インク、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法
【課題】 本発明は、新規なインクを提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明のインクは、フタロシアニン系の有機顔料を含み、この有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、インクの物理特性例えば表面張力を調整する添加剤とを有し、これら分散剤と添加剤とが、同一のポリオキシエチレン系アニオン界面活性剤とされた構成を有する。このポリオキシエチレン系アニオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルトリエタノールアミン塩のいずれかを用いる場合がある。
【解決手段】 本発明のインクは、フタロシアニン系の有機顔料を含み、この有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、インクの物理特性例えば表面張力を調整する添加剤とを有し、これら分散剤と添加剤とが、同一のポリオキシエチレン系アニオン界面活性剤とされた構成を有する。このポリオキシエチレン系アニオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルトリエタノールアミン塩のいずれかを用いる場合がある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機顔料を含むインク、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクを飛翔させ、記録媒体表面に付着させることにより記録を行う所謂インクジェット記録は、記録時の騒音が少なく、カラー化対応が容易であり、例えば高解像度の画像を高速で記録作成することができることから、プリンターなどにおける記録方式として広く用いられる傾向にある。
【０００３】
従来、インクジェット記録におけるインクは、着色剤として各種水溶性染料を用い、この水溶性染料を、水または水と水溶性有機溶媒との混合液に溶解させることにより構成されてきた。しかし、水溶性染料は耐光性が低いことから、しばしば、水溶性染料によって記録作成された画像などに、変色や退色による色斑などが生じて画質が劣化するといった問題が生じる。
【０００４】
また、水溶性染料は、画像などの記録作成において記録媒体表面に定着した後も、例えば雨、汗、或いは飲食料などの水分が付着した場合には、水に再溶解してしまう。したがって水溶性染料は耐水性も低く、水分の付着によって記録画像がにじむとか、記録画像が消失するなどの問題も生じる。
【０００５】
一方、顔料を着色剤として用いた顔料インクは、耐水性が高く、光による変色や退色も生じ難いインクとして注目されているが、インク中の顔料の分散安定性が不十分であることや、例えば筆記具のペン先やプリンターのインク吐出孔所謂オリフィスの先端でインクが固化して目詰まりを生じるなど、吐出安定性については問題視されている。
【０００６】
これに対し、顔料の分散安定性の検討がなされた顔料インクの提案がなされている（例えば特許文献１、特許文献２、及び特許文献３参照）。また、ペン先やオリフィス先端でのインク固化の抑制が検討された顔料インク（例えば特許文献４及び特許文献５参照）や、インクジェット記録を主たる用途として検討された記録用液体の提案もなされている（例えば特許文献６参照）。
【特許文献１】特開昭61-235478号公報
【特許文献２】特開昭61-246271号公報
【特許文献３】特開昭62-116678号公報
【特許文献４】特開昭56-41261号公報
【特許文献５】特開昭62-101672号公報
【特許文献６】特開昭56-147859号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、インクジェット記録方法では、目的とする記録画像の寸法や解像度に応じて、顔料インクの吐出を連続的かつ長時間に渡って行うことが必要とされることから、短時間での連続吐出が可能な顔料インクにおいても、長時間にわたって連続吐出を行った場合には吐出安定性が低下する場合が生じる。
【０００８】
特に、加熱によってインクの吐出及び飛翔がなされる方式によるインクジェット記録方法においては、吐出が不安定となるばかりでなく、最終的に吐出がなされなくなる場合もあることから、問題は深刻となる。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、新規なインクを提供することを目的とする。
また、本発明は、このインクを収容する新規なインクカートリッジを提供することを目的とする。
また、本発明は、このインクを用いる新規なインクジェット記録方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によるインクは、有機顔料を含むインクであって、上記有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、上記インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、上記分散剤と上記添加剤とが、同一の界面活性剤とされたことを特徴とする。
【００１１】
本発明によるインクにおいては、有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、分散剤と添加剤とが、同一の界面活性剤とされたことから、有機顔料の分散状態がより安定化される。
【００１２】
本発明によるインクカートリッジは、インクを収容するインクカートリッジであって、 上記インクが、有機顔料と、該有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、上記インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、上記分散剤と上記添加剤とが、同一の界面活性剤とされたことを特徴とする。
【００１３】
本発明によるインクカートリッジにおいては、収容するインクを構成する有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、分散剤と添加剤とが、同一の界面活性剤とされたことから、有機顔料の分散状態がより安定化されたインクを収容するインクカートリッジが得られる。
【００１４】
本発明によるインクジェット記録方法は、インクを、熱エネルギーにより飛翔させて記録媒体表面に付着させるインクジェット記録方法であって、上記インクが、有機顔料と、該有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、上記インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、上記分散剤と上記添加剤とが、同一の界面活性剤とされたことを特徴とする。
【００１５】
本発明によるインクジェット記録方法においては、記録媒体表面に飛翔させるインクを構成する有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、分散剤と添加剤とが、同一の界面活性剤とされたことから、有機顔料の分散状態がより安定化されたインクを用いるインクジェット記録方法が得られる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、有機顔料を含み、この有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、これら分散剤と添加剤とが、同一の界面活性剤とされた構成による、新規なインクを提供することができる。
【００１７】
また、本発明は、インクを収容するインクカートリッジにおいて、上述のインクが、有機顔料を含み、この有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、これら分散剤と添加剤とが、同一の界面活性剤とされた構成により、新規なインクカートリッジを提供することができる。
【００１８】
また、本発明は、インクを、熱エネルギーによって飛翔させて記録媒体表面に付着させるインクジェット記録方法において、上述のインクが、有機顔料を含み、この有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、これら分散剤と添加剤とが、同一の界面活性剤とされた構成により、新規なインクジェット記録方法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】
