(57)【要約】【課題】安定性に優れ、記録媒体が紙であっても、にじみの発生が少なく、輪郭が明瞭な高画質の記録画像を形成できるインク組成物、それを用いるインクジェット画像形成方法およびインクジェット画像形成装置を提供することである。【解決手段】本発明であるインク組成物は、少なくとも顔料、グリコールエーテル、界面活性剤、下記一般式（１）で表されるエチレンオキサイドと、イソプロピレンオキサイドとのブロックポリマーおよび水を含むことを特徴とする。【化３】2004359803.tif 000006［式中、ｍは３〜５０の整数または小数を示す。ｋ，ｎは、ｋとｎとの和（ｋ＋ｎ）が６〜５０になる整数または小数を示す。］【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも顔料、グリコールエーテル、界面活性剤、下記一般式（１）で表されるエチレンオキサイドとイソプロピレンオキサイドとのブロックポリマーおよび水を含むことを特徴とするインク組成物。
【化１】
2004359803.tif 000005
［式中、ｍは３〜５０の整数または小数を示す。ｋ，ｎは、ｋとｎとの和（ｋ＋ｎ）が６〜５０になる整数または小数を示す。］
【請求項２】
エチレンオキサイドとイソプロピレンオキサイドとのブロックポリマーの含有量が、インク組成物全量の０．５〜５重量％の範囲にあることを特徴とする請求項１記載のインク組成物。
【請求項３】
グリコールエーテルの含有量が、インク組成物全量の５〜１５重量％の範囲にあることを特徴とする請求項１または２記載のインク組成物。
【請求項４】
グリコールエーテルが、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イソブチルエーテル、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イソブチルエーテル、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ブチルエーテルから選ばれる１種または２種以上のグリコールエーテルであることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれかに記載のインク組成物。
【請求項５】
界面活性剤が、ノニオン系界面活性剤であることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれかに記載のインク組成物。
【請求項６】
ノニオン系界面活性剤の含有量が、インク組成物全量の０．１〜３重量％の範囲にあることを特徴とする請求項５記載のインク組成物。
【請求項７】
ノニオン系界面活性剤が、ポリオキシアセチレン系界面活性剤、ポリオキシ（エチレン−プロピレン）系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテルから選ばれる１種または２種以上のノニオン系界面活性剤であることを特徴とする請求項５または６記載のインク組成物。
【請求項８】
顔料が、水に対して自己分散性を有する自己分散型顔料であることを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれかに記載のインク組成物。
【請求項９】
自己分散型顔料の含有量が、インク組成物全量の１０重量％以下の範囲にあることを特徴とする請求項８記載のインク組成物。
【請求項１０】
自己分散型顔料は、その表面に親水性基またはその親水性基を含む塩を有していることを特徴とする請求項８または９記載のインク組成物。
【請求項１１】
親水性基が、カルボニル基、カルボン酸基、水酸基、スルホニル基、スルホン酸基、リン酸基から選ばれる１種または２種以上の親水性基であることを特徴とする請求項１０記載のインク組成物。
【請求項１２】
１種または２種以上の水溶性有機溶剤をさらに含むことを特徴とする請求項１〜１１のうちのいずれかに記載のインク組成物。
【請求項１３】
請求項１〜１２のうちのいずれかに記載のインク組成物を微小な液滴で吐出して、記録媒体上に所望の画像を形成することを特徴とするインクジェット画像形成方法。
【請求項１４】
請求項１〜１２のうちいずれかに記載のインク組成物を貯蔵するインクタンクと、ノズルを有するプリンタヘッドと、インクタンク内のインク組成物をノズルから微小な液滴で吐出させる吐出手段とを備え、
ノズルから吐出されるインク組成物を記録媒体上に付着させることで所望の画像を形成することを特徴とするインクジェット画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク組成物の液滴を記録媒体に対して記録を行うために使用するインク組成物、これを用いるインクジェット画像形成方法およびインクジェット画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット画像形成方法は、インクタンクから供給されたインク組成物をインクヘッドにあるノズルなどから、微小な液滴として吐出させ、その液滴を紙などの記録媒体上に付着させることによって、所望の画像を形成させる方法である。この方法を利用した画像形成装置は、安価で、小型化が可能であり、カラー印字を容易に行うことができ、印刷時の騒音が小さいという利点を有しており、多く市販されている。
【０００３】
インクジェット画像形成方法には、主に次のような２つの方式が用いられる。１つ目の方式は、力学的エネルギを利用して液滴を形成させ、吐出させるピエゾインクジェット方式であり、２つ目の方式は、熱エネルギを利用して液滴を吐出させる熱インクジェット方式である。これらの方式を用いることで、高速印字や高解像度の画像を得ることが可能である。
【０００４】
