(57)【要約】【課題】水不溶性色材である顔料を樹脂分散剤で水性媒体に分散させてなるインクにおいて、高度な精製を施さない顔料を使用しているにもかかわらず、記録速度のより一層の高速化、吐出液滴のサイズのより一層の減少に対応することのできる優れたインクジェット用水系顔料インクの提供。【解決手段】少なくとも顔料、水溶性化合物、水を含み、カルシウムとマグネシウムの合計含有量が５０ｐｐｍ以上１３０ｐｐｍ以下であるインクジェット用水系顔料インクであって、上記顔料の平均粒径が９５ｎｍ以下であり、且つカルボン酸を可溶化基として含むブロックポリマーが１質量％以上６質量％以下の範囲で含有されていることを特徴とするインクジェット用水系顔料インク。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも顔料、水溶性化合物、水を含み、カルシウムとマグネシウムの合計含有量が５０ｐｐｍ以上１３０ｐｐｍ以下であるインクジェット用水系顔料インクであって、上記顔料の平均粒径が９５ｎｍ以下であり、且つカルボン酸を可溶化基として含むブロックポリマーが１質量％以上６質量％以下の範囲で含有されていることを特徴とするインクジェット用水系顔料インク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録方法、とりわけサーマル方式のインクジェット記録方法に適し、記録ヘッドに吐出安定性及び高いヘッド耐久性を与えることのできるインクジェット用水系顔料インク（以下「インク」と略す）に関し、更には、該インクを用いたインクカートリッジ、及び記録ユニットとこれらを用いたインクジェット記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、銀塩写真と同程度の、極めて高品位なインクジェット記録画像に対する要求に対応するために、単一のノズルから吐出させるインクの液滴のサイズが小さくなってきており、現在では、インクの液滴量が約１０ｐｌ（ピコリットル）以下のインクジェットプリンタが市販されている。又、記録速度に関しても、より一層の高速化を求められてきており、それに伴ってより高い駆動周波数への対応が急務である。ところで、最近では、インクジェット記録画像に対しては、その高精細さばかりでなく、より優れた堅牢性（耐光性等）が求められてきており、そのために、色材として水不溶性の色材、例えば顔料の採用が進みつつある。しかしながら、水不溶性色材を含むインクを、高精細で、高速な画像形成に対応させるための検討は、未だ十分になされていないのが実状である。
【０００３】
このような状況の下で、本発明者らは、水不溶性色材として顔料を、樹脂分散剤を用いて水性媒体に分散させたインクを、熱エネルギーをインクに印加して吐出させる方式のサーマルインクジェット記録に適用したときの、高精細なインクジェット画像の高速記録の可能性について検討を重ねてきている。その過程で、同一の分散剤組成、インク組成にもかかわらず、顔料のロットによって周波数応答性が著しく劣るという問題に直面した。そこで、問題の発生した顔料インク中の不純物を分析したところ、上記の問題の発生したインクではカルシウムとマグネシウムの含有量が多く、又、それらの成分は顔料中の不純物としてインクに持ち込まれていることを知見した。又、通常、不純物であれば精製すればよいと考えられるが、カルシウムやマグネシウムを、上記した問題が発生しないレベルにまで安定した精製を行なうためには、精製するにあたり、各顔料ごとに詳細な条件出しが必要となり、容易なことではない。この点から、カルシウムとマグネシウムを除去するために顔料の精製工程を加えることは、顔料インクを広く普及させる上での妨げとなるのが実状である。
【０００４】
顔料中の不純物がインクジェット用顔料インクに与える影響については既に検討されており、例えば、顔料中に不純物として含まれるリン、カルシウム、鉄、珪素の各金属イオンの総量を２００ｐｐｍ以下にするという提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この発明は、アセチレングリコールと併用した場合の保存安定性に着目した発明であり、本発明が技術課題とするカルシウムとマグネシウムが引き起こすサーマルインクジェットにおける周波数応答性の問題についてはまったく論じられておらず、又、対策として述べられているのは顔料の精製であり、この場合は上記のようなデメリットが生じる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１２１４４８公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
これに対して、本発明は、あくまでも顔料の高純度精製を行うことなく、上述の課題の解決は勿論のこと、インクジェット記録用のインクとしての基本特性、具体的には、ノズルの耐目詰まり性等を高いレベルで維持しつつ、高精細な画像のより高速な記録に対応し得るインクジェット記録用プリンタ、特には、サーマルインクジェット記録用のインクとして有効なインクを提供することである。
【０００７】
従って、本発明の目的は、水不溶性色材である顔料を樹脂分散剤で水性媒体に分散させてなるインクにおいて、高度な精製を施さない顔料を使用しているにもかかわらず、記録速度のより一層の高速化、吐出液滴のサイズのより一層の減少に対応することのできる優れたインクを提供することにある。
【０００８】