【００１９】
以下図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明するが、本発明はこの実施の形態に限られるものでない。
まず、本発明によるインクの実施の形態について説明する。この実施の形態において、本発明によるインクは、水性媒体中に、有機顔料、例えばフタロシアニン系顔料すなわちＣ．Ｉ．ピグメントブルーＰＢ１５：３（無置換銅フタロシアニン）（化４）、１５、１５：１、１５：４、１５：６、２２、６０、６４の少なくともいずれか１つを含み、ポリオキシエチレン系アニオン界面活性剤による分散剤と添加剤とを有する。なお、有機顔料の結晶型はβ型に限られず、例えばα型によることもできる。
【００２０】
【化４】
【００２１】
この実施の形態において、有機顔料の平均粒径は、透過型電子顕微鏡を用いて測定した有機顔料の一次粒子の平均粒径が１０ｎｍ〜７０ｎｍの範囲が好ましく、中でも１０ｎｍ〜４０ｎｍの範囲が特に好ましい。
また、インク中の有機顔料の含有量は、インクに比して０．１〜１５％の質量範囲が好ましく、中でも１〜１０％の質量範囲が特に好ましい。
【００２２】
一方、ポリオキシエチレン系アニオン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硫酸エステルナトリウム塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルトリエタノールアミン塩などが挙げられる。
【００２３】
これらのポリオキシエチレン系アニオン界面活性剤において、アルキル基の炭素数は、４〜５０の範囲にあることが好ましく、中でも８〜４０の範囲にあると特に好ましい。炭素数が４以上であると、顔料に吸着し顔料を分散させる効果があり、８以上であるとこの効果がより顕著になる。また、炭素数が５０以下であると、水溶性の効果が出始め、４０以下であるとこの効果がより顕著になる。
【００２４】
また、オキシエチレン付加モル数は、１〜４０の範囲にあることが好ましく、中でも２〜３０の範囲にあることが特に好ましい。オキシエチレン付加モル数が１以上であると、水溶性に効果があり、２以上であるとこの効果がより顕著になる。また、オキシエチレン付加モル数が４０以下であると、顔料を分散させる効果があり、３０以下であるとこの効果がより顕著になる。
【００２５】
この実施の形態において、本発明によるインクを構成するポリオキシエチレン系アニオン界面活性剤は、分散剤及び添加剤として加えられる総量が、最大でも、インク中で１．０％以上４．０％以下の質量範囲とされることが好ましく、中でも１．０％以上３．０％以下の質量範囲とされることが特に好ましい。
これは、１．０％よりも小とされた場合には、インクが例えばカートリッジの先端すなわちオリフィスのノズル面で乾燥しやすくなり、逆に４．０％よりも大とされた場合には、記録媒体例えば印画紙の表面に付着した後も乾燥し難くなってしまうためである。
【００２６】
本発明によるインクの作製方法について説明する。ポリオキシエチレン系アニオン界面
活性剤による分散剤を所定量加えた水性媒体を用意し、この水性媒体にフタロシアニン系顔料を所定量加えて攪拌した後、分散機を用いて分散を行って遠心分離等により粗大粒子を除いて分散液を作製する。その後、ポリオキシエチレン界面活性剤による添加剤や、所定の水性媒体及び塩を加えて攪拌混合及び濾過を行うことにより、本発明によるインクを作製することができる。塩は特に限定されるものではないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物;水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物を挙げることができる。
【００２７】
上述の水性媒体としては、水、或いは水と水溶性有機溶媒との混合溶媒を挙げることができる。
なお、水溶性有機溶媒としては、インクの乾燥を防止する作用を有するものが好ましく、例えば、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１〜４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、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、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、１，５−ペンタンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、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ポリオール類；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が挙げられる。
【００２８】
また、上述の分散機としては任意の市販のものを使用することができ、例えば、コロイドミル、フロージェットミル、スラッシャーミル、ハイスピードディスパーザー、ボールミル、アトライター、サンドミル、サンドグラインダー、ウルトラファインミル、アイガーモーターミル、ダイノーミル、パールミル、アジテータミル、コボルミル、３本ロール、２本ロール、エクストリューダー、ニーダー、アルティマイザー、マイクロフルイダイザー、ラボラトリーホモジナイザー、超音波ホモジナイザー等が挙げられる。
本発明によるインクの作製においては、これらの分散機を単独で用いても、組み合せて用いてもよい。また、所定の水或いは水溶性有機溶媒を混合させた後、分散剤を所定量加え、有機顔料を所定量加えた後、分散機を用いて分散させてもよい。
【００２９】
なお、本発明によるインクにおいては、溶媒中における有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、インクの物理特性例えば表面張力を調整する添加剤とが、同一の界面活性剤によって構成されることから、インクの作製は、溶媒に有機顔料を加えて分散させる前に、必要量の界面活性剤を分散剤として予め溶媒に加えておくことによって行うこともできるし、分散及び遠心分離の後に、すなわち最終的に物理特性例えば表面張力を調整してインク化を行う段階においてのみ、必要量の界面活性剤を添加剤として加えることによって行うこともできる。
【００３０】
更に、本発明によるインクは、インクジェット記録方法によるプリンターなどに適用する場合には、プリンターを構成する記録ヘッドの例えばオリフィスからの吐出が重要となるが、この吐出が良好になされるインクの特性としては、特に粘度と表面張力が重要とされる。粘度については１〜１５ｃＰｓの範囲が好ましく、中でも１〜５ｃＰｓの範囲が特に好ましく、表面張力については、２５〜６０ｄｙｎ／ｃｍの範囲が好ましく、中でも２５〜５０ｄｙｎ／ｃｍの範囲が特に好ましい。
【００３１】
このため、本発明によるインクを構成する水性媒体として水と水溶性有機溶媒との混合溶媒を用いる場合には、水溶性有機溶媒として、グリセリン、トリメチロールプロパン、チオジグリコール、エチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、イソプロピルアルコール、アセチレンアルコールを用いることが好ましい。
また、本発明によるインクは、必要に応じて、分散剤及び添加剤を構成する界面活性剤とは別の界面活性剤や、消泡剤、防腐剤、防黴剤、ｐＨ調整剤、酸化防止剤等を有する構成とすることができ、更に調色等を目的として市販の水溶性染料を加えた構成とすることもできる。
【００３２】
つぎに、インクカートリッジにかかる発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００３３】
図１は、本発明のインクカートリッジを使用するインクジェットプリンター装置（以下、プリンター装置と記す。）１を示すものである。プリンター装置１は、所定の方向に走行する記録紙Ｐに対してインク等を吐出して画像や文字を印刷する、いわゆる高速吐出が可能なライン型のプリンター装置である。
【００３４】
このプリンター装置１は、インクジェットプリンタヘッドカートリッジ（以下、ヘッドカートリッジと記す。）３を装着している。ヘッドカートリッジ３は、カートリッジ本体２１を有し、このカートリッジ本体２１にインクカートリッジ５（後述する。）が装着されている。ヘッドカートリッジ３は、プリンター本体４の上面側から、すなわち図１中矢印Ａ方向から装着される。
【００３５】
