JP2004067904A

JP2004067904A - インクジェット記録用インク、インクセット及びその製造方法、並びにインクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2004067904A
Application number: JP2002230288A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yatake; 矢竹　正弘
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-08-07
Filing date: 2002-08-07
Publication date: 2004-03-04
Also published as: US6886931B2; US20040135863A1

Abstract

【課題】高印字品質であり、吐出が安定であって、装置負荷が小さいインクジェット記録用インク、インクセットおよびその製造方法、並びにインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】本発明のインクジェット記録用インクは統計的にみて顔料粒子の長軸と短軸の比（σ）が２以下であり、本発明のインクジェット記録用インクセットは、２０℃における２００Ｓ^−１のシアレートでの、インクの粘度（η）を用いて、η（１−ｎ（σ−１））の値が複数色のインクで±５％以内である。本発明のインクジェット記録用インクセットの製造方法は、特定温度における特定シアレートで測定したときの、η（１−ｎ（σ−１））の値が複数色のインクで±５％以内であるように調整する。また、本発明のインクジェト記録装置は前述のインクジェット記録用インクを用い、駆動方式が電歪素子およびサーマル方式によるヘッドによる。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は安定な吐出状態を得るためのインクジェット記録用インク、インクセット及びその製造方法、並びにインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
インクジェット記録は、微細なノズルからインクを小滴として吐出して、文字や図形を被記録体表面に記録する方法である。インクジェット記録方式としては電歪素子を用いて電気信号を機械信号に変換して、ノズルヘッド部分に貯えたインクを断続的に吐出して被記録体表面に文字や記号を記録する方法、ノズルヘッド部分に貯えたインクを吐出部分に極近い一部を急速に加熱して泡を発生させて、その泡による体積膨張で断続的に吐出して、被記録体表面に文字や記号を記録する方法などが実用化されている。
【０００３】
このようなインクジェット記録に用いられるインクには、吐出が安定に行うことができるという特性が要求されている。インクジェット記録用インクには染料インクと顔料インクが用いられるが、染料インクは直接染料、酸性染料あるいは塩基性染料などが用いられるので、水溶性のインクジェット記録インクでは水に均一に溶解しほぼニュートン流体であるため粘度はせん断力依存性がなく特別な配慮は必要なかった。また、黒インクにのみ顔料インクを用いたものも検討されているが、この場合浸透を押さえて紙などの媒体の上で乾燥することでよいので顔料濃度が２〜３重量％程度しかなく、ほぼニュートン流体であるとしても問題なく粘度に関しては特別な配慮は必要なかった。しかし、このような浸透を押さえる場合は乾燥に時間がかかり高速印字には向かない。また、同時に印刷されると他の色との境界で混色が生じ印字品質や画質が低下するという課題を有していた。
【０００４】
従って、特に問題になるのは、浸透速度を確保して顔料や高分子微粒子などの添加量をある程度多くした場合には、インクの吐出部分での粘度と供給部分での粘度に差を生じて安定な吐出のために特別な機構や電気回路等が必要となり、装置負荷が非常に高くなってしまうということである。
【０００５】
また、従来の技術ではインクの紙に対する浸透性が低く、紙の表面でぬれを抑える方法では普通紙、特に近年多用される再生紙に対しては滲んでしまう。また、印字の乾燥に時間がかかるため連続印字したときに、印字した紙上のインクが乾きにくく、すぐに次の印字物を重ねることができないという課題を有する。さらに、多色の印字の場合隣り合った色が混ざり合って文字がにじんでしまうという課題を有していた。
【０００６】
さらに、再生紙は様々な紙の成分が混じっていて、その浸透速度が異なるものの集合体であるため、それらの浸透速度の差によってにじみやすい。そのにじみを低減するため、一般的に紙を加熱する方式などが検討されている。しかし、印字するときに紙その他の被印字物を加熱すると、装置中の加熱部の所定温度までの立ち上げるのに時間がかかったり、装置本体の消費電力が大きくなったり、あるいは紙その他の被印字物にダメージを与えたりするという課題がある。
