(57)【要約】【課題】記録品質及びインクの吐出安定性に優れ、インクを保持又は吐出させるための手段の構成物に対する侵食性が少ない水性インク、そのためのインク容器及びインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】少なくとも水と、着色剤と、湿潤剤と、少なくとも２種類の界面活性剤とを含有するインクにおいて、前記１種類の界面活性剤が下記化学式（Ｉ）と化学式（ＩＩ）で表される化合物をともに含む界面活性剤であり、前記別の１種類の界面活性剤が化学式（Ｉ）で表される化合物を有機溶剤で溶解せしめた界面活性剤であることを特徴とする水性インク。【化１】2004315737.tif 000014【化２】2004315737.tif 000015化学式（ＩＩ）において、Ｒは炭素数１〜２０の直鎖アルキル基であり、ｍ、ｎは０又は正の整数である。【選択図】    無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも水と、着色剤と、湿潤剤と、少なくとも２種類の界面活性剤とを含有するインクにおいて、前記１種類の界面活性剤が下記化学式（Ｉ）と化学式（ＩＩ）で表される化合物をともに含む界面活性剤であり、前記別の１種類の界面活性剤が化学式（Ｉ）で表される化合物を有機溶剤で溶解せしめた界面活性剤であることを特徴とする水性インク。
化学式（Ｉ）
【化１】
2004315737.tif 000012
化学式（ＩＩ）
【化２】
2004315737.tif 000013
化学式（ＩＩ）において、Ｒは炭素数１〜２０の直鎖アルキル基であり、ｍ、ｎは０又は正の整数である。
【請求項２】
前記化学式（Ｉ）で表される化合物の含有量が、０．０５〜１重量％である請求項１記載の水性インク。
【請求項３】
前記化学式（ＩＩ）で表される化合物の含有量が、０．０５〜１重量％である請求項１又は請求項２記載の水性インク。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の水性インクを収納する収納室を有し、前記収納室の少なくとも前記水性インクとの接触部分の構成物の部材は、前記水性インクによる侵食が小さい材料から成ることを特徴するインク容器。
【請求項５】
請求項１〜３の何れかに記載の水性インクを用いることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録品質及びインク吐出安定性に優れると共に、インクを保持又は吐出させるための手段の構成物に対する侵食性が少ない水性インク、特にインクジェット記録方式に適した水性インク、インクを収納する容器、及び水性インクを用いるインクジェット記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方式は、記録ヘッドにインクを供給し、様々なインク吐出方式を用いて、小滴としてインクを記録媒体に向け吐出し、飛翔を制御して記録媒体上の目的の位置に付着させることで記録を行うものであり、高精細な画像を高速で静粛に記録することができ、多色のインクを用いることでカラー記録が容易に行える等の利点を有するため、広く記録手段として用いられている。近年、特に高精細な画像記録の形成のために、インクジェット記録で用いられるインク小滴の量は約２ｐＬのような極微量となっており、インクを吐出する記録ヘッドのインク吐出孔（ノズル）は、極微細に形成されている。
【０００３】
インクジェット記録方式に用いられるインクとしては、▲１▼記録品質が良好で、インクが記録媒体上で速やかに乾燥すること▲２▼インクがノズルに目詰まらず、またインクの吐出安定性が良好なこと▲３▼インクの安全性が高く、インクの保持又は吐出するための手段の構成物に対する侵食性が少ないこと等が要求される。▲１▼を達成するために、インクには浸透効果をもたらす界面活性剤が添加されるが、水性インクに用いられる界面活性剤としては、良好な記録品質と記録媒体への高い浸透効果をもたらすノニオン系界面活性剤が選択されることが多い。
【０００４】
特にアセチレンアルコール又はアセチレングリコール系界面活性剤は、極めて浸透効果が高く、少量の添加でも優れた記録品質をもたらすことが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２    参照。）。
【０００５】
このアセチレンアルコール又はアセチレングリコール系界面活性剤は、疎水性の強い構造のものほど、浸透効果を得ることができるが、逆に水に対する溶解性が低くなるため、インク吐出孔への目詰まり、吐出安定性に注意が必要となる場合がある。水溶解性が低いアセチレンアルコール又はアセチレングリコール系界面活性剤をインク組成物に溶解せしめるためには、浸透性は劣るが溶解性の高い界面活性剤又は有機溶剤を、該インク組成物に併せて添加する方法が行われる（例えば、特許文献３    参照。）。