インクジェット画像形成装置は、インク組成物を保持するためのインクタンクとインク組成物を吐出させるためのプリンタヘッドとを有している。これらを分離することができない画像形成装置の場合、インクタンク内のインク組成物を使い切ると、インクタンクだけでなく、プリンタヘッドも、同時に交換しなければならなくなってしまう。近年、ランニングコストの低下および環境負荷の低減などの側面から、廃棄物の削減が要求されており、インクタンクとプリンタヘッドが分離可能で、インクタンクのみを交換できるタイプの画像形成装置が開発され、実用化されている。
【０００５】
しかし、インクタンクのみを交換する際、インクタンクを分離することで、インク流路が露出し、プリンタヘッドのノズルやインク流路に空気が混入してしまう。そこに、インクタンクを装着させ、新しいインク組成物を充填すると、空気が泡として残留してしまうという不具合が発生する。
【０００６】
特に、ピエゾインクジェット方式では、インクヘッド内にある泡により圧力損失を生じ、液滴を形成しにくくなることで吐出不良という問題が生じる。
【０００７】
さらに、水性インク組成物において、色材として顔料を用いる場合、顔料を水に分散させるために、分散剤として界面活性剤や水溶性樹脂を添加することが多い。このような分散剤は、起泡性を有しており、インクタンクおよびプリンタヘッド内での泡の発生を促進させ、吐出不良を悪化させる。
【０００８】
このような顔料を用いたインク組成物の泡立ちに対する対策として、顔料粒子と有機溶媒から成るインクジェット用インキにおいて、フルオロケミカル界面活性剤とシリカ含有消泡剤とを含有することを特徴とするピエゾインクジェット用インキが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００９】
このピエゾインクジェット用インキは、フルオロケミカル界面活性剤の作用により、インキの流動特性を向上させる。また、シリカ含有消泡剤の作用により、インキは、その流動特性を低下させることなく、泡立ちを抑制される。
【００１０】
さらに、カチオン性基を有する着色剤を含有するインクジェット用インク組成物において、ジメチルジアルキルアンモニウム塩などのカチオン性界面活性剤とシリコーン系消泡剤とを含有することを特徴とするインクジェット用インク組成物が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【００１１】
このインクジェット用インク組成物は、カチオン性界面活性剤の作用により、記録媒体へのインク組成物の浸透性を調整し、調整することで、にじみなどのない画像が得られる。また、消泡剤の作用により、インクの組成物は、泡立ちを抑えられ、吐出不良が改良される。
【００１２】
【特許文献１】
特表２００２−５２６６３１号公報
【特許文献２】
特開２００２−３２２３９４号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
インクジェット画像形成装置に用いるインク組成物は、プリンタヘッドを通して適切に噴出する必要がある。さらに、記録媒体上に高品質な画像を形成できる必要がある。これらのことは、インク組成に直接的に依存する。
【００１４】
特許文献１に開示されたピエゾインクジェットインキによると、インキの流動特性が優れ、さらに泡立ちによる吐出不良を防ぐインキの調製を可能にしている。しかし、用いている溶媒が揮発性有機溶剤であり、含有しているシリカ含有消泡剤の粘度が非常に高いため、調製されたインキの粘度が高くなってしまう。これらのことにより、オンデマンド型のインクジェット画像形成装置でこのインキを使用すると、プリンタヘッドのノズルなどで目詰まりを生じ、不向きである。
【００１５】
また、特許文献２に開示されたインクジェット用インク組成物によると、含有されている界面活性剤と消泡剤との作用により、インク組成物の泡立ちを抑え、さらに、にじみなどのない高品質な画像を得ることが可能である。しかし、末端にシリコン基を有するシリコーン系界面活性剤では、インク組成物の表面張力を極端に低下させるため、インクヘッドの吐出口（オリフィス面）でインク組成物を保持することができなくなる現象（いわゆるメニスカスブレイク）が生じ、インク組成物が適切に吐出しなくなることがある。さらに、用いている色材がカチオン性基を有する着色剤であるため、色材の選択範囲が狭い。これは、インクジェット印刷において使用される色材は、アニオン性基を有するものが一般的であるからである。
【００１６】
本発明の目的は、吐出安定性に優れ、記録媒体が紙であっても、にじみの発生が少なく、輪郭が明瞭な高画質の記録画像を形成できるインク組成物、それを用いるインクジェット画像形成方法およびインクジェット画像形成装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも顔料、グリコールエーテル、界面活性剤、下記一般式（１）で表されるエチレンオキサイドとイソプロピレンオキサイドとのブロックポリマーおよび水を含むことを特徴とするインク組成物である。
【００１８】
【化２】
2004359803.tif 000002
［式中、ｍは３〜５０の整数または小数を示す。ｋ，ｎは、ｋとｎとの和（ｋ＋ｎ）が６〜５０になる整数または小数を示す。］
【００１９】
本発明に従えば、顔料、グリコールエーテル、界面活性剤、上記一般式（１）で表されるエチレンオキサイドとイソプロピレンオキサイドとのブロックポリマー（以後、特に断らない限り単に「ブロックポリマー」と呼ぶ）および水という特定の成分を組合せて用いることによって、記録媒体に対する浸透性および吐出安定性に優れるインク組成物を得ることができる。
【００２０】
