JP3559584B2 - インク、インクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、インク、インクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット及びインクジェット記録装置に関し、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して記録を行った場合に、耐水性に優れ、高画質な印字記録物が得られ、且つ安定性に優れたインク、インクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット及びインクジェット記録装置に関する。
【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。
【０００３】
例えば、特開昭５７−５７７７６０号公報には、インク中に両性界面活性剤を用いたり、或いは特開平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。
【０００４】
【発明が解決しようとしている問題点】
しかしながら、上記の様な従来技術では以下の様な問題点が見られた。
即ち、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浸水基部に対する増塩によるところが大きい為、インクの安定性や染料のインク中での溶解性が問題となる。
そこで、インクの安定性や染料のインク中での溶解性を向上させる為に、溶解安定剤をインク中に含有させることがなされているが、この場合には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。
【０００５】
又、特開平３−９１５７７号公報には、染料がカルボキシル基を有し、更にアンモニウム塩や揮発性の置換アンモニウム塩にすることによって、記録物上においてアンモニア或いはアミンが揮発し、遊離酸となることで耐水性を向上させることが提案されている。
しかしながら、この場合において、インクの初期の溶解性は良好であっても、インク中で徐々にアンモニア或いはアミンが揮発することにより染料の溶解安定性が低下する。更に、紙種による耐水性のレベルのばらつきも問題となる。
以上の様に、耐水性が良好で、印字記録物の品位、且つインクの信頼性にも優れたインクは未だ提案されていない。
【０００６】
従って、本発明の目的は、上記の問題を解決し、一般にオフィス等で使用されているいわゆる普通紙に対し印字記録を行った場合に、印字記録物が十分な耐水性を有し、画像品位及び定着性が良好で、且つ長期間の保存に対しても何ら問題のないインク、インクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット及びインクジェット記録装置を提供することにある。
【０００７】
【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、少なくとも色材と、尿素又は尿素誘導体と、第１級〜第３級アミン若しくはこれらの誘導体から選択される少なくとも１つの化合物と、これらを溶解又は分散する液媒体とからなるインクにおいて、上記尿素誘導体は、炭素数１〜３のアルキル基、アルコール及びエチレンオキサイドからなる群から選ばれる少なくとも１つが、尿素の窒素原子に少なくとも１つ付加したものであり、上記第１級〜第３級アミン若しくはこれらの誘導体は、下記一般式（Ι）で表わされる化合物であることを特徴とするインク、インクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット及びインクジェット記録装置である。
【化１】

