JPH08333533A

JPH08333533A - 水性インク、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

Info

Publication number: JPH08333533A
Application number: JP16152595A
Authority: JP
Inventors: Isao Kimura; 勲木村; Hiroyuki Maeda; 浩行前田; Hidemi Kubota; 秀美久保田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1995-06-06
Publication date: 1996-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】従来技術の問題点を解決し、画像形成手段が
蒸発と浸透のみに依存するのではなく、高い画像濃度を
達成し、且つ高品位記録に欠かすことのできないフェザ
リングやブリーディングの発生の問題も同時に解決した
優れた特性の水性インク、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。【構成】色材と液媒体とを含む液組成物からなるイン
クにおいて、熱可逆的に転移温度以上で水溶液から相分
離する熱可逆的相分離性高分子及び／又は曇点を有する
界面活性剤と、アンモニウム塩とを含むことを特徴とす
る水性インク、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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクを吐出口（オリ
フィス）から小液滴として吐出、飛翔させ、この小液滴
を被記録材表面へ付着させて記録を行なうインクジェッ
ト記録において使用する水性インク、及びこれを用いた
インクジェット記録方法、かかるインクを用いた機器に
関し、特に、得られる画像の滲み（フェザリング）及び
混色滲み（ブリーディング）を解消し、且つ高発色を実
現するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インクジェット記録用のイン
クは、安全性及び臭気等の面から水性インクが主流であ
り、インクジェット用インクとして、各種の水溶性染料
或いは顔料を、水、又は水と水溶性有機溶媒とからなる
液媒体に溶解又は分散させ、更に必要に応じて、保湿
剤、染料溶解助剤及び防かび剤等を添加したインクが知
られている。インクジェット記録は、毎秒数千滴以上の
インク滴を吐出することが可能であり、高速記録が容易
であること、騒音が少ないこと、カラー化が容易である
こと、高解像度化が可能であること、普通紙記録が可能
であること等の多くの長所を有しており、ここ数年来普
及が目覚ましい。

【０００３】更に、近年パソコンの低価格化、高性能化
及びＧＵＩ環境の標準化により、プリンタ等の画像記録
も、高発色、高品位、高堅牢性、高解像度記録及び高速
記録の要求が高まり、色材成分をできるだけ紙の表面へ
残し、記録ドットのエッジを鮮明にし、フェザリング、
ブリーディング等を少なくするという技術手段が種々提
案されている。

【０００４】その第１の例として、特開昭５８−１３６
７５号公報に、ポリビニルピロリドンをインク中に添加
し、記録ドットの紙への吸収と広がりを制御する方法
が、又、第２の例として、特開平３−１７２３６２号公
報には、特定のマイクロエマルジョンをインク中に添加
してインクの吸収とドットの広がりを制御する方法が開
示されている。

【０００５】更に、ゾル−ゲル転移現象をインクに適用
した第３の例として、特開昭６２−１８１３７２号公報
及び特開平１−２７２６２３号公報等には、室温でゲ
ル、加熱によりゾル状態となり、ゾル状態で被記録材に
記録し、インクの冷却によりゲル状態へ戻る為インクの
紙への浸透を制御し得るものが示されている。

【０００６】又、最近第４の例として、特開平６−４９
３９９号公報には、可逆的熱ゲル化特性を有する化合物
をインクに添加し、良好な発色性、定着性を有し、滲み
が少なく、且つ、印字物の保存性に優れ、信頼性にも優
れたインク及びかかるインクを用いたインクジェット記
録方法、機器が開示されている。この技術的背景は、特
定の水溶性高分子の水溶液を加熱してゆくと水溶性が低
下し、溶液が白濁する現象に基づくものである。この様
な水溶性高分子の代表的なものとしては、Ｎ−イソプロ
ピルアクリルアミド、ポリビニルメチルエーテル、ポリ
エチレンオキシド及びヒドロキシプロピルセルロース等
が挙げられる。これらの高分子はその溶解度が負の温度
係数を持っている為、転移温度以上では溶液からの分離
析出状態となる。その析出状態では疎水的なミクロゲル
が生成し、溶液の粘度が低下する。そして、析出状態で
被記録材上へ記録を行うと、被記録材表面での温度降下
により元の粘度に戻る、即ち、増粘しインクの浸透を抑
制できるとするものである。

【０００７】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、以
上述べた従来の第１及び第２の例では、紙への浸透を抑
制するものである為、インクが紙上で浸透せずに残る時
間が長く、定着性に問題がある。又、異なる色間の混色
（ブリード）が発生してしまうという問題もある。第３
の例に挙げたゾル−ゲル転移インクでは、印事物の保存
温度の変化によって流動性が生じることがあり、画像の
流れ出しによる混色汚損や転写汚損の問題がある。

【０００８】又、第４の例に挙げた可逆的熱ゲル化特性
を有する化合物を含有するインクでは、水溶性セルロー
スエーテル類を使用している為、温度降下による粘度上
昇が緩慢であり、インクジェット記録の様に１画素を数
１０ｍｓｅｃ以下の高速で記録する方法には適用できな
い。又、インクジェット記録に使用する場合には、イン
ク吐出時の粘度の上限が２０ｍＰａ・ｓ以下と低い為、
低濃度で用いなければならず、十分な増粘効果を得るこ
とが困難であるという問題もある。

【０００９】水性インク、特にインクジェット用インク
として小液滴吐出に必要な物性としては、一般に、表面
張力が２０ｄｙｎｅ／ｃｍより大きく（表面張力はリフ
ィル速度に関係）、粘度が１〜２０ｍＰａ・ｓの範囲で
あり、ｐＨが３〜１０の範囲で、更に、定着時間はでき
るだけ短い方がよく、２０ｓｅｃ未満であること等が要
求される。

【００１０】ここで、インクの紙への転移について考え
る。一般に、液体の紙への転移現象については、Ｌｕｃ
ａｓ−Ｗａｓｈｂｕｒｎの式が知られており、液体の転
移量をＶ、紙の粗さ指数をＶｒ、吸収係数をＫａ、転移
時間をＴ、濡れ開始時間をＴｗとすると、液体が水の場
合には下記式（１）の関係にある。式（１）中の吸収係数Ｋａは、紙と液体（インク）の両
方の物性に関し、次式（２）で表わされる。式（２）において、ｒは紙の毛管半径、γは液体（イン
ク）の表面張力、θは接触角、ηは液体（インク）の粘
度である。

【００１１】上記式（１）から、色材を紙の表面へ残す
為には、できるだけ液体の浸透を遅くする、即ち、Ｋａ
を小さくすることが必要である（Ｋａを小さくすること
で蒸発の時間が稼げる）。この為のインク物性として
は、インクの表面張力を小さく、インクの粘度を大き
く、接触角を大きくすればよいことがわかる。しかしな
がら、先に述べた様に、インクジェット用のインク物性
には種々の制約があるので、Ｋａの値を調節するのは容
易ではない。

【００１２】一方、液体が非水系の溶媒、例えば、エタ
ノール等である場合には、式（１）中の濡れ時間Ｔｗを
無視できるので定着を早くすることができるが、この場
合はＫａも大きくなって浸透の効果が大きい為、画像と
しては“フェザリング”が多くなってしまう。更に、式
（２）中、ｃｏｓθの項は、インクと紙との組み合わせ
で決まるものであるから、用紙の種類によって良かった
り悪かったりして、用紙選択性を満足することが出来な
い。以上述べた問題は、従来知られている色材を分散さ
せた分散インクであっても、画像形成が浸透と蒸発に依
存している限りは起こり得ると考えられる。

