JP3406923B2

JP3406923B2 - インクジェット用インク

Info

Publication number: JP3406923B2
Application number: JP20702093A
Authority: JP
Inventors: 聡永嶋; 伸一栃原; 弘道野口; 徳也太田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-09-01
Filing date: 1993-07-30
Publication date: 2003-05-19
Anticipated expiration: 2018-05-19
Also published as: KR940007142A; CA2104828A1; ATE161031T1; AU4600593A; EP0585889B1; DE69315644T2; US5409529A; JPH06128515A; DE69315644D1; ES2111107T3; EP0585889A1; KR970011467B1; AU657232B2; CA2104828C

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インク、これを用いた
インクジェット記録方法及びかかるインクを用いた機器
に関し、更に詳しくは、一般のオフィス等で使用されて
いる酸性紙、中性紙等のいわゆる普通紙に対する印字記
録物の耐水性に優れ、且つ高画質の記録を行うことが出
来るインク、これを用いたインクジェット記録方法及び
かかるインクを用いた機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から筆記具（万年筆、サインペン、
水性ボールペン等）用インク及びインクジェット用イン
クについては、実に様々な組成のものが報告されてい
る。中でも近年はオフィスで一般に使用されているコピ
ー用紙、レポート用紙、ノート、便箋等の普通紙に対し
ての印字記録物の耐水性の要望が高まっており、インク
の組成及び物性等の多様な面から詳細な研究開発が為さ
れている。例えば、特開平２−２９６８７８号公報及び
特開平２−２５５８７６号公報には、水性インク組成物
にポリアミンを含有させることにより、印字記録物の耐
水性を向上させることが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとしている問題点】しかしながら、
上記の様なインクにおいては、耐水性を向上させるメカ
ニズムが基本的に染料の親水基部に対する増塩によると
ころが大きい為、目詰まりやインクの安定性が損なわれ
る場合がある。このことから、上記の様なインクにおい
ては、インクの安定性を向上させる目的で溶解安定剤を
インク中に含有させることも考えられているが、この場
合、インク中に含有させる溶解安定剤を多量に入れなけ
ればならない為、かかるインクを使用して形成された印
字記録物の画像品位が低下する。特に、インクジェット
記録においては、普通紙等の被記録材に記録されたイン
クの定着は、被記録材に対する自然浸透及び蒸発による
ところが大きい為、画像品位の低下の発生が問題とな
る。

【０００４】又、特開昭５７−５７７７６０号公報に
は、インク中に両性界面活性剤を含有させ、印字記録物
の耐水性を向上させる方法が提案されている。しかしな
がら、上記のインクは、被記録材の種類によって印字記
録物の耐水性が左右されるものであった。即ち、被記録
材の表面ｐＨ、サイズ材種、セルロースの種類等によっ
て、耐水性の良い被記録材もあれば、文字の汚れがひど
く、耐水性に劣る被記録材もある。又、上記インクは記
録物の耐水性が良好でも、インクが粘調になったり、目
詰まり等が発生したりし、実用性に劣るものであった。
又、一般に両性界面活性剤はその成分中に多くの不純物
を含む為、インクの信頼性や画質等を低下させるという
問題点もあった。以上の様に、印字記録物の品位、耐水
性及び実用性に優れ、且つインクの信頼性にも優れ、
又、被記録物の材質に拘らず耐水性の良好な印字物を与
えるインクは未だ発見されていない。

【０００５】従って、本発明の目的は、一般のオフィス
等で使用されている酸性紙、中性紙等の、いわゆる普通
紙に対し印字記録を行った場合に、印字記録物の画像品
位に悪影響を与えることなく、印字記録物が十分な耐水
性を有し、且つ長期間の保存に対しても何ら問題がな
く、更に目詰まりに対しても問題のない高品位な印字を
可能にすることの出来るインク、これを用いたインクジ
ェット記録方法及びかかるインクを用いた機器を提供す
ることにある。

【０００６】

【問題点を解決する為の手段】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、ｐＨが４〜１
０の範囲において溶解性の最小ピークを有し、且つ、炭
素数３以上のアルキル基と、カルボキシル基の塩又はス
ルホン基の塩のいずれかとを有する下記一般式（Ｉ）で
示される構造の、第２級アミン、第２級アミンの誘導
体、第３級アミン、又は第３級アミンの誘導体である化
合物から選ばれる少なくとも１種の化合物と、色材と、
該色材を溶解又は分散する水を含む液媒体とを含有する
インクジェット用インクであって、該インクはｐＨが４
〜１０の範囲内に粘度の最大ピークを有することを特徴
とするインクジェット用インクである。（式中、Ｒ₁は炭素数１〜４８のアルキル基又は水素原
子を表し、Ｒ₂は（ＣＨ₂)_a−Ｘ₁又は水素原子を表し、
ａは１〜４の整数とする。Ｒ₃は（ＣＨ₂)_b−Ｘ₂又はＲ₄
−Ｙ又は水素原子を表し、ｂは１〜４の整数とする。Ｒ
₄は炭素数１〜４８のアルキル基又は水素原子を表す。
Ｚは（ＮＲ₅Ｃ_lＨ_2l)_c(ＮＨＣ_nＨ_2n)_dを表し、ｌ（エ
ル）及びｎは２〜４の整数、ｃ＋ｄは０〜５０の整数と
する。Ｙは（ＮＲ₆Ｃ_mＨ_2m)_e(ＮＨＣ_pＨ_2p)_fを表し、ｍ
及びｐは２〜４の整数、ｅ＋ｆは０〜５０の整数とす
る。Ｒ₅は（ＣＨ₂)_g−Ｘ₃を表し、ｇは１〜４の整数と
する。Ｒ₆は（ＣＨ₂)_h−Ｘ₄を表し、ｈは１〜４の整数
とする。Ｘ₁、Ｘ₂、Ｘ₃及びＸ₄は、夫々、カルボキシル
基の塩、スルホン基の塩又は水素原子からなる群から選
ばれる。又、Ｒ₂及びＲ₃が夫々水素原子である時、ｃが
０になることはなく、又、Ｘ₁、Ｘ₂、Ｘ₃及びＸ₄が全て
水素原子になることもない。）

