JPH04170479A

JPH04170479A - インクジェット記録用インク

Info

Publication number: JPH04170479A
Application number: JP2297691A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Onishi; 弘幸大西; Yaeko Uchiyama; 内山　八恵子
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1990-11-02
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 1992-06-18
Anticipated expiration: 2014-12-27
Also published as: JP2995853B2

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、液体インクにより文字・画像の記録を行うイ
ンクジェットプリント装置に用いるインクジェット記録
用インクに関する。

［従来の技術］従来、インクジェット記録方式に用いるインクとしては
、臭気・安全性等の面から水性インクが主流をしめてお
り、各種の水溶性染料を水または水と水溶性有機溶剤の
混合溶剤に溶解させ、必要により各種添加剤が添加され
た溶解系インクが現在使用されている。これらのインク
ジェット記録の長所としては、直接記録であるためプロ
セスが簡単である、無騒音である、カラー化が容易であ
る、高速記録が可能である、普通紙が使用できるため低
ランニングコストである、微小インク滴を吐出させるた
め高解像度の記録が可能である等の優れた特徴を有して
おり、将来が注目されている。

［発明が解決しようとする課題］しかし前記の従来技術では、（１）インクの被転写体上での乾燥速度が遅く、尾びき
が生じたり、手が汚れたり、カラーインクを重ね合わせ
た場合、混色によるにじみが発生する。

（２）印字乾燥後の耐水性・耐擦性が悪い。

（３）目詰まりしやすいため、吐８安定性が悪い。

等の課題がある。

前記課題を解決するために、例えば、特開昭５６・ｓ７
８６２号公報には、強塩基物質を添加し高ｐＨ（ペーハ
ー）とし普通紙の耐水処理剤であるサイズ剤やバルブ材
を化学的に溶解し、ドツトの広がりと吸収性を制御する
方法、特開昭５８−１３６７５号公報には、インク中に
分子１４万以上のポリビニルピロリドンを入れ、ドツト
の広がりと紙への吸収性を制御する方法が提案されてい
るが、上記問題点を完全に解決する対策とはなっていな
い。

そこで、本発明はこのような問題点を解決するもので、
本発明の第１の目的は、乾燥・定着が速く、尾引きのな
い、高速印刷及びプロセスカラーを重ねることによるカ
ラー記録を可能にするインクジェット記録用インクを提
供することにある。

本発明の第２の目的は、耐水性・耐擦性の良好なインク
ジェット記録用インクを提供することにある。

本発明の第３の目的は、目詰まりの生じない、吐出安定
性に優れたインクジェット記録用インクを提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］本発明のインクジェット記録用インクは、液体インクに
より文字・画像の記録を行うインクジェットプリント装
置に用いるインクジェット記録用インクにおいて、水と
染料と高沸点・低揮発性の水溶性有機溶剤を含有し、水
分が完全に蒸発した際に固体成分が高沸点・低揮発性の
水溶性有機溶剤に完全に溶解した状態を維持し、そのと
きの２０℃での粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下であることを
特徴とする。

［実施例コ以下に本発明のインクジェット記録用インクの構成成分
について具体的に説明する。

本発明に使用する着色剤としては、従来のインクに使用
されている水溶性染料を使用することができ、具体的に
は、Ｃ１，ダイレクトブラック１９．２２．１５４Ｃ１，ダ
イレクトイエロー１２．１６．８６Ｃ１，ダイレクトレ
ッド９．１３．１７Ｃ１，ダイレクトブルーフ８．９０Ｃ１，アシッドブラック２．３１．５２Ｃ１，アシッド
イエロー２３．２５Ｃ１，アシッドレッド３７．５２．９２．９４Ｃ工、　
　アシッドブルー９．２２Ｃ丁、　　フードブラック２等を挙げることができる。

染料の添加量としては、０．５重量％未満では、所望の
色調・温度が得られず、１０重量％を越えると析呂・結
晶化等により目詰まり・保存安定性を低下させる可能性
があるために０．　５重量％から１０重量％が好ましく
、より好適には１．５重量％から６重量％が好ましい。