又、本発明の他の目的は、高品位な画像を、高速で、且つ長期にわたって安定に形成することのできるインクジェット記録方法、この方法に適用することのできるインクカートリッジ及び記録ユニットの実現を可能とするインクを提供することにある。更に、本発明の目的は、特に記録方法として熱エネルギーを利用した記録ヘッドを用いた場合でも、高速で、且つ長期にわたって安定に形成することのできるインクジェット記録方法、この方法に適用することのできるインクカートリッジ及び記録ユニットの実現を可能とするインクを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明は、［１］少なくとも顔料、水溶性化合物、水を含み、カルシウムとマグネシウムの合計含有量が５０ｐｐｍ以上１３０ｐｐｍ以下であるインクジェット用水系顔料インクであって、上記顔料の平均粒径が９５ｎｍ以下であり、且つカルボン酸を可溶化基として含むブロックポリマーが１質量％以上６質量％以下の範囲で含有されていることを特徴とするインクジェット用水系顔料インクである。
【００１０】
上記のインクジェット用水系顔料インクの好ましい形態は、下記の［２］及び［３］が挙げられる。［２］水溶性化合物が、グリセリンを少なくとも含有する上記［１］に記載のインクジェット用水系顔料インク。［３］グリセリンの含有量が、インク全質量の３〜１５質量％である上記［２］に記載のインクジェット用水系顔料インク。
【００１１】
本発明の別の実施形態は、［４］インクを収容したインク収容部を備えたインクカートリッジにおいて、インクが、上記［１］〜［３］のいずれかに記載のインクであることを特徴とするインクカートリッジである。
【００１２】
本発明の別の実施形態は、［５］インクを収容したインク収容部、及び該インクを吐出させるためのヘッド部を同時に備えた記録ユニットにおいて、インクが、上記［１］〜［３］のいずれかに記載のインクであることを特徴とする記録ユニットである。かかる記録ユニットの好ましい形態としては、［６］ヘッド部が、インクに熱エネルギーを印加することによってオリフィスから該インクを吐出させる方式の記録ヘッドを備えている上記［５］に記載の記録ユニットが挙げられる。
【００１３】
本発明の別の実施形態は、［７］上記［１］〜［３］のいずれかに記載のインクを用いたことを特徴とするインクジェット記録方法である。
【００１４】
上記のインクジェット記録方法の好ましい形態は、下記の［８］及び［９］が挙げられる。［８］インクに熱エネルギーを印加してインクジェットヘッドからインクを吐出させる上記［７］に記載のインクジェット記録方法。［９］インクジェットヘッドからのインクの吐出量が０．１〜２０ｐｌである上記［８］に記載のインクジェット記録方法。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
本発明は、インク中のカルシウム及びマグネシウムに起因する技術課題を、インク中のカルシウム及びマグネシウムの含有量を顔料の精製等により減少させる、という手段を経ることなしに解決、或いは高いレベルで改善できることを見出し解決できる、との知見に基づきなされたものである。
【００１６】
即ち、本発明にかかるインクは、少なくとも顔料、水溶性化合物、水を含み、カルシウムとマグネシウムの合計含有量が５０ｐｐｍ以上１３０ｐｐｍ以下であって、上記顔料の平均粒径が９５ｎｍ以下であり、且つカルボン酸を可溶化基として含むブロックポリマーが１質量％以上６質量％以下の範囲で含有されていることを特徴とするが、以下、これらについて説明する。
【００１７】
先ず、上記構成成分のうちの顔料について説明する。本発明にかかるインクにおいては、インクジェット用インクに用いられているインクであって、その平均粒径が９５ｎｍ以下である顔料であればいずれのものも使用することができるが、特に下記に挙げるようなものが好適である。
【００１８】
黒色インクに使用される顔料としては、カーボンブラックが好適である。具体的には、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック顔料であり、一次粒径が１５〜４０ｎｍ、ＢＥＴ法による比表面積が５０〜３００ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量が４０〜１５０ｍｌ／１００ｇ、揮発分が０．５〜１０％の特性を持つものを好ましく用いることができる。
【００１９】
カラーインクに使用する顔料としては、下記に挙げるような有機顔料が好適である。本発明は下記のものに限定されないが、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、１７、５５、７４、９３、９７、９８、１１０、１２８、１３９、１４７、１５０、１５１、１５４、１５５、１８０、１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、２０２、２０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、１５：４等が好ましい。本発明者らの検討によれば、これらの中でもＣ．Ｉ．ピグメントブルーの１５：３や１５：４を用いた場合に、特に本発明にかかる構成とすることによる効果が有効に発揮される。この理由は推測であるが、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルーの１５：３や１５：４は、その表面状態によってカルシウム、マグネシウムが残存し易いためと考えている。
【００２０】
上記に列挙したような顔料のインク中への添加量は、以下の範囲に限定されるものではないが、０．１〜１０質量％の範囲が好ましく、より好ましくは０．２〜８質量％、更に好ましくは、０．３〜６質量％である。
【００２１】
次に、本発明にかかるインク中に含まれるカルシウムとマグネシウムについて説明する。本発明のインクに含まれるカルシウムとマグネシウムは、インクの製造の際に添加するものではなく、主としてインクの原料の一つとして使用する顔料に由来して含有されたものであると考えられる。このことは、インク中の顔料の含有量を変化させると、それに比例して、インク中に含有されるカルシウムとマグネシウムの量が変化することからうかがえる。顔料中のカルシウムとマグネシウムは、例えば、顔料合成時に使用する水が硬水である場合に顔料中にとりこまれたり、顔料の分散を助けるための顔料表面処理助剤の構成物として顔料中に残留したものと思われる。インク中にカルシウムとマグネシウムが含有されてくる理由としては、その他に、インクと接する部材等の溶出によってインク中に混入する場合もあると考えられる。
