JPH02187474A - インクジェット用記録液 - 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、紙、フィルム、布等の被記録材、特にオフィ
スや学校で一般的に使用されている紙、いわゆる普通紙
に熱エネルギーを利用して記録を行なうのに好適なイン
クジェット用記録液に関する。

〔従来の技術〕

従来より、筆記具用、スタンプ用、記録計用及びインク
ジェット記録用など、被記録材に記録を行なう為のイン
クとして、実に様々な組成物の提案がなされている。そ
れらは、各種の染料を水又はその他の有機溶剤に、溶解
又は分散せしめたものである。

又、インクジェット記録法においても、様々の方式が提
案されており、帯電した液滴を連続的に発生させ該液滴
の一部を記録に使用する方式、又は、圧電素子を有する
記録ヘッドに信号を与え、該信号に応じて記録液の液滴
を発生させて記録を行なう方式、或いは又、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記録を行なう方
式などがある。

この様なインクジェット記録方式に用いる記録液は、そ
の記録方式の特異性から、筆記具用、スタンプ用、記録
計用の記録液に比べ、多くの特異性で、−層厳密な条件
が要求される。好ましい条件を下記に列挙してみると、 （１）微細な吐出口から液滴が、常時安定して吐出され
、目詰りを生じない。

（２）記録休止中キャップをしない状態で放置されてい
ても、記録再開時直後から安定した吐出が得られる。す
なわち、吐出口付近のインクが乾燥しにくく、目詰りを
生じない。

（３）不定形、又は不規則な滲みのない高品位な画像が
得られる。

（４）被記録材に対して、定着性（印字乾燥性）が速く
、印字物をこすっても汚れない。

（５）印字濃度が高（、鮮明である。

（６）印字物の耐水性、耐光性が優れている。

（７）保存安定性が良好で、長時間にわたりインク性能
が保持される。

（８）インクに接する部材を侵さない。

（９）毒性、引火性等の安全性に優れる。

等が挙げられる。

上記の様な諸条件を同時に満足させることは、相当に困
難である。なぜならば、上記諸条件においては互いに相
反関係にあることが多（、一方を満足させようとすると
、他方に悪影響を及ぼす場合が多々あるからである。例
えば、記録ヘッドの吐出口先端部の乾燥を防止する目的
で、高沸点の遅乾性溶剤が用いられるが、この場合、被
記録剤に対して定着性（印字乾燥性）が悪（なり、印字
物を湿った指等でこすると汚れてしまう。又、定着性を
良（する目的で、界面活性剤等の浸透剤が一般に用いら
れているが、この場合、不定形又は不規則な滲みが生じ
、ぼやけた印字になる。

又、普通紙に印字した場合、コート紙に印字した場合の
様なコントラストが高く、鮮明な画像は得られない。印
字濃度が薄いと、いくら滲みを抑制して高品位な印字に
したつもりでも、印字物全体がめりはりがなく、ぼけた
感じとなるので、品位の特徴が表現されなくなってしま
う。この様なことから、印字濃度を高くする為に、一般
に、記録剤（染料）の含有量を増やそうとするが、その
場合、吐出口の目詰りを生ずる傾向にある。

更に又、印字物の耐水性、耐光性を高める為に、−数的
には、直接性染料が記録剤として用いられている。直接
性染料は、酸性染料や塩基性染料に比べて、紙のセルロ
ースへの染着性が強い為に、滲みにくいという利点もあ
り、記録剤としては好適なものである。しかしながら、
一般に、溶剤に対して溶解度が低く、環境変化等により
析出しやすい為、目詰りを生じやすい。さらには、その
構造上、大半のものが安全性（たとえば、公的機関で実
施している変異原生試験であるＡ　ｍ　ｅ　ｓＴｅ５ｔ
において、陽性になる）の面で、使用が制限される。

以上の様な理由から、従来技術において、前記諸条件を
全て満足する様な提案は、未だ見受けられない。

そこで、従来のインクジェット記録方式においては、紙
に処理を施し、インク吸収性が良好で、滲みが均一で、
コントラストの高い鮮明な印字が得られ、かつ耐水性、
耐光性をも付与したインクジェット記録専用の紙を用い
て、この専用紙と、記録ヘッドの吐出口先端部の乾燥防
止を目的としたインクの組み合せにより、システムとし
て問題解決にあたっていた。しかしながら、この様な専
用紙は、一般の紙に比べて高価で入手困難であり、又、
紙の選択性も制限されることより、ユーザーにとっては
好ましいものではない。

