顔料分散体、顔料インク、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、画像形成方法、及び画像形成物
【課題】モノクロ画像の品質向上を図り、実用上良好な吐出安定性と、画像形成速度を実現することを目的とする。
【解決手段】ブラック顔料、シアン顔料、分散剤、及び水を含有する顔料分散体であって、前記ブラック顔料は、第一のブラック顔料と、当該第一のブラック顔料よりも平均粒径が大きい第二のブラックからなり、前記第一のブラック顔料の平均粒径と、前記シアン顔料の平均粒径の差が５０ｎｍ以下であることを特徴とする顔料分散体を提供する。
【解決手段】ブラック顔料、シアン顔料、分散剤、及び水を含有する顔料分散体であって、前記ブラック顔料は、第一のブラック顔料と、当該第一のブラック顔料よりも平均粒径が大きい第二のブラックからなり、前記第一のブラック顔料の平均粒径と、前記シアン顔料の平均粒径の差が５０ｎｍ以下であることを特徴とする顔料分散体を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顔料分散体、顔料インク、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、画像形成方法、及び画像形成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方式は、従来公知の他の記録方式に比べて、画像形成プロセスが簡易であるため、簡略な構成の装置であっても高解像度のフルカラー画像が得られるという利点を有している。
インクジェット記録方式に適用されるインクとしては、従来から、水溶性染料を水、又は水と有機溶剤との混合液に溶解させた染料系インクが知られている。このような染料系インクは色調の鮮明性に優れているが、耐光性が劣るという欠点を有している。
一方、カーボンブラックや各種の有機顔料を分散させた顔料系インクは染料系インクと比較して耐光性に優れているという利点を有している。
【０００３】
顔料は水不溶性であるため、顔料をインクに用いる場合には、水中に微粒子状態で安定に分散させなければならない。
しかし、顔料分散系に対する温度条件が変化すると、分散剤の顔料の吸着平衡がくずれ、これが顔料粒子同士の相互作用に影響を及ぼし、長期の保存において物性の変化を生じたり、多量の凝集異物を発生したりするという問題を生じる。
インクジェットプリンター用のインクに物性変化（特に粘度変化）が生じたり、凝集異物が発生したりすると、品質が著しく劣化し、ヘッドの目詰まりの原因にもなる。
【０００４】
また、顔料インクを用いる場合に画像の精細性を向上させるためには、インク中に分散している顔料の粒子径を小さくする必要があるが、分散機の方式や分散プロセス条件等の選択次第では、小粒径顔料を用いると液の凝集が起こりやすく、吐出安定性が低下するおそれがある。
また、ノズルの目詰まりや色域の改善を図るためには、顔料の平均粒径をより小径化する必要があるが、従来知られている分散剤、例えば、スチレン−アクリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体（特開昭５６−１４７８６３号公報）、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物（特開昭６１−０８３２６７号公報）の高分子分散剤を用いたインクや、従来公知の界面活性剤、例えば、ポリエチレングリコールアルキルフェニルエーテル（特開平５−１０５８３７号公報）、ポリエチレングリコールアルキルフェニルエーテル硫酸塩（特開平１０−１６８３６７号公報）、ポリエチレングリコールアルキルフェニルエーテルリン酸塩（特開平１０−８８０５０号公報）の界面活性剤を用いたインクのいずれにおいても、顔料の平均粒径が比較的大きく、色調の鮮明性やインクの吐出安定性、及び液安定性について、未だ解決課題を残している。
【０００５】
一方、従来から、定着性や発色性、あるいは光学濃度の向上を目的として、各色インク組成物やそれに準ずる水溶性記録補助液等の使用が検討されているが、これらの組み合わせによっては滲みや色ムラを生じてしまうという不都合があった。
特に色材を樹脂内に包含した構成のインク組成物に関しては、色材に染料を用いた場合、耐光性が不十分となり、染料と顔料の組み合わせて用いた場合には、滲み・色ムラを生じるという問題があった。更に、顔料のみを用いた場合には、顔料粒子の径が大きいと、画像に粒状感が見られ、光沢性や耐擦性が低下するという問題があった。
また、所定の専用紙に使用することを目的とする小粒径の顔料粒子を用いたインクを普通紙に対して使用して高精細な画像形成を行った場合には、普通紙内部への顔料が浸透してしまい、光学濃度の向上を阻害して高光学濃度の印刷物が得られないという問題があった。
【０００６】
上述した従来の問題点に鑑みて、下記特許文献１においては、小粒径顔料と大粒径顔料のそれぞれが独立したインクを使用することにより、専用紙、普通紙の双方に対する画質を向上させるという技術が提案されているが、大粒径顔料粒子を用いたインクにおいて、吐出性が悪化するという問題があった（第一の課題）。
また、下記特許文献２においては、印刷物の黒色再現性を高めることを目的として、第一のブラックインクと、この第一のブラックインクよりも黒色濃度の高い第二のブラックインクとを組み合わせてブラック印刷を行うという記録方法が提案されている。しかしながら、無彩色画像（特にグレー画像）を階調的に印刷した場合、印刷された色と色との境目に薄い黄色の画像が見られるという画像不良が認められた（第二の課題）。
また、下記特許文献３においては、ブラック顔料に、シアン顔料、マゼンタ顔料を含有させることにより、純粋な黒色を出すという技術提案がなされているが、色による顔料の粒径が異なるため、紙へ着弾した後の画像では、必ずしも純粋な黒色画像が形成されないこともあるという不都合が認められた（第三の課題）。
また更に、下記特許文献２、３には、複数のブラックインクを用いることにより黒色再現性を改良させることについての提案がなされているが、複数のブラックインクに相当する数のヘッドを設け、これを駆動させることが必要となるため、必然的に画像形成速度が低下するという実用面における不都合があった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３３８２９７号公報
【特許文献２】特開２０００−３１８２９３号公報
【特許文献３】特開２００３−５５５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明においては、前記第一の課題である、カーボンブラックの小粒径顔料粒子を使用する際に普通紙内部へ顔料が浸透してしまうこと、第二の課題である、カーボンブラックの大粒径顔料粒子を使用する際に吐出性が悪化してしまうこと、第三の課題である、カーボンブラックを使用する際、純粋な黒色を表現できないこと、さらには実用上良好な画像形成速度を維持すること、という課題の解決を図るべく、顔料分散体および顔料インクについての提案を行うこととし、これを用いたインクカートリッジ、インクジェット記録装置、画像形成方法、及び画像形成物についても提案することとした。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明においては、少なくとも、ブラック顔料、シアン顔料、分散剤、及び水を含有する顔料分散体であって、前記ブラック顔料は、第一のブラック顔料と、当該第一のブラック顔料よりも平均粒径が大きい第二のブラックからなり、前記第一のブラック顔料の平均粒径と、前記シアン顔料の平均粒径の差が、５０ｎｍ以下であることを特徴とする顔料分散体を提供する。
【００１０】
請求項２の発明においては、前記第一のブラック顔料の平均粒径が１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であり、前記第二のブラック顔料の平均粒径が２００ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であり、前記第一のブラック顔料と前記第二のブラック顔料とが、質量比で、１：０．０１以上０．１以下の割合で含有されていることを特徴とする請求項１に記載の顔料分散体を提供する。