【００２２】
本発明にかかるインクの構成の前提として、インク中におけるカルシウムとマグネシウムの含有量の合計を、５０ｐｐｍ以上１３０ｐｐｍ以下とした理由は、合計量が５０ｐｐｍ未満と少なければ、従来技術によっても特定のインク処方構成の場合に、前記した本発明が解決すべき課題を達成できる場合があることによる。一方、１３０ｐｐｍを超えた場合には、最終的にインクジェット用のインクに必要な物性に調整する際に、インクの物性（特に粘度）等の制約から、本発明が解決すべき課題に対して、現時点において、これを克服し得ない場合があることによる。
【００２３】
次に、本発明にかかるインクの重要な構成成分である、カルボン酸を可溶化基として含むブロックポリマーについて説明する。本発明で用いることのできるブロックポリマーとは、ＡＢ型、ＢＡＢ型、及びＡＢＣ型等で示される構造からなるブロック共重合体のことである。ここで、ＡＢＣは、ある限定された長さの特定の単量体の連鎖を表す。特に、疎水性のブロックと親水性のブロックとを有し、又、分散安定性に貢献する均衡のとれたブロックサイズを有するブロック共重合体は、本発明を実施する上で有利である。即ち、このような構造を有するものであれば、所望する各種の官能基を疎水性ブロック（着色剤が結合するブロック）に組み込むことができ、それによって分散安定性を改善できるために、分散剤と着色剤との間の特異的相互作用がよりいっそう強化される。
【００２４】
更に、上記したようなブロックポリマーが含有された本発明にかかるインクは、熱エネルギーを利用したインクジェット記録方式、特に小液滴である、例えば、０．１〜２０ｐｌ、より好ましくは、０．１〜１５ｐｌ、更に好ましくは、０．１〜１０ｐｌに対応するインクジェット記録ヘッドを用いるものに使用した場合に、そのレオロジー適性から、より好ましいものである。
【００２５】
本発明にかかるインク中におけるブロックポリマーの量は、含有させるブロックポリマーの構造、その分子量、及び他の特性、更には、インク組成物を構成する他の成分に依存するが、本発明にかかるインクでは、ブロックポリマーを、インク中に１質量％以上６質量％以下の範囲で含有させる。又、本発明にかかるインクに使用する好適なブロックポリマーとしては、その重量平均分子量が、例えば、３０，０００未満、好ましくは２０，０００未満、より好ましくは２，０００〜１０，０００の範囲内のものである。
【００２６】
又、本発明で使用し得る、上記したようなブロックポリマーの製造方法は、例えば、特開平０５−１７９１８３号公報、特開平０６−１３６３１１号公報、特開平０７−０５３８４１号公報、特開平１０−８７７６８号公報、特開平１１−０４３６３９号公報、特開平１１−２３６５０２号公報、特開平１１−２６９４１８号公報等において詳細に開示されている。
【００２７】
ブロック共重合体の製造に用いることができる代表的な疎水性モノマーとしては、下記に挙げる種々のモノマーがあるが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）、エチルメタクリレート（ＥＭＡ）、プロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート（ＢＭＡ又はＮＢＭＡ）、ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート（ＥＨＭＡ）、オクチルメタクリレート、ラウリルメタクリレート（ＬＭＡ）、ステアリルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、ヒドロキシプロピルメタクリレート、２−エトキシエチルメタクリレート、メタクリロニトリル、２−トリメチルシロキシエチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）、ｐ−トリルメタクリレート、ソルビルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、フェニルアクリレート、２−フェニルエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、アクリロニトリル、２−トリメチルシロキシエチルアクリレート、グリシジルアクリレート、ｐ−トリルアクリレート及びソルビルアクリレート等である。
【００２８】
上記した中でも好ましい疎水性モノマーは、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、２−フェニルエチルメタクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート等であり、これらから製造されたホモポリマー及びコポリマー、例えば、メチルメタクリレートとブチルメタクリレートとのコポリマーを用いてブロック共重合体を製造し、これを用いることが好ましい。
【００２９】
又、本発明で使用するカルボン酸を可溶化基として含むブロック共重合体を製造する場合に用いることができる代表的な親水性モノマーとしては、メタクリル酸、アクリル酸等が挙げられるが、本発明は、これらに限定されるものではない。本発明においては、これらを含んでなるホモポリマー又はコポリマーを用いて、カルボン酸を可溶化基として含むブロック共重合体を製造し、得られるブロックポリマーを使用することが好ましい。
【００３０】
