(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、水と、塩基性染料と、ｐＨ調節剤を含むインクジェット記録用水性インクであって、
前記ｐＨ調節剤は、下記式（１）で表される物質（ただし、トリエタノールアミン、トリエチルアミン及びアンモニアである場合を除く）から選ばれた１種或いは複数種であることを特徴とするインクジェット記録用水性インク。
【化１】
0004407090.tif 000022
【請求項２】
前記ｐＨ調節剤は、インク全量に対して、０．００１〜２重量％であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録用水性インク。
【請求項３】
前記ｐＨ調節剤は、インク全量に対して、０．０１〜１重量％であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録用水性インク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に使用するインクジェット記録用水性インク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のプリンタ技術は、急激に加熱し発生した気泡により微細ノズルからインクを吐出するバブル方式、電圧印加により変形する圧電素子を用いて微細ノズルからインクを吐出するピエゾ方式等が知られており、基本色となる数色のインクを、数ピコリットル〜数十ピコリットルという微小液滴として選択的に記録紙面上に着弾させることにより画像を形成する。
【０００３】
このインクジェット記録方式の長所は、微小液滴の吐出制御による高印字品質及び高印画品質であり、数ピコリットルの微小液滴を高精度で紙面上に着弾させることにより、粒状感のない画像形成が可能となる。しかし、そのような微小液滴の吐出を可能にするためには十分に細いノズルからの高精度の吐出制御技術が必要である。このような高精度の吐出制御技術を達成するために、インク流路やプリンタヘッド等を構成している主要部分に高精度の加工技術が要求される。一般的に高精度加工が可能で安価な材料としては金属材料があり、従って強度及び耐久性が要求されるプリンタ主要部に関しては金属部品が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般的なインクジェットプリンタは、記録紙への着色性や毒性の観点からその多くがアニオン性染料インクを使用している。しかしながら色によっては（特にイエロー）、鮮やかさという点において不十分で、マーカーペンで描かれたような鮮やかな画像を得たいという要望がある。この要望を満足するためには、マーカーペンに使用されているような鮮やかな発色を有する塩基性染料を使用するのが最良である。しかし塩基性染料を用いたインクはｐＨが低くなり、プリンタの金属部品（メッキ部も含めて）を腐食させるおそれがある。常にインクと接触している部品には、極力金属部品を使用しないように構成されてはいるものの、印字中もしくはノズルのメンテナンス中に僅かにインクが飛び散り、プリンタを構成している金属部品に付着し金属が腐食、印字安定性が低下するといった問題がある。従って塩基性染料インクの場合は、通常アルカリ性を有するｐＨ調節剤を添加してインクのｐＨを中性或いはアルカリ性にして使用されるべきである。しかしｐＨ調節剤の種類によっては、その印字画像の彩度や色目が変化し、塩基性染料固有の鮮やかさを損なうといった問題が発生した。この問題を解決するため我々は鋭意研究を行った結果、特定の構造を有するｐＨ調節剤を用いた場合、その印字画像の彩度や色目が変化しないことを突き止め本発明に至った。
【０００５】
すなわち本発明は、塩基性染料を用いたインクにおいて、鮮やかな彩度を保ち、且つ金属部品のインクによる腐食が防止できるインクジェット記録用インクを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明のインクジェット記録用インクは、少なくとも、水と、塩基性染料と、ｐＨ調節剤を含むインクジェット記録用水性インクであって、前記ｐＨ調節剤が、下記式（１）で表される物質（ただし、トリエタノールアミン、トリエチルアミン及びアンモニアである場合を除く）から選ばれた１種或いは複数種であることを特徴とする。
【０００７】
【化１】
0004407090.tif 000002
【０００８】
【０００９】
【００１０】
そして、前記ｐＨ調節剤は、インク全量に対して、０．００１〜２重量％、好ましくは０．０１〜１重量％である。
