JP3559583B2 - Ink, inkjet recording method, ink cartridge and inkjet recording apparatus - Google Patents

Description

［式中、Ｒ ₁ 、Ｒ ₂ 、Ｒ ₃ 及びＲ ₄ は、アルキルアミノ基、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よりなる群から選ばれる置換基で置換されていてもよい炭素数１〜４８の炭化水素基又は水素原子を表し、そのうち少なくとも一つは炭素数６以上の炭化水素基であり、ｎは２〜４の整数であり、ｍは１〜９９の整数を表す。］
本発明の一実施態様にかかるインクジェット記録方法は、アントラキノン系、ベンゾキノン系、ナフトキノン系、キサンテン系、トリフェニルメタン系、キノリン系、インジゴイド系、アジン系、オキサジン系、チアジン系及びメチン系染料からなる群から選ばれる少なくとも１種のアニオン性染料と、液媒体と、炭素数６以上の炭化水素基及び２個以上の窒素原子を同時に含有する窒素化合物とを必須成分とするインクジェット記録用インクを記録信号に応じてオリフィスから吐出させて被記録材に記録を行うことを特徴とするものである。
本発明の一実施態様にかかるインクカートリッジは、前記インクを収容したインク収容部を備えていることを特徴とするものである。
本発明の他の実施態様にかかるインクカートリッジは、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が前記インクを吐出させる為のヘッド部と一体になっていて、且つ、該インクが前記インクジェット記録用インクであることを特徴とするものである。
本発明の一実施態様にかかるインクジェット記録装置は、インクを吐出する為の記録ヘッドと、インクを収容したインク収容部を有するインクカートリッジとを備えたインクジェット記録装置において、該インクが前記インクジェット記録用であることを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】
ポリアミン化合物が、水溶液中で、アゾ系の直接染料又は酸性染料の各々のスルホン基やカルボキシル基等の負に帯電する部分と相互作用を起こすことで、染料が不溶化して印字物の耐水性が大幅に改善することが既に知られている。
しかしながら、ポリアミン化合物が有する第１級アミノ基が上記染料分子のアゾ基を分解してしまう為に、インクとして保存中に変褪色が生じる問題がある。これを改善する為に第１級アミノ基を第２級又は第３級アミノ基に置き換えるとインクの褪色性はある程度抑えられるが、今度は印字物の耐水性が第１級アミノ基の場合ほど向上しなくなり、変褪色防止と耐水性の両立という点で不十分な性能にしかならなかった。
本発明者は上記の耐水性の問題を、ポリアミン化合物に分子量の大きな疎水性基を導入して、ポリアミン化合物の分子全体の疎水性を高めることで改善した。又、変褪色防止に対しては染料として分子構造上アゾ基を持たないアニオン性染料を使用することにより解決した。
【０００８】
【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。
本発明のインクに使用される窒素化合物は、炭素数６以上の疎水性基としての炭化水素基を有するが、該化合物は原則として水溶性でなければならない。上記炭化水素基の炭素数が６未満では印字物に十分な耐水性が得られない。一方、該炭化水素基の炭素数が４８を越えると上記窒素化合物がインクの液媒体に溶解しにくくなり、得られるインクの液安定性が損なわれる。本発明で使用する窒素化合物の疎水性と水溶性のバランスをとる為に、上記の疎水性基の他に水酸基、カルボキシル基、スルホン基又はそれらの塩の基等の親水性基が上記窒素化合物に導入されてもよい。更に該窒素化合物は、２個以上の窒素原子を有することが必要であり、窒素化合物中の窒素原子が１個ではインクの液媒体に該窒素化合物が溶解しにくくなり、インクの液安定性が損なわれる。
【０００９】
本発明で使用する窒素化合物は、下記一般式（１）で示される化合物である。
【００１０】
【化２】

［式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４は、アルキルアミノ基、カルボキシル基又はその塩の基、スルホン基又はその塩の基で置換されていてもよい炭素数１〜４８の炭化水素基又は水素原子を表し、そのうち少なくとも一つは炭素数６以上の炭化水素基であり、ｎは２〜４の整数であり、ｍは１〜９９の整数を表す。］
【００１１】
更に好ましい窒素化合物としては、一般式（１）の化合物のＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４のうちいずれか一つ以上がカルボキシル基又はその塩の基、スルホン基又はその塩の基を有する有機基である化合物である。
これらの窒素化合物の具体例としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン等のジアミンの誘導体；１，２，３−トリアミノプロパン、トリス（２−アミノエチル）アミン及びテトラ（アミノメチル）メタン等の多価アミンの誘導体；ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン及びヘプタエチレンオクタミン等のポリアルキレンポリアミンの誘導体であって、これらのポリアミンの窒素原子に結合している水素原子のうち少なくともひとつが炭素数６以上、好ましくは炭素数６〜４８の炭化水素基で置換されたもの等が挙げられる。該炭化水素基の具体例としては、置換基を有してもよいヘキシル基、オクチル基、ラウリル基等のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基、ナフチル基及びアントラニル基等の芳香族基が挙げられる。例えば、具体的には、オクチルジエチレントリアミン、ラウリルジエチレントリアミン、フェニルジエチレントリアミン、１，３−ジヘキシルジエチレントリアミン、フェニルトリエチレンテトラミン、ヘキシルトリエチレンテトラミン、オクチルトリエチレンテトラミン、１，１’−ジオクチルトリエチレンテトラミン、オクチルテトラエチレンペンタミン、ラウリルトリエチレンテトラミン、１，１’−ジオクチルテトラエチレンペンタミン、ラウリルテトラエチレンペンタミン、１，１’−ジフェニルテトラエチレンペンタミン、デシルヘプタエチレンオクタミンが挙げられる。好ましい別の化合物として、更に、ラウリルヘプタエチレンオクタミン、テトラデシルヘプタエチレンオクタミン、１，１’−ジラウリルヘプタエチレンオクタミン、１，１’−ジテトラデシルヘプタエチレンオクタミン等が挙げられる。
【００１２】
【化３】

