【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】
【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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a water-based pigment ink for ink jet (hereinafter, abbreviated as “ink”), which is suitable for an ink jet recording method, especially a thermal ink jet recording method, and can provide a recording head with ejection stability and high head durability. The present invention relates to an ink cartridge and a recording unit using the ink and an ink jet recording method using the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the size of ink droplets ejected from a single nozzle has been reduced in order to respond to the demand for extremely high-quality ink-jet recorded images comparable to silver halide photographs. Ink jet printers having a droplet amount of about 10 pl (picoliter) or less are commercially available. Further, with respect to the recording speed, further higher speed has been demanded, and accordingly, it is urgently necessary to cope with a higher driving frequency. By the way, recently, not only high definition but also excellent fastness (light fastness, etc.) has been required for ink jet recorded images. Therefore, water-insoluble coloring materials as coloring materials, For example, the use of pigments is increasing. However, the fact is that the ink containing the water-insoluble colorant has not yet been sufficiently studied for high definition and high speed image formation.
[0003]
Under such circumstances, the present inventors have developed a thermal ink jet method in which a pigment is used as a water-insoluble colorant, and an ink obtained by dispersing an ink in an aqueous medium using a resin dispersant is applied by applying thermal energy to the ink. The possibility of high-speed recording of high-definition ink-jet images when applied to ink-jet recording has been studied repeatedly. In the process, despite the same dispersant composition and ink composition, there was a problem that the frequency response was remarkably inferior depending on the pigment lot. Therefore, when the impurities in the pigmented ink in which the problem occurred were analyzed, the content of calcium and magnesium was large in the ink in which the problem occurred, and those components were brought into the ink as impurities in the pigment. I found that. In addition, it is generally considered that impurities should be purified if they are impurities.However, in order to stably purify calcium and magnesium to a level at which the above-mentioned problem does not occur, it is necessary to perform detailed purification for each pigment. Conditioning is required, which is not easy. From this point, adding a pigment purification step to remove calcium and magnesium actually hinders the widespread use of pigment ink.
[0004]
The effects of impurities in the pigment on the inkjet pigment ink have already been studied. For example, a proposal has been made to reduce the total amount of each metal ion of phosphorus, calcium, iron, and silicon contained in the pigment to 200 ppm or less. (For example, see Patent Document 1). However, the present invention focuses on the storage stability when used in combination with acetylene glycol, and the problem of the frequency responsiveness of thermal inkjet caused by calcium and magnesium, which is a technical problem of the present invention, has not been discussed at all. In addition, what is mentioned as a countermeasure is the purification of the pigment, in which case the above-mentioned disadvantages occur.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-121448 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, the present invention does not necessarily purify the pigment with high purity, and, of course, solves the above-described problems and also provides basic characteristics as an ink for ink jet recording, specifically, nozzle clogging resistance. It is an object of the present invention to provide an ink jet recording printer capable of coping with higher-speed recording of a high-definition image while maintaining a high level of performance and the like, particularly an ink effective as an ink for thermal ink jet recording.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an ink obtained by dispersing a pigment, which is a water-insoluble colorant, in an aqueous medium with a resin dispersant. An object of the present invention is to provide an excellent ink which can cope with a further increase in speed and a further reduction in the size of a discharged droplet.
[0008]
Another object of the present invention is to realize an ink jet recording method capable of forming high-quality images stably at high speed for a long period of time, and to realize an ink cartridge and a recording unit applicable to this method. To provide an ink. Further, an object of the present invention is an ink jet recording method which can be stably formed at high speed and for a long period of time even when a recording head utilizing thermal energy is used as a recording method, and can be applied to this method. An object of the present invention is to provide an ink capable of realizing an ink cartridge and a recording unit.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention provides [1] an aqueous pigment ink for inkjet containing at least a pigment, a water-soluble compound, and water, and having a total content of calcium and magnesium of 50 ppm or more and 130 ppm or less, wherein the pigment has an average particle size of A water-based pigment ink for inkjet, characterized in that the block polymer is 95 nm or less and contains a carboxylic acid as a solubilizing group in a range of 1% by mass to 6% by mass.
[0010]
Preferred embodiments of the above-mentioned water-based pigment ink for inkjet include the following [2] and [3]. [2] The water-based pigment ink for inkjet according to [1], wherein the water-soluble compound contains at least glycerin. [3] The water-based inkjet pigment ink according to the above [2], wherein the content of glycerin is 3 to 15% by mass of the total mass of the ink.
[0011]
Another embodiment of the present invention is characterized in that [4] an ink cartridge provided with an ink containing section containing ink, wherein the ink is the ink according to any of the above [1] to [3]. It is an ink cartridge to be used.