ヘッドカートリッジ３は、インクを微細に粒子化して吐出し、記録紙Ｐ等といった対象物の主面に液滴状態にしたインクを吹き付け画像や文字等を記録する吐出手段を備えている。ヘッドカートリッジ３は、記録紙Ｐの印刷幅に合わせて、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図１中矢印Ｗ方向にインク吐出口（ノズル）が略直線状に並設され、各ノズルよりインクが吐出される。
【００３６】
図２に示すように、インク供給源となりインク２を収容する液体カートリッジであるインクカートリッジ５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋが、ヘッドカートリッジ３に対して、着脱可能に装着されている。すなわち、イエローのインクカートリッジ５ｙ、マゼンタのインクカートリッジ５ｍ、シアンのインクカートリッジ５ｃ、およびブラックのインクカートリッジ５ｋである。本発明のインクカートリッジは、シアンのインクカートリッジ５ｃである。
【００３７】
インクカートリッジ５は、図３に示すように、カートリッジ容器１１を有している。カートリッジ容器１１には、インク２を収容するインク収容部１２と、インク収容部１２からヘッドカートリッジ３のカートリッジ本体２１にインク２を供給するインク供給部１３と、外部よりインク収容部１２内に空気を取り込む外部連通孔１４と、外部連通孔１４より取り込まれた空気をインク収容部１２内に導入する空気導入路１５と、外部連通孔１４と空気導入路１５との間でインク２を一時的に貯留する貯留部１６とが設けられている。
【００３８】
インクカートリッジは、上述のようにインクごとにばらばらに分離するものに限定されない。このほか、複数のインク収容部が一体となっているものなど、一般に用いられているあらゆる種類のインクカートリッジを採用することができる。
【００３９】
つぎに、インクジェット記録方法にかかる発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００４０】
図４は、本発明のインクジェット記録方法に用いる、ヘッドカートリッジ３を模式的に示したものである。インクカートリッジ５に収容されているインク２は、インク供給部１３を通じて、接続部２６に供給される。インク２は、接続部２６を構成するインク溜め部３１、フィルタ３３、弁機構３４、およびインク供給口５１を通じて、インク吐出ヘッド２７のインク流路５２に供給される。さらにインク２は、インク流路５２から、ノズル５５ａに供給される。
【００４１】
インク吐出ヘッド２７には、ヘッドチップ５３が配置され、ヘッドチップ５３には、ノズル５５ａが各色毎、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図４中矢印Ｗ方向に略直線状をなすように並設されている。
【００４２】
ヘッドチップ５３は、図５Ａに示すように、ベースとなる基板５４と、複数のノズル５５ａが形成されたノズルシート５５と、基板５４とノズルシート５５との間をノズル５５ａ毎に区画するフィルム５６と、インク流路５２を通して供給されたインク２を加圧するインク液室５７と、インク液室５７に供給されたインク２を加熱する発熱抵抗体５８とを有し、ノズル５５ａよりインク液滴を吐出する吐出手段である。
【００４３】
発熱抵抗体５８は、インク液室５７に臨む基板５４上に配置されると共に、この基板５４の制御回路と電気的に接続されている。ノズル５５ａは、ノズルシート５５に円形状に開口された微小孔であり、発熱抵抗体５８と対向するように配置される。
【００４４】
このヘッドチップ５３では、基板５４の制御回路が発熱抵抗体５８を制御し、発熱抵抗体５８に対して、パルス電流を供給する。これにより、発熱抵抗体５８が急速に加熱される。その結果、発熱抵抗体５８表面に接するインク２が急速に加熱され、インク２の温度は通常の沸点を超えて上昇し、約３３０℃の自発核生成温度に達する。この発熱抵抗体５８による加熱は、短時間の加熱のため,インク液室５７内の温度勾配は極めて急なものとなり、発熱抵抗体５８の表面のインク２が一斉に沸騰状態となり、いわゆる膜沸騰状態となる。その後、沸騰で発生した気泡の内部では、活発な沸騰が続き、図５Ｂに示すように、インク気泡ｂが成長していく。
【００４５】
そして、図５Ｃに示すように、インク液室５７内のインク２は、インク気泡ｂの成長の勢いでノズル５５ａから飛び出し、インク気泡ｂはその膨張に伴い気化熱が大量に奪われ、外気より気圧の下がった気泡が急速に収縮する。ノズル５５ａより飛び出したインク２は、その慣性とインク気泡ｂの収縮によってノズル５５ａより外に伸びた尾が切れ、インク液滴ｉがノズル５５ａより吐出される。
【００４６】
そして、インク液室５７には、元のメニスカス（ノズル５５ａの液面）に戻ろうとするノズル５５ａの毛細管力によってノズル５５ａより吐出された量と同量のインク２が、インク流路５２から供給され、一方、インク気泡ｂは、この新鮮なインク２の流入により、さらに収縮し、やがて消滅する。
【００４７】
なお、上述したヘッドチップ５３は、発熱抵抗体５８によってインク２を加熱しながら吐出させる電気熱変換方式を採用しているが、このような方式に限定されず、例えば圧電素子等の電気機械変換素子によってインク２の液滴を電気機械的に吐出させる電気機械変換方式を採用したものであってもよい。
【実施例】
【００４８】
次に、本発明にかかる実施例について説明するが、本発明はこの実施例に限られるものではない。なお、この実施例において「％」の表記は質量％である。
【００４９】
まず、以下のような分散液を作製した。
【００５０】
（分散液１）
以下の成分を混合し、ペイントシェーカー（メディアは、ジルコニア１ｍｍ径、メディア充填率70％）で分散し、遠心分離機にて粗粒分を除去し分散液とした。
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー15:3（化５） 15%
分散剤 ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム塩（パーソフトEF 日本油脂製） 3.0％
純水 82％
【００５１】
【化５】
【００５２】
以下、分散剤を変更して、同様に分散液の作製を行った。
【００５３】
（分散液２）
分散剤 ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム塩（シノリンＳＰＥ−１２００ 新日本理化製；ＰＯＥ（２）ラウリルエーテル硫酸ナトリウム） 3.0％
（分散液３）
分散剤 ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸ナトリウム（９ＮＳ５０ 新日本理化製）3.0％
（分散液4）
分散剤 ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸ナトリウム（２Ｐ４５−Ｓ 新日本理化製） 3.0％
（分散液5）
分散剤 ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルトリエタノールアミン塩（パーソフトＥＦＴ 日本油脂製） 3.0％
（分散液6）
分散剤 ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム塩（パーソフトEDO 日本油脂製） 3.0％
【００５４】
次に、本実施例に用いたインク組成を示す。
以下の成分を混合攪拌後、再び遠心分離機にて祖流分を除去することによってインク化を行い、本発明のインクとした。
＜インク組成＞
分散液１〜６ 13%
１，５−ペンタンジオール 15%
添加剤 任意＊１
イオン交換水 （100（％）−（分散液（％）+（１，５−ペンタンジオール）（％）+分散剤（％）））
【００５５】
＊1の添加剤は、分散液に含まれる分散剤と同一の界面活性剤を、インク化時に、表１に示すような添加量で添加した。
【００５６】
【表１】
【００５７】
これらのインクについて、以下のテストを実施した。
吐出安定性は、すべてのインクをカートリッジに入れて、記録ヘッド内のインクに熱エネルギーを与えて液滴を発生させ吐出を行なうオンデマンドタイプの吐出オリフィス径16μｍの試作マルチヘッドを使用した。連続吐出特性は、駆動周波数10ｋHz、駆動電圧を11Ｖで試験を行った。
【００５８】
その際の各特性の良否の判断は、液滴の吐出速度を観察測定することで行った。吐出速度は、ドライバの駆動信号の遅延を操作し、モニター上のインク滴画像を移動させ、移動距離と、それに要した遅延時間とから吐出速度を算出した。
試験結果の良否は、連続吐出試験において、初期の吐出速度と50分後の吐出速度が、初期10ｍ/ｓ以上かつ50分後10m/s以上（○）、初期8ｍ/ｓ以上かつ50分後8m/s以上（△）、初期8ｍ/ｓ未満（×）とし、○及び△を良とした。