【００１３】従って、本発明の目的は、上記従来技術の
問題点を解決し、画像形成手段が蒸発と浸透のみに依存
するのではなく、高い画像濃度を達成し、且つ高品位記
録に欠かすことのできないフェザリングやブリーディン
グの発生の問題も同時に解決した優れた特性の水性イン
ク、これを用いたインクジェット記録方法及びかかるイ
ンクを用いた機器である。

【００１４】

【課題を解決する為の手段】上記目的は以下の本発明に
より達成される。即ち、本発明は、色材と液媒体とを含
む液組成物からなるインクにおいて、熱可逆的に転移温
度以上で水溶液から相分離する熱可逆的相分離性高分子
及び／又は曇点を有する界面活性剤と、アンモニウム塩
とを含むことを特徴とする水性インク、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。

【００１５】

【作用】本発明者らは上記した従来技術の問題点を解決
すべく鋭意研究の結果、前述の様な制約が生じるのは、
インクが温度の変化に依らず色材と液媒体とが常に均一
な状態を保たれた液体であることに起因することに着目
し、インクが温度をトリガーにして状態変化を起こし、
被記録材上では色材が濃厚な液体として挙動し得るイン
クとすれば、上記の様な制約を受けることがないことを
知見して本発明に至った。即ち、ここでいう状態変化
は、室温においては通常のインク状態で、この場合には
高分子が溶解しているが、インクが一定の温度（転移温
度Ｔｓ）以上に上昇した状態となった場合には、高分子
同士が会合を起こしインクから色材を取り込んで相分離
し、且つインク中の曇点Ｔｃを有する界面活性剤が熱可
逆的に増粘する結果、インク全体が、濃厚な色材成分を
含んだ高粘度液体の状態となることであり、この高粘度
液体の状態で被記録材上へ記録することによって、記録
時には高粘度の濃厚な色材相が被記録材表面に残り、そ
の後の自然冷却される過程でインクの粘度が再び下降
し、インクの一部が被記録材中へと浸透される。

【００１６】ここで、インク中に添加される高分子及び
界面活性剤は、記録する際の広範囲な環境温度に対応さ
せる為に、上記した相変化及び粘度変化が可逆的に起こ
ることが条件となる。又、曇点を有する界面活性剤の機
能としては、上記した曇点Ｔｃ以上でインク全体を増粘
させる効果と、増粘したインクの再溶解を高める効果を
併せ持つことを要する。即ち、熱可逆的相分離性高分子
は、単独では相分離した会合体の冷却による再溶解が極
めて緩慢である為、インクジェット用インクの様な高速
記録には適合しない。そこで、曇点Ｔｃを有し、それ自
身が熱可逆的増粘性を示し、且つ上記の熱可逆的相分離
性高分子に混合された状態で会合体を形成する様な、比
較的低分子で挙動変化の速い界面活性剤を併用するこに
よって、インク全体の再溶解を促進させることが可能と
なる。従って、本発明で用いる熱可逆的相分離性高分子
の転移温度Ｔｓと界面活性剤の曇点Ｔｃとは一致させこ
とがが望ましいが、高分子は一般に、その構造や分子量
等に分布を有している為、厳密に一致させる必要はな
い。この点、本発明に用いられる熱可逆的相分離性高分
子は、転移温度Ｔｓを広範囲に選択することが可能であ
るので、併用する界面活性剤の曇点Ｔｃ、及びインクの
使用条件等に幅広く対応させることができる。

【００１７】以上の様な基本構成を有する本発明の水性
インクは、インクジェット記録を行う際の、記録ヘッド
からの小液滴吐出時には低粘度である方が高速記録にお
いて有利である為、動作時には粘度が低い状態でインク
を吐出させ、記録時には、例えば、曇点Ｔｃ以上に加熱
しておいた被記録材上に記録すること等によって上記の
効果が発揮される様にするのが好ましい。

【００１８】しかし、本発明の水性インクは、熱可逆型
増粘性であり、粘度の極大点を有する為、曇点Ｔｃ以上
では急速にインクが増粘するが、更に温度上昇させると
粘度の極大点より高温側で逆に粘度が降下する。従っ
て、この粘度の極大温度をＴｐとし、Ｔｐより十分高
く、且つインクの吐出が可能な粘度となる温度にインク
を加熱しておき、このインクの小液滴を被記録材へ記録
する様にしても、被記録材表面にインクが付着後、イン
クの温度が下降してＴｐ付近の温度で増粘される為、上
記と同様に本発明の効果を得ることが出来る。

【好ましい実施態様】

【００１９】次に、好ましい実施態様を挙げて本発明を
更に詳細に説明する。本発明の水性インクは、色材と液
媒体とを含むインク中に、熱可逆的に転移温度Ｔｓ以上
で水溶液から相分離する熱可逆的相分離性高分子及び／
又は曇点Ｔｃを有する界面活性剤と、アンモニウム塩と
を含むことを特徴とする本発明において使用する熱可逆
的相分離性を示す高分子とは、その水溶液、水懸濁液等
が一定の温度（転移温度Ｔｓ）以上で相分離し、且つ該
相分離が温度の変化に伴い可逆的に起こる高分子をい
う。該高分子の転移温度Ｔｓとしては、記録装置が通常
使用される環境温度（室温）よりも高く、且つ温度によ
る増粘を効果的にする為（状態変化の前後の温度差を大
きくする）、１０℃以上８５℃以下のものを用いるのが
望ましい。８５℃を超えるとインク中の水分の蒸発によ
る著しい増粘を引き起こすので好ましくない。又、後述
する熱可逆的相分離性高分子と併用される界面活性剤と
しては、曇点が、上記の様な高分子に対応させる為に１
０℃以上１００℃未満のものを使用するのが好ましい。

【００２０】先ず、上記の様な特性を有する熱可逆的相
分離性高分子について説明する。本発明で使用される熱
可逆的相分離性高分子としては、具体的には、窒素含有
環を有する活性水素化合物のアルキレンオキシド付加物
のビニル系カルボン酸エステル（ａ）を構成単位とし、
且つ該ビニル系カルボン酸エステル（ａ）が５０重量％
以上含有されている水溶性ビニル系重合体（Ａ）等が挙
げられ、更に好ましくは、上記ビニル系カルボン酸エス
テル（ａ）が、（置換）モルホリンのエチレンオキシド
及び／又はプロピレンオキシド１〜２０モル付加物のア
クリル酸エステル又はメタクリル酸エステルである化合
物等が挙げられる。

【００２１】上記の窒素含有環を有する活性水素化合物
は、窒素含有環とアルキレンオキシドが付加する為の活
性水素を有する化合物であり、例としては、窒素含有脂
環式化合物［アジリジン環を有するものとしては、アジ
リジン、２−メチルアジリジン；ピロリジン環を有する
ものとしては、ピロリジン、２−メチルピロリジン、２
−ピロリドン、スクシンイミド；ピペリジン環を有する
ものとしてはピペリジン、２−メチルピペリジン、３，
５−ジメチルピペリジン、２−エチルピペリジン、４−
ピペリジノピペリジン、４−ピロリジノピペリジン、エ
チルピペコリネート；ピペラジン環を有するものとして
は、１−メチルピペラジン、１−メチル−３−エチルピ
ペラジン；モルホリン環を有するものとしては、モルホ
リン、２−メチルモルホリン、３，５−ジメチルモルホ
リン；及び、ε−カプロラクタム等］、窒素含有不飽和
環状化合物［３−ピロリン、２，５−ジメチル−３−ピ
ロリン、２−ヒドロキシピリジン、４−ピリジルカルビ
ノール、２−ヒドロキシピリミジン等］が挙げられる。
これらのうち好ましいものとしては、窒素含有脂環式化
合物であり、更に好ましくは、ピペリジン環を有するも
の及びモルホリン環を有するものであり、最も好ましい
ものはモルホリン環を有するものである。