【０００７】
そして、顔料を用いたインクでは被記録媒体として通常のサイズ剤を有する紙等に印字する場合、そのインクにある程度浸透性を付与しないと顔料が紙等の表面に残り、耐擦過性が悪くなるという課題もある。さらに従来のようにインクの表面張力が高いと、均一な印字を行なうためには紙種が制限され、印字画像の低下を引き起こしやすい。そのために、浸透速度を速くして顔料等の添加量を多くすることが考えられるが、浸透速度を速くして顔料や高分子微粒子などの添加量をある程度多くした場合には、インクの吐出部分での粘度と供給部分での粘度に差を生じて安定な吐出のために特別な機構電気回路等が必要となり、装置負荷が非常に高くなってしまうという課題を有する。
【０００８】
そこで本発明はこのような課題を解決するもので、その目的とするところは、高印字品質であり、インクジェット記録用インクとしては吐出が安定であって、装置負荷が小さいインクジェット記録用インクおよびその製造方法、インクジェット記録用インクセットおよびその製造方法、並びにインクジェット記録装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のインクジェット記録用インクは顔料を含有するインクにおいて、統計的にみて顔料粒子の長軸と短軸の比（σ）が２以下であることを特徴とする。
また、本発明のインクジェット記録用インクは、ジェットミルまたはナノマイザーを用いた非メディア分散で調製されることを特徴とする。
また、本発明のインクジェット記録用インクセットは複数色の本発明のインクを有するインクセットであって、２０℃における２００Ｓ^−１のシアレートで測定したときの、該複数色のインクの粘度（η）から算出される、η（１−ｎ（σ−１））（ｎは１０Ｓ^−１のシアレートで測定したときの粘度η_Ｌと１０００Ｓ^−１のシアレートで測定したときの粘度η_Ｈを用いて（η_Ｌ−η_Ｈ）／η_Ｈで示す係数であり、０．１≧ｎ）の値が該複数色のインクで±５％以内であることを特徴とする。
また、本発明のインクジェット記録用インクセットの製造方法は、複数色の本発明のインクを有するインクセットの製造方法であって、特定温度における特定シアレートで測定したときの、該複数色のインクの粘度（η）から算出される、η（１−ｎ（σ−１））（ｎは０．１≧ｎ）の値が該複数色のインクで±５％以内であるように調整することを特徴とする。
また、本発明のインクジェト記録装置は前述のインクジェット記録用インクまたはインクセットを具備し、駆動方式が電歪素子方式またはサーマル方式によるヘッドによりインク液滴を記録媒体に付着させるインクジェット記録を行なうことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、インクジェット記録に用いられるインクに顔料等の粒子状の色剤を用いた場合および顔料と高分子微粒子を用いたインクジェットインクにおいて、インクジェット記録が安定に行なえるように鋭意検討したものである。
【００１１】
本発明によるインクジェット記録用インクは顔料を含有するインクにおいて、統計的にみて顔料粒子の長軸と短軸の比（σ）が２以下であることを特徴とする。
また、本発明のインクジェット記録用インクセットは複数色の本発明のインクを有するインクセットであって、２０℃における２００Ｓ^−１のシアレートで測定したときの、該複数色のインクの粘度（η）から算出される、η（１−ｎ（σ−１））（ｎは１０Ｓ^−１のシアレートで測定したときの粘度η_Ｌと１０００Ｓ^−１のシアレートで測定したときの粘度η_Ｈを用いて（η_Ｌ−η_Ｈ）／η_Ｈで示す係数であり、０．１≧ｎ）の値が該複数色のインクで±５％以内であることを特徴とする。
また、本発明のインクジェット記録用インクセットの製造方法は、複数色の本発明のインクを有するインクセットの製造方法であって、特定温度における特定シアレートで測定したときの、該複数色のインクの粘度（η）から算出される、η（１−ｎ（σ−１））（ｎは０．１≧ｎ）の値が該複数色のインクで±５％以内であるように調整することを特徴とする。
また、本発明のインクジェト記録装置は前述のインクジェット記録用インクまたはインクセットを具備し、駆動方式が電歪素子方式またはサーマル方式によるヘッドによりインク液滴を記録媒体に付着させるインクジェット記録を行なうことを特徴とする。
【００１２】
本発明において顔料の粒径が統計的にみた平均値で１０ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましい。１０ｎｍ未満では顔料が小さいため、紙等の空隙に浸透して発色性が低下する。また、２００ｎｍを超えるとインクジェットに好適な粘度で沈降しやすくなるので好ましくない。より好ましくは５０ｎｍ〜１５０ｎｍ、さらに好ましくは７０ｎｍから１１０ｎｍである。
