JP2005187783A - Water-based ink, method and apparatus for ink jet recording - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット記録用水系インク及びそれを用いたインクジェット記録方法、並びにインクジェット記録用の各種機器及び装置に関するものであり、インク吐出ために電気熱交換部を有する記録ヘッドに好適に用いられ、保存安定性及び信頼性に優れた水系インク及びそれを用いたインクジェット記録方法、並びにインクジェット記録用の各種機器及び装置に関する。 The present invention relates to a water-based ink for ink-jet recording, an ink-jet recording method using the same, and various devices and apparatuses for ink-jet recording, and is suitably used for a recording head having an electric heat exchanging portion for ink ejection. The present invention relates to an aqueous ink excellent in storage stability and reliability, an ink jet recording method using the same, and various devices and apparatuses for ink jet recording.
従来から筆記具（万年筆、サインペン、水性ボールペン）用インク、およ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。中でも、インクの堅牢性については、市場からの強い要望に答えるべく顔料インクについて多様な面から詳細な研究開発が行われている。特に、状来の樹脂の添加による分散、界面活性剤の添加による分散等の顔料分散方法とは異なり、親水基を導入することにより顔料自身に分散力を持たせる方法は、従来の顔料分散型のインクの問題点であった保存安定性、耐固着性等の信頼性を向上させるものとして大いに注目を集めている。 Conventionally, inks for writing instruments (fountain pens, sign pens, water-based ballpoint pens) and inks for ink jet recording have been reported in various compositions. In particular, with regard to ink robustness, detailed research and development has been conducted on pigment inks from various aspects in order to respond to strong demand from the market. In particular, unlike a pigment dispersion method such as dispersion by adding a conventional resin or dispersion by adding a surfactant, a method for imparting a dispersing power to a pigment itself by introducing a hydrophilic group is a conventional pigment dispersion type. It has attracted a great deal of attention as an improvement in reliability such as storage stability and anti-sticking property, which has been a problem of such inks.
更に、自己分散型の顔料を用いたインクについては、特開平８−３４９８号公報では、表面活性水素量をある量以上にすることにより保存性を向上させ、また、米国特許第５５７１３１１号明細書にはジアゾ化反応により顔料に親水基を与え、また、特開平８−２８６９３８号公報には親水基の対イオンを選択することが記載されている。
しかしながら、従来の自己分散型の顔料を含むインクでは、多様な環境変化に対して、また長期的な保存面においてまだ不十分な場合がある。本発明者らは、更に検討を重ねた結果、採用する顔料および水系組成の改善により、長期保存性、インクジェット記録時における周波数応答性、および記録ヘッドの汚染防止等において、改善効果が認められることを見出した。 However, conventional inks containing self-dispersing pigments may still be insufficient for various environmental changes and long-term storage. As a result of further investigations, the present inventors have confirmed that an improvement effect is observed in long-term storage, frequency response at the time of ink jet recording, and prevention of contamination of the recording head, etc. by improving the employed pigment and aqueous composition. I found.
本発明の目的は、長期保存性に加えて、熱エネルギーによりインクを吐出する記録ヘッドに用いるのに好適であり、耐光性においても良好な顔料を色材として含有する水系インクを提供することにある。本発明の他の目的は、このような水系インクを用いたインクジェット記録方法を提供することにある。本発明の他の目的は、このような水系インクを用いた記録ユニット、インクカートリッジ及びインクジェット記録装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a water-based ink that is suitable for use in a recording head that ejects ink by thermal energy in addition to long-term storage and contains a pigment as a colorant that is also excellent in light resistance. is there. Another object of the present invention is to provide an ink jet recording method using such an aqueous ink. Another object of the present invention is to provide a recording unit, an ink cartridge, and an ink jet recording apparatus using such water-based ink.
本発明には以下の各態様が含まれる。
（１）インクに熱エネルギーを付与する電気熱交換部の金属を含む表面層に接液するインクであって、
色材として親水基を有することにより水に対して自己分散性を有する顔料と、
該顔料の分散用の液媒体と、
一般式（Ｉ）：
Ｂ−Ｘ−Ａ （Ｉ）
（上記一般式（Ｉ）において、Ａはスルホン酸基、カルボン酸基、リン酸基及びこれらの塩からなる群から選択された１つの基であり、Ｂはアミノ基またはアミド基を表し、Ｘはアルキレン基または環状化合物基を表す。）
で表わされる化合物と、
を含むことを特徴とする水系のインク。
（２）インクを記録信号に応じて記録ヘッドの吐出口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、上記の水系のインクを、前記記録ヘッドに設けられたインクと接する表面層を有する金属電気熱変換部からの加熱によって前記吐出口から吐出することを特徴とするインクジェット記録方法。
（３）インクを収容されたインク収容部、インクを吐出する記録ヘッドと、を備えた記録ユニットにおいて、前記インクが上記の水系インクであり、前記記録ヘッドが、インクに吐出口から吐出するための熱エネルギーを付与する電気熱変換部を有し、該電気熱変換部が金属を含み、インクと接する表面層を有することを特徴とする記録ユニット。
（４）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、前記インクが上記の水系インクであるインクカートリッジ。
（５）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、該記録ユニットが上記構成の記録ユニットであるインクジェット記録装置。
（６）インクを吐出させ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およ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、
前記インクカートリッジが上記構成のインクカートリッジであり、前記記録ヘッドが、前記記録ヘッドが、インクに吐出口から吐出するための熱エネルギーを付与する電気熱変換部を有し、該電気熱変換部が金属を含み、インクと接する表面層を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
The present invention includes the following aspects.
(1) An ink that is in contact with a surface layer containing a metal of an electric heat exchanging portion that imparts thermal energy to the ink,
A pigment having self-dispersibility in water by having a hydrophilic group as a coloring material;
A liquid medium for dispersing the pigment;
Formula (I):
BX-A (I)
(In the above general formula (I), A represents one group selected from the group consisting of a sulfonic acid group, a carboxylic acid group, a phosphoric acid group, and salts thereof; B represents an amino group or an amide group; Represents an alkylene group or a cyclic compound group.)
A compound represented by
A water-based ink characterized by comprising:
(2) In an ink jet recording method in which ink is ejected from an ejection port of a recording head in accordance with a recording signal and recording is performed on a recording material, the surface layer in contact with the ink provided in the recording head is used for the above water-based ink An ink jet recording method comprising: discharging from the discharge port by heating from a metal electrothermal conversion section having a liquid crystal.
(3) In a recording unit including an ink containing portion that contains ink and a recording head that ejects ink, the ink is the water-based ink, and the recording head ejects ink from an ejection port. A recording unit comprising: an electrothermal conversion section for applying thermal energy, wherein the electrothermal conversion section includes a metal and has a surface layer in contact with ink.
(4) An ink cartridge comprising an ink containing portion containing ink, wherein the ink is the water-based ink described above.
