JP4795221B2 - インク、インクジェット記録方法、記録ユニット、インクカートリッジ、及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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- C09D11/30—Inkjet printing inks
- C09D11/32—Inkjet printing inks characterised by colouring agents
Description
本発明にかかるインクは、一般式(I)で表される化合物又はその塩を含有することが必須である。下記一般式(I)で表される化合物又はその塩は、シアンの色相を有し、耐環境ガス性に優れるという特徴を持つフタロシアニン誘導体である。
本発明で用いる色材の凝集性の測定方法の1つについて以下に述べる。インクを90質量%のN,N−ジメチルホルミアミド(DMF)水溶液を用いて質量基準で2000倍に希釈した液体の吸光度を測定した際に、可視域(380nm以上780nm以下)に存在する2つの極大吸収波長における吸光度を測定する。そして、得られた吸光度の比率が、その色材の凝集性の特性を最も顕著に表すことを知見した。
・分光光度計:自記分光光度計(商品名:U−3300;日立製作所製)
・測定セル:1cm 石英セル
・測定範囲:200nm以上800nm以下
・サンプリング間隔:0.5nm
・スキャン速度:300nm/min
・測定回数:1回測定。
本発明者らは、色材として一般式(I)で示される化合物又はその塩を用いる場合、ブロンズ現象の発生を抑制することができ、且つ、所望の耐環境ガス性が得られるような、色材の凝集性の別の測定方法を見出した。
又、上記で述べた2種の方法により測定される色材の凝集性は、吸収スペクトルにおける最大吸収波長(λmax)とも相関性がある。色材の凝集性が高い(B/A値が小さい)インクほど、最大吸収波長が短波長側に存在する傾向がある。従って、B/A値に相関する最大吸収波長を用いて、色材の凝集性を評価することもできる。この場合、水を用いて質量基準で2000倍に希釈したインクにおける最大吸収波長が、608.5nm以上612.0nm未満の範囲に存在する場合、ブロンズ現象の発生が効果的に抑制され、高い耐環境ガス性を有するインクとなることがわかった。(実用上は、最大吸収波長が608.0nm以上612.0nm未満に最大吸収波長が存在すればよい。)更には、前記最大吸収波長が、609.0nm以上612.0nm未満の範囲に存在する場合、ブロンズ現象の発生が特に効果的に抑制され、特に高い耐環境ガス性を有するインクとなることがわかった。つまり、一般式(I)で表される化合物又はその塩を含有するインクにおいて、インクの最大吸収波長が上記範囲を取るように色材の凝集性をコントロールする。このことで、良好な発色性を得るために色材濃度が高く設定されていたとしても、ブロンズ現象の発生が抑制され、且つ、高い耐環境ガス性を有することが見出された。
・分光光度計:自記分光光度計(商品名:U−3300;日立製作所製)
・測定セル:1cm 石英セル
・サンプリング間隔:0.1nm
・スキャン速度:30nm/min
・測定回数:5回測定平均
尚、最大吸収波長を測定する際には、水を用いてインクを希釈して、色材濃度を1.5×10−3質量%とした液体を用いることがより好ましい。更には、色材濃度を2.0×10−3質量%とした液体を用いることが特に好ましい。
本発明のインクは、水、又は水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を用いることができる。水溶性有機溶剤は、水溶性であれば特に制限はなく、以下に挙げるようなものを用いることができる。これらの水溶性有機溶剤は、1種又は2種以上で用いることができる。インク中の水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、5.0質量%以上90.0質量%以下、更には10.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。含有量が5.0質量%より少ない場合、インクジェット用インクとして用いると、吐出性等の信頼性が悪化する場合がある。又、含有量が90.0質量%より多い場合、インクの粘度が上昇して、インクの供給不良が起きる場合がある。
更に、本発明にかかるインクは、必要に応じて、界面活性剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防カビ剤、キレート化剤、防錆剤、紫外線吸収剤、粘度調整剤、消泡剤、及び水溶性ポリマー等の種々の添加剤を含有してもよい。