以上述べた様なことより、オフィスや学校にある一般の
紙、すなわちノート、レポート用紙、コピー用紙、便せ
ん、はがき等の普通紙に対して、前記諸条件を全て満足
する様なインクが要望されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで、本発明の目的は、前述した要求される諸条件を
すべて満足するインクジェット用記録液を提供すること
である。すなわち、普通紙に対して、印字濃度が高く不
定形又は不規則な滲みがなく定着性が良好で、かつ記録
ヘッド部の耐乾燥性に優れ、保存安定性、安全性に優れ
たインクジェット用記録液を提供することである。

〔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。

この様な目的を達成する本発明は、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、液滴を被記録材に飛翔させて記録を
行なう記録方式に用いられるインクジェット用記録液に
於いて、該記録剤として、下記−数式ＣＩ）及び（ＩＩ
）で表わされる染料を含み、該記録剤を溶解又は分散す
る液媒体が少なくとも分子内にエーテル結合を有しない
多価アルコールと、脂肪族１価アルコールと水からなる
ことを特徴とするインクジェット用記録液である。

（式中、Ａは低級アルキルカルボニルアミノ基、低級ア
ルコキシ基、８０３Ｍ基もしくは、５０３Ｍ基で置換さ
れていても良いフェニルアゾ基で置換されたフェニル基
、またはＳｏ　３Ｍ基で置換されたナフチル基を表わし
、Ｂは５０３Ｍ基で置換されたナフチル基または低級ア
ルコキシ基で置換されたフェニル基を表わし、Ｍはアル
カリ金属、アンモニウムを表わす。） （式中Ｃは８０３Ｍ基で置換されたナフチル基またはＳ
ｏ、Ｍ基で置換されていても良いフェニルアゾ基、低級
アルキル基、低級アルコキシ基もしくは、低級アルキル
カルボニルアミノ基で置換されたフェニル基を表わし、
Ｒ，は低級アルキル基、低級アルコキシ基、または低級
アルキルカルボニルアミノ基を表わし、Ｒ２は水素原子
または５０３Ｍ基で置換されたフェニル基を表わし、ｎ
はＯまたは１を表わしＭはアルカリ金属、アンモニウム
を表わす。） 前述した様に、インクジェット記録方式には、多種の提
案がなされているが、高精細画像を得るためのヘッドの
高密度化及びコスト面を考慮すると、現在では、本発明
に用いられている熱エネルギーを利用する方式が有利で
ある。ただ該方式の場合、長期間、吐出を続けると、イ
ンク中の固形分（主に染料）が熱的作用を受け、その不
純物及び変質物が、吐出内部のヒーター表面上に堆積し
て、吐出方向が変化したり、不吐出になったりする場合
が多い。よって記録剤として使用する染料の選択につい
ては、十分留意する必要がある。

本発明の記録液においては、上述したような問題はなく
、長期間にわたり安定した吐出が得られるものである。

又他方式においても、もちろん使用可能である。

本発明において、記録剤として用いられる一般式（１）
及び［ＩＩ）で表わされる染料は、耐水性、耐光性に優
れており、又任意の割合で混合して使用することにより
、普通紙上で理想的な無彩色の黒色印字が得られるもの
である。又、液体に対する溶解性が良好で、ノズル目詰
りに対する液媒体の種類、量等の選択範囲が広がる。さ
らには又、熱的作用に対しても安定であり、前述した様
に熱エネルギーを利用する記録方式において公的な染料
である。

該染料の含有量は、液媒体成分の種類、記録液に要求さ
れる特性等に依存して決定されるが、般には、（Ｉ）、
（ＩＩ）の混合成分として、記録液全重量に対して０．
１−１５重量％、好ましくは１〜５重量％の範囲である
。又、該染料は、他の染料と併用して使用することも可
能である。