等も挙げられるが、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。
【００１３】
上記の窒素化合物は本発明のインクにおいて、後述のアニオン性染料１００重量部あたり約５〜３００重量部、更に好ましくは約２０〜２００重量部の割合で使用される。上記窒素化合物の使用量が５重量部未満であると耐水性向上という点で不十分であり、一方、３００重量部を越えると、耐水性向上効果が飽和し、更にインクが著しく増粘して記録特性及び装置やヘッド周辺に於ける信頼性等の点で不十分である。
【００１４】
本発明で使用する染料はアニオン性であれば、前記窒素化合物（ポリアミン化合物）の添加により耐水性が付与されるが、染料中のアゾ基分解による変褪色を防止するには、本発明のインクに使用する染料としてはアゾ基を分子構造中に持たない染料、例えば、アントラキノン系、ベンゾキノン系、ナフトキノン系、キサンテン系、トリフェニルメタン系、キノリン系、インジゴイド系、アジン系、オキサジン系、チアジン系、メチン系及びスチルベン系等のアゾ系以外のアニオン性染料を使用する。
【００１５】
上記アゾ系以外のアニオン性染料の具体例としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー３９、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー４１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１０６、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１０８、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック６２、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー３、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー７、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド４９、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５１、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド８０、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド８２、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド８３、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド８７、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド９２、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド９４、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド２８９、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド３０６、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド３５６、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット１５、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット３１、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット３４、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット４１、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット４３、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット４８、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット４９、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット５１、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー７、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１５、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２３、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２５、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２７、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー４０、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー４１、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー４３、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー４５、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー５４、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー５９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー６２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー７４、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー７８、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー８０、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー８２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー８３、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９０、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９３、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１００、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１０２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１０３、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１０４、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１１２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１２６、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１２７、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１２９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１３８、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１４３、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１８２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１８３、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２０２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２０４、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２０５、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン３、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン５、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン９、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン１６、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン２５、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン２７、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン３６、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン４０、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン４１、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン４４、Ｃ．Ｉ．アシッドブラウン１３、Ｃ．Ｉ．アシッドブラウン２７、Ｃ．Ｉ．アシッドブラウン１０３、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック４８、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック５０、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー１、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー２、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー４、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー５、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー１７、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー１９、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー２７、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー２９、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー３２、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー４４、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー４６及びＣ．Ｉ．リアクティブグリーン７等が挙げられ、これらの中で特に好ましいアニオン性染料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー４１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１０６、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１０８、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック６２、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー３、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー７、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド４９、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５１、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド８７、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド９２、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド９４、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド２８９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー７、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１５、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２３、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２５、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２７、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー４０、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー４１、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー４３、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー４５、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー５４、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー５９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー６２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー７４、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー７８、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー８０、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー８２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー８３、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９０、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９３、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１００、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１０２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１０３、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１０４、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１１２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１２６、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１２７、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１２９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１３８、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１４３、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１８２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１８３、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２０３、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２０４、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２０５、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック４８、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック５０、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー１、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー２、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー４、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー５、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー１７、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー１９、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー２７、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー２９、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー３２、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー４４及びＣ．Ｉ．リアクティブブルー４６等が挙げられる。
【００１６】
本発明のインクにおける上記染料の使用量については、特に限定されるものではないが、一般的にはインク全重量の０．１〜１５重量％、好ましくは０．５〜１０重量％、より好ましくは０．５〜６重量％がよい。
本発明のインクに使用するのに好適な媒体は、水又は水と水溶性有機溶剤との混合溶媒である。水としては、種々のイオンを含有する一般の水道水等でなく、脱イオン水を使用するのが望ましい。
【００１７】
水と混合して使用される水溶性有機溶剤としては、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｎ−ペンタノール等の炭素数１〜５のアルキルアルコール類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン、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；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；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（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；スルホラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。
【００１８】
本発明のインクでは以上の如き有機溶剤から適宜なものを選択して使用するが、本発明で使用される染料の場合、特にインクの目詰まり防止の点からはジエチレングリコール又はチオジグリコールが好ましく、画像濃度及び吐出安定性の点では、含窒素環状化合物又はポリアルキレンオキシドのエーテル化合物が好ましく、更に、周波数応答性の点からは低級アルコールや界面活性剤の使用が好ましい。従って、本発明において好ましい溶媒組成としては、水の他、上記の如き各種成分を含む組成である。
【００１９】
本発明のインクにおける上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般的にはインクの全重量の２〜８０重量％、好ましくは３〜７０重量％、より好ましくは４〜６０重量％の範囲である。
又、使用する水は、インク全体の１０〜９７．５重量％、好ましくは３５〜９７．５重量％、より好ましくは４５〜９７．５重量％である。
【００２０】
又、本発明のインクは、上記成分の外に必要に応じて、ｐＨ調整剤、粘度調整剤及び表面張力調整剤等を包含し得る。ｐＨ調整剤としては、例えば、ジエタノールアミン及びトリエタノールアミン等の各種有機アミン；水酸化ナトリウム、水酸化リチウム及び水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物等の無機アルカリ剤；酢酸リチウム等の有機酸塩；有機酸や鉱酸等が挙げられる。
本発明のインクは、２５℃における粘度が１〜２０ｃｐｓ、好ましくは１〜１５ｃｐｓで、表面張力が２０ｍＮ／ｍ（ｄｙｎ／ｃｍ）以上、好ましくは２５ｍＮ／ｍ（ｄｙｎ／ｃｍ）以上で、ｐＨが４〜１０程度の物性を有するのが好ましい。
【００２１】
本発明のインクが使用される記録方法は、方式としてインクジェット記録方式が効果的であり、被記録材としては、一般の普通紙（例えば、上質紙や中質紙、ボンド紙）、コート紙或いはＯＨＰ用のプラスチックフィルム等、いずれの被記録材でも使用することが出来る。
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、比重、熱膨張係数及び熱伝導率等）の調整を要する場合もある。
【００２２】
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式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ことは言うまでもない。
本発明のインクを用いて記録を行うのに本発明の記録方法は、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、該エネルギーにより液滴を発生させるインクジェット記録方法である。以下にこの様なインクジェット記録方法を適用した記録装置について説明する。
【００２３】
その主要部であるヘッド構成例を図１及び図２に示す。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線での切断面図である。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（図では薄膜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発熱抵抗体層１８、畜熱層１９、アルミナ等の放熱性の良い基板２０より成っている。
【００２４】
インク２１は吐出オリフィス（微細孔）２２まで満たされており、圧力Ｐによりメニスカス２３を形成している。いま、電極１７−１及び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が吐出して、オリフィス２２よりインク小滴２４となり被記録材２５に向かって飛翔する。
【００２５】
又図３に、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を接着して作られている。
図４に、この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、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、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の一部はモーター６８によって駆動されるベルト６９と接続している（図示なし）。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。これら構成によって記録ヘッド６５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。
【００２６】
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６５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６５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６５の移動方向と垂直な方向に移動して、吐出面と当接しキャッピングを行う構成を具える。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６５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６３によってインク吐出口面の水分、塵やほこり等の除去が行われる。
【００２７】
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。なお、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へ突出する様に移動する。
記録ヘッド６５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。上述した記録ヘッド６５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６５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。
【００２８】
本発明のインクが使用されるインクジェット記録装置としては、上記の様な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に示す様にそれらが一体になったものも好適に用いられる。
図６において、７０はインクジェットカートリッジであって、この中にはインクを含浸させた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。７２はカートリッジ内部を大気に連通させる為の大気連通口である。このインクジェットカートリッジ７０は、図４で示す記録ヘッド６５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。
【００２９】
【実施例】
次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。
次に示す表１の成分を用いて本発明の実施例１〜５のインクを夫々作成した。
又、表２に示した成分を用いて比較例１〜１０のインクを夫々作成した。
【００３０】
【表１】
実施例のインクの成分

