JPH09111166A

JPH09111166A - 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: JPH09111166A
Application number: JP29599995A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Nagashima; 聡永嶋; Takashi Katsuragi; 隆司葛城; Hisashi Teraoka; 恒寺岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1997-04-28
Anticipated expiration: 2015-10-20
Also published as: JP3805006B2

Abstract

(57)【要約】【課題】インクの安定性及び信頼性を高次で維持しな
がら、種々の普通紙に対して印字記録の高画質化を図
り、耐水性に優れた印字を記録し得るインク、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。【解決手段】６０℃環境下で、インク中の水分を蒸発
させた状態で、該インク全体が流動性を有し、且つイン
クの初期成分が少なくとも色材と、水と、水に溶解又は
分散する液媒体とから成ることを特徴とするインク、こ
れを用いたインクジェット記録方法及びかかるインクを
用いた機器である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク、これを用
いたインクジェット記録方法及びかかるインクを用いた
機器に関し、更に詳しくは、一般のオフィス等で使用さ
れている酸性紙や中性紙に対して記録を行った場合、高
品位な画像が得られ、且つ、インクの安定性、信頼性に
優れ、耐水性も良好なインク、これを用いたインクジェ
ット記録方法及びかかるインクを用いた機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から筆記具（万年筆、サインペン、
水性ボールペン等）用インク及びインクジェット記録用
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。なかでも近年、多方面で記録用紙として使用され
ているコピー紙、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の高画質化や耐水性向上の要望が
高まっており、インクの安定性及び信頼性を高次で維持
しながら、これらの要望に応えるべく、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ためされてい
る。

【０００３】例えば、特開昭６３−２８９０８１号公報
には、インク中に分子量１０，０００〜５００，０００
のポリカルボン酸型高分子界面活性剤を含有するインク
が、又、特開平６−９３２２４号公報には、ポリカルボ
ン酸エステルを含むポリカルボン酸及び／又はその塩を
含有し、粘度が５０〜２，０００ｃｐｓのインクがボー
ルペン用インクにおける信頼性向上のために夫々提案さ
れている。

【０００４】しかしながら、上記各提案ではボールペン
等の外部エネルギーの作用により記録を行うシステムに
おいては、例えば、ボールペンの先でインクが固着状態
になっても外部エネルギーを作用させる（この場合は外
圧を増す）ことにより、再び記録を可能にすることがで
きるが、インクジェット記録システムにおいては、内部
エネルギーを作用させる（この場合、インク吐出部より
内部のインクにエネルギーを作用させる）ことにより記
録を行っており、万一吐出口においてインクが固着状態
になった場合に、内部エネルギーを増大させることが難
しく十分な信頼性を得るには至っていない。更に、記録
物の耐水性も不十分である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は上記
問題点を改善するためのインク、インクジェット記録方
法及びかかるインクを用いた機器を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】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、６０℃環境下でイ
ンク中の水分を蒸発させた状態で、該インク全体が流動
性を有し、且つインクの初期成分が少なくとも色材と、
水と、水に溶解又は分散する液媒体とからなることを特
徴とするインク、これを用いたインクジェット記録方法
及びかかるインクを用いた機器である。

【０００７】本発明によれば、高温環境下、低温環境下
及び高温低温の混合環境下等の劣悪環境状態下において
も、ノズル先端での目詰りが格段に減少したインク、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
用いた機器が提供される。上記本発明のインクが、高温
環境下、低温環境下及び高温低温の混合環境下等の劣悪
環境下において、目詰り等に対する高い信頼性を得るこ
とができる正確な理由は不明であるが、以下に推測の範
囲でその理由を述べる。

【０００８】一般に固形体である色材を用いた水溶性イ
ンクは、該色材の水溶性インクの液媒体に対する飽和濃
度以下で使用している。該水溶性インク中の水分が多量
に蒸発すると、色材のインクに対する濃度が、飽和濃度
以上になり、色材が析出し、更に、水分蒸発が進むと、
色材が固まりだす。しかしながら、本発明のインクは、
色材のインク中の濃度が飽和濃度以上になっても、色材
の会合が抑制されているため、色材が析出せず、更に、
インク中の水分が蒸発しても色材が固まりだすことがな
いため、目詰り等に対する高い信頼性を得ることができ
ると推測される。