【０００７】

【作用】本発明者らは、水溶性インクによる印字記録物
の耐水性の向上の為、様々なインク組成について鋭意検
討を行った結果、少なくとも色材とこれを溶解又は分散
する液媒体とからなるインクを、ｐＨが４〜１０の範囲
内に粘度の最大ピークを有する様にすることによって、
該インクを使用して画像形成を行う際に、形成される画
像品位を損なうことなく、例えば、通常のインクを用い
た場合にはフェザリングが発生する普通紙においても、
フェザリングが発生せずに画像を形成することが出来、
又、カラー画像を形成する場合にも、異なった色調のイ
ンクの付与領域間で発生する境界滲みを防止することが
出来、且つ得られる印字記録物の耐水性の向上が達成さ
れ、又、インクを長期保存した後でもインクの品質が損
なわれることなく良好であることを知見して本発明を完
成した。更に、かかるインクをインクジェット記録に使
用した場合も、インクジェット記録システムの信頼性を
損なうことがないことを知見して本発明を完成した。

【０００８】本発明のインクが耐水性の良好な印字記録
物を与える理由は未だ明白ではないが、あえて推論すれ
ば以下の様なことが考えられる。一般に広く利用されている被記録材は、表面のｐＨ
が酸性から中性の範囲にある。従って、本発明のインク
がこれらの被記録材上に付与されて印字記録されると、
インク中の揮発成分の蒸発に伴い、速やかに増粘現象が
発生して、被記録材上に残留するインク中の各成分と被
記録材成分との間で結合状態を形成する。この時、色材
は、上記結合状態の一部を担い、結合状態の内部、例え
ば、網目構造の空間にトラップされる。この為、色材は
流動性を失い、印字記録の際におけるフェザリングが防
止され且つ耐水性が良好となる。更に、異なった色調の
インクの付与領域間における境界滲みの発生も防止され
る。又、印字記録物の耐水性について別の見方をする
と、本発明のインクが被記録材上に印字記録されて定着
した後に水がかかったとしても、一般に使用されている
水や雨水はそのｐＨが弱酸性から中性付近にある為、印
字記録物を形成している本発明のインク成分はこれらの
水との界面において、粘度が高く、流動性の低い、例え
ば、耐水性の膜の様なものを形成し、印字記録物の耐水
性を良好にする。

【０００９】

【好ましい実施態様】次に好ましい実施態様を挙げて本
発明を更に詳しく説明する。本発明のインク、即ち、ｐ
Ｈが４〜１０の範囲内に粘度の最大ピークを有するイン
クは、例えば、インクに塩酸や酢酸等の酸性化合物を添
加し、ｐＨを変化させた場合、図７の様な粘度特性を示
すインクである。又、本発明の好ましい実施態様におい
て、使用されるインクのｐＨが４〜１０の範囲で溶解性
の最小ピークを有する化合物としては、例えば、インク
中に溶解させた場合に、図８に示した様な溶解度特性を
示す化合物である。以上の様な化合物の中で構造的に好
ましいのは、第２級アミン又は第２級アミンの誘導体、
第３級アミン又は第３級アミンの誘導体及び夫々の複合
物からなる化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物
であり、且つ該化合物は、アルキル基、カルボキシル
基、カルボキシル基の塩、スルホン基及びスルホン基の
塩からなる群から選ばれる少なくとも１種の置換基を有
する化合物である。この様な化合物のなかで、特に好ま
しいのは、下記一般式（Ｉ）で示される化合物である。

【００１０】

【化２】（式中、Ｒ₁は炭素数１〜４８のアルキル基又は水素原
子を表し、Ｒ₂は（ＣＨ₂）_a−Ｘ₁又は水素原子を表し、
ａは１〜４の整数とする。Ｒ₃は（ＣＨ₂）_b−Ｘ₂又はＲ
₄−Ｙ又は水素原子を表し、ｂは１〜４の整数とする。
Ｒ₄は炭素数１〜４８のアルキル基又は水素原子とす
る。Ｚは（ＮＲ₅Ｃ_lＨ_2l）_c（ＮＨＣ_nＨ_2n）_dを表し、
ｌ（エル）及びｎは２〜４の整数、ｃ＋ｄは０〜５０の
整数とする。Ｙは（ＮＲ₆Ｃ_mＨ_2m）_e（ＮＨＣ_pＨ_2p）_f
を表し、ｍ及びｐは２〜４の整数、ｅ＋ｆは０〜５０の
整数とする。Ｒ₅は（ＣＨ₂）_g−Ｘ₃を表し、ｇは１〜４
の整数とする。Ｒ₆は（ＣＨ₂）_h−Ｘ₄を表し、ｈは１〜
４の整数とする。Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ ₃及びＸ₄は、夫々カル
ボキシル基、カルボキシル基の塩、スルホン基、スルホ
ン基の塩又は水素原子から選ばれる。又、Ｒ₂及びＲ₃が
夫々水素原子である時、ｃ及びｅが共に０になることは
なく、又Ｘ₁、Ｘ₂、Ｘ₃及びＸ₄が全て水素原子になるこ
ともない。）