【００５９】
表１からわかるように、分散液１〜６と、分散剤または添加剤として加えた界面活性剤の総量との組み合わせについて、以下の組み合わせの場合に結果が○もしくは△であり、良好な試験結果が得られた。
【００６０】
すなわち、分散剤と添加剤とが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム塩（パーソフトＥＦ 日本油脂製）とされ、これら分散剤及び添加剤の総量が、インクに比して１．０％以上４．０％以下の質量とされた場合である。
【００６１】
また、分散剤と添加剤とが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム塩（シノリンＳＰＥ−１２００ 新日本理化製）とされ、これら分散剤及び添加剤の総量が、インクに比して１．０％以上４．０％以下の質量とされた場合である。
【００６２】
また、分散剤と添加剤とが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸ナトリウム（９ＮＳ５０ 新日本理化製）とされ、分散剤及び添加剤の総量が、インクに比して１．０％以上３．０％以下の質量とされた場合である。
【００６３】
また、分散剤と添加剤とが、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸ナトリウム（２Ｐ４５−Ｓ 新日本理化製）とされ、分散剤及び添加剤の総量が、インクに比して１．０％以上３．０％以下の質量とされた場合である。
【００６４】
また、分散剤と添加剤とが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルトリエタノールアミン塩（パーソフトＥＦＴ 日本油脂製）とされ、分散剤及び添加剤の総量が、インクに比して１．０％以上３．０％以下の質量とされた場合である。
【００６５】
また、分散剤と添加剤とが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム塩（パーソフトＥＤＯ 日本油脂製）とされ、分散剤及び添加剤の総量が、インクに比して１．０％以上３．０％以下の質量とされた場合である。
【００６６】
以上のことから、本実施例によれば、長時間吐出させても常に安定した吐出が可能なインク、またこのインクを収容したインクカートリッジ、またこのインクを使用したインクジェット記録方法を提供することができる。
【００６７】
以上の実施例で説明したように、本発明によれば、長時間にわたって連続吐出を行った場合にも、吐出安定性を維持できるインクを提供することができる。したがって、例えばプリンターを構成するインクとして用いた場合、プリンターのインク吐出性能の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明によるインクを収容するインクカートリッジの一例と、このインクカートリッジを備えたプリンターの構成を示す概略斜視図である。
【図２】本発明によるインクを収容するインクカートリッジの一例を示す概略斜視図である。
【図３】本発明によるインクカートリッジの一例の構成を示す概略断面図である。
【図４】本発明によるインクジェット記録方法の説明に供する模式図である。
【図５】図５Ａ〜図５Ｃは、それぞれ、本発明によるインクジェット記録方法の一例の原理を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６９】
１・・・プリンター、２・・・インク、３・・・ヘッドカートリッジ、４・・・プリンター本体、５・・・インクカートリッジ、５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋ・・・インクカートリッジ、１１・・・カートリッジ容器、１２・・・インク収容部、１３・・・インク供給部、１４・・・外部連通孔、１５・・・空気導入路、１６・・・貯留部、２１・・・カートリッジ本体、２６・・・接続部、２７・・・インク吐出ヘッド、３１・・・インク溜め部、３３・・・フィルタ、３４・・・弁機構、５１・・・インク供給口、５２・・・インク流路、５３・・・ヘッドチップ、５４・・・基板、５５ａ・・・ノズル、５６・・・フィルム、５７・・・インク液室、５８・・・発熱抵抗体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機顔料を含むインク、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクを飛翔させ、記録媒体表面に付着させることにより記録を行う所謂インクジェット記録は、記録時の騒音が少なく、カラー化対応が容易であり、例えば高解像度の画像を高速で記録作成することができることから、プリンターなどにおける記録方式として広く用いられる傾向にある。
【０００３】
従来、インクジェット記録におけるインクは、着色剤として各種水溶性染料を用い、この水溶性染料を、水または水と水溶性有機溶媒との混合液に溶解させることにより構成されてきた。しかし、水溶性染料は耐光性が低いことから、しばしば、水溶性染料によって記録作成された画像などに、変色や退色による色斑などが生じて画質が劣化するといった問題が生じる。
【０００４】
また、水溶性染料は、画像などの記録作成において記録媒体表面に定着した後も、例えば雨、汗、或いは飲食料などの水分が付着した場合には、水に再溶解してしまう。したがって水溶性染料は耐水性も低く、水分の付着によって記録画像がにじむとか、記録画像が消失するなどの問題も生じる。
【０００５】
一方、顔料を着色剤として用いた顔料インクは、耐水性が高く、光による変色や退色も生じ難いインクとして注目されているが、インク中の顔料の分散安定性が不十分であることや、例えば筆記具のペン先やプリンターのインク吐出孔所謂オリフィスの先端でインクが固化して目詰まりを生じるなど、吐出安定性については問題視されている。
【０００６】
これに対し、顔料の分散安定性の検討がなされた顔料インクの提案がなされている（例えば特許文献１、特許文献２、及び特許文献３参照）。また、ペン先やオリフィス先端でのインク固化の抑制が検討された顔料インク（例えば特許文献４及び特許文献５参照）や、インクジェット記録を主たる用途として検討された記録用液体の提案もなされている（例えば特許文献６参照）。
【特許文献１】特開昭61-235478号公報
【特許文献２】特開昭61-246271号公報
【特許文献３】特開昭62-116678号公報
【特許文献４】特開昭56-41261号公報
【特許文献５】特開昭62-101672号公報
【特許文献６】特開昭56-147859号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、インクジェット記録方法では、目的とする記録画像の寸法や解像度に応じて、顔料インクの吐出を連続的かつ長時間に渡って行うことが必要とされることから、短時間での連続吐出が可能な顔料インクにおいても、長時間にわたって連続吐出を行った場合には吐出安定性が低下する場合が生じる。
【０００８】
特に、加熱によってインクの吐出及び飛翔がなされる方式によるインクジェット記録方法においては、吐出が不安定となるばかりでなく、最終的に吐出がなされなくなる場合もあることから、問題は深刻となる。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、新規なインクを提供することを目的とする。
また、本発明は、このインクを収容する新規なインクカートリッジを提供することを目的とする。
また、本発明は、このインクを用いる新規なインクジェット記録方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によるインクは、有機顔料を含むインクであって、上記有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、上記インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、上記分散剤と上記添加剤とが、同一の界面活性剤とされたことを特徴とする。
【００１１】
本発明によるインクにおいては、有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、分散剤と添加剤とが、同一の界面活性剤とされたことから、有機顔料の分散状態がより安定化される。
【００１２】