【００１３】
前述の統計的にみる方法が走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）であることを特徴とする。顔料等の粒子状の物質の場合、光学的に観察する手段があるが、光学的方法では粒子の形状を把握することが難しい。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の写真により判定されるが、少なくとも１０個以上の粒子について判断することがよい。また、これらは２次元的に表現されるが、長軸と短軸の比が平均で上記範囲にあることが好ましい。長軸をＸ軸とし、Ｙ軸またはＺ軸のいずれか小さい方を短軸とする。粒子は３次元的に存在しているので、ＸＹＺ軸を用いて表現すると最も長い部分（Ｘ軸）と最も短い部分（Ｙ軸またはＺ軸のいずれか小さい方）を比較することがさらによい。
【００１４】
前述の顔料がカーボンブラックおよび／または有機顔料である。インクジェット用顔料として好ましいのは、密度が２以下であるカーボンブラックおよび有機顔料である。また、インクジェット用としては吐出安定性の観点から粘度が２ｍＰａ・ｓ以上１０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。２ｍＰａ・ｓ未満では上述のような制限は必要ない。また、１０ｍＰａ・ｓを超えても上述のような制限は必要ない。そして、表面張力が４０ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする。表面張力が４０ｍＮ／ｍを超えると紙への浸透性が低下してにじみやすく、ドットが小さくなり、多くのインクを用いないと線幅がでなくなる。また、多くのインクを用いるとさらににじみやすくなる。より好ましくは３５ｍＮ／ｍ以下であり、さらに好ましくは３３ｍＮ／ｍ以下である。
【００１５】
前述の顔料が分散剤なしに水に溶解または分散されていても、ポリマーにより水に溶解または分散されていても適用できる。ポリマーにより水に溶解または分散する場合は、ポリマーで顔料を被覆したマイクロカプセル型が保存安定性、発色性等の観点から好ましい。また、前述の顔料が非メディア分散で作成されることを特徴とする。メディア分散であると、不純物が混入しやすくなり、顔料粒子の形状が球形になりにくいため非メディア分散が好ましい。また、前述の非メディア分散がナノマイザーまたはジェットミルによることが好ましい。ナノマイザーまたはジェットミルにより粒子の形状が球形に近くなり、構造粘性を生じにくくなる。また、形状が球形に近いと表面積が小さくなるので酸化しにくくなり、印字物の堅牢性が向上するので好ましい。
【００１６】
また、本発明のインクジェット記録用インクセットは複数色の本発明のインクを有するインクセットであって、２０℃における２００Ｓ^−１のシアレートで測定したときの、該複数色のインクの粘度（η）から算出される、η（１−ｎ（σ−１））（ｎは１０Ｓ^−１のシアレートで測定したときの粘度η_Ｌと１０００Ｓ^−１のシアレートで測定したときの粘度η_Ｈを用いて（η_Ｌ−η_Ｈ）／η_Ｈで示す係数であり、０．１≧ｎ）の値が該複数色のインクで±５％以内であることを特徴とする。単一の粘度ではなく、シアレートを変えて測定した粘度と粒子形状を考慮したη（１−ｎ（σ−１））の差を５％以下とすることで、インクジェット用インクとして、色毎に吐出量が均一になる。この値はなるべく小さい方が好ましいので、より好ましくは３％以下、さらに好ましくは１％以下がよい。逆にこの値をそろえるようにすることで色毎に吐出量が均一になる。
さらに、本発明のインクジェット記録用インクセットの製造方法は複数色の本発明のインクを有するインクセットの製造方法であって、特定温度における特定シアレートで測定したときの、該複数色のインクの粘度（η）から算出される、η（１−ｎ（σ−１））（ｎは０．１≧ｎ）の値が該複数色のインクで±５％以内であるように調整することを特徴とする。好ましくは限りなく０％に近づくように調整することが好ましい。この場合、前述の特定温度が５℃〜５０℃であり、前述の特定シアレートが０．１Ｓ^−１〜１０^４Ｓ^−１であることが好ましい。前述のようにσは１（球状体）以上の値であるが２以下が好ましく、そのときにｎは０．１以下であることが好ましい。０．１を超えると構造粘性の影響によりインクのノズルからの吐出が悪くなる。また、このようにして求めた各色毎の粘度差は±５％以下であることでインクの吐出量がほぼ均一になる。
【００１７】