【００１１】又、一般式（Ｉ）の化合物において、イン
ク性能の安定性等を考えると、特にＸ₁、Ｘ₂、Ｘ₃及び
Ｘ₄が夫々、カルボキシル基の塩、スルホン基の塩又は
水素原子からなる群から選ばれることが好ましい。この
理由は、Ｘ₁、Ｘ₂、Ｘ₃及びＸ₄が夫々、カルボキシル基
又はスルホン基から選ばれると、一般式（Ｉ）の化合物
は、環状化合物を形成し、インクの性能や信頼性を低下
させ易くなる為である。以下に、一般式（Ｉ）に含まれ
る好ましい化合物を列挙したが、本発明はこれらの化合
物に限定されるものではなく、又、これらの化合物は２
種以上を同時に使用することも出来る。

【００１２】（化合物１）

【化３】（化合物２）

【化４】（化合物３）

【化５】

【００１３】（化合物４）

【化６】（化合物５）

【化７】（化合物６）

【化８】

【００１４】（化合物７）Ｃ₁₅Ｈ₃₁（ＮＨＣ₂Ｈ₄）₂
ＮＨＣＨ₂ＣＯＯＮａ（化合物８）Ｃ₁₅Ｈ₃₁ＮＨＣ₂Ｈ₄ＣＯＯＬｉ（化合物９）Ｃ₃Ｈ₇（ＮＨＣ₂Ｈ₄）₂ＮＨＣＨ₂ＣＯＯ
Ｎａ（化合物１０）Ｃ₁₂Ｈ₂₅ＮＨＣ₂Ｈ₄ＣＯＯＮａ（化合物１１）Ｃ₁₂Ｈ₂₅（ＮＨＣ₂Ｈ₄）ＮＨＣＨ₂ＣＯ
ＯＬｉ

【００１５】（化合物１２）Ｃ₁₂Ｈ₂₅（ＮＨＣ₂Ｈ₄）Ｎ
ＨＣ₂Ｈ₄ＳＯ₃Ｌｉ（化合物１３）Ｃ₁₅Ｈ₃₁（ＮＨＣ₂Ｈ₄）ＮＨＣＨ₂ＳＯ₃
Ｎａ（化合物１４）Ｃ₂₀Ｈ₄₁（ＮＨＣ₂Ｈ₄）ＮＨＣＨ₂ＳＯ₃
ＮＨ₄ （化合物１５）Ｃ₁₅Ｈ₃₁（ＮＨＣ₂Ｈ₄）₂ＮＨＣ₂Ｈ₄Ｃ
ＯＯＮＨ₄ （化合物１６）Ｃ₂₅Ｈ₅₁（ＮＨＣ₂Ｈ₄）₃ ＮＨＣＨ₂Ｓ
Ｏ₃Ｌｉ（化合物１７）Ｃ₁₅Ｈ₃₁（ＮＨＣ₂Ｈ₄）ＮＨＣＨ₂ＳＯ₃
Ｈ・Ｎ（ＣＨ₂ＣＨ₃）₃

【００１６】（化合物１８）Ｃ₁₀Ｈ₂₁（ＮＨＣ₂Ｈ₄）₃
ＮＨＣＨ₂Ｈ₄ＣＯＯＨ・ＮＨ（ＣＨ₂ＣＨ₃）₂ （化合物１９）Ｃ₁₂Ｈ₂₅（ＮＨＣ₂Ｈ₄）₂ＮＨＣＨ₂ＣＯ
ＯＮＨ₄ （化合物２０）Ｃ₅Ｈ₁₁（ＮＨＣ₂Ｈ₄）₂ＮＨＣＨ₂ＣＯ
ＯＮａ（化合物２１）Ｃ₇Ｈ₁₅（ＮＨＣ₂Ｈ₄）₂Ｃ₂Ｈ₄ＣＯＯＮ
ａ（化合物２２）Ｃ₁₂Ｈ₂₅（ＮＨＣ₂Ｈ₄）₄ＮＨＣＨ₂ＣＯ
ＯＮａ

【００１７】（化合物２３）

【化９】（化合物２４）

【化１０】

【００１８】（化合物２５）Ｃ₁₂Ｈ₂₅ＮＨＣ₃Ｈ₆ＮＨＣ
Ｈ₂ＣＯＯＮＨ₄ （化合物２６）Ｃ₁₂Ｈ₂₅ＮＨＣ₃Ｈ₆ＮＨＣ₂Ｈ₄ＣＯＯＮ
ａ（化合物２７）Ｃ₈Ｈ₁₇Ｎ（ＣＨ₃）Ｃ₂Ｈ₄Ｎ（ＣＨ₃）
Ｃ₂Ｈ₄ＮＨＣ₂Ｈ₄ＣＯＯＮａ（化合物２８）Ｃ₁₂Ｈ₂₅ＮＨＣ₃Ｈ₆Ｎ（ＣＨ₃）Ｃ₂Ｈ₄
ＣＯＯＬｉ

【００１９】（化合物２９）

【化１１】（化合物３０）

【化１２】

【００２０】又、本発明に使用される一般式（Ｉ）で示
される上記した様な化合物のインク中での含有量として
は、用途、目的、色材種、インク組成に依存するところ
が大きいが、好ましくは、０．０１〜２０重量％の範
囲、更に好ましくは０．１〜１０．０重量％の範囲であ
る。