【０００９】ボールペンのように被記録材に直接記録シ
ステムが接することにより記録を行う記録システムであ
れば、その吐出口で一旦インクが目詰りを起こしても、
記録を行う際の被記録材との摩擦による外部エネルギー
により目詰りが除去できるが、このような機能を有しな
い記録システムである、インクジェット記録方式では、
通常インクの吐出口からインク中の水分が蒸発して色材
が多量に析出し目詰りを生じてしまい、それを除去する
ことができない。しかし、このような場合でも、本発明
のインクを用いれば、吐出口及び吐出口内部でインク中
の色材が会合を生じないために、色材の析出や目詰りを
発生せず、即ちインクが液状を保っているために、イン
ク吐出口内部でインクを吐出させるために発生するイン
クに対するエネルギーを良好に機能させることが可能に
なり、良好なインクの吐出性、言い換えれば、良好な記
録性を可能にし、耐目詰り性が向上しているのではない
かと推測される。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に実施の形態を挙げて本発明を
更に詳細に説明する。本発明のインクは、６０℃環境下
でインク中の水分を蒸発させた状態で、該インク全体が
流動性を有することを特徴とする。又、本発明のインク
は、その初期成分が少なくとも色材と、水と、水に溶解
又は分散する液媒体とからなることを特徴とする。

【００１１】本発明のインクは、更に６０℃環境下でイ
ンク中の水分を蒸発させた状態での気液界面に浮遊状態
の析出物が発生しないものが好ましい。この理由として
は、例えば、本発明のインクをインクジェット記録方法
に用いた場合、該方法に用いられる装置はインクを吐出
させるための吐出口が非常に小さく、且つインク吐出を
良好にするために該吐出口の周辺が撥水剤で覆われてい
るが、もしインク吐出口の気液界面に色材等の固形分の
析出物が微少でも浮遊していると、この浮遊物が吐出口
の縁に付着し、吐出性能を低下させてしまうことがある
ためである。

【００１２】又、本発明のインクは、６０℃環境下でイ
ンク中の水分を蒸発させた状態で該インク全体が流動性
を有し、その状態でのインクの粘度が、６０℃環境下に
放置する前のインクの初期の状態での粘度の６００倍以
下であることが更に好ましい。この理由としては、例え
ば、インクジェット記録方法においてはインクの目詰り
や固着を抑制するために、目詰り回復のための吐出を行
ったり、或いは、装置自体に吐出口面からインクを吸引
する回復装置を備えていたりするが、６０℃環境下でイ
ンク中の水分を蒸発した状態でのインクの粘度があまり
大きくなり過ぎると、目詰り回復のための吐出を行う際
にインクにエネルギーを作用させても、該エネルギーが
インクの粘度に吸収されて目的の吐出を行うことができ
なかったり、又、回復レベルまで回復装置を作用できな
かったりするためである。従って、インクとインクジェ
ット記録方式等の記録システムとの相関性等から、６０
℃環境下でインク中の水分を蒸発させた状態でのインク
の粘度が、インクの初期の粘度の６００倍以下であるこ
とが好ましい。

【００１３】一方、本発明のインクは、６０℃環境下で
インク中の水分を蒸発させた状態で、該インク全体が流
動性を有し、インクの初期成分が少なくとも色材と、水
と、水に溶解又は分散する液媒体とから成り、且つイン
クを６０℃環境下でインク中の水分を蒸発させた状態か
ら２５℃環境下に再放置しても、インク全体の流動性が
失われないものが特に好ましい。この理由としては、例
えば、本発明のインクをインクジェット記録方法に用い
た場合に、該方法に用いられる装置全体が通電されてい
る状態で、インクの吐出性向上のために予備加熱が一般
的に行われており、この温度条件は、記録システムによ
って違いはあるが、一般的には約２５℃〜３５℃の温度
が加えられているからである。

【００１４】即ち、例えば、６０℃のような劣悪環境下
で、インク吐出口よりインク中の水分が蒸発した状態で
該インクが流動性を有していても、その後１０℃以下の
ような低温環境下になり、インク中の各化合物が溶解す
るための外部エネルギーが殆ど与えられない状態でも、
インクジェット記録方式における予備加熱操作により、
約２５〜３５℃の環境温度にインクは置かれることとな
るため、６０℃環境下でインク中の水分を蒸発させた状
態から２５℃環境下に再放置しても、インク全体の流動
性が失われないものが、インクの吐出安定性、耐目詰り
性に優れるものとなる。

【００１５】又、本発明のインク中には、遊離酸の状態
でリン酸、スルホン酸又はカルボン酸から選ばれた少な
くとも１種を水溶性基として複数個有する水溶性高分子
化合物が色材等と併用されていることが好ましい。該水
溶性高分子化合物は、インクの長期安定性やインクの置
かれる環境（高温及び低温）及びインクのｐＨ等の影響
を考慮すると、エステル結合を有していないものが特に
好ましい。これは、エステル結合は上記のような環境に
おいて結合が切れ、アルコールを発生させてしまう可能
性が十二分にあり、エステル結合を有する水溶性高分子
化合物を有するインクを上記環境下に放置後、該インク
を用いて記録を行った場合、インクの設計によって左右
されるが、記録画像の品位が劣化してしまう可能性があ
るからである。