【００３１】

【００３２】
【表２】
比較例のインクの成分

【００３３】

【００３４】
［評価］
上記の表１及び表２に記載の実施例及び比較例のインクを、記録ヘッド内のインクに熱エネルギーを与えて液滴を発生させ記録を行う、オンデマンドタイプのマルチヘッド（オリフィスサイズ５０×４０μｍ、駆動電圧３０Ｖ及び周波数４ＫＨｚ）を有する記録装置に搭載して印字した場合の吐出安定性、固着回復性，印字物の耐水性及びインクの保存安定性の評価結果を表３に示す。各評価項目の内容及び条件は下記の通りである。
【００３５】
▲１▼吐出安定性
連続伝票用紙１００枚に印字し、下記の基準で評価した。
○：異常なし
×：不吐出又は印字乱れ発生
▲２▼固着回復性（目詰り）
３５℃の環境下で１カ月間放置し、その後回復操作（ポンピングによる吸引操作）を行った後、印字させて下記の基準にて評価した。
○：回復操作５回以内で正常な印字状態に戻る。
×：回復操作６回以上でも不吐出や印字乱れが発生する。
【００３６】
▲３▼耐水性
市販の連続伝票用紙に全ノズル同時駆動で印字させ、パッチを作製し、室内に２４時間自然乾燥させた後、そのパッチをシャーレ中に水道水を入れて静置したところへ、静かに浸漬し、５分間放置した後乾燥させた。
▲３▼−１ 浸漬前後のパッチの光学濃度の残存率（浸漬後のパッチの光学濃度／浸漬前のパッチの光学濃度×１００；％）を算出して下記の基準で評価した。
○：光学濃度残存率が８０％以上
×：光学濃度残存率が８０％未満
▲３▼−２ 紙の印字部の染料が流れ出して白地の部分に再付着する度合を下記の基準にて評価した。
○：汚染が目立たない
×：汚染が顕著である
【００３７】
▲４▼保存安定性
各インクをテフロン製の密閉容器に１００ｃｃずつ入れ、６０℃の恒温槽に１カ月保存後、連続伝票用紙１００枚に印字し、下記の基準にて評価した。
○：異常なし
×：不吐出、印字乱れ又は変褪色発生
【００３８】
【表３】
実施例及び比較例の評価結果