【００１１】
前記式（１）で示した特定のｐＨ調節剤を使用した場合、何故印字画像の彩度及び色目が殆ど変化しないのか定かではないが、以下のように考えられる。
【００１２】
式（１）のｐＨ調節剤を使用した場合は、側枝がアルキル基又は、一部ＯＨにて置換されたアルキル基であることから、電子放出基である窒素原子からダイレクトに電子が放出されないため、強い還元作用が無く、塩基性染料の励起状態を妨げることが抑制される。従って、塩基性染料の鮮やかな発色を妨げずにｐＨ調節を可能にしているものと考えられる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
本発明におけるインクジェット記録用水性インクは、少なくとも水と、塩基性染料と、下記式（１）、式（２）及び式（３）で表される物質から選ばれた１種或いは複数種のｐＨ調節剤とから成る。さらに前記物質の他に、湿潤剤や浸透剤を加えるのが一般的である。
【００１５】
【化１】
0004407090.tif 000003
【００１６】
【化２】
0004407090.tif 000004
【００１７】
【化３】
0004407090.tif 000005
【００１８】
前記水は、脱イオン水（純水）を使用することが望ましい。このときの水の含有量は、通常時のインク粘度を正常噴射可能な低粘度に保つため、インク全量に対して４０重量％以上であることが望ましい。
【００１９】
前記塩基性染料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ベーシックイエロー１，２，１１，１３，１４，１９，２１，２５，３２，３３，３６，３７，４０，５１、Ｃ．Ｉ．ベーシックオレンジ２，１５，２１，２２、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１，１：１，２，５，６，８，９，１２，１３，１４，１９，２２，２９，３７，３８，３９，９２、Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット１，２，３，４，７，１０，１１：１，１４、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー１，３，４，５，６，７，９，１１，１２，１６，１７，１９，２４，２５，２６，２８，２９，４１，４５，５４，６５，６６、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン１，４、Ｃ．Ｉ．ベーシックブラウン１，１２、Ｃ．Ｉ．ベーシックブラック２，８、等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。この塩基性染料は、１種に限定されるものではなく、２種以上を混合使用して色調を調整してもよい。前記染料含有量は、インク全量に対して０．１〜１０重量％、より好ましくは０．５〜５重量％の範囲である。
【００２０】
前記ｐＨ調節剤は、インクのｐＨをおよそ中性或いはアルカリ性にする目的で加えられるもので、水に溶解した場合にアルカリ性を示す物質であり、下記式（１）、式（２）及び式（３）で表される物質から選ばれた１種或いは複数種から成る。
【００２１】
【化１】
0004407090.tif 000006
【００２２】
【化２】
0004407090.tif 000007
【００２３】
【化３】
0004407090.tif 000008
【００２４】
式（１）の物質は、具体的には、アンモニア、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、２−ジメチルアミノエタノール、Ｎ−メチル−２，２−イミダジエタノール、ジイソプロパノールアミン、１−アミノー２−プロパノール、３−アミノ−１−プロパノール、ｎ−ブチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、Ｎ−ｎ−ブチルエタノールアミン、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルイソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジイソブチルアミン、ジペンチルアミン、ｎ−ドデシルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、ジ−ｓｅｃ−ブチルアミン、ｎ−デシルアミン、ジ−ｎ−ドデシルアミン、ジ−２−エチルヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルメチルアミン、ジ−ｎ−ヘキシルアミン、１，３−ジメチルブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン等が挙げられる。