界面活性剤は、インク組成物と吐出ノズルとの濡れ性を向上させ、インク組成物の表面張力を調整することによって、インク組成物を吐出ノズルよりスムーズに吐出できるようにし、さらに、顔料の分散を補助するとともに、主に紙などの記録媒体へのインク組成物の浸透性を向上させる。これらの特性により、界面活性剤を含有するインク組成物は、にじみが発生しにくく、輪郭が明瞭な高画質の記録画像を形成できる。しかしながら、界面活性剤は、起泡性を有するため、泡の発生を促進してしまい、その泡による吐出不良を生じる。これに対し、本発明では、ブロックポリマーを含有させている。ブロックポリマーは、抑泡性および消泡性を有することから、インク組成物の泡立ちが抑制され、吐出安定性が向上する。さらに、インク組成物に添加してもインク組成物の表面張力を下げることがないので、インク組成物がオリフィス面（吐出口）にメニスカスを形成し、吐出口からのインク漏れを防ぐので、吐出安定性がさらに向上する。また、グリコールエーテルと併用すると、ブロックポリマーは、インク組成物に溶解しやすくなり、充分な抑泡性および消泡性をインク組成物に付与でき、吐出安定性がさらに向上する。さらに、グリコールエーテルは、界面活性能を有しており、記録媒体へのインク組成物の浸透性をさらに向上させることにより、インク組成物は、さらに高画質な記録画像を得ることができる。
【００２１】
以上のように、本発明は、吐出安定性に優れ、高画質の記録画像を形成できるインク組成物を提供することができる。
【００２２】
また本発明は、ブロックポリマーの含有量が、インク組成物全量の０．５〜５重量％の範囲にあることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、ブロックポリマーの含有量をインク組成物全量の０．５〜５重量％という特定の範囲から選択することによって、インク組成物の吐出安定性がさらに向上する。
【００２４】
ブロックポリマーの含有量が０．５重量％より少ない場合、インク組成物の泡立ちを充分に抑えることができず、吐出安定性の充分な改善はみられない。
【００２５】
さらに、ブロックポリマーの含有量をインク組成物全量の１〜２重量％という範囲を選択することが好ましい。
【００２６】
また本発明は、グリコールエーテルの含有量が、インク組成物全量の５〜１５重量％の範囲にあることを特徴とする。
【００２７】
本発明に従えば、グリコールエーテルの含有量をインク組成物全量の５〜１５重量％という特定の範囲から選択することによって、ブロックポリマーをインク組成物に溶解させることができ、さらに記録媒体へのインク組成物の浸透性を適切なものとすることができる。
【００２８】
グリコールエーテルの含有量が５重量％より少ない場合、インク組成物の浸透性が充分に発揮されず、記録媒体上でインク組成物が乾燥され、また、グリコールエーテルの含有量が１５重量％より多い場合、インク組成物の浸透性が強くなり過ぎて、紙の裏側までインク組成物が浸透してしまう。
【００２９】
また本発明は、グリコールエーテルが、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イソブチルエーテル、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イソブチルエーテル、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ブチルエーテルから選ばれる１種または２種以上のグリコールエーテルであることを特徴とする。
【００３０】
本発明に従えば、上記のようなグリコールエーテルを選択して用いることによって、ブロックポリマーをインク組成物に溶解できるようにし、さらに、記録媒体へのインク組成物の浸透性をさらに向上させることができる。
【００３１】
また本発明は、界面活性剤がノニオン系界面活性剤であることを特徴とする。
本発明に従えば、界面活性剤としてノニオン系界面活性剤を用いることによって、インク組成物とプリンタヘッドとの濡れ性を向上させ、適度な表面張力を得ることができ、さらに、記録媒体へのインク組成物の浸透性を向上させることができる。
【００３２】
また本発明は、ノニオン系界面活性剤の含有量が、インク組成物全量の０．１〜３重量％の範囲にあることを特徴とする。
【００３３】
本発明に従えば、ノニオン系界面活性剤の含有量をインク組成物全量の０．１〜３重量％という特定の範囲から選択することによって、インク組成物とプリンタヘッドとの濡れ性をさらに向上させ、より適度な表面張力を与えることができる。
【００３４】
ノニオン系界面活性剤の含有量が０．１重量％より少ない場合、充分な濡れ性と適度な表面張力を得ることができない。また、含有量が３重量％より多い場合、インク組成物に溶解しない。
【００３５】
また本発明は、ノニオン系界面活性剤が、ポリオキシアセチレン系界面活性剤、ポリオキシ（エチレン−プロピレン）系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテルから選ばれる１種または２種以上のノニオン系界面活性剤であることを特徴とする。
【００３６】
本発明に従えば、ノニオン系界面活性剤として、上記のような界面活性剤を選択して用いることによって、インク組成物とプリンタヘッドとの濡れ性をさらに向上させ、泡立ちがより少ないインク組成物を得ることができる。
【００３７】
また本発明は、顔料が、水に対して自己分散性を有する自己分散型顔料であることを特徴とする。
【００３８】
また本発明は、自己分散型顔料は、その表面に親水性基またはその親水性基を含む塩を有していることを特徴とする。
【００３９】
また本発明は、親水性基が、カルボニル基、カルボン酸基、水酸基、スルホニル基、スルホン酸基、リン酸基から選ばれる１種または２種以上の親水性基であることを特徴とする。
【００４０】
本発明に従えば、水に対する自己分散性を有する自己分散型顔料、好ましくは、その表面に親水性基またはその親水性基を含む塩を有している自己分散型顔料を用いることによって顔料の水に対する分散性が向上し、インク組成物の吐出安定性をさらに向上させることができる。また、より好ましくは、親水性基が、カルボニル基、カルボン酸基、水酸基、スルホニル基、スルホン酸基、リン酸基から選ばれる１種または２種以上である顔料を用いることによって、顔料の水に対する分散性が、さらに向上し、インク組成物の吐出安定性をさらに向上させることができる。