カルボン酸を可溶化基として含むブロックポリマーは、上記に挙げたようなモノマーから直接製造することによって、又は、重合後除去されるブロッキング基を有するブロックされたモノマーから製造することによって得られる。ブロッキング基の除去後に、アクリル酸又はメタクリル酸を生ずるブロックされたモノマーの例としては、トリメチルシリルメタクリレート（ＴＭＳ−ＭＡＡ）、トリメチルシリルアクリレート、１−ブトキシエチルメタクリレート、１−エトキシエチルメタクリレート、１−ブトキシエチルアクリレート、１−エトキシエチルアクリレート、２−テトラヒドロピラニルアクリレート及び２−テトラヒドロピラニルメタクリレート等が挙げられる。
【００３１】
本発明者らの検討によれば、一般的な分散樹脂であるカルボン酸を可溶化基とするランダムポリマーの場合には、顔料の製造に起因してカルシウムとマグネシウムが多く残存している顔料をインクに使用すると、特に、熱エネルギーを用いた吐出原理（以降バブルインクジェットと呼ぶ）のヘッドを用いる場合に、駆動周波数を高くしていくと、吐出速度が急激に遅くなり、吐出不能になる。これは、分散樹脂の構造中のカルボン酸が、カルシウム又はマグネシウムと塩を形成することにより、溶解能が落ちるため、ヒーターの加熱で分散破壊した顔料を再分散する能力が落ちるためと推測している。更に詳しくは、ヘッドのヒータによってインクが加熱されたときに、顔料と、該顔料に物理吸着している樹脂分散剤とが分離し、一時的に分散安定性が破壊されてしまっていると推察している。駆動周波数が低い場合には、一時的な分散破壊が生じたとしても、顔料への樹脂分散剤の再吸着等によって分散安定性が回復するのに対し、駆動周波数が高くなると、分散安定性の回復が不十分となり、その結果としてインクの吐出安定性が低下するものと考えられる。又、分散破壊に至らぬ場合でも、顔料と樹脂の結合物がヒーター面で析出し、再溶解するまでに必要な時間が長いと、同様の問題が生ずるものと考えられる。
【００３２】
これに対して、本発明にかかるインクを構成するカルボン酸を可溶化基として含むブロックポリマーを用いると、例え、インク中におけるカルシウムとマグネシウムの合計量が５０ｐｐｍ以上でも周波数応答性が悪化することがない。これは、上記特定のブロックポリマーをインクの構成成分として用いることによって、インク中に含有されているカルシウム又はマグネシウムを該ブロックポリマーが有効に捕捉するためと推測している。即ち、ブロックポリマーは、ランダムポリマーと異なり、カルボン酸を有するモノマーを用いた場合には、その構造中にカルボン酸が規則的に隣り合って長く並んだ部分を有することから、インク中に含有されているカルシウムやマグネシウムを、イオン結合の形ではなく、配位結合の一種の形で捕捉し、錯体状の化合物を形成することができることから、溶解度が低下せずに良好な性能を保つことができるものと推測される。
【００３３】
本発明にかかるインクを構成する上記したようなカルボン酸を可溶化基として含むブロックポリマーは、顔料の分散剤として、インク中に１〜６質量％の範囲で含有させる。即ち、この範囲とすることで、ブロックポリマーに起因するインクの粘度上昇を抑えつつ、インクジェット記録速度の高速化の阻害要因としてのインク中のカルシウムとマグネシウムとを有効に捕捉することができるものである。同様の理由から、好ましくは１〜５質量％、より好ましくは１〜４質量％、の範囲でインク中に含有させるとよい。
【００３４】
次に、本発明にかかるインクの構成の、もう一つの重要な点である使用する顔料の粒径について説明する。顔料の粒径測定方法としては、レーザー散乱法、沈降法等、種々の方式があるが、本発明においては、レーザー散乱法にて測定し、キュムラント解析法により算出された平均粒径を本発明の平均粒径とする。このような方式によって測定される顔料の平均粒径が９５ｎｍ以下の場合に本発明の目的が達成される。これよりも平均粒径が大きいと、周波数応答性に問題を生じる場合がある。これは、顔料粒径が大きいと、ブロックポリマーが吸着するための顔料の表面積が小さくなるため、ヒーター加熱時の熱安定性が劣るためと考えられる。又、特に顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、１５：４等のフタロシアニン系の顔料を用いた場合には、平均粒径が９０ｎｍ以下となると本発明の効果がより顕著であり、８５ｎｍ以下に制御すると更に好ましい効果が得られる。この理由は定かではないが、フタロシアニン顔料の表面とブロックポリマーの吸着状態に何らかの関係があるためと考える。
【００３５】
本発明にかかるインクは、上記した特定の粒径を有する顔料及びカルボン酸を可溶化基として含むブロックポリマーを有することを特徴とするが、更に、水溶性化合物、水を含む。次に、本発明にかかるインクを構成するこれらについて説明する。本発明にかかるインクは水を液媒体として含むが、水としては、イオン交換水を使用することが好ましい。インク中における水の含有量は、インク全量に対して、５０質量％以上であることが好ましく、又、９５質量％以下であることが好ましい。
【００３６】
又、本発明にかかるインクには、目詰まり防止等、さまざまな点から、水溶性化合物を含有させる。特に、本発明にかかるインクを特徴づけるカルボン酸を可溶化基として含むブロックポリマーの固着を防ぐために、水溶性化合物の中でも特にグリセリンを含有させることが好ましい。グリセリンの含有量は、添加量が多過ぎると、インクの高粘度化による吐出不良、ヒーター断線という問題を発生する場合があり好ましくない。一方、グリセリンの含有量が少な過ぎると耐固着性が得られない場合がある。従って、本発明にかかるインクにおいては、インク中におけるグリセリンの含有量を、３〜１５質量％とすることが好ましく、より好ましくは３．５〜１２質量％、更には、４〜１０質量％の範囲でインクに含有させる。
【００３７】