[0012]
According to another embodiment of the present invention, in a recording unit that simultaneously includes [5] an ink storage unit that stores ink and a head unit that discharges the ink, the ink may be any one of the above [1] to [3]. A recording unit, which is any one of the inks described above. As a preferable mode of such a recording unit, [6] the recording unit according to the above [5], wherein the head unit includes a recording head of a type in which the ink is ejected from an orifice by applying thermal energy to the ink. No.
[0013]
Another embodiment of the present invention is [7] an ink jet recording method using the ink according to any one of the above [1] to [3].
[0014]
Preferred embodiments of the above ink jet recording method include the following [8] and [9]. [8] The ink jet recording method according to the above [7], wherein the ink is ejected from the ink jet head by applying thermal energy to the ink. [9] The ink jet recording method according to the above [8], wherein the discharge amount of the ink from the ink jet head is 0.1 to 20 pl.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments.
The present invention can solve the technical problems caused by calcium and magnesium in the ink without resorting to reducing the calcium and magnesium contents in the ink by purifying the pigment or the like, or can improve at a high level. It was made based on the knowledge that it can be found and solved.
[0016]
That is, the ink according to the present invention contains at least a pigment, a water-soluble compound, and water, the total content of calcium and magnesium is 50 ppm or more and 130 ppm or less, the average particle size of the pigment is 95 nm or less, and The block polymer containing an acid as a solubilizing group is contained in an amount of 1% by mass or more and 6% by mass or less, which will be described below.
[0017]
First, the pigment of the above constituent components will be described. In the ink according to the present invention, any ink can be used as long as it is an ink used for an ink-jet ink and has an average particle diameter of 95 nm or less. Are preferred.
[0018]
As the pigment used for the black ink, carbon black is preferable. Specifically, for example, carbon black pigments such as furnace black, lamp black, acetylene black, and channel black have a primary particle size of 15 to 40 nm and a specific surface area of 50 to 300 m by a BET method. 2 / G, those having a DBP oil absorption of 40 to 150 ml / 100 g and a volatile content of 0.5 to 10% can be preferably used.
[0019]
As the pigment used in the color ink, the following organic pigments are suitable. The present invention is not limited to the following. I. Pigment Yellow 13, 17, 55, 74, 93, 97, 98, 110, 128, 139, 147, 150, 151, 154, 155, 180, 185, C.I. I. Pigment Red 122, 202, 209, C.I. I. Pigment Blue 15: 3, 15: 4 and the like are preferable. According to the study of the present inventors, among these, C.I. I. In the case where Pigment Blue 15: 3 or 15: 4 is used, the effect of the configuration according to the present invention is particularly effectively exhibited. The reason for this is speculation, but C.I. I. Pigment Blue 15: 3 and 15: 4 are thought to be due to calcium and magnesium remaining easily depending on the surface condition.
[0020]
The amount of the pigments listed above in the ink is not limited to the following range, but is preferably in the range of 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.2 to 8% by mass. , More preferably 0.3 to 6% by mass.
[0021]
Next, calcium and magnesium contained in the ink according to the present invention will be described. It is considered that calcium and magnesium contained in the ink of the present invention are not added during the production of the ink, but are mainly contained from the pigment used as one of the raw materials of the ink. This is evident from the fact that when the content of the pigment in the ink is changed, the amounts of calcium and magnesium contained in the ink change in proportion to the change. Calcium and magnesium in the pigment are, for example, incorporated into the pigment when the water used during the synthesis of the pigment is hard water, or remained in the pigment as a component of a pigment surface treatment aid to aid dispersion of the pigment. It seems to be. It is considered that the reason why calcium and magnesium are contained in the ink may be that the calcium and magnesium are mixed into the ink by elution of a member or the like that comes into contact with the ink.
[0022]
As a premise of the configuration of the ink according to the present invention, the reason that the total content of calcium and magnesium in the ink is 50 ppm or more and 130 ppm or less is that if the total amount is as small as less than 50 ppm, the specific ink formulation can be made even by the conventional technology. This is because, in the case of a configuration, there is a case where the problem to be solved by the present invention described above can be achieved. On the other hand, when it exceeds 130 ppm, when finally adjusting to the physical properties necessary for the ink for ink jet, due to restrictions on the physical properties (particularly viscosity) of the ink, the problems to be solved by the present invention are as follows. At present, this cannot be overcome.
[0023]
Next, a block polymer containing a carboxylic acid as a solubilizing group, which is an important component of the ink according to the present invention, will be described. The block polymer that can be used in the present invention is a block copolymer having a structure represented by AB type, BAB type, ABC type, or the like. Here, ABC stands for a chain of certain monomers of a limited length. In particular, a block copolymer having a hydrophobic block and a hydrophilic block and having a balanced block size that contributes to dispersion stability is advantageous in practicing the present invention. That is, as long as it has such a structure, various kinds of desired functional groups can be incorporated into a hydrophobic block (a block to which a colorant is bonded), and thereby the dispersion stability can be improved. Specific interaction between the pigment and the colorant is further enhanced.