（式中、Ｒ ₁ は炭素数１〜４８のアルキル基、カルボキシル基、カルボキシル基の塩、スルホン基、スルホン基の塩又は水素原子を表し、Ｒ ₂ は（ＣＨ ₂ ) _a −Ｘ ₁ 又は水素原子を表し、ａは１〜４の整数とする。Ｒ ₃ は（ＣＨ ₂ ) _b −Ｘ ₂ 又はＲ ₄ −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（ＮＲ ₅ Ｃ _q Ｈ _2q ) _c （ＮＨＣ _n Ｈ _2n ) _d を表し、ｑ及びｎは２〜４の整数、ｃ＋ｄは０〜５０の整数とする。Ｙは（ＮＲ ₆ Ｃ _m Ｈ _2m ) _e （ＮＨＣ _p Ｈ _2p ) _f を表し、ｍ及びｐは夫々２〜４の整数、ｅ＋ｆは０〜５０の整数とする。Ｒ ₅ は（ＣＨ ₂ ) _g −Ｘ ₃ を表し、ｇは１〜４の整数とする。Ｒ ₆ は（ＣＨ ₂ ) _h −Ｘ ₄ を表し、ｈは１〜４の整数とする。Ｘ ₁ 、Ｘ ₂ 、Ｘ ₃ 及びＸ ₄ は、夫々、カルボキシル基、カルボキシル基の塩の基、スルホン基、スルホン基の塩の基及び水素原子からなる群から選ばれる。又、少なくとも１ヶ以上のカルボキシル基、カルボキシル基の塩、スルホン基又はスルホン基の塩を有する。）
【０００８】
【作用】
本発明者らは、水性インクによる印字物の耐水性の向上を実現し、上記した従来技術の問題点を解決する為に、種々のインク組成について鋭意検討した結果、少なくとも色材と、尿素又は尿素誘導体と、第１級〜第３級アミン若しくはこれらの誘導体及びこれらの複合化合物から選択される少なくとも１つの化合物と、これらを溶解又は分散する液媒体とからなるインクを使用することにより、得られる印字記録物の耐水性を格段に向上させることを知見して本発明に至った。
【０００９】
又、上記記載の構成成分中の第１級〜第３級アミン若しくはこれらの誘導体及びこれらの複合化合物から選択される少なくとも１つの化合物が、アルキル基、カルボキシル基、カルボキシル基の塩の基、スルホン基又はスルホン基の塩の基を少なくとも１つ有すると、インクの溶解性が良好であり、且つインクの定着性及び印字品位も良好であることを知見した。
【００１０】
更に、上記記載の構成成分中の第１級〜第３級アミン若しくはこれらの誘導体及びこれらの複合化合物から選択される少なくとも１つの化合物が、前記した一般式（Ｉ）で表わされる化合物である場合には、インクの溶解性及び長期に保存した場合のインクの安定性が良好になるばかりでなく、被記録材として酸性紙や中性紙に印字した場合においても、被記録材上でのインクの乾燥性が良好であり、且つ印字品位も損なわれないことを知見した。
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にも、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た。
【００１１】
これらの理由は定かではないが、あえて予測するならば、下記の理由によるものと考えられる。即ち、第１級〜第３級アミン若しくはこれらの誘導体及びこれらの複合化合物から選択される少なくとも一つの化合物が、アルキル基、カルボキシル基、カルボキシル基の塩の基、スルホン基又はスルホン基の塩の基を有し、且つ該化合物を構成成分とする本発明のインクを用いて記録を行った場合に、被記録材上に付与された該インクは、大気との界面で水に不溶性の膜をつくる。この時、この不溶性膜の内部に在る液状のインク中に尿素又は尿素誘導体が含まれると、不溶性膜の成長が抑えられ、且つインクが被記録材方向のみに流動路を形成し、速やかに被記録材に浸透する為であると考えられる。
又、この際に、該不溶性膜の影響で、被記録材の表面でのインクの滲みが防止される為、印字品位が良好になるものと考えられる。
更に、耐水性についても、該不溶性膜の影響の為、良好になったものと予測される。この中で特に良好なのが、第１級〜第３級アミン、これらの誘導体若しくはこれらの複合化合物が、一般式（Ｉ）で表される化合物を含むインクである。
【００１２】
【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。
本発明にかかるインク中に含まれる尿素誘導体は、炭素数１〜３のアルキル基、アルコール及びエチレンオキサイドからなる群から選ばれる少なくとも１つが、尿素の窒素原子に少なくとも１つ付加したものである。
該尿素誘導体又は尿素のインク中への含有量は、インク全重量に対し、０．１〜２０ｗｔ％、好ましくは１〜１５ｗｔ％、更に好ましくは１．５〜８ｗｔ％の範囲である。
【００１３】
次に、本発明にかかるインク中に含まれる１級〜３級アミン、これらの誘導体若しくはこれらの複合化合物として、好ましくは以下の一般式（ｉ）、（ｉｉ）又は一般式（Ｉ）で表される化合物が挙げられる。
尚、複合化合物とは、１分子中に、例えば、第２級アミン基と第３級アミン基とを同時に有するものをいう。
（ｉ） ＮＨ_２（Ｃ_ｍＨ_２ｍＮＨ）_ｑＨ
ｍは１〜４の整数、ｑは１〜６の整数を表す。
（ｉｉ） Ｃ_ｋＨ_２ｋ＋１ＮＨ（Ｃ_ｓＨ_２ｓＮＨ）_ｕＨ
ｋは１〜４８の整数、ｓは１〜４の整数、ｕは０〜５の整数を表す。
【００１４】
具体的には以下の様な化合物が挙げられる。
【００１５】
（化合物１） ＮＨ_２Ｃ_２Ｈ_４ＮＨ_２
（化合物２） ＮＨ_２（Ｃ_２Ｈ_４ＮＨ）_２Ｈ
（化合物３） ＮＨ_２（Ｃ_２Ｈ_４ＮＨ）_３Ｈ
（化合物４） ＮＨ_２（Ｃ_２Ｈ_４ＮＨ）_４Ｈ
（化合物５） ＮＨ_２ＣＨ_２ＣＯＯＨ
（化合物６） ＮＨ_２Ｃ_２Ｈ_４ＮＨＣＨ_２ＳＯ_３Ｈ
（化合物７） ＮＨ_２（Ｃ_２Ｈ_４ＮＨ）_２ＣＨ_２ＣＯＯＨ
（化合物８） ＮＨ_２（Ｃ_２Ｈ_４ＮＨ）_３ＣＨ_２ＣＯＯＨ
（化合物９） Ｃ_４Ｈ_９ＮＨＣ_２Ｈ_４ＮＨ_２
（化合物１０） Ｃ_６Ｈ_１３ＮＨ_２
（化合物１１） Ｃ_８Ｈ_１７ＮＨ（Ｃ_２Ｈ_４ＮＨ）_２Ｈ
（化合物１２） Ｃ_８Ｈ_１７ＮＨＣ_３Ｈ_６ＮＨ_２
（化合物１３） Ｃ_１２Ｈ_２５ＮＨＣ_３Ｈ_６ＮＨ_２
【００１６】
（化合物１４）
【化２】