【００２５】
式（２）の物質は、具体例としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム等が挙げられる。
【００２６】
式（３）の物質は、具体的には、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム等が挙げられる。
【００２７】
これらのｐＨ調節剤は、単独で用いることも或いは混合して用いることも可能である。前記ｐＨ調節剤のインク中の含有量は、インク全量に対して２重量％よりも多くなると成分が析出する等の問題が生じるおそれがあるので、インク全量に対して、０．００１〜２重量％、好ましくは０．０１〜１重量％である。
【００２８】
前記湿潤剤としては、主としてインクジェットヘッドのノズルにおけるインクからの析出発生、乾固防止を目的として添加される。例えば、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、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオジグリコール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、ヘキシレングリコール等のアルキレングリコール類；グリセリン；２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のピロリドン類が挙げられ、これらの湿潤剤は混合して用いることも可能である。インク中の含有量は、インク全量に対して、５〜５０重量％、好ましくは１０〜４０重量％である。湿潤剤が少なすぎると、湿潤作用が不十分となり、析出、乾固等の問題が生じる。また、多すぎるとインクが必要以上に増粘し、吐出不能となったり、記録紙上での乾燥が極端に遅くなる等の問題を生じる。
【００２９】
前記浸透剤は、低臭気性である蒸気圧の低い多価アルコールモノアルキルエーテルを使用することが望ましい。該多価アルコールモノアルキルエーテルは、記録紙へのインク浸透速度を効果的に速めることにより、記録紙面上でのインクの速乾性を向上させ、記録紙上での遅乾性に起因するブリーディング（異なる色の境界でのにじみ）を防止し、且つ、浸透に伴うフェザリング（記録紙の繊維に沿ったヒゲ状のにじみ）を起こし難いものが好適に使用される。上記多価アルコールモノアルキルエーテルの具体例としては、例えば、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ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、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プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジプロピ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ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。
【００３０】
インク中の上記多価アルコールアルキルエーテルの含有量は、インク全量に対して３〜２０重量％が好ましい。３重量％未満であると、インクの記録紙への浸透速度が遅く、乾燥時間、滲みに問題を生じる。また、２０重量％を越えると、インクの記録紙への浸透が激しくなり、記録紙の裏までインクが達してしまったり、滲みにも問題を生じる。また、インクの記録紙への浸透、乾燥性を制御する目的で、エタノール、イソプロピルアルコール等の１価アルコールを使用することも可能である。
【００３１】
本発明のインクの基本構成は以上の通りであるが、その他従来公知の各種浸透剤、樹脂バインダー、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、染料溶解剤、防腐防カビ剤等を必要に応じて添加することができる。
【００３２】
尚、熱エネルギーの作用によってインクを吐出させるタイプのインクジェット方式に適用する場合には、熱的な物性値（例えば比熱、熱膨張係数、熱電導率等）が調整されることもある。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明を具体化した実施例及び比較例について説明する。