【００３９】
【効果】
以上の様に、本発明によれば、アニオン性染料を一般式（１）で示されるポリアミンの誘導体と共に使用することにより、種々のタイプの普通紙に対し印字した場合に耐水性が優れ、しかもインクジェットヘッドのオリフィスを目詰りさせることなく、保存安定性に優れたインクが提供される。
更に、アニオン性染料としてアゾ基を含まない染料を用いることにより、インク保存中の変褪色を完全に防止することが出来る。
【００４０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット記録方式による記録ヘッドの模式断面図。
【図２】図１のＡ−Ｂ線での切断図を示す模式断面図。
【図３】図１のヘッドを多数並べたマルチヘッドの１例を示す模式外観図。
【図４】同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模式斜視図。
【図５】同ヘッドにインクを供給するインクカートリッジの一例を示す模式断面図。
【図６】同ヘッドと同インクカートリッジが一体化したインクジェット記録装置の要部の一例を示す模式外観図。
【００４１】
【符号の説明】
１３：ヘッド
１４：インク溝
１５，２８：発熱ヘッド
１６：保護層
１７：アルミニウム電極
１８：発熱抵抗体層
１９：畜熱層
２０：基板
２１：インク
２２：吐出オリフィス（微細孔）
２３：メニスカス
２４：インク小滴
２５：被記録材
２６：マルチ溝
２７：ガラス板
【００４２】
５１：給紙部
５２：紙送りローラー
５３：排紙ローラー
６１：ブレード
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
６７：ガイド軸
６８：モーター部
６９：ベルト
７０：インクジェットカートリッジ
７１：ヘッド部
７２：大気連通孔[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to ink,IRecording method,ink cartridgeAnd inkjetRecording deviceMore specifically, an ink capable of performing high-quality recording with excellent water resistance of a printed matter on so-called plain paper such as acidic paper or neutral paper used in a general office or the like, and the ink. Inkjet recording method using,With inkInk cartridge andInkjetRecording deviceAbout.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, inks for writing instruments (fountain pens, felt-tip pens, water-based ballpoint pens, etc.) and ink-jet inks of various compositions have been reported. In particular, in recent years, there has been an increasing demand for water resistance of printed matter on plain paper such as copy paper, report paper, notebooks, stationery, etc., which are generally used in offices, and various aspects such as the composition and physical properties of ink have been developed. Detailed research and development has been carried out.
For example, JP-A-2-296778 and JP-A-2-255876 propose to improve the water resistance of a printed recording by adding a polyamine to an aqueous ink composition.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the ink described above, the mechanism for improving the water resistance is basically due to salt formation of the hydrophilic group of the dye, so that clogging and stability of the ink may be impaired. Further, there is a problem in storage stability that the ink itself discolors and discolors due to decomposition of the polyamine during storage of the ink.
For this reason, in the above-mentioned ink, it is considered that a dissolution stabilizer is contained in the ink for the purpose of improving the stability of the ink. In this case, however, a large amount of the dissolution stabilizer must be added. Therefore, the image quality of a print record formed using such an ink is degraded.
In particular, in ink-jet recording, fixing of ink recorded on a recording material such as plain paper largely depends on natural permeation and evaporation into the recording material, and thus a problem of deterioration in image quality occurs.
[0004]
Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-577760 proposes a method in which an amphoteric surfactant is contained in an ink to improve the water resistance of a printed matter.
However, in the above-described ink, the water resistance of the printed recorded matter depends on the type of the recording material. That is, depending on the surface pH of the recording material, the type of the sizing agent, the type of cellulose, etc., some recording materials have good water resistance, while others have severe stains on letters and poor water resistance.
In addition, even if the ink had good water resistance, the ink became viscous, clogged and the like, and was inferior in practical use. In general, since the amphoteric surfactant contains many impurities in its components, there has been a problem that the reliability and the image quality of the ink are deteriorated.
As described above, there is still no ink which gives a printed matter having excellent water resistance regardless of the quality of the printed matter, excellent in quality, water resistance and practicality of the printed matter, and also excellent in the reliability of the ink. Not found.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to perform printing on so-called plain paper such as acidic paper or neutral paper used in general offices and the like, without adversely affecting the image quality of the printed recorded matter. The printed matter has sufficient water resistance, and has no problem even when stored for a long period of time. Further, it is possible to perform high-quality printing without any problem with nozzle clogging. An object of the present invention is to provide an ink, an ink jet recording method using the ink, and an ink jet device having the ink.
[0006]
[Means to solve the problem]
The above object is achieved by the present invention described below. That is, the ink according to one embodiment of the present invention comprises anthraquinone-based, benzoquinone-based, naphthoquinone-based, xanthene-based, triphenylmethane-based, quinoline-based, indigoid-based, azine-based, oxazine-based, thiazine-based, and methine-based dyes. At least one member selected from the groupNo azo groupAn anionic dye, a liquid medium,A derivative of a polyamine represented by the following general formula (1)And as essential components.
Embedded image

[Wherein, R ₁ , R _Two , R _Three And R _Four Represents an alkylamino group, a carboxyl group, a salt of a carboxyl group, a hydrocarbon group having 1 to 48 carbon atoms or a hydrogen atom which may be substituted with a substituent selected from the group consisting of a sulfone group and a salt of a sulfone group. And at least one of them is a hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms, n is an integer of 2 to 4, and m is an integer of 1 to 99. ]
The inkjet recording method according to one embodiment of the present invention comprises an anthraquinone-based, benzoquinone-based, naphthoquinone-based, xanthene-based, triphenylmethane-based, quinoline-based, indigoid-based, azine-based, oxazine-based, thiazine-based, and methine-based dye. An ink jet recording ink containing at least one anionic dye selected from the group, a liquid medium, and a nitrogen compound containing a hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms and two or more nitrogen atoms at the same time is recorded. The recording is performed on the recording material by discharging from an orifice according to a signal.
An ink cartridge according to an embodiment of the present invention includes an ink storage unit that stores the ink.
In an ink cartridge according to another embodiment of the present invention, an ink cartridge including an ink storage unit storing ink is integrated with a head unit for discharging the ink, and the ink is used for the ink jet recording. Characterized in that it is an ink for use.
An ink jet recording apparatus according to one embodiment of the present invention is an ink jet recording apparatus comprising: a recording head for discharging ink; and an ink cartridge having an ink containing section containing ink. It is characterized by being.
[0007]
[Action]
In the aqueous solution, the polyamine compound interacts with a negatively charged portion such as a sulfone group or a carboxyl group of each of an azo direct dye or an acid dye, so that the dye is insolubilized and the water resistance of the printed matter is reduced. Significant improvements are already known.
However, there is a problem that the primary amino group of the polyamine compound decomposes the azo group of the dye molecule to cause discoloration during storage as an ink. If the primary amino group is replaced with a secondary or tertiary amino group to improve this, the discoloration of the ink can be suppressed to some extent, but the water resistance of the printed matter is less than that of the primary amino group. It was no longer improved, resulting in insufficient performance in terms of both prevention of discoloration and water resistance.
The present inventor has solved the above-mentioned problem of water resistance by introducing a hydrophobic group having a large molecular weight into the polyamine compound to increase the hydrophobicity of the entire molecule of the polyamine compound. The prevention of discoloration was solved by using an anionic dye having no azo group in the molecular structure as a dye.
[0008]
[Preferred embodiment]
Next, the present invention will be described in more detail by way of preferred embodiments.
The nitrogen compound used in the ink of the present invention has a hydrocarbon group as a hydrophobic group having 6 or more carbon atoms, and the compound must be water-soluble in principle. If the number of carbon atoms of the hydrocarbon group is less than 6, sufficient water resistance cannot be obtained for the printed matter. On the other hand, when the number of carbon atoms of the hydrocarbon group exceeds 48, the nitrogen compound becomes difficult to dissolve in the liquid medium of the ink, and the liquid stability of the obtained ink is impaired. In order to balance the hydrophobicity and water solubility of the nitrogen compound used in the present invention, in addition to the above-mentioned hydrophobic group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfone group or a hydrophilic group such as a salt group thereof is a nitrogen compound. May be introduced. Further, the nitrogen compound needs to have two or more nitrogen atoms, and if there is one nitrogen atom in the nitrogen compound, the nitrogen compound becomes difficult to dissolve in the liquid medium of the ink, and the liquid stability of the ink is reduced. Be impaired.
[0009]
Used in the present inventionRuiBase compoundThings are belowA compound represented by the general formula (1)InYou.
[0010]
Embedded image