【００１６】又、前記水溶性高分子化合物は、アニオン
性の極性のみを有する方が好ましい。もし、該化合物が
カチオン性を有した場合、インクを取り巻く環境によっ
て、該化合物自身内で反応してしまう可能性があるから
である。

【００１７】上記の水溶性高分子化合物は、インクの設
計及び使用目的によって左右されるが、分子量が２，０
００〜１２，０００の範囲であるのが好ましい。分子量
が２，０００未満であると、該水溶性高分子化合物の安
定性が低く、又、分子量が１２，０００を越えると、例
えば、インクジェット記録方式に用いた場合、粘度の過
度の上昇等の不具合が生じる。又、水溶性高分子化合物
を塩の形にした場合、理由は定ではないが２種類以上の
対イオンを用いると、更にインクジェット記録適性が良
好になる。

【００１８】本発明で使用される色材は、アニオン性の
溶解タイプの色材であることが好ましい。この理由とし
ては、例えば本発明で好ましく使用される前記水溶性高
分子化合物がアニオン性溶解タイプであるため、６０℃
環境下で、インク中の水分を蒸発させた状態で、該イン
ク全体が流動性を有するためには、この同極性同士の反
発も必要と考えられるからである。但しインク全体が流
動性を有するためには、前記の同極性同士の反発のみに
よるものではなく、同じタイプの色材でも流動性を有す
るものと、有さないものがあるため、はっきりとしたこ
とは解っていない。しかし、好ましくは前記水溶性高分
子化合物に用いられている水溶性基と同じ水溶性基を有
している色材がよい。又、上記において、色材が有する
前記水溶性高分子化合物と同じ水溶性基が、該色材の総
水溶性基数の半数以上であるのが更に好ましい。

【００１９】上記のような色材として具体的なものを以
下に示すが、本発明はこれらの具体例に限定されるもの
ではない。遊離酸の状態で下記一般式（Ｉ）で表わされる色材Ａｒ¹Ｎ＝ＮＪＸ（ＮＲ¹ＬＮＲ²Ｘ）_nＪＮ＝ＮＡｒ² （Ｉ）（式中、Ｊは下記式を表す。Ａｒ¹及びＡｒ²は、各々独立に、アリール基又は置換ア
リール基であって、Ａｒ¹とＡｒ²の少なくとも１つが独
立にＣＯＯＨとＣＯＳＨから選ばれる置換基を１個以上
有する。Ｒ¹及びＲ² は独立に、Ｈ、アルキル基、置換ア
ルキル基、アルケニル基又は置換アルケニル基を表し、
Ｌは２価の有機連結基を表し、ｎは０又は１を表す。Ｘ
は夫々独立に、カルボニル基、又は下記（１）〜（３）
式で示される基を表す。

【００２０】（Ｚは夫々独立にＮＲ³ Ｒ⁴、ＳＲ⁵又はＯＲ⁵を表し、Ｙ
はＨ、Ｃｌ、Ｚ、ＳＲ⁶又はＯＲ⁶を表し、ＥはＣｌ又は
ＣＮを表す。Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵及びＲ⁶は夫々独立にＨ、ア
ルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケ
ニル基、アリール基、置換アリール基、アラルキル基、
置換アラルキル基を表し、Ｒ³又はＲ⁴は窒素原子と共に
５又は６員環を形成することもある。）又、一般式（Ｉ）で表される化合物は、少なくともＳＯ
₃Ｈと同数のＣＯＯＨ又はＣＯＳＨから選ばれた基を有
する。）

【００２１】一般式（Ｉ）で示される色材として、具体
的には、例えば、以下のようなものが挙げられる。

【００２２】

【００２３】遊離酸の状態で下記一般式（II）で表わさ
れる色材（式中、Ａｒ及びＡｒ¹は夫々アリール基又は置換アリ
ール基を示し、Ａｒ及びＡｒ¹の少なくとも１つはＣＯ
ＯＨ又はＣＯＳＨから選ばれる置換基を有する。Ｊ及び
Ｊ¹は夫々下記一般式（４）、（５）及び（６）からな
る群から選ばれる構造からなる