本発明によるインクカートリッジは、インクを収容するインクカートリッジであって、 上記インクが、有機顔料と、該有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、上記インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、上記分散剤と上記添加剤とが、同一の界面活性剤とされたことを特徴とする。
【００１３】
本発明によるインクカートリッジにおいては、収容するインクを構成する有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、分散剤と添加剤とが、同一の界面活性剤とされたことから、有機顔料の分散状態がより安定化されたインクを収容するインクカートリッジが得られる。
【００１４】
本発明によるインクジェット記録方法は、インクを、熱エネルギーにより飛翔させて記録媒体表面に付着させるインクジェット記録方法であって、上記インクが、有機顔料と、該有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、上記インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、上記分散剤と上記添加剤とが、同一の界面活性剤とされたことを特徴とする。
【００１５】
本発明によるインクジェット記録方法においては、記録媒体表面に飛翔させるインクを構成する有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、分散剤と添加剤とが、同一の界面活性剤とされたことから、有機顔料の分散状態がより安定化されたインクを用いるインクジェット記録方法が得られる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、有機顔料を含み、この有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、これら分散剤と添加剤とが、同一の界面活性剤とされた構成による、新規なインクを提供することができる。
【００１７】
また、本発明は、インクを収容するインクカートリッジにおいて、上述のインクが、有機顔料を含み、この有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、これら分散剤と添加剤とが、同一の界面活性剤とされた構成により、新規なインクカートリッジを提供することができる。
【００１８】
また、本発明は、インクを、熱エネルギーによって飛翔させて記録媒体表面に付着させるインクジェット記録方法において、上述のインクが、有機顔料を含み、この有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、これら分散剤と添加剤とが、同一の界面活性剤とされた構成により、新規なインクジェット記録方法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】
【００１９】
以下図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明するが、本発明はこの実施の形態に限られるものでない。
まず、本発明によるインクの実施の形態について説明する。この実施の形態において、本発明によるインクは、水性媒体中に、有機顔料、例えばフタロシアニン系顔料すなわちＣ．Ｉ．ピグメントブルーＰＢ１５：３（無置換銅フタロシアニン）（化４）、１５、１５：１、１５：４、１５：６、２２、６０、６４の少なくともいずれか１つを含み、ポリオキシエチレン系アニオン界面活性剤による分散剤と添加剤とを有する。なお、有機顔料の結晶型はβ型に限られず、例えばα型によることもできる。
【００２０】
【化４】
【００２１】
この実施の形態において、有機顔料の平均粒径は、透過型電子顕微鏡を用いて測定した有機顔料の一次粒子の平均粒径が１０ｎｍ〜７０ｎｍの範囲が好ましく、中でも１０ｎｍ〜４０ｎｍの範囲が特に好ましい。
また、インク中の有機顔料の含有量は、インクに比して０．１〜１５％の質量範囲が好ましく、中でも１〜１０％の質量範囲が特に好ましい。
【００２２】
一方、ポリオキシエチレン系アニオン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硫酸エステルナトリウム塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルトリエタノールアミン塩などが挙げられる。
【００２３】
これらのポリオキシエチレン系アニオン界面活性剤において、アルキル基の炭素数は、４〜５０の範囲にあることが好ましく、中でも８〜４０の範囲にあると特に好ましい。炭素数が４以上であると、顔料に吸着し顔料を分散させる効果があり、８以上であるとこの効果がより顕著になる。また、炭素数が５０以下であると、水溶性の効果が出始め、４０以下であるとこの効果がより顕著になる。
【００２４】
また、オキシエチレン付加モル数は、１〜４０の範囲にあることが好ましく、中でも２〜３０の範囲にあることが特に好ましい。オキシエチレン付加モル数が１以上であると、水溶性に効果があり、２以上であるとこの効果がより顕著になる。また、オキシエチレン付加モル数が４０以下であると、顔料を分散させる効果があり、３０以下であるとこの効果がより顕著になる。
【００２５】
この実施の形態において、本発明によるインクを構成するポリオキシエチレン系アニオン界面活性剤は、分散剤及び添加剤として加えられる総量が、最大でも、インク中で１．０％以上４．０％以下の質量範囲とされることが好ましく、中でも１．０％以上３．０％以下の質量範囲とされることが特に好ましい。
これは、１．０％よりも小とされた場合には、インクが例えばカートリッジの先端すなわちオリフィスのノズル面で乾燥しやすくなり、逆に４．０％よりも大とされた場合には、記録媒体例えば印画紙の表面に付着した後も乾燥し難くなってしまうためである。
【００２６】
本発明によるインクの作製方法について説明する。ポリオキシエチレン系アニオン界面
活性剤による分散剤を所定量加えた水性媒体を用意し、この水性媒体にフタロシアニン系顔料を所定量加えて攪拌した後、分散機を用いて分散を行って遠心分離等により粗大粒子を除いて分散液を作製する。その後、ポリオキシエチレン界面活性剤による添加剤や、所定の水性媒体及び塩を加えて攪拌混合及び濾過を行うことにより、本発明によるインクを作製することができる。塩は特に限定されるものではないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物;水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物を挙げることができる。
【００２７】
上述の水性媒体としては、水、或いは水と水溶性有機溶媒との混合溶媒を挙げることができる。
なお、水溶性有機溶媒としては、インクの乾燥を防止する作用を有するものが好ましく、例えば、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１〜４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、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、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、１，５−ペンタンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、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ポリオール類；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が挙げられる。
【００２８】
また、上述の分散機としては任意の市販のものを使用することができ、例えば、コロイドミル、フロージェットミル、スラッシャーミル、ハイスピードディスパーザー、ボールミル、アトライター、サンドミル、サンドグラインダー、ウルトラファインミル、アイガーモーターミル、ダイノーミル、パールミル、アジテータミル、コボルミル、３本ロール、２本ロール、エクストリューダー、ニーダー、アルティマイザー、マイクロフルイダイザー、ラボラトリーホモジナイザー、超音波ホモジナイザー等が挙げられる。
本発明によるインクの作製においては、これらの分散機を単独で用いても、組み合せて用いてもよい。また、所定の水或いは水溶性有機溶媒を混合させた後、分散剤を所定量加え、有機顔料を所定量加えた後、分散機を用いて分散させてもよい。
【００２９】