[0024]
Further, the ink according to the present invention containing the block polymer as described above is an ink jet recording system using thermal energy, particularly a small droplet, for example, 0.1 to 20 pl, more preferably 0.1 to 20 pl. It is more preferable from the viewpoint of its rheological suitability when it is used in an ink jet recording head using an ink jet recording head corresponding to 0.1 to 10 pl.
[0025]
The amount of the block polymer in the ink according to the present invention depends on the structure of the block polymer to be contained, its molecular weight, and other properties, and further, other components constituting the ink composition. In the above, the block polymer is contained in the ink in a range of 1% by mass or more and 6% by mass or less. In addition, a suitable block polymer used in the ink according to the present invention has a weight average molecular weight of, for example, less than 30,000, preferably less than 20,000, and more preferably in the range of 2,000 to 10,000. belongs to.
[0026]
The method for producing a block polymer as described above, which can be used in the present invention, is described in, for example, JP-A-05-179183, JP-A-06-136311, JP-A-07-053841, and JP-A-10-108. Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 87768, 11-043639, 11-236502, and 11-269418 disclose in detail.
[0027]
Representative hydrophobic monomers that can be used in the production of the block copolymer include various monomers described below, but the present invention is not limited to these. For example, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, methyl methacrylate (MMA), ethyl methacrylate (EMA), propyl methacrylate, n-butyl methacrylate (BMA or NBMA), hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate (EHMA), octyl methacrylate, lauryl methacrylate ( LMA), stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate (HEMA), hydroxypropyl methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, methacrylonitrile, 2-trimethylsiloxyethyl methacrylate, glycidyl methacrylate (GMA), p-tolyl methacrylate, sorbyl Methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate , Propyl acrylate, butyl acrylate, hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, octyl acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate, phenyl acrylate, 2-phenylethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, acrylonitrile, 2-trimethylsiloxyethyl acrylate, Glycidyl acrylate, p-tolyl acrylate and sorbyl acrylate.
[0028]
Preferred hydrophobic monomers among the above are benzyl acrylate, benzyl methacrylate, 2-phenylethyl methacrylate, methyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and the like, and homopolymers and copolymers produced therefrom, for example, methyl methacrylate and It is preferable to produce a block copolymer using a copolymer with butyl methacrylate and use this.
[0029]
Representative hydrophilic monomers that can be used in the case of producing a block copolymer containing a carboxylic acid as a solubilizing group used in the present invention include methacrylic acid and acrylic acid. Is not limited to these. In the present invention, it is preferable to produce a block copolymer containing a carboxylic acid as a solubilizing group by using a homopolymer or a copolymer containing these, and use the obtained block polymer.
[0030]
Block polymers containing carboxylic acids as solubilizing groups are obtained either directly from the monomers mentioned above or from blocked monomers having blocking groups which are removed after the polymerization. Examples of blocked monomers that yield acrylic acid or methacrylic acid after removal of the blocking group include trimethylsilyl methacrylate (TMS-MAA), trimethylsilyl acrylate, 1-butoxyethyl methacrylate, 1-ethoxyethyl methacrylate, 1-butoxyethyl acrylate , 1-ethoxyethyl acrylate, 2-tetrahydropyranyl acrylate and 2-tetrahydropyranyl methacrylate.
[0031]
According to the study of the present inventors, in the case of a random polymer having a carboxylic acid as a solubilizing group, which is a general dispersing resin, a pigment in which a large amount of calcium and magnesium remains due to the production of the pigment is used. When used for ink, in particular, when using a head based on the ejection principle using thermal energy (hereinafter referred to as bubble inkjet), as the drive frequency is increased, the ejection speed is sharply reduced, and ejection becomes impossible. This is presumed to be because the carboxylic acid in the structure of the dispersing resin forms a salt with calcium or magnesium, so that the dissolving ability is lowered, and the ability to re-disperse the pigment that has been dispersed and destroyed by heating the heater is lowered. I have. More specifically, it is presumed that when the ink is heated by the heater of the head, the pigment and the resin dispersant physically adsorbed to the pigment are separated, and the dispersion stability is temporarily destroyed. are doing. When the driving frequency is low, even if temporary dispersion destruction occurs, the dispersion stability is restored by re-adsorption of the resin dispersant to the pigment, whereas when the driving frequency is increased, the dispersion stability is reduced. It is considered that the recovery becomes insufficient, and as a result, the ejection stability of the ink decreases. Further, even in the case where dispersion failure does not occur, it is considered that the same problem occurs if the time required for the combined substance of the pigment and the resin to precipitate on the heater surface and be redissolved is long.