【００２１】本発明のインクに使用される色材として
は、特に限定されることなく、各種の染料及び顔料等の
色材が使用される。この中で、インク化の容易性、及び
インクの安定性を考えると、例えば、酸性染料、塩基性
染料及び直接染料が使用し易く、特に有効な色材は直接
性のある染料である。又、直接性を持つ染料がスルホン
基を有すると特に好ましい。又、直接性を持つ染料が、
２価の有機連結基を除いた部分で窒素原子を有するもの
も好ましい。これらの中で、特に好ましくは、色材が少
なくともアミノ基又は窒素原子と共に５又は６員環を形
成する環状化合物を有する染料である。以上の色材につ
いて、具体的には、例えば、ダイレクトブラック１６
８、ダイレクトブラック１５４、ダイレクトイエロー１
４２、ダイレクトイエロー８６、ダイレクトレッド２２
７、ダイレクトブルー１９９及び、下記の遊離酸の形で
一般式（II）及び（III）の色材も考えられるが、これ
らに限定されるものではない。

【００２２】Ｐｃ（ＳＯ₃Ｈ）_t（ＳＯ₂−ＮＲ¹−Ｌ−ＮＲ²−Ｘ−ＮＲ³−Ｇ）_q （II ）（式中、Ｐｃは含金フタロシアニン核、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ
³は各々独立に、Ｈ、アルキル基、置換アルキル基、ア
ルケニル基、置換アルケニル基、アラルキル基又は置換
アラルキル基を表す。Ｌは２価の有機連結基を表す。Ｘ
は、夫々独立に、カルボニル基又は下記（２）〜（４）
式で示される基を表す。

【００２３】

【化１３】

【００２４】各Ｚは夫々独立に、ＮＲ⁴Ｒ⁵、ＳＲ⁶又は
ＯＲ⁶を表し、各Ｙは夫々独立にＨ、Ｃｌ、Ｚ、ＳＲ⁷又
はＯＲ⁷を表し、各Ｅは夫々独立に、Ｃｌ又はＣＮを表
す。Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶及びＲ⁷は各々独立に、Ｈ、アルキル
基、置換アルキル基、アリール基、置換アリール基、ア
ラルキル基又は置換アラルキル基を表し、Ｒ⁴及びＲ⁵は
窒素原子と共に５又は６員環を形成する。Ｇは１又は２
個のＣＯＳＨ又はＣＯＯＨで置換された無色有機残基を
表し、ｔ＋ｑは３〜４の整数とする。）

【００２５】一般式（II）で表される化合物としては、
例えば、以下の様なものが挙げられる。

【化１４】

【００２６】Ａｒ¹Ｎ＝ＮＪＸ（ＮＲ¹ＬＮＲ²Ｘ）_nＪＮ＝ＮＡｒ² （III）（式中、Ｊは下記式を表す。

【化１５】Ａｒ¹及びＡｒ²は、各々独立に、アリール基又は置換ア
リール基であって、Ａｒ¹とＡｒ²の少なくとも１つが独
立にＣＯＯＨとＣＯＳＨから選ばれる置換基を１個以上
有する。Ｒ¹及びＲ² は独立に、Ｈ、アルキル基、置換ア
ルキル基、アルケニル基又は置換アルケニル基を表し、
Ｌは２価の有機連結基を表し、ｎは０又は１を表す。Ｘ
は夫々独立に、カルボニル基、又は下記（２）〜（４）
式で示される基を表す。

【００２７】

【化１６】Ｚは夫々独立に、ＮＲ³ Ｒ⁴、ＳＲ⁵又はＯＲ⁵を表し、Ｙ
は夫々独立に、Ｈ、Ｃｌ、Ｚ、ＳＲ⁶又はＯＲ⁶を表し、
Ｅは夫々独立に、Ｃｌ又はＣＮを表す。Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵
及びＲ⁶は夫々独立に、Ｈ、アルキル基、置換アルキル
基、アルケニル基、置換アルケニル基、アリール基、置
換アリール基、アラルキル基、置換アラルキル基を表
し、Ｒ³又はＲ⁴は窒素原子と共に５又は６員環を形成す
る。又、一般式（III）で表される化合物は、少なくと
もＳＯ₃Ｈと同数のＣＯＯＨ又はＣＯＳＨから選ばれた
基を有する。）

【００２８】一般式（III）で示される化合物として、
具体的には、例えば、以下の様なものが挙げられる。

【００２９】

【化１７】

【００３０】

【化１８】上記の様な色材の使用量については特に制限されない
が、一般的にはインクの全重量に対して０．１〜１５重
量％の範囲が好適で、より好適には０．１〜１０重量％
である。

【００３１】又、本発明のインクは、ｐＨ調整剤を添加
する場合、特に印字記録性を良好にするのならば、イン
クのｐＨをインクの最大粘度ピークよりアルカリ性側に
調整するのが好ましい。又、ｐＨ調整剤には、各種塩基
性成分又は酸性成分が用いられるが、特に良好なのは、
アンモニア、アミン等の揮発性のある塩基性成分であ
る。酸性成分を用いる場合には、硫酸、酢酸及び塩酸等
が用いられる。尚、本発明のインクは、上記成分の他に
必要に応じて水溶性有機溶剤、界面活性剤、防錆剤、防
腐剤、防カビ剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進
剤、キレート化剤、水溶性ポリマー等の種々の添加剤を
含有してもよい。

【００３２】本発明で使用される液媒体は、水と水溶性
有機溶剤との混合物であることが好ましい。具体的な水
溶性有機溶剤の例としては、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；アセトン等
のケトン類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエー
テル類；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コール等のポリアルキレングリコール類；エチレングリ
コール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、
トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオ
ール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエ
チレングリコール等のアルキレン基が２〜６個の炭素原
子を含むアルキレングリコール類；グリセリン；エチレ
ングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、ジエ
チレングリコールモノメチル（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
テル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類；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、トリエタノールアミン、スルホラン、
ジメチルサルフォキサイド、２−ピロリドン、ε−カプ
ロラクタム等の環状アミド化合物及びスクシンイミド等
のイミド化合物等が挙げられる。

