、その直後にインクの粘度はＶBに増加して浸透性が低下する。紙媒体に接触する前でも、せん断力の弱い場合には、本実施形態の水性インクジェットインクは粘度が上昇する。
【００１６】
上記式１を満たす水性インクジェットインクは、紙媒体に接触すると粘度が上昇して、紙媒体に接触する前の粘度の１．５倍以上になる。ＶB／ＶAが１．５未満の場合には、紙媒体への浸透を抑制することができない。紙媒体への浸透をより十分に抑制したインクを得るためは、ＶB／ＶAは１．７以上が好ましい。後述するようにＶBの値は、水溶性高分子化合物の含有量に依存し、その上限は５０ｍＰａ・ｓ程度となる。ＶB／ＶAの上限は１７程度と算出される。
【００１７】
インクジェット記録装置のインク供給経路の内部において、本実施形態の水性インクジェットインクの粘度が上昇すると、インクジェットプリントヘッドから安定に吐出することが困難となる。したがって、本実施形態にかかる水性インクジェットインクを用いて画像を形成する際には、インク循環経路を有するインクジェットプリントヘッドを用いることが好ましい。
【００１８】
図１に、こうしたインクジェット記録装置の一例を示す。
【００１９】
インクジェット記録装置１１は、インク滴を紙媒体に吐出するインクジェットプリントヘッド１２と、インクジェットプリントヘッド１２にインクを供給するタンク１３と、インクジェットプリントヘッド１２とタンク１３との間でインクを循環させる循環機構１４とを有する。インクジェットプリントヘッド１２には、インク滴を紙媒体に吐出するためのノズル３１が設けられている。タンク１３の内部には、本実施形態の水性インクジェットインクが貯留される。
【００２０】
タンク１３は、大気開放弁１５を有している。この大気開放弁１５を開放することで、タンク１３の内部圧力を大気圧にすることができる。また、大気開放弁１５を閉鎖することによって、タンク１３の内部圧力を大気圧から変動させることができる。
【００２１】
インクジェットプリントヘッド１２のノズル３１内の液面（メニスカス）位置は、インクタンク１３内の液面高さｈに比べて、重力方向において高くなっている。これにより、ヘッド１２内には負圧が発生するので、ノズルからインクが漏れ出ることはない。
【００２２】
循環機構１４は環状の流路１６を有し、この流路１６の途中には、ポンプ１７およびフィルタ部材１８が順に設けられている。上流側に設けられたポンプ１７は、流路１６内で矢印に示す方向にインクジェットインクを循環させる。ポンプ１７の下流に設けられたフィルタ部材１８は、インク中に混入した異物を回収する。
【００２３】
図２に示されるように、インクジェットプリントヘッド１２においては、第２インク供給孔３７および第２インク排出孔３８を有する基板２６上に、圧電材料からなるアクチュエータ２７が設けられている。アクチュエータ２７は、紙面に直交する方向で並び、隣接するアクチュエータ２７の間の空間は圧力室８となる。したがって、複数の圧力室８が図２に示される断面に直交する方向に並んでいる。圧力室の列は、第１圧力室列８０ａと、第２圧力室列８０ｂとの２つである。
【００２４】
基板２６上には、枠部材２８を介してノズルプレート２０が配置され、ノズルプレート２０は、インクを吐出するための複数のノズル３１を有する。ノズル３１においては、圧力室８側の開口部がインク吐出側の開口部より大きい。複数のノズル３１は、各圧力室８に対応して設けられてノズル列を構成する。ノズル列は、第１圧力室列８０ａに対応する第１ノズル列と、第２圧力室列８０ｂに対応する第２ノズル列との２つである。
【００２５】
ノズル列においては、３００ノズル／インチでノズル３１が配置されている。ノズル列の長さ方向で隣接するノズルの距離は、８４．７μｍとなる。２つのノズル列の配置位置は、ノズル列の長さ方向において４２．３μｍずれている。したがって、このインクジェットヘッド１２は、６００ｄｐｉ（ドット／インチ）で印刷可能である。
【００２６】
基板２６における第２インク供給孔３７は、ノズルプレート２０と基板２６の間の供給側共通圧力室３３に連通している。供給側共通圧力室３３は、第１圧力室列８０ａと第２圧力室列８０ｂとの間に配置される。それぞれの圧力室列と枠部材との間は、排出側共通圧力室３２である。排出側共通圧力室３２は、基板２６における第２インク排出孔３８と連通している。
【００２７】
インクは、第１インク供給孔２４から供給され、インク供給溝５１、第２インク供給孔３７、供給側共通圧力室３３、圧力室８、排出側共通圧力室３２、第２インク排出孔３８、インク排出溝３４、および第１インク排出孔２３の順に流れる。この経路によって、インク循環経路が構成される。
【００２８】
各圧力室の両側のアクチュエータを駆動して、その圧力室の容積を可変する。圧力室の容積が拡張するとインクが圧力室内に供給される。圧力室が収縮するとノズルからインクが吐出される。吐出されなかったインクは、インク循環経路を通過して第１インク供給孔２４から再び供給される。
【００２９】
インク循環経路内においてはせん断支配が強いので、本実施形態の水性インクジェットインクの粘度はＶAとなる。インクジェット記録に適切な範囲の粘度を有するので、ヘッドから安定して吐出することが可能である。
【００３０】