【００１１】
請求項３の発明においては、前記ブラック顔料と前記シアン顔料との全固形分濃度が、１０％以上４０％以下であり、前記ブラック顔料と前記シアン顔料とが、質量比で、１：０．１以上０．５以下の割合で含有されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の顔料分散体を提供する。但し、前記固形分濃度は、固形分質量濃度を示す。
【００１２】
請求項４の発明においては、前記分散剤として、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物、及び下記式（１）で示される化合物の、少なくとも一種が用いられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の顔料分散体を提供する。
【００１３】
【化１】
【００１４】
請求項５の発明においては、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の顔料分散体を用いて作製されたことを特徴とする顔料インクを提供する。
【００１５】
請求項６の発明においては、請求項５に記載の顔料インクが収容されていることを特徴とするインクカートリッジを提供する。
【００１６】
請求項７の発明においては、記録ヘッドから請求項５に記載の顔料インクを吐出させて記録を行うようになされていることを特徴とするインクジェット記録装置を提供する。
【００１７】
請求項８の発明においては、請求項７に記載のインクジェット記録装置を用い、記録ヘッドから顔料インクを吐出させて記録を行うことを特徴とする画像形成方法を提供する。
【００１８】
請求項９の発明においては、請求項８に記載の画像形成方法により作成されたことを特徴とする画像形成物を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、画像濃度が高く、保存安定性に優れた良質の画像が形成でき、インク吐出ノズルの目詰まり等の発生を防止でき、また、実用上十分な画像形成速度を確保することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
本発明の顔料分散体は、少なくとも、ブラック顔料、シアン顔料、分散剤、及び水を含有している。
ブラック顔料は、第一のブラック顔料と、これよりも平均粒径が大である第二のブラック顔料から構成されている。第一のブラック顔料の粒径とシアン顔料の粒径の差は５０ｎｍ以下であるものとする。
【００２１】
上記のようにブラック顔料とシアン顔料を併用することにより、ブラック顔料のわずかな彩色の発生を回避でき、これにより画像品質の向上が図られる。
上記ブラックのわずかな彩色は、顔料濃度が低い場合に顕著に観察されるものである。
ブラック顔料は粒子としてインク組成物中に存在していることから、濃度が高いと、インクジェット記録方法においてノズルの目詰まりを生じるため、濃度の高さには実用上の観点から限界があった。そこで、ブラックによるわずかな彩色の発生を防ぐ工夫が必要とされた。
【００２２】
上記第一のブラック顔料粒子の平均粒径（Ｄ５０）は、１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは１１０ｎｍ以上１４０ｎｍ以下、更に好ましくは１２０ｎｍ以上１３０ｎｍ以下である。
上記第二のブラック顔料粒子の平均粒径（Ｄ５０）は、２００ｎｍ以上２５０ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは２１０ｎｍ以上２４０ｎｍ以下、更に好ましくは２２０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下である。
第一のブラック顔料粒子の平均粒径（Ｄ５０）が１００ｎｍより小さいと、普通紙内部への顔料の浸透が光学濃度の向上を阻害して高光学濃度の印刷物が得られず、１５０ｎｍを超えると、吐出性が劣化してしまうことが確かめられた。
第二のブラック顔料粒子の平均粒径（Ｄ５０）が２５０ｎｍを超えると、吐出性が劣化してしまい、２００ｎｍより小さいと、第一のブラック顔料粒子の普通紙内部への顔料の浸透を防ぐ効果が十分に得られなくなってしまうことが確かめられた。
また、シアン顔料粒子の平均粒径と、第一のブラック顔料の平均粒径との差は、５０ｎｍ以下であるが、４０ｎｍ以下が好ましく、３０ｎｍ以下が更に好ましい。これらの平均粒径の差が５０ｎｍを超えると、第一のブラック顔料とシアン顔料とで、互いの粒子が不均一であることに起因する乱反射を起こし、純粋な黒色を表現できないという不都合が生じる。
なお、顔料粒子の平均粒径（Ｄ５０）は、従来公知の方法により測定することができるが、例えば、粒度分析計ＵＰＡ１５０（日機装製）により測定できる。
【００２３】
なお、顔料の平均粒子径（Ｄ５０）は、分散機を用いて分散を行う際、分散機回転部周速、分散時間、分散液流量、分散液温度により制御することができる。
上記分散機（メディアミル）としては、ビーズを用いることができる分散機であれば、特に制限されるものではないが、具体的な例としては、Getzmann社製「ＴＯＲＵＳＭＩＬＬ」、アシザワ社製「スターミル」、アイメックス社製「ビスコミル」、シンマルエンタープライゼス社製「ダイノミル」、三菱重工社製「ダイヤモンドファインミル」、コトブキ技研工業社製「アペックスメガ」、浅田鉄工社製「ピコミル」、ユーロテック社製「ＯＢビーズミル」、三井鉱山社製「ＳＣミル」等が挙げられる。
メディアアミルを用いる場合は、分散媒体（ビーズ）の大きさを調節することによって顔料粒径を制御できる。
例えば、平均粒子径（Ｄ５０）を２００ｎｍ以下にするためには、ビーズを０．０１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度にすることが好ましく、さらに好ましくは０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍにすれば良い。
また、この方法により粒子径標準偏差を平均粒子径（Ｄ５０）より小さくすることもできる。
【００２４】
なお、メディアミル分散を行う前工程のプレ分散として、メディアレスミルを用いた分散を行ってもよい。
特に１μｍ以上もの粗大粒子をプレ分散処理しておくと、分散性が向上し、後工程のビーズミル分散時において、顔料粒子の粒度分布に於ける粒子径標準偏差が寄り小さくなり好ましい。
また更には、メディアミル分散の後に、上記メディアレスミルを用いることにより、荒れた顔料表面が修復され、分散安定性の向上を図ることができる。
上記メディアレスミルとしては、特に制限されるものではないが、具体的な例としては、プライミクス社製「T.K.フィルミックス」、スギノマシン社製「アルテマイザー」、エム・テクニック社製「ＣＬＥＡＲ ＳＳ５」、「クレアミックスＷモーション」、ユーロテック社製「キャビトロン」、シンマルエンタープライゼス社製「ＩＫＡ ＤＲ２０００」等が挙げられる。
【００２５】
上記第一のブラック顔料と上記第二のブラック顔料の割合は、質量比で、１：０．０１以上、０．１以下とすることが好ましい。
第二のブラック顔料の割合が０．０１より小さいと、第一のブラック顔料粒子の普通紙内部への顔料の浸透が増加し望ましくない。
また、第二のブラック顔料の割合が０．１を超えると、吐出性が劣り望ましくない。
【００２６】
ブラック顔料及びシアン顔料の全固形分濃度（固形分質量濃度）は、１０％以上４０％以下であるものとし、ブラック顔料とシアン顔料とを、質量比で、１：０．１以上０．５以下の割合で含むものとすることが好ましい。
顔料中の固形分濃度が１０％未満であると、粘度が低くなりすぎ、ビーズとの衝突による粉砕が主体となり、顔料表面が必要以上に荒れて、分散安定性が低下するという不都合を生じる。一方、４０％を超えると、粘度が高くなりすぎ、ビーズと顔料との摩擦による混練りが主体となり、過大な動力と発熱が発生するため、生産安定性からも好ましくない。 よって、全固形分濃度は１０％以上４０％以下であるものとし、好ましくは１５％以上３５％以下の範囲であるものとする。