又、本発明にかかるインクは、グリセリン以外のものとして、或いはグリセリンと併用させるものとして例えば、エチレングリコール、炭素数３〜６のグリコール、炭素数４〜６のトリオール、２−ピロリドン、エチレン尿素等の水溶性化合物を含有させることが好ましい。又、他に併用することのできる水溶性化合物としては、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；テトラエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のオキシエチレン又はオキシプロピレン共重合体；エチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、ジエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の低級アルキルエーテル類；トリエチレングリコールジメチル（又はエチル）エーテル、テトラエチレングリコールジメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低級ジアルキルエーテル類；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類；スルホラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、トリメチロールプロパン等が挙げられる。
【００３８】
本発明にかかるインク中に含有させる上述したような水溶性化合物の含有量の合計は、特に限定されないが、インク全量に対して、好ましくは３〜５０質量％、より好ましくは１０〜３５質量％の範囲とする。
【００３９】
上記のような構成からなる本発明にかかるインクは、インクジェット用インクとして好適な所望の物性値を有するインクとするために、上記した成分の他に必要に応じて、添加剤として、例えば、粘度調整剤、消泡剤、防腐剤、防カビ剤、酸化防止剤等を添加することができる。界面活性剤を用いる場合には、インクの表面張力が２５ｍＮ／ｍ以上、好ましくは３０ｍＮ／ｍ以上のものとなるように選択することが好ましい。本発明にかかるインクにおいては、特に、界面活性剤としてＨＬＢが１３以上のポリオキシエチレンアルキルエーテルを用いることが好ましい。
【００４０】
ＨＬＢが１３以上のポリオキシエチレンアルキルエーテルの例としては、特に限定されるものではないが、疎水部のアルキル基は、界面活性効果を持つような炭素数であれば、ラウリル、セチル、ステアリル、オレイル、ベへニル等、どのようなものでもよいが、炭素数１６〜１８のアルキル基が好ましく、セチル基は特に好ましい。一方、親水部のエチレンオキサイドの数は、１０〜４０が好ましい。ＨＬＢの値自体としては、１３以上、好ましくは１５以上、より好ましくは１７以上である。又、これらの界面活性剤の含有量は、インク全量に対して、０．１〜３質量％、好ましくは０．２〜２．５質量％、より好ましくは０．３〜２質量％とする。
【００４１】
上記したポリオキシエチレンアルキルエーテル以外に好適な、本発明にかかるインクで使用し得る界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤が好ましく、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等が挙げられる。特に、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物を、先に述べた構成の本発明にかかるインクに用いられると、吐出速度の安定性に対して特に高い効果が得られるので、好ましい。ここで、インクの吐出速度が安定しているとは、常に一定の吐出速度で印字することが可能であることを意味するが、これに反して、吐出速度が吐出のたびに違う場合には、得られる画像にムラがでてしまうことが生じる恐れがある。又、これらのノニオン系界面活性剤のＨＬＢは、１０以上、好ましくは１３以上、より好ましくは１５以上である。これらの界面活性剤のインク中における含有量は、インク全量に対して０．１〜３質量％、好ましくは０．２〜２．５質量％、より好ましくは０．３〜２質量％である。
【００４２】
次に、上記した構成を有する本発明にかかるインクを好適に利用することができるインクジェット記録装置について、インクジェットプリンターを具体例として説明する。図１は、吐出時に気泡を大気と連通する吐出方式の液体吐出ヘッドとしての液体吐出ヘッド及び、このヘッドを用いる液体吐出装置としてのインクジェットプリンタの一例の要部の概略を示す斜視図である。
【００４３】
図１においては、インクジェットプリンタは、ケーシング１００８内に、長手方向に沿って設けられる記録媒体としての用紙１０２８を図中に示した矢印Ｐ方向に間欠的に搬送する搬送装置１０３０と、該搬送装置１０３０による用紙１０２８の搬送方向Ｐに略直交する矢印Ｓ方向に、ガイド軸１０１４に沿って略平行に往復運動せしめられる記録部１０１０と、記録部１０１０を往復運動させる駆動手段としての移動駆動部１００６とを含んで構成されている。
【００４４】
上記搬送装置１０３０は、互いに略平行に対向配置されている一対のローラユニット１０２２ａ及び１０２２ｂと、一対のローラユニット１０２４ａ及び１０２４ｂと、これらの各ローラユニットを駆動させるための駆動部１０２０とを備えている。かかる構成により、搬送装置１０３０の駆動部１０２０が作動状態とされると、用紙１０２８が、それぞれのローラユニット１０２２ａ及び１０２２ｂと、ローラユニット１０２４ａ及び１０２４ｂにより狭持されて、矢印Ｐ方向に間欠送りで搬送されることとなる。移動駆動部１００６は、所定の間隔をもって対向配置される回転軸に配されるプーリ１０２６ａ及びプーリ１０２６ｂに巻きかけられるベルト１０１６、ローラユニット１０２２ａ、及び、ローラユニット１０２２ｂに略平行に配置され記録部１０１０のキャリッジ部材１０１０ａに連結されるベルト１０１６を、順方向及び逆方向に駆動させるモータ１０１８とを含んで構成されている。
【００４５】
