(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、水と重量平均分子量４００以上の水溶性多価アルコールとを含む分散媒、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。前記顔料の量は、前記水性インクジェットインク総量の５質量％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２０ｒｐｍの回転数で測定された粘度（ｍＰａ・ｓ）が以下の関係を満たす。        ＶA／ＶB≧１．５        ＶA≧１０ｍＰａ・ｓ        ３ｍＰａ・ｓ≦ＶB≦１５ｍＰａ・ｓ  ここで、ＶAは、３０℃における粘度であり、ＶBは、４５℃における粘度である。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と重量平均分子量４００以上の水溶性多価アルコールとを含む分散媒、および
前記水性インクジェットインク総量の５質量％未満の顔料を含有し、
コーンプレート型粘度計を用いて２０ｒｐｍの回転数で測定された粘度（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。
ＶA／ＶB≧１．５
ＶA≧１０ｍＰａ・ｓ
３ｍＰａ・ｓ≦ＶB≦１５ｍＰａ・ｓ
ここで、
ＶAは、３０℃における粘度であり、
ＶBは、４５℃における粘度である。
【請求項２】
前記ＶAは１５ｍＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１に記載の水性インクジェットインク。
【請求項３】
前記ＶA／ＶBは２．０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、自己分散型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総量の３質量％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総量の１．５質量％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】
前記水溶性多価アルコールは、ポリエチレングリコール，ポリプロピレングリコール，ポリグリセリン，およびポリエーテルポリオールからなる群から選択され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】
前記水溶性多価アルコールの量は、前記水性インクジェットインク総量の１０〜６０質量％であることを特徴とする請求項１乃至７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９】
界面活性剤をさらに含有す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】
前記界面活性剤の量は、前記水性インクジェットインク総量の０．１〜２質量％であることを特徴とする請求項９に記載の水性インクジェットインク。
【請求項１１】
前記水性インクジェットインクは、保温機能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１０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１２】
保温機構を有するインクジェットヘッドから、少なくとも１種のインク組成物を紙媒体に吐出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１１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。
【請求項１３】
前記インクジェットインクは、４５℃以上の温度で前記インクジェットヘッドから吐出されることを特徴とする請求項１２に記載のインクジェット記録方法。
【請求項１４】
前記インクジェットインクが吐出される前記紙媒体の温度は２５〜３５℃であることを特徴とする請求項１２または１３に記載のインクジェット記録方法。
【請求項１５】
前記保温機構は、前記インクジェットヘッドの外壁に設けられ温水を循環する温水パイプであることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
【請求項１６】
前記インクジェットヘッドは圧電素子を含むことを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
【請求項１７】
前記圧電素子が振動して、前記インクジェットヘッドが自己発熱することを特徴とする請求項１６に記載のインクジェット記録方法。
【請求項１８】
前記インクジェットインクは、前記インクジェットヘッドの発熱を熱源として保温されることを特徴とする請求項１７に記載のインクジェット記録方法。
【請求項１９】
前記インクジェットインクの温度は、冷却機構により所定範囲内に保たれることを特徴とする請求項１２乃至１８のいずれか１項に記載の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】
水を含む分散媒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】
保湿剤としての多価アルコールは、紙媒体の主成分であるセルロースとの相性がよい。また、粘度調整剤としての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】
しかしながら、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。
【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
【特許文献３】特許第３７６０６２１号公報
