JPH0418464A - インク及びこれを用いたインクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、とりわけインクジェットプリンターに適した
インクに関し、更に記録ヘッドのオリフィスから熱エネ
ルギーの作用によってインクを飛翔させて非塗工用紙、
いわゆる普通紙に記録を行うインクジェット記録方法に
関する。

〔従来の技術〕

インクジェット記録方式は、記録時の騒音の発生が少な
く、高集積のヘッドを使用することにより、高解像の記
録画像が高速で得られるという利点を有している。

このようなインクジェット記録方式では、インクとして
各種の水溶性染料を水または、水と有機溶剤との混合液
に溶解させたものが使用されている。

しかしながら、水溶性染料を用いた場合には、これらの
水溶性染料は本来耐光性が劣るため、記録画像の耐光性
が問題になる場合が多い。

また、インクが水溶性であるために、記録画像の耐水性
が問題となる場合が多い。すなわち、記録画像に雨、汗
、あるいは飲食用の水がかかったりした場合、記録画像
かにじんだり、消失したりすることがある。

一方、ボールペンなどの染料を用いた文房具においても
同様の問題があり、耐光性、耐水性の問題を解決するた
めに種々の文房具用水性顔料インクの提案がなされてい
る。水性顔料インク実用化のため、分散安定性、ペン先
でのインクの固化防止、ホールペンのボールの摩耗防止
を検討している例として特開昭５８−８０３６８号公報
、特開昭６１−２００１８２号公報、特開昭６１−２４
７７７４号公報、特開昭６１−２７２２７８号公報、特
開昭６２−５６８号公報、特開昭６：２−１０１６７１
．１０１６７２号公報、特開平１−２４９８６９、ｌ−
３０１７６０号公報等があげられる。最近では、水性顔
料インクを用いたホールペンや、マーカーが商品として
市場にてるようになってきた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の文房具用水性顔料インクを記録ヘ
ットのオリフィスから熱エネルギーの作用によって記録
液を飛翔させて記録を行う方式のインクジェット記録装
置に使用した場合、吐出安定性に著しい障害を起こし、
印字不良を発生するという欠点があった。特に、熱エネ
ルギーを付与して液滴を吐出させて記録を行う際に、従
来の顔料インクを使用した場合、インクにパルスを印加
するとその熱により薄膜抵抗体上に堆積物ができ、イン
クの発泡が不完全で液滴の吐出が印加パルスに応答でき
ないで不吐出が発生する場合がある。つまり、インクを
ノズル先端から安定に吐出させるためには、インクが薄
膜抵抗体上で所望の体積で発泡し、更に、所望の時間で
発泡と消泡を繰り返すことができる性能をも有していな
ければならないが、従来の文具用インクではそれらの性
能を満足していないため、インクジェット記録装置に充
填し記録を行わせると上記のような種々の不都合が起こ
る。

また、顔料インクという分散系をインクンエツト記録に
使用する場合、長時間の放置によるヘッド先端での固化
防止は重要な技術課題であり、インクの組成は、信頼性
ある顔料インクを設計する上で重要なポイントである。

さらに、従来の水性顔料インクの中には、比較的短時間
での吐出性に優れるものの、記録ヘッドの駆動条件を変
えたり、長時間にわたって連続吐出を行った場合に吐出
が不安定になり、ついには吐出しな（なるという問題を
生じている。

そこで本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解
決し、長時間の放置によるヘッド先端における顔料イン
クの固化を解消したインクを提供することにある。

又、本発明の目的は、駆動条件の変動や長時間の使用に
際しても常時安定した吐出を行なうことが可能なインク
を提供することにある。

更に本発明の目的は、常時安定した高速記録が可能であ
り、非塗工用紙に印字したときに耐水性、耐光性等の堅
牢性に優れた記録画像が得られるインクジェット記録方
法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕上記の目的は
、以下の本発明によって達成される。