モータ１０１８が作動状態とされてベルト１０１６が矢印Ｒ方向に回転したとき、記録部１０１０のキャリッジ部材１０１０ａは、矢印Ｓ方向に所定の移動量だけ移動される。又、モータ１０１８が作動状態とされてベルト１０１６が図中に示した矢印Ｒ方向とは逆方向に回転したとき、記録部１０１０のキャリッジ部材１０１０ａは、矢印Ｓ方向とは反対の方向に所定の移動量だけ移動されることとなる。更に、移動駆動部１００６の一端部には、キャリッジ部材１０１０ａのホームポジションとなる位置に、記録部１０１０の吐出回復処理を行うための回復ユニット１０２６が記録部１０１０のインク吐出口配列に対向して設けられている。
【００４６】
記録部１０１０は、インクジェットカートリッジ（以下、単にカートリッジと記述する場合がある）１０１２Ｙ、１０１２Ｍ、１０１２Ｃ及び１０１２Ｂが各色、例えばイエロー、マゼンタ、シアン及びブラック毎にそれぞれ、キャリッジ部材１０１０ａに対して着脱自在に備えられる。
【００４７】
図２は、上述のインクジェット記録装置に搭載可能なインクジェットカートリッジの一例を示す。図示したカートリッジ１０１２は、シリアルタイプのものであり、インクジェット記録ヘッド１００と、インク等の液体を収容する液体タンク１００１とで主要部が構成されている。
インクジェット記録ヘッド１００は液体を吐出するための多数の吐出口８３２が形成されており、インク等の液体は、液体タンク１００１から図示しない液体供給通路を介して液体吐出ヘッド１００の共通液室（不図示）へと導かれるようになっている。図２に示したカートリッジ１０１２は、インクジェット記録ヘッド１００と液体タンク１００１とを一体的に形成し、必要に応じて液体タンク１００１内に液体を補給できるようにしたものであるが、この液体吐出ヘッド１００に対し、液体タンク１００１を交換可能に連結した構造を採用するようにしてもよい。尚、インクジェット記録ヘッドを備えたインクジェットカートリッジが記録ユニットである。
【００４８】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。尚、文中「部」及び「％」とあるのは、特に示さない限り質量基準とする。
【００４９】
［実施例１］
顔料としてＣｙａｎｉｎｅ  Ｂｌｕｅ  ＫＲ−Ｏ（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３）を用いて、本実施例にかかるインク１を下記の方法で作製した。
＜分散液の作製＞
先ず、ベンジルメタクリレートとメタクリル酸を原料として、常法により、酸価２５０、数平均分子量３，０００のＡＢ型ブロックポリマーを作り、更に、水酸化カリウム水溶液で中和し、イオン交換水で希釈して均質な５０％ポリマー水溶液を作成した。
【００５０】
次に、上記のポリマー溶液を２００ｇ、上記顔料を１００ｇ及びイオン交換水を６００ｇを混合し、そして機械的に０．５時間撹拌した。次いで、マイクロフリュイダイザー（ＭＦＩＣ社製）を使用し、上記で得た混合物を、液体圧力約１０，０００ｐｓｉ（約７０Ｍｐａ）下で相互作用チャンバ内に５回通すことによって処理した。更に、上記のようにして得た顔料分散液を遠心分離処理（１２，０００ｒｐｍ、２０分間）することによって、粗大粒子を含む非分散物を除去して顔料分散液１とした。得られた顔料分散液１は、その顔料濃度が１０％、分散剤濃度が１０％であった。
【００５１】
＜インク１の作製＞
上記で得た顔料分散液１を使用し、以下の組成からなる成分を加えて所定の顔料濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ２．５μｍのミクロフィルター（ＦＲ２５０富士フイルム製）にて加圧濾過してインク１を調製した。得られたインク１は、顔料濃度２．５％、分散剤濃度２．５％である。
・上記顔料分散液１                      ２５部
・グリセリン                            １０部
・エチレン尿素                            ５部
・ポリオキシエチレンセチルエーテル（ＥＯ＝３０、
ＨＬＢ＝１９．５）                        １部
・イオン交換水                          ５９部
【００５２】
＜実施例１のインク１中のカルシウム及びマグネシウム濃度の測定＞
上記で得たインク１を約１ｇ正確に秤り取り、磁製坩堝に入れ、軽く蓋をし、電気炉で７００℃で２時間加熱することにより灰化した。冷却後、濃塩酸を数滴滴下し、灰分を溶解した後、純水で１０ｍｌに希釈したものを測定用試料とし、誘導結合プラズマ発光分析装置を用い、試料溶液中のカルシウム及びマグネシウムの定量を行った。得られた測定値から換算して求めたインク１ｇ中の濃度は、カルシウム８０ｐｐｍ、マグネシウム４５ｐｐｍであり、その合計量は１２５ｐｐｍであった。
【００５３】
＜粒径測定＞
レーザーゼータ電位計ＥＬＳ８０００（大塚電子製）を用い、上記で得たインク１を純水にて１０，０００倍にして、インク１中に含有されている顔料のレーザー散乱法によるキュムラント平均粒径を測定したところ、７６ｎｍであった。又、後述する実施例２〜４及び比較例１〜５のインク中におけるカルシウム及びマグネシウム濃度の測定、インク中の顔料の粒径測定は、上記した実施例１の場合と同様とした。
【００５４】
［実施例２］
先ず、顔料に、Ｃｈｒｏｍｏｆｉｎｅ  ｂｌｕｅ４９２０（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３）を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例２で使用する顔料分散液２を調製した。
【００５５】
＜インク２の作製＞
次に、上記で得た顔料分散液２を使用し、これに以下の組成からなる成分を加えて所定の顔料濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ２．５μｍのミクロフィルター（ＦＲ２５０富士フイルム製）にて加圧濾過してインク２を調製した。
・上記顔料分散液２                      ２０部
