(57)【要約】【課題】  フタロシアニン顔料を含有する水性インクにおいて、吐出安定性、更には発色性、耐固着性等の信頼性に優れた水性インクを安定して供給すること。【解決手段】  少なくとも、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２を含有する水性インクであって、該水性インクにおける吸光特性が特定の条件を満たし、該水性インクを遠心分離した後の上層５０質量％のＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２の濃度が遠心分離前の１／２となる条件で遠心分離を行った後、該水性インクを質量が互いに等しくなるように４つの液体に分けた際に、前記４つの液体のうち、フタロシアニン顔料の濃度が最も小さい液体、及び、フタロシアニン顔料の濃度が最も大きい液体における吸光特性が、特定の条件を満たすことを特徴とする水性インク。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、フタロシアニン顔料を含有する水性インクであって、
該水性インクにおける、相対的に短波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｘ、及び相対的に長波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｙが、下記式（Ａ）の条件を満たし、
該水性インクを遠心分離した後の上層５０質量％のフタロシアニン顔料の濃度が遠心分離前の１／２となる条件で遠心分離を行った後、該水性インクを質量が互いに等しくなるように４つの液体に分けた際に、前記４つの液体のうち、フタロシアニン顔料の濃度が最も小さい液体において、相対的に短波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｘ１、及び、相対的に長波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｙ１とし、フタロシアニン顔料の濃度が最も大きい液体において、相対的に短波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｘ２、及び、相対的に長波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｙ２としたときに、下記の（１）から（４）の条件を満たすことを特徴とする水性インク。
０．７５≦Ｙ／Ｘ≦０．８８    式（Ａ）
＜条件＞
（１）｜Ｙ１／Ｘ１−Ｙ／Ｘ｜≦０．０４
（２）｜Ｙ２／Ｘ２−Ｙ／Ｘ｜≦０．０４
（３）｜Ｙ１／Ｘ１−Ｙ２／Ｘ２｜≦０．０４
（４）Ｙ／Ｘ≠Ｙ１／Ｘ１
【請求項２】
下記の（５）から（８）の条件を満たす請求項１に記載の水性インク。
（５）｜Ｙ／Ｘ−Ｙ１／Ｘ１｜≦０．０３
（６）｜Ｙ／Ｘ−Ｙ２／Ｘ２｜≦０．０１
（７）｜Ｙ１／Ｘ１−Ｙ２／Ｘ２｜≦０．０４
（６）Ｙ／Ｘ≠Ｙ１／Ｘ１
【請求項３】
下記の（９）及び（１０）の条件を満たす請求項１又は２に記載のインク。
（９）０．７５≦Ｙ１／Ｘ１≦０．８８
（１０）０．７５≦Ｙ２／Ｘ２≦０．８８
【請求項４】
インクをインクジェット方法で吐出して記録を行うインクジェット記録方法において、前記インクが、請求項１〜３の何れか１項に記載の水性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５】
インクを収容するインク収容部を備えたインクカートリッジにおいて、前記インクが、請求項１〜３の何れか１項に記載の水性インクであることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項６】
インクを収容するインク収容部と、インクを吐出するための記録ヘッドとを備えた記録ユニットにおいて、前記インクが、請求項１〜３の何れか１項に記載の水性インクであることを特徴とする記録ユニット。
【請求項７】
インクを収容するインク収容部と、インクを吐出するための記録ヘッドとを備えたインクジェット記録装置において、前記インクが、請求項１〜３の何れか１項に記載の水性インクであることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フタロシアニン骨格を有する顔料（フタロシアニン顔料）を含有する水性インク、該水性インクを用いたインクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット及びインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フタロシアニン顔料は、印刷用インク、塗料、静電荷現象等、幅広い用途で使用されているシアンの色相を有する顔料である。これまでに、該顔料や、該顔料を分散した顔料分散液を含有するインクに関する提案が数多くある（例えば、特許文献１〜５参照）。
【特許文献１】特開２００３−０１２９５８号公報
【特許文献２】特開２００３−０１２９６１号公報
【特許文献３】特開２００３−３４２４９１号公報
【特許文献４】特開２００３−３４２４９２号公報
【特許文献５】特開２００２−２４１６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記したような特許文献において提案されている何れの方法を用いても、以下のような課題を解決することが難しいことがわかった。即ち、発色性、周波数応答性等の吐出安定性、更にはインクタンクを装着した記録ヘッドを記録装置に装着し、一定期間放置した後に吐出不良が起きてしまうといった耐固着性等の課題を解決することはできない場合がある。特に、熱エネルギーの作用によりインクを吐出するインクジェット記録装置にインクを適用すると、インクの特性がわずかに変化するだけで、吐出安定性が極端に変化してしまう場合がある。