【００２４】（式中、Ｒ⁵は独立的に、Ｈ、アルキル基、置換アルキ
ル基、アルコキシ基、ハロゲン、ＣＮ、ウレイド及びＮ
ＨＣＯＲ⁶から選択される。Ｒ⁶は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
基及び置換アラルキル基から選択される。Ｔはアルキル
基を示し、ＷはＨ、ＣＮ、ＣＯＮＲ¹⁰Ｒ¹¹、ピリジウム
及びＣＯＯＨから選択される。（ｍ）は炭素数２〜８の
アルキレン鎖を示し、ＢはＨ、アルキル基及びＣＯＯＨ
から選択される。Ｒ¹⁰及びＲ¹¹は夫々Ｈ、アルキル基及
び置換アルキル基から選択される。）。

【００２５】Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁴は夫々Ｈ、アルキル
基及び置換アルキル基から選択され、Ｌは２価の有機結
合基を示し、ｎは０又は１を示す。Ｘはカルボニル基又
は下記一般式（７）、（８）又は（９）の構造からな
る。

【００２６】（式中、Ｚは、ＯＲ⁷、ＳＲ⁷及びＮＲ⁸Ｒ⁹から選択さ
れ、ＹはＨ、Ｃｌ、ＣＮ及びＺから選択され、ＥはＣｌ
及びＣＮから選択される。Ｒ⁷、Ｒ⁸及びＲ⁹は夫々Ｈ、
アルケニル基、置換アルケニル基、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
及び置換アラルキル基から選択される。更にＲ⁸及びＲ⁹
はこれらが結合された窒素原子と共に５員環又は６員環
を形成する場合もある。）一般式（II）がＳＯ₃Ｈ基をもたない場合は、少なく
とも２つのＣＯＯＨ基又はＣＯＳＨ基から選ばれる基を
有し、一般式（II）がＳＯ₃Ｈ基をもつ場合は、ＣＯ
ＯＨ基又はＣＯＳＨ基から選ばれる基が少なくともＳＯ
₃Ｈ基の数と同数以上有する。）

【００２７】一般式（II）で表わされる色材としては、
具体的には、例えば、以下の様なものが挙げられる。

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】遊離酸の形で下記一般式（III）で表わさ
れる色材：（式中、Ｒ₁及びＲ₂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は夫々独立にＮＲ₃Ｒ₄及びＮＲ₅Ｒ₆から
選ばれる。Ｒ₃及びＲ₄は夫々独立にアルキル基、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、Ｒ₅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、Ｒ₆はＣＯＳＨ又はＣＯＯ
Ｈで置換された無色有機残基を表わす。）

【００３３】一般式（III）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。

【００３４】遊離酸の状態で下記一般式（IV）で表わさ
れる色材（上記一般式（IV）中、Ｒ₁、Ｒ₂及びＲ₂´は夫々、カ
ルボキシル基、スルホン基、水酸基、アミノ基、炭素数
１〜２のアルキル基及び水素原子から選ばれ、Ｒ₃、
Ｒ₄、Ｒ₅及びＲ₆はカルボキシル基、スルホン基、アミ
ノ基、水酸基、アルキルアミド基及び水素原子から選ば
れる。

【００３５】又、Ｘは下記一般式（Ａ）、又は（Ｂ）の
構造からなる。（上記一般式（Ａ）及び（Ｂ）中、Ｒ₇はカルボキシル
基、スルホン基及び水素原子から選ばれる。Ｒ₈、Ｒ₉は
カルボキシル基、スルホン基、下記式で表わされる構造
及び水素からなる群から選ばれる。（上記式中、ｎは１〜５の整数を、ｍは０又は１を夫々
表す。）））

【００３６】一般式（IV）で示される色材として、具体
的には、例えば、以下の様なものが挙げられる。

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】

【００４１】又、本発明で使用される色材が、遊離酸の
状態での色材の水溶性基種と、水溶性高分子化合物の有
する水溶性基種とが同種のものであり、且つ上記の色材
の水溶性基数が、色材中に有する他の水溶性基数と同数
或いはそれ以上のものである場合に信頼性がより良好に
なる傾向がある。更に、記録物の耐水性等の向上を考慮
に入れると、上記の場合の水溶性基が遊離酸の状態でカ
ルボン酸である場合が特に良好である。

【００４２】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、
ジメチルサルフォオキサイド、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。

【００４３】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１〜４０重量％が好ましく、よ
り好ましくは３〜３０重量％の範囲である。又、インク
中の水の含有量は、インクの全重量に対して３０〜９５
重量％の範囲で使用される。３０重量％より少ないと染
料の溶解性等が悪くなり、インクの粘度も高くなるため
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できない。