(5) An ink jet recording apparatus provided with a recording unit, wherein the recording unit is a recording unit having the above configuration.
(6) In an inkjet recording apparatus including a recording head for ejecting ink, an ink cartridge having an ink storage portion for storing ink, and an ink supply portion for supplying ink from the ink cartridge to the recording head.
The ink cartridge is an ink cartridge having the above-described configuration, and the recording head includes an electrothermal conversion unit that applies thermal energy to the recording head to be ejected from an ejection port. An ink jet recording apparatus comprising a surface layer containing metal and in contact with ink.
長期保存性に加えて、熱エネルギーによりインクを吐出する記録ヘッドに用いるのに好適であり、耐光性においても良好な水系インク、この水系インクを用いたインクジェット記録方法、並びに各種機器及び装置を提供することが可能となる。 Providing a water-based ink suitable for use in a recording head that ejects ink by thermal energy in addition to long-term storage, and having good light resistance, an ink jet recording method using this water-based ink, and various devices and apparatuses It becomes possible to do.
以下、本発明の実施の形態を挙げて本発明を詳細に説明する。本発明の水系インクは、色材として親水性基を有し、かつ水に対し自身の分散力で分散し得る顔料と、これを分散する液媒体と、前記一般式（Ｉ）で表わされる化合物とを、少なくとも含有する。この水系インクの構成による効果について以下にその推論を示す。前記一般式（Ｉ）のアルキレン基がＣｎＨ２ｎ（ｎは１〜３の整数を表す）であり、前記環状化合物が、 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments of the present invention. The water-based ink of the present invention comprises a pigment having a hydrophilic group as a coloring material and capable of being dispersed in water with its own dispersion force, a liquid medium in which the pigment is dispersed, and the compound represented by the general formula (I) And at least. The inference will be described below with respect to the effect of the structure of the water-based ink. The alkylene group of the general formula (I) is CnH2n (n represents an integer of 1 to 3), and the cyclic compound is
である水系インクが好ましい。 A water-based ink is preferred.
本発明の水系インクに特に採用される親水性基を有する顔料は、染料と同様に親水性基力により自身で水に分散することができる。しかしながら、顔料粒子は、染料とは異なり、大きさにバラツキがあり、顔料同士の付力、引力が不均一となり、結果として凝集しやすい傾向にある。本発明の水系インクにおいては、顔料の親水性基に一般式（Ｉ）で示される化合物の塩を更に形成することにより、例えば樹脂の分散性の向上等の場合と同様に、顔料同士が近すぎない様な立体障害をつくることができる。言換すれば、親水性基の先端に親水性基の立体障害膜様のものをつくることにより、凝集を防止していると予測するものである。 The pigment having a hydrophilic group particularly employed in the water-based ink of the present invention can be dispersed in water by a hydrophilic basic force in the same manner as the dye. However, unlike dyes, pigment particles vary in size, and the attractive force and attractive force between pigments become non-uniform, and as a result, they tend to aggregate. In the water-based ink of the present invention, by further forming a salt of the compound represented by the general formula (I) on the hydrophilic group of the pigment, for example, in the case of improving the dispersibility of the resin, the pigments are close to each other. It is possible to create a steric hindrance that is not too much. In other words, it is predicted that aggregation is prevented by creating a hydrophilic group-like steric hindrance-like film at the tip of the hydrophilic group.
一般式（Ｉ）で示される化合物としては、顔料粒子の親水性基がアニオン性でもカチオン性でもあっても差し支えない。アニオン性の場合は一般式（Ｉ）の化合物のカチオン性基の部分と塩をつくることにより、立体障害膜様のものの外がアニオン性になり、顔料粒子を親水性基がカチオン性の場合は一般式（Ｉ）の化合物のアニオン性の部分と塩をつくり立体障害膜様のものの外がカチオン性になることから、顔料粒子の親水性基の極性を変化させることがない。 As the compound represented by the general formula (I), the hydrophilic group of the pigment particle may be anionic or cationic. In the case of anionic, by forming a salt with the cationic group portion of the compound of the general formula (I), the outside of the sterically hindered membrane-like one becomes anionic, and when the pigment particles are hydrophilic in the cationic group, A salt is formed with the anionic portion of the compound of the general formula (I) and the outside of the sterically hindered membrane-like substance becomes cationic, so that the polarity of the hydrophilic group of the pigment particle is not changed.
上記のように、顔料の親水性基と一般式（Ｉ）の化合物が塩をつくりやすくするためには、インクのｐＨは４〜１０の範囲であることが好ましい。しかしながら、顔料の親水性基の種類によってｐＨを調整してもよい。 As described above, the pH of the ink is preferably in the range of 4 to 10 so that the hydrophilic group of the pigment and the compound of the general formula (I) can easily form a salt. However, the pH may be adjusted depending on the type of hydrophilic group of the pigment.
本発明の水系インクに用いる色材としての自己分散型の顔料とは、顔料が有する親水性基の親水性のみによって水に分散し得るタイプの顔料を意味するものである。このような親水性基としては、スルホン酸基、カルボン酸基、リン酸基およびこれらの塩、アミノ基などのカチオン性の基からなる群から選ばれた少なくとも１種を用いることができる。中でも、インクの信頼性を考慮すると、スルホン酸基、カルボン酸基及びそれらの塩、ならびにアミノ基から選択された基を用いることが好ましい。これらの中で、安全性等の点では、スルホン酸基、カルボン酸基及びこれらの塩から選択された少なくとも１種であることが好ましい。 The self-dispersing pigment as the coloring material used in the water-based ink of the present invention means a pigment that can be dispersed in water only by the hydrophilicity of the hydrophilic group of the pigment. As such a hydrophilic group, at least one selected from the group consisting of a cationic group such as a sulfonic acid group, a carboxylic acid group, a phosphoric acid group, salts thereof, and an amino group can be used. Among these, in consideration of the reliability of the ink, it is preferable to use a group selected from a sulfonic acid group, a carboxylic acid group and a salt thereof, and an amino group. Among these, in view of safety and the like, at least one selected from sulfonic acid groups, carboxylic acid groups, and salts thereof is preferable.
上記親水性基における塩としては、カリウムイオン、ナトリウムイオン、リチウムイオン等の金属イオンや、アンモニアおよびアミンなどによる塩を挙げることができる。これらの中で、アンモニアやアミンを少なくとも塩の形態の一種として有する場合は信頼性の面で特に好ましい。 Examples of the salt in the hydrophilic group include salts with metal ions such as potassium ion, sodium ion and lithium ion, ammonia and amine. Among these, it is particularly preferable in terms of reliability to have ammonia or amine as at least one of salt forms.