なお、本発明によるインクにおいては、溶媒中における有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、インクの物理特性例えば表面張力を調整する添加剤とが、同一の界面活性剤によって構成されることから、インクの作製は、溶媒に有機顔料を加えて分散させる前に、必要量の界面活性剤を分散剤として予め溶媒に加えておくことによって行うこともできるし、分散及び遠心分離の後に、すなわち最終的に物理特性例えば表面張力を調整してインク化を行う段階においてのみ、必要量の界面活性剤を添加剤として加えることによって行うこともできる。
【００３０】
更に、本発明によるインクは、インクジェット記録方法によるプリンターなどに適用する場合には、プリンターを構成する記録ヘッドの例えばオリフィスからの吐出が重要となるが、この吐出が良好になされるインクの特性としては、特に粘度と表面張力が重要とされる。粘度については１〜１５ｃＰｓの範囲が好ましく、中でも１〜５ｃＰｓの範囲が特に好ましく、表面張力については、２５〜６０ｄｙｎ／ｃｍの範囲が好ましく、中でも２５〜５０ｄｙｎ／ｃｍの範囲が特に好ましい。
【００３１】
このため、本発明によるインクを構成する水性媒体として水と水溶性有機溶媒との混合溶媒を用いる場合には、水溶性有機溶媒として、グリセリン、トリメチロールプロパン、チオジグリコール、エチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、イソプロピルアルコール、アセチレンアルコールを用いることが好ましい。
また、本発明によるインクは、必要に応じて、分散剤及び添加剤を構成する界面活性剤とは別の界面活性剤や、消泡剤、防腐剤、防黴剤、ｐＨ調整剤、酸化防止剤等を有する構成とすることができ、更に調色等を目的として市販の水溶性染料を加えた構成とすることもできる。
【００３２】
つぎに、インクカートリッジにかかる発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００３３】
図１は、本発明のインクカートリッジを使用するインクジェットプリンター装置（以下、プリンター装置と記す。）１を示すものである。プリンター装置１は、所定の方向に走行する記録紙Ｐに対してインク等を吐出して画像や文字を印刷する、いわゆる高速吐出が可能なライン型のプリンター装置である。
【００３４】
このプリンター装置１は、インクジェットプリンタヘッドカートリッジ（以下、ヘッドカートリッジと記す。）３を装着している。ヘッドカートリッジ３は、カートリッジ本体２１を有し、このカートリッジ本体２１にインクカートリッジ５（後述する。）が装着されている。ヘッドカートリッジ３は、プリンター本体４の上面側から、すなわち図１中矢印Ａ方向から装着される。
【００３５】
ヘッドカートリッジ３は、インクを微細に粒子化して吐出し、記録紙Ｐ等といった対象物の主面に液滴状態にしたインクを吹き付け画像や文字等を記録する吐出手段を備えている。ヘッドカートリッジ３は、記録紙Ｐの印刷幅に合わせて、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図１中矢印Ｗ方向にインク吐出口（ノズル）が略直線状に並設され、各ノズルよりインクが吐出される。
【００３６】
図２に示すように、インク供給源となりインク２を収容する液体カートリッジであるインクカートリッジ５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋが、ヘッドカートリッジ３に対して、着脱可能に装着されている。すなわち、イエローのインクカートリッジ５ｙ、マゼンタのインクカートリッジ５ｍ、シアンのインクカートリッジ５ｃ、およびブラックのインクカートリッジ５ｋである。本発明のインクカートリッジは、シアンのインクカートリッジ５ｃである。
【００３７】
インクカートリッジ５は、図３に示すように、カートリッジ容器１１を有している。カートリッジ容器１１には、インク２を収容するインク収容部１２と、インク収容部１２からヘッドカートリッジ３のカートリッジ本体２１にインク２を供給するインク供給部１３と、外部よりインク収容部１２内に空気を取り込む外部連通孔１４と、外部連通孔１４より取り込まれた空気をインク収容部１２内に導入する空気導入路１５と、外部連通孔１４と空気導入路１５との間でインク２を一時的に貯留する貯留部１６とが設けられている。
【００３８】
インクカートリッジは、上述のようにインクごとにばらばらに分離するものに限定されない。このほか、複数のインク収容部が一体となっているものなど、一般に用いられているあらゆる種類のインクカートリッジを採用することができる。
【００３９】
つぎに、インクジェット記録方法にかかる発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００４０】
図４は、本発明のインクジェット記録方法に用いる、ヘッドカートリッジ３を模式的に示したものである。インクカートリッジ５に収容されているインク２は、インク供給部１３を通じて、接続部２６に供給される。インク２は、接続部２６を構成するインク溜め部３１、フィルタ３３、弁機構３４、およびインク供給口５１を通じて、インク吐出ヘッド２７のインク流路５２に供給される。さらにインク２は、インク流路５２から、ノズル５５ａに供給される。
【００４１】
インク吐出ヘッド２７には、ヘッドチップ５３が配置され、ヘッドチップ５３には、ノズル５５ａが各色毎、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図４中矢印Ｗ方向に略直線状をなすように並設されている。
【００４２】
ヘッドチップ５３は、図５Ａに示すように、ベースとなる基板５４と、複数のノズル５５ａが形成されたノズルシート５５と、基板５４とノズルシート５５との間をノズル５５ａ毎に区画するフィルム５６と、インク流路５２を通して供給されたインク２を加圧するインク液室５７と、インク液室５７に供給されたインク２を加熱する発熱抵抗体５８とを有し、ノズル５５ａよりインク液滴を吐出する吐出手段である。
【００４３】
発熱抵抗体５８は、インク液室５７に臨む基板５４上に配置されると共に、この基板５４の制御回路と電気的に接続されている。ノズル５５ａは、ノズルシート５５に円形状に開口された微小孔であり、発熱抵抗体５８と対向するように配置される。
【００４４】
このヘッドチップ５３では、基板５４の制御回路が発熱抵抗体５８を制御し、発熱抵抗体５８に対して、パルス電流を供給する。これにより、発熱抵抗体５８が急速に加熱される。その結果、発熱抵抗体５８表面に接するインク２が急速に加熱され、インク２の温度は通常の沸点を超えて上昇し、約３３０℃の自発核生成温度に達する。この発熱抵抗体５８による加熱は、短時間の加熱のため,インク液室５７内の温度勾配は極めて急なものとなり、発熱抵抗体５８の表面のインク２が一斉に沸騰状態となり、いわゆる膜沸騰状態となる。その後、沸騰で発生した気泡の内部では、活発な沸騰が続き、図５Ｂに示すように、インク気泡ｂが成長していく。
【００４５】
そして、図５Ｃに示すように、インク液室５７内のインク２は、インク気泡ｂの成長の勢いでノズル５５ａから飛び出し、インク気泡ｂはその膨張に伴い気化熱が大量に奪われ、外気より気圧の下がった気泡が急速に収縮する。ノズル５５ａより飛び出したインク２は、その慣性とインク気泡ｂの収縮によってノズル５５ａより外に伸びた尾が切れ、インク液滴ｉがノズル５５ａより吐出される。
【００４６】
そして、インク液室５７には、元のメニスカス（ノズル５５ａの液面）に戻ろうとするノズル５５ａの毛細管力によってノズル５５ａより吐出された量と同量のインク２が、インク流路５２から供給され、一方、インク気泡ｂは、この新鮮なインク２の流入により、さらに収縮し、やがて消滅する。
【００４７】
なお、上述したヘッドチップ５３は、発熱抵抗体５８によってインク２を加熱しながら吐出させる電気熱変換方式を採用しているが、このような方式に限定されず、例えば圧電素子等の電気機械変換素子によってインク２の液滴を電気機械的に吐出させる電気機械変換方式を採用したものであってもよい。
【実施例】
【００４８】
次に、本発明にかかる実施例について説明するが、本発明はこの実施例に限られるものではない。なお、この実施例において「％」の表記は質量％である。
【００４９】
まず、以下のような分散液を作製した。
【００５０】
（分散液１）
以下の成分を混合し、ペイントシェーカー（メディアは、ジルコニア１ｍｍ径、メディア充填率70％）で分散し、遠心分離機にて粗粒分を除去し分散液とした。
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー15:3（化５） 15%