【００４１】
また本発明は、自己分散型顔料の含有量が、インク組成物全量の１０重量％以下の範囲にあることを特徴とする。
【００４２】
本発明に従えば、自己分散型顔料の含有量をインク組成物全量の１０重量％以下という特定の範囲から選択することによって、自己分散型顔料の分散性をさらに向上させることができる。
【００４３】
また本発明は、１種または２種以上の水溶性有機溶剤をさらに含むことを特徴とする。
【００４４】
本発明に従えば、水溶性有機溶剤、たとえば、多価アルコール類、含窒素複素環化合物、アミン類などを用いることによって、インク組成物の乾燥を防ぎ、顔料の分散性を向上させ、その他の物性を所望の物性に調整することができる。
【００４５】
また本発明は、上記のインク組成物を微小な液滴で吐出して、記録媒体上に所望の画像を形成することを特徴とするインクジェット画像形成方法である。
【００４６】
本発明に従えば、上記のインク組成物を用いて記録媒体上に画像を記録することによって、にじみの発生が少なく、輪郭が明瞭な高画質の記録画像を得ることができる。
【００４７】
また本発明は、上記のインク組成物を貯蔵するインクタンクと、ノズルを有するプリンタヘッドと、インクタンク内のインク組成物をノズルから微小な液滴で吐出させる吐出手段とを備え、ノズルから吐出されるインク組成物を記録媒体上に付着させることで所望の画像を形成するインクジェット画像形成装置である。
【００４８】
本発明に従えば、上記のインク組成物を貯蔵したインクタンクと、プリンタヘッドと、吐出手段とを備えている。吐出手段によって、インク組成物は、微小な液滴として、プリンタヘッドにあるノズルより吐出される。吐出されたインク組成物は、記録媒体上に付着され、所望の画像を形成する。このようにインクジェット画像形成装置は、上記のインク組成物を用いるので、吐出安定性に優れ、にじみの少ない高画質の記録画像を形成することができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
本発明は、顔料、界面活性剤、グリコールエーテル、ブロックポリマーを含み、残部が水であるインク組成物である。
【００５０】
本発明に用いる界面活性剤は、記録媒体への高い浸透性をインク組成物に付与するが、インク組成物を泡立ちやすいものにしてしまう。そこで、抑泡性および消泡性を有しているブロックポリマーを界面活性剤を含むインク組成物に含有させることで、記録媒体への浸透性を維持させつつ、泡立ちにくくすることができる。したがって、本発明であるインク組成物は、記録媒体への浸透性の高さにより、にじみの少ない高品位な画像を形成でき、さらに、インク組成物の泡立ちによる吐出不良を防ぐことができる。
【００５１】
［顔料］
本発明の実施形態であるインク組成物は、色材として顔料を含んで構成される。顔料としては、公知のものを使用できる。モノクロ印刷用のインク組成物の場合、黒色顔料を用い、たとえば、酸性カーボン、中性カーボン、塩基性カーボンなどのカーボンブラックが挙げられる。カーボンブラックは、たとえば、チャネルブラック法、ファーネスブラック法、ランプブラック法、アセチレンブラック法などの種々の方法によって製造される。フルカラー印刷用のインク組成物の場合、上記の黒色顔料の他、シアン顔料、マゼンタ顔料、イエロー顔料が用いられる。たとえば、シアン顔料としてＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ−１，２，３，１５，１５：１，１５：３，１５：３４，１６，２２，６０などが挙げられる。マゼンタ顔料として、たとえば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ−５，７，１２，４８，４８：１，５７，１１２，１２２，１２３，１４６，１６８，１８４，２０２などが挙げられる。イエロー顔料として、たとえば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ−１，２，３，１２，１３，１４，１６，１７，７３，７４，７５，８３，９３，９５，９７，９８，１１４，１２８，１２９，１５１，１５４などが挙げられる。
【００５２】
顔料は、水などの液媒体に、溶解または、分散しないので、樹脂、界面活性剤などの分散剤によって液媒体に分散させた状態で使用される。分散剤は、従来から顔料を分散させるために用いられてきたものを使用できる。
【００５３】
顔料は、自己分散型顔料の形態で使用されるのが好ましい。自己分散型顔料とは、顔料表面に親水性基を数多く有し、分散剤の存在がなくても水に対して安定に分散する顔料のことである。自己分散型顔料の表面に存在する親水性基は、ノニオン性基、カチオン性基、アニオン性基のいずれの官能基であってもよい。さらに、この親水性基は、スルホン酸基、カルボン酸基、水酸基、リン酸基であることが好ましい。中でもスルホン酸基、カルボン酸基、リン酸基の場合、そのまま遊離酸の状態で用いることが可能であるが、親水性を高めるために、塩基性物質との塩を形成した状態で使用することが好ましい。親水性官能基と塩を形成する塩基性物質としてはナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属類、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリエチルアミンなどの脂肪族アミン類、モノメタノールアミン、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、ジイソプロパノールアミンなどのアルコールアミン類、アンモニアなどを挙げることができる。特にナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属類と、塩を形成した親水性基を表面に有する自己分散型顔料が好ましく使用される。このことは、顔料表面に形成された塩が強電解質であり、酸性基の解離を促進するため、顔料がより安定な分散性を有するからである。