本発明にかかるインクを用いて画像を形成する際に用いる記録媒体は、インクを付与して記録を行う記録媒体であれば何れのものでも用いることができる。特には、色材をインク受容層内の多孔質構造を形成する微粒子に吸着させて、少なくともこの吸着した微粒子で画像が形成される、インクジェット用の記録媒体を用いることが好ましい。このような記録媒体は、支持体上のインク受容層に形成された空隙によりインクを吸収する所謂吸収タイプであることが好ましい。
Al2O3−n(OH)2n・mH2O
(上記式中、nは1、2、又は3の整数の何れかであり、mは0〜10、好ましくは0〜5である。但し、m及びnは同時には0にはならない。mH2Oは、多くの場合mH2O結晶格子の形成に関与しない脱離可能な水相をも表すものであるため、mは整数又は整数でない値を取ることもできる。又、この種の材料を加熱するとmは0に達することがありうる。)
本発明にかかるインクは、インクをインクジェット方法で吐出する工程を有するインクジェット記録方法に用いることが好ましい。インクジェット記録方法は、インクに力学的エネルギーを作用させることでインクを吐出する記録方法、及びインクに熱エネルギーを作用することでインクを吐出する記録方法等がある。特に、本発明においては、熱エネルギーを利用するインクジェット記録方法を好ましく用いることができる。
本発明にかかるインクを用いて記録を行う際には、インクを収容するインク収容部を備えたインクカートリッジを用いることができる。以下にインクカートリッジの具体例を示す。
本発明にかかるインクは、これらのインクを収容するインク収容部と、記録ヘッドとを備えた記録ユニットに用いることが好ましい。特に、前記記録ヘッドが、記録信号に対応した熱エネルギーをインクに作用させ、前記熱エネルギーによりインクを吐出する記録ユニットを好ましく用いることができる。
本発明にかかるインクは、インクを収容するインク収容部を有する記録ヘッドの内部のインクに、記録信号に対応した熱エネルギーを作用させ、前記熱エネルギーによりインクを吐出するインクジェット記録装置に用いることが特に好ましい。
ヘッドカートリッジH1000の構成について説明する。ヘッドカートリッジH1000は、記録ヘッドH1001とインクカートリッジH1900を搭載する手段、及びインクカートリッジH1900から記録ヘッドにインクを供給する手段を有しており、キャリッジM4000に対して着脱可能に搭載される。
特開2004−323605号公報に記載の合成方法に基づいて、色材A〜Gの合成を行った。具体的には、フタロシアニン顔料を、クロロスルホン酸及び塩化チオニル等を用いることによりクロロスルホン化する。そして、前記クロロスルホン酸基を加水分解することで、フタロシアニン骨格にスルホン酸基(−SO3M)を導入する。又、前記クロロスルホン酸基とアンモニウム塩等を反応させることで、フタロシアニン骨格に無置換スルファモイル基(−SO2NH2)を導入する。更に、前記クロロスルホン酸基と下記構造式(2)で表される化合物(合成法は後述する)等を反応させることで、フタロシアニン骨格に置換スルファモイル基(上記で説明した一般式(III)で表される基)を導入する。
(1)インクの調製
下記表4に示した各成分を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターにて加圧濾過を行い、実施例1〜7及び比較例1〜4のインクを調製した。
実施例1〜7及び比較例1〜4のインク(色材濃度:3.0質量%)を、それぞれ純水を用いて質量基準で2000倍に希釈した後に、最大吸収波長(λmax)を測定した。結果を表5に示す。
・分光光度計:自記分光光度計(商品名:U−3300;日立製作所製)
・測定セル:1cm 石英セル
・サンプリング間隔:0.1nm
・スキャン速度:30nm/min
・測定回数:5回測定平均
インクジェット記録装置(商品名:Pixus iP8600;キヤノン製)に上記で得られた実施例1〜7及び比較例1のインクを搭載した。そして、インクジェット用光沢メディア(商品名:PR101;キヤノン製)に、記録デューティを下記のように変化させた20段階の階調パターンを記録して、記録物を作製した。前記記録デューティは、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100%とした。
上記で得られた記録物の20階調の階調パターンにおいて、記録デューティが80%の部分における反射濃度を測定した。尚、反射濃度の測定には、マクベスRD−918(マクベス製)を用いた。反射濃度は、小数点以下第2位を四捨五入した値とした。発色性(反射濃度)の基準は以下の通りである。結果を表5に示す。
A:反射濃度が、2.1以上である。
B:反射濃度が、2.0以上2.1未満である。
C:反射濃度が、1.9以上2.0未満である。
D:反射濃度が、1.9未満である。
(1)d75値の測定
A〜Gの各色材3質量%、N,N−ジメチルホルムアミド50質量%、及び純水47質量%を含有する液体について、小角X線散乱法により散乱角プロファイルを測定した。