即ち本発明は、水性媒体中に顔料と水溶性樹脂と、下記
−数式（Ｉ）で表わされる化合物を含有することを特徴
とするインクであり、かかるインクに対して記録信号に
応じた熱エネルギーを付与することにより微細孔から液
滴としてインクを吐出させて記録を行なうインクジェッ
ト記録方法である。

（但し、ｉ！、ｍ、ｎは、１≦ｆ十ｍ＋ｎ≦２５なる関
係を満たす０又は正の整数を表わす）以下、本発明の詳
細な説明する。

本発明者らは水性顔料インクにおいて、記録ヘッドの先
端にインクが固化し・、種々の問題を引き起こすことを
防止するために、固化したインクの再溶解性を上げる方
法を鋭意検討したところ、下記の構造式で示される化合
物が含有されると乾燥によって固化してしまったインク
を、インクそのもので再溶解し、ヘッド先端における種
々の問題点を解決できることを見いだし、本発明に至っ
た。

水性顔料インクは、一般に、乾燥すると凝集してしまい
、染料インクを用いたインクと異なり、容易には再溶解
させることはできない。これを再溶解させるためには、
高アルカリ溶液で超音波等を用いて再分散させなくては
ならない。一方、ヘッド先端におけるインクの固化はキ
ャップの気密性を上げるなり、ヘッドのフェイス面をワ
イパー等で定期的にクリーニングすることによって、あ
る程度まで改良することは可能である。

しかし、高アルカリによる洗浄手段を装置に設けるのは
コストアップにつながり、また、プリンターの使用者に
とっては高アルカリは手に触れたりすると危険であるこ
とから好ましい解決ではない。

そこで、本発明者らは、インクの構成要素を改良するこ
とによってインク固化物の再溶解性を上げる手段を検討
したところ、上記のような化合物をインク中に含有させ
ることによってインクの再溶解性が著しく改善されるこ
とを見いだした。

ヘッドのフェイス面に付着したインクはインク中に含有
される水、低沸点の溶剤が、いち早く、蒸発し、顔料分
散体と高沸点溶剤が残る。この時形成されるインク固化
物は、インク組成の違いにより、皮膜ができるものとで
きにくいものがあり、これは、残存している溶剤がもつ
吸湿性に関係していることがわかった。すなわち、吸湿
性の高い溶剤を用いたインクでは、乾燥するときに皮膜
ができに＜＜、この固化物は、比較的容易にインク自身
で再溶解することができ、逆に、そうでない溶剤を含有
するインクでは皮膜が形成され、再溶解するのは困難に
なる。本発明で使用する上記−数式を有する化合物が何
故吸湿性に優れているのかは定かではないが、構造中に
水酸基を多く有しているために水を取り込む力が強いも
のと考えられる。さらにこれらの化合物は、エチレンオ
キノド鎖を導入することにより粘性を低下させているた
め、とりわけ、インクジェット用インクの溶剤としても
好ましい性能を備えている。

上記−数式で表わされる化合物の好ましい具体例を以下
に挙げる。

〆：さ、 （以１１］余−白）） ＼−ノ これらの化合物の中でもとりわけ、Ｎα１〜Ｎα８の化
合物が顔料インクの固着防止の点で本発明にとって好ま
しいものである。

上記化合物の作成方法としては、耐圧ガラス容器中に所
定量の多価アルコールと触媒のＮａＯＨ１または、ＫＯ
Ｈをいれ、供給菅を通じて、内部を窒素で置換する。次
に、反応液を撹拌しながら１１０℃から１３０℃に昇温
し、反応予定量のエチレンオキシドガスを徐々に導入す
る。その温度のまま数時間撹拌する。反応終了後、未反
応液中の残存するＮ　ａ　ＯＨ％または、ＫＯＨを除去
するために、反応液を加圧下でけいそう土を積層したろ
紙を通過させ、目的物を得る。（粘度が高い場合は水溶
液とし、熱加圧ろ過する。） かかる化合物のインク中での含有量は０．５〜３０重量
％、好ましくは５〜２０重量％の範囲が好適である。こ
の量が０．５重量％未満のときインクのヘッド先端にお
ける固化防止には効果がなく、この量が３０重量％を越
えるとインクの粘性が高くなりすぎる。