顔料を親水化して水に対する分散性を付与する方法としては、例えば、特開昭４６−５２９５０号公報に開示のような、次亜ハロゲン酸塩、例えば次亜塩素酸ソーダ、次亜臭素酸ソーダ等の酸化剤を用いて１００℃前後までの温度で、６〜２４時間程度の時間、顔料の質量に対し有効ハロゲン濃度を１０〜３０質量％となる様に量的範囲で反応させることが好ましい。この反応による生成物を沈降法、遠心分離法、フィルタープレス等の方法によりケーキ等の形態にした後、有機溶剤で洗浄し、不純物を除去する方法、米国特許５２００１６４号明細書及び米国特許第５５５４７３９号明細書に開示された様に、ジアゾ化反応による方法などを用いることができるが、本発明に用いられる顔料の製造方法はこれらの方法に限定されない。 Examples of a method for imparting water dispersibility by hydrophilizing the pigment include hypohalites such as sodium hypochlorite and sodium hypobromite as disclosed in JP-A-46-52950. It is preferable to carry out the reaction in a quantitative range using an oxidizing agent such as 10 to 30 ° C. for a time of about 6 to 24 hours and an effective halogen concentration of 10 to 30% by mass with respect to the mass of the pigment. . A product obtained by this reaction is formed into a cake or the like by a method such as sedimentation, centrifugation, or filter press, and then washed with an organic solvent to remove impurities. US Pat. No. 5,200,184 and US Pat. No. 5,554,739 As disclosed in the specification, a method using a diazotization reaction or the like can be used, but the method for producing the pigment used in the present invention is not limited to these methods.
本発明において採用される顔料としては、有機または無機であることを問わないが、平均粒子径が２００ｎｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以下であることが分散安定性の面でより好ましい。また、被記録材上での記録物の濃度を考慮すると、平均粒子径は、３０nm以上、特には５０nm以上であることが好ましい。この場合の平均粒子径とは、無限希釈状態で粒子の状態を光散乱法により求めた値である。具体的にはレーザー光拡散方式粒度分布測定機の際採用が挙げられる。 The pigment employed in the present invention may be organic or inorganic, but the average particle size is preferably 200 nm or less, and more preferably 100 nm or less from the viewpoint of dispersion stability. In consideration of the density of the recorded matter on the recording material, the average particle size is preferably 30 nm or more, particularly 50 nm or more. The average particle diameter in this case is a value obtained by determining the particle state by the light scattering method in an infinite dilution state. Specifically, it may be employed when using a laser light diffusion type particle size distribution analyzer.
本発明に用いる一般式（Ｉ）で表わされる化合物は、顔料やこれを分散する液媒体で併用されているが、水系インク中では、顔料と塩の様な状態で存在すると予測されるため、顔料と一般式（Ｉ）の化合物とが共存した粉体を色材とし、これを分散する液媒体に分散させても良い。しかしながら、顔料は集合体であり、親水性基量も顔料粒子ごとに異なるため、共存させて水系インクを作製することが好ましい。 The compound represented by the general formula (I) used in the present invention is used in combination with a pigment or a liquid medium in which the pigment is dispersed, but is expected to exist in a state like a pigment and a salt in an aqueous ink. A powder in which the pigment and the compound of the general formula (I) coexist may be used as a color material and dispersed in a liquid medium in which the powder is dispersed. However, since the pigment is an aggregate and the amount of the hydrophilic group is different for each pigment particle, it is preferable to produce a water-based ink by coexistence.
本発明で用いられる一般式（Ｉ）で表わされる化合物としては、具体的には、例えばタウリン、アラニン、グリシン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、一般式（Ｉ）で表わされる化合物としては、塩の状態で存在していても良く、塩としてはＬｉイオン、Ｎａイオン等の金属イオン、アンモニア、有機アミン等が挙げられる。 Specific examples of the compound represented by the general formula (I) used in the present invention include, but are not limited to, taurine, alanine, glycine and the like. Moreover, as a compound represented by general formula (I), you may exist in the state of a salt, As a salt, metal ions, such as Li ion and Na ion, ammonia, an organic amine, etc. are mentioned.
また、顔料が有する親水性基が塩の状態であれば、一般式（Ｉ）で表わされる化合物を、酸の状態で用いても、一般式（Ｉ）で表わされる化合物のカチオン性基が顔料と塩をつくることにより放出されるイオンと更に塩をつくるので問題はなく、かつ一般式（Ｉ）で表わされる化合物が顔料と塩をつくっている様に、その一部塩になっていても問題はない。 In addition, if the hydrophilic group of the pigment is in a salt state, the cationic group of the compound represented by the general formula (I) is the pigment even if the compound represented by the general formula (I) is used in the acid state. There is no problem because the salt is made further with the ions released by making the salt, and even if the compound represented by the general formula (I) forms a pigment and a salt, even if it is partially salted No problem.
一般式（Ｉ）の化合物としては、インクに保存安定性、周波数応答性、吐出性、耐こげ性等の所望の効果が得られるものであればよく、具体例としては以下の化合物を挙げることができる。
（化合物１）Ｈ2Ｎ−Ｃ2Ｈ4−ＣＯＯＨ
（化合物２）Ｈ2Ｎ−ＣＨ2−ＣＯＯＨ
（化合物３）Ｈ2Ｎ−Ｃ2Ｈ4−ＳＯ3Ｈ
（化合物４）Ｈ2Ｎ−Ｃ2Ｈ4−ＳＯ3 -ＮＨ4 +
（化合物５）Ｈ2Ｎ−Ｃ2Ｈ4−ＣＯＯ-Ｎ+（Ｃ2Ｈ4ＯＨ）3
（化合物６）Ｈ2Ｎ−Ｃ2Ｈ4−ＣＯＯ-ＮＨ4 +
（化合物７）Ｈ2Ｎ−Ｃ2Ｈ4−ＣＯＯ-Ｎａ+
（化合物８）Ｈ2Ｎ−Ｃ2Ｈ4−ＣＯＯ-Ｎ+Ｃ2Ｈ4ＯＣ2Ｈ4ＯＨ
（化合物９）Ｈ2Ｎ−Ｃ2Ｈ4−ＳＯ3 -Ｎ+（Ｃ2Ｈ4ＯＨ）3
（化合物１０）Ｈ2Ｎ−Ｃ2Ｈ4−ＳＯ3 -Ｌｉ+
（化合物１１）
The compound of the general formula (I) may be any compound as long as desired effects such as storage stability, frequency responsiveness, ejection property, and burn-in resistance can be obtained in the ink. Specific examples include the following compounds: Can do.