【００２２】又、本発明におけるアルキレンオキシド
は、エチレンオキシド、プロピレンオキシド及びブチレ
ンオキシドが好適である。前記した本発明における熱可
逆的相分離性高分子の転移温度Ｔｓの調節は、このアル
キレンオキシドの種類や付加モル数を調節することで容
易に行うことが出来る。例えば、エチレンオキシドの場
合は、付加モル数を多くすると転移温度Ｔｓは上昇し、
プロピレンオキシドやブチレンオキシドの場合は付加モ
ル数の増加で転移温度Ｔｓは低くなる。アルキレンオキ
シドの付加モル数としては１〜２０モルが好ましく、よ
り好ましくは１〜５モルである。

【００２３】上記した熱可逆的相分離性高分子の構成単
位であるビニル系カルボン酸エステル（ａ）は、上記し
たアルキレンオキシド付加物とビニル系カルボン酸との
エステルであり、ビニル系カルボン酸としてはメタクリ
ル酸、アクリル酸（以下、これらを総称して（メタ）ア
クリル酸と称す）、マレイン酸、ビニル安息香酸及びこ
れらの誘導体が好ましく、特に好ましくは、（メタ）ア
クリル酸及び（メタ）アクリル酸誘導体が挙げられる。

【００２４】更に、本発明でいう水溶性ビニル系重合体
（Ａ）とは、上記ビニル系カルボン酸エステル（ａ）１
種類以上の重合体、又は、ビニル系カルボン酸エステル
（ａ）１種類以上と他のビニル系モノマー（ｂ）との共
重合体であって、ビニル系カルボン酸エステル（ａ）１
種類以上をその構成単位として５０重量％以上含有する
ものであればよい。

【００２５】この際に使用される他のビニル系モノマー
（ｂ）としては、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレー
ト、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレー
ト、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル
（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニル−２−ピロリド
ン、（メタ）アクリル酸、（無水）マレイン酸、スチレ
ンスルホン酸、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）
アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピル（メ
タ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、ブチ
ル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレ
ート、Ｎ−ブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−シクロ
ヘキシル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロニ
トリル、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、ブタジエ
ン、イソプレン等が好適である。

【００２６】尚、水溶性ビニル系重合体（Ａ）を構成す
るモノマーのうち、ビニル系カルボン酸エステル（ａ）
の構成比によって相分離の温度幅が変化する為、その温
度幅をできる限り小さくする為には、ビニル系カルボン
酸エステル（ａ）の構成比を、ビニル系重合体（Ａ）全
体の好ましくは５０重量％以上、より好ましくは７０重
量％以上とする。

【００２７】又、熱可逆的相分離性高分子の転移温度Ｔ
ｓは、前述した様に、熱可逆的相分離性高分子を構成す
る上記した様なビニル系カルボン酸エステル（ａ）中の
アルキレンオキシドの種類や付加モル数を変化させるこ
とで、任意の温度に容易に調整することが出来る為、温
度上昇特性が、形態や記録方法等によって変化する種々
の記録ヘッドに適用することが可能である。但し、該転
移温度Ｔｓは、インク中の塩、界面活性剤、溶剤等の添
加成分の種類、量によっても変化するので、適用するイ
ンク組成での転移温度を用いる必要がある。

【００２８】本発明において、インク中に添加される上
記した様な熱可逆的相分離性高分子の分子量及び添加量
は、インクジェット記録用インクとしての粘度の許容範
囲内（２０ｍＰａ・ｓ以下）に収める必要があるが、分
子量が２，０００以上５０万以下の範囲のものを使用す
るのが好ましい。分子量が５０万を超えると分子鎖が長
くなり過ぎ、再溶解速度が低下したり、曳糸性が出るの
で好ましくない。上記範囲内で分子量が２，０００程度
の場合は、相分離効果が弱いので添加量を多くする必要
があり、好ましくは、２〜１０重量％添加する。又、同
様に分子量が５０万に近い場合は、少量の添加で十分な
相分離効果を示す為、好ましい添加量としては０．００
５〜５重量％である。尚、この場合は、５重量％を超え
るとインク全体の粘度が上昇してしまうので好ましくな
い。尚、本発明においては、分子量が異なるものを混合
使用しても本発明の効果が十分に得られる。

【００２９】次に、本発明で使用される曇点を有する界
面活性剤について説明する。曇点を有する界面活性剤と
は、該界面活性剤を含有させた水溶液や水懸濁液等が、
一定の温度（曇点Ｔｃ）以上で増粘し、粘度の極大温度
Ｔｐを有し、該極大点Ｔｐ以上の温度では粘度が下降す
る特性を有し、且つ温度−粘度の関係が可逆的である特
性を有するものをいう。前記した様に、本発明で使用す
る界面活性剤の曇点Ｔｃとしては、熱可逆的相分離性高
分子に対応させる為に３０℃以上１００℃未満のものを
使用するのが好ましい。

【００３０】上記の様な特性を有する本発明で使用され
る界面活性剤としては、具体的には以下に示す化合物が
好ましく使用される。第一には、下記一般式（Ｉ）で示
される高級アルコール−エチレンオキシド付加型界面活
性剤が好適に使用される。Ｒ−Ｏ−(ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ)_n−Ｈ・・・・・（Ｉ）（式中、Ｒは炭素数８以上２２以下のアルキル基、ｎは
６以上２０以下の整数）更に、第二には、下記一般式
（II）で示されるプロピレングリコール−エチレンオキ
シド付加型界面活性剤が挙げられる。（式中、ｍは２０≦ｍ≦８０の整数、ｎは５≦ｎ≦２０
０の整数）

【００３１】上記の様な界面活性剤を用い水溶液とした
場合には、曇点Ｔｃ迄は温度上昇に伴って粘度は殆ど変
化せず一定であり、曇点Ｔｃを超えると高い匂配で粘度
が上昇する。更に温度を上昇させると粘度の極大点Ｔｐ
があり、該温度Ｔｐ以上では粘度が下降し、粘度の下降
速度、即ち再溶解速度が増粘速度とほぼ等しく、温度−
粘度関係がヒステリシスを殆ど持たないという特徴があ
る。又、曇点Ｔｃは、界面活性剤分子を構成するアルキ
レンオキシドの種類や付加モル数を変化させることで、
任意の温度に容易に調整することが出来る。この為、例
えば、温度上昇特性がヘッドの形態や記録方法等によっ
て変化する様な、種々の記録ヘッドにも適用することが
可能である。但し、曇点Ｔｃは、併用する熱可逆的相分
離性高分子、インク中の塩、他の界面活性剤、溶剤等の
添加成分の種類、或いはこれらの量によっても変化する
ので、適用するインク組成での曇点Ｔｃを用いる必要が
ある。

【００３２】本発明においては、添加する界面活性剤の
構成官能基の種類や分子量を、インクジェット記録用イ
ンクとしての粘度の許容範囲内（２０ｍＰａ・ｓ以下）
に収める必要がある為、例えば、一般式（Ｉ）の界面活
性剤を用いる場合には、Ｒが炭素数８以上２２以下のア
ルキル基であって、ｎが６以上２０以下の整数の範囲の
ものが好ましい。一般式（II）の界面活性剤を用いる場
合には、プロピレングリコール部が疎水部として機能
し、ｍが２０以上８０以下の整数であり、且つ親水部で
あるエチレンオキシドは、ｎが５以上２００以下（全分
子中の１０〜８０重量％）の範囲のものが好ましい。
尚、全分子中のエチレンオキシドの比率を上げていくと
曇点Ｔｃが上昇するので、エチレンオキシド比率、プロ
ピレンオキシド比率を変化させることで曇点を自由に設
定することが可能である。