ブラック顔料とシアン顔料との含有割合が、１：０．１より小さい又は１：０．５を超えた割合であると、純粋な黒色画像が形成できないことが確かめられた。
【００２７】
ブラック顔料としては、ファーネス法あるいはチャネル法で製造されたカーボンブラックを適用できる。具体的には、Pigment Black7（デグザ・ジャパン製）が好適である。
カーボンブラックの平均一次粒子径は１０．０ｎｍ〜３０．０ｎｍで、ＢＥＴ比表面積は１００ｍ2／ｇ〜４００ｍ2／ｇであるものが好適である。
より好ましくは、カーボンブラックの平均一次粒子径は１５．０ｎｍ〜２０．０ｎｍで、ＢＥＴ比表面積は１５０ｍ2／ｇ〜３００ｍ2／ｇであるものとする。
平均一次粒子径は電子顕微鏡写真を用いて粒子を撮影し、撮影画像の粒子の径と数から算出することで測定することができる。またＢＥＴ比表面積は、窒素吸着によるＢＥＴ法によって測定することができる。
【００２８】
本発明において適用するシアン顔料は、具体的に、ピグメントブルー１、ピグメントブルー２、ピグメントブルー３、ピグメントブルー１５、ピグメントブルー１５：３、ピグメントブルー１５：４、ピグメントブルー１６、ピグメントブルー２２、ピグメントブルー６０、バットブルー４、バットブルー６０等が挙げられるが、特にピグメントブルー１５：３が挙げられる。特に、Ｐｉｇ．Ｂｌｕｅ１５：３が好適である。
【００２９】
分散剤としては、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物が適用できる。但し、ナフタレンスルホン酸の２量体、３量体、４量体の合計含有率が、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物全体に対して２０％未満であると、分散性が悪化し、顔料分散液及びインクの保存安定性が劣り、その結果ノズルの目詰まりが発生しやすいという不都合が生じる。
また、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物のナフタレンスルホン酸の２量体、３量体、４量体の合計含有率がナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物全体に対して８０％を超えると、粘度が高くなり、分散が困難になるという不都合が生じる。
ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物は、ナフタレンスルホン酸ナトリウムとホルムアルデヒドとの縮合物であり、上記縮合物の繰り返しからなるものであれば特に限定されない。
【００３０】
また、分散剤としては、下記の式（１）に示す化合物も適用できる。
これを用いることにより、平均粒径が小さく粒度分布の標準偏差が小さい顔料分散体及び顔料インクが得られることが確かめられた。
【００３１】
【化２】
【００３２】
上記式（１）中、ｎは、２０以上１００以下が好ましく、３０以上５０以下がより好ましい。
ｎが２０未満であると、分散安定性が低下する傾向があり、平均粒径が大きくなってしまったり、あるいは粒度分布に於ける標準偏差が大きくなってしまったりするため、インク液として用いたときの彩度が悪化することが確かめられた。
一方、ｎが１００より大きいと、作製されたインクの粘度が高くなり、インクジェット方式において印字が困難になるという不都合を生じる。
上記式（１）の化合物においては、ポリオキシエチレン（ＰＯＥ、ｎ＝４０）βナフチルエーテルが特に好ましいものとして挙げられる。
【００３３】
本発明の顔料分散液においては、上記分散剤の含有割合が、重量基準（質量比）として、ブラック顔料及びシアン顔料１に対し、０．０１以上２以下の割合であることが好ましく、更には、ブラック顔料及びシアン顔料１に対し、０．０５〜０．５の割合であることがより好ましい。
分散剤の含有量が、０．０１未満であると、十分な分散効果が得られないことが確かめられており、顔料分散体及びインクの保存安定性が劣り、その結果ノズルの目詰まりが発生しやすいことが確かめられた。
分散剤の含有量が２より大きいと、顔料分散体およびインクの粘度が高すぎてインクジェット方式での印字が困難になる傾向がある。
【００３４】
本発明の顔料インクは、上述した顔料分散体を主成分とするものとし、この他、湿潤剤を含有することが好ましい。湿潤剤は沸点が１８０℃以上のものが好ましい。
湿潤剤を水系顔料インク中に含有することにより、インク組成物の保水と湿潤性を確保でき、その結果、水系顔料インクを長期間保存しても色材の凝集や粘度の上昇がなく、優れた保存安定性を実現できる。また、インクジェットプリンターのノズル先端等で開放状態に放置されても、乾燥物の流動性を長時間維持するインクジェット記録用インクが実現できる。更に印字中もしくは印字中断後の再起動時にノズルの目詰まりが発生することもなく、高い吐出安定性が得られる。
【００３５】
湿潤剤としては、具体的に下記のものを適用できる。
例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール1.3-ブチルグリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,5−ぺンタンジオール、1,6−へキナンジオール、グリセリン、1,2,6−へキサントリオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、エチル1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、ぺトリオール等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、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、ジ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等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べンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類;2−ピロリドン、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、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等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等のアミド類;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、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等が挙げられる。これらの湿潤剤は、単独又は２種類以上混合して使用することができる。
上記湿潤剤の中でも、1.3-ブチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール及び／またはグリセリンを含有することにより、インクの乾燥による目詰まりすなわち水分蒸発による噴射特性不良の防止が効果的に実現でき、形成画像の彩度を向上する上で優れた効果が得られる。
【００３６】
本発明の顔料インクには、浸透剤を含有することが好ましい。
浸透剤の具体的な例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、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グリコールエステル、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンデシルエーテル、あるいはアセチレン系界面活性剤、シリコン系界面活性剤やフッ素系界面活性剤等のノニオン系界面活性剤等が挙げられる。
【００３７】
本発明の顔料インクには、界面活性剤を、インク特性に影響を及ぼさない範囲内で、併用してもよい。