実施例１
塩基性染料としてＣ．Ｉ．ベーシックレッド１及びＣ．Ｉ．ベーシックイエロー４０の混合物を、ｐＨ調節剤として上記式（１）に該当するモノエタノールアミンをそれぞれ用いた実施例について説明する。
（イ）下記表１の各材料を全量が１００ｇとなるように秤量し、十分に混合攪拌した後、０．２μｍのメンブランフィルターで濾過してインク（ａ）を作製した。
【００３４】
【表１】
0004407090.tif 000009
【００３５】
前記インク（ａ）のｐＨを、「ｐＨ  ＭＥＴＥＲ  Ｄ−２２」（堀場製作所製）にて測定した。ｐＨは、１０．５とアルカリ性であった。
（ロ）前記インク（ａ）の彩度がモノエタノールアミン添加によりどの程度変化したか調べるため、モノエタノールアミンを含有していない下記組成のインク（ａ−１）を作製した。作製方法は前記同様に各材料を１００ｇとなるように秤量し、十分に混合攪拌した後、０．２μｍのメンブランフィルターで濾過した。
【００３６】
【表２】
0004407090.tif 000010
【００３７】
前記インク（ａ−１）のｐＨを、上記と同様の方法にて測定した。ｐＨは５．２と低く、酸性であった。
【００３８】
前記インク（ａ）及びインク（ａ−１）で、インクジェットプリンタ「ＭＦＣ−７４００Ｊ」（ブラザー工業製）にて、「ＢＵＳＩＮＥＳＳ  ＭＵＬＴＩＰＵＲＰＯＳＥ  ４２００  ＰＡＰＥＲ」（ゼロックス社製）の記録紙に、それぞれ２ｃｍ角のベタ印字を行った。
【００３９】
そして、インク（ａ）及びインク（ａ−１）による印字物を、測色計「ＣＭ−２００２」（ミノルタ社製）にて、Ｄ６５、１０°光源の条件で測色（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊を測定）し、下記数式１により色目変化と彩度変化を算出した。
【００４０】
【数１】
0004407090.tif 000011
【００４１】
色目変化は７．２、彩度変化は１．１といずれも変化量は小さく、ｐＨ調節剤であるモノエタノールアミン添加による変色等の不都合はないと言える。
実施例２、参考例３〜４、実施例５〜７、参考例８〜１２
実施例２、参考例３〜４、実施例５〜７、参考例８〜１２は、実施例１に用いたｐＨ調節剤であるモノエタノールアミンを表３に示す各物質に変えた以外は、実施例１と全く同様に実施した。結果を実施例１と共に表３にまとめた。なお、実施例１〜２、参考例３〜４及び実施例５〜７は前記式（１）、参考例８及び９は式（２）、参考例１０〜１２は式（３）のｐＨ調節剤である。
【００４２】
【表３】
0004407090.tif 000012
【００４３】
比較例１〜７
比較例１〜７は、実施例１に用いたｐＨ調節剤であるモノエタノールアミンを表４に示す各物質（本発明以外のアルカリ性物質）に変えた以外は、実施例１と全く同様に実施した。結果を表４にまとめた。色目変化及び彩度変化が大きく、鮮やかさに欠け塩基性染料を使用するメリットが失われている。
【００４４】
【表４】
0004407090.tif 000013
【００４５】
実施例１３
塩基性染料としてＣ．Ｉ．ベーシックブルー４５を、ｐＨ調節剤として前記式（１）に該当するモノエタノールアミンをそれぞれ用いた実施例について説明する。
（イ）下記各材料を全量が１００ｇとなるように秤量し、十分に混合攪拌した後、０．２μｍのメンブランフィルターで濾過してインク（ｂ）を作製した。
【００４６】
【表５】
0004407090.tif 000014
【００４７】
前記インク（ｂ）のｐＨを、前記と同様に測定した。ｐＨは、１０．２とアルカリ性であった。
（ロ）前記インク（ｂ）の彩度がモノエタノールアミン添加によりどの程度変化したか調べるため、モノエタノールアミンを含有していない下記組成のインク（ｂ−１）を作製した。作製方法は前記同様に各材料を１００ｇとなるように秤量し、十分に混合攪拌した後、０．２μｍのメンブランフィルターで濾過した。
【００４８】
【表６】
0004407090.tif 000015
【００４９】
前記インク（ｂ−１）のｐＨを、前記と同様の方法にて測定した。ｐＨは５．４と低く、酸性であった。
【００５０】