次に、本発明に用いる液媒体成分について述べる。一般
に、水性インクの液媒体としては、多価アルコール類、
グリコールエーテル類、グリコールエーテルエステル類
、アミド類、含窒素複素環式ケトン類、等が知られてい
るが、種々の特性を具備したものとして、中でも多価ア
ルコール類の提案が主である。多価アルコール類の中で
も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、ポリエチレングリコール等は、湿
潤剤として良好であるが、いずれも分子内にエーテル結
合を有する為、これらを使用したインクは経時的に過酸
化物が生じ、インクのＰＨが極端に低下する為、インク
が不安定な状態となり、沈澱物が発生したり、変色した
り、或いは熱的作用に対して堆積物が生じやすくなる場
合が多い。−方、本発明に用いるグリセリン、チオジグ
コールは分子内にエーテル結合を有さない為、インクを
保存してもＰＨはほとんど低下せず安定である。又、他
の溶剤に比べ、高沸点溶剤でありながら表面張力が高い
為、普通紙上において、液滴の不定形、又は不規則滲み
が少なく、高品位な画像が得られる。

特にチオジグリコールは、普通紙上におけるドツトを均
一に太き（滲ませる作用があり、又−数式（Ｉ）及び〔
■〕の染料に対しては、該染料の紙上での発色性を極端
に高め、かつ該染料の紙のセルロースに対する染着性を
も極端に高めるという特異的な作用がある為、高品位で
高濃度の鮮明な画像が得られ、又その画像の耐水性は非
常に良好なものとなる。

又、グリセリンは、チオジグリコール単独では、不十分
な記録ヘッドを長期放置した場合の目詰り防止効果を付
与する為にも公的なる溶剤である。以上記録剤として一
般式［１）及び〔ＩＩ〕で表わされる染料、液媒体とし
てグ１ノセリン、チオジグリコール及び水で構成される
記録液で、本発明の目的はほぼ達せられるのであるが、
唯一定着性（印字乾燥性）については不充分である。こ
の問題を解決する為に必要な構成成分が脂肪族１価アル
コールである。−数的には、前述した様に、界面活性剤
等の浸透剤が添加されるが、この場合、定着性は改善さ
れるが、反面ドツトの滲みが不均一に太き（なり、画像
品位が低下してしまう。一方、脂肪族１価アルコールの
場合、液滴の紙への浸透能力及び蒸発能力を促進する作
用があり、かつドツトの滲み方も均一である為、画像品
位を低下させることなく、定着性を速める事ができる。

脂肪族１価アルコールの中でも、安全性、臭気等を考慮
すると、エチルアルコールが最も好ましい。

該液媒体の含有量は、グリセリン及びチオジグリコール
の場合、一般には、混合成分として、記録液全重量に対
して１〜３０重量％、好ましくは５〜２５重量％である
。なお、グリセリンとチオジグリコールの混合比は、要
求特性に応じて任意にコントロールされ得るものである
。エチルアルコールの場合、一般には０．１〜１０重量
％、好ましくは１〜５重量％である。

以上述べた様に、上記構成成分を必須成分として成る本
発明の記録液は、それ自体で普通紙上において鮮明でコ
ントラストの高い高品位な画像が得られ、定着性が良好
で画像を汚すことがな（、耐水性、耐光性に優れ、安全
性、保存性安定性も良好な優れた性質を有するものであ
るが、必要に応じて粘度調整剤、表面張力調整剤、ＰＨ
調整剤、防カビ剤、防錆剤等の添加剤を添加することも
可能である。

〔実施例〕

本発明を以下の実施例、比較例により更に詳しく説明す
る。

以下に於て、「部」はすべて「重量部」を示す。

実施例１ 第２表のＮｏ、４の染料　　　　　　　１．５部第３表
のＮ０９５の染料　　　　　　　１．５部グリセリン　
　　　　　　　　　１０．０部チオジグリコール　　　
　　　　　１０．０部イソプロピルアルコール　　　　
　　３．０部純　　水　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　７４．０部上記の組成で十分に撹拌を行な
った後、孔径０゜２２μのフロロボアフィルタ（住友電
気工業（株）製のフィルターの商標名）で加圧濾過し、
本発明の記録液とした。以下同様な方法で本発明の記録
液として、実施例２〜５及び比較例１〜５を得た。