本発明に用いる溶媒は、蒸留水、高沸点、低揮発性の水
溶性有機溶剤として炭素数１〜４のアルキルアルコール
類、ケトンまたはケトアルコール類、エーテル類、ポリ
アルキレングリコール類、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、多
価アルコールの低級アルキルエーテル、Ｎ−メチル−２
−ピロリドン、トリエタノールアミン、１−３−ジメチ
ル−２−イミダゾリジノン等が用いられるがこれに限定
される物ではない。

これら高沸点・低揮発性の水溶性有機溶剤は、単独で使
用することも可能であるが、水分が完全に蒸発した際、
染料、−水溶性高分子樹脂、各種添加剤等の面体成分が
高沸点・低揮発性の水溶性有機溶剤に完全に溶解した状
態を維持し、そのときの２０℃での粘度が３０ｍＰａ・
ｓ以下になるように２種あるいはそれ以上の溶剤を混合
して使用することができ、３０ｍＰａ・ｓ以下であれば
記録液滴を紙面内にすばやく浸透させることができ、に
じみ防止・速乾性付与を可能にし、増結による短期的な
目詰まり・同化による長期的な目詰まりについて記録ヘ
ッドへの負荷をかけずに吐出・再復帰させることができ
る。

又、保湿性を向上させるために尿素、水溶性トル玉ンス
ルホンアミドも使用することができる。

本発明の基本構成は以上の通りであるが、従来公知の分
散剤、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、比抵
抗調整剤、ｐＨ調整剤、防カビ剤浸透剤、キレート化剤
を必要に応じて添加することができる。

インク物性としては、動作時の温度を０℃〜５０℃に設
定した場合におけるインク粘度は、ヘッドの高速応答下
におけるインクの供給の安定性及びインクの液滴飛翔安
定性を考慮すると吐出ノズル近傍において２０ｍＰａ・
ｓ以下が必要でありさらに高速応答性実現のためには１
．５〜１５ｍＰａ・ｓがより好ましい。

以下、実施例・比較例を挙げることにより本発明を具体
的に説明するが、本例が本発明を限定するものではない
。

（実施例１）Ｃ１，ダイレクトブラック１９　　　２．５％Ｃ１，ダ
イレクトブラック１５４　２゜５％グリセリン　　　　
　　　　　　　　　２％Ｎ−メチル−２−ピロリドン　
　　　　　８％ポリビニルピロリドン（Ｋ＝３０）　　
　　　１％蒸留水　　　　　　　　　　　　　　　８４
％上記の各成分を容器の中で十分混合溶解し、０゜８μ
ｍのメンブレンフィルターで減圧濾過した後、脱気処理
し、表面張力５Ｂ、８ｄｙｎｅ／ｃｍの記録用インクを
作製した。

（実施例２）Ｃ１，ダイレクトブラック１９　　　２．５％Ｃ工、　
　ダイレクトブラック１５４　　２．５％ジエチレング
リコール　　　　　　　　　２％１−３−ジメチル−２
−イミダゾリジノン８％ポリビニルアルコール　　　　
　　　　　　１％蒸留水　　　　　　　　　　　　　　
　８６％上記の各成分を容器の中で十分混合溶解し、０
゜８μｍのメンブレンフィルターで減圧濾過した後、脱
気処理し、表面張力５７．４ｄｙｎｅ／ｃｍの記録用イ
ンクを作製した。

（実施例３）Ｃ１，フードブラック２　　　　　　　　５％トリエタ
ノールアミン　　　　　　　　　　２％Ｎ−メチル−２
−ピロリドン　　　　　　８％蒸留水　　　　　　　　
　　　　　　　８５％上記の各成分を容器の中で十分混
合溶解し、０゜８μｍのメンブレンフィルターで減圧濾
過した後、脱気処理し、表面張力５６．９ｄｙｎｅ／ｃ
ｍの記録用インクを作製した。