・装置:Nano Viewer(理学製)
・X線源:Cu−Kα
・出力:45kV−60mA
・実効焦点:0.3mmφ+Confocal Max−Flux Mirror
・1st slit:0.5mm、2nd Slit:0.4mm、3rd Slit:0.8mm
・照射時間:60min
・ビームストッパー:3.0mmφ
・測定法:透過法
・検出器:Blue Imaging Plate
得られた散乱角プロファイルから、X線回折データ処理ソフトJADE(Material Data,Inc.)を用いて、バックグラウンドを除去したピーク面積、及び、同ピーク面積全体の75%以上が含まれる2θ値(2θ75値)を測定した。又、2θ75値から、下記式(2)に基づいてd75値を算出した。d75値は、小数点以下第3位を四捨五入した値とした。結果を表6に示す。
上記で得られた実施例1〜7並びに比較例2及び3のインクを、それぞれ90質量%のN,N−ジメチルホルミアミド水溶液を用いて質量基準で2000倍に希釈した。その後、580nm以上640nm以下の範囲に存在する極大吸収波長の吸光度A、及び、650nm以上700nm以下の範囲に存在する極大吸収波長の吸光度B、を測定した。得られた各吸光度の値から、B/A値を求めた。結果を表7に示す。
・分光光度計:自記分光光度計(商品名:U−3300;日立製作所製)
・測定セル:1cm 石英セル
・測定範囲:200nm以上800nm以下
・サンプリング間隔:0.5nm
・スキャン速度:300nm/min
・測定回数:1回測定
インクジェット記録装置(商品名:Pixus iP8600;キヤノン製)に上記で得られた実施例1〜7並びに比較例2及び3のインクを搭載した。そして、インクジェット用光沢メディア(商品名:PR101;キヤノン製)に、記録デューティを下記のように変化させた20段階の階調パターンを記録して、記録物を作製した。前記記録デューティは、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100%とした。
上記で得られた記録物の20段階の階調パターンにおいて、ブロンズ現象が発生する記録デューティを目視で確認し、その記録デューティをブロンズ現象が発生する記録デューティとした。一般にブロンズ現象は記録デューティが高くなるのに従って発生しやすくなる傾向がある。つまり、ブロンズ現象が発生する記録デューティが低いほどブロンズ現象が発生しやすく、ブロンズ現象が発生する記録デューティが高いほどブロンズ現象が発生しにくいインクと言える。耐ブロンズ性の基準は以下の通りである。結果を表6に示す。
A:ブロンズ現象が発生する記録デューティが、85%以上である。
B:ブロンズ現象が発生する記録デューティが、65%以上85%未満である。
C:ブロンズ現象が発生する記録デューティが、50%以上65%未満である。
D:ブロンズ現象が発生する記録デューティが、50%未満である。
(1)記録物の作製
インクジェット記録装置(商品名:Pixus iP8600;キヤノン製)に上記で得られた実施例1〜7及び比較例4のインクを搭載した。そして、インクジェット用光沢メディア(商品名:PR101;キヤノン製)に、記録デューティを50%としたパターンを記録して、記録物を作製した。
上記で得られた記録物を、オゾン試験装置(商品名:OMS−H;スガ試験機製)中に置き、温度40℃、湿度55%、オゾンガス濃度10ppmの環境で4時間、オゾン暴露を行った。暴露試験前後の記録物の反射濃度から、下記式(3)に基づいて、残存濃度率を算出した。尚、反射濃度の測定には、マクベスRD−918(マクベス製)を用いた。残存濃度率は、小数点以下第1位を四捨五入した値とした。耐環境ガス性の基準は以下の通りである。結果を表8に示す。
A:残存濃度率が、82%以上である。
B:残存濃度率が、79%以上82%未満である。
C:残存濃度率が、76%以上79%未満である。
D:残存濃度率が、76%未満である。
M2060 給紙トレイ
M2080 給紙ローラ
M3000 ピンチローラホルダ
M3030 ペーパーガイドフラッパー
M3040 プラテン
M3060 搬送ローラ
M3070 ピンチローラ
M3110 排紙ローラ
M3120 拍車
M3160 排紙トレイ
M4000 キャリッジ
M5000 ポンプ
M5010 キャップ
E0002 LFモータ
E0014 電気基板
H1000 ヘッドカートリッジ
H1001 記録ヘッド
H1100 第1の記録素子基板
H1101 第2の記録素子基板
H1200 第1のプレート
H1201 インク供給口
H1300 電気配線基板
H1301 外部信号入力端子
H1400 第2のプレート
H1500 タンクホルダー
H1501 インク流路
H1600 流路形成部材
H1700 フィルター
H1800 シールゴム