[Wherein, R₁, R₂, R₃And R₄Represents an alkylamino group, a carboxyl group or a salt thereof, a hydrocarbon group having 1 to 48 carbon atoms or a hydrogen atom which may be substituted with a sulfone group or a salt thereof, at least one of which has at least one carbon atom 6 or more hydrocarbon groups, n is an integer of 2 to 4, and m represents an integer of 1 to 99. ]
[0011]
More preferred nitrogen compounds include those represented by the general formula (1):₁, R₂, R₃And R₄Is a compound in which at least one is an organic group having a carboxyl group or a salt group thereof, a sulfone group or a salt group thereof.
Specific examples of these nitrogen compounds include derivatives of diamines such as ethylenediamine, propylenediamine, tetramethylenediamine and pentamethylenediamine; 1,2,3-triaminopropane, tris (2-aminoethyl) amine and tetra (amino) amine. Derivatives of polyvalent amines such as methyl) methane; derivatives of polyalkylene polyamines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine and heptaethyleneoctamine, and hydrogen atoms bonded to nitrogen atoms of these polyamines At least one of which is substituted with a hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms, preferably 6 to 48 carbon atoms. Specific examples of the hydrocarbon group include an alkyl group such as a hexyl group, an octyl group and a lauryl group which may have a substituent, and an aromatic group such as a phenyl group, a naphthyl group and an anthranyl group which may have a substituent. Group. For example, specifically, octyldiethylenetriamine, lauryldiethylenetriamine, phenyldiethylenetriamine, 1,3-dihexyldiethylenetriamine, phenyltriethylenetetramine, hexyltriethylenetetramine, octyltriethylenetetramine, 1,1′-dioctyltriethylenetetramine, octyltetramine Examples include ethylenepentamine, lauryltriethylenetetramine, 1,1′-dioctyltetraethylenepentamine, lauryltetraethylenepentamine, 1,1′-diphenyltetraethylenepentamine, and decylheptaethyleneoctamine. Other preferred compounds further include lauryl heptaethylene octamine, tetradecyl heptaethylene octamine, 1,1'-dilauryl heptaethylene octamine, 1,1'-ditetradecyl heptaethylene octamine and the like.
[0012]
Embedded image