【００３３】上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般には
インクの全重量に対して重量％で１％〜４０％が好まし
く、より好ましくは３％〜３０％の範囲である。又、イ
ンク中の水の含有量は、３０〜９５重量％の範囲で使用
される。３０重量％より少ないと色材の溶解性等が悪く
なり、インクの粘度も高くなる為好ましくない。一方、
９５重量％より多いと蒸発成分が多すぎて、十分な固着
特性を満足することが出来ない。

【００３４】本発明のインクは、熱エネルギーによるイ
ンクの発泡現象によりインクを吐出させるタイプのイン
クジェット記録方法に適用する場合に特に好適であり、
吐出が極めて安定となり、サテライトドットの発生等が
生じないという特徴がある。但し、この場合には、熱的
な物性値（例えば、比熱、熱膨張係数、熱伝導率等）を
調整する場合もある。更に、本発明のインクは普通紙等
に記録した場合の印字記録物のインクの耐水性の問題を
解決すると同時に、インクジェット用ヘッドに対するマ
ッチングを良好にする面から、インク自体の物性として
２５℃における表面張力が３０〜６８ｄｙｎｅ／ｃｍ、
粘度が１５ｃＰ以下、好ましくは１０ｃＰ以下、より好
ましくは５ｃＰ以下に調整されることが望ましい。従っ
て、上記物性にインクを調整し、普通紙における問題を
解決する為には、本発明のインク中に含有される水分量
としては５０重量％以上９８重量％以下、好ましくは６
０重量％以上９５重量％以下とされるのが好適である。

【００３５】本発明のインクは、熱エネルギーの作用に
より液滴を吐出させて記録を行うインクジェット記録方
法にとりわけ好適に用いられるが、一般の筆記用具とし
ても使用出来る。本発明のインクを用いて記録を行うの
に好適な方法及び装置としては、記録ヘッドの室内のイ
ンクに記録信号に対応した熱エネルギーを与え、該熱エ
ネルギーにより液滴を発生させる方法及び装置が挙げら
れる。

【００３６】その装置の主要部であるヘッド構成例を図
１、図２及び図３に示す。ヘッド１３はインクを通す溝
１４を有するガラス、セラミックス又はプラスチック板
等と、感熱記録に用いられる発熱ヘッド１５（図ではヘ
ッドが示されているが、これに限定されるものではな
い）とを接着して得られる。発熱ヘッド１５は酸化シリ
コン等で形成される保護膜１６、アルミニウム電極１７
−１、１７−２、ニクロム等で形成される発熱抵抗体層
１８、蓄熱層１９、アルミナ等の放熱性のよい基盤２０
とによりなっている。インク２１は吐出オリフィス（微
細孔）２２まできており、圧力Ｐによりメニスカス２３
を形成している。今、電極１７−１、１７−２に電気信
号が加わると、発熱ヘッド１５のｎで示される領域が急
激に発熱し、ここに接しているインク２１に気泡が発生
し、その圧力でメニスカス２３が突出し、インク２１が
吐出し、オリフィス２２より記録小滴２４となり、被記
録材２５に向かって飛翔する。図３には図１に示すヘッ
ドを多数並べたマルチヘッドの外観図を示す。該マルチ
ヘッドはマルチ溝２６を有するガラス板２７と、図１に
説明したものと同様な発熱ヘッド２８を密着して製作さ
れている。尚、図１は、インク流路に沿ったヘッド１３
の断面図であり、図２は図１のＡ−Ｂ線での切断図であ
る。

【００３７】図４に、かかるヘッドを組み込んだインク
ジェット記録装置の一例を示す。図４において、６１は
ワイピング部材としてのブレードであり、その一端はブ
レード保持部材によって保持されて固定端となり、カン
チレバーの形態をなす。ブレード６１は記録ヘッドによ
る記録領域に隣接した位置に配設され、又、本例の場
合、記録ヘッドの移動経路中に突出した形態で保持され
る。６２はキャップであり、ブレード６１に隣接するホ
ームポジションに配設され、記録ヘッドの移動方向と垂
直な方向に移動して吐出口面と当接し、キャッピングを
行う構成を備える。更に６３はブレード６１に隣接して
設けられるインク吸収体であり、ブレード６１と同様、
記録ヘッドの移動経路中に突出した形態で保持される。
上記ブレード６１、キャップ６２、吸収体６３によって
吐出回復部６４が構成され、ブレード６１及び吸収体６
３によってインク吐出口面の水分、塵埃等の除去が行わ
れる。

【００３８】６５は吐出エネルギー発生手段を有し、吐
出口を配した吐出口面に対向する被記録材にインクを吐
出して記録を行う記録ヘッドであり、６６は記録ヘッド
６５を搭載して記録ヘッド６５の移動を行う為のキャリ
ッジである。キャリッジ６６はガイド軸６７と慴動可能
に係合し、キャリッジ６６の一部はモータ６８によって
駆動されるベルト６９と接続（不図示）している。これ
によりキャリッジ６６はガイド軸６７に沿った移動が可
能となり、記録ヘッド６５による記録領域及びその隣接
した領域の移動が可能となる。５１は被記録材を挿入す
る為の給紙部、５２は不図示のモータにより駆動される
紙送りローラである。これらの構成によって記録ヘッド
の吐出口面と対向する位置へ被記録材が給紙され、記録
が進行するにつれて排紙ローラ５３を配した排紙部へ排
紙される。