（化合物１５）
【化３】

（化合物１６）
【化４】

【００１７】
（化合物１７）
【化５】

（化合物１８）
【化６】

【００１８】
（化合物１９）
【化７】

【００１９】
（化合物２０） Ｃ_１５Ｈ_３１（ＮＨＣ_２Ｈ_４）_２ＮＨＣＨ_２ＣＯＯＮａ
（化合物２１） Ｃ_１５Ｈ_３１ＮＨＣ_２Ｈ_４ＣＯＯＬｉ
（化合物２２） Ｃ_３Ｈ_７（ＮＨＣ_２Ｈ_４）_２ＮＨＣＨ_２ＣＯＯＮａ
（化合物２３） Ｃ_１２Ｈ_２５ＮＨＣ_２Ｈ_４ＣＯＯＮａ
（化合物２４） Ｃ_１２Ｈ_２５（ＮＨＣ_２Ｈ_４）ＮＨＣＨ_２ＣＯＯＬｉ
【００２０】
（化合物２５） Ｃ_１２Ｈ_２５（ＮＨＣ_２Ｈ_４）ＮＨＣ_２Ｈ_４ＳＯ_３Ｌｉ
（化合物２６） Ｃ_１５Ｈ_３１（ＮＨＣ_２Ｈ_４）ＮＨＣＨ_２ＳＯ_３Ｎａ
（化合物２７） Ｃ_２０Ｈ_４１（ＮＨＣ_２Ｈ_４）ＮＨＣＨ_２ＳＯ_３ＮＨ_４
（化合物２８） Ｃ_１５Ｈ_３１（ＮＨＣ_２Ｈ_４）_２ＮＨＣ_２Ｈ_４ＣＯＯＮＨ_４
（化合物２９） Ｃ_２５Ｈ_５１（ＮＨＣ_２Ｈ_４）_３ＮＨＣＨ_２ＳＯ_３Ｌｉ
（化合物３０） Ｃ_１５Ｈ_３１（ＮＨＣ_２Ｈ_４）ＮＨＣＨ_２ＳＯ_３Ｈ・Ｎ（ＣＨ_２ＣＨ_３）_３
【００２１】
（化合物３１） Ｃ_１０Ｈ_２１（ＮＨＣ_２Ｈ_４）_３ＮＨＣ_２Ｈ_４ＣＯＯＨ・ＮＨ（ＣＨ_２ＣＨ_３）_２
（化合物３２） Ｃ_１２Ｈ_２５（ＮＨＣ_２Ｈ_４）_２ＮＨＣＨ_２ＣＯＯＮＨ_４
（化合物３３） Ｃ_５Ｈ_１１（ＮＨＣ_２Ｈ_４）_２ＮＨＣＨ_２ＣＯＯＮａ
（化合物３４） Ｃ_７Ｈ_１５（ＮＨＣ_２Ｈ_４）_２Ｃ_２Ｈ_４ＣＯＯＮａ
（化合物３５） Ｃ_１２Ｈ_２５（ＮＨＣ_２Ｈ_４）_４ＮＨＣＨ_２ＣＯＯＮａ
【００２２】
（化合物３６）
【化８】