【特許文献４】特開２００６−１５９４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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】
【０００７】
一実施形態によれば、水性インクジェットインクは、水と重量平均分子量４００以上の水溶性多価アルコールとを含む分散媒、および顔料を含有する。前記顔料の量は、前記水性インクジェットインク総量の５質量％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２０ｒｐｍの回転数で測定された粘度（ｍＰａ・ｓ）が以下の関係を満たす。
【０００８】
ＶA／ＶB≧１．５
ＶA≧１０ｍＰａ・ｓ
３ｍＰａ・ｓ≦ＶB≦１５ｍＰａ・ｓ
ここで、
ＶAは、３０℃における粘度であり、
ＶBは、４５℃における粘度である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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】インクジェットヘッドの一例の断面図である。
【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】
水性インクジェットインクの粘度は、インクジェットヘッドから安定に吐出するために適切な範囲内でなければならない。水性インクジェットインクにおいては、紙媒体に接触する際の粘度が、インクジェットヘッドから吐出されるまでの粘度より大きいことが求められる。
【００１３】
本発明者らは、常温（３０℃程度）で高粘度の水性インクジェットインクに着目した。４５℃以上に加熱することによって、この高粘度のインクジェットインクの粘度は所望の値に低下する。こうして本発明者らは、高粘度の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２０ｒｐｍの回転数で測定された値である。
【００１４】
ＶA／ＶB≧１．５        式１
ＶAは、３０℃における粘度である。ＶAは、インクジェットヘッドから吐出されて紙媒体に接触する際の粘度にほぼ一致する。紙媒体の内部へのインクの浸透を抑制するために、ＶAは１０ｍＰａ・ｓ以上に規定される。ＶAが１５ｍＰａ・ｓ以上の場合には、紙媒体の内部へのインクの浸透はより確実に抑制される。
【００１５】
ＶBは、４５℃における粘度である。ＶBは、インクジェットヘッドの内部における粘度にほぼ一致する。インクジェットヘッドから吐出されるまでは、インクの粘度はＶBであるということができる。インクジェットヘッドから安定に吐出するために、ＶBは３〜１５ｍＰａ・ｓに規定される。
【００１６】
上記式１を満たす水性インクジェットインクは、インクジェットヘッドから吐出されると粘度が上昇して、インクジェットヘッド内部での粘度の１．５倍以上に増加する。ＶA／ＶBが１．５未満の場合には、粘度の増加が不十分であり、紙媒体内部へのインク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、ＶA／ＶBは２．０以上が好ましい。後述するようにＶAの値は、水溶性多価アルコールの種類および含有量などに依存し、その上限は４０ｍＰａ・ｓ程度となる。ＶA／ＶBの上限は２．６７程度と算出される。
【００１７】
本実施形態にかかる水性インクジェットインクは、常温で高い粘度を有する。高粘度の水性インクジェットインクを安定に吐出して紙媒体に画像を形成するには、インク循環経路およびヘッド保温機能を有するインクジェットヘッドが用いられる。
【００１８】
図１に、こうしたインクジェットヘッドを備え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ヘッド１２と、インクジェットヘッド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３１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、圧電素子２７が設けられている。圧電素子２７は、紙面に直交する方向で並び、隣接する圧電素子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】
各圧力室の両側の圧電素子を駆動して、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】
インクジェットヘッド１２の外壁には、温水パイプ６０，６１が設けられる。温水パイプ６０，６１は、ヘッドを保温するための温水を循環させる保温機構であり、熱伝導性の高い接着剤によってヘッドの外壁に固定されている。温水パイプ６０では、温水が紙面手前側から奥側へ供給される。温水パイプ６１では、温水パイプ６０とは逆に、紙面奥側から手前に温水が供給される。ヘッド温度はサーミスタ（図示せず）で設定され、温水の温度はヘッド温度に合わせて加熱される。
【００３０】
さらに、インクジェットヘッド１２の外壁には、ペルチエ素子４０が設けられる。ペルチエ素子４０は、吸熱性を利用してインクジェットヘッド１２を冷却する冷却機構である。冷却水を循環させるパイプをヘッドの周囲に設けて、冷却機構としてもよい。
【００３１】
前述の保温機構とともに冷却機構を用いることによって、インクジェットヘッド１２の温度を適切な範囲内に保つことができる。
【００３２】
このように、インクジェットヘッド１２においては、吐出に最適な粘度が得られるようにインクが保温される。インクジェットヘッド１２内のインクの温度は、４５℃以上となる。また、圧電素子２７の振動等によりヘッドが自己発熱して、ヘッドの温度が上昇する傾向となる。インクジェットヘッドにおける自己発熱とインク循環と保温機構とによって、ヘッド内部のインクの粘度を吐出に最適な範囲内とすることができる。インクジェット記録に適切な範囲の粘度を有するので、本実施形態の水性インクジェットインクは、ヘッドから安定して吐出することが可能である。インクジェットヘッドから吐出されるまでのインクの粘度が、ＶBに相当する。