（実施例４）Ｃ１，アシッドイエロー２３　　　　　４％グリセリン
　　　　　　　　　　　　２％Ｎ−メチル−２−ピロリ
ドン　　　　　１０％ポリビニルピロリドン（Ｋ＝３０
）　　　　１％蒸留水　　　　　　　　　　　　　　８
３％Ｃ１，アシッドレッド５２　　　　　　４％グリセ
リン　　　　　　　　　　　　２％Ｎ−メチル−２−ピ
ロリドン　　　　　１０％ポリビニルピロリドン（Ｋ＝
３０）　　　　　１％蒸留水　　　　　　　　　　　　
　　８３％Ｃ１，アシッドブルー９　　　　　　　４％
グリセリン　　　　　　　　　　　　　２％Ｎ−メチル
−２−ピロリドン　　　　　１０％ポリビニルピロリド
ン（Ｋ＝３０）　　　　　１％蒸留水　　　　　　　　
　　　　　　　８３％上記の各成分を容器の中で十分混
合溶解し、０゜８μｍのメンブレンフィルターで減圧濾
過した後、脱気処理し、表面張力５４．６ｄｙｎｅ／ｃ
ｍの記録用カラーインクを作製した。

（比較例１）Ｃ１，ダイレクトブラック１９　　　２．５％Ｃ１，ダ
イレクトブラック１５４　　２．５％グリセリン　　　
　　　　　　　　　１０％Ｎ−メチル−２−ピロリドン
　　　　　　２％ポリビニルピロリドン（Ｋ＝３０）　
　　　　１％蒸留水　　　　　　　　　　　　　　　８
４％上記の各成分を容器の中で十分混合溶解し、０゜８
μｍのメンブレンフィルターで減圧濾過した後、脱気処
理し、表面張力６０゜８　ｄ　ｙ　ｎ　ｅ　／　ｃ　ｍ
の記録用インクを作製した。

（比較例２）Ｃ１，ダイレクトブラック１９　　　２．５％Ｃ１，ダ
イレクトブラック１５４　　２．５％トリエタノールア
ミン　　　　　　　　　１０％１−３−ジメチル−２−
イミダゾリジノン２％ポリビニルアルコール　　　　　
　　　　　１％蒸留水　　　　　　　　　　　　　　　
８６％上記の各成分を容器の中で十分混合溶解し、０゜
８μｍのメンブレンフィルターで減圧濾過した後、脱気
処理し、表面張力５９．４ｄｙｎｅ／ｃｍの記録用イン
クを作製した。

以上のインクを用い、記録方法として、第１図に示した
圧電材料と１電材料をそれぞれ層状に交互に積層した圧
電素子を配列してなる圧電素子列を、一端を固定して、
他端を自由端としてノズル開口に対向させた試作ヘッド
を用い、一般上質紙、ボンド紙、ＰＰＣ用紙、再生紙の
各種被転写体に対して文字、グラフィック等を印字し、
以下の評価を行った。