前記インク（ｂ）及びインク（ｂ−１）で、前記と同様の方法にて印字して、かつ前記と同様の方法で測色（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊を測定）し、前記数式１により色目変化と彩度変化を算出した（ただし（ａ）は（ｂ）に、（ａ−１）は（ｂ−１）に読み替えるものとする）。色目変化は２．２、彩度変化は１．３といずれも変化量は小さく、ｐＨ調節剤であるモノエタノールアミン添加による変色等の不都合はないと言える。
参考例１４〜１８
参考例１４〜１８は、実施例１３に用いたｐＨ調節剤であるモノエタノールアミンを表７に示す各物質に変えた以外は、実施例１３と全く同様に実施した。結果を実施例１３と共に表７にまとめた。なお、実施例１３及び参考例１４〜１５は前記式（１）、参考例１６は式（２）、参考例１７及び１８は式（３）のｐＨ調節剤である。
【００５１】
【表７】
0004407090.tif 000016
【００５２】
比較例８〜１１
比較例８〜１１は、実施例１３に用いたｐＨ調節剤であるモノエタノールアミンを表８に示す各物質（本発明以外のアルカリ性物質）に変えた以外は、実施例１３と全く同様に行った。結果を表８にまとめた。色目変化及び彩度変化が大きく、鮮やかさに欠け塩基性染料を使用するメリットが失われている。
【００５３】
【表８】
0004407090.tif 000017
【００５４】
実施例１９
塩基性染料としてＣ．Ｉ．ベーシックバイオレット１１：１を、ｐＨ調節剤として前記式（１）に該当するモノエタノールアミンを用いた実施例について説明する。
（イ）下記各材料を全量が１００ｇとなるように秤量し、十分に混合攪拌した後、０．２μｍのメンブランフィルターで濾過してインク（ｃ）を作製した。
【００５５】
【表９】
0004407090.tif 000018
【００５６】
前記インク（ｃ）のｐＨを、前記と同様の方法にて測定した。ｐＨは、１０．８とアルカリ性であった。
（ロ）前記インク（ｃ）の彩度がモノエタノールアミン添加によりどの程度変化したか調べるため、モノエタノールアミンを含有していない下記組成のインク（ｃ−１）を作製した。作製方法は前記と同様に各材料を１００ｇとなるように秤量し、十分に混合攪拌した後、０．２μｍのメンブランフィルターで濾過した。
【００５７】
【表１０】
0004407090.tif 000019
【００５８】
前記インク（ｃ−１）のｐＨを、前記と同様の方法にて測定した。ｐＨは５．２と低く、酸性であった。
【００５９】
前記インク（ｃ）及びインク（ｃ−１）で、前記と同様の方法にて印字して、かつ前記と同様の方法で測色（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊を測定）し、前記数式１により色目変化と彩度変化を算出した（ただし（ａ）は（ｃ）に、（ａ−１）は（ｃ−１）に読み替えるものとする）。色目変化は５．２、彩度変化は２．１といずれも変化量は小さく、ｐＨ調節剤であるモノエタノールアミン添加による変色等の不都合はないと言える。
実施例２０〜２１、参考例２２〜２４
実施例２０〜２１、参考例２２〜２４は、実施例１９に用いたｐＨ調節剤であるモノエタノールアミンを表１１に示す各物質に変えた以外は、実施例１９と全く同様に実施した。結果を実施例１９と共に表１１にまとめた。なお、実施例１９〜２１は前記式（１）、参考例２２は式（２）、参考例２３及び２４は式（３）のｐＨ調節剤である。
【００６０】
【表１１】
0004407090.tif 000020
【００６１】
比較例１２〜１５
比較例１２〜１５は、実施例１９に用いたｐＨ調節剤であるモノエタノールアミンを表１２に示す各物質（本発明以外のアルカリ性物質）に変えた以外は、実施例１９と全く同様に実施した。結果を表１２にまとめた。色目変化及び彩度変化が大きく、鮮やかさに欠け塩基性染料を使用するメリットが失われている。
【００６２】
【表１２】
0004407090.tif 000021
【００６３】
上記表３，４，７，８，１１，１２の結果を見ると、実施例及び比較例どちらもｐＨは中性以上であり、金属部品の腐食という観点では問題にはならないと考えられる。しかしながら色目及び彩度の変化を見ると、本発明の各実施例においてはいずれもその変化は小さく、十分実用可能であるが、各比較例では大きく変化しており、鮮やかさにかけ、塩基性染料を使用するメリットが失われている。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明のインクジェット記録用水性インクは、前記式（１）で表されるｐＨ調整剤（ただし、トリエタノールアミン、トリエチルアミン及びアンモニアである場合を除く）を使用することにより、鮮やかな彩度を保ち、且つ金属部品のインクによる腐食が防止できる。