界面活性剤の具体的な例としては、ノニオン系界面活性剤は、 ＢＴシリーズ（日光ケミカルズ）ノニポールシリーズ（三洋化成）、D-,P-シリーズ（竹本油脂）サーフィノールシリーズ（エアープロダクツ）オルフィンシリーズ（日信化学）EMALEX DAPEシリーズ（日本エマルジョン）、シリコン系界面活性剤（東レダウコーニング等）、フッ素系界面活性剤（ネオス,住友3M,Dupont,ダイキン）等が挙げられる。
【００３８】
また、本発明の、加熱処理を実施した水系顔料分散体から水系顔料インクとする場合、あるいは未加熱処理水系顔料分散体を用いて作成した水系顔料インクに対して前記加熱処理を実施した水系顔料インクの場合のいずれにおいても、水系顔料インクの作成後に、金属フィルター、メンブレンフィルター等を用いた減圧・加圧濾過や遠心分離機による遠心濾過を行い、粗大粒子、異物（ほこり・ごみ）等を除去するのが好ましい。
【００３９】
上記のように、顔料分散体から得られた顔料インクを所定の容器に収納し、インクカートリッジを作製することができる。
このインクカートリッジをインクジェット装置に組み込むことにより、本発明のインクジェット記録装置が得られ、所定の記録信号に応じてオリフィスから吐出させ、被記録材に画像形成を行うことにより画像形成物が得られる。
【００４０】
また、印字手段としては、連続噴射型あるいはオンデマンド型の記録ヘッドを有する前記のインクジェット方式のプリンター（インクジェットプリンター）による印刷方式が挙げられる。
オンデマンド型としては、例えば、ピエゾ方式、サーマルインクジェット方式、静電方式等が例示される。
これらインクカートリッジの形成、インクジェット装置の形成、画像形成方法は、従来公知の技術を適用することができ、例えば、特開２０００−１９８９５８号に開示されている技術を援用できる。
【００４１】
また、本発明の顔料インクを用いて画像形成を行うための記録媒体としては、紙などのインク組成物に対して吸収性を有するもの、インク組成物に対して実質的に非吸収性のもののいずれであってもよい。
記録媒体の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリサルフォン、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル等を基材とするプラスチックシート、黄銅、鉄、アルミニウム、ＳＵＳ、銅等の金属表面または非金属の基材に蒸着等の手法により金属コーティング処理をした記録媒体、紙を基材として撥水処理などがなされた記録媒体、無機質の材料を高温で焼成した、いわゆるセラミックス材料からなる記録媒体等が挙げられる。
【００４２】
〔実施例〕
以下、具体的な実施例に基づき本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。なお実施例中の部数は重量部を表すものである。
下記表１に、サンプル顔料分散体の構成を示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１中、Ｂｋはブラック、Ｃはシアンを示す。
Ｂｋ顔料（第一Ｂｋ顔料と第二Ｂｋ顔料）とＢｋ用分散剤との割合は、４：０．５である。Ｃ顔料とＣ用分散剤との割合は、４：１．５であるものとする。表１中の顔料、分散剤以外の成分は水（イオン交換水）である。
表１中の分散剤種（ａ）〜（ｅ）の構成と物性を下記表２に示す。
【００４５】
【表２】
【００４６】
上記表１の混合溶液をプレミックスし、混合スラリーを得た。ディスクタイプのメディアミル（寿工業社UAM型）で０．０３ｍｍφのジルコニアビーズ、充填率６０％を用いて、周速６ｍ／ｓ、液温１０℃で３分循環分散し、遠心分離機（久保田商事（株）製Model-7700）で粗大粒子を遠心分離し、顔料分散体を得た。
【００４７】
この顔料分散体を用いて、下記の処方により顔料インクを調製し、３０分攪拌処理を行った後、孔径０．８μｍのメンブランフィルターで、濾過、真空脱気を行い、目的の顔料インクを得た。
（インク処方）
顔料分散体（顔料濃度２５％の場合、全固形分８％） ４０．０部
グリセリン ７．５部
ジエチレングリコール １５．０部
２―エチル−１，３−ヘキサンジオール ３．０部
２−ピロリドン ３．０部
ポリオキシエチレン（３）アルキル（Ｃ１３）エーテル酢酸ナトリウム ０．５部
蒸留水 ３１．０部
【００４８】
次に、ＥＰＳＯＮ社製インクジェットプリンターＥＭ−９３０Ｃを用いて、ゼロックス社製ＰＰＣ用紙ＸＥＲＯＸ４０２４に印字し、吐出安定性の評価を行い、印字画像をＸｒｉｔｅ濃度計にて測定し、評価した。
また、インク液保存安定性についても下記試験法により評価した。
測定及び評価の方法を下記に示し、測定及び評価の結果を表３に示す。
【００４９】
（評価１：吐出安定性）
ヘッドのインク吐出安定性については、印刷を行った後、プリンタヘッドにキャップした状態で、プリンターを４０℃の環境下で１ヶ月放置し、その後の吐出状態が初期の吐出状態に回復するか否かを下記のクリーニング動作回数によって、三段階で評価を行った。
○：１回の動作により回復した。
△：２回〜３回の動作により回復した。
×：３回以上の動作によっても回復がみられなかった。
【００５０】
（評価２：画像評価）
画像濃度について、画像サンプルのベタ画像をＸｒｉｔｅ濃度計を用いてを行った。
○：１．３０以上
△：１．２０以上１．３０未満
×：１．２０未満
【００５１】
（評価３：顔料分散体及び顔料インク保存性）
各インクをポリエチレン容器に入れ密封し、７０℃３週間保存した後、粒径、表面張力、粘度を測定し、初期物性との変化率により下記の様に三段階で評価した。
○：１０％以内
△：３０％以内
×：５０％を超える
【００５２】
【表３】
【００５３】
上記表３に示すように、本発明の顔料分散体により調製した顔料インクを用いた実施例１〜１１においては、いずれも、実用上良好な画像が得られ、ヘッドノズルの吐出安定性も良好であり、顔料分散体および顔料インクの保存性も良好であった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顔料分散体、顔料インク、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、画像形成方法、及び画像形成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方式は、従来公知の他の記録方式に比べて、画像形成プロセスが簡易であるため、簡略な構成の装置であっても高解像度のフルカラー画像が得られるという利点を有している。
インクジェット記録方式に適用されるインクとしては、従来から、水溶性染料を水、又は水と有機溶剤との混合液に溶解させた染料系インクが知られている。このような染料系インクは色調の鮮明性に優れているが、耐光性が劣るという欠点を有している。
一方、カーボンブラックや各種の有機顔料を分散させた顔料系インクは染料系インクと比較して耐光性に優れているという利点を有している。
【０００３】
顔料は水不溶性であるため、顔料をインクに用いる場合には、水中に微粒子状態で安定に分散させなければならない。
しかし、顔料分散系に対する温度条件が変化すると、分散剤の顔料の吸着平衡がくずれ、これが顔料粒子同士の相互作用に影響を及ぼし、長期の保存において物性の変化を生じたり、多量の凝集異物を発生したりするという問題を生じる。
インクジェットプリンター用のインクに物性変化（特に粘度変化）が生じたり、凝集異物が発生したりすると、品質が著しく劣化し、ヘッドの目詰まりの原因にもなる。
【０００４】
また、顔料インクを用いる場合に画像の精細性を向上させるためには、インク中に分散している顔料の粒子径を小さくする必要があるが、分散機の方式や分散プロセス条件等の選択次第では、小粒径顔料を用いると液の凝集が起こりやすく、吐出安定性が低下するおそれがある。