（化合物３７）
【化９】

【００２３】
（化合物３８） Ｃ_１２Ｈ_２５ＮＨＣ_３Ｈ_６ＮＨＣＨ_２ＣＯＯＮＨ_４
（化合物３９） Ｃ_１２Ｈ_２５ＮＨＣ_３Ｈ_６ＮＨＣＨ_２ＣＯＯＮａ
（化合物４０） Ｃ_８Ｈ_１７Ｎ（ＣＨ_３）Ｃ_２Ｈ_４Ｎ（ＣＨ_３）Ｃ_２Ｈ_４ＮＨＣ_２Ｈ_４ＣＯＯＮａ
（化合物４１） Ｃ_１２Ｈ_２５ＮＨＣ_３Ｈ_６Ｎ（ＣＨ_３）Ｃ_２Ｈ_４ＣＯＯＬｉ
【００２４】
（化合物４２）
【化１０】

（化合物４３）
【化１１】

【００２５】
以上の様な化合物において、耐水性、印字品位及び保存性を考えるならば、一般式（Ｉ）及び（ｉｉ）のものが好ましく、更にインクジェット記録方法を考えた場合、好ましくは一般式（Ｉ）の化合物である。
又、一般式（Ｉ）の化合物の中で特に好ましくは、化合物１４〜４３までの具体例で示される様な化合物がよい。
又、本発明で使用される一般式（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。
【００２６】
本発明にかかる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、本発明において特に有効な色材は、直接性のある染料である。更に、直接性を持つ染料がスルホン基を有する場合は特に好ましい。又、直接性を持つ染料のうち、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。
【００２７】
これらの中で、特に好ましいものは、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。
以上の様な色材の具体的な例としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１６８、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１５４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１４２、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー８６、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド２２７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー９０、Ｃ．Ｉ．フードブラック１、Ｃ．Ｉ．フードブラック２及び、下記の遊離酸の形で一般式 （ＩＩ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、（Ｖ）又は（ＶＩ）で表わされる化合物からなる色材も考えられるが、これらに限定されるものではない。
【００２８】
▲１▼ 遊離酸の形で下記一般式 （ＩＩ）で表わされる色材：
Ｐｃ（ＳＯ_３Ｈ）_ｔ（ＳＯ_２−ＮＲ^１−Ｌ−ＮＲ^２−Ｘ−ＮＲ^３−Ｇ）_ｑ （ＩＩ）
［式中、Ｐｃは含金フタロシアニン核、Ｒ^１、Ｒ^２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。
【００２９】
【化１２】

【００３０】
（式中、各Ｚは夫々独立に、ＮＲ^４Ｒ^５、ＳＲ^６又はＯＲ^６を表し、Ｙは夫々独立に、Ｈ、Ｃｌ、Ｚ、ＳＲ^７又はＯＲ^７を表し、Ｅは夫々独立に、Ｃｌ又はＣＮを表す。Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６及びＲ^７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、Ｒ^４及びＲ^５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個のチオカルボキシル基又はカルボキシル基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。］。
【００３１】
一般式（ＩＩ）で表される化合物としては、具体的には、例えば、以下のものが挙げられる。
【００３２】
【化１３】

【００３３】
▲２▼ 遊離酸の形で下記一般式 （ＩＩＩ）で表わされる色材：
Ａｒ^１Ｎ＝ＮＪＸ（ＮＲ^１ＬＮＲ^２Ｘ）_ｎＪＮ＝ＮＡｒ^２ （ＩＩＩ）
［式中、Ｊは下記式を表す。
【化１４】

又、Ａｒ^１及びＡｒ^２は、各々独立に、アリール基又は置換アリール基であって、Ａｒ^１とＡｒ^２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。Ｒ^１及びＲ^２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。
【００３４】
【化１５】