本実施形態の水性インクジェットインクが紙媒体に吐出されると、その直後にはせん断力が弱くなるため、インクの粘度がＶBに増加する。粘度が増加した水性インクジェットインクは、紙媒体への浸透性が低下する。それによって、インク中の顔料は、紙媒体中に浸透せずに表面近傍に留まる。インク中の顔料は、ほぼ全てが発色に寄与するので、インク中に含有される顔料の量を通常の水性インク等より低減しても、十分な濃度の画像を形成することができる。
【００３１】
なお、本明細書において、紙媒体とは、一般的には、印刷されることを目的に使用される紙製の媒体をさす。紙媒体は、印刷特性を高めるための材料が塗布されたアート紙やコート紙などの塗工用紙と、紙自体の特性を生かした非塗工用紙とに大別される。紙媒体は、本、書籍、新聞、包装、およびプリンター用紙など、種々の用途に用いられる。また、段ボール、紙製の容器、およびボール紙などの厚紙も紙媒体に含まれる。例えば、オフィスや家庭で使用する複写機、プリンターに使用されるコピー用紙のような、いわゆる普通紙は、典型的な紙媒体である。
【００３２】
本実施形態の水性インクジェットインクは、せん断力が弱くなると粘度が増加する。こうした特性は、水溶性高分子化合物を配合することによって得られた。したがって、本実施形態にかかる水性インクジェットインクは、水および顔料に加えて、水溶性高分子化合物を含有する。
【００３３】
水としては、例えば純水や超純水を用いることができる。水性インクジェットインクにおける水の量は特に限定されないが、水が過剰に含有されるとカール等が生じて紙媒体が変形するおそれがある。水の量がインク全量の７０ｗｔ％未満であれば、紙媒体の変形合を避けることができる。水性インクジェットインク中における水の量は、６０ｗｔ％未満がより好ましく、５０ｗｔ％未満が最も好ましい。
【００３４】
水性インクジェットインクには、水に加えて粘度調整剤が含有されることが好ましい。粘度調整剤を配合することによって、インクの保存安定性に加えて、保湿性および脱泡性を高めることもできる。インクジェットプリントヘッドからのインクの吐出安定性も、よりいっそう高められる。
【００３５】
粘度調整剤としては、例えば、ポリエチレングリコール、グリセリン、およびグリコールエーテルなどが挙げられる。本実施形態の水性インクジェットインク中における粘度調整剤の量は、例えば、１〜５０ｗｔ％程度とすることができる。こうした範囲内で粘度調整剤がインク中に含有されていれば、何等不都合を伴なうことなく所望の効果を得ることができる。
【００３６】
顔料としては、例えば、アゾ顔料（アゾレーキ顔料、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、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、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料など）、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、およびアニリンブラックなどを使用できる。
【００３７】
ブラックインクとして使用されるカーボンブラックとしては、具体的には、Ｎｏ．２３００，Ｎｏ．９００，ＭＣＦ８８，Ｎｏ．３３，Ｎｏ．４０，Ｎｏ．４５，Ｎｏ．５２，ＭＡ７，ＭＡ８，ＭＡ１００，Ｎｏ２２００Ｂ等（三菱化学製）、Ｒａｖｅｎ５７５０，Ｒａｖｅｎ５２５０，Ｒａｖｅｎ５０００，Ｒａｖｅｎ３５００，Ｒａｖｅｎ１２５５，Ｒａｖｅｎ７００等（コロンビア社製）、Ｒｅｇａｌ  ４００Ｒ，Ｒｅｇａｌ  ３３０Ｒ，Ｒｅｇａｌ  ６６０Ｒ，Ｍｏｇｕｌ  Ｌ，Ｍｏｎａｒｃｈ  ７００，Ｍｏｎａｒｃｈ  ８００，Ｍｏｎａｒｃｈ  ８８０，Ｍｏｎａｒｃｈ９００，Ｍｏｎａｒｃｈ  １０００，Ｍｏｎａｒｃｈ  １１００，Ｍｏｎａｒｃｈ  １３００，Ｍｏｎａｒｃｈ  １４００等（キャボット社製）、Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  ＦＷ１，Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  ＦＷ２，Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  ＦＷ２Ｖ，Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  ＦＷ１８，Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  ＦＷ２００，  Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  Ｓ１５０，Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  Ｓ１６０，Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  Ｓ１７０，Ｐｒｉｎｔｅｘ  ３５，Ｐｒｉｎｔｅｘ  Ｕ，ＰｒｉｎｔｅｘＶ，Ｐｒｉｎｔｅｘ  １４０Ｕ，Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  ６，Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  ５，Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  ４Ａ，Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  ４等（デグッサ社製）などが挙げられる。