【００５４】
前述のような顔料に、親水性基を導入するには、公知の方法を利用できる。たとえば、芳香族アゾ化合物、アルキルアゾ化合物などのアゾ化合物と顔料とを反応させ、フェニル基またはアルキル基を連結基として、カルボン酸基、スルホン酸基などを顔料表面に導入する方法や酸・塩基処理、スルホン化処理、ポリマーグラフト処理、プラズマ処理、酸化／還元処理、シラン化合物などの表面を改質する方法などを挙げることができる。
【００５５】
また、顔料として、市販の自己分散型顔料も使用できる。その具体として、キャボネット社製のＣＡＢＯＪＥＴ２００、ＣＡＢＯＪＥＴ３００、ＩＪＸ−５５（いずれも商品名）、オリエント化学社製のＢｏｎｊｅｔ  Ｂｌａｃｋ  ＣＷ−１、Ｂｏｎｊｅｔ  Ｂｌａｃｋ  ＣＷ−２（いずれも商品名）などが挙げられる。
【００５６】
本発明における顔料の含有量は、インク組成物全量の１０重量％以下である。１０重量％を超えると、顔料の凝集などが起こってインク組成物の吐出安定性が悪化する。
【００５７】
［界面活性剤］
本発明は、界面活性剤を含んで構成される。界面活性剤は、インク組成物が吐出ノズルからスムーズに吐出されるように、インク組成物の表面張力を調整したり、自己分散型顔料の分散を補助するとともに、主に紙などの記録媒体へのインク組成物の浸透効果を補助する。
【００５８】
界面活性剤としては、インク組成物に含まれる他の成分と相溶性のよいものが好ましい。特にノニオン性界面活性剤は、浸透性が高く、安定であるでさらに好ましい。
【００５９】
ノニオン系界面活性剤は、公知のものを使用することができ、ポリオキシエチレン系界面活性剤、ポリオキシプロピレン系界面活性剤、ポリオキシ（エチレン−プロピレン）系界面活性剤、ポリオキシアセチレン系界面活性剤、ソルビタン系界面活性剤、含フッ素系界面活性剤などが挙げられる。
【００６０】
ポリオキシエチレン系界面活性剤には、ポリオキシエチレンエーテル系界面活性剤、ポリオキシエチレンエステル系界面活性剤などがある。ポリオキシエチレンエーテル系界面活性剤には、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどがある。ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテルとしては、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどが挙げられ、ポリオキシエチレンアルキルエーテルとしては、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ラウリルエーテルなどが挙げられる。また、ポリオキシエチレンエステル系界面活性剤としては、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ステアリン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステルなどが挙げられる。さらに、ポリオキシエチレン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンオレイン酸なども挙げられる。
【００６１】
また、ポリオキシアセチレン系界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどが挙げられる。
【００６２】
ソルビタン系界面活性剤としては、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などが挙げられる。
【００６３】
含フッ素系界面活性剤としては、フッ素アルキルエステル、パーフルオロアルキルカルボン酸塩などが挙げられる。
【００６４】
これらの中でも、ポリオキシアセチレン系界面活性剤、ポリオキシ（エチレン−プロピレン）系界面活性剤およびポリオキシエチレンアルキルエーテルは、プリンタヘッドへの濡れ性がよく、泡立ちも少ないために、特に適している。
【００６５】
本発明における界面活性剤の含有量は、インク組成物全量の０．１〜３重量％である。０．１重量％未満では、充分な濡れ性と適度な表面張力を得ることができず、吐出不良を生じる。また、３重量％を超えると、水との相溶性が悪くなり、水に溶解しなくなる。
【００６６】
［ブロックポリマー］
本発明は、ブロックポリマーを含んで構成される。ブロックポリマーは、主に、インク組成物に抑泡性および消泡性を与える作用を有する。界面活性剤を含むインク組成物にブロックポリマーを添加することで、インク組成物を泡立ちにくくすることができる。
【００６７】
ブロックポリマーは、上記一般式（１）に示される化合物である。ブロックポリマーと水との相溶性は、さほど高くなく、後述のグリコールエーテルと併用することで、ブロックポリマーは、インク組成物に対して、溶解しやすくなり、抑泡作用および消泡作用を充分に発揮するようになる。
【００６８】
ブロックポリマーの重合度は、インク組成物との相溶性から一般式（１）においてｍ＝３〜５０、ｋ＋ｎ＝６〜５０であることが好ましい。
【００６９】
本発明に対するブロックポリマーの含有量は、特に制限はないが、インク組成物との相溶性の許容する範囲で添加する。通常は、インク組成物全量の０．５〜５重量％であり、好ましくは、１〜２重量％である。
【００７０】
０．５重量％未満では、充分な消泡効果を得ることができず、泡の発生による吐出不良を生じる。また、５重量％を超えると、消泡剤がインク組成物に溶解しなくなり、インク組成物が不均一な系になる。
【００７１】
ブロックポリマーを合成するためには、公知の方法を利用できる。たとえば、ポリエチレングリコールへのプロピレンオキシドの付加重合、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールの脱水縮合反応、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの開環重合などが挙げられる。