(Compound 1) H 2 N—C 2 H 4 —COOH
(Compound 2) H 2 N-CH 2 -COOH
(Compound 3) H 2 N—C 2 H 4 —SO 3 H
(Compound 4) H 2 N-C 2 H 4 -SO 3 - NH 4 +
(Compound 5) H 2 N—C 2 H 4 —COO — N + (C 2 H 4 OH) 3
(Compound 6) H 2 N—C 2 H 4 —COO — NH 4 +
(Compound 7) H 2 N—C 2 H 4 —COO − Na +
(Compound 8) H 2 N-C 2 H 4 -COO - N + C 2 H 4 OC 2 H 4 OH
(Compound 9) H 2 N-C 2 H 4 -SO 3 - N + (C 2 H 4 OH) 3
(Compound 10) H 2 N-C 2 H 4 -SO 3 - Li +
(Compound 11)
（化合物１２） (Compound 12)
（化合物１３） (Compound 13)
（化合物１４） (Compound 14)
（化合物１５）Ｈ2Ｎ−Ｃ2Ｈ4−ＳＯ3 -Ｎａ+
（化合物１６）Ｈ2Ｎ−Ｃ2Ｈ4−ＳＯ3 -Ｎａ+（Ｃ2Ｈ4ＯＨ）3
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；テトラヒロドフラン、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（またはエチル）エーテル、ジエチレングリコールモノメチル（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；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、ジメチルスルホキサイド、２−ピロリドン、ε−カプロラクタム等の環状アミド化合物およびスクシンイミド等のイミド化合物等が挙げられる。これらはその１種を、あるいは必要に応じて２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中で、グリセリンをはじめとする糖アルコールを液媒体の１種として用いることが好ましい。糖アルコールを用いる場合は、本発明にかかる水系インクの分散安定性が特に良好になる傾向にある。
(Compound 15) H 2 N-C 2 H 4 -SO 3 - Na +
(Compound 16) H 2 N-C 2 H 4 -SO 3 - Na + (C 2 H 4 OH) 3
The liquid medium used in the present invention is preferably a mixture of water and a water-soluble organic solvent. Specific examples of water-soluble organic solvents include amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; ketones such as acetone; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; polyalkylenes such as polyethylene glycol and polypropylene glycol Glycols; ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, triethylene glycol, 1,2,6-hexanetriol, thiodiglycol, hexylene glycol, diethylene glycol, etc. alkylene glycol containing 2 to 6 carbon atoms Glycerin; ethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, diethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, triethylene glycol monomethyl (or methyl) A Lower alkyl ethers of polyhydric alcohols such as N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, triethanolamine, sulfolane, dimethyl sulfoxide, 2-pyrrolidone, ε-caprolactam And cyclic amide compounds such as succinimide and the like. These can be used alone or in combination of two or more as required. Among these, it is preferable to use sugar alcohol including glycerin as one kind of liquid medium. When a sugar alcohol is used, the dispersion stability of the water-based ink according to the present invention tends to be particularly good.
上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般には水系インクの全重量に対して１〜４０質量％が好ましく、より好ましくは３〜３０質量％の範囲である。 In general, the content of the water-soluble organic solvent is preferably 1 to 40% by mass, more preferably 3 to 30% by mass with respect to the total weight of the water-based ink.
水系インク中の水の含有量は、インクの全質量に対して３０〜９５質量％の範囲とした場合、色材の溶解性等の低下によるインクの粘度の上昇を抑えることができ、また十分な耐固着特性を満足することもできる。 When the water content in the water-based ink is in the range of 30 to 95% by mass with respect to the total mass of the ink, it is possible to suppress an increase in the viscosity of the ink due to a decrease in the solubility of the coloring material and the like. It is also possible to satisfy excellent anti-adhesion properties.
本発明の水系インクに含有される一般式（Ｉ）の化合物は、インクジェット記録ヘッドの電気熱変換部からの熱がインクに伝達される部分の金属を含む表面層に付着して、インクに含まれる成分によるコゲの発生を防止する効果も有する。このコゲ発生防止効果によって記録ヘッドの吐出性安定性を向上させることができる。なお、本発明の水系インクには必要に応じて更にコゲ発生防止剤を含有させても良い。例えば、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、コゲ防止剤を添加しなくてもよい場合が多い。 The compound of the general formula (I) contained in the water-based ink of the present invention is included in the ink by adhering to the surface layer containing the metal in the portion where heat from the electrothermal converting portion of the ink jet recording head is transferred to the ink. This also has the effect of preventing the occurrence of kogation due to the ingredients. Due to this kogation prevention effect, the ejection stability of the recording head can be improved. The water-based ink of the present invention may further contain a kogation preventing agent as necessary. For example, if the inorganic ions in the ink are 1 ppm, preferably 0.5 ppm or less, it is often unnecessary to add a kogation inhibitor.
コゲ防止剤としては、ジカルボン酸化合物、トリカルボン酸化合物から選ばれるのが好ましい。ＥＤＴＡ等のトリカルボン酸は、キレート性が強くなりすぎてヒーターへダメージをあたえやすくなってしまうので好ましくない。水系インクの全質量に対して０．０１〜１０質量％、このましくは０．０５〜５質量％、更に好ましくは０．１〜３質量％の範囲で用いることができる。 The anti-kogation agent is preferably selected from dicarboxylic acid compounds and tricarboxylic acid compounds. Tricarboxylic acids such as EDTA are not preferred because they are too chelate and easily damage the heater. It can be used in the range of 0.01 to 10% by weight, preferably 0.05 to 5% by weight, more preferably 0.1 to 3% by weight, based on the total weight of the water-based ink.
また、本発明の水系インクは、インク中に尿素、チオ尿素およ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、水系インクの全質量に対して０．１〜５０質量％、好ましくは１〜３０質量％、更に好ましくは２〜１０質量％である。 The aqueous ink of the present invention preferably contains urea, thiourea and derivatives thereof in the ink. The content of these substances in the ink is 0.1 to 50% by mass, preferably 1 to 30% by mass, and more preferably 2 to 10% by mass with respect to the total mass of the water-based ink.
更に、本発明の水系インクには、インクの被記録材での定着剤として一価アルコールを添加してもよい。また、非イオン性界面活性剤も定着剤として機能するのでこれを添加することもできる。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、などを防止するために用いることが好ましい。その場合、インク中への添加量と効果との関係を考えるならば、非イオン性界面活性剤を使用するのが好ましい。 Furthermore, a monohydric alcohol may be added to the water-based ink of the present invention as a fixing agent for the ink recording material. In addition, since a nonionic surfactant also functions as a fixing agent, it can be added. These are preferably used in order to prevent color mixing, blurring, and the like that occur at the boundaries when different color tones are printed. In that case, it is preferable to use a nonionic surfactant in consideration of the relationship between the amount added to the ink and the effect.