・グリセリン                            １０部
・エチレン尿素                            ５部
・ポリオキシエチレンセチルエーテル（ＥＯ＝３０、
ＨＬＢ＝１９．５）                        １部
・イオン交換水                          ６４部
【００５６】
上記で得たインク２の、顔料濃度は２．０％、分散剤濃度は２．０％である。又、インク２におけるカルシウム濃度は３０ｐｐｍ、マグネシウム濃度は２５ｐｐｍであり、その合計量は５５ｐｐｍであった。又、インク２中に含有されている顔料の平均粒径は８４ｎｍであった。
【００５７】
［実施例３］
先ず、顔料としてＣｙａｎｉｎｅ  Ｂｌｕｅ  ＳＳＫ（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３）を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例３で使用する顔料分散液３を調製した。
【００５８】
＜インク３の作製＞
次に、上記で得た顔料分散液３を使用し、これに以下の組成からなる成分を加えて所定の顔料濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ２．５μｍのミクロフィルター（ＦＲ２５０富士フイルム製）にて加圧濾過し、インク３を調製した。
・上記顔料分散液３                      ２０部
・グリセリン                            １０部
・エチレン尿素                            ５部
・ポリオキシエチレンセチルエーテル（ＥＯ＝３０、
ＨＬＢ＝１９．５）                        １部
・イオン交換水                          ６４部
【００５９】
上記で得たインク３の、顔料濃度は２．０％、分散剤濃度は２．０％である。又、インク３におけるカルシウム濃度は６５ｐｐｍ、マグネシウム濃度は３５ｐｐｍであり、その合計量は１００ｐｐｍであった。又、インク３中に含有されている顔料の平均粒径は７０ｎｍであった。
【００６０】
［実施例４］
先ず、顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２（商品名：ＭｏｎｄｉｔｅＲｕｂｉｎｅ３Ｂ、Ｚｅｎｅｃａ製）を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例４で使用する顔料分散液４を調製した。
実施例３で使用した顔料分散液３に代えて、この分散液を用いて実施例３と同様の方法にてインク化し、インク４を得た。
上記で得たインク４の、顔料濃度は２．０％、分散剤濃度は２．０％である。又、インク４におけるカルシウム濃度は２５ｐｐｍ、マグネシウム濃度は２７ｐｐｍであり、その合計量は５２ｐｐｍであった。又、インク４中に含有されている顔料の平均粒径は９４ｎｍであった。
【００６１】
［比較例１］
実施例１と同様の顔料を用い、分散時にマイクロフリュイダイザーに通す回数を２回にした以外は、すべて実施例１と同様にして顔料分散液Ｈ１を作成した。そして、この顔料分散液Ｈ１を用いて実施例１と同様の方法でインク化し、得られたインクを比較例１のインクＨ１とした。得られたインクＨ１は、実施例１と同様に、顔料濃度２．５％、分散剤濃度２．５％である。又、インクＨ１中のカルシウム濃度は８０ｐｐｍ、マグネシウム濃度は４５ｐｐｍであり、その合計量は１２５ｐｐｍであった。又、インクＨ１中に含有されている顔料の平均粒径は１００ｎｍであった。
【００６２】
［比較例２］
顔料としてヘリオゲンブルーＬ７１０１Ｆ（ＢＡＳＦ製）を用いた以外は、すべて実施例１と同様の方法で顔料分散液Ｈ２を作成した。そして、この顔料分散液Ｈ２を用いて実施例１と同様の方法でインク化、得られたインクを比較例２のインクＨ２とした。得られたインクＨ２は、実施例１と同様に、顔料濃度２．５％、分散剤濃度２．５％である。又、インクＨ２中のカルシウム濃度は１００ｐｐｍ、マグネシウム濃度は４５ｐｐｍであり、その合計量は１４５ｐｐｍであった。又、インクＨ２中に含有されている顔料の平均粒径は８５ｎｍであった。
【００６３】
［比較例３］
先ず、実施例１で使用したと同様の顔料を用い、分散に使用するポリマー溶液を８０ｇ、上記顔料を１００ｇ及びイオン交換水を７２０ｇにした以外はすべて実施例１と同様にして、比較例３で使用する顔料分散液Ｈ３を作成した。
【００６４】
＜インクＨ３の作製＞
次に、上記で得た顔料分散液Ｈ３を使用し、これに以下の組成の各成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ２．５μｍのミクロフィルター（ＦＲ２５０富士フイルム製）にて加圧濾過し、インクＨ３を調製した。
・上記顔料分散液Ｈ３                    ２０部
・グリセリン                            １０部
・エチレン尿素                            ５部
・ポリオキシエチレンセチルエーテル（ＥＯ＝３０、
ＨＬＢ＝１９．５）                        １部
・イオン交換水                          ６４部
【００６５】
上記で得られたインクＨ３は、顔料濃度２．０％、分散剤濃度０．８％であった。又、インクＨ３中のカルシウム濃度は８０ｐｐｍ、マグネシウム濃度は４５ｐｐｍであり、その合計量は１２５ｐｐｍであった。又、インクＨ３中の顔料の平均粒径は９４ｎｍであった。
【００６６】
［比較例４］
先ず、実施例２で使用したと同様の顔料を用い、分散に使用するポリマー溶液を２００ｇ、顔料を５０ｇ及びイオン交換水を７００ｇにした以外はすべて実施例１と同様にして、比較例４で使用する顔料分散液Ｈ４を作成した。