【００７２】
［グリコールエーテル］
本発明は、グリコールエーテルを含んで構成される。グリコールエーテルは、ブロックポリマーのインク組成物への溶解を補助する。さらに、グリコールエーテルは、粘度が低く、一定の疎水性を持ち、溶剤でありながら界面活性能を持つ。したがって、インク組成物がグリコールエーテルを含むことで、ブロックポリマーの作用を充分に発揮できるようにし、さらにインク組成物の記録媒体への浸透性を高め、高速印字に適するようにしている。
【００７３】
グリコールエーテルは、公知のものを使用できるが、アルキル鎖部分が長くなると水との相溶性が悪くなるため、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イソブチルエーテル、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イソブチルエーテル、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ブチルエーテルなどから選択することが好ましい。
【００７４】
本発明におけるグリコールエーテルの含有量は、インク組成物全量の５〜１５重量％である。５重量％未満では、インク組成物の記録媒体に対する浸透性が充分に発揮されず、高速印刷に適さない。１５重量％を超えると、記録媒体として紙を用いる場合には、にじみを充分に抑制することができず、紙の裏側へインク組成物が浸透してしまう。
【００７５】
［他の添加剤］
本発明は、その好ましい特性を損なわない範囲で、従来から、インクジェット記録用インク組成物に用いられている種々の添加剤の１種または２種以上を含んでいてもよい。このような添加剤としては、たとえば、水溶性有機溶剤、防腐剤、防かび剤、ｐＨ調整剤、酸化防止剤などを挙げることができる。
【００７６】
水溶性有機溶剤は、たとえば、インク組成物の粘度、表面張力などを調整し、インク組成物の保存中および、吐出ノズル内での乾燥を防止し、顔料の分散安定性を向上させるためなどに用いる。
【００７７】
水溶性有機溶剤としては、公知のものを使用でき、たとえば、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、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ペトリオールなどの多価アルコール類、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレン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、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の多価アルコールアルキルエーテル類、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の多価アルコールアリールエーテル類、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、２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタムなどの含窒素複素環化合物、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のアミド類、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、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のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール、エチレン尿素、尿素などの含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。
防腐剤としては、プロキセルなどを使用できる。
【００７８】
本発明は、たとえば、顔料、グリコールエーテル、界面活性剤およびブロックポリマーの所定量ならびに必要に応じてその他の添加剤などの適量を用い、各成分を水に分散または混合させることによって製造する。
【００７９】
分散は、既存の分散機を用いて行われる。分散機には、たとえば、ディスパ、サンドミル、ホモジナイザ、ボールミル、ビーズミル、ペイントシェーカ、超音波分散機などが含まれる。
【００８０】
また、混合は、撹拌用の羽根を備えている撹拌機、高速の分散機、乳化機、マグネティックスターラなどによって行われる。
【００８１】
このようにして得られるインク組成物は、その使用に先立ち、濾過を施してもよい。濾過は、たとえば、孔径０．３〜１．２μｍ程度のフィルタを用い、常圧下、加圧下または減圧下で行われる。
【００８２】
本発明は、インクジェット画像形成装置用の水性顔料インクとして用いられるだけでなく、水性インクが用いられる実質的に全ての用途に用いることができる。用途の具体例としては、たとえば、グラビアインクなどの印刷インク、水性塗料、化粧品、筆記用具用インク、トナー液体現像剤、電子写真用材料などを挙げることができる。
【００８３】
また本発明であるインクジェット画像形成方法は、上記のインク組成物を微小な液滴で吐出して、記録媒体上に所望の画像を形成する方法である。
【００８４】
インクジェット画像形成方法は、上記インク組成物を使用する以外は、従来のインクジェット画像形成方法と同様に実施できる。
【００８５】
インクジェット画像形成装置としては、従来から知られているものを全て用いることができる。
【００８６】
インク組成物を付着させ画像の記録を行うための記録媒体としては、従来から使用されているものを用いることができ、たとえば、普通紙、葉書、カラーコピー用紙、インクジェット用紙、プラスチックシート、プラスチックフィルムなどを挙げることができる。