【００３３】上記の様な界面活性剤のインク中への添加
量は、これらのものは比較的分子量が小さいので、添加
量範囲を広く設定することが出来、０．１〜１０重量％
の範囲とするのが好ましい。０．１重量％未満の場合に
は増粘効果が弱く、一方、１０重量％を超えると、イン
クの粘度が高くなり過ぎること、及び紙等への浸透性が
高くなり過ぎて発色性を低下させるので好ましくない。
尚、一般式（Ｉ）及び（II）の異なる界面活性剤を混合
使用する場合には、夫々の曇点が近いものを用いれば本
発明の効果を十分に得ることが出来る。

【００３４】本発明者らは、上記した様に、本発明で使
用する熱可逆的相分離性高分子及び曇点を有する界面活
性剤を添加した水溶液は、温度により熱可逆的に、相分
離及び増粘・減粘作用を行えることを見出したが、更
に、染料を代表とする活性水素を有する化合物が、この
温度による増粘・減粘作用を全く阻害してしまうことを
見出した。このことは、色材に染料を含有するインクに
適用した場合には、温度による増粘・減粘作用が得られ
ないことを意味する。上記した現象は、染料構造に含ま
れる活性水素、即ち、イミノ基、アミノ基、水酸基等
が、上記界面活性剤の親水基に優先配位する為、界面活
性剤の温度による疎水性水和を阻害する為に生じるもの
と推定される。

【００３５】そこで、本発明者らは、これらの阻害物質
の隠蔽効果を示す材料を鋭意探索した結果、アンモニウ
ムイオンを生成し得る塩の添加が阻害物質として最も効
果的であることを見出した。即ち、アンモニウムイオン
が活性水素化合物の配位子として作用し、熱可逆的相分
離性高分子及び界面活性剤の疎水性水和に活性水素が影
響を及ぼさない様にする為と考えられる。又、硫酸ナト
リウム等も同様に隠蔽作用を示すが、これをインクに添
加した場合は、染料の塩析作用が生じてしまい染料の溶
解安定性が悪くなるので好ましくない。更に、Ｎａ等の
金属イオンがインク中に多量に存在すると、特に熱エネ
ルギーを作用させインクの発泡により液滴の吐出で記録
を行う熱インクジェット記録では、熱作用面のコゲによ
る吐出不安定を引き起こす原因となるので好ましくな
い。

【００３６】本発明において好ましく使用される上記効
果を有する無機アンモニウム塩としては、例えば、塩化
アンモニウム、硫酸アンモニウム、硫酸水素アンモニウ
ム、硫酸アンモニウムナトリウム、リン酸アンモニウ
ム、リン酸水素アンモニウム、リン酸二水素アンモニウ
ム、ピロリン酸アンモニウム、ピロ硫酸アンモニウム、
炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、カルバミン
酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、ホウ酸アンモニウ
ム等を挙げることが出来る。

【００３７】上記の様なアンモニウム塩のインク中への
添加量は、染料の含有量に応じて加減する必要がある
が、好適には０．１〜１０重量％の範囲とする。ここ
で、０．１重量％より少ないと隠蔽効果がなく、１０重
量％より多いとインクの乾燥により塩の析出が発生し、
ノズル詰まりを引き起こす為好ましくない。又、アンモ
ニウム塩は、使用される染料の構造によって種類を選択
する必要があり、例えば、スルホン酸ナトリウム塩型の
染料の場合には、リン酸アンモニウム類が効果的であ
り、カルボン酸アンモニウム型の染料の場合には硫酸ア
ンモニウム類の添加が有効である。

【００３８】以上述べた様な熱可逆的相分離性高分子及
び曇点を有する界面活性剤を含む本発明水性のインク
は、更に増粘によるブリーディング抑制の為には、被記
録材上でインクが１０ｍａＰａ・ｓ以上に増粘すればよ
いので、インクを１℃／ｍｉｎの昇温速度で加熱した場
合の粘度の温度匂配を転移温度Ｔｓ以上で２０ｍＰａ・
ｓ／℃以上とすると被記録材上での十分な増粘効果が得
られる。

【００３９】図１のグラフａに、熱可逆的相分離性高分
子２重量％、曇点を有する界面活性剤５重量％、リン酸
水素アンモニウム３重量％、染料としてＣ．Ｉ．Ｄｉｒ
ｅｃｔＹｅｌｌｏｗ８６を２重量％、残りをイオ
ン交換水で調整した水性インクの温度−粘度関係の一例
を示した。この際に使用した熱可逆的相分離性高分子と
しては、２−（２−モルホリノエトキシ）エチルメタク
リレート（モルホリンのエチレンオキシド２モル付加物
とメタクリル酸とのエステル）１００部と、２，２’−
アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）０．１部
とをアンプルに加え、凍結脱気後密閉し、６０℃で８時
間重合させて得たものであり、転移温度Ｔｓは５６℃で
ある。又、併用した界面活性剤は、プロピレングリコー
ル−エチレンオキシド付加型界面活性剤で、式（II）
中、ｍ＝３５、ｎ＝１５で、エチレンオキシドが全分子
中に約４０重量％占めるものであり（商品名：三洋化成
工業（株）製ニューポールＰＥ−７４）、曇点Ｔｃは５
５℃である。

【００４０】図１のグラフａ中、実線は水性インクを１
℃／ｍｉｎで昇温させた場合、点線は１℃／ｍｉｎで降
温させた場合の粘度−温度曲線を夫々示している。又、
図中、一点鎖線は上記曇点を有する界面活性剤単独の水
溶液の場合、二点鎖線は上記熱可逆的相分離性高分子単
独の水溶液の粘度−温度曲線を夫々示している。尚、グ
ラフａ中、転移温度はＴｓ、曇点はＴｃ、粘度の極大点
はＴｐであり、記録する時の（記録ヘッドから吐出す
る）インク温度は、昇温による増粘効果を使用する場合
はＴ₁に、被記録材の温度はＴ₂に夫々設定して記録す
る。又、インクを昇温させて粘度を下降させた状態で記
録する場合は、インクの温度をＴ₃に設定し、被記録材
の温度をＴｃ以下にする（室温と等しい場合であり、特
別に被記録材の温度制御は不要である。）。

【００４１】又、熱可逆的相分離性高分子の効果は、イ
ンク中に溶解している該高分子が、一定の温度（転移温
度Ｔｓ）以上に上がった状態で該高分子同士が会合を起
こし、水溶液から色材を取り込んで相分離することにあ
るので、この現象は、インクの温度に対する光透過率で
測定することが可能である。即ち、色材が該高分子に取
り込まれて水溶液から相分離するとインク全体が濁る
為、その濁度の変化を光透過率でトレースすればい。図
１のグラフｂは、このインクの温度−光透過率の関係
を、昇温速度１℃／ｍｉｎで昇温させながら、分光光度
計を用いて波長４００ｎｍで測定した結果を示す。