Etc., but the present invention is not limited to these specific examples.
[0013]
The nitrogen compound is used in the ink of the present invention in a proportion of about 5 to 300 parts by weight, more preferably about 20 to 200 parts by weight, per 100 parts by weight of the anionic dye described below. If the amount of the nitrogen compound is less than 5 parts by weight, the effect of improving water resistance is insufficient. On the other hand, if it exceeds 300 parts by weight, the effect of improving the water resistance is saturated, and the viscosity of the ink is significantly increased. The recording characteristics and the reliability around the device and the head are insufficient.
[0014]
If the dye used in the present invention is anionic, water resistance is imparted by the addition of the nitrogen compound (polyamine compound). In order to prevent discoloration due to azo group decomposition in the dye, the ink of the present invention is used. As the dye used for the dye having no azo group in the molecular structure, for example, anthraquinone type, benzoquinone type, naphthoquinone type, xanthene type, triphenylmethane type, quinoline type, indigoid type, azine type, oxazine type, thiazine type Anionic dyes other than azo type such as methine type and stilbene type are used.
[0015]
Specific examples of the anionic dyes other than the azo dyes include, for example, C.I. I. Direct Yellow 39, C.I. I. Direct Blue 41, C.I. I. Direct Blue 106, C.I. I. Direct Blue 108, C.I. I. Direct Black 62, C.I. I. Acid Yellow 1, C.I. I. Acid Yellow 3, C.I. I. Acid Yellow 7, C.I. I. Acid Red 49, C.I. I. Acid Red 51, C.I. I. Acid Red 52, C.I. I. Acid Red 80, C.I. I. Acid Red 82, C.I. I. Acid Red 83, C.I. I. Acid Red 87, C.I. I. Acid Red 92, C.I. I. Acid Red 94, C.I. I. Acid Red 289, C.I. I. Acid Red 306, C.I. I. Acid Red 356, C.I. I. Acid Violet 15, C.I. I. Acid Violet 31, C.I. I. Acid Violet 34, C.I. I. Acid Violet 41, C.I. I. Acid Violet 43, C.I. I. Acid Violet 48, C.I. I. Acid violet 49, C.I. I. Acid Violet 51, C.I. I. Acid Blue 1, C.I. I. Acid Blue 7, C.I. I. Acid Blue 9, C.I. I. Acid Blue 15, C.I. I. Acid Blue 22, C.I. I. Acid blue 23, C.I. I. Acid Blue 25, C.I. I. Acid blue 27, C.I. I. Acid Blue 40, C.I. I. Acid Blue 41, C.I. I. Acid blue 43, C.I. I. Acid Blue 45, C.I. I. Acid Blue 54, C.I. I. Acid blue 59, C.I. I. Acid Blue 62, C.I. I. Acid Blue 74, C.I. I. Acid blue 78, C.I. I. Acid Blue 80, C.I. I. Acid blue 82, C.I. I. Acid blue 83, C.I. I. Acid Blue 90, C.I. I. Acid Blue 93, C.I. I. Acid Blue 100, C.I. I. Acid blue 102, C.I. I. Acid blue 103, C.I. I. Acid blue 104, C.I. I. Acid Blue 112, C.I. I. Acid blue 126, C.I. I. Acid blue 127, C.I. I. Acid Blue 129, C.I. I. Acid blue 138, C.I. I. Acid blue 143, C.I. I. Acid Blue 182, C.I. I. Acid blue 183, C.I. I. Acid Blue 202, C.I. I. Acid blue 204, C.I. I. Acid blue 205, C.I. I. Acid Green 3, C.I. I. Acid Green 5, C.I. I. Acid Green 9, C.I. I. Acid Green 16, C.I. I. Acid Green 25, C.I. I. Acid Green 27, C.I. I. Acid Green 36, C.I. I. Acid Green 40, C.I. I. Acid Green 41, C.I. I. Acid Green 44, C.I. I. Acid Brown 13, C.I. I. Acid Brown 27, C.I. I. Acid Brown 103, C.I. I. Acid Black 2, C.I. I. Acid Black 48, C.I. I. Acid Black 50, C.I. I. Reactive Blue 1, C.I. I. Reactive Blue 2, C.I. I. Reactive Blue 4, C.I. I. Reactive Blue 5, C.I. I. Reactive Blue 17, C.I. I. Reactive Blue 19, C.I. I. Reactive Blue 27, C.I. I. Reactive Blue 29, C.I. I. Reactive Blue 32, C.I. I. Reactive Blue 44, C.I. I. Reactive Blue 46 and C.I. I. Reactive Green 7 and the like. Among these, particularly preferred anionic dyes include, for example, C.I. I. Direct Blue 41, C.I. I. Direct Blue 106, C.I. I. Direct Blue 108, C.I. I. Direct Black 62, C.I. I. Acid Yellow 1, C.I. I. Acid Yellow 3, C.I. I. Acid Yellow 7, C.I. I. Acid Red 49, C.I. I. Acid Red 51, C.I. I. Acid Red 52, C.I. I. Acid Red 87, C.I. I. Acid Red 92, C.I. I. Acid Red 94, C.I. I. Acid Red 289, C.I. I. Acid Blue 1, C.I. I. Acid Blue 7, C.I. I. Acid Blue 9, C.I. I. Acid Blue 15, C.I. I. Acid Blue 22, C.I. I. Acid blue 23, C.I. I. Acid Blue 25, C.I. I. Acid blue 27, C.I. I. Acid Blue 40, C.I. I. Acid Blue 41, C.I. I. Acid blue 43, C.I. I. Acid Blue 45, C.I. I. Acid Blue 54, C.I. I. Acid blue 59, C.I. I. Acid Blue 62, C.I. I. Acid Blue 74, C.I. I. Acid blue 78, C.I. I. Acid Blue 80, C.I. I. Acid blue 82, C.I. I. Acid blue 83, C.I. I. Acid Blue 90, C.I. I. Acid Blue 93, C.I. I. Acid Blue 100, C.I. I. Acid blue 102, C.I. I. Acid blue 103, C.I. I. Acid blue 104, C.I. I. Acid Blue 112, C.I. I. Acid blue 126, C.I. I. Acid blue 127, C.I. I. Acid Blue 129, C.I. I. Acid blue 138, C.I. I. Acid blue 143, C.I. I. Acid Blue 182, C.I. I. Acid blue 183, C.I. I. Acid blue 203, C.I. I. Acid blue 204, C.I. I. Acid blue 205, C.I. I. Acid Black 2, C.I. I. Acid Black 48, C.I. I. Acid Black 50, C.I. I. Reactive Blue 1, C.I. I. Reactive Blue 2, C.I. I. Reactive Blue 4, C.I. I. Reactive Blue 5, C.I. I. Reactive Blue 17, C.I. I. Reactive Blue 19, C.I. I. Reactive Blue 27, C.I. I. Reactive Blue 29, C.I. I. Reactive Blue 32, C.I. I. Reactive Blue 44 and C.I. I. Reactive Blue 46 and the like.
[0016]
The amount of the dye used in the ink of the present invention is not particularly limited, but is generally 0.1 to 15% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 10% by weight of the total weight of the ink. Is preferably 0.5 to 6% by weight.
A suitable medium for use in the ink of the present invention is water or a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent. As the water, it is preferable to use deionized water instead of general tap water containing various ions.
[0017]
Examples of the water-soluble organic solvent used by mixing with water include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, and n-butyl alcohol. Alkyl alcohols having 1 to 5 carbon atoms such as pentanol; amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; ketones or keto alcohols such as acetone and diacetone alcohol; ethers such as dioxane; Polyalkylene glycols; ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, triethylene glycol, 1,2,6-hexanetriol, thiodiglycol, hexylene glycol Alkylene glycols having an alkylene group containing 2 to 6 carbon atoms, such as ethylene glycol and diethylene glycol; glycerin; ethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, diethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, triethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, and the like Lower alkyl ethers of polyhydric alcohols; lower dialkyl ethers of polyhydric alcohols such as triethylene glycol dimethyl (or ethyl) ether and tetraethylene glycol (or ethyl) ether; sulfolane, N-methyl-2-pyrrolidone, 2- Pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like.
[0018]
In the ink of the present invention, an appropriate one is selected and used from the organic solvents as described above.In the case of the dye used in the present invention, diethylene glycol or thiodiglycol is preferable, particularly from the viewpoint of preventing clogging of the ink, From the viewpoint of image density and ejection stability, a nitrogen-containing cyclic compound or an ether compound of a polyalkylene oxide is preferred, and from the viewpoint of frequency response, use of a lower alcohol or a surfactant is preferred. Therefore, a preferred solvent composition in the present invention is a composition containing the above-mentioned various components in addition to water.
[0019]
The content of the water-soluble organic solvent in the ink of the present invention is generally in the range of 2 to 80% by weight, preferably 3 to 70% by weight, more preferably 4 to 60% by weight based on the total weight of the ink. .
The amount of water used is 10 to 97.5% by weight, preferably 35 to 97.5% by weight, and more preferably 45 to 97.5% by weight of the whole ink.
[0020]