【００３８】
イエローインクに使用される顔料としては、具体的には、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ２，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ３，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １２，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １３，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １４Ｃ，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １６，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １７，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ７３，Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ７４，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ７５，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ８３，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ９３，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ９５，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ９７，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ９８，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ  １０９，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １１０，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １１４，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １２８，  Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １２９，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １３８，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５０，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５１，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５４，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５５，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １８０，およびＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １８５等が挙げられる。
【００３９】
マゼンタインクに使用される顔料としては、具体的には、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ５，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ７，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １２，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ４８（Ｃａ），Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ４８（Ｍｎ），Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ５７（Ｃａ），Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ５７：１，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １１２，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １２２，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １２３，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １６８，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １８４，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２０２，およびＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ１９等が挙げられる。
【００４０】
シアンインクに使用される顔料としては、具体的には、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  ２，Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  ３，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５：３，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５：４，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５：３４，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １６，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  ２２，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  ６０，Ｃ．Ｉ．Ｖａｔ  Ｂｌｕｅ  ４，およびＣ．Ｉ．Ｖａｔ  Ｂｌｕｅ  ６０が挙げられる。
【００４１】
顔料の平均粒径は１０〜３００ｎｍ程度の範囲内であることが好ましい。こうした範囲内であれば、インクジェット記録装置において使用する際、プリントヘッドの目詰まりを生じることがない。さらに顔料の平均粒径は、１０〜２００ｎｍ程度の範囲内であることが好ましい。
【００４２】
顔料の平均粒径は、動的光散乱法を用いた粒度分布計を用いて測定することができる。粒度分布計としては、例えば、ＨＰＰＳ（マルバーン社）が挙げられる。
【００４３】
顔料は、顔料分散体の状態で用いることができる。顔料分散体は、例えば、分散剤により水やアルコールなどに顔料を分散させて調製することができる。分散剤としては、例えば、界面活性剤、水溶性樹脂、および非水溶性樹脂などが挙げられる。あるいは、自己分散顔料として用いてもよい。
【００４４】
自己分散顔料とは、分散剤なしに水等に分散可能な顔料であり、顔料に表面処理を施して、カルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、およびスルホン基の少なくとも一種の官能基またはその塩を結合させた顔料である。表面処理としては、例えば、真空プラズマ処理、ジアゾカップリング処理、および酸化処理等が挙げられる。所定の表面処理を施すことによって、官能基または官能基を含んだ分子を顔料の表面にグラフトさせる。こうして、自己分散顔料が得られる。
【００４５】
他の顔料分散体中の顔料と比較して自己分散顔料は、水中での分散安定性に優れるとともに、紙媒体への吸着力が高い。このため、自己分散顔料が含有されたインクは、より高品質な画像を形成することができる。
【００４６】
本実施形態においては、水性インクジェットインク中における顔料の量は、５ｗｔ％未満に規定される。５ｗｔ％以上の場合には、コストを削減することができないのに加えて、ヘッド内部等での目詰まりが発生しやすくなる。顔料の量は、水性インクジェットインクの４ｗｔ％未満がより好ましく、３ｗｔ％未満が最も好ましい。水性インクジェットインクには、１．５ｗｔ％以上の顔料が含有されるのが一般的である。
【００４７】
本実施形態の水性インクジェットインクには、水溶性高分子化合物が含有される。水溶性高分子化合物としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系等が挙げられる。水溶性高分子化合物は、天然化合物、半合成化合物、および合成化合物のいずれであってもよい。具体的には、キサンタンガム、グアーガム、コンドロイチン硫酸ナトリウム、ヒアルロン酸、アラビアガム、アルギン酸ナトリウム、カラギーナン、ムコ多糖、コラーゲン、エラスチン、ケラチン、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシビニルポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール誘導体、ポリビニルピロリドン、およびポリアクリル酸ナトリウム等が挙げられる。
【００４８】
水溶性高分子化合物としては、少量の添加で効果が得られることから、多糖類が好ましく、重量平均分子量が数百万程度の天然多糖類がより好ましい。具体的には、キサンタンガム、グアーガム、およびカラギーナン等である。
【００４９】