【００４２】次に、本発明の水性インクに用いる色材に
ついて説明する。本発明の水性インクに使用される色材
としては、先ず第一に下記の様な染料が挙げられる。即
ち、本発明で使用可能な染料としては、上記した熱可逆
的相分離性高分子及び曇点を有する界面活性剤と相互作
用を起こし、転移温度Ｔｓ以上で界面活性剤の会合を促
進するものであればいずれのものでもよく、例えば、直
接染料、酸性染料、食用染料、塩基性染料、反応性染料
等が挙げられる。これらは、大部分の疎水性色素骨格
と、数個の、スルホン酸塩（−ＳＯ₃Ｍ）、カルボン酸
塩（−ＣＯＯＭ）、アンモニウム塩（−ＮＨ₃Ｘ）等の
可溶化基、及び水素結合性の水酸基（−ＯＨ）、アミノ
基（−ＮＨ₂）、イミノ基（−ＮＨ−）等の置換基から
なり、且つ上記した様な雲点を有する界面活性剤と複合
体を形成することができるものである。又、分散染料は
それ自体は水不溶性であるが、分散剤としてナフタレン
スルホン酸塩等の多環系アニオン活性剤を併用している
為、染料のみかけのイオン性は直接染料と同じくアニオ
ン性であり上記染料と同様に使用することが可能であ
る。

【００４３】上記の様な染料の具体例としては、C.I.Di
rect Black １７、C.I.Direct Black １９、C.I.Direct
Black ６２、C.I.Direct Black １５４、ＩＪＡ２６
０、ＩＪＡ２８６、C.I.Food Black ２、C.I.Reactive
Black ５、C.I.Acid Black ５２、C.I.Projet Fast Bla
ck ２等のブラック染料、C.I.Direct Yellow １１、C.
I.Direct Yellow ４４、C.I.Direct Yellow ８６、C.I.
Direct Yellow １４２、C.I.Direct Yellow ３３０、C.
I.Acid Yellow ３、C.I.Acid Yellow ３８、C.I.Basic
Yellow １１、C.I.Basic Yellow ５１、C.I.Disperse Y
ellow ３、C.I.Disperse Yellow ５、C.I.Reactive Yel
low ２等のイエロー染料、C.I.Direct Red ２２７、C.
I.Direct Red ２３、C.I.Acid Red １８、C.I.AcidRed
５２、C.I.Basic Red １４、C.I.Basic Red ３９、C.I.
Disperse Red ６０、ＩＪＲ−０１６等のマゼンタ染料
及びC.I.Direct Blue １５、C.I.Direct Blue １９９、
C.I.Direct Blue １６８、C.I.Acid Blue ９、C.I.Acid
Blue ４０、C.I.Basic Blue ４１、C.I.Acid Blue７
４、C.I.Reactive Blue １５等のシアン染料を挙げるこ
とが出来る。これらの染料以外でも、可溶化基を減らし
て耐水性を高めたものや、溶解度をｐＨの変化に敏感に
した特殊なグレードのもの等、何れも本発明で使用する
ことが可能である。

【００４４】上記の様な染料のインク中における濃度と
しては、溶解度の範囲以内で自由に選択可能で、通常１
〜８重量％が好ましく、布、金属（例えば、アルマイ
ト）等への記録には３〜１０重量％が好ましく、更に記
録画像に濃淡が必要な場合には０．１〜１０重量％が好
ましい。

【００４５】本発明の水性インクに使用される色材とし
ては第二に、カーボンブラック及び各種の有機顔料が挙
げられる。これらの色材は、前記した分散染料と同様に
分散剤を併用する為、本発明のインクの構成成分である
熱可逆的相分離性高分子化合物と分散剤を介して相互作
用をなし得る。この様な顔料としては、インクジェット
記録用に適合したものであればいずれのものも使用でき
るが、中でも黒色インクに用いるカーボンブラックは、
ファーネス法、チャネル法で製造されたものであって、
１次粒子径が１０〜４０ｍμｍ、ＢＥＴ法による比表面
積が５０〜３００ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量が４０〜１５
０ｍｌ／１００ｇのものを用いるのが望ましい。

【００４６】これら顔料の具体的な例としては、カーボ
ンブラック（三菱化成製のNo.２３００、No.９００、Ｍ
ＣＦ８８、No.３３、No.４０、No.４５、No.５２、ＭＡ
７、ＭＡ８、＃２２００Ｂ、コロンビヤカーボン社製の
Raven１２５５、Raven１０６０、キャボット社製のRega
l３３０Ｒ、Regal６６０Ｒ、Mogul Ｌ、ＤＥＧＵＳＳＡ
社製のColor Black ＦＷ１８、Printex ３５、Printex
Ｕ等）、カーボンブラックの表面を酸化処理或いはプラ
ズマ処理したもの、不溶性アゾ顔料、溶性アゾ顔料、フ
タロシアニン系顔料、イソインドリノン系高級顔料、キ
ナクリドン系高級顔料、ジオキサンバイオレット、ペリ
ノン・ペリレン系高級顔料等の有機顔料を使用すること
が出来る。更に、上記顔料に分類される色材材料とし
て、染料を体質顔料に染めつけた、いわゆる、染色レー
キも本発明の水性インクを構成する色材として使用可能
である。

【００４７】本発明の水性インクを構成する上記した成
分を、溶解又は分散する液媒体としては、イオン交換水
を使用するが、信頼性、保存安定性、或いはインクの浸
透性の調節等、より優れたインクジェット記録適性を付
与する為に、次に挙げる様な、保湿剤、或いは溶解助剤
を含有させてもよい。この様な材料として、１，２−エ
タンジオール、１，２−プロパンジオール、１，３−プ
ロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブ
タンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタ
ンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，７−ヘプ
タンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオー
ル、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、グリセリ
ン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
テトラエチレングリコール、ポリエレングリコール２０
０、ジプロピレングリコール、２，２’−チオジエタノ
ール、１，２，６−ヘキサントリオール等のアルキレン
グリコール類；モノエタノールアミン、ジエタノールア
ミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類；
ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチ
ルスルホキシド、スルホラン、１，３−プロパンスルト
ン等の非プロトン性極性溶媒；１，２−ジメトキシエタ
ン、１，２−ジエトキシエタン、１，２−ジブトキシエ
タン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチ
レングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコー
ルジブチルエーテル、２−メトキシエタノール、２−エ
トキシエタノール、２−（メトキシメトキシ）エタノー
ル、２−ブトキシエタノール、ジエチレングリコールモ
ノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエ
ーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ト
リエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレ
ングリコールモノエチルエーテル、１−メトキシ−２−
プロパノール、１−エトキシ−２−プロパノール、ジプ
ロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチ
ルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテ
ル、トリプロピレングリコールメ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；その他ホルムア
ミド、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、
１，３−ジメチルイミダゾリジノン、ソルビトール、ソ
ルビット、尿素、１，３−ビス（β−ヒドロキシエチ
ル）尿素等が挙げられる。又、これらの添加剤のインク
中における含有量は、インク全量の１〜３０重量％の範
囲とするのが好ましい。

【００４８】又、インクジェット記録に本発明のインク
を使用する際に、メタノール、エタノール、プロパノー
ル、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノー
ル等のアルキルアルコールを含有させると吐出性が向上
し、更に効果的である。これらのアルコール類は、イン
ク全量の１〜１０重量％の範囲で含有させることが好ま
しい。本発明においては、更に必要に応じて、浸透性を
制御するための界面活性剤、ｐＨ調整剤、防錆剤、防か
び剤及び酸化防止剤等の添加剤をインク中に含有させる
ことも可能である。