【０００４】
例えば、特許文献３に記載されているように、単にフタロシアニン顔料の平均粒子径や吸光度の比率を規定したインクを用いても、常に安定した吐出安定性を満足する結果が得られない場合があった。同様に、特許文献４に記載されているように、フタロシアニン顔料を遠心分離した時の上澄み液の吸光度を規定するだけでは、常に安定した吐出安定性を満足する結果が得られない場合があった。
【０００５】
本発明者らは、特許文献３や特許文献４に記載されている構成要件を満たすだけでは、常に安定した吐出安定性を示すインクを提供することができない理由を以下のように考察した。即ち、インク中に存在する顔料粒子は、その全てが異なった形状、異なった分散状態で存在する。しかし、上記のように、単に分散体の平均粒子径や吸光度の比を規定しただけでは個々の顔料粒子の特性を考慮したことにはならない。つまり、前記した数値の規定は、各顔料粒子の分散状態を把握したうえで規定した数値ではないため、分散体を調製する際の分散条件や温湿度等の環境変化による顔料粒子の状態変化まで捉えることはできていない。よって、平均粒子径や吸光度の比が同じ特性を示しているにもかかわらず、吐出安定性に差が出るという結論に至った。
【０００６】
そこで、本発明者らは、従来のインクと比較して吐出安定性を格段に向上することができ、更には、発色性、耐固着性等の信頼性に優れたインクを安定して供給することを目的として、以下の検討を行った。即ち、インク中に存在する、それぞれに特性の異なる顔料粒子をどのような状態にすれば、上記したような優れたインクを安定して供給できるかということを課題として検討を行った。
【０００７】
従って、本発明の目的は、フタロシアニン顔料を含有する水性インクにおいて、吐出安定性、更には発色性、耐固着性等の信頼性に優れた水性インクを安定して供給することにある。又、本発明の別の目的は、該水性インクを用いたインクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット及びインクジェット記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明の水性インクは、少なくとも、フタロシアニン顔料を含有する水性インクであって、該水性インクにおける、相対的に短波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｘ、及び相対的に長波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｙが、下記式（Ａ）の条件を満たし、該水性インクを遠心分離した後の上層５０質量％のフタロシアニン顔料の濃度が遠心分離前の１／２となる条件で遠心分離を行った後、該水性インクを質量が互いに等しくなるように４つの液体に分けた際に、前記４つの液体のうち、フタロシアニン顔料の濃度が最も小さい液体において、相対的に短波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｘ１、及び、相対的に長波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｙ１とし、フタロシアニン顔料の濃度が最も大きい液体において、相対的に短波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｘ２、及び、相対的に長波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｙ２としたときに、下記の（１）から（４）の条件を満たすことを特徴とする。
【０００９】
０．７５≦Ｙ／Ｘ≦０．８８    式（Ａ）
＜条件＞
（１）｜Ｙ１／Ｘ１−Ｙ／Ｘ｜≦０．０４
（２）｜Ｙ２／Ｘ２−Ｙ／Ｘ｜≦０．０４
（３）｜Ｙ１／Ｘ１−Ｙ２／Ｘ２｜≦０．０４
（４）Ｙ／Ｘ≠Ｙ１／Ｘ１
【００１０】
又、本発明の別の実施態様にかかるインクジェット記録方法は、インクをインクジェット方法で吐出して記録を行うインクジェット記録方法において、前記インクが、上記構成の水性インクであることを特徴とする。
【００１１】
又、本発明の別の実施態様にかかるインクカートリッジは、インクを収容するインク収容部を備えたインクカートリッジにおいて、前記インクが、上記構成の水性インクであることを特徴とする。
【００１２】
又、本発明の別の実施態様にかかる記録ユニットは、インクを収容するインク収容部と、インクを吐出するための記録ヘッドとを備えた記録ユニットにおいて、前記インクが、上記構成の水性インクであることを特徴とする。
【００１３】
又、本発明の別の実施態様にかかるインクジェット記録装置は、インクを収容するインク収容部と、インクを吐出するための記録ヘッドとを備えたインクジェット記録装置において、前記インクが、上記構成の水性インクであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フタロシアニン顔料を含有する水性インクにおいて、吐出安定性、更には発色性、耐固着性等の信頼性に優れた水性インクを安定して供給することができる。又、本発明の別の実施態様によれば、該水性インクを用いたインクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット及びインクジェット記録装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を挙げて、詳細に説明する。尚、本発明においては、フタロシアニン顔料ことを「顔料」と呼ぶことがある。又、水性インクのことを「インク」と呼ぶことがある。
【００１６】