水性インクジェットインクにおける水溶性高分子化合物の量は、０．０２ｗｔ％以上０．１ｗｔ％未満に規定される。０．０２ｗｔ％未満の場合には、所望の効果を得ることができない。一方、０．１ｗｔ％以上となると、インクジェットプリントヘッドから安定に吐出することが困難となる。
【００５０】
水性インクジェットインク中における水溶性高分子化合物の量は、０．０５ｗｔ％以下が好ましく、０．０２５ｗｔ％以下がより好ましい。
【００５１】
本実施形態にかかる水性インクジェットインクは、例えば、顔料分散体と水とを混合し、所定量の多糖類を加えて調製することができる。
【００５２】
インクの吐出性能や浸透性など、最適な特性条件に調整するために、界面活性剤を配合してもよい。
【００５３】
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、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル、ポリオキシアルキレン多環フェニルエーテル、グリセリン脂肪酸エステル、およびジメチロールヘプタンＥＯ付加物などが挙げられる。
【００５４】
さらに、アセチレングリコール系界面活性剤またはフッ素系界面活性剤を用いることもできる。アセチレングリコール系界面活性剤としては、例えば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−オクチンー３，６−ジオール、および３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール等が挙げられる。具体的には、サーフィノール１０４、８２、４６５、４８５あるいはＴＧ等（エアープロダクツ社製）である。
【００５５】
フッ素系界面活性剤としては、例えばパーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物、パーフルオロアルキルアミンオキシド、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、およびパーフルオロアルキルスルホン酸等が挙げられる。具体的にはメガファックＦ−４４３、Ｆ−４４４、Ｆ−４７０、Ｆ−４９４（大日本インキ化学工業社）、ノベックＦＣ−４３０、ＦＣ−４４３０（３Ｍ社）、サーフロンＳ−１４１、Ｓ−１４５、Ｓ−１１１Ｎ、Ｓ−１１３（セイミケミカル社）である。
【００５６】
これらの界面活性剤は、インク１００重量部に対して１重量部程度で含有されていれば、所望の効果を発揮することができる。しかも、何等不都合を伴なうこともない。
【００５７】
必要に応じて、ｐＨ調整剤、防腐剤・防かび剤等の添加剤を配合することができる。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、および水酸化ナトリウム等が挙げられる。
【００５８】
防腐剤・防かび剤としては、例えば、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、および１，２−ジベンズイソチアゾリン−３−オン（ＩＣＩ社のプロキセルＣＲＬ、プロキセルＢＤＮ、プロキセルＧＸＬ、プロキセルＸＬ−２、プロキセルＴＮ（いずれも登録商標））などを使用することができる。
【００５９】
こうした添加剤を配合することによって、印字画像品質や保存安定性がさらに高められる。
【００６０】
またさらに、インクとしての特性を向上させるための目的に応じた添加剤、例えば浸透剤等を配合することができる。添加剤の配合量は、水に溶解あるいは分散する範囲内で適宜選択すればよい。例えば難溶性の添加剤は、可溶化剤等と併用して用いることができる。いずれの添加剤も、上述した顔料の分散安定性を損なわない範囲で添加されることが望まれる。
【００６１】
以下に、水性インクジェットインクの具体例を示す。
【００６２】
下記表１に示す処方で各成分を混合して、水性インクジェットインクを調製した。下記表１中の数値は、各成分の質量部を示している。界面活性剤としてサーフィノール４６５（日信化学工業社製）を用いた。
【００６３】
顔料分散体は、自己分散型顔料の分散体（ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−３００、Ｃａｂｏｔ社製）である。この自己分散型顔料の分散体においては、表面に官能基を有する顔料が水中に分散されている。顔料分散体における顔料の含有量（固形分）は、１５ｗｔ％である。下記表１には、水と顔料とを含む顔料分散体の量として記載されている。
【表１】
2011225859.tif 000002
【００６４】
粘度調整剤（ＶＣ１およびＶＣ２）は、それぞれ以下の化合物である。
【００６５】
ＶＣ１：ＰＥＧ２００（三洋化成製）
ＶＣ２：グリセリンン
また、多糖類（ＰＧ１、ＰＧ２、およびＰＧ３）は、それぞれ以下の化合物である。
【００６６】
ＰＧ１：キサンタンガム
ＰＧ２：カラギーナン
ＰＧ３：グァーガム
最後に１μｍのメンブレンフィルターでろ過して、水性インクジェットインクを得た。下記表２には、水性インクジェットインクにおける多糖類のｗｔ％をまとめる。
【表２】
2011225859.tif 000003
【００６７】