【００４９】以上の様に本発明の水性インクは、インク
ジェット記録に用いられる際、優れた効果が発揮され
る。本発明で使用するインクジェット記録方法として
は、所期の目的を達成し得れば何れのものでもよいが、
例えば、インクに力学的エネルギーを作用させ液滴を吐
出する記録方法、及びインクに熱エネルギーを加えてイ
ンクの発泡により液滴を吐出する記録方法があるが、こ
れらのインクジェット記録方法に本発明の水性インクを
使用するのが特に好適である。

【００５０】上記の記録方法のうち、先ず、第一に、熱
エネルギーを利用したインクジェット記録装置の主要部
であるヘッドの構成例を、図２、図３及び図４に示す。
図２はインク流路に沿ったヘッドの断面図、図３は図２
のＸ−Ｙ線での断面図、更に、図４は図２に示したヘッ
ドを多数並べたマルチヘッドの外観図を示す。ヘッド１
は、インクを通す流路（ノズル）２を有するガラス、セ
ラミック、シリコン又はプラスチック板等と、発熱素子
基板３とを接着して得られる。該発熱素子基板３は、酸
化シリコン、窒化シリコン及び炭化シリコン等で形成さ
れる保護層４、アルミニウム、金及びアルミニウム−銅
合金等で形成される電極５、ＨｆＢ₂、ＴａＮ及びＴａ
Ａｌ等の高融点材料で形成される発熱抵抗体層６、熱酸
化シリコン又は酸化アルミニウム等で形成される蓄熱層
７、及び、シリコン、アルミニウム又は窒化アルミニウ
ム等の放熱性のよい材料で形成される基板８より構成さ
れている。

【００５１】上記の様な構成を有するヘッド１の電極５
にパルス状の電気信号が印加されると、発熱素子基板３
の、ｈで示される領域が急速に発熱する為、この表面に
接しているインクに気泡が発生し、その発生する圧力で
メニスカス１０が突出し、インクがヘッド１のノズル２
を通して吐出し、オリフィス１１より球状のインク小液
滴１２となり、被記録材１３に向かって飛翔する。

【００５２】図５に、上記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５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６５
による記録領域に隣接した位置に配置され、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。又、６
２は記録ヘッド６５の吐出口面のキャップであり、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、インク
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６５の
移動経路中に突出した形態で保持される。

【００５３】上記ブレード６１、キャップ６２及びイン
ク吸収体６３によって吐出回復部６４が構成され、ブレ
ード６１及びインク吸収体６３によってインク吐出口面
の水分、塵挨等の除去が行われる。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、６
６は記録ヘッド６５を搭載してその移動を行う為のキャ
リッジである。

【００５４】キャリッジ６６はガイド軸６７と摺動可能
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（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。

【００５５】５１は被記録材を挿入する為の給紙部、５
２は不図示のモーターにより駆動する紙送りローラーで
ある。これらの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ー５３を配した排紙部へ排紙され
る。

【００５６】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、吐出回復部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。

【００５７】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。

【００５８】図６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４５の一例を示す図である。ここで、４
０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インク吸収体である。
インク収容部４０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。

【００５９】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７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。図７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。

【００６０】インク吸収体の材料としては、ポリウレタ
ンを用いることが本発明にとって好ましい。又、インク
吸収体を用いずに、インク収容部が内部にバネ等を仕込
んだインク袋である様な構造であってもよい。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
着脱自在になっている。

【００６１】次に、本発明で使用するインクジェット記
録装置の第二のものとしては、複数のノズルを有するノ
ズル形成基板と、ノズルに対向して配置された圧電材料
と導電材料とからなる圧力発生素子と、該圧力発生素子
の周囲を満たすインクを備え、且つ印加電圧により圧力
発生素子を変位させてインクの小液滴をノズルから吐出
させる形態のオンデマンドインクジェット記録ヘッドを
有する装置を挙げることが出来る。

【００６２】上記の様な記録装置の主要部である記録ヘ
ッドの構成例を図８に示したが、ヘッドは、インク室
（不図示）に連通したインク流路８０と、所望の体積の
インク滴を吐出する為のオリフィスプレート８１と、イ
ンクに直接圧力を作用させる振動板８２と、該振動板８
２に接合され電気信号により変位する圧電素子８３と、
これらの圧電素子８３、オリフィスプレート８１及び振
動板８２等を支持固定する為の基体８４とから構成され
ている。

【００６３】図８において、インク流路８０は感光性樹
脂等で形成され、オリフィスプレート８１は、ステンレ
ス、ニッケル等の金属に電鋳或いはプレス加工による穴
あけ等により設けられた吐出口８５が形成され、振動板
８２は、ステンレス、ニッケル及びチタン等の金属フィ
ルム、或いは高弾性樹脂フィルム等で形成されており、
圧電素子８３は、チタン酸バリウム又はＰＺＴ等の誘電
体材料で形成されている。

【００６４】以上の様な構成の記録ヘッドは、圧電素子
８３にパルス状の電圧を与え、歪み応力を発生させ、そ
のエネルギーが圧電素子８３に接合された振動板８２を
変形させてインク流路８０内のインクを垂直に加圧し、
インク滴をオリフィスプレート８１の吐出口８５より吐
出、記録を行なう様に動作する。かかる記録ヘッドは、
図５に示したものと同様な記録装置に組み込まれて使用
される。又、記録装置の細部の動作は前述したと同様に
行なうもので差しつかえない。

【００６５】次に記録動作と連動して被記録材を３０℃
以上に加熱する機構について図９に基づいて説明する。
図９は被記録材を所定の温度に加熱する機構のブロック
図であり、記録ヘッド２００はその内部にインク温度を
検出するセンサー２０１を有し、該記録ヘッドの駆動回
路部２０２と接続されている。一方、被記録材２１０に
接触し、又は、少しの空間を空けて配置させた加熱部２
０４は記録ヘッド２００と同じ駆動回路部２０２に接続
されている。今、信号入力部２０３に画像信号（不図
示）が入力されると、記録ヘッドへの記録パルス２０６
より先に加熱部へ加熱パルス２０７が与えられ、加熱部
２０４は昇温して被記録材２１０を３０℃以上に加熱す
る。この状態になってから記録ヘッドへ記録パルス２０
６が与えられ記録動作を開始する。記録動作が終了する
と駆動回路部２０２から加熱部２０４への加熱パルス２
０７が遮断され、被記録材２１０の温度を下げる。

【００６６】又、記録ヘッドは温度センサー２０１を内
蔵しているので、駆動パルス（記録パルス）２０６を変
調して、記録ヘッドを昇温させ、本発明の曇点を有する
界面活性剤の曇点Ｔｃ以上の温度に保持して記録を行う
動作も可能である。加熱部２０４は、サーマルヘッド或
いは赤外線ヒーター、ランプヒーター等被記録材を所望
の温度に昇温できればよく、特に機構上限定されるもの
ではない。

【００６７】又、図９中の３０１〜３０３で示した部分
は、インクをその粘度の極大温度Ｔｐより充分高い温度
に加熱して室温の環境にある被記録材へ記録を行う為の
制御回路を示すものである。３０１はインクを収容する
部分を加熱する為のヒーターへ電流を通電する回路、３
０２はインクをインク収容部から記録ヘッド迄移送する
部分を加熱する為のヒーターへ電流を通電する回路、３
０３は記録ヘッドの回復動作を行う部分を加熱する為の
ヒーターへ通電する回路である。

【００６８】

【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、文中及び表中の組成比は、特
に断りがない限り重量％である。先ず、本発明の各種水
性インクの作製について述べる。尚、本実施例に使用す
る熱可逆的相分離性高分子を下記表１に、曇点Ｔｃを有
する界面活性剤を下記表２に列挙した。