本発明で使用する顔料の量は重量比で３〜２０重量％、
好ましくは３〜１２重量％の範囲で用いる事が好ましい
。

本発明で使用する顔料は上記性能を満足するものならば
どのようなものでも使用可能だが、例えばブラック色の
顔料としては、Ｎα２３００、Ｎｎ９００、ＭＣＦ８８
、Ｎα３３、Ｎα４０、Ｎα４５、Ｎα５２、ＭＡ７、
ＭＡ８、＃２２００Ｂ　（三菱化成製）、ＲＡＶＥＮ１
２５５（コロンビア製）、ＲＥＧＡＬ４００ＲＳＲＥＧ
ＡＬ３３０Ｒ。

ＲＥＧＡＬ６６０Ｒ，ＭＯＧＵＬ　　Ｌ　（以上キャボ
ット製）、Ｃｏ１ｏｒ　　Ｂｌａｃｋ　　ＦＷＩ、　Ｃ
０ＬＯＲＢｌａｃｋ　　ＦＷＩ８、Ｃｏ１ｏｒ　　Ｂｌ
ａｃｋ　　５１７０、Ｃｏ１ｏｒ　　Ｂｌａｃｋ　　５
１５０゜Ｐｒ１ｎｔｅｘ　　３５、Ｐｒ１ｎｔｅｘ　　
Ｕ　（デグツサ）等のカーホンブラック、さらには、本
目的のために新たに製造されたものでも使用可能である
。

本発明において、顔料の分散剤として含有される水溶性
樹脂は、アミンを溶解させた水溶液に可溶で重量平均分
子量は３０００から３００００の範囲のものが好ましい
。さらに、好ましくは、５０００から１５０００の範囲
であるものならどんなものでも使用可能で、スチレン−
アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル
酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共
重合体、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエ
ステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、ス
チレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共
重合体、スチレン−マレイン酸ハーフエステル共重合体
、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフ
タレン−マレイン酸共重合体、あるいは、これらの塩等
が挙げられる。尚、前記水溶性樹脂は記録液全量に対し
て０．１から５重量％、好ましくは０，３から２重量％
の範囲で含有される事が好ましい。

さらに、本発明のインクは、好ましくはインク全体が中
性またはアルカリ性に調整されていることが、前記水溶
性樹脂の溶解性を向上させ、−層の長期保存性に優れた
記録液とすることができるので望ましい。但し、この場
合、インクジェット記録装置に使われている種々の部材
の腐食の原因となる場合があるので好ましくは７−１０
のｐＨ範囲とされるのが望ましい。

またｐＨ調整剤としては、例えば、ジェタノールアミン
、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、水酸化カリウム等のアルカ
リ金属の水酸物等の無機アルカリ剤、有機酸や、鉱酸が
あげられる。以上のごとき、カーボンブラック及び水溶
性樹脂は水溶性媒体中に分散または溶解される。

本発明のインクにおいて好適な水性媒体は、水及び水溶
性有機溶剤の混合溶媒であり、水としては種々のイオン
を含有する一般の水ではなく、イオン交換水（脱イオン
水）を使用するのが好ましい。

また、その他、併用しうる任意の水と混合して使用され
る水溶性溶剤成分としては、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、５ｅｃ−ブ
チルアルコールｔｅｒｔ−ブチルアルコール、イソブチ
ルアルコール等の炭素数１−４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ま
たはケトアルコール類；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
サンドリオール、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（またはエチル）エ
ーテル、ジエチレングリコールメチル（またはエチル）
エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（または
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、ｌ、　　３−
ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。これ
らの多（の水溶性有機溶剤の中でもジエチレングリコー
ル等の多価アルコール、トリエチレングリコールモノメ
チル（またはエチル）エーテル等の多価アルコールの低
級アルキルエーテルが好ましい。