【００６７】
＜インクＨ４の作製＞
次に、上記顔料分散液Ｈ４を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ２．５μｍのミクロフィルター（ＦＲ２５０富士フイルム製）にて加圧濾過し、インクＨ４を調製した。
・上記顔料分散液Ｈ４                    ６５部
・グリセリン                            １０部
・エチレン尿素                            ５部
・ポリオキシエチレンセチルエーテル（ＥＯ＝３０、
ＨＬＢ＝１９．５）                        １部
・イオン交換水                          １９部
【００６８】
上記得られたインクＨ４は、顔料濃度３．２５％、分散剤濃度６．５％である。又、インクＨ４中のカルシウム濃度は５０ｐｐｍ、マグネシウム濃度は４２ｐｐｍであり、その合計量は９２ｐｐｍであった。又、インクＨ４中の顔料の平均粒径は９１ｎｍであった。
【００６９】
［比較例５］
スチレン／アクリル酸／エチルアクリレートのランダム共重合体（酸価２００、重合平均分子量８，０００）の水酸化カリウム溶液（中和率１００％、樹脂固形分２．５部）９０部と、エチレングリコール５部とからなる溶液に実施例１と同様の顔料を５部を添加後、サンドミルを用いて分散し、比較例５の顔料分散液Ｈ５とした。
【００７０】
＜インクＨ５の作製＞
次に、インクＨ５の作製は、上記顔料分散液Ｈ５を使用し、これに以下の組成からなる各成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ２．５μｍのミクロフィルター（ＦＲ２５０富士フイルム製）にて加圧濾過し、インクＨ５を調製した。
・上記顔料分散液Ｈ５                    ５０部
・グリセリン                            １０部
・エチレン尿素                            ５部
・ポリオキシエチレンセチルエーテル（ＥＯ＝３０、
ＨＬＢ＝１９．５）                        １部
・イオン交換水                          ３４部
【００７１】
得られたインクＨ５は、顔料濃度２．５％、分散剤濃度１．２％である。又、インクＨ５中のカルシウム濃度は８０ｐｐｍ、マグネシウム濃度は４５ｐｐｍであり、その合計量は１２５ｐｐｍであった。又、顔料の平均粒径は９３ｎｍであった。
【００７２】
［評価項目］
＜周波数応答性＞
上記で調製した実施例及び比較例にかかる各インクについて、各インクを下記のインクジェットプリンタのインクタンクに充填後、プリンタに搭載し、印字を行ない、下記に述べるようにして周波数応答性の評価を行った。プリンタとしては、記録信号に応じた熱エネルギーを付与することによりインクを吐出させる方式の、オンデマンド型記録ヘッドを複数個有するインクジェットカラー記録装置であるカラーバブルジェット（登録商標）大判プリンタ（商品名：ＢＪ−Ｗ９０００、キヤノン製）を用いた。
【００７３】
印字面積２ｃｍ×８ｃｍ、印字密度１００％のベタパッチを、駆動周波数を１００Ｈｚ、１ＫＨｚ、５ｋＨｚ、７．５ｋＨｚと変化させた各条件で、それぞれ印字し、印字の際におけるインクの不吐の様子や、得られた印字物のベタパッチにおける画像濃度や、ムラの発生の様子を目視で観察し、評価した。評価は、下記の基準で行なった。そして、評価の結果を表１に、各インクの主組成とともにまとめて示した。
【００７４】
〇：駆動周波数が７．５ｋＨｚまでインクの不吐はなく、又、駆動周波数を７．５ｋＨｚとした場合においても、１００Ｈｚの印字で得られたベタパッチと比べて、濃度やムラが同程度の良好な印字物が得られる。
×：駆動周波数が７．５ｋＨｚまで明確なインクの不吐はないが、駆動周波数を変化させた場合に、１００Ｈｚの印字で得られたベタパッチと比べると、画像濃度やムラの様子が劣るか、或いは不吐が発生する。
【００７５】
2004269797.tif 000002
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、顔料を高純度精製することなくインクジェット用水系顔料インクに用いているにもかかわらず、良好な周波数応答性を得ることが可能で、記録速度のより一層の高速化、吐出液滴のサイズのより一層の減少に対応できる優れたインクジェット用水系顔料インクが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】液体吐出ヘッドを搭載可能なインクジェットプリンタの一例の要部を示す概略斜視図である。
【図２】液体吐出ヘッドを備えたインクジェットカートリッジの一例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１００：インクジェット記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
８３２：吐出口
１００１：液体タンク
１００６：移動駆動部
１００８：ケーシング
１０１０：記録部
１０１０ａ：キャリッジ部材
１０１２：カートリッジ
１０１２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ：インクジェットカートリッジ
１０１４：ガイド軸
１０１６：ベルト
１０１８：モータ
１０２０：駆動部
１０２２ａ、１０２２ｂ：ローラユニット
１０２４ａ、１０２４ｂ：ローラユニット
１０２６：回復ユニット
１０２６ａ、１０２６ｂ：プーリ
１０２８：用紙
１０３０：搬送装置
Ｐ：用紙の搬送方向
Ｒ：ベルトの回転方向
Ｓ：用紙の搬送方向と略直交する方向
【図１】
2004269797.tif 000003
【図２】
2004269797.tif 000004