本発明の最大の特徴は、以下の点にある。即ち、顔料インクが含有する個々の顔料粒子の分散状態に着目した点や、又、個々の顔料粒子の分散状態と、インクの吐出安定性や耐固着性等の信頼性の関係を明確にした点にある。更には、顔料粒子の分散状態をできる限り揃えることで、従来のインクと比較して、インクの吐出安定性を格段に向上して、更には耐固着性等の信頼性に優れたインクを安定して供給することが可能となった点にある。
【００１７】
本発明の特徴について、本発明に至った経緯と共に詳しく説明する。一般に、周波数応答性等の吐出安定性、耐固着性等の信頼性、更には発色性等に優れた水性インクを供給するために、以下の取り組みが行われてきた。即ち、粘度、表面張力及び平均粒子径等のインクの物性を調整すること、インク中の無機不純物の含有量を制御すること、又、インクが含有する添加剤や水溶性有機溶剤の種類を適切に選択すること等が行われてきた。しかし、色材として、特にフタロシアニン顔料を含有する水性インクの場合、上記したようなインクの物性等の調整を行うだけでは、吐出安定性、耐固着性、発色性等に優れたインクを安定に供給することは非常に困難であった。そこで本発明者らは、この原因を追求するために、インク中に存在する顔料粒子の個々の分散状態に着目して、従来から開示されている技術レベルを遥かに超えるインクを得るために検討を行った。その結果、従来のインクにおいて、吐出安定性、耐固着性、発色性等に優れたインクを安定に供給することができなかった主な原因は、該インク中に分散状態が異なる顔料粒子、即ち、全く特性の異なる顔料粒子が存在しているためであることが解った。
【００１８】
個々の顔料粒子の分散状態を制御するためには、従来から行われている平均粒子径やインクの物性、更には色材の吸光特性を制御するだけでは不十分である。例えば、従来のインクは、レーザーゼータ電位計等を用いて測定した平均粒子径を規定している。しかし、平均粒子径は、安定した分散状態における粒子径が１００ｎｍである顔料粒子と、分散過程における過度なシェアによりできた微粒子が複数凝集した粒子径が１００ｎｍである顔料粒子が、共に全く同じ平均粒子径として認識される。しかし、安定した分散状態における粒子径が１００ｎｍである顔料粒子と、微粒子が複数凝集した粒子径が１００ｎｍである顔料粒子とでは、その分散状態や顔料特性が全く異なることは言うまでもない。又、吸光特性を単に規定した場合も上記と全く同様のことが言える。本発明者らの検討によれば、吸光特性は、顔料の分散状態をある程度反映していると言える。しかし、吸光特性においても、上記した平均粒子径と同様に、あくまでも平均値である。従って、単に、インク中の吸光特性を規定するだけでは、分散液中には分散状態、顔料特性が全く異なった粒子が数多く存在している状態となる。粘度や表面張力での制御も同様の問題が発生する。即ち、従来のインクの物性等の規定は、あたかも顔料特性を揃えているかのように見えるが、実際は何ら制御していない状態に等しい。
【００１９】
そこで、本発明者らは、インク中に存在する顔料粒子の分散状態を揃えることをポイントとして、フタロシアニン顔料を様々な条件で分散して、検討を行った。その結果、以下のことが判明した。即ち、フタロシアン顔料は可視光領域（３８０ｎｍから７８０ｎｍ）に２つの吸収ピークを有し、前記２つの吸収ピークの形は、顔料の分散条件によって変化することを知見した。更に、前記２つの吸収ピークの形と顔料粒子の分散状態との間に相関関係があること、又、顔料粒子の分散状態と吐出安定性、耐固着性、発色性等のインクの諸特性との間に相関関係があることを知見した。加えて、細かい顔料粒子が増えるほど、短波長の領域のピークが上昇し、長波長の領域のピークが低下する傾向があることを知見した。前記したことについて、図１を用いて以下に詳細に説明する。
【００２０】
図１は、フタロシアニン顔料が分散している分散液を希釈して、分光光度計を用いて可視領域における吸光曲線を示したグラフである。図１において、各曲線は、フタロシアンニン顔料を分散する際に、分散条件を変化して得られた分散液Ａ、分散液Ｂ及び分散液Ｃの吸収曲線を表したものである。尚、分散液Ａ、分散液Ｂ及び分散液Ｃの関係は、分散液Ｃが最も分散条件を強化したものであり、以下分散液Ｂ、分散液Ａの順に分散条件を緩和して得られた分散液である。図１から、分散条件を強化するほど、短波長の領域のピークが上昇し、長波長の領域のピークが低下する傾向にあることが判明した。
【００２１】
本発明者らは、上記分散液Ａ、分散液Ｂ及び分散液Ｃと、一般的な水性インクに用いられる水溶性有機溶剤とを混合して３種類のインクを調製した。そして、各インクが含有する顔料粒子の分散状態にどのような違いがあるか、更には各インクと吐出安定性、耐固着性、発色性との間にどのような傾向があるかということについて検討を行った。その結果、以下のことが判明した。尚、調製したインクの吸光特性は、分散液Ａ、分散液Ｂ及び分散液Ｃについて、ほとんど同じであることを、電子顕微鏡や、個数カウント方式粒度分布計Ａｃｃｕｓｉｚｅｒ７８０ＡＰＳ等を用いて確認している。
【００２２】
分散液Ａを用いたインクＡ（Ｙ／Ｘ＝０．８９）中には、過剰に分散された微粒子はほとんど存在しないものの、分散が不足しているため、０．５μｍ以上の粗大粒子が数多く存在していることが確認された。又、分散液Ｂを用いたインクＢ（Ｙ／Ｘ＝０．８０）中には、上記した粗大粒子が少なく、又、過剰に分散された微粒子も少なく、個々の顔料粒子が安定した分散状態を保っていることが確認された。更に、分散液Ｃを用いたインクＣ（Ｙ／Ｘ＝０．７４）中には、分散を強化したため、インクＡに含まれるような粗大粒子はほとんど存在しないが、３０ｎｍ〜５０ｎｍ程度に分散された顔料粒子、及び、それらの凝集体が多く存在していることが確認された。
【００２３】