これらの多くの水溶性有機溶剤の中でも有機アミン水は
必須成分として本発明のインク中に、好ましくはインク
全体の０．００１〜ｌＯ重量％含有される。

さらに、吐出の安定性を得るためには脂肪族一価アルコ
ール、たとえばエタノール、あるいは、イソプロピルア
ルコールを３重量％〜１５重量％添加することが効果的
であることを見いだした。これはこれら溶剤を添加する
ことによってインクの薄膜抵抗体上での発泡をより安定
に行うことができるからと考えられる。しかし、これら
の溶剤を過剰に加えると印字物の印字品位が損なわれる
という欠点が生じるため、これらの溶剤のより適切な濃
度は３〜ｌＯ重量％の範囲である。さらにこれら溶剤の
効果として、分散液にこれら溶剤を添加することにより
、分散時における泡の発生を押え、効率的な分散が行え
ることが挙げられる。

本発明のインク中の上記水溶性有機溶剤の含有量は、イ
ンク全重量の３〜５０重量％、好ましくは３〜４０重■
％の範囲であり、使用する水はインク全重量１０〜９０
重量％、好ましくは３０〜８０重量％の範囲である。

又、本発明のインクは、上記の成分のほかに必要に応じ
て所望の物性値を持つ記録液とするために、界面活性剤
、消泡材、防腐剤等を添加することができ、さらに、市
販の水溶性染料などを添加することもできる。

界面活性剤としては脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エ
ステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類、アルキルア
リルスルホン酸塩類等の陰イオン界面活性剤、ポリオキ
シエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンア
ルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアル
キルエステル類等の非イオン性界面活性剤があり、これ
らの１種または、２種以上を適宜選択して使用できる。

その使用量は分散剤により異なるがインク全量に対して
０、Ｏｌから５重量％が望ましい。この際、インクの表
面張力は３０　ｄ　ｙ　ｎ　ｅ　／　ｃ　ｍ以上になる
ように活性剤の添加する量を決定する事が好ましい。な
ぜなら、インクの表面張力がこれより小さい値を示す事
は、本発明のような記録方式においてはノズル先端の濡
れによる印字よれ（インク滴の着弾点のズレ）等好まし
くない事態を引き起こしてしまうからである。一方、所
望の物性値を持つインクとするために、水溶性有機溶剤
、ｐＨ調整剤、消泡剤、防腐剤などを添加することがで
きる。さらに、市販の水溶性染料などを添加することも
可能である。

一般にインクジェット用インクに要求される性能として
はインクの粘度、表面張力、ＰＨ等の物性が挙げられる
が、水性顔料インクのような分散系では、これらの物性
を満足していても、インクの発泡が不安定である場合が
多くあった。

そこで本発明者らは水性顔料インクで熱的に安定で、さ
らに、最適な発泡が可能なインクの性能を鋭意研究した
結果、インク中に溶解している水溶性樹脂の量をインク
全重量の２％以下、好ましくは１％以下とすることで抵
抗体上においてインクが種々の駆動条件でも正確に発泡
し、さらには、長期にわたっても薄膜抵抗体上に堆積物
を発生しないことを見いだした。つまり、顔料に対して
多量に余剰の水溶性樹脂がインク中に存在すると、薄膜
抵抗体上において所定の熱エネルギーを与えても、イン
クが発泡しなかったり、パルス印加時の熱によってこれ
らの余剰の水溶性樹脂が不溶物となり薄膜抵抗体上に堆
積してしまい、不吐出や印字の乱れを引き起こす原因と
なっていた。