Further, the ink of the present invention may further include a pH adjuster, a viscosity adjuster, a surface tension adjuster, and the like, if necessary, in addition to the above components. Examples of the pH adjuster include various organic amines such as diethanolamine and triethanolamine; inorganic alkali agents such as alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, lithium hydroxide and potassium hydroxide; organic acids such as lithium acetate. Salts include organic acids and mineral acids.
The ink of the present invention has a viscosity at 25 ° C. of 1 to 20 cps, preferably 1 to 15 cps, and a surface tension of 20 cps.mN / m (dyn / cm)Above, preferably 25mN / m (dyn / cm)As described above, it is preferable to have physical properties of about 4 to 10 in pH.
[0021]
An ink jet recording method is effective as a recording method using the ink of the present invention, and as a recording material, general plain paper (for example, high quality paper, medium quality paper, bond paper), coated paper or coated paper is used. Any recording material such as a plastic film for OHP can be used.
The ink of the present invention is particularly suitable when applied to an ink jet recording method of a type in which the ink is ejected by a bubbling phenomenon of the ink due to thermal energy, and has a feature that the ejection is extremely stable and the generation of satellite dots does not occur. is there. However, in this case, adjustment of thermal physical properties (for example, specific gravity, thermal expansion coefficient, thermal conductivity, etc.) may be required.
[0022]
The ink of the present invention is particularly preferably used in an ink jet recording system in which droplets are ejected by the action of thermal energy to perform recording, but it goes without saying that the ink can also be used as a general writing instrument.
The recording method of the present invention for performing recording using the ink of the present invention is an ink jet recording method in which thermal energy corresponding to a recording signal is applied to ink in a room of a recording head and droplets are generated by the energy. Hereinafter, a recording apparatus to which such an ink jet recording method is applied will be described.
[0023]
FIGS. 1 and 2 show examples of the configuration of the head, which is the main part. FIG. 1 is a cross-sectional view of the head 13 along the ink flow path, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AB in FIG. The head 13 includes a glass, ceramics, plastic plate or the like having a groove 14 through which ink passes, and a heating head 15 used for thermal recording (a thin film head is shown in the figure, but is not limited to this). And obtained by bonding. The heating head 15 includes a heating resistor layer 18 made of silicon oxide or the like, a heat storage layer 19, and a substrate 20 having good heat dissipation such as alumina.
[0024]
The ink 21 is filled up to the discharge orifice (fine hole) 22 and forms a meniscus 23 by the pressure P. Now, when an electric signal is applied to the electrodes 17-1 and 17-2, the area of the heating head 15 indicated by n rapidly generates heat, and bubbles are generated in the ink 21 in contact with the area. Protrudes, and the ink 21 is ejected to become ink droplets 24 from the orifice 22 and fly toward the recording material 25.
[0025]
FIG. 3 shows an external view of a multi-head in which many heads shown in FIG. 1 are arranged. The multi-head is formed by bonding a glass plate 27 having a multi-groove 26 and a heating head 28 similar to that described with reference to FIG.
FIG. 4 shows an example of an ink jet recording apparatus incorporating this head. In FIG. 4, reference numeral 65 denotes a recording head having ejection energy generating means for performing recording by discharging ink on a recording material opposed to a discharge port surface provided with discharge ports, and 66 denotes a recording head having the recording head 65 mounted thereon. This is a carriage for moving the head 65. The carriage 66 is slidably engaged with a guide shaft 67, and a part of the carriage 66 is connected to a belt 69 driven by a motor 68 (not shown). Accordingly, the carriage 66 can move along the guide shaft 67, and the recording head 65 can move the recording area and the area adjacent thereto.
Reference numeral 51 denotes a paper feed unit for inserting a recording material, and reference numeral 52 denotes a paper feed roller driven by a motor (not shown). With such a configuration, the recording material is fed to a position facing the discharge port surface of the recording head 65, and is discharged to a discharge section provided with a discharge roller 53 as recording proceeds.
[0026]
Reference numeral 61 denotes a blade serving as a wiping member, one end of which is held by a blade holding member and serves as a fixed end in the form of a cantilever. The blade 61 is disposed at a position adjacent to a recording area of the recording head 65, and in this embodiment, is held in a form protruding into the movement path of the recording head 65. Reference numeral 62 denotes a cap, which is provided at a home position adjacent to the blade 61 and has a configuration in which the cap moves in a direction perpendicular to the direction in which the recording head 65 moves to abut on the ejection surface to perform capping. Reference numeral 63 denotes an ink absorber provided adjacent to the blade 61, which is held in a form protruding into the movement path of the recording head 65, similarly to the blade 61. The blade 61, the cap 62, and the absorber 63 constitute an ejection recovery section 64, and the blade 61 and the absorber 63 remove moisture, dust, dust, and the like from the ink ejection port surface.
[0027]
In the above configuration, when the recording head 65 returns to the home position at the end of recording or the like, the cap 62 of the head recovery unit 64 is retracted from the moving path of the recording head 65, but the blade 61 protrudes into the moving path. As a result, the ejection port surface of the recording head 65 is wiped. When capping is performed with the cap 62 in contact with the ejection surface of the recording head 65, the cap 62 moves so as to protrude into the movement path of the recording head.
When the recording head 65 moves from the home position to the recording start position, the cap 62 and the blade 61 are at the same position as the position at the time of wiping described above. As a result, even in this movement, the ejection port surface of the recording head 65 is wiped. The above-described movement of the print head 65 to the home position is performed not only at the end of printing or at the time of ejection recovery, but also at the home position adjacent to the printing area at a predetermined interval while the printing head 65 moves through the printing area for printing. And the wiping is performed with this movement.
[0028]
The ink jet recording apparatus in which the ink of the present invention is used is not limited to the one in which the head and the ink cartridge are separated as described above, and the one in which they are integrated as shown in FIG. Used.
In FIG. 6, reference numeral 70 denotes an ink-jet cartridge, in which an ink absorber impregnated with ink is housed, and the ink in the ink absorber is supplied as ink droplets from a head 71 having a plurality of orifices. It is configured to be discharged. Reference numeral 72 denotes an atmosphere communication port for communicating the inside of the cartridge with the atmosphere. This ink jet cartridge 70 is used in place of the recording head 65 shown in FIG. 4, and is detachable from the carriage 66.
[0029]
【Example】
Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
Inks of Examples 1 to 5 of the present invention were prepared using the components shown in Table 1 below.
Further, inks of Comparative Examples 1 to 10 were prepared using the components shown in Table 2, respectively.
[0030]
[Table 1]
Example ink components