分散剤 ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム塩（パーソフトEF 日本油脂製） 3.0％
純水 82％
【００５１】
【化５】
【００５２】
以下、分散剤を変更して、同様に分散液の作製を行った。
【００５３】
（分散液２）
分散剤 ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム塩（シノリンＳＰＥ−１２００ 新日本理化製；ＰＯＥ（２）ラウリルエーテル硫酸ナトリウム） 3.0％
（分散液３）
分散剤 ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸ナトリウム（９ＮＳ５０ 新日本理化製）3.0％
（分散液4）
分散剤 ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸ナトリウム（２Ｐ４５−Ｓ 新日本理化製） 3.0％
（分散液5）
分散剤 ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルトリエタノールアミン塩（パーソフトＥＦＴ 日本油脂製） 3.0％
（分散液6）
分散剤 ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム塩（パーソフトEDO 日本油脂製） 3.0％
【００５４】
次に、本実施例に用いたインク組成を示す。
以下の成分を混合攪拌後、再び遠心分離機にて祖流分を除去することによってインク化を行い、本発明のインクとした。
＜インク組成＞
分散液１〜６ 13%
１，５−ペンタンジオール 15%
添加剤 任意＊１
イオン交換水 （100（％）−（分散液（％）+（１，５−ペンタンジオール）（％）+分散剤（％）））
【００５５】
＊1の添加剤は、分散液に含まれる分散剤と同一の界面活性剤を、インク化時に、表１に示すような添加量で添加した。
【００５６】
【表１】
【００５７】
これらのインクについて、以下のテストを実施した。
吐出安定性は、すべてのインクをカートリッジに入れて、記録ヘッド内のインクに熱エネルギーを与えて液滴を発生させ吐出を行なうオンデマンドタイプの吐出オリフィス径16μｍの試作マルチヘッドを使用した。連続吐出特性は、駆動周波数10ｋHz、駆動電圧を11Ｖで試験を行った。
【００５８】
その際の各特性の良否の判断は、液滴の吐出速度を観察測定することで行った。吐出速度は、ドライバの駆動信号の遅延を操作し、モニター上のインク滴画像を移動させ、移動距離と、それに要した遅延時間とから吐出速度を算出した。
試験結果の良否は、連続吐出試験において、初期の吐出速度と50分後の吐出速度が、初期10ｍ/ｓ以上かつ50分後10m/s以上（○）、初期8ｍ/ｓ以上かつ50分後8m/s以上（△）、初期8ｍ/ｓ未満（×）とし、○及び△を良とした。
【００５９】
表１からわかるように、分散液１〜６と、分散剤または添加剤として加えた界面活性剤の総量との組み合わせについて、以下の組み合わせの場合に結果が○もしくは△であり、良好な試験結果が得られた。
【００６０】
すなわち、分散剤と添加剤とが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム塩（パーソフトＥＦ 日本油脂製）とされ、これら分散剤及び添加剤の総量が、インクに比して１．０％以上４．０％以下の質量とされた場合である。
【００６１】
また、分散剤と添加剤とが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム塩（シノリンＳＰＥ−１２００ 新日本理化製）とされ、これら分散剤及び添加剤の総量が、インクに比して１．０％以上４．０％以下の質量とされた場合である。
【００６２】
また、分散剤と添加剤とが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸ナトリウム（９ＮＳ５０ 新日本理化製）とされ、分散剤及び添加剤の総量が、インクに比して１．０％以上３．０％以下の質量とされた場合である。
【００６３】
また、分散剤と添加剤とが、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸ナトリウム（２Ｐ４５−Ｓ 新日本理化製）とされ、分散剤及び添加剤の総量が、インクに比して１．０％以上３．０％以下の質量とされた場合である。
【００６４】
また、分散剤と添加剤とが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルトリエタノールアミン塩（パーソフトＥＦＴ 日本油脂製）とされ、分散剤及び添加剤の総量が、インクに比して１．０％以上３．０％以下の質量とされた場合である。
【００６５】
また、分散剤と添加剤とが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム塩（パーソフトＥＤＯ 日本油脂製）とされ、分散剤及び添加剤の総量が、インクに比して１．０％以上３．０％以下の質量とされた場合である。
【００６６】
以上のことから、本実施例によれば、長時間吐出させても常に安定した吐出が可能なインク、またこのインクを収容したインクカートリッジ、またこのインクを使用したインクジェット記録方法を提供することができる。
【００６７】
以上の実施例で説明したように、本発明によれば、長時間にわたって連続吐出を行った場合にも、吐出安定性を維持できるインクを提供することができる。したがって、例えばプリンターを構成するインクとして用いた場合、プリンターのインク吐出性能の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明によるインクを収容するインクカートリッジの一例と、このインクカートリッジを備えたプリンターの構成を示す概略斜視図である。
【図２】本発明によるインクを収容するインクカートリッジの一例を示す概略斜視図である。
【図３】本発明によるインクカートリッジの一例の構成を示す概略断面図である。
【図４】本発明によるインクジェット記録方法の説明に供する模式図である。
【図５】図５Ａ〜図５Ｃは、それぞれ、本発明によるインクジェット記録方法の一例の原理を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６９】
１・・・プリンター、２・・・インク、３・・・ヘッドカートリッジ、４・・・プリンター本体、５・・・インクカートリッジ、５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋ・・・インクカートリッジ、１１・・・カートリッジ容器、１２・・・インク収容部、１３・・・インク供給部、１４・・・外部連通孔、１５・・・空気導入路、１６・・・貯留部、２１・・・カートリッジ本体、２６・・・接続部、２７・・・インク吐出ヘッド、３１・・・インク溜め部、３３・・・フィルタ、３４・・・弁機構、５１・・・インク供給口、５２・・・インク流路、５３・・・ヘッドチップ、５４・・・基板、５５ａ・・・ノズル、５６・・・フィルム、５７・・・インク液室、５８・・・発熱抵抗体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機顔料を含むインクであって、
上記有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、上記インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、
上記分散剤と上記添加剤とが、同一の界面活性剤とされたことを特徴とするインク。
【請求項２】
上記有機顔料が、フタロシアニン系顔料であり、上記界面活性剤が、ポリオキシエチレン系アニオン界面活性剤とされたことを特徴とする請求項１に記載のインク。
【請求項３】
上記有機顔料が、無置換銅フタロシアニン（化１）であることを特徴とする請求項１に記載のインク。
【化１】
【請求項４】
上記分散剤と上記添加剤とが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム塩とされたことを特徴とする請求項１に記載のインク。
【請求項５】
上記分散剤及び上記添加剤の総量が、上記インクに比して１．０％以上３．０％以下の質量とされたことを特徴とする請求項４に記載のインク。
【請求項６】
上記分散剤と上記添加剤とが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム塩とされたことを特徴とする請求項１に記載のインク。
【請求項７】