【００４４】本発明のインクには、インク中の無機イオ
ンである不純物により、例えば、インクジェット記録方
法においてコゲという問題を発生させるため、このよう
なインクの悪影響を防止するためにコゲ防止剤を含有し
た方がよい。但し、これらのコゲ防止剤も熱エネルギー
を伝えるヒーターの表面状態と相関関係があるため、場
合によっては未添加でもよい。又、インク中の無機イオ
ンが１ｐｐｍ、好ましくは０．５ｐｐｍ以下であれば添
加しなくてもよい。それらのインク中への含有量はイン
ク全重量に対して０．０１〜１０重量％、好ましくは
０．０５〜５重量％、更に好ましくは０．１〜３重量％
である。

【００４５】又、本発明のインクは、インク中に尿素、
チオ尿素及びそれらの誘導体を含有することが好まし
い。これらの物質のインク中への含有量はインク全重量
に対して０．１〜５０重量％、好ましくは１〜３０重量
％、更に好ましくは２〜１０重量％である。

【００４６】更に本発明のインクには、インクの定着剤
として一価アルコールを添加してもよい。又、非イオン
性界面活性剤も定着剤として機能する。これらは異なっ
た色調を印字した場合、その境界で生じる混色滲みを防
止するためには必要となる。又、これらは染料のインク
中での溶解性を安定向上させるという意味でもインク中
に含有している方が好ましい。その場合、インク中への
添加量と効果を考えるならば非イオン性界面活性剤の方
が好ましい。

【００４７】定着剤として本発明のインクに添加し得る
一価アルコールの具体例としてはエタノール、イソプロ
ピルアルコール及びｎ−ブタノール等が挙げられる。
又、同様に添加し得る非イオン性界面活性剤の具体例と
しては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオ
キシエチレンフェニルエーテル、ポリオキシエチレン−
ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレン
−ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、アセチレン
グリコールポリエチレンオキサイド付加物等が挙げられ
るが、好ましくはノニルフェニルエーテルＥＯ付加体、
エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体
（ＥＯ−ＰＯ共重合体）、アセチレングリコールポリオ
キシエチレンオキサイド付加物が好ましく、より好まし
くは下記一般式（Ｖ）で表されるアセチレングリコール
ポリオキシエチレンオキサイド付加物（アセチレングリ
コールＥＯ付加物）である。

【００４８】上記一価アルコール又は非イオン界面活性剤のインクの
含有量は、インク全重量に対して０．１〜２０重量％、
好ましくは０．５〜１０重量％である。０．１重量％よ
り少ないと定着剤としての効果がなく、又、２０重量％
より多いと印字品位のバランス、例えば、濃度や定着性
やヒゲ状の滲みであるフェザリングと定着性や濃度との
バランスが悪くなる。

【００４９】本発明のインクは、熱エネルギーによるイ
ンクの発泡現象によりインクを吐出させるタイプのイン
クジェット記録方法に適用する場合に特に好適であり、
吐出が極めて安定となり、サテライトドットの発生等が
生じないという特徴がある。但しこの場合には、熱的な
物性値（例えば、比熱、熱膨張係数、熱伝導率等）を調
整する場合もある。

【００５０】更に、本発明のインクは普通紙等に記録し
た場合の印字記録物のインクの耐水性の問題を解決する
と同時に、インクジェット用ヘッドに対するマッチング
を良好にする面から、インク自体の物性として２５℃に
おける表面張力が２０〜５５ｄｙｎｅ／ｃｍ、粘度が１
５ｃＰ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が、インクジェ
ット記録用ヘッドの性態に左右されるため、これに限定
されるものではない。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ためには、本発明の
インク中に含有される水分量としては５０重量％以上９
８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。

【００５１】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な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、一般の筆記具用と
しても使用できる。本発明のインクを用いて記録を行う
のに好適な方法及び装置としては、記録ヘッドの室内の
インクに記録信号に対応した熱エネルギーを与え、該熱
エネルギーにより液滴を発生させる方法及び装置が挙げ
られる。

【００５２】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保護膜１６、アルミニウム電極１
７−１及び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良い基板
２０とによりなっている。

【００５３】インク２１は吐出オリフィス（微細孔）２
２まで来ており、圧力Ｐによりメニスカス２３を形成し
ている。今、アルミニウム電極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、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。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
切断面である。

【００５４】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１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。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、塵埃等の除去が行われる。

【００５５】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の移動を行うためのキャ
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（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
入するための給紙部、５２は不図示のモーターにより駆
動され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ように移動する。

【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ため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４５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インク吸収体である。
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
ため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。

【００６０】本発明のインクは、好ましい条件として、
アニオン性の溶解又は分散タイプの化合物を併用させて
いるため、インクのｐＨは８以上が好ましい。しかしな
がら、インクジェット記録方法に用いた場合、吐出性等
の信頼性等を考えるとｐＨは８．５以上、更に好ましく
は９．０以上である。又、本発明のインクは、含窒素化
合物や２価の金属でｐＨを調整してもよい。尚、本発明
のインクは、上記成分の他に必要に応じて水溶性有機溶
剤、界面活性剤、防錆剤、防カビ剤、酸化防止剤、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
剤を添加してもよい。