また、ノズルの目詰まりや色域の改善を図るためには、顔料の平均粒径をより小径化する必要があるが、従来知られている分散剤、例えば、スチレン−アクリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体（特開昭５６−１４７８６３号公報）、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物（特開昭６１−０８３２６７号公報）の高分子分散剤を用いたインクや、従来公知の界面活性剤、例えば、ポリエチレングリコールアルキルフェニルエーテル（特開平５−１０５８３７号公報）、ポリエチレングリコールアルキルフェニルエーテル硫酸塩（特開平１０−１６８３６７号公報）、ポリエチレングリコールアルキルフェニルエーテルリン酸塩（特開平１０−８８０５０号公報）の界面活性剤を用いたインクのいずれにおいても、顔料の平均粒径が比較的大きく、色調の鮮明性やインクの吐出安定性、及び液安定性について、未だ解決課題を残している。
【０００５】
一方、従来から、定着性や発色性、あるいは光学濃度の向上を目的として、各色インク組成物やそれに準ずる水溶性記録補助液等の使用が検討されているが、これらの組み合わせによっては滲みや色ムラを生じてしまうという不都合があった。
特に色材を樹脂内に包含した構成のインク組成物に関しては、色材に染料を用いた場合、耐光性が不十分となり、染料と顔料の組み合わせて用いた場合には、滲み・色ムラを生じるという問題があった。更に、顔料のみを用いた場合には、顔料粒子の径が大きいと、画像に粒状感が見られ、光沢性や耐擦性が低下するという問題があった。
また、所定の専用紙に使用することを目的とする小粒径の顔料粒子を用いたインクを普通紙に対して使用して高精細な画像形成を行った場合には、普通紙内部への顔料が浸透してしまい、光学濃度の向上を阻害して高光学濃度の印刷物が得られないという問題があった。
【０００６】
上述した従来の問題点に鑑みて、下記特許文献１においては、小粒径顔料と大粒径顔料のそれぞれが独立したインクを使用することにより、専用紙、普通紙の双方に対する画質を向上させるという技術が提案されているが、大粒径顔料粒子を用いたインクにおいて、吐出性が悪化するという問題があった（第一の課題）。
また、下記特許文献２においては、印刷物の黒色再現性を高めることを目的として、第一のブラックインクと、この第一のブラックインクよりも黒色濃度の高い第二のブラックインクとを組み合わせてブラック印刷を行うという記録方法が提案されている。しかしながら、無彩色画像（特にグレー画像）を階調的に印刷した場合、印刷された色と色との境目に薄い黄色の画像が見られるという画像不良が認められた（第二の課題）。
また、下記特許文献３においては、ブラック顔料に、シアン顔料、マゼンタ顔料を含有させることにより、純粋な黒色を出すという技術提案がなされているが、色による顔料の粒径が異なるため、紙へ着弾した後の画像では、必ずしも純粋な黒色画像が形成されないこともあるという不都合が認められた（第三の課題）。
また更に、下記特許文献２、３には、複数のブラックインクを用いることにより黒色再現性を改良させることについての提案がなされているが、複数のブラックインクに相当する数のヘッドを設け、これを駆動させることが必要となるため、必然的に画像形成速度が低下するという実用面における不都合があった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３３８２９７号公報
【特許文献２】特開２０００−３１８２９３号公報
【特許文献３】特開２００３−５５５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明においては、前記第一の課題である、カーボンブラックの小粒径顔料粒子を使用する際に普通紙内部へ顔料が浸透してしまうこと、第二の課題である、カーボンブラックの大粒径顔料粒子を使用する際に吐出性が悪化してしまうこと、第三の課題である、カーボンブラックを使用する際、純粋な黒色を表現できないこと、さらには実用上良好な画像形成速度を維持すること、という課題の解決を図るべく、顔料分散体および顔料インクについての提案を行うこととし、これを用いたインクカートリッジ、インクジェット記録装置、画像形成方法、及び画像形成物についても提案することとした。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明においては、少なくとも、ブラック顔料、シアン顔料、分散剤、及び水を含有する顔料分散体であって、前記ブラック顔料は、第一のブラック顔料と、当該第一のブラック顔料よりも平均粒径が大きい第二のブラックからなり、前記第一のブラック顔料の平均粒径と、前記シアン顔料の平均粒径の差が、５０ｎｍ以下であることを特徴とする顔料分散体を提供する。
【００１０】
請求項２の発明においては、前記第一のブラック顔料の平均粒径が１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であり、前記第二のブラック顔料の平均粒径が２００ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であり、前記第一のブラック顔料と前記第二のブラック顔料とが、質量比で、１：０．０１以上０．１以下の割合で含有されていることを特徴とする請求項１に記載の顔料分散体を提供する。
【００１１】
請求項３の発明においては、前記ブラック顔料と前記シアン顔料との全固形分濃度が、１０％以上４０％以下であり、前記ブラック顔料と前記シアン顔料とが、質量比で、１：０．１以上０．５以下の割合で含有されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の顔料分散体を提供する。但し、前記固形分濃度は、固形分質量濃度を示す。
【００１２】
請求項４の発明においては、前記分散剤として、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物、及び下記式（１）で示される化合物の、少なくとも一種が用いられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の顔料分散体を提供する。
【００１３】
【化１】
【００１４】
請求項５の発明においては、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の顔料分散体を用いて作製されたことを特徴とする顔料インクを提供する。
【００１５】
請求項６の発明においては、請求項５に記載の顔料インクが収容されていることを特徴とするインクカートリッジを提供する。
【００１６】
請求項７の発明においては、記録ヘッドから請求項５に記載の顔料インクを吐出させて記録を行うようになされていることを特徴とするインクジェット記録装置を提供する。
【００１７】
請求項８の発明においては、請求項７に記載のインクジェット記録装置を用い、記録ヘッドから顔料インクを吐出させて記録を行うことを特徴とする画像形成方法を提供する。
【００１８】
請求項９の発明においては、請求項８に記載の画像形成方法により作成されたことを特徴とする画像形成物を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、画像濃度が高く、保存安定性に優れた良質の画像が形成でき、インク吐出ノズルの目詰まり等の発生を防止でき、また、実用上十分な画像形成速度を確保することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
本発明の顔料分散体は、少なくとも、ブラック顔料、シアン顔料、分散剤、及び水を含有している。
ブラック顔料は、第一のブラック顔料と、これよりも平均粒径が大である第二のブラック顔料から構成されている。第一のブラック顔料の粒径とシアン顔料の粒径の差は５０ｎｍ以下であるものとする。
【００２１】
上記のようにブラック顔料とシアン顔料を併用することにより、ブラック顔料のわずかな彩色の発生を回避でき、これにより画像品質の向上が図られる。
上記ブラックのわずかな彩色は、顔料濃度が低い場合に顕著に観察されるものである。
ブラック顔料は粒子としてインク組成物中に存在していることから、濃度が高いと、インクジェット記録方法においてノズルの目詰まりを生じるため、濃度の高さには実用上の観点から限界があった。そこで、ブラックによるわずかな彩色の発生を防ぐ工夫が必要とされた。
【００２２】
上記第一のブラック顔料粒子の平均粒径（Ｄ５０）は、１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは１１０ｎｍ以上１４０ｎｍ以下、更に好ましくは１２０ｎｍ以上１３０ｎｍ以下である。