溶解している水溶性樹脂とは、インク中において顔料に
吸着していないで液媒体中に溶解した状態の樹脂を指す
。

かかる溶解している水溶性樹脂の量を減らす１つの手段
が、インク作成時に顔料と水溶性樹脂の比率を重量比で
３．１〜１０：１、好ましくは１０．３〜ｌＯ：１の範
囲に調整することである。

さらに、分散液中の顔料と水溶性樹脂の総量は、重量基
準で１０％以上、好ましくは３０％以下であることが好
ましい。その理由としては、分散液中に一定濃度以上の
顔料と水溶性樹脂が存在しないと分散を効率的に行い最
適な分散状態を得ることができないからである。

本発明の記録液の作成方法としては、はじめに、分散樹
脂、アミン、水を少なくとも含有する水溶液に顔料を添
加し、撹拌した後、後述の分散手段を用いて分散を行い
、必要に応じて遠心分離処理を行い、所望の分散液を得
る。次に、この分散液に上記で挙げたような成分を加え
、撹拌し記録液とする。

とりわけ未吸着樹脂量を２％以下にするためには、作成
方法において、樹脂、アミン及び水を含む水溶液を６０
８Ｃ以上、３０分間以上撹拌して樹脂を予め完全に溶解
させることが必要である。

又、樹脂を溶解させるアミンの量を、樹脂の酸価から計
算によって求めたアミン量の１．２倍以上添加すること
が必要である。このアミンの量は以下の式によって求め
られる。

更に顔料を含む水溶液を分散処理する前にプレミキシン
グを３０分間以上行うことも又必要である。

このプレミキシング操作は、顔料表面の濡れ性を改善し
、顔料表面への樹脂の吸着を促進するものである。

分散液に添加されるアミン類としては、モノエタノール
アミン、ジェタノールアミン、トリエタノールアミン、
アミノメチルプロパツール、アンモニア等の有機アミン
が好ましい。

一方、本発明に使用する分散機は、一般に使用される分
散機なら、如何なるものでも良いが、たとえば、ボール
ミル、ロールミル、サンドミルなどが挙げられる。

その中でも、高速型のサントミルが好ましく、たとえば
、スーパーミル、サントクラインダー、ビーズミル、ア
ジテータミル、クレンミル、ダイノーミル、パールミル
、コホルミル（いずれも商品名）等が挙げられる。

本発明において、所望の粒度分布を有する顔料を得る方
法としては、分散機の粉砕メディアのサイズを小さくす
る、粉砕メディアの充填率を大きくする、また処理時間
を長くする、吐出速度を遅くする、粉砕後フィルターや
遠心分離処理等で分級するなどの手法が用いられる。ま
たはそれらの手法の組合せが挙げられる。

尚、本発明に係る未吸着樹脂の量を測定する方法として
は、超遠心機等を用いて顔料分と顔料に吸着された樹脂
分を沈殿させ、この上澄み液に含有される残存樹脂量を
ＴＯＣ（Ｔｏｔａｌ　　ＯｒｇａｎｉｃＣａｒｂｏｎ、
全有機炭素計）や、重量法（上澄みを蒸発乾固させ、樹
脂量を測定する方法）などが好適に用いられる。

本発明の記録液は、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、一般の筆記具用としても使用でき
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好適な記録装置
としては、記録ヘッドの室内の記録液に記録信号に対応
した熱エネルギーを与え、該エネルギーにより液滴を発
生させる装置が挙げられる。

その主要部であるヘッド構成例を第１図（ａ）。

第１図（ｂ）、第２図に示す。

ヘッド１３はインクを通す溝１４を有するカラス、セラ
ミクス、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良い基板２０より成っている。

インク２１は吐出オリフィス（微細孔）２２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、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、被記録体２５に向って
飛翔する。第２図には第１図（ａ）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、第１図（ａ）に
説明したものと同様な発熱ヘッド２８を接着してつくら
れている。

なお、第１図（ａ）は、インク流路に沿ったヘッド１３
の断面図であり、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ｂ
線での切断面である。