【００６９】表１：本発明に用いた熱可逆的相分離性高
分子

【００７０】表２：本発明に用いた曇点を有する界面活
性剤一覧＊表２中のＥＯは、エチレンオキシドの略。＊表２の界面活性剤は、何れも三洋化成工業（株）製。

【００７１】インクの作製手順としては、予め適切な濃
度（１０〜４０重量％）の熱可逆的相分離性高分子のイ
オン交換水水溶液を夫々調製しておき、以下に述べる方
法で作製する。

【００７２】実施例１〜１５先ずはじめに、色材として染料を用いた場合の本発明の
インクの実施例について説明する。下記表３−１、表３
−２及び表３−３に示す各組成に従い、先ず、イオン交
換水に染料水溶液を溶解し、次に所定のアンモニウム塩
を溶解し、更に、溶剤、上記で作製した熱可逆的相分離
性高分子水溶液、曇点を有する界面活性剤の順に撹拌し
ながら添加し、各組成物を所定の濃度に調整する。３時
間攪拌した後、ポアサイズ０．４５μｍのメンブレンフ
ィルターで濾過し、本発明の実施例１〜１５の各色（ブ
ラック、イエロー、マゼンタ、シアン）のインクを夫々
作製した。

【００７３】表３−１：実施例１〜６（ブラックイン
ク）の組成

【００７４】表３−２：実施例７〜１２（ブラックイン
ク）の組成

【００７５】表３−３：実施例１３〜１５（カラーイン
ク）の組成

【００７６】比較例１〜２比較例として、熱可逆的相分離性高分子、曇点を有する
界面活性剤及びアンモニウム塩を添加しなかったこと以
外は、実施例１及び２と同様の組成のブラックインクを
作製し、比較例１及び比較例２のブラックインクとし
た。尚、熱可逆的相分離性高分子、曇点を有する界面活
性剤及びアンモニウム塩の分はイオン交換水で置き換え
た。

【００７７】比較例３〜５更に比較例として、熱可逆的相分離性高分子及び曇点を
有する界面活性剤及びアンモニウム塩を添加しなかった
こと以外は、実施例１３〜１５と同様の組成のカラーイ
ンクを作製し、比較例３〜比較例５のカラーインクとし
た。尚、熱可逆的相分離性高分子及び曇点を有する界面
活性剤及びアンモニウム塩の分はイオン交換水で置き換
えた。

【００７８】実施例１６次に、色材が顔料である本発明のインクの実施例につい
て説明する。（顔料分散液の作製）先ずはじめに、下記の様にして顔
料分散液を作製する。表４：顔料分散液の組成

【００７９】上記表４に示す成分を混合し、ウォーター
バス上で７０℃に加温して樹脂分を完全に溶解させる。
この溶液にカーボンブラック（商品名：ＭＣＦ８８；三
菱化成（株）製）１０％及び２−プロパノール１％を加
え、３０分間プレミキシングした後、分散処理を行っ
た。分散機にはサンドグラインダー（五十嵐機械社製）
を使用し、粉砕メディアとしてジルコニウムビーズ（１
ｍｍφ）、粉砕メディアの充填率５０体積％で３時間粉
砕処理を行う。更に遠心分離処理（１２，０００ｒｐ
ｍ、２０分間）を行い、粗大粒子を除去して顔料分散液
とした。

【００８０】（インクの作製）次に、上記で得られた顔
料分散液にアンモニウム塩、熱可逆的相分離性高分子水
溶液を加え、次に曇点を有する界面活性剤剤を加え、下
記表５に示す組成になる様に各成分を添加し、２時間混
合して実施例１６のブラックインクを作製した。

【００８１】表５：実施例１６の顔料ブラックインクの
組成

【００８２】比較例６更に比較例として、熱可逆的相分離性高分子及び曇点を
有する界面活性剤を使用しなかったこと以外は、実施例
１６と同様の組成のインクを作製し、比較例６のブラッ
クインクとした。尚、熱可逆的相分離性高分子及び曇点
を有する界面活性剤の分はイオン交換水で置き換えた。

【００８３】［評価］上記で得られた実施例１〜１６の
インク及び比較例１〜６の水性インクの各々について、
インクとしての性能評価を行なった。インクの性能評価
項目としては、光学濃度（ＯＤ値）、フェザリング
及びブリーディングの３項目とした。何れの評価も、
評価試験を温度２３℃湿度６０％の恒温恒湿試験室で行
なった。

【００８４】記録装置としては、キヤノン（株）製ＢＪ
Ｃ−８００（解像度３６０ｄｐｉ）を使用した。インク
の供給は、専用インク容器に目的の水性インクを充填す
る方法を用いた。尚、ＢＪＣ−８００は記録中に用紙を
加熱する機構（回路構成は、図９と同様なもの）を組み
込んである。その概要を図１１に示した。図１１の記録
装置は図５の基本的な記録装置に加熱素子１００を設置
したものである。加熱素子１００は日本陶器製Ｐ−８０
１０サーマルヘッド１０１をＡ４横幅に１０個並べたも
ので印加電圧１９Ｖ、印加電力５６Ｗ／ｍｍ²であり、
駆動パルス幅、駆動周波数を調節することにより紙表面
温度を２３℃の環境温度において３０〜１４０℃の範囲
で加熱することが可能である。

【００８５】評価にあたっては、紙表面温度が各実施例
のインク中に含まれる曇点を有する界面活性剤の曇点＋
５℃に加熱素子を調節して行った（加熱素子表面と用紙
表面との距離は０．５ｍｍ）。尚、色間で曇点の異なる
インクを使用する場合は、最も高い曇点Ｔｃ＋５℃に合
わせた。又、対応する比較例のインクの評価も実施例の
インクで記録する条件と同じに設定して行った。尚、評
価項目、及びの評価用の用紙として、オフィスの
標準紙である電子写真用ＮＰ−ＳＫ紙（キヤノン製、Ｌ
ｏｔＮｏ．ＯＫＫ１０）を用いた。

【００８６】以下に各評価の方法及び評価基準について
具体的に説明する。光学濃度（ＯＤ値）Ａ４サイズの用紙に、５ｍｍ四方の正方形のベタ部が５
箇所あるパターンをプリントし、３０分間以上経過後の
プリントサンプルについて光学濃度の測定を行なった。
プリント画像内の５箇所のベタ部の濃度を、マクベス反
射濃度計ＲＤ９１４にて測定し、その平均値をＯＤ値と
した。尚、ベタ部のインク打ち込み量は１２ｎｌ／ｍｍ
²である。

【００８７】フェザリングＡ４サイズの用紙に、記録ヘッドのノズルを１本置きに
間引いた場合のドットを記録し、３０分以上経過したプ
リントサンプルのドットを拡大鏡で観察し、以下に示す
評価基準により５段階評価した。５：真空のドットであるもの。４：円周の１／４以上の部分に滲み又は変形が認められ
るもの。３：円周の１／２以上の部分に滲み又は変形が認められ
るもの。２：円周の３／４以上の部分に滲み又は変形が認められ
るもの。１：円孤と認められる部分が全くないドットであるも
の。

【００８８】ブリーディング図１０に示した様な評価パターンを用意し、２色の交差
部からブリーディングがどの線の位置迄発生するかをブ
リーディングのレベルとし、以下に示す評価基準により
５段階評価した。５：ブリーディングが全く見られないもの。４：部分的にわずかなブリーディングがあるもの。３：ブリーディングが５０％程度の部分に見られるも
の。２：ブリーディングが７５％程度の部分に見られるも
の。１：ほぼ全域でブリーディングしているもの。