上記分散剤及び上記添加剤の総量が、上記インクに比して１．０％以上４．０％以下の質量とされたことを特徴とする請求項６に記載のインク。
【請求項８】
上記分散剤と上記添加剤とが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸ナトリウムとされたことを特徴とする請求項１に記載のインク。
【請求項９】
上記分散剤及び上記添加剤の総量が、上記インクに比して１．０％以上３．０％以下の質量とされたことを特徴とする請求項８に記載のインク。
【請求項１０】
上記分散剤と上記添加剤とが、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸ナトリウムとされたことを特徴とする請求項１に記載のインク。
【請求項１１】
上記分散剤及び上記添加剤の総量が、上記インクに比して１．０％以上３．０％以下の質量とされたことを特徴とする請求項１０に記載のインク。
【請求項１２】
上記分散剤と上記添加剤とが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルトリエタノールアミン塩とされたことを特徴とする請求項１に記載のインク。
【請求項１３】
上記分散剤及び上記添加剤の総量が、上記インクに比して１．０％以上３．０％以下の質量とされたことを特徴とする請求項１２に記載のインク。
【請求項１４】
インクを収容するインクカートリッジであって、
上記インクが、有機顔料と、該有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、上記インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、
上記分散剤と上記添加剤とが、同一の界面活性剤とされたことを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項１５】
上記有機顔料が、フタロシアニン系顔料であり、上記界面活性剤が、ポリオキシエチレン系アニオン界面活性剤とされたことを特徴とする請求項１４に記載のインクカートリッジ。
【請求項１６】
上記有機顔料が、無置換銅フタロシアニン（化２）であることを特徴とする請求項１４に記載のインクカートリッジ。
【化２】
【請求項１７】
インクを、熱エネルギーにより飛翔させて記録媒体表面に付着させるインクジェット記録方法であって、
上記インクが、有機顔料と、該有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、上記インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、
上記分散剤と上記添加剤とが、同一の界面活性剤とされたことを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項１８】
上記有機顔料が、フタロシアニン系顔料であり、上記界面活性剤が、ポリオキシエチレン系アニオン界面活性剤とされた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】
上記有機顔料が、無置換銅フタロシアニン（化３）であ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。
【化３】
【請求項１】
有機顔料を含むインクであって、
上記有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、上記インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、
上記分散剤と上記添加剤とが、同一の界面活性剤とされたことを特徴とするインク。
【請求項２】
上記有機顔料が、フタロシアニン系顔料であり、上記界面活性剤が、ポリオキシエチレン系アニオン界面活性剤とされたことを特徴とする請求項１に記載のインク。
【請求項３】
上記有機顔料が、無置換銅フタロシアニン（化１）であることを特徴とする請求項１に記載のインク。
【化１】
【請求項４】
上記分散剤と上記添加剤とが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム塩とされたことを特徴とする請求項１に記載のインク。
【請求項５】
上記分散剤及び上記添加剤の総量が、上記インクに比して１．０％以上３．０％以下の質量とされたことを特徴とする請求項４に記載のインク。
【請求項６】
上記分散剤と上記添加剤とが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム塩とされたことを特徴とする請求項１に記載のインク。
【請求項７】
上記分散剤及び上記添加剤の総量が、上記インクに比して１．０％以上４．０％以下の質量とされたことを特徴とする請求項６に記載のインク。
【請求項８】
上記分散剤と上記添加剤とが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸ナトリウムとされたことを特徴とする請求項１に記載のインク。
【請求項９】
上記分散剤及び上記添加剤の総量が、上記インクに比して１．０％以上３．０％以下の質量とされたことを特徴とする請求項８に記載のインク。
【請求項１０】
上記分散剤と上記添加剤とが、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸ナトリウムとされたことを特徴とする請求項１に記載のインク。
【請求項１１】
上記分散剤及び上記添加剤の総量が、上記インクに比して１．０％以上３．０％以下の質量とされたことを特徴とする請求項１０に記載のインク。
【請求項１２】
上記分散剤と上記添加剤とが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルトリエタノールアミン塩とされたことを特徴とする請求項１に記載のインク。
【請求項１３】
上記分散剤及び上記添加剤の総量が、上記インクに比して１．０％以上３．０％以下の質量とされたことを特徴とする請求項１２に記載のインク。
【請求項１４】
インクを収容するインクカートリッジであって、
上記インクが、有機顔料と、該有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、上記インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、
上記分散剤と上記添加剤とが、同一の界面活性剤とされたことを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項１５】
上記有機顔料が、フタロシアニン系顔料であり、上記界面活性剤が、ポリオキシエチレン系アニオン界面活性剤とされたことを特徴とする請求項１４に記載のインクカートリッジ。
【請求項１６】
上記有機顔料が、無置換銅フタロシアニン（化２）であることを特徴とする請求項１４に記載のインクカートリッジ。
【化２】
【請求項１７】
インクを、熱エネルギーにより飛翔させて記録媒体表面に付着させるインクジェット記録方法であって、
上記インクが、有機顔料と、該有機顔料の分散特性を調整する分散剤と、上記インクの物理特性を調整する添加剤とを有し、
上記分散剤と上記添加剤とが、同一の界面活性剤とされたことを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項１８】
上記有機顔料が、フタロシアニン系顔料であり、上記界面活性剤が、ポリオキシエチレン系アニオン界面活性剤とされた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】
上記有機顔料が、無置換銅フタロシアニン（化３）であ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。
【化３】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１１７８０２（Ｐ２００６−１１７８０２Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０７２６８（Ｐ２００４−３０７２６８）
【出願日】平成１６年１０月２１日（２００４．１０．２１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２１日（２００４．１０．２１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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