H1900 インクカートリッジ
H2000 イエローノズル列
H2100 マゼンタノズル列
H2200 シアンノズル列
H2300 淡シアンノズル列
H2400 ブラックノズル列
H2500 グリーンノズル列
H2600 淡マゼンタノズル列
41 容器
42 蓋部材
43Y、43M、43C インク供給口
44Y、44M、44C インク吸収体
45Y、45M、45C インク供給部材
46 抜け止め爪
47 ラッチレバー
47c 根元斜面
48 ラッチ爪
49 段差部
112 大気連通口
114 液体供給口
132A 第二の負圧発生部材
132B 第一の負圧発生部材
132C 第一の負圧発生部材と第二の負圧発生部材の境界層
134 負圧発生部材収容室
136 液体収容室
138 仕切壁
140 連通孔
146 圧接体
150 大気導入溝(大気導入路)
411、412 仕切板
L 液体−気体界面
1001 記録ヘッド
1100 記録素子基板
1200 インク供給口
1300 電気配線テープ
1400 インク供給部材
1500 インク吸収体
1501 インク吸収体
1502 インク吸収体
1503 インク吸収体
1600 蓋部材
1700 係合部
Claims (12)
- 少なくとも、色材を含有するインクにおいて、
前記色材が、下記一般式(I)で表される化合物又はその塩を含み、
前記インクを90質量%のN,N−ジメチルホルムアミド水溶液を用いて質量基準で2000倍に希釈した液体の吸光度を測定した際に、580nm以上640nm以下の範囲及び650nm以上700nm以下の範囲にそれぞれ極大吸収波長が存在し、
580nm以上640nm以下の範囲に存在する極大吸収波長の吸光度A、及び、650nm以上700nm以下の範囲に存在する極大吸収波長の吸光度B、の比率であるB/A値が、0.75以上0.90以下であることを特徴とするインク。
一般式(I)
(一般式(I)中、Mはアルカリ金属又はアンモニウムであり、R1及びR2はそれぞれ独立に水素原子、スルホン酸基、又はカルボキシル基(但し、R1及びR2が同時に水素原子となる場合を除く)であり、Yは塩素原子、ヒドロキシル基、アミノ基、又はモノ若しくはジアルキルアミノ基であり、l、m、及びnはそれぞれ、l=0から2、m=1から3、n=1から3(但し、l+m+n=2から4)であり、銅フタロシアニンが少なくとも1つのベンゼン環の3位及び3’位の少なくとも一方に置換基を有する。) - 前記色材の含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、3.0質量%以上10.0質量%以下である請求項1または2に記載のインク。
- 前記インクが更に、水及び水溶性有機溶剤を含有してなり、
前記水溶性有機溶剤が、少なくとも2−ピロリドンを含み、
且つ、インク中の2−ピロリドンの含有量(質量%)が、色材の含有量(質量%)に対して、50.0質量%以上である請求項1〜3の何れか1項に記載のインク。 - 前記吸光度A及び前記吸光度Bが、共に1以下である請求項1〜4の何れか1項に記載のインク。
- 小角X線散乱法により得られた、前記色材3.0質量%、N,N−ジメチルホルムアミド50質量%、水47.0質量%を含有する液体における分子集合体の分散距離の分布の75%を占める分散距離d75値が、5.60nm以上6.10nm以下である請求項1〜5の何れか1項に記載のインク。
- 前記インクを水を用いて質量基準で2000倍に希釈した液体の吸光度を測定した際に、前記吸光度Aに対応する極大吸収波長が、608.0nm以上612.0nm未満の範囲に存在する請求項1〜5の何れか1項に記載のインク。
- 前記インクを水を用いて質量基準で2000倍に希釈した液体の吸光度を測定した際に、前記吸光度Aに対応する極大吸収波長が、608.5nm以上612.0nm未満の範囲に存在する請求項1〜5の何れか1項に記載のインク。
- インクをインクジェット方法で吐出して記録媒体に記録を行う工程を有するインクジェット記録方法において、前記インクが、請求項1〜8の何れか1項に記載のインクであることを特徴とするインクジェット記録方法。
- インクを収容するインク収容部を備えたインクカートリッジにおいて、前記インクが、請求項1〜8の何れか1項に記載のインクであることを特徴とするインクカートリッジ。
- インクを収容するインク収容部と、インクを吐出するための記録ヘッドとを備えた記録ユニットにおいて、前記インクが、請求項1〜8の何れか1項に記載のインクであることを特徴とする記録ユニット。
- インクを収容するインク収容部と、インクを吐出するための記録ヘッドとを備えたインクジェット記録装置において、前記インクが、請求項1〜8の何れか1項に記載のインクであることを特徴とするインクジェット記録装置。
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