（式中、各Ｚは夫々独立に、ＮＲ^３Ｒ^４、ＳＲ^５又はＯＲ^５を表し、Ｙは夫々独立に、Ｈ、Ｃｌ、Ｚ、ＳＲ^６又はＯＲ^６を表し、Ｅは夫々独立に、Ｃｌ又はＣＮを表す。Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６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、アラルキル基又は置換アラルキル基を表し、Ｒ^３又はＲ^４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ＳＯ_３Ｈと同数のＣＯＯＨ及びＣＯＳＨからなる群から選ばれた基を有する。］
【００３５】
一般式（ＩＩＩ）で表される化合物として、具体的には、例えば、以下のものが挙げられる。
【００３６】
【化１６】

【００３７】
【化１７】

【００３８】
▲３▼ 遊離酸の形で下記一般式 （ＩＶ）で表わされる色材：
【化１８】

［（式中、Ｒ_１及びＲ_２は、夫々カルボキシル基、水素及び水酸基から選ばれ、Ｒ_３は、カルボキシル基、スルホン基及び水素から選ばれ、Ｒ_４、Ｒ_５及びＲ_６は、夫々アミノ基、カルボキシル基、スルホン基及び水素から選ばれる。）
又、一般式（ＩＶ）で表される化合物は、スルホン基と同数以上のカルボキシル基を有する。］
【００３９】
一般式（ＩＶ）で表される化合物として、具体的には、例えば、以下のものが挙げられる。
【００４０】
【化１９】

【００４１】
▲５▼ 遊離酸の形で下記一般式（Ｖ）で表わされる色材：
【化２０】

［（式中、Ｒ_１及びＲ_２は、夫々独立に、カルボキシル基、スルホン基及び水素原子から選択され、Ｒ_３及びＲ_４は、夫々独立に、水素原子、ＯＣＨ_３、ＯＣ_２Ｈ_５、ＮＨＣＯＣＨ_３、ＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５、ＮＨＣＨ_２ＣＯＯＨ及びＮＨＣ_２Ｈ_４ＣＯＯＨから選ばれ、Ｒ_５、Ｒ_６及びＲ_７は、夫々独立に、水素原子、カルボキシル基、スルホン基及びアミノ基から選ばれる。）
又、上記一般式（Ｖ）で表わされる化合物は、スルホン基と同数以上のカルボキシル基を有する。］
【００４２】
一般式（Ｖ）で表わされる化合物としては、具体的には、以下のものが挙げられる。
【００４３】
【化２１】

【００４４】
▲６▼ 遊離酸の形で下記一般式（ＶＩ）で表わされる色材：
【化２２】

（式中、Ｒ_１及びＲ_２は夫々独立に、水素原子、カルボキシル基、スルホン基及び炭素数１〜２のアルキル基から選ばれ、Ｘ及びＹは夫々、ＮＲ_３Ｒ_４及びＮＲ_５Ｒ_６から選ばれる。Ｒ_３及びＲ_４は、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、置換アラルキル基、アルコキシル基及び置換アルコキシル基から選ばれ、Ｒ_５は、水素原子、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、置換アラルキル基、アルコキシル基及び置換アルコキシル基から選ばれ、Ｒ_６は、ＣＯＳＨ又はＣＯＯＨで置換された無色有機残基を表わす。）
【００４５】
一般式（ＶＩ）で表わされる化合物としては、具体的には、以下のものが挙げられる。
【００４６】
【化２３】