定着剤として本発明の水系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、ｎ−ブタノール等が挙げられる。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オキシエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。これらはその１種を、あるいは必要に応じて２種以上を組み合わせて用いることができる。更に、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（１７）で表わ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。 Specific examples of the monohydric alcohol that can be added to the aqueous ink of the present invention as a fixing agent include ethanol, isopropyl alcohol, n-butanol and the like. Specific examples of the nonionic surfactant that can be similarly added include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene phenyl ether, polyoxyethylene-polyoxypropylene glycol, polyoxyethylene-polyoxypropylene alkyl ether, and acetylene glycol. Examples include polyoxyethylene oxide adducts. These can be used alone or in combination of two or more as required. Furthermore, nonylphenyl ether EO adducts, ethylene oxide-propylene oxide copolymers (EO-PO copolymers), and acetylene glycol polyoxyethylene oxide adducts are preferred, and acetylene represented by the following general formula (17) is more preferred. It is a glycol polyoxyethylene oxide adduct (acetylene glycol EO adduct).
上記一価アルコールまたは非イオン性界面活性剤の水系インク中の含有量は、定着剤として効果や、印字品位のバランス、例えば画像濃度や定着性と、ヒゲ状の滲みであるフェザリングとのバランスを考慮して、インク全量に対して０．１〜２０質量％、特には０．５〜１０質量％とすることが好ましい。 The content of the monohydric alcohol or nonionic surfactant in the water-based ink is effective as a fixing agent, and balance of print quality, for example, balance between image density and fixability, and feathering that is a whisker-like blur. In consideration of the above, it is preferably 0.1 to 20% by mass, particularly 0.5 to 10% by mass with respect to the total amount of ink.
本発明の水系インクは、熱エネルギーによるインクを吐出口から吐出させるタイプのインクジェット記録方法、特に、吐出のための熱をインクに与える電気熱変換部にインクとの接液表面層を有し、この表面層が金属を含むものである場合に極めて効果的であり、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。なお、本発明の水系インクの熱的な物性値（例えば、比熱、熱膨張係数、熱伝導率等）を適宜調整してもよい。この金属を含む表面層としては、例えばタンタルを含むＴａ系の材料など、インクの吐出に熱エネルギーを用いる記録ヘッドで利用されているものを挙げることができる。 The water-based ink of the present invention has an ink jet recording method in which ink by thermal energy is discharged from a discharge port, particularly, an electrothermal conversion portion that gives heat to the ink for discharge, and has a liquid contact surface layer with the ink, This surface layer is extremely effective when it contains a metal, and is characterized in that no satellite dots are generated. Note that the thermal property values (for example, specific heat, thermal expansion coefficient, thermal conductivity, etc.) of the water-based ink of the present invention may be appropriately adjusted. Examples of the surface layer containing metal include a Ta-based material containing tantalum, which is used in a recording head that uses thermal energy for ink ejection.
更に、本発明の水系インクは、インクジェット記録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２０〜５５ｍＮ／ｍ、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が、インクジェット記録ヘッドの性能に左右されるため、これらに限定されるものではない。 Furthermore, the water-based ink of the present invention has a surface tension of 20 to 55 mN / m and a viscosity of 15 cP or less, preferably 10 cP or less, more preferably 10 cP or less, as physical properties of the ink itself from the viewpoint of good matching with the ink jet recording head. Is preferably adjusted to 5 cP or less, but is not limited to these because it depends on the performance of the inkjet recording head.
本発明の水系インクの水の水分量としては、５０質量％以上９８質量％以下、好ましくは６０質量％以上、９５質量％以下とすることが好適であり、これらの範囲として、各種の物性を調整することで普通紙への記録特性も良好なものとなる。 The water content of the water-based ink of the present invention is preferably 50% by mass to 98% by mass, and preferably 60% by mass to 95% by mass. By adjusting it, the recording characteristics on plain paper are also improved.
本発明の水系インクには、上記成分の他に必要に応じて、先に挙げたもの以外の水溶性有機溶剤、界面活性剤、あるいは、防腐剤、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。 In the water-based ink of the present invention, in addition to the above components, if necessary, water-soluble organic solvents other than those listed above, surfactants, or preservatives, fungicides, antioxidants, evaporation accelerators Various additives such as chelating agents and water-soluble polymers may be added.
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、記録ヘッドの液室内のインクに記録信号に対応した熱エネルギーを付与して吐出口（ノズル）から記録媒体に吐出して記録を行うインクジェット方式を用いた方法及び装置を挙げることができる。 As a method and apparatus suitable for recording using the ink of the present invention, thermal energy corresponding to the recording signal is applied to the ink in the liquid chamber of the recording head and discharged from the discharge port (nozzle) to the recording medium. And a method and an apparatus using an ink jet method for recording.
図１、２及び３にそのような方法に適用できる装置の一例を示す。図において、インクを通す溝１４を有するガラス、セラミックまたはプラスチック板などの部材に、発熱部ｎを備えた基板１５が接合されて、ヘッド１３が構成されている。基板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体２０を有する。インク２１は、吐出口（オリフィス）２２まできており、大気と接する面（メニスカス）を形成している。電極１７−１、１７−２に電気信号が加わると、基板１５のｎで示された領域が急激に発熱し、ここに接しているインク２１に膜沸騰が生じ、その圧力でメニスカス２３が突出し、インク２１が吐出口から吐出されて、インクの小滴２４となり、記録媒体２５に向かって吐出される。図３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。このマルチヘッドは、マルチ溝２６を有するガラス板２７と、発熱部が図１に示した構成を有する基板２８を接合して作製されている。なお、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。金属を含む表面層を有する電気熱変換部としては、図２中の保護層１６を示すことができる。この金属熱変換部としては、Ｔａ、ＳｉＮ、ＳｉＯ2等が好ましい。
1, 2 and 3 show an example of an apparatus applicable to such a method. In the figure, a
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いて、固定端となり、カンチレバーの形態をなす。ブレード６１はヘッド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。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、ヘッドの移動経路中に突出した形態で保持される。 FIG. 4 shows an example of an ink jet recording apparatus incorporating such a head. In FIG. 4, reference numeral 61 denotes a blade as a wiping member, one end of which is held by a blade holding member, which becomes a fixed end and forms a cantilever. The blade 61 is disposed at a position adjacent to the recording area by the head, and in this example, is held in a form protruding in the moving path of the recording head. Reference numeral 62 denotes a cap, which is disposed at a home position adjacent to the blade 61 and has a configuration in which it moves in a direction perpendicular to the moving direction of the recording head and comes into contact with the ejection port surface to perform capping. Further, reference numeral 63 denotes an ink absorber provided adjacent to the blade 61 and, like the blade 61, is held in a form protruding in the moving path of the head.
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。 The blade 61, the cap 62, and the absorber 63 constitute a discharge recovery portion 64, and the blade 61 and the absorber 63 remove water, dust, and the like from the ink discharge port surface.