【０００６】
疎水性の強い構造のアセチレンアルコール系化合物と有機溶剤である１，２−アルキルジオール化合物とを組み合わせることで、アセチレンアルコール系化合物の水溶解性を向上させることが提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６３−１３９９６４号公報（第３−６頁）
【特許文献２】
特開平４−２３９０６８号公報（第３頁）
【特許文献３】
特開２００２−３０９１３０号公報（第２−３頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
疎水性の強いアセチレンアルコール又はアセチレングリコールを多量に水性インクに添加するために、他の界面活性剤又は有機溶剤を溶解助剤として使用すると、（ａ）界面活性剤又は有機溶剤の多量の添加により水性インクの表面張力が著しく低下する（ｂ）界面活性剤又は有機溶剤が多量に添加されるとノズルに対する侵食性が高まる。
【０００９】
（ａ）によりインクの表面張力が著しく低下すると、インク滴の凝集力が弱まるためインク滴の飛翔形態が不安定になるが、高精細な記録形成のため記録に使用する１滴のインク量を減量されると、インク吐出に必要な吐出エネルギーも小さくなり、飛翔形態が不安定になるため、さらに記録品質の低下が引き起こされる。（ｂ）のようなノズルの侵食では、極微細に形成されているノズルの構成物が侵食により変形等を起こすため、インク吐出が正常に行われなくなり、正確な記録が行われなくなる。
【００１０】
疎水性の強いアセチレンアルコール又はアセチレングリコールを多量に水性インクに添加すると、これら（ａ）、（ｂ）の弊害が発生するという課題があった。
【００１１】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、記録品質及びインクの吐出安定性に優れ、インクを保持又は吐出させるための手段の構成物に対する侵食性が少ない水性インク、そのためのインク容器及び水性インクを用いたインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる水性インクは、少なくとも水と、着色剤と、湿潤剤と、少なくとも２種類の界面活性剤とを含有するインクにおいて、前記１種類の界面活性剤が下記化学式（Ｉ）と化学式（ＩＩ）で表される化合物をともに含む界面活性剤であり、前記別の１種類の界面活性剤が化学式（Ｉ）で表される化合物を有機溶剤で溶解せしめた界面活性剤であることを特徴とする。
化学式（Ｉ）
【００１３】
【化３】
2004315737.tif 000002
化学式（ＩＩ）
【００１４】
【化４】
2004315737.tif 000003
化学式（ＩＩ）において、Ｒは炭素数１〜２０の直鎖アルキル基であり、ｍ、ｎは０又は正の整数である。
【００１５】
化合物（Ｉ）は、疎水性の強いアセチレングリコール系化合物であり、化合物（ＩＩ）は化合物（Ｉ）を水へ溶解せしめるための溶解助剤でありかつ浸透性を有する界面活性剤である。化合物（Ｉ）は、水への単独の溶解度は０．１重量％であるが、着色剤、湿潤剤、その他調整剤を含む水性インクにおいては、水性インク全体に対する溶解度は更に低下する。化合物（Ｉ）が水性インク中で十分に溶解しきれないと、固形物としてノズル部分で析出し、目詰まりにより吐出安定性が損なわれる。化合物（ＩＩ）は、化合物（Ｉ）を安定して溶解せしめかつ界面活性剤として必要な浸透性を補完するために最適な化合物であるが、微量であってもノズル構成物への侵食性が強いため、化合物（Ｉ）の機能を必要とするインクジェット記録用水性インク中に、化合物（Ｉ）を十分に溶解せしめた化合物（ＩＩ）をともに含む界面活性剤を、多量に添加することはできない。疎水性の強いアセチレングリコール系化合物の化合物（Ｉ）と化合物（Ｉ）を溶解せしめるために溶解助剤として使用される化合物（ＩＩ）から成る界面活性剤と併せて、化合物（Ｉ）を特定の有機溶剤で溶解して界面活性剤とした成分を、水性インクに併せて添加することで、インクジェット記録用インクの諸特性を著しく高める化合物（Ｉ）の水性インク中における含有量を高めることができる。
【００１６】
本発明の水性インクは、化合物（Ｉ）を０．０５〜１重量％含有するが望ましく、また、本発明の水性インクは、化合物（ＩＩ）を０．０５〜１重量％含有することが望ましい。
【００１７】
また、前記目的を達成する本発明のインク容器は、上記本発明の水性インクを収納する収納室を有し、前記収納室の少なくとも前記水性インクとの接触部分の構成物の部材は、前記水性インクによる侵食が小さい材料から成ることを特徴とする。
【００１８】