【００６１】

【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「％」と表
示のあるものは、特に断りのない限り重量基準である。

【００６２】実施例１〜４及び比較例１〜３＜インクの作製＞下記に示す各成分を混合し、十分攪拌
して溶解後、ポアサイズが０．４μｍ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、
本発明及び比較例のインクを夫々調製した。

【００６３】実施例１Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１９５３．０％チオジグリコール１０．０％ジエチレングリコール１０．０％分子量５，０００のポリアクリル酸アンモニウム塩１．０％純水７６．０％

【００６４】実施例２Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１９５２．５％グリセリン１０．０％イソプロピルアルコール３．０％分子量５，０００のポリアクリル酸トリエタノールアミン塩０．５％分子量１０，０００のポリアクリル酸ナトリウム塩０．４％純水８５．４％

【００６５】実施例３染料５３．０％２−ピロリドン１０．０％エタノール４．０％分子量７，８００のポリアクリル酸トリエタノールアミン塩１．０％分子量３，０００のポリアクリル酸アンモニウム塩１．０％一般式（Ｖ）の化合物（式中、ａ＝ｂ＝１、ｍ＋ｎ＝１５）１．０％純水８０．０％

【００６６】実施例４染料１２．５％グリセリン７．０％尿素１０．０％エタノール３．０％分子量５，０００のポリアクリル酸アンモニウム塩２．０％純水７５．５％

【００６７】比較例１Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１９５３．０％チオジグリコール１０．０％ジエチレングリコール１０．０％純水７７．０％

【００６８】比較例２Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック５１２．０％チオジグリコール１０．０％ジエチレングリコール１０．０％分子量５，０００のポリアクリル酸アンモニウム塩１．０％純水７６．０％

【００６９】比較例３Ｃ．Ｉ．フードブラック２３．０％グリセリン１０．０％イソプロピルアルコール３．０％分子量１０，０００のポリアクリル酸ナトリウム塩１．０％純水８３．０％

【００７０】＜流動性の確認＞得られた各インクについ
て、その流動性を以下の方法により確認した。

【００７１】（１）流動性（Ａ）１００ｃｃガラスビーカーに試料インク１００ｇを入
れ、６０℃、２０％ＲＨ環境のオーブンに５日間放置し
た後の状態を、下記基準で評価した。

【００７２】（２）流動性（Ｂ）１００ｃｃガラスビーカーに試料インク１００ｇを入
れ、６０℃、２０％ＲＨ環境のオーブンに５日間放置し
た後、該ガラスビーカーを更に２５℃環境に５日間放置
した後の状態を、下記基準で評価した。 ○：インク表面に析出物は認められず、且つインク内部
は流動性があった。又、ビーカーを逆さまにすると、イ
ンクが流れ落ちた。 △：インク表面に析出物が認められるが、インク内部は
流動性はある。しかし、インクは粘稠な状態である。
又、ビーカーを逆さまにしてもインクは流れ落ちなかっ
た。 ×：インク表面に析出物は認められ、且つインク内部も
表面と同じ様な状態で、流動性が見られなかった。又、
ビーカーを逆さまにしてもインクは流れ落ちなかった。

【００７３】＜評価試験＞次に、上記で得られた実施例
１〜４及び比較例１〜３のインクについて、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ＢＪＣ−６００Ｊ（商品名：キヤノ
ン（株）製）を用いて、以下の各評価を行い、その結果
を表１にまとめた。

【００７４】＜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、市販の酸性紙に
英数文字及びベタ部を印字した後、プリントを停止し、
印字物を１時間以上放置後、印字濃度をマクベスＲＤ９
１５（商品名：マクベス社製）にて測定を行う。その
後、印字物を水を満たした容器に３分間以上浸漬した
後、放置、乾燥して再度印字濃度を測定し、印字物濃度
の残存率を求め、耐水性の評価とした。 ○：印字物濃度の残存率が８０％以上。 △：印字物濃度の残存率が６５％以上〜８０％未満。 ×：印字物濃度の残存率が６５％未満。