次に、本発明者らは、上記インクＡ、インクＢ及びインクＣを、インクジェット記録方式により吐出して、各インクと吐出安定性、耐固着性、発色性との関係を調べた。その結果、個々の顔料粒子の分散状態が比較的揃っているインクＢが、最も良好な吐出安定性を示した。一方、インクＡは分散が不十分な粗大粒子が数多く存在しているため、連続して印字を行うと、印字の乱れが生じる場合や、記録ヘッドのインク流路が固着する現象が確認された。又、インクＣは、発色性は最も優れているものの、過剰に分散された微粒子が数多く存在しているため、インクＡと同様に、連続して印字を行うと、印字の乱れが生じる場合や、記録ヘッドのインク流路が固着する現象が確認された。
【００２４】
インクＡ及びインクＣにおいて、連続して印字を行うことにより印字の乱れが生じる理由は、以下のように推測する。インクＡには、分散が不十分な状態の顔料、即ち、顔料が十分に粉砕されていない粗大粒子が数多く存在している。粗大粒子は、顔料表面に吸着する親水性物質の吸着量が不十分である。このため、特に熱エネルギーの作用によりインクを吐出するインクジェット記録装置に適用する場合は、インクを吐出するときの熱エネルギーの影響による分散破壊が容易に起こるため、連続して印字を行うことにより印字の乱れが生じると推測している。尚、本発明においては、熱エネルギーの作用によりインクを吐出するインクジェット記録装置のことを、以後「サーマルタイプのインクジェット記録装置」と呼ぶこともある。又、インクＣにおいては、過剰に分散された微粒子が数多く存在する。顔料粒子は粒子径が小さくなるほど、顔料粒子の体積あたりの比表面積が大きくなるため、顔料表面のエネルギーが高まる。表面のエネルギーが高くなった顔料粒子を多く含有したインクを、インクジェット記録装置を用いて記録ヘッドより吐出した場合、該顔料粒子は、インクが収納されているタンクからインクを吐出する記録ヘッドまでの流路内の様々な部分に付着しやすくなる。そして、この付着物が吐出安定性に悪影響を与え、記録ヘッドから吐出されたインク滴の記録媒体への付与位置がずれる等の現象を引き起こしたり、記録ヘッドのインク流路が固着したりすると推測している。特に、サーマルタイプのインクジェット記録装置を用いてインクを吐出した場合、ヒーター上に付着した顔料粒子が焦げ、ヒーターの発泡状態が不安定化するために、周波数応答性が劣化するばかりでなく、コゲ−ションという点においても影響を受けやすい。
【００２５】
一方、過剰に分散された微粒子の数が少なく、個々の顔料粒子の分散状態が比較的揃っているインクＢは、３種のインクの中では吐出安定性、耐固着性、発色性に最も優れたインクであった。本発明者らは分散液Ｂを幾度か調製し、上記と同様に、該分散液と一般的な水性インクに用いられる水溶性有機溶剤とを混合してインクを調製し、上記と全く同じ評価を行った。その結果、評価結果が異なる場合があり、本発明者が求める吐出安定性、耐固着性に達しない場合があった。そこで、本発明者らは、評価結果が異なることの原因を追求した結果、以下の結論に達した。即ち、分散液Ｂと同様な吸光特性を有しても、個々の顔料粒子の分散状態が揃わない場合がある。即ち、過剰に分散された粒子と分散不足の粒子が大量に混在している場合である。例えば、分散液Ａと分散液Ｃを混合した分散液が該当する。先に述べたように、インクジェット用インクとして優れた吐出安定性、信頼性を示すためには、インク中における個々の顔料粒子の分散状態が比較的揃っていることが条件である。従って、このような分散液を用いたインクは上記した性能を満足することができない。
【００２６】
以上の結果より、本発明者らは、吐出安定性、耐固着性、発色性等に優れたインクを安定して供給するためには、インク中に存在する顔料粒子の分散状態を揃えることがポイントであるという結論に至った。
【００２７】
そこで本発明者らは、顔料粒子の分散状態を揃えた状態、即ち顔料が均一に分散しているという理想的な状態とはならないまでも、本発明の目的を達成できるレベルまで顔料粒子の分散状態を揃えた水性インクを提供することを目的として検討を行った。具体的には、ロールミルやビーズミル、ナノマイザー等の分散方式、分散時間や周速、メディアの種類等の分散条件、更には顔料の種類の変更等、様々な方法を試して、フタロシアニン顔料の分散を行った。
【００２８】
その結果、水性インクが以下の条件を満たすことが重要であるという結論に至った。
【００２９】
具体的には、フタロシアニン顔料を以下の条件を満たすように分散することが重要である。先ず、先ず、インクを遠心分離した後の上層５０質量％の顔料濃度が遠心分離前の１／２となる条件で遠心分離を行う。遠心分離後に、液体を撹拌することなく、即ち、インクを遠心分離することにより生じた顔料の濃度勾配を損なわないようにして、液面から２５質量％ずつ液体を採取する。これにより、インクはそれぞれ質量が等しい４つの液体に分けられる。
【００３０】
インク（遠心分離する前のインク）における、相対的に短波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｘ、及び相対的に長波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｙ、とする。又、上記で採取した４つの液体のうち、フタロシアニン顔料の濃度が最も小さい液体において、相対的に短波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度をＸ１、相対的に長波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度をＹ１、とする。更に、上記で採取した４つの液体のうち、フタロシアニン顔料の濃度が最も大きい液体において、相対的に短波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｘ２、及び、相対的に長波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｙ２、とする。