[0032]
In contrast, when a block polymer containing a carboxylic acid as a solubilizing group constituting the ink according to the present invention is used, even if the total amount of calcium and magnesium in the ink is 50 ppm or more, the frequency response may be deteriorated. Absent. This is presumed to be because calcium or magnesium contained in the ink is effectively captured by using the specific block polymer as a component of the ink. That is, unlike a random polymer, when a monomer having a carboxylic acid is used, the block polymer is contained in the ink because the carboxylic acid has a regularly long part adjacent to the structure. Calcium and magnesium can be trapped not in the form of ionic bonds but in the form of coordination bonds to form a complex compound, maintaining good performance without reducing solubility. It is presumed that it can be done.
[0033]
The block polymer containing a carboxylic acid as a solubilizing group, which constitutes the ink according to the present invention, is contained in the ink in a range of 1 to 6% by mass as a pigment dispersant. That is, by setting the content in this range, it is possible to effectively capture calcium and magnesium in the ink as a factor inhibiting the increase in the ink jet recording speed, while suppressing an increase in the viscosity of the ink caused by the block polymer. is there. For the same reason, the content is preferably in the range of 1 to 5% by mass, more preferably 1 to 4% by mass in the ink.
[0034]
Next, the particle diameter of the pigment used, which is another important point of the constitution of the ink according to the present invention, will be described. As a method for measuring the particle size of the pigment, there are various methods such as a laser scattering method and a sedimentation method. In the present invention, the average particle size measured by the laser scattering method and calculated by the cumulant analysis method is used in the present invention. Is the average particle size. The object of the present invention is achieved when the average particle size of the pigment measured by such a method is 95 nm or less. If the average particle size is larger than this, a problem may occur in the frequency response. This is presumably because, when the pigment particle size is large, the surface area of the pigment for adsorbing the block polymer becomes small, so that the thermal stability at the time of heating the heater is inferior. In particular, C.I. I. When phthalocyanine pigments such as CI Pigment Blue 15: 3 and 15: 4 are used, the effect of the present invention is more remarkable when the average particle size is 90 nm or less, and more preferable effect is obtained when the average particle size is controlled to 85 nm or less. Can be Although the reason for this is not clear, it is believed that there is some relationship between the surface of the phthalocyanine pigment and the state of adsorption of the block polymer.
[0035]
The ink according to the present invention is characterized by having a pigment having the above-mentioned specific particle diameter and a block polymer containing a carboxylic acid as a solubilizing group, and further contains a water-soluble compound and water. Next, those constituting the ink according to the present invention will be described. Although the ink according to the present invention contains water as a liquid medium, it is preferable to use ion-exchanged water as the water. The content of water in the ink is preferably 50% by mass or more, and more preferably 95% by mass or less based on the total amount of the ink.
[0036]
Further, the ink according to the present invention contains a water-soluble compound from various points such as prevention of clogging. In particular, in order to prevent the block polymer containing a carboxylic acid as a solubilizing group, which characterizes the ink according to the present invention, from sticking, it is preferable to include glycerin among the water-soluble compounds. If the content of glycerin is too large, it is not preferable because problems such as ejection failure and heater disconnection due to high viscosity of the ink may occur. On the other hand, when the content of glycerin is too small, the fixation resistance may not be obtained in some cases. Therefore, in the ink according to the present invention, the content of glycerin in the ink is preferably 3 to 15% by mass, more preferably 3.5 to 12% by mass, and further preferably 4 to 10% by mass. The ink is contained within the range.
[0037]
The ink according to the present invention may be used as a substance other than glycerin or in combination with glycerin, for example, ethylene glycol, glycol having 3 to 6 carbon atoms, triol having 4 to 6 carbon atoms, 2-pyrrolidone, ethylene urea, etc. It is preferable to include a water-soluble compound of the formula (I). Other water-soluble compounds that can be used in combination include, for example, amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; ketones or ketoalcohols such as acetone and diacetone alcohol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; Oxyethylene or oxypropylene copolymers such as glycol, tripropylene glycol, polyethylene glycol and polypropylene glycol; ethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, diethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, triethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether and the like Lower alkyl ethers; triethylene glycol dimethyl (or ethyl) ether, tetraethylene glycol dimethyl (or ethyl) ether Alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine; sulfolane, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, and trimethylolpropane And the like.
[0038]
The total content of the water-soluble compounds as described above to be contained in the ink according to the present invention is not particularly limited, but is preferably 3 to 50% by mass, more preferably 10 to 35% by mass based on the total amount of the ink. Range.