第３図にかかるヘッドを組込んだインクジェット記録装
置の一例を示す。

第３図において、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は記録ヘットによる記録領域に隣接した位置に配設
され、また、本例の場合、記録ヘットの移動経路中に突
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
ヘット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具える。さらに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および吸収体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。

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の移動を行うためのキャリッジである。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による記録領域およ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。

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６
２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
路中へ突出するように移動する。

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およびブレード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。

第４図は、ヘッドにインク供給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納したインク
袋であり、その先端にはゴム類の栓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。

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、第５図に示す如きそれらが一体になっ
たものも好適に用いられる。

第５図において、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ための大気
連通口である。

このインクジェットカートリッジ７０は、第３図て示す
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。

次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。

〔実施例〕

実施例１ （顔料分散液の作成） スチレン−アクリル酸−アクリル酸ブチル共重合体　　
２部（酸価１１６、重量平均分子量３７００）モノエタ
ノールアミン　　　　　　　　　１部イオン交換水　　
　　　　　　　　　７３部ジエチレングリコール　　　
　　　　　５部上記成分を混合し、ウォーターバスて７
０°Ｃに加温し、樹脂分を完全に溶解させる。この溶液
に新たに試作されたカーボンブラック（ＭＣＦ８８　三
菱化成製）１４部、イソプロピルアルコール５部を加え
、３０分間プレミキシングをおこなった後、下記の条件
で分散処理を行った。

分散機　　　サンドグラインダー（五十嵐機械製）粉砕
メディア　　　ジルコニウムビーズ１　ｍ　ｍ径粉砕メ
ディアの充填率　　５０％（体積）粉砕時間　　　　　
３時間 さらに遠心分離処理（１２０００ＲＰＭ、２０分間）を
おこない、粗大粒子を除去して分散液とした。

（インクの作成） 上記分散液　　　　　　　　　　　　３０部明細書例示
化合物（１）　　　　　　　　１０部Ｎ−メチル２−ピ
ロリドン　　　　　　５部イソプロピルアルコール　　
　　　　　５部イオン交換水　　　　　　　　　　　５
０部上記成分を混合し、ｐＨをモノエタノールアミンで
８からｌＯになるように調整し、インク（Ａ）とした。

実施例２ （顔料分散液の作成） スチレン−アクリル酸−アクリル酸ブチル共重合体　　
５部（酸価１２０、重量平均分子量６１００）トリエタ
ノールアミン　　　　　　　　　２部イオン交換水　　
　　　　　　　　　６６部ジエチレングリコール　　　
　　　　　５部上記成分を混合し、ウォーターバスて７
０℃に加温し、樹脂分を完全に溶解させる。この溶液に
新たに試作されたＭＯＧＵＬ　　Ｌ　（キャボット製）
１５部、エタノール７部を加え、３０分間プレミキシン
グをおこなった後、下記の条件で分散処理を行った。

分散機　　　　　　パールミル（アシザラ類）粉砕メデ
ィア　　　ガラスピーズ　１　ｍ　ｍ径粉砕メディアの
充填率　　５０％（体積）吐出速度　　　　　１００ｍ
ｊ！／ｍｉｎ。

さらに遠心分離処理（１２００ＯＲＰＭ、２０分間）を
おこない、粗大粒子を除去して分散液とした。

（インクの作成） 上記分散液　　　　　　　　　　　　３０部エタノール
　　　　　　　　　　　　　　５部イオン交換水　　　
　　　　　　　　　４５部上記成分を混合し、ｐＨをト
リエタノールアミンで８から１０になるように調整し、
インク（Ｂ）とした。

実施例３ （顔料分散液の作成） スチレン−アクリル酸−アクリル酸エチル共重合体　　
４部（酸価１３８、重量平均分子量５６００）アミノメ
チルプロパツール　　　　　　２部イオン交換水　　　
　　　　　　　　　６９部ジエチレングリコール　　　
　　　　　５部上記成分を混合し、ウォーターバスで７
０℃に加温し、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（ＭＣＦ８８、三菱化成製）１５部、
エタノール５部を加え、３０分間プレミキシングをおこ
なった後、下記の条件で分散処理を行った。