【００８９】［評価結果］表６に本発明のインクの性能
評価（評価項目、）した結果を示した。又、比較例
のインクについても同様に評価し、結果を表７に示し
た。更に評価項目のブリーディングについては、実施
例のインクの結果を表８に、比較例のインクの結果を表
９に夫々示した。

【００９０】表６：実施例の評価結果

【００９１】表７：比較例の評価結果

【００９２】表８：実施例のブリーディングの評価結果

【００９３】表９：比較例のブリーディングの評価結果

【００９４】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、高
い光学濃度（ＯＤ値）を維持しつつ、フェザリング性が
従来のものよりも優れた記録画像が得られる水性インク
が提供される。又、本発明によれば、得られる画像のブ
リーディングについても、紙表面での急速な増粘による
混色防止効果が大きい水性インクが提供される。特に、
本発明のインクは、電子写真用紙の様な事務用普通紙に
対するカラー記録の場合に、高発色、フェザリング防
止、ブリーディング防止に優れる。

【００９５】又、本発明のインクは温度変化にのみ依存
して状態が変化するので、普通紙以外の、例えば、トラ
ンスペアレンシーフィルム、布、金属板等の種々の被記
録材に対しても、これら被記録材の表面ｐＨや凹凸等の
影響を受けることがない為、有用である。本発明のイン
クは、画像形成手段が蒸発と浸透のみに依存していない
為、高い光学濃度を得ながら、高品位記録に欠かすこと
のできないフェザリングやブリーディングの問題も同時
に解決される。本発明のインクは、特にインクジェット
記録装置と組み合わせて使用すると、より上記の効果が
顕著に現われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】グラフａは本発明の水性インクの粘度−温度関
係図、グラフｂは本発明の水性インクの透過率−温度関
係図である。

【図２】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３】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４】インクジェット記録装置の複数のノズルを有す
るヘッドの一例を示す図である。

【図５】インクジェット記録装置の一例を示す斜視図で
ある。

【図６】インクカートリッジの一例を示す縦断面図であ
る。

【図７】インクジェット記録ヘッドとインクカートリッ
ジが一体である仕様の斜視図である。

【図８】圧電素子を用いたインクジェット記録ヘッドの
縦断面図である。

【図９】被記録材及びインク経路の加熱用制御回路のブ
ロック図である。

【図１０】ブリーディング評価パターンである。

【図１１】加熱素子を設けたインクジェット記録装置の
一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

５１：給紙部５２：紙送りローラー５３：排紙ローラー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：インクジェット記録ヘッド６６：キャリッジ６７：キャリッジガイド軸６８：キャリッジ駆動部６９：駆動用ベルト部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】色材と液媒体とを含む液組成物からなる
インクにおいて、熱可逆的に転移温度Ｔｓ以上で水溶液
から相分離する熱可逆的相分離性高分子及び／又は曇点
Ｔｃを有する界面活性剤と、アンモニウム塩とを含むこ
とを特徴とする水性インク。
【請求項２】熱可逆的相分離性高分子が、窒素含有環
を有する活性水素化合物のアルキレンオキシド付加物の
ビニル系カルボン酸エステル（ａ）を構成単位とし、且
つ該ビニル系カルボン酸エステル（ａ）が５０重量％以
上含有されている水溶性ビニル系重合体（Ａ）である請
求項１に記載の水性インク。
【請求項３】ビニル系カルボン酸エステル（ａ）が、
（置換）モルホリンのエチレンオキシド及び／又はプロ
ピレンオキシド１〜２０モル付加物のアクリル酸エステ
ル又はメタクリル酸エステルである請求項２に記載の水
性インク。
【請求項４】水溶性ビニル系重合体（Ａ）がインク中
に０．００５〜１０重量％含有されている請求項２に記
載の水性インク。
【請求項５】熱可逆的相分離性高分子の転移温度Ｔｓ
が、１０〜８５℃の範囲にある請求項１に記載の水性イ
ンク。
【請求項６】界面活性剤の曇点Ｔｃが、１０℃以上１
００℃未満である請求項１に記載の水性インク。
【請求項７】曇点を有する界面活性剤が、下記一般式
（Ｉ）又は（II）で示される、エチレンオキシド付加型
界面活性剤である請求項１に記載の水性インク。Ｒ−Ｏ−（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ)_n−Ｈ・・・・・（Ｉ）（式中、Ｒは炭素数８以上２２以下のアルキル基であ
り、ｎは６以上２０以下の整数である。）（式中、ｍは２０≦ｍ≦８０の整数であり、ｎは５≦ｎ
≦２００の整数である。）
【請求項８】インク中に、請求項７に記載されている
曇点を有する界面活性剤が０．１〜１０重量％含有され
ている請求項１に記載の水性インク。
【請求項９】アンモニウム塩が、塩化アンモニウム、
硫酸アンモニウム、硫酸水素アンモニウム、硫酸アンモ
ニウムナトリウム、リン酸アンモニウム、リン酸水素ア
ンモニウム、ピロリン酸アンモニウム、ピロ硫酸アンモ
ニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、カ
ルバミン酸アンモニウム、酢酸アンモニウム及びホウ酸
アンモニウムから選択されるものである請求項１に記載
の水性インク。
【請求項１０】インク中に、請求項９に記載されてい
るアンモニウム塩が０．１〜１０重量％含有されている
請求項９に記載の水性インク。
【請求項１１】色材が染料であり、且つインク中に該
染料が０．１〜１０重量％含有されている請求項１に記
載の水性インク。
【請求項１２】色材がカーボンブラック又は有機顔料
である請求項１に記載の水性インク。
【請求項１３】色材と液媒体とを含むインクの液滴を
記録信号に応じて記録ヘッドのオリフィスから吐出させ
て被記録材に記録を行うインクジェット記録方法におい
て、請求項１に記載の水性インクを用いて記録を行うこ
とを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項１４】記録時にインクの温度をインクの構成
成分である界面活性剤の曇点Ｔｃ以下に保持して記録を
行う請求項１３に記載のインクジェット記録方法。
【請求項１５】記録時にインクの温度をインクの粘度
が極大となる極大温度Ｔｐ以上に保持して記録を行う請
求項１３に記載のインクジェット記録方法。
【請求項１６】インクに熱エネルギーを作用させてイ
ンク液滴を吐出させて記録を行なう請求項１３に記載の
インクジェット記録方法。
【請求項１７】インクに力学的エネルギーを作用させ
インク液滴を吐出させて記録を行なう請求項１３に記載
のインクジェット記録方法。
【請求項１８】インクを収容したインク収容部、イン
クをインク液滴として吐出させる為の記録ヘッド部を備
えた記録ユニットにおいて、該インクが請求項１〜請求
項１２の何れかに記載の水性インクである記録ユニッ
ト。
【請求項１９】記録ヘッド部に温度制御機構が設けら
れている請求項１８に記載の記録ユニット。
【請求項２０】インクを収容したインク収容部、及び
インクをインク液滴として吐出させる為の記録ヘッド部
を有する記録ユニットを備えたインクジェット記録装置
において、請求項１８又は請求項１９に記載の記録ユニ
ットが用いられていることを特徴とするインクジェット
記録装置。
【請求項２１】記録動作と連動させて被記録材を３０
℃以上に加熱する機構を有する請求項２０に記載のイン
クジェット記録装置。
【請求項２２】インクを収容するインク収容部、該イ
ンク収容部からインクを移送する部分、インクをインク
液滴として吐出させる為の記録ヘッド部の回復動作をす
る部分のいずれもが、インクの加熱機構を夫々有し、且
つ請求項１に記載の水性インクを用いて記録を行うこと
を特徴とするインクジェット記録装置。