[0039]
The ink according to the present invention having the above-described configuration is, if necessary, in addition to the above-described components, as an additive, in order to obtain an ink having desired physical properties suitable as an inkjet ink, for example, viscosity Adjusters, defoamers, preservatives, fungicides, antioxidants, and the like can be added. When a surfactant is used, it is preferable that the surface tension of the ink is selected so as to be 25 mN / m or more, preferably 30 mN / m or more. In the ink according to the present invention, it is particularly preferable to use a polyoxyethylene alkyl ether having an HLB of 13 or more as a surfactant.
[0040]
Examples of the polyoxyethylene alkyl ether having an HLB of 13 or more are not particularly limited, but the alkyl group of the hydrophobic portion may be lauryl, cetyl, stearyl, Any one such as oleyl and behenyl may be used, but an alkyl group having 16 to 18 carbon atoms is preferred, and a cetyl group is particularly preferred. On the other hand, the number of ethylene oxide in the hydrophilic portion is preferably from 10 to 40. The value of HLB itself is 13 or more, preferably 15 or more, more preferably 17 or more. The content of these surfactants is 0.1 to 3% by mass, preferably 0.2 to 2.5% by mass, and more preferably 0.3 to 2% by mass based on the total amount of the ink. .
[0041]
Nonionic surfactants are preferred as surfactants that can be used in the ink according to the present invention other than the above-described polyoxyethylene alkyl ethers, and ethylene oxide adducts of acetylene glycol, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, Polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester and the like can be mentioned. In particular, when an ethylene oxide adduct of acetylene glycol is used in the ink according to the present invention having the above-described configuration, a particularly high effect can be obtained with respect to the stability of the ejection speed, which is preferable. Here, that the ejection speed of the ink is stable means that printing can always be performed at a constant ejection speed. On the contrary, if the ejection speed is different for each ejection, In addition, there is a possibility that the obtained image may be uneven. The HLB of these nonionic surfactants is 10 or more, preferably 13 or more, and more preferably 15 or more. The content of these surfactants in the ink is from 0.1 to 3% by mass, preferably from 0.2 to 2.5% by mass, more preferably from 0.3 to 2% by mass, based on the total amount of the ink. .
[0042]
Next, an ink-jet recording apparatus having the above-described configuration and capable of suitably using the ink according to the present invention will be described with a specific example of an ink-jet printer. FIG. 1 is a perspective view schematically showing a liquid discharge head as a liquid discharge head of a discharge method for communicating bubbles with the atmosphere at the time of discharge, and a main part of an example of an ink jet printer as a liquid discharge device using this head.
[0043]
In FIG. 1, an inkjet printer includes a transport device 1030 that intermittently transports a sheet 1028 as a recording medium provided in a casing 1008 along a longitudinal direction in a direction indicated by an arrow P in FIG. A recording unit 1010 that is reciprocated substantially parallel to a guide shaft 1014 in a direction of an arrow S that is substantially perpendicular to the conveyance direction P of the sheet 1028 by the 1030, and a movement driving unit 1006 that is a driving unit that reciprocates the recording unit 1010. It is comprised including.
[0044]
The transport device 1030 includes a pair of roller units 1022a and 1022b, which are disposed substantially parallel to each other, a pair of roller units 1024a and 1024b, and a driving unit 1020 for driving each of these roller units. I have. With this configuration, when the drive unit 1020 of the transport device 1030 is activated, the sheet 1028 is nipped by the respective roller units 1022a and 1022b and the roller units 1024a and 1024b, and is intermittently fed in the arrow P direction. It will be transported. The movement driving unit 1006 is disposed substantially parallel to the pulley 1026a and the belt 1016 wound around the pulley 1026b and the roller unit 1022a and the roller unit 1022b. And a motor 1018 for driving a belt 1016 connected to the carriage member 1010a in the forward and reverse directions.
[0045]
When the motor 1018 is activated and the belt 1016 rotates in the direction of arrow R, the carriage member 1010a of the recording unit 1010 is moved by a predetermined amount in the direction of arrow S. Also, when the motor 1018 is activated and the belt 1016 rotates in the direction opposite to the direction of arrow R shown in the figure, the carriage member 1010a of the recording unit 1010 moves a predetermined direction in the direction opposite to the direction of arrow S. It will be moved by the moving amount. Further, at one end of the movement driving unit 1006, a recovery unit 1026 for performing an ejection recovery process of the recording unit 1010 is provided at a position serving as a home position of the carriage member 1010a so as to face the ink ejection port arrangement of the recording unit 1010. Is provided.
[0046]
The recording unit 1010 is configured such that inkjet cartridges 1012Y, 1012M, 1012C, and 1012B are detachably attached to the carriage member 1010a for each color, for example, yellow, magenta, cyan, and black. Be provided.