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と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する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。
Reference numeral 65 denotes a recording head that has discharge energy generating means and performs recording by discharging ink onto a recording material facing the discharge port surface on which the discharge ports are arranged. Reference numeral 66 denotes a recording head on which the recording head 65 is mounted. It is a carriage for performing 65 movements. The carriage 66 is slidably engaged with the guide shaft 67, and a part of the carriage 66 is connected to a belt 69 (not shown) driven by a motor 68. As a result, the carriage 66 can move along the guide 67, and the recording area and its adjacent area can be moved by the recording head 65.
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。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に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、この移動において記録ヘッド６５の吐出口面はワイピングされる。 In the above configuration, when the recording head 65 returns to the home position due to the end of recording or the like, the cap 62 of the head recovery unit 64 is retracted from the moving path of the recording head 65, but the blade 61 protrudes into the moving path. As a result, the ejection port surface of the recording head 65 is wiped. When the cap 62 is in contact with the ejection surface of the recording head 65 to perform capping, the cap 62 moves so as to protrude into the moving path of the recording head. When the recording head 65 moves from the home position to the recording start position, the cap 62 and the blade 61 are in the same position as the above-described wiping position. As a result, the ejection port surface of the recording head 65 is wiped during this movement.
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。 The above-mentioned movement of the recording head to the home position is not only at the end of recording or at the time of ejection recovery, but also to the home position adjacent to the recording area at a predetermined interval while the recording head moves the recording area for recording. Then, the wiping is performed with this movement.
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。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an ink cartridge that stores ink supplied to the head via an ink supply member, for example, a tube. Here,
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に示す如く、それらが一体になったものも好適に用いられる。 The ink jet recording apparatus used in the present invention is not limited to the one in which the head and the ink cartridge are separated as described above, and an apparatus in which they are integrated as shown in FIG. 6 is also preferably used. .
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、例えば多孔質や繊維の集合体などからなるインク吸収体（インク保持体）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、ポリビニルアセタール、ポリエチレン及びポリプロピレンなどのポリオレフィンから選択された材料の１種以上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に対して着脱自在になっている。
また、上記記載のインク収容部が、内部にインク保持体を有している、内部が疎密状態を有しているものが好ましい。インク収容部内部が疎密向上であると、インク収容部内でのインク移動が良好になるからである。具体的には、例えば、特登録2998065号公報、特開2003-103799号公報、特開平11-342626号公報のようなものを提示することができる。
In FIG. 6,
In addition, it is preferable that the above-described ink storage portion has an ink holding body inside and has a sparsely packed inside. This is because if the inside of the ink containing portion is improved in density, ink movement in the ink containing portion is improved. Specifically, for example, Japanese Patent Publication No. 2998065, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-103799, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-342626 can be presented.
また、本発明のインクは、インクタンクとヘッドが一体型となっている記録ユニット、インクタンクとヘッドが着脱自在に構成されている記録ユニット、これらの記録ユニットを着脱自在に装着して記録を行う記録装置、インクタンクとヘッドとが別途設けれていてこれらがインク供給系で接続されている記録装置にも好適に利用可能である。 The ink of the present invention is a recording unit in which the ink tank and the head are integrated, a recording unit in which the ink tank and the head are detachable, and these recording units are detachably mounted for recording. The present invention can also be suitably used for a recording apparatus to be performed, a recording apparatus in which an ink tank and a head are separately provided and these are connected by an ink supply system.
次に、実施例および比較例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する。なお、文中の「部」および「％」と表示にあるものは特に断りのない限り、質量基準である。
（１）水系インクの調製方法：
以下に示す実施例および比較例に示された各組成分を混合し、十分に撹拌した後、ポアサイズ０．４μｍのフロロポアフィルター（商品名：住友電工（株）製）にて加圧ろ過してそれぞれの水系インクを調製した。
実施例１
市販の親水性基を有する顔料としてＣＡＢＯｊｅｔ２００（商品名：キャボット社製）をイオン交換樹脂を用い、Ｈ型にした後、水分を蒸発させてＨ型のＣＡＢＯＪＥＴ２００を得た。
実施例２
インク組成：
実施例１で得られた顔料：５％
前記化合物７：１．０％
グリセリン：１０％
エチレングリコール：１０％
純水：７４％
実施例３
インク組成：
実施例１で得られた顔料：５％
前記化合物１５：０．５％
ポリグリセリン：７．５％
キシリトール：７．５％
エチレングリコール：７．５％
純水：７２％
実施例４
インク組成：
ＣＡＢＯｊｅｔ２００（商品名：キャボット社製）：５％
前記化合物３：０．２％
グリセリン：１０％
エチレングリコール：１０％
純水：７４．８％
実施例５
市販の親水性基を有する顔料としてのＣＡＢＯＪＥＴ３００（商品名：キャボット社製）を用い、遠心分離機を用いて平均粒径１００ｎｍ以下の粒径の顔料を取り出し、水分を蒸発させて顔料粉体を得た。
実施例６
インク組成：
ＣＡＢＯＪＥＴ３００（商品名：キャボット社製）：５％
前記化合物７：３％
グリセリン：１０％
キシリトール：１０％
純水：７２％
実施例７
インク組成：
実施例６の顔料：５％
前記化合物５：３％
グリセリン：１０％
エチレングリコール：１０％
純水：７２％
実施例８
実施例６の顔料を２０倍の純水に分散させた後、イオン交換樹脂を用いてＨ型にし、水分を蒸発させてＨ型のＣＡＢＯＪＥＴ３００を得た。
実施例９
インク組成：
実施例８で得られた顔料：３％
前記化合物７：０．５％
グリセリン：１０％
エチレングリコール：１０％
イソプロプピルアルコール：２％
純水：７４．５％
実施例１０
市販のカーボンブラックＦｗ２００（商品名：デグサ社製）３００ｇに対し純水１０００ｍｌを加え、よく混合した後、次亜塩素酸ソーダ４５０ｇを滴下し、１００〜１０５℃で１０〜１５時間撹拌した。その後、次亜塩素酸ソーダを１００ｇ加え、ジルコニアビーズを用い横型分散機による５時間の分散工程を行った。得られた分散体を純水で２０倍に希釈した後、逆浸透膜を用いて精製を行い、Ｎａ+イオンのカルボン酸基をもつ顔料を得た。そして、水分を蒸発させ顔料粉体を得た。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. Unless otherwise specified, “part” and “%” in the text are based on mass.
(1) Preparation method of water-based ink:
The components shown in the following examples and comparative examples were mixed and sufficiently stirred, and then pressure filtered with a fluoropore filter (trade name: manufactured by Sumitomo Electric Co., Ltd.) having a pore size of 0.4 μm. Thus, each water-based ink was prepared.
Example 1
As a commercially available pigment having a hydrophilic group, CABOjet 200 (trade name: manufactured by Cabot Corporation) was made into an H type using an ion exchange resin, and then water was evaporated to obtain an H type CABOJET 200.