【００３１】
本発明にかかるインクは、上記のように決定したＸ、Ｙ、Ｘ１、Ｙ１、Ｘ２及びＹ２が、下記の（１）から（４）の条件を満たすことが必要である。
（１）｜Ｙ１／Ｘ１−Ｙ／Ｘ｜≦０．０４
（２）｜Ｙ２／Ｘ２−Ｙ／Ｘ｜≦０．０４
（３）｜Ｙ１／Ｘ１−Ｙ２／Ｘ２｜≦０．０４
（４）Ｙ／Ｘ≠Ｙ１／Ｘ１
【００３２】
尚、インク中において、顔料が均一に分散している理想的な状態は、Ｙ／Ｘの値、Ｙ１／Ｘ１の値、及びＹ２／Ｘ２の値が全て同じである場合である。しかし、本発明者らが検討を行った結果、Ｙ／Ｘの値、Ｙ１／Ｘ１の値、及びＹ２／Ｘ２の値が全て同じとなるような分散の条件を見つけ出すことはできなかった。特に、Ｙ／Ｘの値、及びＹ２／Ｘ２の値が同じとなるような分散の条件を見つけ出すことはできなかった。しかし、本発明者が検討を行った結果、上記した（１）から（４）の条件を満たすインクを用いることで、本発明の目的を十分に達成することができることを知見した。
【００３３】
更に、本発明者らが検討を行った結果、上記で採取した４つの液体のうち顔料濃度が最も小さい液体及び顔料濃度が最も大きい液体とを比較すると、顔料濃度最も大きい液体の方が吐出安定性や耐固着性に与える影響が大きいことがわかった。このことから、本発明においては、上記のように決定したＸ、Ｙ、Ｘ１、Ｙ１、Ｘ２及びＹ２が、下記の（５）から（８）の条件を満たすことがより好ましい。
（５）｜Ｙ／Ｘ−Ｙ１／Ｘ１｜≦０．０３
（６）｜Ｙ／Ｘ−Ｙ２／Ｘ２｜≦０．０１
（７）｜Ｙ１／Ｘ１−Ｙ２／Ｘ２｜≦０．０４
（８）Ｙ／Ｘ≠Ｙ１／Ｘ１
【００３４】
又、本発明においては、上記のように決定したＸ、Ｙ、Ｘ１、Ｙ１、Ｘ２及びＹ２が、下記の（９）及び（１０）の条件を満たすことが特に好ましい。
（９）０．７５≦Ｙ１／Ｘ１≦０．８８
（１０）０．７５≦Ｙ２／Ｘ２≦０．８８
【００３５】
本発明者らが更に検討を行った結果、本発明の課題である、吐出安定性、発色性、耐固着性等の信頼性に優れたインクを安定して得るためには、以下のことが必要であることを知見した。即ち、上記のように決定したＸ及びＹが下記式（Ａ）の条件を満たすフタロシアニン顔料が分散されたインクとすることが必要である。
【００３６】
０．７５≦Ｙ／Ｘ≦０．８８    式（Ａ）
又、顔料の分散条件を変化することで、吸光特性における２つの最大吸光度に対応する波長はシフトする。このとき、長波長の領域に存在する吸収ピークに対応する波長は７００ｎｍ以上７１０ｎｍ以下、更には７０４ｎｍ以上７０８ｎｍ以下の範囲に存在することが、顔料が過分散の状態とならないように制御するという観点から好ましい。
【００３７】
上記したような特性を有するインクは、様々な方法により調製することができる。例えば、上記した条件を満たすように顔料の分散条件を制御することや、又、常法により得られた顔料分散液を遠心分離して粗大粒子や微粒子を除去することで上記した特性を有する顔料分散液にすることができる。尚、前記したインクの調製方法は例示であり、本発明の構成を達成する手段は、前記した方法に限定されるものではない。
【００３８】
［インク］
以下、本発明にかかる水性インクを構成する各成分について説明する。
【００３９】
＜フタロシアニン顔料＞
本発明にかかるインクに用いるフタロシアニン顔料は、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６又は１６等が挙げられる。本発明においては、発色性等が優れていることから、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３を用いることが特に好ましい。本発明のインク中における、フタロシアニン顔料の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．１質量％以上１５．０質量％以下、更には１．０質量％以上１０．０質量％以下とすることがこのましい。上記した範囲とすることで、顔料分散体がインク中に含有された場合に、十分な分散状態を維持することができる。更に、インクの色調の調製等を目的として、顔料分散体に加えて染料等を色材として添加してもよい。
【００４０】
＜顔料分散液＞
本発明で用いる顔料分散液は、上記下フタロシアニン顔料が水性媒体に分散された状態であれば、特に限定されるものではない。尚、フタロシアニン顔料の分散状態は、何れの形態であっても良い。例えば、顔料粒子の表面にイオン性基（アニオン性基）を結合することによって分散剤を用いることなく水性媒体に分散することができる自己分散型顔料、高分子分散剤を顔料粒子の表面に物理的に吸着することで分散した樹脂分散型顔料が挙げられる。又、高分子分散剤等により顔料を被覆したマイクロカプセル顔料等を用いることもできる。
【００４１】
＜分散剤＞
本発明にかかるインクにおいては、フタロシアニン顔料と、分散剤を併用することが好ましい。分散剤は、アニオン性基の作用によって上記の顔料を水性媒体に安定に分散することのできるものが好ましい。分散剤の具体例は、例えば、以下のものが挙げられる。
スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、
スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、
スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、
スチレン−マレイン酸ハーフエステル共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、
ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸−マレイン酸ハーフエステル共重合体又はこれらの塩等。
【００４２】
これらの分散剤は、重量平均分子量が１，０００〜３０，０００の範囲のものが好ましく、特には３，０００〜１５，０００の範囲のものが好ましい。
【００４３】
＜水性媒体＞
本発明にかかるインクに用いられる水性媒体は、例えば、水、又は水と水溶性有機溶剤との混合溶媒が挙げられる。水溶性有機溶剤は、具体的には、例えば、以下のものを用いることができる。下記に挙げた水溶性有機溶剤は、単独でも又は混合物としても用いることができる。
メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール等の炭素数１〜６のアルキルアルコール類。
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。
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ポリアルキレングリコール類。
エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、
１，２，６−ヘキサントリオ−ル、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基が２〜６個の炭素原子を含むアルキレングリコール類。
ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の低級アルキルエーテルアセテート。
グリセリン。
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）エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類。
トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等の多価アルコール。
Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等。
【００４４】
又、水は脱イオン水を用いることが好ましい。
【００４５】
本発明のインク中における、水溶性有機溶剤の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、３．０質量％以上５０．０質量％以下であることが好ましい。又、インク中の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、５０．０質量％以上９５．０質量％以下であることが好ましい。
【００４６】
本発明で用いるインク中には、上記の成分のほかに、更に必要に応じて保湿剤を添加することは勿論、所望の物性値を持つインクとするために、界面活性剤、消泡剤、防腐剤、防黴剤等を添加してもよい。
【００４７】
［インクジェット記録方法］
本発明のインクは、インクをインクジェット方法で吐出して記録を行うインクジェット記録方法に適用することが好ましい。インクジェット記録方法は、インクに力学的エネルギーを作用させてインクを吐出する記録方法、及びインクに熱エネルギーを作用させてインクを吐出する記録方法等がある。特に、本発明のインクは、熱エネルギーを利用するインクジェット記録方法に用いた場合に、顕著な効果が得られる。
【００４８】
［インクカートリッジ］
本発明のインクカートリッジは、本発明のインクを収容したインク収容部を備えたものであることを特徴とする。
【００４９】
［記録ユニット］
本発明の記録ユニットは、本発明のインクを収容したインク収容部と、インクを吐出するための記録ヘッドとを備えたものであることを特徴とする。特に、記録ヘッドが、記録信号に対応した熱エネルギーをインクに作用させ、前記エネルギーによりインク液滴を発生する記録ユニットである場合に、本発明の顕著な効果が得られる。
【００５０】
［インクジェット記録装置］
本発明のインクジェット記録装置は、インクを収容するインク収容部と、インクを吐出するための記録ヘッドとを備えたものであることを特徴とする。特に、記録ヘッドの室内のインクに、記録信号に対応した熱エネルギーを与え、該熱エネルギーによりインク液滴を発生する方式の装置であることが好ましい。
【００５１】
以下に、インクジェット記録装置の機構部の概略構成を説明する。インクジェット記録装置の本体は、各機構の役割から、給紙部、用紙搬送部、キャリッジ部、排紙部、クリーニング部及びこれらを保護し、意匠性を持たす外装部から構成されている。以下、これらの概略を説明していく。
【００５２】
図２は、インクジェット記録装置の斜視図である。又、図３及び図４は、インクジェット記録装置の体の内部機構を説明するための図であり、図２は右上部からの斜視図、図４はインクジェット記録装置の本体の側断面図をそれぞれ示したものである。
【００５３】
給紙を行う際には、まず給紙トレイＭ２０６０を含む給紙部において記録媒体の所定枚数のみが給紙ローラＭ２０８０と分離ローラＭ２０４１から構成されるニップ部に送られる。送られた記録媒体はニップ部で分離され、最上位の記録媒体のみが搬送される。用紙搬送部に送られた記録媒体は、ピンチローラホルダＭ３０００及びペーパーガイドフラッパーＭ３０３０に案内されて、搬送ローラＭ３０６０とピンチローラＭ３０７０とのローラ対に送られる。搬送ローラＭ３０６０とピンチローラＭ３０７０とからなるローラ対は、ＬＦモータＥ０００２の駆動により回転され、この回転により記録媒体がプラテンＭ３０４０上を搬送される。
【００５４】