[0047]
FIG. 2 shows an example of an ink jet cartridge that can be mounted on the above ink jet recording apparatus. The illustrated cartridge 1012 is of a serial type, and includes a main part including an ink jet recording head 100 and a liquid tank 1001 that stores a liquid such as ink.
The ink jet recording head 100 has a large number of ejection ports 832 for ejecting liquid, and a liquid such as ink is supplied from a liquid tank 1001 through a liquid supply passage (not shown) to a common liquid chamber (non-liquid chamber) of the liquid ejection head 100. (Shown). In the cartridge 1012 shown in FIG. 2, the ink jet recording head 100 and the liquid tank 1001 are integrally formed so that liquid can be supplied into the liquid tank 1001 as necessary. A structure in which a liquid tank 1001 is exchangeably connected to 100 may be adopted. Incidentally, an ink jet cartridge having an ink jet recording head is a recording unit.
[0048]
【Example】
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In the following description, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.
[0049]
[Example 1]
Using Cyanine Blue KR-O (CI Pigment Blue 15: 3) as a pigment, Ink 1 according to this example was produced by the following method.
<Preparation of dispersion>
First, using benzyl methacrylate and methacrylic acid as raw materials, an AB type block polymer having an acid value of 250 and a number average molecular weight of 3,000 is prepared by a conventional method, further neutralized with an aqueous solution of potassium hydroxide, and diluted with ion-exchanged water. To produce a homogeneous 50% polymer aqueous solution.
[0050]
Next, 200 g of the polymer solution, 100 g of the pigment, and 600 g of ion-exchanged water were mixed, and mechanically stirred for 0.5 hour. The mixture obtained above was then processed using a microfluidizer (manufactured by MFIC) by passing the mixture obtained above five times into the interaction chamber under a liquid pressure of about 10,000 psi (about 70 Mpa). Further, the pigment dispersion obtained as described above was subjected to a centrifugal separation treatment (12,000 rpm, 20 minutes) to remove a non-dispersed substance containing coarse particles, thereby obtaining a pigment dispersion 1. The pigment dispersion 1 thus obtained had a pigment concentration of 10% and a dispersant concentration of 10%.
[0051]
<Preparation of Ink 1>
Using the pigment dispersion 1 obtained above, a component having the following composition was added to a predetermined pigment concentration, and these components were sufficiently mixed and stirred. Then, a 2.5 μm pore size microfilter (FR250 manufactured by Fuji Film Co., Ltd.) ) To obtain ink 1. The obtained ink 1 has a pigment concentration of 2.5% and a dispersant concentration of 2.5%.
-125 parts of the above pigment dispersion
・ Glycerin 10 parts
・ Ethylene urea 5 parts
・ Polyoxyethylene cetyl ether (EO = 30,
HLB = 19.5) 1 copy
・ 59 parts of ion exchange water
[0052]
<Measurement of calcium and magnesium concentrations in ink 1 of Example 1>
About 1 g of the ink 1 obtained above was accurately weighed, placed in a porcelain crucible, lightly capped, and incinerated by heating at 700 ° C. for 2 hours in an electric furnace. After cooling, a few drops of concentrated hydrochloric acid were dropped to dissolve the ash, and then diluted to 10 ml with pure water to obtain a measurement sample, and the amount of calcium and magnesium in the sample solution was determined using an inductively coupled plasma emission analyzer. went. The concentration in 1 g of the ink calculated from the obtained measured values was 80 ppm of calcium and 45 ppm of magnesium, and the total amount was 125 ppm.
[0053]
<Particle size measurement>
Using a laser zeta potentiometer ELS8000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), the ink 1 obtained above was made 10,000 times with pure water, and the average particle size of the cumulant of the pigment contained in the ink 1 was measured by a laser scattering method. It was 76 nm when measured. The measurement of the calcium and magnesium concentrations in the inks of Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 and the measurement of the particle diameter of the pigment in the inks were the same as those in Example 1 described above.
[0054]
[Example 2]
First, a pigment dispersion liquid 2 used in Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that Chromofine blue 4920 (CI Pigment Blue 15: 3) was used as the pigment.
[0055]
<Preparation of Ink 2>
Next, the pigment dispersion liquid 2 obtained above was used, and a component having the following composition was added to the pigment dispersion 2 to obtain a predetermined pigment concentration. These components were sufficiently mixed and stirred, and then a microfilter having a pore size of 2.5 μm was obtained. The ink 2 was prepared by filtration under pressure using a FR250 (manufactured by Fuji Film).
・ 20 parts of the above pigment dispersion 2
・ Glycerin 10 parts
・ Ethylene urea 5 parts
・ Polyoxyethylene cetyl ether (EO = 30,
HLB = 19.5) 1 copy
・ 64 parts of ion exchange water
[0056]
In the ink 2 obtained above, the pigment concentration was 2.0%, and the dispersant concentration was 2.0%. The calcium concentration in Ink 2 was 30 ppm, the magnesium concentration was 25 ppm, and the total amount was 55 ppm. The average particle size of the pigment contained in Ink 2 was 84 nm.