【００３３】
上述のようにインクジェットヘッド１２においてインクが保温されている場合、インクジェットヘッド１２の外側の雰囲気の温度は３０℃程度である。インクジェットヘッド１２のノズル３１から吐出されるのは、通常、数μリットル程度の微小なインク滴である。インク滴は、ノズルから吐出されると４５℃以上の温度から３０℃程度まで急激に冷却されて、インクの粘度が増加する。増加した粘度は、ＶAに相当する。
【００３４】
インク滴が着弾する紙媒体の温度は、２５〜３５℃程度である。温度の低い紙媒体に接触すると、水性インクジェットインクの粘度はさらに増加して、紙媒体への浸透性がよりいっそう低下する。その結果、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。インク中の顔料の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量より低減しても、十分な濃度の画像を紙媒体に形成することができる。
【００３５】
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。
【００３６】
本実施形態の水性インクジェットインクは、４５℃以上に保温されない限り粘度が高い。こうした特性は、重量平均分子量４００以上の水溶性多価アルコールを配合することによって得られた。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、重量平均分子量４００以上の水溶性多価アルコールを含有する。
【００３７】
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。水の量がインク総量の７０質量％未満であれば、紙媒体の変形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、インク総量の６０質量％未満がより好ましく、インク総量の５０質量％未満が最も好ましい。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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、インクジェッ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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、自己分散型顔料を用いてもよい。
【００４６】
自己分散型顔料とは、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、自己分散型顔料が得られる。
【００４７】
他の顔料分散体中の顔料と比較して自己分散型顔料は、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、自己分散型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。
【００４８】
本実施形態においては、顔料の量は、水性インクジェットインク総量の５質量％未満に規定される。５質量％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総量の４質量％未満がより好ましく、３質量％未満が最も好ましい。水性インクジェットインクには、総量の１．５質量％以上の顔料が含有されるのが一般的である。
【００４９】
本実施形態の水性インクジェットインクには、重量平均分子量４００以上の水溶性多価アルコールが含有される。こうした水溶性多価アルコールは、水性インクジェットインクの常温での粘度を高める増粘剤として作用する。重量平均分子量が４００未満の場合には、３０℃における粘度を１０ｍＰａ・ｓ以上に高めることができない。水溶性多価アルコールの重量平均分子量の上限は特に規定されないが、通常１００００程度である。
【００５０】
用いられる水溶性多価アルコールとしては、例えば、ポリエチレングリコール，ポリプロピレングリコール，ポリグリセリン，およびポリエーテルポリオール等が挙げられる。水溶性多価アルコールは、単独でも２種以上を組み合わせて用いてもよい。重量平均分子量の異なる複数の水溶性多価アルコールを用いることもできる。
【００５１】
水性インクジェットインクにおける水溶性多価アルコールの量は、水性インクジェットインク総量の１０〜６０質量％の範囲内が好ましい。こうした範囲の量で水溶性多価アルコールが含有されていれば、常温における粘度が所定の範囲内のインクが得られる。なお、重量平均分子量の異なる複数の水溶性多価アルコールを用いる場合には、３０℃における粘度が２０ｍＰａ・ｓ以上となるように、それぞれ適切な量で配合すればよい。
【００５２】
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、顔料分散体と水と水溶性多価アルコールとを混合して調製することができる。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
界面活性剤は、インク総量の０．１〜２質量％程度の量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。
【００５８】
上述の界面活性剤のうち、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、および非イオン性界面活性剤などは、顔料分散体を調製するための分散剤として用いることができる。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
以下に、水性インクジェットインクの具体例を示す。
【００６４】