評価方法を下記に示す。

１、にじみ評価顕微鏡による１００倍、４００倍での観察と目視による
観察Ｏ：繊維に沿ったにじみもなく繊維上にドツトが保持さ
れている ○：織繊維沿ったにじみは少しあるが目視ではわからな
い △：目視で若干にじみがわかる ×：かなりにじんで、エツジがギザギザしている２、速
乾性評価印字５秒後、１０秒後、３０秒後、６０秒後に紙のエツ
ジで印字部をこする ■＝５秒後で尾引きなしＯ：１０秒後で尾引きなし６２３０秒後で尾引きなし ×：６０秒後に尾引きあり３、定着性評価印字１時間後、印字面をクリップで２００　ｇ／ｃｍの
荷重をかけて擦ることによる汚れの発生の有無を擦る回
数によって評価 ■：３０往復以上汚れ無しＯ；２０〜３０往復後汚れ有り ×：２０往復以下汚れ有り４、吐出安定性インクジェット記録装置にインクを充填し、印字＠：３時間以上問題なく印字可能Ｏ：１時間以上３時間未満問題なく印字可能×：１時間
未満でドツトずれが生じる５、目詰まり評価インクジェット記録装置にインクを充填し、５０℃の環
境にノズルにキャップのない状態で１力月放置後Ｏ：すぐに印字可能Ｏ：インクを循環させて１回クリーニングすることによ
り印字可能 △：インクを循環させて２回以上クリーニングすること
により印字可能 ×：印字不可能６、インク流動保存性インク−をスライドガラスに１μｍ滴下し、１００°Ｃ
の恒温槽に５分間放置した後、顕微鏡観察○：固体成分
の析出無しＸ：固体成分の析出有り７、記録流度マクベス温度計による反射○・Ｄ値の測定８、耐水性評
価印字１時間後の印字物を水中に５分間浸し、インクの流
出を観測Ｏ：無し ×：有り９、耐光性評価キセノンランプ１００時間照射ブルースケールの退色Ｏ：５０％未満ｘ：５０％以上インク物性調査方法を以下に示す。

Ａ、粘度レオメトリックス・ファーイースト社製フルード・スペ
クトロメーターによる２０℃での定常粘度測定３０表面張力表面張力計による測定（協和界面科学製）上記実施例及び比較例のインクの水分含有量と粘度の関
係を第２図に示し、それらのインクを用いた評価結果を
表２に示す。

第２図より、実施例１〜４のインクは、水分が完全に蒸
発した時の粘度が３０ｍＰａ・ｓより小さく、比較例１
〜２のインクは、３０ｍＰａ・Ｓより大きいことがわか
り、表１より実施例１〜４の記録インクは、印字品質（
にじみ、温度、耐水性・耐光性）、速乾性、定着性、目
詰まり性、インク保存性、吐出安定性について、比較例
に比べ極めて優れた結果が得られた。

［発明の効果］以上説明したように、本発明のインクジェット記録用イ
ンクによれば、少なくとも水と染料と高沸点・低揮発性
の水溶性有機溶剤からなり、水分が完全に蒸発した際に
固体成分が高沸点・低揮発性の水溶性有機溶剤に完全に
溶解した状態を維持し、そのときの２０℃での粘度が３
０ｍＰａ・ｓ以下にすることにより、にじまず、耐水性
・耐光性に優れた高温度で鮮明な記録を可能にし、従来
にない速乾性・定着性の付与を可能にし、又、目詰まり
の生じない、インクの保存性にも優れた高信頼性を可能
にするという効果を有する。

又、記録インクの軟燥性・定着性が良いため、３色のプ
ロセスカラーインクを使用することにより、高解像度な
カラー画像を記録することもできる。

又、今後急速に普及すると思われる再生紙にもにじみの
ない鮮明な記録を可能にするという効果も有する。

又、本発明のインクは、吐出安定性に優れているため、
従来用いられていたヘッドキャップ機構、クリーニング
機構、フラッシングによる短期的な増粘による吐出不良
防止機構等のヘッドに対する負荷を低減できるためプリ
ンタコストを大幅に安くすることができるという効果も
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に用いる圧電制御方式の記録ヘッドを
示す断面図。第２図は、各実施例及び比較例で製造したインク中の水
分量と粘度の関係を示す図。５・・・ノズル形成基板６・・・ノズル７・・・圧電素子８・・・接着剤もしくは樹脂９・・・支柱出願人　セイコーエプソン株式会社代理人　弁理士　鈴木喜三部（化１名）第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

液体インクにより文字・画像の記録を行うインクジェッ
トプリント装置に用いるインクジェット記録用インクに
おいて、水と染料と高沸点・低揮発性の水溶性有機溶剤
を含有し、水分が完全に蒸発した際に固体成分が高沸点
・低揮発性の水溶性有機溶剤に完全に溶解した状態を維
持し、そのときの２０℃での粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下
であることを特徴とするインクジェット記録用インク。