【００７５】（２）周波数応答性得られた印字物の印字状態、即ちカスレや白抜け状態及
びスブラッシュやヨレ等の着弾点不良状態を肉眼で観察
し、評価した。 ○：周波数に対するインクの追従状態は、ほぼ良好であ
り、キャラクタ印字ではカスレや白抜け、着弾点不良が
見られないが、ベタ印字において僅かにカスレが見られ
る。 △：キャラクタ印字ではカスレや白抜けは見られない
が、一部に着弾点不良が見られる。又、ベタ印字ではカ
スレ、白抜けがベタ印字全体の１/３程度で見られる。 ×：ベタ印字ではカスレ、白抜けが多く、又、キャラク
タ印字においてもカスレや着弾点不良が多数見られる。

【００７６】（３）印字品位の評価プリンターで市販の普通紙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、ヒゲ状の滲みがや
や多い。 ×：文字にシャープさがなく、ヒゲ状の滲みも多い。

【００７７】（４）耐目詰り性の評価ＢＪＣ６００に各々のインクを充填し、５０℃の環境に
１週間放置し、正常に吐出するまでの回復操作の回数に
より、耐目詰り性を以下の基準で評価した。 ○：回復操作５回以内で正常な吐出をした。 △：回復操作６回〜１０回で正常な吐出をした。 ×：回復操作１１回でも正常な吐出をしなかった。

【００７８】（５）固着性の評価ＢＪＣ６００に各々のインクを充填し、５０℃の環境に
１週間放置後、そのまま５℃の環境に１週間放置して、
正常に吐出するまでの回復操作の回数により、固着性を
以下の基準で評価した。 ○：回復操作５回以内で正常な吐出をした。 △：回復操作６回〜１０回で正常な吐出をした。 ×：回復操作１１回でも正常な吐出をしなかった。

【００７９】表１：実施例及び比較例の評価結果

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一般オフィス等で用いられている普通紙に対して印字記
録をした場合、高品位な画像が得られ、且つインクの安
定性、信頼性に優れ、耐水性も良好なインク、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ができる。更に、本発明によれば、
長期間の保存後も安定性が良好であり、インクジェット
記録システムに用いても、何ら問題のない信頼性の高い
記録を行い得るインク、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が
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット記録装置のヘッド部の縦断面図
である。

【図２】インクジェット記録装置のヘッド部の横断面図
である。

【図３】図１に示したヘッドをマルチ化したヘッドの外
観斜視図である。

【図４】インクジェット記録装置の一例を示す斜視図で
ある。

【図５】インクカートリッジの縦断面図である。

【図６】記録ユニットの斜視図である。

【図７】本発明のインクのｐＨと粘度の関係を示す図で
ある。

【図８】本発明で使用される化合物のｐＨと溶解性との
関係を示す図である。

【符号の説明】

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

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年３月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【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