上記第二のブラック顔料粒子の平均粒径（Ｄ５０）は、２００ｎｍ以上２５０ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは２１０ｎｍ以上２４０ｎｍ以下、更に好ましくは２２０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下である。
第一のブラック顔料粒子の平均粒径（Ｄ５０）が１００ｎｍより小さいと、普通紙内部への顔料の浸透が光学濃度の向上を阻害して高光学濃度の印刷物が得られず、１５０ｎｍを超えると、吐出性が劣化してしまうことが確かめられた。
第二のブラック顔料粒子の平均粒径（Ｄ５０）が２５０ｎｍを超えると、吐出性が劣化してしまい、２００ｎｍより小さいと、第一のブラック顔料粒子の普通紙内部への顔料の浸透を防ぐ効果が十分に得られなくなってしまうことが確かめられた。
また、シアン顔料粒子の平均粒径と、第一のブラック顔料の平均粒径との差は、５０ｎｍ以下であるが、４０ｎｍ以下が好ましく、３０ｎｍ以下が更に好ましい。これらの平均粒径の差が５０ｎｍを超えると、第一のブラック顔料とシアン顔料とで、互いの粒子が不均一であることに起因する乱反射を起こし、純粋な黒色を表現できないという不都合が生じる。
なお、顔料粒子の平均粒径（Ｄ５０）は、従来公知の方法により測定することができるが、例えば、粒度分析計ＵＰＡ１５０（日機装製）により測定できる。
【００２３】
なお、顔料の平均粒子径（Ｄ５０）は、分散機を用いて分散を行う際、分散機回転部周速、分散時間、分散液流量、分散液温度により制御することができる。
上記分散機（メディアミル）としては、ビーズを用いることができる分散機であれば、特に制限されるものではないが、具体的な例としては、Getzmann社製「ＴＯＲＵＳＭＩＬＬ」、アシザワ社製「スターミル」、アイメックス社製「ビスコミル」、シンマルエンタープライゼス社製「ダイノミル」、三菱重工社製「ダイヤモンドファインミル」、コトブキ技研工業社製「アペックスメガ」、浅田鉄工社製「ピコミル」、ユーロテック社製「ＯＢビーズミル」、三井鉱山社製「ＳＣミル」等が挙げられる。
メディアアミルを用いる場合は、分散媒体（ビーズ）の大きさを調節することによって顔料粒径を制御できる。
例えば、平均粒子径（Ｄ５０）を２００ｎｍ以下にするためには、ビーズを０．０１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度にすることが好ましく、さらに好ましくは０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍにすれば良い。
また、この方法により粒子径標準偏差を平均粒子径（Ｄ５０）より小さくすることもできる。
【００２４】
なお、メディアミル分散を行う前工程のプレ分散として、メディアレスミルを用いた分散を行ってもよい。
特に１μｍ以上もの粗大粒子をプレ分散処理しておくと、分散性が向上し、後工程のビーズミル分散時において、顔料粒子の粒度分布に於ける粒子径標準偏差が寄り小さくなり好ましい。
また更には、メディアミル分散の後に、上記メディアレスミルを用いることにより、荒れた顔料表面が修復され、分散安定性の向上を図ることができる。
上記メディアレスミルとしては、特に制限されるものではないが、具体的な例としては、プライミクス社製「T.K.フィルミックス」、スギノマシン社製「アルテマイザー」、エム・テクニック社製「ＣＬＥＡＲ ＳＳ５」、「クレアミックスＷモーション」、ユーロテック社製「キャビトロン」、シンマルエンタープライゼス社製「ＩＫＡ ＤＲ２０００」等が挙げられる。
【００２５】
上記第一のブラック顔料と上記第二のブラック顔料の割合は、質量比で、１：０．０１以上、０．１以下とすることが好ましい。
第二のブラック顔料の割合が０．０１より小さいと、第一のブラック顔料粒子の普通紙内部への顔料の浸透が増加し望ましくない。
また、第二のブラック顔料の割合が０．１を超えると、吐出性が劣り望ましくない。
【００２６】
ブラック顔料及びシアン顔料の全固形分濃度（固形分質量濃度）は、１０％以上４０％以下であるものとし、ブラック顔料とシアン顔料とを、質量比で、１：０．１以上０．５以下の割合で含むものとすることが好ましい。
顔料中の固形分濃度が１０％未満であると、粘度が低くなりすぎ、ビーズとの衝突による粉砕が主体となり、顔料表面が必要以上に荒れて、分散安定性が低下するという不都合を生じる。一方、４０％を超えると、粘度が高くなりすぎ、ビーズと顔料との摩擦による混練りが主体となり、過大な動力と発熱が発生するため、生産安定性からも好ましくない。 よって、全固形分濃度は１０％以上４０％以下であるものとし、好ましくは１５％以上３５％以下の範囲であるものとする。
ブラック顔料とシアン顔料との含有割合が、１：０．１より小さい又は１：０．５を超えた割合であると、純粋な黒色画像が形成できないことが確かめられた。
【００２７】
ブラック顔料としては、ファーネス法あるいはチャネル法で製造されたカーボンブラックを適用できる。具体的には、Pigment Black7（デグザ・ジャパン製）が好適である。
カーボンブラックの平均一次粒子径は１０．０ｎｍ〜３０．０ｎｍで、ＢＥＴ比表面積は１００ｍ2／ｇ〜４００ｍ2／ｇであるものが好適である。
より好ましくは、カーボンブラックの平均一次粒子径は１５．０ｎｍ〜２０．０ｎｍで、ＢＥＴ比表面積は１５０ｍ2／ｇ〜３００ｍ2／ｇであるものとする。
平均一次粒子径は電子顕微鏡写真を用いて粒子を撮影し、撮影画像の粒子の径と数から算出することで測定することができる。またＢＥＴ比表面積は、窒素吸着によるＢＥＴ法によって測定することができる。
【００２８】
本発明において適用するシアン顔料は、具体的に、ピグメントブルー１、ピグメントブルー２、ピグメントブルー３、ピグメントブルー１５、ピグメントブルー１５：３、ピグメントブルー１５：４、ピグメントブルー１６、ピグメントブルー２２、ピグメントブルー６０、バットブルー４、バットブルー６０等が挙げられるが、特にピグメントブルー１５：３が挙げられる。特に、Ｐｉｇ．Ｂｌｕｅ１５：３が好適である。
【００２９】
分散剤としては、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物が適用できる。但し、ナフタレンスルホン酸の２量体、３量体、４量体の合計含有率が、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物全体に対して２０％未満であると、分散性が悪化し、顔料分散液及びインクの保存安定性が劣り、その結果ノズルの目詰まりが発生しやすいという不都合が生じる。
また、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物のナフタレンスルホン酸の２量体、３量体、４量体の合計含有率がナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物全体に対して８０％を超えると、粘度が高くなり、分散が困難になるという不都合が生じる。
ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物は、ナフタレンスルホン酸ナトリウムとホルムアルデヒドとの縮合物であり、上記縮合物の繰り返しからなるものであれば特に限定されない。
【００３０】
また、分散剤としては、下記の式（１）に示す化合物も適用できる。
これを用いることにより、平均粒径が小さく粒度分布の標準偏差が小さい顔料分散体及び顔料インクが得られることが確かめられた。
【００３１】
【化２】
【００３２】
上記式（１）中、ｎは、２０以上１００以下が好ましく、３０以上５０以下がより好ましい。
ｎが２０未満であると、分散安定性が低下する傾向があり、平均粒径が大きくなってしまったり、あるいは粒度分布に於ける標準偏差が大きくなってしまったりするため、インク液として用いたときの彩度が悪化することが確かめられた。
一方、ｎが１００より大きいと、作製されたインクの粘度が高くなり、インクジェット方式において印字が困難になるという不都合を生じる。