さらに、前記目的を達成する本発明のインクジェット記録装置は、上記本発明の水性インクを用いることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
［水性インク］
以下において、本発明の水性インクに使用される成分について、詳細に説明する。本発明の水性インクは、水と、着色剤と、湿潤剤と、界面活性剤を必須成分として含有する。それぞれの必須成分について説明する。
【００２０】
本発明の水性インクは少なくとも２種類の界面活性剤を含有するが、前記１種類の界面活性剤は、化合物（Ｉ）と化合物（ＩＩ）をともに含む界面活性剤である。本発明の水性インクに含まれる別の１種類の界面活性剤は、化合物（Ｉ）を有機溶剤で溶解せしめた界面活性剤であり、化合物（Ｉ）を溶解せしめる有機溶剤としては、低揮発性で粘度が比較的低い多価アルコール類、具体的にはプロピレングリコール、ジプロピレングリコール、分子量４００以下のポリエチレングリコール等が挙げられる。
【００２１】
本発明の水性インクの主溶媒は水であり、水としてはイオン交換水、蒸留水等の純水を用いることが好ましい。
着色剤として、水性インクに添加される界面活性剤と相互作用を起こさなければいずれの染料又は顔料でもよく、例えば直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料、分散染料及び食用染料等の染料、有機顔料、無機顔料等が挙げられる。具体的には、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド２、４、９、２３、２６、３１、６２、７２、８４、９５、２２５、２３３、２４２、２４７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー８、９、２７、３３、３９、５３、８６、９６、１００、１１０、１６１、１６３、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、１５、２５、６８、７６、８０、８６、８７、９０、１０６、１０９、１５８、１６８、１９４、１９９、２１１、２１８、２３６、２４８、２５２、２７０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１９、１５４、１６８、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド３５、４２、５７、８２、１１４、１２７、１４３、１５８、２６１、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１７、２３、３９、４４、７６、２２７、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、２５、４１、７２、７８、１０６、１２０、１３８、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック７、２４、２９、４８等が挙げられる。これら着色剤の添加量は、着色剤の種類、溶媒成分の種類、インクに対し要求されている特性等に依存して決定されるが、本発明の水性インクにおいては、インク全重量に対し０．２〜２０重量％、好ましくは０．５〜１０重量％である。
【００２２】
インクの吐出信頼性、保存安定性、前記着色剤の乾燥によるノズルでの目詰まり防止を目的とした湿潤剤、その溶解助剤として、水溶性有機溶媒を添加する。具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、分子量２０００以下のポリエチレングリコール等のグリコール類、グリセリン及びそれらのモノエーテル類、モノエステル化物、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、トリエタノールアミン等の含窒素化合物等をインク中に添加し使用できる。本発明に用いられる水溶性有機溶媒は、単独で用いても、２種類以上を混合して用いてもよく、インク中の含有量は１〜５０重量％、好ましくは５〜３０重量％で用いることが望ましい。
【００２３】
さらに、必要に応じて、従来公知の粘度調整剤、表面張力調整剤、ｐＨ調整剤、防カビ剤、防腐剤等を適宜添加することができる。
【００２４】
［インク容器］
本発明のインク容器は、本発明の水性インクを収納する収納室を有し、前記収納室の少なくとも本発明の水性インクとの接触部分の構成物の部材は、本発明の水性インクによる侵食が小さい材料から成る。本発明の水性インクによる侵食が小さい材料とは、インク容器を形成するプラスチック等の部材、インクを保持するための多孔質フォーム等の保持材、インク容器からインクを取り出すための機構を成すバネ等の金属部品が、本発明の水性インクに対して溶解しないことと共にインクが材料成分と反応してインクを変質させることがない材料をいう。