分散機　　　　　　　バールミル（アシザラ類）粉砕メ
ディア　　　ガラスピーズ　１　ｍ　ｍ径粉砕メディア
の充填率　５０％（体積）吐出速度　　　　　１００ｍ
ｆ　／　ｍｉｎ。

さらに遠心分離処理（１２００ＯＲＰＭ、２０分間）を
おこない、粗大粒子を除去して分散液とした。

（インクの作成） 上記分散液　　　　　　　　　　　　５０部明細書例示
化合物（３）　　　　　　　　１５部エチレングリコー
ル　　　　　　　　　５部エタノール　　　　　　　　
　　　　　　５部イオン交換水　　　　　　　　　　　
２５部上記成分を混合し、ｐＨが８から１０になるよう
に、アミノメチルプロパツールで調整し、インク（Ｃ）
を得た。

実施例４ 実施例１のインクにおける明細書例示化合物（１）に代
えて、明細書例示化合物（４）を用いてインクを作成し
、インク（Ｄ）とした。

実施例５ 実施例２のインクにおける明細書例示化合物（２）に代
えて、明細書例示化合物（５）を用いてインクを作成し
、インク（Ｅ）とした。

実施例６ 実施例３のインクにおける明細書例示化合物（３）に代
えて、明細書例示化合物（６）を用いてインクを作成し
、インク（Ｆ）とした。

比較例１ 実施例１のインクにおいて化合物（１）をジエチレング
リコールモノブチルエーテルに変え、他は、同様にして
インクを作成し、インク（Ｇ）とした。

比較例２ 比較例２の分散液に含有される化合物（２）をエチレン
グリコールモノブチルエーテルに変えて同様の処方でイ
ンクを作成し、インク（Ｈ）を得た。

上記のインクをそれぞれ用いて、記録信号に応じた熱エ
ネルギーを付与することによりインクを吐出させるオン
デマンド型マルチ記録ヘッドを有するインクジェット記
録装置を用いて下記の試験を行った。その結果を第１表
に示す。

Ｔ１：駆動条件と吐出安定性 駆動電圧を２５Ｖに設定し、各々の電圧で周波数２ＫＨ
ｚ、４ＫＨｚの２種の条件により、室温で印字を行い、
印字の乱れ、欠け、不吐出など有無を観察し、吐出安定
性を評価した。

Ａ：１文字目からきれいに吐出し、連続印字中、不吐出
、欠け、印字の乱れがまったくない。

Ｂ：文字部分はきれいに吐出するが、べた印字の部分で
数箇所の不吐出が発生した。

Ｃ：文字部分においても、数文字印字させると不吐出が
発生し、文字の判読が不可能なくらい印字の乱れを生じ
る。

Ｔ２ニブリント−時停止後の再プリント時の目詰まり プリント−時停止後の再プリント目詰まりについては、
プリンターに所定のインクを充填して１０分間連続して
英数文字を印字した後プリントを停止し、キャップ等を
しない状態で室温で３０分間放置した後、再び、英数文
字を印字して文字のかすれ、欠けなどの不良箇所の有無
により判定した。

Ａニー文字目から不良箇所なし。

Ｂニー文字目の一部がかすれ、または、かける。

Ｃニー文字目がまったく印字できない。

Ｔ３ニブリント長期停止後の再プリント時の目詰まり回
復性 プリンターに所定のインクを１０分間連続して英数文字
を印字した後、プリンタを停止し、キャップ等をしない
状態で６０℃、ｌＯ日間放置した後、ノズル目詰まりの
回復操作を行い、何回の操作回数で文字のかすれ、欠は
等のない正常な印字が可能か判定した。