実施例２ 第２表のＮｏ、２の染料 第３表のＮｏ、１の染料 グリセリン チオジグリコール エチレングリコール ｎ−ブチルアルコール 純　　水 実施例３ 第２表のＮｏ、４の染料 第３表のＮｏ、１の染料 グリセリン チオジグリコール エチルアルコール 純水 実施例４ 第２表のＮｏ、ｌの染料 第３表のＮｏ、４の染料 グリセリン チオジグリコール １．２部 １．８部 １０．０部 ５．０部 ｌ０１０部 ２．０部 ７０．０部 １．５部 １．０部 ６．０部 １４．０部 ５．０部 ７２．５部 １．８部 ０．５部 １０．０部 ５．０部 エチルアルコール 純　　水 実施例５ 第２表のＮ０９４の染料 第３表のＮｏ、１の染料 グリセリン チオジグリコール エチルアルコール 純　　水 以下比較例について記す。

比較例１ Ｃ，１，ダイレクトブラック１９ トリエチレングリコール ジエチレングリコール 純　　水 比較例２ Ｃ，１，ダイレクトブラック１５４ トリエタノールアミン ポリエチレングリコール（平均分子ｆｉ　２００）純　
　水 ２．０部 ８０．７部 １．５部 １．０部 ６．０部 １４．０部 ３．０部 ７４．５部 ３．０部 １０００部 ２０．０部 ６７．０部 ３．０部 １０．０部 １５．０部 ７２．０部 比較例３ Ｃ，１，アシッドブラック４８　　　　　３．０部Ｎ−
メチル−２−ピロリドン　　　１０．０部ポリエチレン
グリコール（平均分子ｆｆ１３００）　　　　　１０．
０部純水　　　　　　７７．０部 比較例４ Ｃ，１，アシッドブラック２　　　　　２．５部ジエチ
レングリコール　　　　　　　５．０部ポリエチレング
リコール（平均分子［３００）　　　　　１５．０部純
　　水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７７
．５部比較例５ Ｃ，１，ダイレクトブラック１７２．５部トリエチレン
グリコール　　　　　　５．０部ポリエチレングリコー
ル（平均分子量３００）　　　　　１０　、０部ノイゲ
ンーＰ　　　　　　　　　　　０９４部（非イオン系界
面活性剤、第一工業製薬（株制）純水　　　　　　８２
．１部 使用例 実施例１乃至５及び比較例１乃至５の各インクを記録ヘ
ッド内のインクに熱エネルギーを与えて液滴を発生させ
記録を行うオンデマンドタイプのマルチヘッド（オリフ
ィスサイズ５０Ｘ４０μｍ１駆動電圧３０Ｖ、周波数４
ＫＨｚ）を有する記録装置に搭載して印字した場合の印
字性能、吐出性能及び保存安定性の評価結果を後記第１
表に示す。各評価項目の方法及び条件は下記の通りであ
る。

（１）印字濃度・・・市販の連続伝票用紙に全ノズル同
時駆動で印字させ、バッチを作製し室内にて２４時間自
然乾燥させた後、そのバッチの光学濃度を測定し下記基
準にて評価した。

○：光学濃度が１．２６以上 △：光学濃度が１．１０乃至１．２５ ×：光学濃度が１．０９以下 （２）滲みの発生率・・・市販の連続伝票用紙に３００
ドツトが互いに接触しない様に連続印字し、室内にて２
４時間自然乾燥させた後、顕微鏡で不定形又は不規則な
滲みが発生したドツトの数を数え、そのパーセンテージ
を下記基準にて評価した。

Ｑ：１５％以下 △：１６乃至４０％ ×：４１％以上 （３）定着性（印字乾燥性）・・・市販の連続伝票用紙
に英数文字を印字した後、１０．２０．３０．４０．５
０及び６０秒後にレンズクリーニングペーパーにて印字
部をこすり、印字部が汚れなくなるまでの秒数を測定し
下記基準にて評価した。

○：２０秒以内 △：２１乃至４０秒 ×：４１秒以上 （４）耐水性・・・シャーレの中に水道水を入れ静置さ
せる。その中に、前項（１）で評価したバッチを静かに
浸漬し、５分間放置後乾燥させて前項（１）と同様に光
学濃度を測定し、光学濃度残存率（浸漬後の光学濃度／
浸漬前の光学濃度Ｘ１００；パーセンテージ）を算出し
て下記基準にて評価した。

○：光学濃度残存率が８０％以上 △：光学濃度残存率が６０乃至７９％ ×：光学濃度残存率が５９％以下 （５）吐出安定性・・・連続伝票用紙１００枚に印字し
、下記基準にて評価した。