【００３９】上記構成において記録ヘッド６５が記録終
了等でホームポジションに戻る際、ヘッド回復部６４の
キャップ６２は記録ヘッド６５の移動経路から退避して
いるが、ブレード６１は移動経路中に突出している。こ
の結果、記録ヘッド６５の吐出口面がワイピングされ
る。尚、キャップ６２が記録ヘッド６５の吐出面に当接
してキャッピングを行う場合、キャップ６２は記録ヘッ
ドの移動経路中に突出する様に移動する。記録ヘッド６
５がホームポジションから記録開始位置へ移動する場
合、キャップ６２及びブレード６１は上述したワイピン
グ時の位置と同一の位置にある。この結果、この移動に
おいても記録ヘッド６５の吐出口面はワイピングされ
る。上述の記録ヘッドのホームポジションへの移動は、
記録終了時や吐出回復時ばかりでなく、記録ヘッドが記
録の為に記録領域を移動する間に所定の間隔で記録領域
に隣接したホームポジションへ移動し、この移動に伴っ
て上記ワイピングが行われる。

【００４０】図５は、ヘッドにインク供給部材、例えば
チューブを介して供給されるインクを収容したインクカ
ートリッジの一例を示す図である。ここで４０は供給用
インクを収容したインク収容部、例えば、インク袋であ
り、その先端にはゴム製の栓４２が設けられている。こ
の栓４２に針（不図示）を挿入することにより、インク
袋４０中のインクをヘッドに供給可能ならしめる。４４
は廃インクを受容する吸収体である。インク収容部とし
ては、インクとの接液面がポリオレフィン、特にポリエ
チレンで形成されているものが本発明にとって好まし
い。本発明で使用されるインクジェット記録装置として
は、上記の如きヘッドとインクカートリッジとが別体と
なったものに限らず、図６に示す如きそれらが一体にな
ったものにも好適に用いられる。

【００４１】図６において、７０は記録ユニットであっ
て、この中にはインクを収容したインク収容部、例え
ば、インク吸収体が収納されており、かかるインク吸収
体中のインクが複数のオリフィスを有するヘッド部７１
からインク滴として吐出される構成になっている。イン
ク吸収体の材料としては、ポリウレタン、セルロース又
はポリビニルアセタールを用いることが本発明にとって
好ましい。７２は記録ユニット内部を大気に連通させる
為の大気連通口である。この記録ユニット７０は、図４
で示す記録ヘッドに代えて用いられるものであって、キ
ャリッジ６６に対して着脱自在になっている。

【００４２】

【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
断りのない限り重量基準である。

【００４３】実施例１〜実施例８下記に示す各成分を混合し、十分撹拌して溶解後、ポア
サイズが０．４５μｍのフロロポアフィルター（商品
名：住友電工（株）製）にて加圧濾過し、本発明のイン
クを夫々調製した。又、夫々の化合物の塩成分でｐＨを
約９．５に調整した。

【００４４】実施例１のインク組成・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１６８２部・チオジグリコール１０部・水８３．３部・化合物８３部・硫酸アンモニウム０．５部

【００４５】実施例２のインク組成・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１６８２．５部・２−ピロリドン１０部・水８２．７５部・化合物２１４部・亜硫酸水素ナトリウム０．７５部

【００４６】実施例３のインク組成・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１６８２部・チオジグリコール１０部・イソプロピルアルコール４部・水８０部・化合物９４部

【００４７】実施例４のインク組成・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９２部・ジプロピレングリコール１０部・水８７部・化合物１９１部

【００４８】実施例５のインク組成・Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー８６２部・ジエチレングリコール１０部・水８６．５部・化合物１９０．５部

【００４９】実施例６のインク組成・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１５４３部・エチレングリコール５部・チオジグリコール５部・水８５．５部・化合物２５１．５部

【００５０】実施例７のインク組成・Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド２２７３部・ジエチレングリコール５部・チオジグリコール５部・水８２．５部・化合物１０４．５部

【００５１】実施例８のインク組成・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１６８２部・Ｃ．Ｉ．フードブラック１１．０部・チオジグリコール１０部・エタノール４部・水７８．３部・化合物１５４部・塩酸アンモニウム０．７部・水酸化ナトリウム０．２部

【００５２】比較例１〜比較例７実施例１〜実施例７の組成において、夫々の組成から一
般式（Ｉ）で示される化合物を除き、その不足分を純水
で補ったものを夫々比較例１〜比較例７のインクとし
た。比較例８実施例８の化合物１５を、ジメチルドデシルベタインに
代え、比較例８のインクとした。

【００５３】次に、上記で得られた実施例１〜実施例８
と比較例１〜比較例８のインクを用い、インクジェット
記録装置として発熱素子をインクの吐出エネルギー源と
して利用したオンデマンド型インクジェットプリンター
を使用して印字試験を行い、（１）耐水性、（２）周波
数応答性、（３）印字品位の評価及び（４）カラー画像
における異なった色調のインクの付与領域間での境界滲
みの評価を下記の基準に従って夫々行った。又、得られ
た結果を後記表１〜表３に示す。尚、上記のインクジェ
ット記録装置の印字条件としては、駆動電圧２６Ｖ、発
熱抵抗体の抵抗値１５０Ω及び周波数４ＫＨｚで行っ
た。