上記式（１）の化合物においては、ポリオキシエチレン（ＰＯＥ、ｎ＝４０）βナフチルエーテルが特に好ましいものとして挙げられる。
【００３３】
本発明の顔料分散液においては、上記分散剤の含有割合が、重量基準（質量比）として、ブラック顔料及びシアン顔料１に対し、０．０１以上２以下の割合であることが好ましく、更には、ブラック顔料及びシアン顔料１に対し、０．０５〜０．５の割合であることがより好ましい。
分散剤の含有量が、０．０１未満であると、十分な分散効果が得られないことが確かめられており、顔料分散体及びインクの保存安定性が劣り、その結果ノズルの目詰まりが発生しやすいことが確かめられた。
分散剤の含有量が２より大きいと、顔料分散体およびインクの粘度が高すぎてインクジェット方式での印字が困難になる傾向がある。
【００３４】
本発明の顔料インクは、上述した顔料分散体を主成分とするものとし、この他、湿潤剤を含有することが好ましい。湿潤剤は沸点が１８０℃以上のものが好ましい。
湿潤剤を水系顔料インク中に含有することにより、インク組成物の保水と湿潤性を確保でき、その結果、水系顔料インクを長期間保存しても色材の凝集や粘度の上昇がなく、優れた保存安定性を実現できる。また、インクジェットプリンターのノズル先端等で開放状態に放置されても、乾燥物の流動性を長時間維持するインクジェット記録用インクが実現できる。更に印字中もしくは印字中断後の再起動時にノズルの目詰まりが発生することもなく、高い吐出安定性が得られる。
【００３５】
湿潤剤としては、具体的に下記のものを適用できる。
例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール1.3-ブチルグリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,5−ぺンタンジオール、1,6−へキナンジオール、グリセリン、1,2,6−へキサントリオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、エチル1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、ぺトリオール等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、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、ジ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等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べンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類;2−ピロリドン、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、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等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等のアミド類;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、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等が挙げられる。これらの湿潤剤は、単独又は２種類以上混合して使用することができる。
上記湿潤剤の中でも、1.3-ブチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール及び／またはグリセリンを含有することにより、インクの乾燥による目詰まりすなわち水分蒸発による噴射特性不良の防止が効果的に実現でき、形成画像の彩度を向上する上で優れた効果が得られる。
【００３６】
本発明の顔料インクには、浸透剤を含有することが好ましい。
浸透剤の具体的な例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、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グリコールエステル、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンデシルエーテル、あるいはアセチレン系界面活性剤、シリコン系界面活性剤やフッ素系界面活性剤等のノニオン系界面活性剤等が挙げられる。
【００３７】
本発明の顔料インクには、界面活性剤を、インク特性に影響を及ぼさない範囲内で、併用してもよい。
界面活性剤の具体的な例としては、ノニオン系界面活性剤は、 ＢＴシリーズ（日光ケミカルズ）ノニポールシリーズ（三洋化成）、D-,P-シリーズ（竹本油脂）サーフィノールシリーズ（エアープロダクツ）オルフィンシリーズ（日信化学）EMALEX DAPEシリーズ（日本エマルジョン）、シリコン系界面活性剤（東レダウコーニング等）、フッ素系界面活性剤（ネオス,住友3M,Dupont,ダイキン）等が挙げられる。
【００３８】
また、本発明の、加熱処理を実施した水系顔料分散体から水系顔料インクとする場合、あるいは未加熱処理水系顔料分散体を用いて作成した水系顔料インクに対して前記加熱処理を実施した水系顔料インクの場合のいずれにおいても、水系顔料インクの作成後に、金属フィルター、メンブレンフィルター等を用いた減圧・加圧濾過や遠心分離機による遠心濾過を行い、粗大粒子、異物（ほこり・ごみ）等を除去するのが好ましい。
【００３９】
上記のように、顔料分散体から得られた顔料インクを所定の容器に収納し、インクカートリッジを作製することができる。
このインクカートリッジをインクジェット装置に組み込むことにより、本発明のインクジェット記録装置が得られ、所定の記録信号に応じてオリフィスから吐出させ、被記録材に画像形成を行うことにより画像形成物が得られる。
【００４０】
また、印字手段としては、連続噴射型あるいはオンデマンド型の記録ヘッドを有する前記のインクジェット方式のプリンター（インクジェットプリンター）による印刷方式が挙げられる。
オンデマンド型としては、例えば、ピエゾ方式、サーマルインクジェット方式、静電方式等が例示される。
これらインクカートリッジの形成、インクジェット装置の形成、画像形成方法は、従来公知の技術を適用することができ、例えば、特開２０００−１９８９５８号に開示されている技術を援用できる。
【００４１】
また、本発明の顔料インクを用いて画像形成を行うための記録媒体としては、紙などのインク組成物に対して吸収性を有するもの、インク組成物に対して実質的に非吸収性のもののいずれであってもよい。
記録媒体の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリサルフォン、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル等を基材とするプラスチックシート、黄銅、鉄、アルミニウム、ＳＵＳ、銅等の金属表面または非金属の基材に蒸着等の手法により金属コーティング処理をした記録媒体、紙を基材として撥水処理などがなされた記録媒体、無機質の材料を高温で焼成した、いわゆるセラミックス材料からなる記録媒体等が挙げられる。
【００４２】
〔実施例〕
以下、具体的な実施例に基づき本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。なお実施例中の部数は重量部を表すものである。
下記表１に、サンプル顔料分散体の構成を示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１中、Ｂｋはブラック、Ｃはシアンを示す。
Ｂｋ顔料（第一Ｂｋ顔料と第二Ｂｋ顔料）とＢｋ用分散剤との割合は、４：０．５である。Ｃ顔料とＣ用分散剤との割合は、４：１．５であるものとする。表１中の顔料、分散剤以外の成分は水（イオン交換水）である。
表１中の分散剤種（ａ）〜（ｅ）の構成と物性を下記表２に示す。
【００４５】
【表２】
【００４６】