また、本発明のインクジェット記録装置は前述のインクジェット記録用インクまたはインクセットを具備し、駆動方式が電歪素子方式またはサーマル方式によるヘッドによりインク液滴を記録媒体に付着させるインクジェット記録を行なうことを特徴とする。このように本発明は電歪素子方式のヘッドとサーマル方式のヘッド両方に適用できる。
【００１８】
本発明においては高分子微粒子を顔料分散体と同時に用いることもできる。本発明においては高分子微粒子からなる水溶性のエマルジョンを添加することもできる。その添加量は０．１重量％（以下単に「％」とする。）以上１０％以下である。０．１％未満では耐擦性の向上の効果が少なく、１０％を越えるとインクの粘度が上昇してインクジェット記録用インクとしては使用しにくくなる。高分子微粒子を分散したエマルジョンを形成する物質として、スチレン、テトラヒドロフルフリルアクリレートおよびブチルメタクリレートの他に（α、２、３または４）−アルキルスチレン、（α、２、３または４）−アルコキシスチレン、３、４−ジメチルスチレン、α−フェニルスチレン、ジビニルベンゼン、ビニルナフタレン、ジメチルアミノ（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、アクリロイルモルフォリン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジエチルアクリルアミド、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、その他アルキル（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基のジエチレングリコールまたはポリエチレングリコールの（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレート、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、その他含フッ素、含塩素、含珪素（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、マレイン酸アミド、（メタ）アクリル酸等の１官能の他に架橋構造を導入する場合は（モノ、ジ、トリ、テトラ、ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１、４−ブタンジオール、１、５−ペンタンジオール、１、６−ヘキサンジオール、１、８−オクタンジオールおよび１、１０−デカンジオール等の（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、グリセリン（ジ、トリ）（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡまたはＦのエチレンオキシド付加物のジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等を用いることができる。
【００１９】
このような高分子微粒子を形成するために用いる乳化剤としてはラウリル硫酸ナトリウムやラウリル硫酸カリの他にアニオン界面活性剤、非イオン界面活性剤および両性界面活性剤を用いることができ、前述のインクに添加することができる界面活性剤類を用いることができる。重合開始剤は過硫酸カリや過硫酸アンモニウムの他に、過流酸水素やアゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル、過酸化ジブチル、過酢酸、クメンヒドロパーオキシド、ｔ−ブチルヒドロキシパーオキシド、パラメンタンヒドロキシパーオキシドなどを用いることができた。重合のための連鎖移動剤としては、ｔ−ドデシルメルカプタンの他にｎ−ドデシルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、キサントゲン類であるジメチルキサントゲンジスルフィド、ジイソブチルキサントゲンジスルフィド、あるいはジペンテン、インデン、１、４−シクロヘキサジエン、ジヒドロフラン、キサンテンなどを用いることができる。
【００２０】
本発明のように顔料や高分子微粒子等の固形物の量が比較的多く用いたインクでは、長い時間吐出しないノズルはノズル前面でインクが乾燥して増粘するため、印字が乱れる現象がでやすい。しかし、インクがノズルの前面で吐出しない程度に微動させることによって、インクが攪拌されてインクの吐出を安定的に行なうことができる。これを行なうためには電歪素子によることが制御しやすい。したがって、この機構を用いて本発明になるインクジェット記録用インクを用いることで、インク中の顔料濃度を多くすることができ、エマルジョン等の泡立ちやすい物質を用いても色濃度を高くしてしかも安定的にインクを吐出することが可能となる。