Example 2
Ink composition:
Pigment obtained in Example 1: 5%
Compound 7: 1.0%
Glycerin: 10%
Ethylene glycol: 10%
Pure water: 74%
Example 3
Ink composition:
Pigment obtained in Example 1: 5%
Compound 15: 0.5%
Polyglycerin: 7.5%
Xylitol: 7.5%
Ethylene glycol: 7.5%
Pure water: 72%
Example 4
Ink composition:
CABOjet200 (trade name: manufactured by Cabot): 5%
Compound 3: 0.2%
Glycerin: 10%
Ethylene glycol: 10%
Pure water: 74.8%
Example 5
Using a commercially available CABOJET300 (trade name: manufactured by Cabot Corporation) as a pigment having a hydrophilic group, a pigment having an average particle diameter of 100 nm or less is taken out using a centrifuge, and water is evaporated to obtain a pigment powder. Obtained.
Example 6
Ink composition:
CABOJET300 (trade name: manufactured by Cabot): 5%
Compound 7: 3%
Glycerin: 10%
Xylitol: 10%
Pure water: 72%
Example 7
Ink composition:
Pigment of Example 6: 5%
Compound 5: 3%
Glycerin: 10%
Ethylene glycol: 10%
Pure water: 72%
Example 8
After the pigment of Example 6 was dispersed in 20 times pure water, it was made H-type using an ion exchange resin, and water was evaporated to obtain H-type CABOJET 300.
Example 9
Ink composition:
Pigment obtained in Example 8: 3%
Compound 7: 0.5%
Glycerin: 10%
Ethylene glycol: 10%
Isopropyl alcohol: 2%
Pure water: 74.5%
Example 10
After adding 1000 ml of pure water to 300 g of commercially available carbon black Fw200 (trade name: Degussa) and mixing well, 450 g of sodium hypochlorite was added dropwise and stirred at 100 to 105 ° C. for 10 to 15 hours. Thereafter, 100 g of sodium hypochlorite was added, and a dispersion process was performed for 5 hours with a horizontal disperser using zirconia beads. The obtained dispersion was diluted 20 times with pure water and purified using a reverse osmosis membrane to obtain a pigment having a carboxylic acid group of Na + ions. Then, moisture was evaporated to obtain a pigment powder.
実施例１１
インク組成：
実施例１０で得られた顔料：５％
前記化合物８：５％
グリセリン：１０％
グリシトール：１０％
純水：７０％
実施例１２
実施例１０で得られた顔料を純水に分散させた後、イオン交換樹脂を用いてＨ型にし、水分を蒸発させ顔料粉体を得た。
Example 11
Ink composition:
Pigment obtained in Example 10: 5%
Compound 8: 5%
Glycerin: 10%
Glycitol: 10%
Pure water: 70%
Example 12
After the pigment obtained in Example 10 was dispersed in pure water, it was made H type using an ion exchange resin, and water was evaporated to obtain a pigment powder.
実施例１３
インク組成：
実施例１２で得られた顔料：４％
前記化合物１６：４％
グリセリン：１０％
エチレングリコール：１０％
２−ピロリドン：５％
純水：６７％
比較例１
インク組成：
ＣＡＢＯｊｅｔ２００（商品名：キャボット社製）：５％
ジエチレングリコール：１０％
グリセリン：１０％
純水：７５％
比較例２
インク組成：
ＣＡＢＯｊｅｔ３００（商品名：キャボット社製）：５％
ジエチレングリコール：１０％
グリセリン：１０％
純水：７５％
比較例３
インク組成：
実施例１０で得られた顔料：５％
ジエチレングリコール：１０％
２−ピロリドン：２％
チオジグリコール：１０％
純水：７３％
（２）評価方法
保存性の評価１：
実施例および比較例で得られた水系インク１００ｇをポリプロピレン製の容器に入れ、常温環境に一ヶ月間静置後、容器壁のインクの濡れ具合を目視で観察し、下記基準で評価した。
○：容器を斜めにしたときに、インクがきれいに弾かれる。
△：容器を斜めにしたときに、インクがきれいに弾かれるが、時間を要する状態、またはインクが壁面に付着しているが、光にすかすと光が見え、時間がたつとほぼインクが壁面からとれる状態。
×：容器を斜めにしてもインクが付着しており、かつ時間がたってもインクが付着しており、光をすかしても光が見えない状態。
Example 13
Ink composition:
Pigment obtained in Example 12: 4%
Compound 16: 4%
Glycerin: 10%
Ethylene glycol: 10%
2-pyrrolidone: 5%
Pure water: 67%
Comparative Example 1
Ink composition:
CABOjet200 (trade name: manufactured by Cabot): 5%
Diethylene glycol: 10%
Glycerin: 10%
Pure water: 75%
Comparative Example 2
Ink composition:
CABOjet300 (trade name: manufactured by Cabot): 5%
Diethylene glycol: 10%
Glycerin: 10%
Pure water: 75%
Comparative Example 3
Ink composition:
Pigment obtained in Example 10: 5%
Diethylene glycol: 10%
2-pyrrolidone: 2%
Thiodiglycol: 10%
Pure water: 73%
(2) Evaluation method Evaluation of storage stability 1:
100 g of the water-based ink obtained in Examples and Comparative Examples was placed in a polypropylene container, allowed to stand in a room temperature environment for one month, and then the wetness of the ink on the container wall was visually observed and evaluated according to the following criteria.
○: When the container is inclined, the ink is repelled neatly.
Δ: When the container is slanted, the ink is repelled neatly, but it takes time, or the ink is attached to the wall surface. A state that can be taken.
X: The ink is adhered even when the container is inclined, and the ink is adhered even after a long time.
保存性の評価２：
実施例及び比較例で得られた水系インク１００ｇをガラス製の密閉容器に入れ、６０℃、一ヶ月間静置した後、沈殿物の発生とその状態を目視により観察し、以下の基準で評価した。
◎：沈殿物は見られなかった。
○：沈殿物は見られないが、インクをフィルターでろ過した場合、わずかに析出物が見られた。
△：沈殿物は見られないが、インクをフィルターでろ過した場合、析出物が多く見られた。
×：沈殿物が容器のそこに堆積していた。
Evaluation of preservability 2:
100 g of the water-based ink obtained in Examples and Comparative Examples was put in a glass sealed container and allowed to stand at 60 ° C. for one month. Then, the occurrence of precipitates and the state thereof were visually observed, and evaluated according to the following criteria. did.
(Double-circle): The deposit was not seen.
○: No precipitate was observed, but a slight precipitate was observed when the ink was filtered through a filter.
Δ: No precipitate was observed, but when the ink was filtered with a filter, a large amount of precipitate was observed.
X: Precipitate was deposited there.
