JPH03106974A

JPH03106974A - 記録液及びこれを用いたインクジェット記録方法

Info

Publication number: JPH03106974A
Application number: JP1243767A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sakaeda; 栄田　毅; Katsuhiro Shirota; 勝浩城田; Mayumi Yamamoto; 真由美山本; Takao Yamamoto; 山本　高夫
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-09-19
Filing date: 1989-09-19
Publication date: 1991-05-07

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、熱安定性のすぐれた記録液、とりわけ、熱エ
ネルギーによってオリフィスから液滴を吐出させ記録を
行うインクジェット記録方法及びこれに好適な記録液（
以下インクと呼ぶ）に関する。

（従来の技術）一般にフエルトベン、万年筆等の筆記具に使用されるイ
ンクとしては各種の染料、顔料を水またはその他の有機
溶剤からなる液媒体中に溶解あるいは分散させたものが
知られている。また、ビエゾ振動子による振動あるいは
高電圧印加はよる静電吸引または熱エネルギー等により
記録ヘッド内のインクを吐出オリフィスから吐出させて
記録を行ういわゆるインクジェット記録方式においても
上記のようなインクが使用されることが知られている．筆記用具またはインクジェット記録用インクの一般的な
基本構成の例とし、水溶性染料、該染料の溶媒である水
、および乾燥防止剤であるグリコール類の三者を主成分
としてなるものをあげることができる。水溶性染料とし
ては直接染料が記録した時の堅牢性や色調の点ですぐれ
ているため好んで用いられる．しかしこれらの染料には
多くの場合、染料合戊原料であるアミン類、フェノール
類その他の有機不純物や、染料合成時に副生じたり塩析
剤、希釈剤あるいは均染剤として添加される塩化ナトリ
ウムや硫酸ナトリウム等の無機塩類が混入しているもの
である。

〔発明が解決しようとしている問題点〕従来、かような
不純物を含有した染料を用いてインクを調製すると下記
の様な不具合がしばしば発生していた．すなわち、かよ
うな不純物の多くは、インク中の染料溶解安定性を低下
させて染料の凝集や沈殿を生じさせ、筆記具の毛管やイ
ンクジェット装置のオリフィスを目づまりさせる原因に
なっていた．また、本発明者の知見によれば、とりわけ
有機不純物はインクの熱安定性（高温下における溶解安
定性）を低下させるものであった。つまり従来のインク
ではインクジェット記録方式の中でも、たとえば特開昭
５４−５１８３７号公報や、ドイツ公報（ＤＯＬＳ）第
２８４３０６４号公報に記載してある熱エネルギーによ
りインク滴を発生させる方式においては、インクが加熱
されるのでインクジェットヘッド内の熱作用部表面にイ
ンク中から不溶物が沈積してヘッドのインク吐出機能が
損なわれることが多かった。

また、有機不純物を含むインクはオリフィス開口部に接
触しているうちにその表面の性質を変化させ、その結果
インクの吐出方向が乱れたり吐出が停止したりするなど
、吐出安定性を悪化させることがあった。

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
あって、とりわけ熱エネルギーによるインクジェット記
録法に通用される記録ヘッドの使用寿命を著しく延ばし
、しかも信頼性を高め、故障率をはるかに低くしうるイ
ンク及びこれを用いたインクジェット記録方法を提供す
ることを目的とするものである。

さらに、本発明は長期または短期における熱的な溶解安
定性に優れたインクを提供することを他の目的とする。

さらに、本発明は長期のインク吐出中にも安定な記録を
可能するインクを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、染料中の有機不純物、特に染料を２−プロ
パノール処理した時に抽出される２−ブノバノール可溶
分の量を一定値以下にコントロールすることによって上
記の目的を達成しつることを見出し、本発明をなすに至
った。

即ち本発明は、記録剤として水溶性染料を含む記録液に
おいて、前記水溶性染料に含まれる、２一プロパノール
可溶分量が２００ｐｐｍ以下である染料を使用すること
を特徴とする記録液である。

又、本発明は、２−プロパノール可溶分量が２００ｐｐ
ｍ以下である水溶性染料を含む記録液に熱エネルギーを
付与することによりオリフィスから液滴として吐出させ
て記録を行なうことを特徴とするインクジェット記録方
法である。

〔作用〕

本発明のインクを、熱エネルギーを与えてオリフィスか
らインク滴を飛翔させて記録を行う記録方式に使用すれ
ば、記録ヘッド内の熱作用部表面に不溶物が沈積したり
、オリフィス開口部周辺の性質を変化させたりすること
なく、長時間安定した記録を行うことができる。

本発明において、染料中の２−プロパノール可溶分を２
００ｐｐｍ以下の量にするためには、染料の濃厚水溶液
を多量の２−プロパノール中に攪拌しつつ注下するか、
染料の微細粉末を２−プロパノールとともＣ攪拌したの
ち、濾過等によって染料を分離する．これらの操作は室
温または加温下で行なわれ、必要に応じて２回以上くり
かえされる．本発明に用いられる水溶性染料としては、画像の堅牢性
の点から直接染料が好ましく、その中でもｃ．ｒ．ダイ
レクトブラック１７．１９，２２，３２，５１，１５４
，１６８が特に好ましい。

本発明のインクは水を主な液媒体成分とするが、水と水
溶性の有機溶剤との混合物が好ましく使用される。

水溶性の有機溶剤としては、例えばメチルアルコール、
エチルアルコール、ｎ−プロビルアルコール、イソブロ
ビルアルコール、ｎ−ブチルアルコール，ｓｅｃ−ブチ
ルアルコール、ｔａｒｔ−プチルアルコール、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、ジメチルアセトアよド等のア
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、プロビレングリコール、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メチルエーテル、ジエチレングリ
コールメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレング
リコールモノメチル（又はエチル）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等が挙げられる。