【００２１】
【実施例】
次に本発明を実施例等により説明するが、斯かる実施例等により本発明は何ら制限されるものではない。
【００２２】
顔料分散体の製造
まず、分散体１はカーボンブラックであるモナーク８８０（キャボット製）を用いる。攪拌機、温度計、還流管および滴下ロートをそなえた反応容器を窒素置換した後、スチレン２０部、α−メチルスチレン５部、ブチルメタクリレート１５部、ラウリルメタクリレート１０部、アクリル酸２部、ｔ―ドデシルメルカプタン０．３部を入れて７０℃に加熱し、別に用意したスチレン１５０部、アクリル酸１５部、ブチルメタクリレート５０部、ｔ−ドデシルメルカプタン１部、メチルエチルケトン２０部およびアゾビスイソブチロニトリル３部を滴下ロートに入れて４時間かけて反応容器に滴下しながら分散ポリマーを重合反応させる。次に、反応容器にメチルエチルケトンを添加して４０％濃度の分散ポリマー溶液を作成する。
上記分散ポリマー溶液４０部とナノマイザー（吉田機械工業製）で１時間粉砕処理したカーボンブラックであるモナーク８８０（キャボット社製）３０部、０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液１００部、メチルエチルケトン３０部を混合し、ホモジナイザーで３０分攪拌する。その後、イオン交換水を３００部添加して、さらに１時間攪拌する。そして、ロータリーエバポレーターを用いてメチルエチルケトンの全量と水の一部を留去して、０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウムで中和してｐＨ９に調整してから０．３μｍのメンブレンフィルターでろ過して固形分（分散ポリマーとカーボンブラック）が２０％の分散体１とする。
上記と同様な手法で分散体２〜４を得る。分散体２はピグメントブルー１５：４（クラリアント製）を用いる。分散体３はピグメントレッド１２２（クラリアント製）を用いる。分散体４はピグメントイエロー１８０（クラリアント製）を用いる。
【００２３】
高分子微粒子Ａの製造
反応容器に滴下装置、温度計、水冷式還流コンデンサー、攪拌機を備え、イオン交換水１００部を入れ、攪拌しながら窒素雰囲気７０℃で、重合開始剤の過流酸カリを０．２部を添加しておく。イオン交換水７部にラウリル硫酸ナトリウムを０．０５部、スチレン５部、テトラヒドロフルフリルアクリレート６部、ブチルメタクリレート５部およびｔ−ドデシルメルカプタン０．０２を入れたモノマー溶液を、７０℃に滴下して反応させて１次物質を作成する。その１次物質に、過流酸アンモニウム１０％溶液２部を添加して攪拌し、さらにイオン交換水３０部、ラウリル硫酸カリ０．２部、スチレン３０部、ブチルメタクリレート１５部、ブチルアクリレート１６部、メタクリル酸２部、ポリエチレングリコール２００ジメタクリレート１部、ｔ−ドデシルメルカプタン０．５部よりなる反応液を７０℃で攪拌しながら添加して重合反応させた後、アンモニアで中和しｐＨ８〜８．５にして０．３μｍのフィルターでろ過した高分子微粒子水溶液を作成する。
【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

インク水溶液Ｂ中の残量のイオン交換水の中にはインクの腐食防止のためアビシア社（英国）のプロキセルＸＬ−２を０．１％、インクジェットヘッド部材の腐食防止のためベンゾトリアゾールを０．０２％、インク系中の金属イオンの影響を低減するためにエチレンジアミン−４酢酸−２−ナトリウム塩（ＥＤＴＡ）を０．０３％添加した。
【００３３】
比較例に用いたインクの組成は以下になる。比較例で示す顔料はランダム共重合型スチレンアクリル酸系分散剤を用いて分散させたカーボンブラックを用いた。顔料の平均粒径をｎｍ単位で（）中に示す。
＜比較例１＞
水溶性顔料９（９０）　　　　　　　　　　　　５．０
グリセリン　　　　　　　　　　　　　　　　１０．０
分散剤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３．０
非イオン系界面活性剤　　　　　　　　　　　　１．０
イオン交換水　　　　　　　　　　　　　　　　　残量
【００３４】
＜比較例２＞
水溶性染料（フードブラック２）　　　　　　　５．５
ＤＥＧｍＭＥ　　　　　　　　　　　　　　　　７．０
ジエチレングリコール　　　　　　　　　　　１０．０
２−ピロリドン　　　　　　　　　　　　　　　５．０
イオン交換水　　　　　　　　　　　　　　　　　残量
ＤＥＧｍＭＥ：ジエチレングリコールモノメチルエーテル
【００３５】
＜比較例３＞
水溶性顔料１１（１１０）　　　　　　　　　　５．５
水溶性染料（フードブラック２）　　　　　　　２．５
ジエチレングリコール　　　　　　　　　　　１０．０