【００２５】
プラスチックはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等、多孔質フォームはポリウレタン、ポリエチレン等、金属はステンレス等が使用できるが、これらに限定されるものではない。
【００２６】
［インクジェット記録装置］
本発明のインクジェット記録装置は、本発明のインクを用いて紙等の記録媒体に記録を行うことものである。
【００２７】
以下に実施例を示し、本発明を詳細に説明する。以下に示す添加量の構成成分によって、実施例１〜４及び比較例１、２のインクを作製した。
【００２８】
［実施例１］
2004315737.tif 000004
【００２９】
【化５】
2004315737.tif 000005
［実施例２］
2004315737.tif 000006
［実施例３］
2004315737.tif 000007
［実施例４］
2004315737.tif 000008
［比較例１］
2004315737.tif 000009
［比較例２］
2004315737.tif 000010
（評価方法及び評価基準）上記実施例１〜４、比較例１，２のインクの性能を以下の通り評価した。
【００３０】
１．水性インクへの溶解性
各例のインク成分を調合後、常温で３時間攪拌した。攪拌後のインクの溶解性を下記基準で評価した。
○：インクに不溶物（浮遊物又は沈殿物）がない。
×：インクに不溶物（浮遊物又は沈殿物）がある。
【００３１】
２．表面張力
ウイルヘルミー式の板吊り法で、２０℃のインクの表面張力を測定した。
表面張力が２７ｍＮ／ｍ以下のインクは、ノズルから吐出したとき、インク滴の凝集力が小さすぎて、インク滴の飛翔形態が不安定になり、記録品質が低下する傾向がある。また、表面張力が３５ｍＮ／ｍ以上では、記録媒体に付着したときの速乾性劣る。
【００３２】
３．記録品質
インクジェット記録装置としてインクジェットプリンターＴＭ−Ｊ２１００（セイコーエプソン株式会社製）を使用し、記録を行い、下記基準で評価した。
○：記録に乱れがない
×：記録に問題のある乱れがある
記録に用いた用紙は、王子レジ４５ｋｇ紙、大昭和レジ５５ｋｇ紙、エコロール紙である。小型インクジェットプリンターであるＴＭ−Ｊ２１００は、低消費電力で使用でき、またインク吐出に必要な吐出エネルギーが小さいが、高精細な記録のため吐出するインク滴量を少なくし、吐出エネルギーも小さいと、インク滴は他の物理的影響を受け易くなり、特にインク表面張力が低下してインク滴の凝集力が弱まると、インク滴が分離し易い即ち飛翔形態が不安定になる。目的の位置にインク適を着弾させて記録を行うインクジェット記録装置においては、着弾したときのインク形状が真円に近い程記録品質を向上させることができるが、飛翔形態が不安定で液滴が分離しインクは、着弾時の形状を真円にすることができず、記録品質が低下する。
【００３３】
４．部材侵食性
インクジェットプリンターＴＭ−Ｊ２１００にインクを充填した状態で、４０℃２５％ＲＨの環境で１ヶ月放置した後、ノズル面の観察と、３と同様の印字を行い、下記基準で評価した。
○：ノズル面に侵食はなく、記録に乱れがない
△：ノズル面にやや侵食があるが、記録に乱れがない
×：ノズル面に侵食があり、記録に問題のある乱れがある
本発明の記録に用いたインクジェットプリンターのノズルの先端は、撥水構造になっていることを特徴とする。これはノズル先端にインクが固着し難くするためである。本実施例では、ノズル先端がガラスとシリコンで形成され、その表面を蒸着によりフルオロアルキルシリル化して撥水層を形成したものを用いた。水性インク組成物中の界面活性剤成分、特に前記化合物（ＩＩ）で示されるような物質は、蒸着されたフルオロアルキルシリル基を侵食する。ノズル先端面が侵食されると、ノズルから吐出したインクの飛翔形態が不安定になり、前記と同様に記録品質の低下を引き起こす。
【００３４】
以上の評価結果を表１に示す。
表１
2004315737.tif 000011
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の水性インクによれば、インク組成物の溶解性が高く、記録品質が良好で、かつ部材侵食性がないが、比較例で用いるような界面活性剤はインクへの溶解性が低く、記録品質が劣り、かつ部材侵食性が強い。
本発明のインク容器は、本発明の水性インクを長期間安定して保存できる。
本発明のインクジェット記録装置は、本発明の水性インクを用いて紙等の記録媒体に良好な記録を行うことができる。
それらの理由は、本発明の水性インクのインクに含有される化合物（Ｉ）の量が減ぜられることなく、化合物（ＩＩ）の含有量が少ないため、インクの吐出安定性に優れ、インクを保持又は吐出させるための手段の構成物に対する侵食性が少ないことによる。