これらの多く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（又はエチル）エーテル等の多価アルコール
の低級アルキルエーテルは好ましいものである。

インク中の上記水溶性有機溶剤の含有量は、般にはイン
ク全重量に対して重量％で１０〜７０％の範囲とされる
。この時の水の含有量は、上記溶剤成分の種類、その組
成或いは所望されるインクの特性に依存して広い範囲で
決定されるが、インク全重量に対して一般に重量％で２
０〜７０％の範囲内とされる。

以上の組成分の他に、従来から知られている各種添加剤
を更に添加含有せしめても良い．例えば、ポリビニルア
ルコール、セルロース類、水溶性樹脂等の粘度調整剤；
カチオン、アニオン或いはノニオン系の各種界面活性剤
、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の表面
張力調整剤；緩衝液によるｐｈ調整剤等を挙げることが
できる。

この様はして調整される本発明のインクは、熱的な安定
性に加えて、記録特性（信号応答性、液滴形成の安定性
、吐出安定性、長時間の連続記録性、長時間の記録休止
後の吐出安定性）保存安定性、被記録材への定着性、或
いは記録画像の耐光性、耐候性、耐水性等いずれもバラ
ンスのとれた優れたものである。

以下、実施例に従って本発明を具体的に説明すると共に
、その効果に就いて例証する。

実施例１アルミナ基板上にＳｉ０２層（下部層）をスパッタリン
グにより５μｍ厚に形成、続いて発熱抵抗層としてＨｆ
Ｂ２を１　０００人厚に、アルミニウムを電極として３
０００人厚に積層した後、選択エッチングによって５　
０　ｕｍＸ　２　０　０μｍ（７）発熱抵抗体パターン
を形成した．次にＳｉ０２層をスパッタリングにより１
μｍ厚に保護層（上部層）として積層して基板上に電気
・熱変換体を形成した後、幅５０μｍ×深さ５０μｍの
溝を刻んだガラス板を溝と発熱抵抗体が合致するように
接合した．引続いて発熱抵抗体の先端とオリフィスの距
離が２５０μｍになるようオリフィス端面を研磨して記
録ヘッドを作威した．表１に示す染料をそれぞれ水に溶解して１０％溶液とし
、限外濾過装置を用いて脱塩し、染料中に含まれる無機
塩の合計量が０．５％以下（染料粉末に対して）になる
ようにした．この水溶液を乾固して微粉末としたのち、
ｌｉ量比で２０倍の２−プロパノールを加えて３０分間
還流加熱後濾過して染料と抽出液を分離した。この抽出
液を分析して染料に対する２−プロパノール可溶分の量
を求めた結果を表１に示す．さらに、上記処理済中の２
−プロパノール可溶分量の分析結果を同表に示す．表　　１染料中の２−プロパノール可溶分量（ｐｐｍ）Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック　１７　　２２００　　　
１１０Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック　１９　　１６００
　　　　９０Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック　２２　　３
６００　　　１６０Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック　３２
　　１３００　　　１２０Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック
　５１　　１７００　　　　８０Ｃ．Ｉ．ダイレクトブ
ラック１５４　　４１００　　　１４０Ｃ．Ｉ．ダイレ
クトブラック１６８　　３２００　　　１７０このよう
にして得た染料を用いて下記の組成のインクをそれぞれ
作成し、染料　　　　　　　　　　　３重量％ジエチレングリコール　　３０重量％純水　　　　　　　　　　６７重量％孔径０．４ｓｑクロンのメンプランフィルターでろ過し
たのち、前述の記録ヘッドを用いて連続吐出試験を行い
（周波数２ｋＨｚ．電圧２５ｖ，パルス巾１０μｓｅｃ
）、ヒータ上一のこげまたはオリフィス面の濡れによっ
て吐出の停止が起こるまでの時間を調べた。結果を表２
に示す．比較例１上記実施例はおいて染料の２−プロパノールによる処理
を省略した以外はまったく同様にしてインクを作成し、
連続吐出試験をおこなった。結果を表２に示す。

表２．吐出停止までの時間ｃ．ｒ．ダイレクトブラック　１７Ｃ．！．ダイレクトブラック　１９Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック　２２ｃ．ｒ．ダイレクトブラック　３２Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック　５１Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１５４Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１６８３００時間以上３００時間以上３００時間以上３００時間以上３００時間以上３００時間以上３００時間以上２１時間２４時間１２時間１５時間３０時間２０時間１８時問（発明の効果）以上説明したように、染料中の２−プロパノールじ可溶
な有機不純物を減らすと、これを用いて作成したインク
は、熱エネルギーによってインク滴を吐出して記録を行
うインクジェット方式において長時間安定して記録を行
うことができ、記録ヘッドの使用寿命を著しく延ばすこ
とができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）記録剤として水溶性染料を含む記録液において、
前記水溶性染料に含まれる、２−プロパノール可溶分量
が２００ｐｐｍ以下である染料を使用することを特徴と
する記録液。
（２）前記水溶性染料が直接染料である請求項（１）に
記載の記録液。
（３）前記直接染料がＣ、Ｉ、ダイレクトブラック１７
、１９、２２、３２、５１、１５４、１６８からなる群
から選択された染料である請求項（２）に記載の記録液
。
（４）２−プロパノール可溶分量が２００ｐｐｍ以下で
ある水溶性染料を含む記録液に熱エネルギーを付与する
ことによりオリフィスから液滴として吐出させて記録を
行なうことを特徴とするインクジェット記録方法。