非イオン系界面活性剤　　　　　　　　　　　　１．０
イオン交換水　　　　　　　　　　　　　　　　　残量
【００３６】
印字評価
表１に印字評価として文字を印字したときのにじみの評価結果を示す。表１中Ａはにじみがほとんど目立たず極めてよい、Ｂはにじみはあるものの目立たずよい、Ｃは多少にじみがあり悪い、Ｄはにじみが多く極めて悪いということを示す。
【００３７】
【表１】

【００３８】
表１の結果から明らかなように比較例で用いるようなインクは印字品質が悪く、本発明で用いるインクジェット記録用インクを用いると印字品質が良好なことが分かる。尚、これらの印字評価の測定はセイコーエプソン株式会社製のインクジェットプリンタ−ＰＭ−９３０Ｃを用いることによって行なった。これらの評価に用いた紙は、ヨーロッパ、アメリカおよび日本の市販されている普通の紙でＣｏｎｑｕｅｒｏｒ紙、Ｆａｖｏｒｉｔ紙、Ｍｏｄｏ　Ｃｏｐｙ紙、ＲａｐｉｄＣｏｐｙ紙、ＥＰＳＯＮ　ＥＰＰ紙、Ｘｅｒｏｘ　４０２４紙、Ｘｅｒｏｘ　１０紙、Ｎｅｅｎｈａ　Ｂｏｎｄ紙、Ｒｉｃｏｐｙ　６２００紙、やまゆり紙、Ｘｅｒｏｘ　Ｒ紙である。
【００３９】
σ値の最適化
顔料粒子の長軸と短軸の比σの値と吐出安定性、保存安定性および耐光性の評価結果を表２に示す。σの値は分散した顔料をＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で撮った写真の３０個のデータの平均値とした。σの値は分散方法を種々変更することによって変えた。吐出安定性はセイコーエプソン株式会社製ＥＭ９３０Ｃを用いた連続印字安定性として、Ａ４版ＰＰＣ用紙に１５０００文字印字して１０００ページ以上乱れがないものをＡ、１０００ページで１または２個所印字乱れがあるものをＢ、２〜１０個所印字乱れがあるものをＣ、印字乱れが１０より多くあるものをＤとする。保存安定性はインクの状態で７０℃７日で粘度変化量が１％未満をＡ、１〜２％をＢ、２％を越え５％以下をＣ、５％を超えるものをＤとする。耐光性は東洋精機製キセノンウエザオメーターＣｉ５０００で５０万ルクス照射したときの色濃度（ＯＤ値）の低下率（％）で示した。
【００４０】
【表２】

【００４１】
表２の結果からわかるようにσの値が２を超えると吐出安定性と保存安定性が低下することがわかる。またσの値が２以下であることで、耐光性が向上することがわかる。
【００４２】
η（１−ｎ（σ−１））（ｎは０．１≧ｎ）値の最適化
分散方法を変えてη（１−ｎ（σ−１））（ｎは０．１≧ｎ）の値を変えて作成した顔料分散液を用いてインクジェットで印字したときの各色毎の吐出量の変化を表３に示す。実施例１〜４の組み合わせの例を３種および実施例５〜８の組み合わせの例を３種示す。η値は添加しているグリセリンに量を調整することで変化させた。η（１−ｎ（σ−１））はレオメトリックス製粘弾性測定装置ＲＦＳＩＩを用いて測定した粘度と日立製作所製走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）Ｓ４７００を用いて測定した写真の３０個の粒子について求めたσの値によりもとめて、粘度差（％）として示す。また、実施例１および実施例５のカーボンブラックを用いた分散体を用いたものを基準として、それからずれる吐出量差（％）を示す。表３の判定は吐出量差が基準に対して５％未満をＡ、５％以上１０％未満をＢ、１０％以上１５％未満をＣ、１５％以上をＤとした。尚、本測定にはセイコーエプソン株式会社製ＥＭ９３０Ｃを用いた。
【００４３】
【表３】

【００４４】
表３の結果からわかるようにη（１−ｎ（σ−１））の値が色毎に５％を超えると吐出量が１０％以上になることがわかる。またｎの値が０．１を超えても吐出量に大きい差が生じることがわかる。さらに、表３の組み合わせ６のようにシアレート２００Ｓ^−１で測定して粘度を一致させても、ｎやσの値によって吐出量に差が生じることがわかる。吐出量に差が生じるとドットの大きさが色毎に異なってくるので好ましくない。
【００４５】
分散方法の最適化
分散方法を種々変えたときのσ値の測定結果、保存安定性および耐光性の結果を表４に示す。表４では実施例１〜４に用いるものと同じカーボンブラック（ブラック）、ピグメントブルー１５：４（シアン）、ピグメントレッド１２２（マゼンタ）、ピグメントイエロー１８０（イエロー）を用いて同様の方法により分散したものを用いた。また、メディア分散であるビーズミル、サンドミル、バスケットミルを用いる方法では１〜１．５ｍｍ径のジルコニアビーズを用いて、色によって最適な条件を見出して各装置のごく標準的な方法により分散した。非メディア分散であるジェットミルとナノマイザーを用いる方法においても、色によって最適な条件を見出して各装置のごく標準的な方法により分散した。尚、表４のσ値、保存安定性および耐光性の評価方法および評価基準も表２に示すと同様の方法による。