【００４７】
上記した様な各種の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。
【００４８】
又、本発明にかかるインクは、ｐＨ調整剤を添加する場合、特に印字記録性を良好にする為にインクのｐＨをアルカリ性側に調整するのが好ましい。具体的には、ｐＨを９以上とするのが好ましい。
この場合に使用するｐＨ調整剤としては、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と、酸性成分として、硫酸、酢酸、塩酸及びリン酸等の組合せである。
尚、本発明にかかるインクは、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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
本発明にかかるインクは、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。
【００５２】
更に、本発明にかかる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、本発明にかかる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６０重量％以上９５重量％以下とされるのが好適である。
【００５３】
本発明にかかるインクは、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。
本発明にかかる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。
【００５４】
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。
【００５５】
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６３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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
【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。
【００６１】
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、本発明にかかる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。
【００６２】
実施例１のインク組成
・染料（ΙＶ）−１のアンモニウム塩 ２部
・チオジグリコール １０部
・水 ７９部
・化合物３８ ２．５部
・尿素 ４部
・硫酸アンモニウム ０．５部
【００６３】
実施例２のインク組成
・染料（Ｖ）−１のアンモニウム塩 ２．５部
・２−ピロリドン １０部
・化合物３９ ４部
・尿素 ６部
・リン酸アンモニウム ０．５部
・水 ７７部
【００６４】
実施例３のインク組成
・染料（ΙＩ）−１ ２部
・チオジグリコール １０部
・イソプロピルアルコール ４部
・化合物１２のコハク酸塩 ４部
・尿素 ５部
・硫酸アンモニウム １部
・水 ７４部
【００６５】
実施例４のインク組成
・Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド２２７ ２部
・ジエチレングリコール ５部
・チオジグリコール ５部
・化合物３３ ４．５部
・尿素 ５部
・水 ７８．５部
【００６６】
実施例５のインク組成
・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１６８ ２部
・Ｃ．Ｉ．フードブラック１ １部
・チオジグリコール １０部
・エタノール ３部
・化合物３ ４部
・尿素 ３部
・水 ７７部
【００６７】
実施例６のインク組成
・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９ ２部
・ジプロピレングリコール １０部
・化合物１３の酢酸塩 ５部
・１，１−ジエタノール尿素 ４部
［ＮＨ_２ＣＯＮ（ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ）_２］
・水 ７９部
【００６８】
実施例７のインク組成
・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー９０ ２部
・ジエチレングリコール １０部
・化合物７ ５部
・１，１−ジエチル尿素 ２．５部
・水 ８０．５部
【００６９】
実施例８のインク組成
・Ｃ．Ｉ．フードブラック２ ３部
・２−ピロリドン ５部
・チオジグリコール ５部
・化合物４ ４部
・尿素 ３部
・水 ７９部
【００７０】
比較例１〜比較例５
実施例１〜実施例５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４のインクとした。
【００７１】
比較例６
実施例６の組成から尿素誘導体を除き、不足分を水で補ったものを比較例６のインクとした。
【００７２】
比較例７
実施例７の組成から化合物７と尿素誘導体を除き、不足分を水で補ったものを比較例７のインクとした。
【００７３】
比較例８
実施例８の組成から尿素を除き、不足分を水で補ったものを比較例８のインクとした。
【００７４】
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、（４）保存安定性及び（５）定着性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２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。
【００７５】
＜評価方法及び評価基準＞
（１）耐水性
プリンターに所定のインクを充填して、（Ａ）市販の酸性紙及び（Ｂ）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ＲＤ９１５（商品名：マクベス社製）にて測定を行う。その後、印字記録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。
【００７６】
（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プ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、カスレや白抜けや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、カスレや白抜けが多く、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。
【００７７】
（３）印字品位の評価
プリンターで（Ａ）市販の酸性紙及び（Ｂ）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、ヒゲ状の滲みが少し多い。
×：文字にシャープさがなく、ヒゲ状の滲みも多い。
【００７８】
（４）保存安定性
インクをビン容器に密閉して入れ、６ヶ月、７０℃の環境に放置した後、かかるインクを濾紙で濾過して、凝集物の有無を目視で評価した。
○：凝集物がない。
△：凝集物がわずかに見られる。
×：凝集物が多くある。
【００７９】
（５）定着性
市販の酸性紙にべタ部を印字した後、印字部をシルボン紙で擦り、印字後からの経時時間における汚れの有無を観察し、以下の基準で定着性を評価した。
○：１０秒後で汚れない。
△：１５秒後で汚れない。
×：２０秒後で汚れない。
【００８０】
【表１】
表１ 評価結果

【００８１】
【表２】
表２ 評価結果

【００８２】
【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、且つ耐水性に優れた印字記録物が得られるインク及びインクジェット記録方法が提供される。
更に、本発明によれば、長期間の保存後もインクの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が可能となる。
【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。
【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

Claims (20)

1. 少なくとも色材と、尿素又は尿素誘導体と、第１級〜第３級アミン若しくはこれらの誘導体から選択される少なくとも１つの化合物と、これらを溶解又は分散する液媒体とからなるインクにおいて、上記尿素誘導体は、炭素数１〜３のアルキル基、アルコール及びエチレンオキサイドからなる群から選ばれる少なくとも１つが、尿素の窒素原子に少なくとも１つ付加したものであり、上記第１級〜第３級アミン若しくはこれらの誘導体は、下記一般式（Ι）で表わされる化合物であることを特徴とするインク。
   