【００５４】＜評価方法及び評価基準＞（１）耐水性（Ａ）プリンターに所定のインクを充填して、市販の酸性紙に
英数文字及びベタ部を印字した後、プリントを停止し、
印字物を１時間以上放置後、印字濃度をマクベスＲＤ９
１５（商品名：マクベス社製）にて測定を行う。その
後、印字物を水を満たした容器に３分間以上浸漬した
後、放置、乾燥して再度印字濃度を測定し、印字物濃度
の残存率を求め、耐水性の評価とした。 ○：印字物濃度の残存率が８０％以上。 △：印字物濃度の残存率が６６％以上〜７９％以下。 ×：印字物濃度の残存率が６５％以下。耐水性（Ｂ）プリンターに所定のインクを充填して、市販の中性紙に
英数文字及びベタ部を印字した後、プリントを停止し、
印字物を１時間以上放置後、印字濃度をマクベスＲＤ９
１５（商品名：マクベス社製）にて測定を行う。その
後、印字物を水を満たした容器に３分間浸漬した後、放
置、乾燥して再度印字濃度を測定し、印字物濃度の残存
率を求め、耐水性の評価とした。 ○：印字物濃度の残存率が８０％以上。 △：印字物濃度の残存率が６６％以上〜７９％以下。 ×：印字物濃度の残存率が６５％以下。

【００５５】（２）周波数応答性得られた印字物の印字状態、即ちカスレや白抜け状態及
びスブラッシュやヨレ等の着弾点不良状態を肉眼で観察
し、評価した。 ○：周波数に対するインクの追従状態は、ほぼ良好であ
り、キャラクタ印字ではカスレや白抜け、着弾点不良が
見られないが、ベタ印字において僅かにカスレが見られ
る。 △：キャラクタ印字ではカスレや白抜けは見られない
が、一部に着弾点不良が見られる。又、ベタ印字ではカ
スレ、白抜けがベタ印字全体の１／３程度で見られる。 ×：ベタ印字ではカスレ、白抜けが多く、又、キャラク
タ印字においてもカスレや着弾点不良が多数見られる。

【００５６】（３）印字品位の評価（Ａ）プリンターで市販の酸性紙に英数文字を印字し、印字物
を１時間以上放置した後、顕微鏡及び目視で文字のシャ
ープさや文字より発生するヒゲ状の滲みの度合いを評価
した。 ◎：文字がシャープでヒゲ状の滲みがない。 ○：文字がシャープであるが、ヒゲ状の滲みが少し発
生。 △：文字にシャープさがない。又は、ヒゲ状の滲みが少
し多い。 ×：文字にシャープさがなく、ヒゲ状の滲みも多い。印字品位の評価（Ｂ）プリンターで市販の中性紙に英数文字を印字し、印字物
を１時間以上放置した後、顕微鏡及び目視で文字のシャ
ープさや文字より発生するヒゲ状の滲みの度合いを評価
した。 ◎：文字がシャープでヒゲ状の滲みがない。 ○：文字がシャープであるが、ヒゲ状の滲みが少し発
生。 △：文字にシャープさがない。又は、ヒゲ状の滲みが多
い。 ×：文字にシャープさがなく、ヒゲ状の滲みも多い。

【００５７】（４）カラー画像における異なった色調の
インクの付与領域間での境界滲みの発生実施例４、実施例５及び実施例６のインクを組み合わせ
て実施例９のインクとし、インクジェットカラープリン
ターＢＪＣ８００（商品名；キヤノン（株）製）で異な
った色調のインクの付与領域間での境界滲みの評価を行
った。又、比較例１、比較例４及び比較例５のインクを
組み合わせて比較例９のインクとしての同様の評価を行
った。基準は、以下の通りにした。 ○：異なった色調のインクの付与領域間での境界がシャ
ープであり、境界滲みが見られない。 ×：異なった色調のインクの付与領域間での境界がぼや
け、境界滲みが見られる。

【００５８】

【表１】表１評価結果

【００５９】

【表２】表２評価結果

【００６０】

【表３】表３評価結果

【００６１】

【発明の効果】以上の様に本発明によれば、一般オフィ
ス等で使用されている酸性紙及び中性紙等の、いわゆる
普通紙に対して印字記録をした場合、印字記録物の印字
品位等に悪影響を与えることなく良好にし、印字記録物
の耐水性を向上させ得るインクを提供することが出来
る。更に、本発明によれば、長期間の保存後も安定性が
良好であり、インクジェット記録システムに用いても何
ら問題のない信頼性の高い記録を行い得るインクを提供
することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット記録装置のヘッド部の縦断面図
である。