キャリッジ部においては、画像を形成する場合、記録ヘッドＨ１００１（図４）を目的の画像形成位置に配置させ、電気基板Ｅ００１４からの信号に従って、記録媒体に対してインクを吐出する。尚、記録ヘッドＨ１００１についての詳細な構成は後述する。記録ヘッドＨ１００１により記録を行いながらキャリッジＭ５０００が列方向に走査する主走査と、搬送ローラＭ３０６０により記録媒体が行方向に搬送される副走査とを交互に繰り返すことにより、画像を形成する。
【００５５】
最後に画像が形成された記録媒体は、排紙部で第１の排紙ローラＭ３１１０と拍車Ｍ３１２０とのニップに挟まれ、搬送されて排紙トレイＭ３１６０に排出される。
【００５６】
クリーニング部においては、画像の形成前後の記録ヘッドＨ１００１をクリーニングする。このとき、キャップＭ５０１０を記録ヘッドＨ１００１のインク吐出口に密着させた状態でポンプＭ５０００を作用すると、記録ヘッドＨ１００１から不要なインク等が吸引されるようになっている。又、キャップＭ５０１０を開けた状態で、キャップＭ５０１０に残っているインクを吸引することにより、残インクによる固着及びその後の弊害が起こらないように配慮されている。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例及び比較例を用いて更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り、これらに限定されるものではない。尚、以下の記載で「％」とあるものは、特に断りのない限り質量基準である。
【００５８】
（フタロシアニン顔料を含む顔料分散体の調製）
顔料［ＩＲＧＡＬＩＴＥ  Ｂｌｕｅ  ８７００（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３）；チバスペシャリティーケミカルス製］１０部、分散剤５部、イオン交換水８５部を混合し、顔料分散体を調製した。前記分散剤には、酸価２００、重量平均分子量１０，０００のスチレン−アクリル酸共重合体を、水酸化カリウム水溶液で中和することにより得られたものを用いた。
【００５９】
その後、循環式のビーズミル分散機を用いて分散を行った。分散の際には、０．３ｍｍのジルコニアビーズを用い、ビーズ充填率を８５％とした。分散時間をそれぞれ、３０分、１時間、３時間、及び５時間、周速をそれぞれ、４ｍ／ｓｅｃ及び８ｍ／ｓｅｃと変えることにより、合計８種類の顔料分散体を調製した。
【００６０】
更に、上記で得られた８種類の顔料分散体について、超音波分散機を用いて更に分散を行い、合計３０種類の顔料分散体を調製した。尚、調製した３０種類の顔料分散体は、遠心分離やミクロフィルター（富士フィルム製）を用いて加圧ろ過することにより粗大粒子及び微粒子を除去し、顔料濃度が１０質量％になるように調整した。尚、超音波分散機を用いて分散を行う際の分散時間は、１時間、３時間、及び５時間とした。
【００６１】
（インク１〜５の調製）
上記で得られた３０種類の顔料分散体を用いて、下記に示す各成分を混合して、十分撹拌した後、ポアサイズ１．０μｍのミクロフィルター（富士フィルム製）にて加圧ろ過することにより、３０種類のインクを調製した。
・顔料分散体（顔料濃度１０質量％）                  ３０質量％
・グリセリン                                          ７質量％
・２−ピロリドン                                      ５質量％
・ポリエチレングリコール（重量平均分子量１，０００）  ２質量％
・アセチレノ−ルＥ１００（川研ファインケミカル製）    １質量％
・水                                                ５５質量％
【００６２】
上記で得られた３０種類のインクについて、上層５０質量％の顔料濃度が遠心分離前の１／２となる条件で遠心分離を行った。その後、該インクを質量が互いに等しくなるように４つの液体に分けた。この４つの液体のうち、顔料濃度が最も小さい液体、及び顔料濃度が最も大きい液体を、イオン交換水で希釈した。得られた液体について、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の領域における吸収スペクトルの測定を行った。吸光スペクトルの測定は、分光光度計（Ｕ−３３００；日立製作所製）を用い、又、吸収スペクトルの測定を行う際の液体の希釈率は、ａｂｓの値が０．５以上１．５以下となるようにした。
【００６３】
ここで、顔料濃度が最も小さい液体において、相対的に短波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｘ１、及び、相対的に長波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｙ１とした。又、顔料濃度が最も大きい液体において、相対的に短波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｘ２、及び、相対的に長波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｙ２とした。更に、遠心分離前のインクにおける、相対的に短波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｘ、及び相対的に長波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｙとした。
【００６４】
吸収スペクトルの測定結果から、各インクにおける、Ｙ１／Ｘ１の値、Ｙ２／Ｘ２の値、及びＹ／Ｘの値を算出した。得られた結果をもとに、下記表１及び表２に示す特性を有するインクを、それぞれインク１〜５とした。
【００６５】
【表１】
2007238809.tif 000002
【００６６】
【表２】
2007238809.tif 000003
【００６７】