周波数応答性の評価：
実施例および比較例で得られた水系インクを、常温常圧環境下でインクジェットプリンターＢＪＣ５５００（商品名：キヤノン（株）製）を用いて、約１０ｋＨｚの印字スピードで英数文字を連続して印字し、得られた印字物を目視で観察し、下記基準で評価した。
◎：印字物の英数文字にみだれ、ドットぬけは見られなかった。また、サテライト、スプラッシュ等のインク滴のみだれによる汚れもない。
○：印字物の英数文字にみだれ、ドットぬけは見られないが、わずかにサテライト、スプラッシュ等のインク滴による汚が見られた。
△：印字物の英数文字のドットぬけが見られたが、３０ｃｍ離れた距離からは問題なく読み取れた。
×：印字物の英数文字にみだれ、ドットぬけが多発し、また、３０ｃｍ離れた距離からも読み取りにくかった。
Evaluation of frequency response:
The aqueous inks obtained in the examples and comparative examples are continuously printed with alphanumeric characters at a printing speed of about 10 kHz using an inkjet printer BJC5500 (trade name: manufactured by Canon Inc.) under a normal temperature and normal pressure environment. The printed matter obtained was visually observed and evaluated according to the following criteria.
A: No dot missing was found in the alphanumeric characters of the printed matter. Further, there is no stain due to dripping of ink droplets such as satellites and splashes.
○: No dots were found in the alphanumeric characters of the printed matter, but slight stains due to ink drops such as satellite and splash were observed.
Δ: Although dots of alphanumeric characters in the printed matter were observed, it could be read from a distance of 30 cm without any problem.
X: It was difficult to read even from a distance of 30 cm from the alphanumeric characters of the printed matter, which caused frequent dot skipping.
信頼性の評価１：
実施例および比較例で得られた水系インクをインクジェットプリンターＢＪＣ５５００（商品名：キヤノン（株）製）を用いて、５０％Ｄｕｔｙのベタパターンを各ノズルが１０8個のインク滴を吐出し、印字した後、記録ヘッドのヒーター面および印字物を必要に応じて拡大して目視により観察し、以下の基準で評価した。
○：ヒーター面に色材等の焦げの堆積物は見られなかった。
△：ヒーター面に堆積物は見られたが、印字はきれいであった。
×：ヒーター面に堆積物が多く見られた。
Reliability assessment 1:
Using water-based inks obtained in Examples and Comparative Examples, an inkjet printer BJC5500 (trade name: manufactured by Canon Inc.) was used to print a solid pattern of 50% Duty, each nozzle ejecting 10 8 ink droplets, and printing After that, the heater surface of the recording head and the printed matter were enlarged as necessary and visually observed, and evaluated according to the following criteria.
○: No burnt deposit such as coloring material was found on the heater surface.
Δ: Deposits were observed on the heater surface, but the printing was clean.
X: Many deposits were seen on the heater surface.
信頼性の評価２
実施例および比較例で得られた水系インクをインクジェットプリンターＢＪＣ４３０Ｊ（商品名：キヤノン（株）製）を用いて、５０℃環境に一ヶ月間放置後、回復操作を１回した後、英数文字を印字し、目視で観察した下記基準で評価した。
○：印字に乱れはなかった。
△：印字にわずかな乱れ、ドットぬけが見られたが、英数文字は読み取れた。
×：印字に乱れ、ドットぬけ多発し、またはインク落ちが生じ、印字ができなかった。
（３）評価結果
表１に評価結果を示した。
Reliability evaluation 2
The aqueous inks obtained in the examples and comparative examples were left in a 50 ° C. environment for one month using an inkjet printer BJC430J (trade name: manufactured by Canon Inc.), and after one recovery operation, alphanumeric characters Was printed and evaluated according to the following criteria observed visually.
○: Printing was not disturbed.
Δ: Slightly disturbed printing and missing dots were observed, but alphanumeric characters could be read.
X: Printing was disturbed, dots were frequently generated, or ink was dropped, and printing could not be performed.
(3) Evaluation results Table 1 shows the evaluation results.
１３ ヘッド
１４ 溝
１５ 基板
１６ 保護膜
１７−１、１７−２ アルミニウム電極
１８ 発熱抵抗体層
１９ 蓄熱層
２０ 基板
２１ インク
２２ オリフィス
２３ メニスカス
２４ インク小滴
２５ 記録媒体
２６ マルチ溝
２７ ガラス板
２８ 基板
４０ インク収容部
４２ 栓
４４ 吸収体
５１ 給紙部
５２ 紙送りローラ
５３ 排紙ローラ
６１ ブレード
６２ キャップ
６３ インク吸収体
６４ 吐出回復部
６５ ヘッド
６６ キャリッジ
６７ ガイド軸
６８ モーター
６９ ベルト
７０ 記録ユニット
７１ ヘッド部
７２ 大気連通口
13
Claims (19)
色材として親水基を有することにより水に対して自己分散性を有する顔料と、
該顔料の分散用の液媒体と、
一般式（Ｉ）：
Ｂ−Ｘ−Ａ （Ｉ）
（上記一般式（Ｉ）において、Ａはスルホン酸基、カルボン酸基、リン酸基及びこれらの塩からなる群から選択された１つの基であり、Ｂはアミノ基またはアミド基を表し、Ｘはアルキレン基または環状化合物基を表す。）
で表わされる化合物と、
を含むことを特徴とする水系のインク。 An ink that is in contact with a surface layer containing a metal of an electric heat exchanging portion that imparts thermal energy to the ink,
A pigment having self-dispersibility in water by having a hydrophilic group as a coloring material;
A liquid medium for dispersing the pigment;
Formula (I):
BX-A (I)
(In the above general formula (I), A represents one group selected from the group consisting of a sulfonic acid group, a carboxylic acid group, a phosphoric acid group, and salts thereof; B represents an amino group or an amide group; Represents an alkylene group or a cyclic compound group.)
A compound represented by
A water-based ink characterized by comprising:
前記インクカートリッジが請求項１６または１７に記載のインクカートリッジであり、前記記録ヘッドが、前記記録ヘッドが、インクに吐出口から吐出するための熱エネルギーを付与する電気熱変換部を有し、該電気熱変換部が金属を含み、インクと接する表面層を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
In an ink jet recording apparatus comprising a recording head for discharging ink, an ink cartridge having an ink containing portion containing ink, and an ink supply portion for supplying ink from the ink cartridge to the recording head,
The ink cartridge according to claim 16 or 17, wherein the recording head includes an electrothermal conversion unit that applies heat energy to the recording head to be ejected from an ejection port. An ink jet recording apparatus, wherein the electrothermal converting portion includes a metal and has a surface layer in contact with ink.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003434521A JP2005187783A (en) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Water-based ink, method and apparatus for ink jet recording |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2009138162A (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-25 | Seiko Epson Corp | Ink for forming conductor pattern, conductor pattern, and wiring substrate |
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2003
- 2003-12-26 JP JP2003434521A patent/JP2005187783A/en active Pending
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