Ａ：ｌないし５回の回復操作で正常操作で正常な印字が
可能。

Ｂ：６ないし１０回の回復操作で正常な印字が可能。

Ｃ：１１回以上の回復操作で正常な印字が可能。

ＴＯ＝溶解している水溶性樹脂の量 得られたインクを超高速冷却遠心機（ベックマン製）で
５５００　Ｏｒ　ｐ　ｍ　、　５時間遠心処理し、顔料
分と顔料に吸着している樹脂分を沈降させた後、上澄み
液を一定量採取し、真空乾燥機にて（６０°０１２４時
間）乾燥固化する。この樹脂量の仕込インクに対する百
分率を算出し残存樹脂濃度とする。

第１表　　評価結果 〔効果〕 以上説明したように本発明のインクは、インクジェット
プリンターに適用したとき、長時間放置してもヘッド先
端におけるインクの固化を生じることなく、印字物の堅
牢性に優れることはもちろんのこと、印字物の濃度が高
く、駆動条件の変動や長時間の使用でも常に安定した吐
出を行うことが可能で、信頼性にも優れるという効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）はインクジェット記録装置のヘッ
ド部の縦断面図及び横断面図である。 第２図は第１図に示したへ゛ント′をマルチイヒしたヘ
ッドの外観斜視図である。 第３図はインクジェット記録装置の一部１を示す斜視図
である。 第４図はインクカートリッツの縦断面図である。 第５図はインクンエツトカートＩＪ゛ンンの余１視図で
ある。 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・・・キャリツシ 躬１図（θ） Ｂ 第（図（１）） 躬？口 累な口 第ら胆

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）水性媒体中に顔料と水溶性樹脂と、下記一般式（
   I ）で表わされる化合物を含有することを特徴とする
   インク。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （但し、ｌ、ｍ、ｎは、１≦ｌ＋ｍ＋ｎ≦２５なる関係
   を満たす０又は正の整数を表わす）
2. （２）前記インク中の溶解している水溶性樹脂の量が、
   ２重量％以下である請求項（１）に記載のインク。
3. （３）前記水性媒体が、水と水溶性有機溶剤を含む請求
   項（１）に記載のインク。
4. （４）前記水溶性有機溶剤が、多価アルコール及び／又
   はそのアルキルエーテルと脂肪族一価アルコールを含む
   請求項（３）に記載のインク。
5. （５）前記一般式（ I ）で表わされる化合物の含有量
   が、インク全重量の０．５〜３０重量％の範囲にある請
   求項（１）記載のインク。
6. （６）インクに記録信号に応じた熱エネルギーを付与す
   ることにより微細孔から液滴としてインクを吐出させて
   記録を行なうインクジェット記録方法に於いて、前記イ
   ンクが、水性媒体中に顔料と水溶性樹脂と、下記一般式
   （ I ）で表わされる化合物を含有することを特徴とす
   るインクジェット記録方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （但し、ｌ、ｍ、ｎは、１≦ｌ＋ｍ＋ｎ≦２５なる関係
   を満たす０又は正の整数を表わす）
7. （７）前記記録方法がオンデマンドタイプの記録方法で
   ある請求項（６）に記載のインクジェット記録方法。
8. （８）前記インク中の溶解している水溶性樹脂の量が、
   ２重量％以下である請求項（６）に記載のインクジェッ
   ト記録方法。
9. （９）前記インクの水性媒体が、水と水溶性有機溶剤を
   含む請求項（６）に記載のインクジェット記録方法。
10. （１０）前記水溶性有機溶剤が、多価アルコール及び／
    又はそのアルキルエーテルと脂肪族一価アルコールを含
    む請求項（９）に記載のインクジェット記録方法。
11. （１１）前記インク中に含まれる一般式（ I ）で表わ
    される化合物の量が、インク全重量の０．５〜３０重量
    ％の範囲にある請求項（６）に記載のインクジェット記
    録方法。