【図２】インクジェット記録装置のヘッド部の横断面図
である。

【図３】図１に示したヘッドをマルチ化したヘッドの外
観斜視図である。

【図４】インクジェット記録装置の一例を示す斜視図で
ある。

【図５】インクカートリッジの縦断面図である。

【図６】記録ユニットの斜視図である。

【図７】本発明のインクのｐＨと粘度の関係を示す図で
ある。

【図８】本発明で使用される化合物のｐＨと溶解性との
関係を示す図である。

【符号の説明】

６１：ワイピング部材６２：キャップ６３：インク吸収体６４：吐出回復部６５：記録ヘッド６６：キャリッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者太田徳也東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭64−4675（ＪＰ，Ａ) 特開平３−93871（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−183362（ＪＰ，Ａ) 特開平１−188394（ＪＰ，Ａ) 特開平６−166840（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 11/00 - 11/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ｐＨが４〜１０の範囲において溶解性の
最小ピークを有し、且つ、炭素数３以上のアルキル基
と、カルボキシル基の塩又はスルホン基の塩のいずれか
とを有する下記一般式（Ｉ）で示される構造の、第２級
アミン、第２級アミンの誘導体、第３級アミン、又は第
３級アミンの誘導体である化合物から選ばれる少なくと
も１種の化合物と、色材と、該色材を溶解又は分散する
水を含む液媒体とを含有するインクジェット用インクで
あって、該インクはｐＨが４〜１０の範囲内に粘度の最
大ピークを有することを特徴とするインクジェット用イ
ンク。【化１】（式中、Ｒ₁は炭素数１〜４８のアルキル基又は水素原
子を表し、Ｒ₂は(ＣＨ₂)_a−Ｘ₁又は水素原子を表し、ａ
は１〜４の整数とする。Ｒ₃は（ＣＨ₂)_b−Ｘ₂又はＲ₄−
Ｙ又は水素原子を表し、ｂは１〜４の整数とする。Ｒ₄
は炭素数１〜４８のアルキル基又は水素原子を表す。Ｚ
は（ＮＲ₅Ｃ_lＨ_2l)_c(ＮＨＣ_nＨ_2n)_dを表し、ｌ（エル）
及びｎは２〜４の整数、ｃ＋ｄは０〜５０の整数とす
る。Ｙは（ＮＲ₆Ｃ_mＨ_2m)_e(ＮＨＣ_pＨ_2p)_fを表し、ｍ及
びｐは２〜４の整数、ｅ＋ｆは０〜５０の整数とする。
Ｒ₅は（ＣＨ₂)_g−Ｘ₃を表し、ｇは１〜４の整数とす
る。Ｒ₆は（ＣＨ₂)_h−Ｘ₄を表し、ｈは１〜４の整数と
する。Ｘ₁、Ｘ₂、Ｘ₃及びＸ₄は、夫々、カルボキシル基
の塩、スルホン基の塩又は水素原子からなる群から選ば
れる。又、Ｒ₂及びＲ₃が夫々水素原子である時、ｃが０
になることはなく、又、Ｘ₁、Ｘ₂、Ｘ₃及びＸ₄が全て水
素原子になることもない。）
【請求項２】一般式（Ｉ）の化合物のＲ₁及びＲ₄が夫
々炭素数１〜３２のアルキル基、ｃ＋ｄ及びｅ＋ｆが夫
々０〜１６の整数、ａ、ｂ、ｇ及びｈが夫々１〜２の整
数である請求項１に記載のインク。
【請求項３】色材が直接性のある染料である請求項１
に記載のインク。
【請求項４】色材がスルホン基を有する染料である請
求項３に記載のインク。
【請求項５】色材が分子内に２価の有機連結基と共に
少なくともアミノ基または含窒素５又は６員環を有する
染料である請求項３に記載のインク。
【請求項６】インクのｐＨを、インクの粘度が最大ピ
ークとなるｐＨよりもアルカリ側に調整してなる請求項
５に記載のインク。
【請求項７】前記一般式（Ｉ）で示される構造を有す
る化合物が、下記化合物８〜１０、１５、１９、２１及
び２５からなる群より選ばれる化合物である請求項１に
記載のインク。（化合物８）Ｃ₁₅Ｈ₃₁ＮＨＣ₂Ｈ₄ＣＯＯＬｉ（化合物９）Ｃ₃Ｈ₇(ＮＨＣ₂Ｈ₄)₂ＮＨＣＨ₂ＣＯＯＮａ（化合物１０）Ｃ₁₂Ｈ₂₅ＮＨＣ₂Ｈ₄ＣＯＯＮａ（化合物１５）Ｃ₁₅Ｈ₃₁(ＮＨＣ₂Ｈ₄)₂ＮＨＣ₂Ｈ₄ＣＯＯＮＨ₄ （化合物１９）Ｃ₁₂Ｈ₂₅(ＮＨＣ₂Ｈ₄)₂ＮＨＣＨ₂ＣＯＯＮＨ₄ （化合物２１）Ｃ₇Ｈ₁₅(ＮＨＣ₂Ｈ₄)₂Ｃ₂Ｈ₄ＣＯＯＮａ（化合物２５）Ｃ₁₂Ｈ₂₅ＮＨＣ₃Ｈ₆ＮＨＣＨ₂ＣＯＯＮＨ₄
【請求項８】下記化合物８〜１０、１５、１９、２１
及び２５からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合
物と、色材と、該色材を溶解又は分散する水を含む液媒
体とを混合した後、加圧濾過して得られたインクジェッ
ト用インクであって、該インクはｐＨが４〜１０の範囲
内に粘度の最大ピークを有することを特徴とするインク
ジェット用インク。（化合物８）Ｃ₁₅Ｈ₃₁ＮＨＣ₂Ｈ₄ＣＯＯＬｉ（化合物９）Ｃ₃Ｈ₇(ＮＨＣ₂Ｈ₄)₂ＮＨＣＨ₂ＣＯＯＮａ（化合物１０）Ｃ₁₂Ｈ₂₅ＮＨＣ₂Ｈ₄ＣＯＯＮａ（化合物１５）Ｃ₁₅Ｈ₃₁(ＮＨＣ₂Ｈ₄)₂ＮＨＣ₂Ｈ₄ＣＯＯＮＨ₄ （化合物１９）Ｃ₁₂Ｈ₂₅(ＮＨＣ₂Ｈ₄)₂ＮＨＣＨ₂ＣＯＯＮＨ₄ （化合物２１）Ｃ₇Ｈ₁₅(ＮＨＣ₂Ｈ₄)₂Ｃ₂Ｈ₄ＣＯＯＮａ（化合物２５）Ｃ₁₂Ｈ₂₅ＮＨＣ₃Ｈ₆ＮＨＣＨ₂ＣＯＯＮＨ₄