各水性インクジェットインクにおける顔料の含有量は、下記表３に示すとおりとなる。
【表３】
2011225859.tif 000004
【００６８】
得られた水性インクジェットインクについて、コーンプレート型粘度計を用いて粘度を測定した。粘度計は、ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ  ＴＶ−２２（東機産業社製）である。０．８°×Ｒ２４のコーンロータを用いて、２５℃における各水性インクジェットインクの粘を所定の回転数で測定した。
【００６９】
５０ｒｐｍの回転数で測定してＶAを得、２．５ｒｐｍの回転数で測定してＶBを得た。
【００７０】
測定値（ＶA，ＶB）を用いてＶB／ＶAを算出した。その結果を、測定値とともに下記表４にまとめる。
【表４】
2011225859.tif 000005
【００７１】
得られた水性インクジェットインクについて、吐出安定性および画像濃度を調べた。評価方法は、それぞれ以下のとおりである。
【００７２】
（吐出安定性）
ＣＦ１ヘッド（型番）（東芝テック社製）を搭載したインクジェット記録装置を用いて、普通紙に連続印字を行なった。このＣＦ１ヘッドは、インク循環経路を有している。普通紙としては、東芝コピーペーパーを使用した。印字直後、画像の乱れおよびかすれの有無を目視により調べ、以下の基準で安定性を判断した。なお、ＡまたはＢであれば、実質上問題ないレベルである。
【００７３】
Ａ:かすれ等の発生なし
Ｂ:実質上問題ないレベルで、かすれが発生
Ｃ:吐出不良あり、実用にならないレベル
（画像濃度）
前述のインクジェット記録装置を用いて普通紙にベタ画像を形成し、その濃度を測定した。１画素を形成するために、１つのノズルから４ｐｌ（ピコリットル）のインクを連続的に３滴吐出させて、同一位置に着弾させる。６００ｄｐｉ（ドット／インチ）で、１ｃｍ2のベタ画像を形成した。普通紙としては、東芝コピーペーパーを準備した。得られた印刷物を1日間放置した後、分光濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を用いて画像濃度を測定した。画像濃度の判断基準は、以下のとおりである。
【００７４】
良：画像濃度１．２以上
不良：画像濃度１．２未満
得られた結果を、費用効果性とともに下記表５にまとめる。費用効果性は、インク中における顔料の含有量で評価した。含有量が５．０ｗｔ％未満であれば、費用効果性は良とし、５．０ｗｔ％以上の場合には不良とした。
【表５】
2011225859.tif 000006
【００７５】
また、各水性インクジェットインクを６５℃の恒温槽に保管し、１週間経過後の粘度変化率を調べた。いずれのインクも粘度変化率は±１０％未満であり、保存安定性は良好であることが確認された。
【００７６】
上記表５に示されるように、Ｎｏ．１０のインクは吐出安定性が劣っている。上記表４に示されるようにＶＡが１７．５ｍＰａ・ｓと大きく、インクジェット用として用いることができない。このＮｏ．１０のインクにおいては、多糖類の含有量が多すぎることが上記表２に示されている。
【００７７】
Ｎｏ．１１のインクは、画像濃度が劣っている。上記表４に示されるようにＶＢ／ＶＡが１．４１４と小さい。このＮｏ．１１のインクにおいては、多糖類の含有量が少なすぎることが上記表２に示されている。
【００７８】
Ｎｏ．１２〜１５のインクは、画像濃度と費用効果性とを両立することができない。上記表２に示されるように、Ｎｏ．１２〜１５のインクは、いずれも多糖類が含有されていない。Ｎｏ．１３，１４のインクは、顔料の含有量が５．０ｗｔ％を超えていることが上記表３に示されている。
【００７９】
Ｎｏ．１〜９の水性インクジェットインクは、いずれも、ＶＢ／ＶＡが１．５以上である。水溶性高分子化合物としての天然多糖類が所定の量で含有されているので、粘度の条件を満たすことができた。これに加えて、Ｎｏ．１〜９のインクにおいては、顔料の含有量は５ｗｔ％未満である。
【００８０】
こうした条件を全て備えているので、吐出安定性に優れるとともに費用効果性の高い水性インクジェットインクが得られた。しかも、かかるインクは、高品質の画像を紙媒体に形成することができる。
【００８１】
本発明の実施形態の水性インクジェットインクは、低コストで得られるとともに吐出安定性に優れ、十分な濃度の画像を紙媒体に形成することが可能である。
【００８２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８３】
１１…インクジェット記録装置；  １２…インクジェットプリントヘッド
１３…タンク；  １４…循環機構；  １５…大気開放弁；  １６…流路
１７…ポンプ；  １８…フィルタ部材；  ２６…基板；  ３７…第２インク供給孔
３８…第２インク排出孔；  ２７…アクチュエータ；  ８…圧力室；  ３１…ノズル
８０ａ…第１圧力室列；  ８０ｂ…第２圧力室列；  ２８…枠部材
２０…ノズルプレート；  ２４…第１インク供給孔；  ５１…インク供給溝
３３…供給側共通圧力室；  ３２…排出側共通圧力室；  ３４…インク排出溝
２３…第１インク排出孔。
【図１】
2011225859.tif 000007
【図２】
2011225859.tif 000008