【００４６】
【表４】

【００４７】
表４の結果からわかるように、ジェットミルやナノマーザーを用いることで顔料粒子の長軸と短軸の比であるσ値を２以下にすることができ、さらに不純物も少なくすることができるので、それによって保存安定性や耐光性が向上する。
【００４８】
このように、統計的にみて顔料粒子の長軸と短軸の比（σ）が２以下であるようにしてインクジェットインクを作成すること、およびη（１−ｎ（σ−１））（ｎは０．１≧ｎ）の値を±５％以内にすることで、インクジェットインクとしての特性である、吐出安定性、保存安定性、耐光性などが向上することがわかる。
【００４９】
以上のように高印字品質であり、吐出が安定であって、各色毎に特定のヘッドの駆動装置が必要でなく、同一の駆動装置でよいため装置負荷が小さいインクジェット記録用インク、インクセットおよびその製造方法、並びにインクジェット記録装置を提供することができる。
【００５０】
尚、本発明はこれらの実施例に限定されると考えるべきではなく、本発明の主旨を逸脱しない限り種々の変更は可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明は高印字品質であり、吐出が安定であって、装置負荷が小さいインクジェット記録用インク、インクセットおよびその製造方法、並びにインクジェット記録装置を提供する。

Claims

顔料を含有するインクにおいて、統計的にみて顔料粒子の長軸と短軸の比（σ）が２以下であることを特徴とするインクジェット記録用インク。
前記顔料の粒径が統計的にみた平均値で１０ｎｍ〜２００ｎｍである請求項１に記載のインクジェット記録用インク。
前記統計的にみる方法が走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）であることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録用インク。
前記長軸をＸ軸とし、Ｙ軸またはＺ軸のいずれか小さい方を短軸とする請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
前記顔料がカーボンブラックおよび／または有機顔料である請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
粘度が２ｍＰａ・ｓ以上１０ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
表面張力が４０ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
前記顔料が分散剤なしに水に溶解または分散されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
前記顔料がポリマーにより水に溶解または分散されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
前記顔料が非メディア分散されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
前記非メディア分散がナノマイザーまたはジェットミルによることを特徴とする請求項１０に記載のインクジェット記録用インク。
請求項１〜１１のいずれかに記載のインクジェット記録用インクを複数色有するインクジェット記録用インクセットであって、２０℃における２００Ｓ^−１のシアレートで測定したときの、該複数色のインクの粘度（η）から算出される、η（１−ｎ（σ−１））（ｎは１０Ｓ^−１のシアレートで測定したときの粘度η_Ｌと１０００Ｓ^−１のシアレートで測定したときの粘度η_Ｈを用いて（η_Ｌ−η_Ｈ）／η_Ｈで示す係数であり、０．１≧ｎ）の値が該複数色のインクで±５％以内であることを特徴とする、インクセット。
請求項１〜１１のいずれかに記載のインクジェット記録用インクを複数色有するインクジェット記録用インクセットの製造方法であって、特定温度における特定シアレートで測定したときの、該複数色のインクの粘度（η）から算出される、η（１−ｎ（σ−１））（０．１≧ｎ）の値が該複数色のインクで±５％以内であるように調整することを特徴とする、製造方法。
前記特定温度が５℃〜５０℃であり、前記特定シアレートが０．１Ｓ^−１〜１０^４Ｓ^−１である請求項１３に記載のインクジェット記録用インクの製造方法。
請求項１〜１１のいずれかに記載のインクジェット記録用インクまたは請求項１２に記載のインクジェット記録用インクセットを具備し、駆動方式が電歪素子方式またはサーマル方式のヘッドによるインクジェット記録を行なうことを特徴とするインクジェト記録装置。