【００８７】
図１は、本発明の実施の一形態であるインクジェット画像形成装置１を簡略化して示す透視斜視図である。インクジェット画像形成装置１のハウジング１４内には、プリンタヘッド１２とインクタンク１１が設けられる。インクタンク１１は、前述のインク組成物を貯蔵しており、プリンタヘッド１２にインク組成物を供給する。インク組成物が全て消耗されたときは、インクタンク１１のみが交換される。
【００８８】
プリンタヘッド１２およびインクタンク１１が、キャリッジ１３に収納された状態で、記録媒体２１に対して矢符２２および矢符２３に示す主走査方向に相対的に往復移動しながら、記録媒体２１が給紙部２５から矢符２４に示す副走査方向に給紙される。給紙部２５に備えられている記録媒体２１は、図示しない給紙ローラにより１枚ずつ送り出され、搬送ローラ２６などによってキャリッジ１３下方に給紙される。記録が終了した記録媒体２１は、排紙部２７に排出される。
【００８９】
キャリッジ１３は、主走査方向に延びる送りシャフト３１に摺動自在に支持され、かつ、主走査方向に沿って延び、送りシャフト３１の下方に配置される保持部材３２上に乗載されて、記録媒体２１に対する位置が決められている。送りシャフト３１と保持部材３２との間の主走査方向の両端部には、一対のプーリ３３，３４が設けられ、一対のプーリ３３，３４間に送りシャフト３１と平行に張架されるタイミングベルト３５が巻回される。タイミングベルト３５の両端部が、キャリッジ１３の背面部に固定され、一方のプーリ３３に駆動手段としてモータ３６が同軸に取付けられているので、このモータ３６が駆動されることによって、キャリッジ１３が主走査方向に往復移動する。
【００９０】
プリンタヘッド１２に備わっているノズルから記録媒体２１に向けてインク組成物を吐出させる方式には、吐出手段として圧電素子を含み、圧電素子が電気信号に応答して発生する機械的ひずみによって、プリンタヘッド１２からインク組成物を吐出させるピエゾインクジェット方式を用いてもよいし、吐出手段として加熱ヒータを含み、インク組成物が気化して発生する泡によってインクに圧力を負荷し、プリンタヘッド１２から吐出させる熱インクジェット方式を用いてもよい。
【００９１】
本実施の形態によるインクジェット画像記録装置１では、インクタンク１１に前述のインク組成物を貯留し、このインク組成物をプリンタヘッド１２に供給し、液滴として吐出する。前述のインク組成物を用いて記録を行うと、インクタンク１１およびプリンタヘッド１２内で泡立つことなく、インク組成物を吐出でき、信頼度の高いインクジェット画像形成装置が実現できる。
【００９２】
［実施例］
以下に、実施例および比較例を挙げ、本発明を具体的に説明する。
【００９３】
実施例１〜９および比較例１〜６
表１で示す配合割合（重量％）で、顔料、イオン交換水、グリコールエーテル、界面活性剤、ブロックポリマーを加え、マグネティックスターラを用いて室温、たとえば２５℃で１時間撹拌し、孔径１．２μｍのメンブランフィルタを用いて加圧濾過することで、本発明の実施例であるインク組成物を調製した。
【００９４】
なお、表１において、顔料の配合量は、固形分換算量である。
【００９５】
【表１】
2004359803.tif 000003
【００９６】
［顔料］
実施例１〜９および比較例１〜６において、顔料として、ＣＡＢＯＪＥＴ３００（商品名、キャボット社製）を使用した。ＣＡＢＯＪＥＴ３００は、黒色顔料であり、表面にカルボン酸基を有した自己分散型顔料である。
【００９７】
［グリコールエーテル］
実施例１，６，８および比較例１〜６において、グリコールエーテルとして、エチレングリコールモノブチルエーテルを使用した。
【００９８】
実施例２において、グリコールエーテルとしてジエチレングリコールモノイソブチルエーテルを使用した。
【００９９】
実施例３〜５，７，９において、グリコールエーテルとしてトリエチレングリコールモノブチルエーテルを使用した。
【０１００】
［界面活性剤］
実施例１〜３、６〜９、比較例１〜３，５，６において、界面活性剤として、サーフィノール４４０（商品名、エアープロダクツ社製）を使用した。サーフィノール４４０は、ポリオキシアセチレン系界面活性剤である。
【０１０１】
実施例４において、界面活性剤としてエパン７２０（商品名、第一工業製薬社製）を使用した。エパン７２０は、ポリオキシ（エチレン−プロピレン）系界面活性剤である。
【０１０２】
実施例５において、界面活性剤として、ソフタノール１５０（商品名、日本触媒社製）を使用した。ソフタノール１５０は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルである。
【０１０３】
［ブロックポリマー］
まず、ブロックポリマーの合成について説明する。
【０１０４】
ブロックポリマー（重合度ｍ＝１２、ｋ＋ｎ＝１６）は、以下のようにして合成した。まず、６５８．０ｇのポリエチレングリコール７００（製品名、日本油脂社製）と触媒である２．３ｇの水酸化カリウムとを５リットルのオートクレーブ内に加えた。次に、オートクレーブ内を窒素置換した後、１３０℃、約１００ｋＰａの高温減圧下で３０分間脱水した。その後、９３０．０ｇのプロピレンオキシドを加え、１００〜１１０℃、１２０ｋＰａの条件下で付加反応を開始させた。反応は、圧力調整を行わず、密閉系で７〜８時間行った。反応中、圧力は、反応の進行とともに上昇し、一時的に５００ｋＰａ近くまで上昇した。反応終了後、過剰量の乳酸水溶液にて触媒である水酸化カリウムの中和処理を行った。その後、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により、組成決定および精製を行った。ここで得られた化合物は、重合度がｍ＝１２、ｋ＋ｎ＝１６のブロックポリマーである。
【０１０５】