[0057]
[Example 3]
First, a pigment dispersion 3 used in Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that cyanine blue SSK (CI pigment blue 15: 3) was used as a pigment.
[0058]
<Preparation of Ink 3>
Next, the pigment dispersion 3 obtained above was used, and a component having the following composition was added to the pigment dispersion 3 to obtain a predetermined pigment concentration. These components were sufficiently mixed and stirred, and then a micro filter having a pore size of 2.5 μm was obtained. The resulting mixture was filtered under pressure with a pressure filter (FR250 manufactured by Fuji Film) to prepare Ink 3.
・ 20 parts of the above pigment dispersion 3
・ Glycerin 10 parts
・ Ethylene urea 5 parts
・ Polyoxyethylene cetyl ether (EO = 30,
HLB = 19.5) 1 copy
・ 64 parts of ion exchange water
[0059]
Ink 3 obtained above had a pigment concentration of 2.0% and a dispersant concentration of 2.0%. The calcium concentration in Ink 3 was 65 ppm, the magnesium concentration was 35 ppm, and the total amount was 100 ppm. The average particle size of the pigment contained in Ink 3 was 70 nm.
[0060]
[Example 4]
First, C.I. I. Pigment Red 122 used in Example 4 was prepared in the same manner as in Example 1 except that Pigment Red 122 (trade name: MolditeRubine 3B, manufactured by Zeneca) was used.
An ink was obtained in the same manner as in Example 3 by using this dispersion instead of the pigment dispersion 3 used in Example 3 to obtain Ink 4.
Ink 4 obtained above had a pigment concentration of 2.0% and a dispersant concentration of 2.0%. The calcium concentration in Ink 4 was 25 ppm, the magnesium concentration was 27 ppm, and the total amount was 52 ppm. The average particle size of the pigment contained in the ink 4 was 94 nm.
[0061]
[Comparative Example 1]
A pigment dispersion H1 was prepared in the same manner as in Example 1, except that the same pigment as in Example 1 was used and the number of times of passing through the microfluidizer during dispersion was set to two. Then, using the pigment dispersion liquid H1, ink was formed in the same manner as in Example 1, and the obtained ink was used as the ink H1 of Comparative Example 1. The obtained ink H1 has a pigment concentration of 2.5% and a dispersant concentration of 2.5% as in Example 1. The calcium concentration in the ink H1 was 80 ppm, the magnesium concentration was 45 ppm, and the total amount was 125 ppm. The average particle size of the pigment contained in the ink H1 was 100 nm.
[0062]
[Comparative Example 2]
A pigment dispersion liquid H2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that Heliogen Blue L7101F (manufactured by BASF) was used as the pigment. Then, using the pigment dispersion liquid H2, an ink was prepared in the same manner as in Example 1, and the obtained ink was used as an ink H2 of Comparative Example 2. The obtained ink H2 has a pigment concentration of 2.5% and a dispersant concentration of 2.5%, as in Example 1. The calcium concentration in the ink H2 was 100 ppm, the magnesium concentration was 45 ppm, and the total amount was 145 ppm. The average particle size of the pigment contained in the ink H2 was 85 nm.
[0063]
[Comparative Example 3]
First, the same pigments as used in Example 1 were used, and the same procedure as in Example 1 was carried out except that the polymer solution used for dispersion was 80 g, the pigment was 100 g, and ion-exchanged water was 720 g. The pigment dispersion liquid H3 used in was prepared.
[0064]
<Preparation of Ink H3>
Next, the pigment dispersion H3 obtained above was used, each component having the following composition was added thereto to obtain a predetermined concentration, and these components were sufficiently mixed and stirred. Then, a microfilter (pore size: 2.5 μm) was used. The resulting mixture was filtered under pressure using FR250 (manufactured by Fuji Film) to prepare Ink H3.
・ 20 parts of the above pigment dispersion H3
・ Glycerin 10 parts
・ Ethylene urea 5 parts
・ Polyoxyethylene cetyl ether (EO = 30,
HLB = 19.5) 1 copy
・ 64 parts of ion exchange water
[0065]
Ink H3 obtained above had a pigment concentration of 2.0% and a dispersant concentration of 0.8%. The calcium concentration in the ink H3 was 80 ppm, the magnesium concentration was 45 ppm, and the total amount was 125 ppm. The average particle size of the pigment in the ink H3 was 94 nm.
[0066]
[Comparative Example 4]
First, the same pigment was used as in Example 2, except that the polymer solution used for dispersion was 200 g, the pigment was 50 g, and the ion-exchanged water was 700 g. A pigment dispersion H4 to be used was prepared.