上記表１の混合溶液をプレミックスし、混合スラリーを得た。ディスクタイプのメディアミル（寿工業社UAM型）で０．０３ｍｍφのジルコニアビーズ、充填率６０％を用いて、周速６ｍ／ｓ、液温１０℃で３分循環分散し、遠心分離機（久保田商事（株）製Model-7700）で粗大粒子を遠心分離し、顔料分散体を得た。
【００４７】
この顔料分散体を用いて、下記の処方により顔料インクを調製し、３０分攪拌処理を行った後、孔径０．８μｍのメンブランフィルターで、濾過、真空脱気を行い、目的の顔料インクを得た。
（インク処方）
顔料分散体（顔料濃度２５％の場合、全固形分８％） ４０．０部
グリセリン ７．５部
ジエチレングリコール １５．０部
２―エチル−１，３−ヘキサンジオール ３．０部
２−ピロリドン ３．０部
ポリオキシエチレン（３）アルキル（Ｃ１３）エーテル酢酸ナトリウム ０．５部
蒸留水 ３１．０部
【００４８】
次に、ＥＰＳＯＮ社製インクジェットプリンターＥＭ−９３０Ｃを用いて、ゼロックス社製ＰＰＣ用紙ＸＥＲＯＸ４０２４に印字し、吐出安定性の評価を行い、印字画像をＸｒｉｔｅ濃度計にて測定し、評価した。
また、インク液保存安定性についても下記試験法により評価した。
測定及び評価の方法を下記に示し、測定及び評価の結果を表３に示す。
【００４９】
（評価１：吐出安定性）
ヘッドのインク吐出安定性については、印刷を行った後、プリンタヘッドにキャップした状態で、プリンターを４０℃の環境下で１ヶ月放置し、その後の吐出状態が初期の吐出状態に回復するか否かを下記のクリーニング動作回数によって、三段階で評価を行った。
○：１回の動作により回復した。
△：２回〜３回の動作により回復した。
×：３回以上の動作によっても回復がみられなかった。
【００５０】
（評価２：画像評価）
画像濃度について、画像サンプルのベタ画像をＸｒｉｔｅ濃度計を用いてを行った。
○：１．３０以上
△：１．２０以上１．３０未満
×：１．２０未満
【００５１】
（評価３：顔料分散体及び顔料インク保存性）
各インクをポリエチレン容器に入れ密封し、７０℃３週間保存した後、粒径、表面張力、粘度を測定し、初期物性との変化率により下記の様に三段階で評価した。
○：１０％以内
△：３０％以内
×：５０％を超える
【００５２】
【表３】
【００５３】
上記表３に示すように、本発明の顔料分散体により調製した顔料インクを用いた実施例１〜１１においては、いずれも、実用上良好な画像が得られ、ヘッドノズルの吐出安定性も良好であり、顔料分散体および顔料インクの保存性も良好であった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、ブラック顔料、シアン顔料、分散剤、及び水を含有する顔料分散体であって、
前記ブラック顔料は、第一のブラック顔料と、当該第一のブラック顔料よりも平均粒径が大きい第二のブラックからなり、
前記第一のブラック顔料の平均粒径と、前記シアン顔料の平均粒径の差が、５０ｎｍ以下であることを特徴とする顔料分散体。
【請求項２】
前記第一のブラック顔料の平均粒径が１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であり、
前記第二のブラック顔料の平均粒径が２００ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であり、
前記第一のブラック顔料と前記第二のブラック顔料とが、質量比で、１：０．０１以上０．１以下の割合で含有されていることを特徴とする請求項１に記載の顔料分散体。
【請求項３】
前記ブラック顔料と前記シアン顔料との全固形分濃度が、１０％以上４０％以下であり、
前記ブラック顔料と前記シアン顔料とが、質量比で、１：０．１以上０．５以下の割合で含有されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の顔料分散体。
【請求項４】
前記分散剤として、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物、及び下記式（１）で示される化合物の、少なくとも一種が用いられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の顔料分散体。
【化１】
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の顔料分散体を用いて作製されたことを特徴とする顔料インク。
【請求項６】
請求項５に記載の顔料インクが収容されていることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項７】
記録ヘッドから請求項５に記載の顔料インクを吐出させて記録を行うようになされていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項８】
請求項７に記載のインクジェット記録装置を用い、記録ヘッドから顔料インクを吐出させて記録を行うことを特徴とする画像形成方法。
【請求項９】
請求項８に記載の画像形成方法により作成されたことを特徴とする画像形成物。
【請求項１】
少なくとも、ブラック顔料、シアン顔料、分散剤、及び水を含有する顔料分散体であって、
前記ブラック顔料は、第一のブラック顔料と、当該第一のブラック顔料よりも平均粒径が大きい第二のブラックからなり、
前記第一のブラック顔料の平均粒径と、前記シアン顔料の平均粒径の差が、５０ｎｍ以下であることを特徴とする顔料分散体。
【請求項２】
前記第一のブラック顔料の平均粒径が１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であり、
前記第二のブラック顔料の平均粒径が２００ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であり、
前記第一のブラック顔料と前記第二のブラック顔料とが、質量比で、１：０．０１以上０．１以下の割合で含有されていることを特徴とする請求項１に記載の顔料分散体。
【請求項３】
前記ブラック顔料と前記シアン顔料との全固形分濃度が、１０％以上４０％以下であり、
前記ブラック顔料と前記シアン顔料とが、質量比で、１：０．１以上０．５以下の割合で含有されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の顔料分散体。
【請求項４】
前記分散剤として、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物、及び下記式（１）で示される化合物の、少なくとも一種が用いられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の顔料分散体。
【化１】
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の顔料分散体を用いて作製されたことを特徴とする顔料インク。
【請求項６】
請求項５に記載の顔料インクが収容されていることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項７】
記録ヘッドから請求項５に記載の顔料インクを吐出させて記録を行うようになされていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項８】
請求項７に記載のインクジェット記録装置を用い、記録ヘッドから顔料インクを吐出させて記録を行うことを特徴とする画像形成方法。
【請求項９】
請求項８に記載の画像形成方法により作成されたことを特徴とする画像形成物。
【公開番号】特開２００９−１１４２８１（Ｐ２００９−１１４２８１Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８７２０７（Ｐ２００７−２８７２０７）
【出願日】平成１９年１１月５日（２００７．１１．５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月５日（２００７．１１．５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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