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。
【００６５】
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、１５質量％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】
2011236419.tif 000002
【００６６】
水溶性多価アルコール（ＰＥＧ１０００およびＰＥＧ４００）は、いずれもポリエチレングリコール（三洋化成製）である。これらの重量平均分子量は、それぞれ１０００および４００である。
【００６７】
各水性インクジェットインクにおける顔料の含有量を、下記表２にまとめる。
【表２】
2011236419.tif 000003
【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、２０ｒｐｍの回転数で各水性インクジェットインクの所定の温度における粘度を測定した。
【００６９】
３０℃で測定してＶAを得、４５℃で測定してＶBを得た。
【００７０】
測定値（ＶA，ＶB）を用いてＶA／ＶBを算出した。その結果を、測定値とともに下記表３にまとめる。
【表３】
2011236419.tif 000004
【００７１】
得られた水性インクジェットインクについて、保存安定性、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】
（保存安定性）
１００ｃｃのインクサンプルをガラス製サンプル瓶に収容し、密栓して６５℃の恒温槽に保存した。１週間後、インクサンプルの３０℃における粘度を前述と同様にして測定し、ＶA7を得た。
【００７３】
粘度の変化は、１００（（ＶA7−ＶA）／ＶA）で表わされる増加率で評価した。ここで、ＶA7は１週間後における３０℃での粘度であり、ＶAは初期における３０℃での粘度である。粘度増加率が１０％未満の場合には良とし、１０％以上の場合には不良とした。
【００７４】
（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、紙媒体としての普通紙に連続印字を行なった。このＣＦ１ヘッドは、インク循環経路および循環水によるヘッド保温機能を有している。インクを循環しながら、ヘッド温度およびインクタンク温度が４５℃に到達したことを確認した後、ヘッド温度を４５℃に保温しながら普通紙へ連続印字を行なった。普通紙としては、東芝コピーペーパーを使用した。
【００７５】
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。
【００７６】
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前述の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。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。
【００７７】
良：画像濃度１．３以上
不良：画像濃度１．３未満
得られた結果を、費用効果性とともに下記表４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５．０質量％未満であれば、費用効果性は良とし、５．０質量％以上の場合には不良とした。
【表４】
2011236419.tif 000005
【００７８】
上記表４に示されるように、Ｎｏ．３，１１のインクは保存安定性および吐出安定性が劣っている。上記表３に示されるように、Ｎｏ．３，１１のインクは、ＶBがそれぞれ１８ｍＰａ・ｓおよび１６．１ｍＰａ・ｓであり、１５ｍＰａ・ｓを超えている。ＶBが大きすぎるために、これらのインクはインクジェットヘッドから安定に吐出することができない。
【００７９】
Ｎｏ．５，６，１２，１３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３に示されるように、Ｎｏ．５、１２，１３のインクは、ＶAが１０ｍＰａ・ｓ未満と小さい。このため、これらのインクは紙媒体の内部への浸透が抑制されず、画像濃度を高めることができない。Ｎｏ．６のインクは、顔料の含有量が５．０質量％を超えていることが上記表２に示されている。
【００８０】
Ｎｏ．１，２，４，７〜１０の水性インクジェットインクは、いずれも、ＶAが１０ｍＰａ・ｓ以上であり、ＶBは３〜１５ｍＰａ・ｓであり、ＶA／ＶBが１．５以上である。重量平均分子量４００以上の水溶性多価アルコールが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．１，２，４，７〜１０のインクにおいては、顔料の含有量は５質量％未満である。
【００８１】
こうした条件を全て備えているので、保存安定性および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。
【００８２】
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。
【００８３】
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】
【００８４】
１１…インクジェット記録装置；  １２…インクジェットヘッド；  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…圧電素子；  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。；  ４０…ペルチエ素子；  ６０，６１…温水パイプ。
【図１】
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【図２】
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