ブロックポリマー（重合度ｍ＝２５、ｋ＋ｎ＝３０）を同様に合成した。まず、５８９．０ｇのポリエチレングリコール１２００（製品名、日本油脂社製）と２．３ｇの水酸化カリウムとを用いて上記と同様に脱水し、８７５．０ｇのプロピレンオキシドを上記と同様に付加反応させ、中和処理、組成決定および精製を行った。ここで得られた化合物は、重合度がｍ＝２５、ｋ＋ｎ＝３０のブロックポリマーである。
【０１０６】
［他の添加剤］
実施例１〜９、比較例１〜６には、ジエチレングリコールを添加した。
実施例２〜５，７，９、比較例１，２，４〜６には、グリセリンを添加した。
実施例９には、ポリエチレングリコール４００（製品名、日本油脂社製）を添加した。
【０１０７】
［溶媒］
実施例１〜９および比較例１〜６においては、溶媒としてイオン交換水を使用した。
【０１０８】
実施例１〜９および比較例１〜６について、次のようにして吐出安定性評価、にじみ評価、印字の裏抜け評価、印字の乾燥性評価を行った。各インク組成物をそれぞれインクタンクに詰め、インクジェットプリンタ（セイコーエプソン社製、商品名：Ｓｔｙｌｕｓ  Ｃ８０）を用いて、ＰＰＣ（Ｐｌａｉｎ  Ｐａｐｅｒ  Ｃｏｐｉｅｒ）用紙（シャープ社製、商品名：ＮＭ−４Ａ３Ｓ）上に評価画像などを印字した。
【０１０９】
なお、各評価項目の説明に記載されている「○」、「△」、「×」などの記号は、後述の表２で用いる評価結果を示す記号である。「○」は、実用可能であることを示し、「△」は、実用が困難であることを示し、「×」は実用不可能であることを示す。
【０１１０】
［吐出安定性］
インクタンク内のインク組成物を使い切った後、調製した同色のインク組成物をインクタンクに詰め、印字率６０％のベタ画像をインク組成物を使い切るまで印字し、目視により下記の基準で評価した。
○：最後まで印字にかすれが発生しなかった。
△：途中でかすれが発生したが、プリンタの回復動作により正常な状態に戻った。
×：途中でかすれが発生し、プリンタの回復動作を複数回行ったが、正常な状態に戻らなかった。
【０１１１】
［にじみ］
評価画像として、２ｃｍ×２ｃｍのベタ画像を印字し、２時間後に、１０倍ルーペを用いて目視で観察し、下記の基準に従って評価した。
○：画像のエッジ部分ににじみが確認できない。
×：画像のエッジ部分ににじみが確認できる。
【０１１２】
［印字の裏抜け］
評価画像として、２ｃｍ×２ｃｍのベタ画像を印字し、２時間後に分光測色濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製、Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８）を用いて、評価画像の裏側の光学濃度を測定し、下記の基準で評価した。
○：０．１未満
△：０．１以上、０．３未満
×：０．３以上
【０１１３】
［乾燥性］
３ｐｔの太さの線を印字し、印字直後または５秒後に印字部分を指で擦り、下記の基準で評価した。
○：印字直後から擦り跡がつかない。
△：印字直後は擦り跡がつくが、５秒後には擦り跡がつかない。
×：５秒後も擦り跡がつく。
【０１１４】
実施例１〜９および比較例１〜６について、上記の方法に従って比較評価した。結果を表２に示す。
【０１１５】
【表２】
2004359803.tif 000004
【０１１６】
表２から判るように、ブロックポリマーを含まない（比較例１）かまたは、その含有量が前述の範囲である０．５〜５重量％よりも少ない（比較例５）と、インク組成物の泡立ちが顕著となるので、インク組成物の吐出安定性が低下した。また、エチレングリコールの含有量が、前述の範囲である５〜１５重量％より小さい（比較例２）と、インク組成物のインクヘッドに対する濡れ性や記録媒体への浸透性が低くなるので、吐出安定性が低下し、記録媒体上で形成された画像が乾燥しにくくなった。さらに、エチレングリコールの含有量が前述の範囲である５〜１５重量％を超える（比較例１３）と、インク組成物の記録媒体への浸透性が高くなり過ぎ、にじみや裏抜けが生じた。界面活性剤を含まない（比較例４）と、インク組成物の表面張力が強く、インク組成物のインクヘッドに対する濡れが充分ではなく、記録媒体への浸透性も低下するので、吐出安定性が悪くなり、形成された画像も乾きにくくなった。自己分散型顔料が１０％より多い（比較例６）と、自己分散型顔料同士の凝集などを引き起こし、目詰まりにより吐出安定性が悪くなった。
【０１１７】
本発明である実施例１〜９は、吐出安定性に優れ、記録媒体が紙であっても、にじみが発生しにくく、裏抜けもせず、乾燥性にも優れたものであった。
【０１１８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、界面活性剤の作用により、主に紙などの記録媒体への浸透性を向上させるとともに泡立ちやすいものにしてしまうが、ブロックポリマーの作用により、泡立ちを抑制することができる。したがって、吐出安定性に優れ、高画質の記録画像を形成することができる。
【０１１９】
また本発明によれば、ブロックポリマー、グリコールエーテル、界面活性剤および顔料の含有量が、好適な範囲から選択され、特定のグリコールエーテル、界面活性剤および顔料が用いられるので、吐出安定性のより優れた、より高画質の記録画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態であるインクジェット用画像形成装置１を簡略化して示す透視斜視図である。
【符号の説明】
１  インクジェット画像形成装置
１１  インクタンク
１２  プリンタヘッド
１３  キャリッジ
１４  ハウジング
２１  記録媒体
２２，２３，２４  矢符
２５  給紙部
２６  搬送ローラ
２７  排紙部
３１  送りシャフト
３２  保持部材
３３，３４  プーリ
３５  タイミングベルト
３６  モータ
【図１】
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