Ｏ：異常なし ×：不吐出又は印字乱れ発生 （６）目詰り性（固着回復性）・・・６０℃の恒温槽に
１ケ月間放置し、その後室温に２４時間放置し、回復操
作（ポンピングによる吸引操作）を行った後印字させ、
下記基準にて評価した。

○：回復操作５回以内に正常な印字状態に戻る △：回復操作６乃至１０回で正常な印字状態に戻る ×：回復操作６乃至１０回で不吐出又は印字乱れ （７）保存安定性・・・各インクを耐熱性のガラスビン
１００ｃｃずつ入れ、密栓して６０℃の恒温槽にて３ケ
月間保存後、前記記録装置に搭載して連続伝票用紙１０
０枚に印字し、下記基準にて評価した。

○：異常なし ×：不吐出、印字乱れ又は変褪色発生 第１表　実施例、比較例の評価結果 第　　２ 図 第　　３ 図 〔効果〕 以上説明した様に本発明のインクを用いることにより、 （１）普通紙上において印字濃度が高く、鮮明で高品位
な印字が得られる。

（２）定着性（印字乾燥性）が速（、印字物をこすって
も汚れない。

（３）インクの長期保存性が良好で、常時安定した吐出
が得られる。

（４）印字物の耐水性及び耐光性が良好である。

（５）記録ヘッドが乾燥しにくり、記録装置が長期間放
置されても、記録開始時より安定した吐出が得られる。

（６）熱エネルギーを利用する記録方式においても問題
なく、常時、安定した吐出が得られる。

等の利点があり、インクジェット用の記録液として好適
である。

手　小売　ネ山　Ｊ、Ｆ　　書（方式）％式％） １、事件の表示 平成１年特許願第 ２、発明の名称 インクジェット用記録液 ３、補正をする者 殿 ６５１２号 住所 名称 事件との関係　　　　　特許出願人 東京都大田区下丸子３−３Ｏ−２ （１００）　　キャノン株式会社 代表者　山　路　敬　三 ４、代理人 居所 〒１４６東京都大田区下丸子３−３０−２５、補正命令
の日イ」（全送日） 平成　１年　４月２５日 ６、補正の対象 明　　細　　書 ７、補正の内容 （１）明細書第２３頁及び第２４頁にある「第２図」及
び「第３図」を夫々「第２表」及び「第３表」に訂正す
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）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、液滴を被
   記録材に飛翔させて記録を行なう記録方式に用いられる
   インクジェット用記録液に於いて該記録剤として、下記
   一般式〔 I 〕及び〔II〕で表わされる染料を含み、該
   記録剤を溶解又は分散する液媒体が少なくとも分子内に
   エーテル結合を有しない多価アルコールと、脂肪族１価
   アルコールと水からなることを特徴とするインクジェッ
   ト用記録液。 ▲数式、化学式、表等があります▼………………（ I
   ） （式中、Ａは低級アルキルカルボニルアミノ基、低級ア
   ルコキシ基、ＳＯ＿３Ｍ基もしくは、ＳＯ＿３Ｍ基で置
   換されていても良いフェニルアゾ基で置換されたフェニ
   ル基、またはＳＯ＿３Ｍ基で置換されたナフチル基を表
   わし、ＢはＳＯ＿３Ｍ基で置換されたナフチル基または
   低級アルコキシ基で置換されたフェニル基を表わし、Ｍ
   はアルカリ金属、アンモニウムを表わす。） ▲数式、化学式、表等があります▼………（II） （式中ＣはＳＯ＿３Ｍ基で置換されたナフチル基または
   ＳＯ＿３Ｍ基で置換されていても良いフェニルアゾ基、
   低級アルキル基、低級アルコキシ基もしくは、低級アル
   キルカルボニルアミノ基で置換されたフェニル基を表わ
   し、Ｒ＿１は低級アルキル基、低級アルコキシ基、また
   は低級アルキルカルボニルアミノ基を表わし、Ｒ＿２は
   水素原子またはＳＯ＿３Ｍ基で置換されたフェニル基を
   表わし、ｎは０または１を表わしＭはアルカリ金属、ア
   ンモニウムを表わす。）
2. （２）該多価アルコールが、グリセリン及びチオジグリ
   コールである請求項（１）の記録液。
3. （３）該脂肪族１価アルコールがエチルアルコールであ
   る請求項（１）の記録液。