【特許請求の範囲】

【請求項１】６０℃環境下でインク中の水分を蒸発さ
せた状態で、該インク全体が流動性を有し、且つインク
の初期成分が少なくとも色材と、水と、水に溶解又は分
散する液媒体とからなることを特徴とするインク。
【請求項２】６０℃環境下でインク中の水分を蒸発さ
せた状態で、気液界面に析出物が発生しない請求項１に
記載のインク。
【請求項３】６０℃環境下でインク中の水分を蒸発さ
せた状態で、該インク全体が流動性を有し、その状態で
のインクの粘度が、６０℃環境下で、インク中の水分を
蒸発させる前のインクの初期の状態での粘度の６００倍
以下である請求項１又は２に記載のインク。
【請求項４】６０℃環境下でインク中の水分を蒸発さ
せた状態で、該インク全体が流動性を有し、且つインク
を６０℃環境下でインク中の水分を蒸発させた状態から
２５℃環境下に再放置しても、インクの流動性が失われ
ない請求項１に記載のインク。
【請求項５】６０℃環境下でインク中の水分を蒸発さ
せた状態で、該インク全体が流動性を有し、インクを６
０℃環境下でインク中の水分を蒸発させた状態から２５
℃環境下に再放置しても、インクの流動性が失われず、
且つ気液界面に析出物が発生しない請求項４に記載のイ
ンク。
【請求項６】６０℃環境下でインク中の水分を蒸発さ
せた状態で、該インク全体が流動性を有し、インクを６
０℃環境下でインク中の水分を蒸発させた状態から２５
℃環境下に再放置しても、インクの流動性が失われず、
且つ２５℃環境下で流動性を失っていないインクの粘度
が、６０℃環境下でインク中の水分を蒸発させる前のイ
ンクの初期の状態での粘度の６００倍以下である請求項
４又は５に記載のインク。
【請求項７】６０℃環境下でインク中の水分を蒸発さ
せた状態で、該インク全体が流動性を有し、且つインク
の初期成分が少なくとも色材と、水と、水に溶解又は分
散する液媒体と、遊離酸の状態でリン酸、スルホン酸又
はカルボン酸から選ばれた少なくとも１種を水溶性基と
して複数個有する水溶性高分子化合物とからなる請求項
１〜６に記載のインク。
【請求項８】遊離酸の状態でリン酸、スルホン酸又は
カルボン酸から選ばれた少なくとも１種を水溶性基とし
て複数個有する水溶性高分子化合物が、エステル結合を
有さない化合物である請求項７に記載のインク。
【請求項９】遊離酸の状態でリン酸、スルホン酸又は
カルボン酸から選ばれた少なくとも１種を水溶性基とし
て複数個有する水溶性高分子化合物が、アニオン性化合
物である請求項８に記載のインク。
【請求項１０】遊離酸の状態でリン酸、スルホン酸又
はカルボン酸から選ばれた少なくとも１種を水溶性基と
して複数個有する水溶性高分子化合物の分子量が、２，
０００〜１２，０００の範囲内にある請求項９に記載の
インク。
【請求項１１】遊離酸の状態でリン酸、スルホン酸又
はカルボン酸から選ばれた少なくとも１種を水溶性基と
して複数個有する水溶性高分子化合物が、２種以上の塩
からなる請求項７〜１０に記載のインク。
【請求項１２】色材が、アニオン性色材である請求項
１、４、７又は１１に記載のインク。
【請求項１３】遊離酸の状態での色材の水溶性基が、
遊離酸の状態でリン酸、スルホン酸又はカルボン酸から
選ばれた少なくとも１種を水溶性基として複数個有する
水溶性高分子化合物の水溶性基と同種のものである請求
項１、４、７、１１又は１２に記載のインク。
【請求項１４】遊離酸の状態での色材の水溶性基が、
遊離酸の状態でリン酸、スルホン酸又はカルボン酸から
選ばれた少なくとも１種を水溶性基として複数個有する
水溶性高分子化合物の水溶性基とが同種のものであり、
且つ該水溶性基の数が色材が有する他の水溶性基の数と
同数又はそれ以上である請求項１３に記載のインク。
【請求項１５】水溶性基が、遊離酸の状態でカルボン
酸である請求項１４に記載のインク。
【請求項１６】インク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、インクとして請求項
１〜１５に記載のインクを使用するインクジェット記録
方法。
【請求項１７】インクを熱エネルギーにより流動性に
し、該流動性によりインクを液滴としてオリフィスより
吐出させる請求項１６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と、イ
ンクをインク滴として吐出させるためのヘッド部とを備
えた記録ユニットにおいて、前記インクが請求項１〜１
５に記載のインクである記録ユニット。
【請求項１９】ヘッド部が、インクを熱エネルギーに
より発生した流動性により液滴としてオリフィスより吐
出させるヘッドを有する請求項１８に記載の記録ユニッ
ト。
【請求項２０】インク収容部が、内部にインク保持体
を有している請求項１９に記載の記録ユニット。
【請求項２１】インク収容部が、ポリウレタン、セル
ロース又はポリオレフィンを材料としてなるインク保持
体を有している請求項２０に記載の記録ユニット。
【請求項２２】インク収容部が、内部にインクの疎密
状態を有する請求項２１に記載の記録ユニット。
【請求項２３】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において、前記インクが請求項１
〜１５に記載のインクであるインクカートリッジ。
【請求項２４】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２３に記載のインクカート
リッジ。
【請求項２５】インクを収容したインク収容部と、該
インクをインク滴として吐出させるためのヘッド部とを
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、上記インクが請求項１〜１５に記載のインクで
あるインクジェット記録装置。
【請求項２６】ヘッド部が、インクを熱エネルギーに
より流動性にし、該流動性によりインクを液滴としてオ
リフィスより吐出させるヘッドである請求項２５に記載
のインクジェット記録装置。
【請求項２７】インク収容部が、内部にインク保持体
を有している請求項２６に記載のインクジェット記録装
置。
【請求項２８】インク収容部が、ポリウレタン、セル
ロース又はポリオレフィンを材料としてなるインク保持
体を有している請求項２７に記載のインクジェット記録
装置。
【請求項２９】インク滴を吐出するための記録ヘッ
ド、インクを収容したインク収容部を有するインクカー
トリッジ及び該インクカートリッジから記録ヘッドにイ
ンクを供給するためのインク供給部を備えたインクジェ
ット記録装置において、上記インクが請求項１〜１５に
記載のインクであるインクジェット記録装置。
【請求項３０】記録ヘッドが、インクを熱エネルギー
により流動性にし、該流動性によりインクを液滴として
オリフィスより吐出させるヘッドである請求項２９に記
載のインクジェット記録装置。
【請求項３１】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３０に記載のインクジェッ
ト記録装置。