[0031]

[0032]
[Table 2]
Components of Comparative Ink

[0033]

[0034]
[Evaluation]
The on-demand type multi-head (with an orifice size of 50 ×) which applies the thermal energy to the ink in the recording head to generate ink droplets and performs recording with the inks of Examples and Comparative Examples described in Tables 1 and 2 above. Table 3 shows the evaluation results of the ejection stability, fixability, water resistance of the printed matter, and the storage stability of the ink when printing is performed by mounting on a recording apparatus having a recording voltage of 40 μm, a driving voltage of 30 V, and a frequency of 4 kHz. The contents and conditions of each evaluation item are as follows.
[0035]
(1) Discharge stability
It was printed on 100 continuous slip sheets and evaluated according to the following criteria.
Y: No abnormality
×: non-discharge or print disorder
(2) Fixing recovery (clogging)
It was left for one month in an environment of 35 ° C., after which a recovery operation (suction operation by pumping) was performed, followed by printing and evaluation according to the following criteria.
：: Return to normal printing state within 5 recovery operations.
X: Non-discharge or printing disorder occurs even after 6 or more recovery operations.
[0036]
(3) Water resistance
After printing on a commercially available continuous slip paper by driving all nozzles simultaneously, producing a patch and allowing it to dry naturally in the room for 24 hours, gently immerse the patch in a petri dish where tap water was placed and allowed to stand. After drying for 5 minutes, it was dried.
(3) -1 The residual ratio of the optical density of the patch before and after immersion (optical density of the patch after immersion / optical density of the patch before immersion × 100;%) was calculated and evaluated according to the following criteria.
：: Residual rate of optical density is 80% or more
×: Residual rate of optical density is less than 80%
{Circle around (3)}-2 The degree of the dye in the printed portion of the paper flowing out and re-adhering to the white portion was evaluated according to the following criteria.
○: Contamination is not noticeable
×: remarkable contamination
[0037]
(4) Storage stability
100 cc of each ink was placed in a Teflon sealed container, stored for one month in a thermostat at 60 ° C., printed on 100 continuous slip sheets, and evaluated according to the following criteria.
Y: No abnormality
×: non-discharge, printing disorder or discoloration
[0038]
[Table 3]
Evaluation results of Examples and Comparative Examples

[0039]
【effect】
As described above, according to the present invention, an anionic dyeDerivative of polyamine represented by general formula (1)When used together, an ink having excellent water resistance when printed on various types of plain paper, and having excellent storage stability without clogging the orifice of the inkjet head is provided.
Further, by using a dye containing no azo group as the anionic dye, discoloration during storage of the ink can be completely prevented.
[0040]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a recording head according to an inkjet recording method of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a cross-sectional view taken along a line AB in FIG.
FIG. 3 is a schematic external view showing an example of a multi-head in which a number of heads shown in FIG. 1 are arranged.
FIG. 4 is a schematic perspective view showing an example of an ink jet recording apparatus incorporating the head.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of an ink cartridge that supplies ink to the head.
FIG. 6 is a schematic external view showing an example of a main part of an ink jet recording apparatus in which the head and the ink cartridge are integrated.
[0041]
[Explanation of symbols]
13: Head
14: Ink groove
15, 28: Heating head
16: protective layer
17: Aluminum electrode
18: Heating resistor layer
19: Animal heat layer
20: Substrate
21: Ink
22: Discharge orifice (micro hole)
23: Meniscus
24: Ink droplet
25: Recording material
26: Multi groove
27: glass plate
[0042]
51: Paper feed unit
52: Paper feed roller
53: Discharge roller
61: Blade
62: Cap
63: ink absorber
64: Discharge recovery unit
65: Recording head
66: Carriage
67: Guide shaft
68: Motor part
69: Belt
70: Inkjet cartridge
71: Head section
72: Atmospheric communication hole

Claims (12)

Not having at least one azo group selected from the group consisting of anthraquinone, benzoquinone, naphthoquinone, xanthene, triphenylmethane, quinoline, indigoid, azine, oxazine, thiazine and methine dyes An ink comprising, as essential components, an anionic dye, a liquid medium, and a polyamine derivative represented by the following general formula (1) .

[Wherein, R ₁ , R ₂ , R ₃ and R ₄ may be substituted with a substituent selected from the group consisting of an alkylamino group, a carboxyl group, a salt of a carboxyl group, a sulfone group and a salt of a sulfone group. Represents a hydrocarbon group having 1 to 48 carbon atoms or a hydrogen atom, at least one of which is a hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms, n is an integer of 2 to 4, and m is an integer of 1 to 99. Represent. ] In the compound of the general formula (1), at least one of R ₁ , R ₂ , R ₃ and R ₄ has at least one selected from the group consisting of a carboxyl group, a salt of a carboxyl group, a sulfone group and a salt of a sulfone group. The ink according to claim 1 , which is a hydrogen group. The ink is the ink according to claim 1 or 2 which is for inkjet recording. 4. An ink jet recording method, wherein the ink according to claim 3 is ejected from an orifice according to a recording signal to perform recording on a recording material. The ink jet recording method according to claim 4 , wherein the ink is ejected by applying thermal energy to the ink. An ink cartridge, comprising: an ink storage unit that stores the ink according to claim 1. An ink cartridge, comprising: an ink cartridge having an ink storage unit storing ink, wherein the ink cartridge is integrated with a head unit for discharging the ink, and the ink is the ink according to claim 3. cartridge. The ink cartridge according to claim 7 , wherein the head section is a head that ejects the ink by applying thermal energy to the ink. The ink cartridge according to any one of claims 6 to 8 , wherein the ink containing section contains an ink absorber inside. An ink jet recording apparatus comprising: a recording head for ejecting ink; and an ink cartridge having an ink storage section for storing ink, wherein the ink is the ink according to claim 3. . Recording head, an ink jet recording apparatus according to claim 1 0 ink thermal energy is applied to it is a head for discharging ink. Ink storage portion is the ink jet recording apparatus according to claim 1 0 or 1 1 containing the ink absorbing member therein.

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