   

   （式中、Ｒ ₁ は炭素数１〜４８のアルキル基、カルボキシル基、カルボキシル基の塩、スルホン基、スルホン基の塩又は水素原子を表し、Ｒ ₂ は（ＣＨ ₂ ) _a −Ｘ ₁ 又は水素原子を表し、ａは１〜４の整数とする。Ｒ ₃ は（ＣＨ ₂ ) _b −Ｘ ₂ 又はＲ ₄ −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 ( ＮＲ ₅ Ｃ _q Ｈ _2q ) _c （ＮＨＣ _n Ｈ _2n ) _d を表し、ｑ及びｎは２〜４の整数、ｃ＋ｄは０〜５０の整数とする。Ｙは（ＮＲ ₆ Ｃ _m Ｈ _2m ) _e ( ＮＨＣ _p Ｈ _2p ) _f を表し、ｍ及びｐは夫々２〜４の整数、ｅ＋ｆは０〜５０の整数とする。Ｒ ₅ は（ＣＨ ₂ ） _g −Ｘ ₃ を表し、ｇは１〜４の整数とする。Ｒ ₆ は（ＣＨ ₂ ） _h −Ｘ ₄ を表し、ｈは１〜４の整数とする。Ｘ ₁ 、Ｘ ₂ 、Ｘ ₃ 及びＸ ₄ は、夫々、カルボキシル基、カルボキシル基の塩の基、スルホン基、スルホン基の塩の基及び水素原子からなる群から選ばれる。又、少なくとも１ヶ以上のカルボキシル基、カルボキシル基の塩、スルホン基又はスルホン基の塩を有する。）
2. 一般式（Ｉ）で示される化合物のＸ₁、Ｘ₂、Ｘ₃及びＸ₄が夫々、カルボキシル基の塩の基、スルホン基の塩の基及び水素原子からなる群から選ばれる請求項１に記載のインク。
3. 一般式（Ｉ）で示される化合物のＸ₁、Ｘ₂、Ｘ₃及びＸ₄が夫々、カルボキシル基若しくはスルホン基の揮発性のある含窒素化合物である請求項１に記載のインク。
4. 一般式（Ｉ）で示される化合物中の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。
5. 一般式（Ｉ）で示される化合物が炭素数１〜３２個のアルキル基を有する請求項１に記載のインク。
6. 一般式（Ｉ）で示される化合物が炭素数４〜２４個のアルキル基を有する請求項１に記載のインク。
7. 一般式（Ｉ）で示される化合物が炭素数６〜１８個のアルキル基を有する請求項１に記載のインク。
8. 一般式（Ｉ）で示される化合物が２個以上の窒素原子を有する請求項１に記載のインク。
9. 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。
10. 色材がスルホン基を有する染料である請求項１に記載のインク。
11. 色材が２価の有機連結基を除いた部分で窒素原子を有する染料である請求項１に記載のインク。
12. インクのｐＨが９以上に調整されている請求項１に記載のインク。
13. 該色材が顔料である請求項１〜１２の何れか１項に記載のインク。
14. 該インクがインクジェット記録用である請求項１〜１３の何れか１項に記載のインク。
15. 請求項１４に記載のインクを滴として記録信号に応じてオリフィスから吐出させる工程を有することを特徴とするインクジェット記録方法。
16. 該インクに熱エネルギーを作用させてインクの滴を吐出させる工程を有する請求項１５に記載のインクジェット記録方法。
17. 請求項１４に記載のインクを収容しているインク収容部と、該インクをインク滴として吐出させる為のヘッド部とを具備していることを特徴とする記録ユニット。
18. 請求項１〜１４の何れか１項に記載のインクを収容しているインク収容部を具備していることを特徴とするインクカートリッジ。
19. 該インク収容部がポリオレフィンで形成された接液面を有する請求項１８に記載のインクカートリッジ。
20. 請求項１４に記載のインクを収容しているインク収容部と、該インクをインク滴として吐出させる為のヘッド部とを具備していることを特徴とするインクジェット記録装置。

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