[0067]
<Preparation of Ink H4>
Next, using the above-mentioned pigment dispersion H4, the following components were added to a predetermined concentration by adding the following components, and these components were sufficiently mixed and stirred. Then, the mixture was passed through a 2.5 μm pore size microfilter (FR250 manufactured by Fuji Film). And filtered under pressure to prepare ink H4.
・ 65 parts of the above pigment dispersion H4
・ Glycerin 10 parts
・ Ethylene urea 5 parts
・ Polyoxyethylene cetyl ether (EO = 30,
HLB = 19.5) 1 copy
・ 19 parts of ion exchange water
[0068]
The ink H4 obtained above has a pigment concentration of 3.25% and a dispersant concentration of 6.5%. The calcium concentration in the ink H4 was 50 ppm, the magnesium concentration was 42 ppm, and the total amount was 92 ppm. The average particle size of the pigment in the ink H4 was 91 nm.
[0069]
[Comparative Example 5]
90 parts of a potassium hydroxide solution (neutralization ratio 100%, resin solid content 2.5 parts) of a random copolymer of styrene / acrylic acid / ethyl acrylate (acid value 200, polymerization average molecular weight 8,000), and ethylene glycol After 5 parts of the same pigment as in Example 1 was added to the solution consisting of 5 parts, the mixture was dispersed using a sand mill to obtain a pigment dispersion H5 of Comparative Example 5.
[0070]
<Preparation of Ink H5>
Next, the ink H5 was prepared by using the above-described pigment dispersion H5, adding each component having the following composition to a predetermined concentration, and thoroughly mixing and stirring these components. Was filtered under pressure through a microfilter (FR250, manufactured by Fuji Film Co., Ltd.) to prepare Ink H5.
-50 parts of the above pigment dispersion H5
・ Glycerin 10 parts
・ Ethylene urea 5 parts
・ Polyoxyethylene cetyl ether (EO = 30,
HLB = 19.5) 1 copy
・ 34 parts of ion exchange water
[0071]
The obtained ink H5 has a pigment concentration of 2.5% and a dispersant concentration of 1.2%. The calcium concentration in the ink H5 was 80 ppm, the magnesium concentration was 45 ppm, and the total amount was 125 ppm. The average particle size of the pigment was 93 nm.
[0072]
[Evaluation item]
<Frequency response>
For each of the inks according to the examples and comparative examples prepared above, after filling each ink into the ink tank of the following ink jet printer, mounting it on the printer, performing printing, and evaluating the frequency response as described below. went. As a printer, a color bubble jet (registered trademark) large format printer (trade name) which is an ink jet color recording apparatus having a plurality of on-demand type recording heads of a type in which ink is ejected by applying thermal energy according to a recording signal. : BJ-W9000, manufactured by Canon Inc.).
[0073]
A solid patch having a printing area of 2 cm × 8 cm and a printing density of 100% was printed under each of the conditions of changing the driving frequency to 100 Hz, 1 KHz, 5 kHz, and 7.5 kHz. The image density in the solid patch of the obtained printed matter and the appearance of unevenness were visually observed and evaluated. The evaluation was performed according to the following criteria. The evaluation results are shown in Table 1 together with the main composition of each ink.
[0074]
〇: There is no ink discharge up to a driving frequency of 7.5 kHz, and even when the driving frequency is 7.5 kHz, the density and unevenness are almost the same as those of a solid patch obtained by printing at 100 Hz. Prints can be obtained.
×: There is no clear ink ejection up to a driving frequency of 7.5 kHz, but when the driving frequency is changed, the image density or unevenness is inferior to that of a solid patch obtained by printing at 100 Hz. Or, discharge failure occurs.
[0075]
[0076]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a good frequency response even though the pigment is used for an aqueous pigment ink for inkjet without purifying the pigment with high purity, and the recording speed is further improved. The present invention provides an excellent water-based pigment ink for inkjet which can cope with a higher speed and a further reduction in the size of the discharged droplet.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating a main part of an example of an inkjet printer on which a liquid discharge head can be mounted.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of an ink jet cartridge provided with a liquid ejection head.
[Explanation of symbols]
100: inkjet recording head (liquid ejection head)
832: Discharge port
1001: Liquid tank
1006: Movement drive unit
1008: Casing
1010: Recording unit
1010a: carriage member
1012: Cartridge
1012Y, M, C, B: inkjet cartridge
1014: Guide shaft
1016: Belt
1018: Motor
1020: drive unit
1022a, 1022b: Roller unit
1024a, 1024b: Roller unit
1026: Recovery unit
1026a, 1026b: pulley
1028: Paper
1030: Transport device
P: paper transport direction
R: Direction of belt rotation
S: Direction substantially perpendicular to the paper transport direction