（インク６〜９の調製）
上記インク１及びインク２で用いた顔料分散体について、遠心分離やミクロフィルター（富士フィルム製）を用いて加圧ろ過することにより粗大粒子及び微粒子を除去し、更に４種類の顔料分散体を調製した。得られた顔料分散体を用いて、下記に示す各成分を混合して、十分撹拌した後、ポアサイズ１．０μｍのミクロフィルター（富士フィルム製）にて加圧ろ過することにより、インク６〜９を調製した。
【００６８】
（吸収スペクトルの測定）
上記で得られたインク６〜９について、上層５０質量％の顔料濃度が遠心分離前の１／２となる条件で遠心分離を行った。その後、該インクを質量が互いに等しくなるように４つの液体に分けた。この４つの液体のうち、顔料濃度が最も小さい液体、及び顔料濃度が最も大きい液体を、イオン交換水で希釈した。得られた液体について、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の領域における吸収スペクトルの測定を行った。吸光スペクトルの測定は、分光光度計（Ｕ−３３００；日立製作所製）を用い、又、吸収スペクトルの測定を行う際の液体の希釈率は、ａｂｓの値が０．５以上１．５以下となるようにした。
【００６９】
ここで、顔料濃度が最も小さい液体において、相対的に短波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｘ１、及び、相対的に長波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｙ１とした。又、顔料濃度が最も大きい液体において、相対的に短波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｘ２、及び、相対的に長波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｙ２とした。更に、遠心分離前のインクにおける、相対的に短波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｘ、及び相対的に長波長の領域に存在する吸収ピークの最大吸光度Ｙとした。
【００７０】
吸収スペクトルの測定結果から、各インクにおける、Ｙ１／Ｘ１の値、Ｙ２／Ｘ２の値、及びＹ／Ｘの値を算出した。得られた結果を下記表３及び表４に示す。
【００７１】
【表３】
2007238809.tif 000004
【００７２】
【表４】
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【００７３】
［評価］
（吐出安定性）
上記で得られた各インクをインクカートリッジに充填して、熱エネルギーの作用によりインクを吐出するインクジェット記録装置ＰＩＸＵＳ９９０ｉのシアンインクのポジションに搭載した。ＰＰＣ用紙オフィスプランナー（キヤノン製）に、記録デューティを２５、５０、７５、１００％として、面積２ｃｍ×８ｃｍのベタ画像をそれぞれ２００枚記録した。尚、プリンタドライバは、デフォルトモードを選択した。この際の不吐出の様子や、得られたベタ画像の濃度やムラの様子を目視で観察して評価した。吐出安定性の評価基準は下記の通りである。評価結果を表５に示す。
Ａ：記録デューティ１００％まで不吐出がなく、且つ、記録デューティが１００％及び２５％のベタ画像を比較するとムラの状態が同程度であった。
Ｂ：記録デューティ１００％まで不吐出はないが、記録デューティが１００％及び２５％のベタ画像を比較すると、１００％のベタ画像におけるムラの状態が劣った。
Ｃ：記録デューティ１００％において、全てのノズルで吐出体積が減少し、ベタ画像がかすれた。
【００７４】
＜耐固着性＞
上記で得られた各インクを充填したインクカートリッジを装着したＰＩＸＵＳ９９０ｉのヘッドカートリッジを用いてノズルチェックパターンを記録して、全てのノズルが記録可能であることを確認した。その後、インクカートリッジを装着したままの状態でヘッドカートリッジをインクジェット記録装置の本体から外して、温度３５℃、湿度１０％の恒温槽中に２週間保存した。その後、ヘッドカートリッジを再びインクジェット記録装置に装着して、記録を可能にするための吸引回復操作を行った。そして、ノズルチェックパターンに乱れがなく、正常に印字できるまでの吸引回復操作の回数を数えて評価を行った。固着回復性の評価基準は以下の通りである。評価結果を表５に示す。
Ａ：１回又は２回の吸引で、記録ヘッドの全てのノズルがチェックパターンに乱れがなく、正常に印字できる。
Ｂ：３回又は４回の吸引で、記録ヘッドの全てのノズルがチェックパターンに乱れがなく、正常に印字できる。
Ｃ：５回以上の吸引を行っても、記録ヘッドのノズルの一部が乱れ、正常な印字ができない。
【００７５】
【表５】
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【００７６】
尚、実施例３のインクは、記録デューティを２５、５０、７５、１００％として、面積２ｃｍ×８ｃｍのベタ画像をそれぞれ２００枚記録した後のインクの吐出体積がほとんど減少せず、評価したインクの中で最も優れた吐出安定性を示した。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】分散液の吸光特性を示すグラフである。
【図２】インクジェット記録装置の斜視図である。
【図３】インクジェット記録装置の機構部の斜視図である。
【図４】インクジェット記録装置の断面図である。
【図５】ヘッドカートリッジにインクタンクを装着する状態を示す斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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