JPH0680916A

JPH0680916A - 記録液およびインクジェット記録方法

Info

Publication number: JPH0680916A
Application number: JP23611592A
Authority: JP
Inventors: Hiroko Hayashi; 広子林; Yoshiharu Yoshida; 美春吉田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1992-09-03
Filing date: 1992-09-03
Publication date: 1994-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は高画像品位のまま速乾性が得られる
インクジェットプリンタ用の記録液および記録方法を提
供することにある。【構成】記録液として下記一般式【化１】〔但し、構造式中のＸ，Ｙ，Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｍ，ｎはＸ：Ｈ，−ＯＨ，ＮＨ2，−ＣＯＯＭＹ：Ｈ，−ＣＯＯＭ，−ＳＯ3ＭＲ₁,Ｒ₂：Ｈ，あるいは−ＯＨ，−ＮＨ2，−Ｃ6Ｈ5，＞Ｃ＝Ｏ，−Ｏ−の少なくとも１つを含むＣ1〜Ｃ10の
置換基Ｒ₃：−ＯＨ，−ＮＨ2，−Ｃ6Ｈ5，−Ｏ−の少なくとも
１つを含むＣ1〜Ｃ10の置換基Ｍ：Ｈ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，アンモニウム類，アミン類ｎ：１又は２を示し、それぞれその中から選ばれるいずれか一つを表
わす。〕で表わされる水溶性染料を含有する記録液を用
い、応答周波数が３ｋＨｚ以上であって、ドット密度が
３００ｄｐｉ以上で１ドット当りのドット重量が０．２
μｇ以下であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記録液とそれを用いたイ
ンクジェット記録方法に関し、特に速乾性を改良したイ
ンクジェットプリンタ用記録液に関する。

【０００２】

【従来の技術】記録ヘッドに設けられた微細なノズルか
ら液体を吐出させて記録を行なうインクジェット記録方
式では、一般の万年筆やボールペンの様な文具用インク
に比べると多くの特性でより厳密な条件が要求される。

【０００３】例えば、インクジェット用インクには粘
度、表面張力等の物性値が適当であること、溶解成分の
溶解安定性が高く微細なノズルを目詰まりさせないこ
と、輸送環境を想定した環境下での保存安定性、記録画
像の鮮明さ（高画像品位）、被記録剤への定着速さ（速
乾性）、記録画像の耐光性、耐水性等の記録物の耐候
性、さらに環境や人体に対する安全性などが挙げられ
る。

【０００４】従来、上記の要求を満足するために種々の
インクが検討されているが画像の鮮明さ、環境、人体に
対する安全性、信頼性等の特性を満足させるため、水溶
性染料を用いた水性インクを使用しているのが一般的で
ある。

【０００５】しかし、インクジェットプリンタのさらな
る高性能化の１つである高速化にはインクの速乾性が重
要となるが、未だ満足できるレベルに達していない。す
なわち、速乾性を高めようとすると記録画像ににじみが
生じ、鮮明さに欠けてしまい、画像品位を高めようとす
ると速乾性が劣化し、高画像品位と速乾性の両立ができ
ないという問題がある。

【０００６】従来、アルカリ金属の水酸化物の添加（特
開昭５６ー５７８６２）、界面活性剤の添加（特開昭５
６ー５８７１、特開昭６３ー１３９９６４）、乾燥防止
剤含有量の少量化（特開平１ー１４９８７２）などによ
る速乾性の改良が検討されている。

【０００７】しかし、特開昭５６ー５７８６２にあるア
ルカリ金属の水酸化物を添加したインクは酸性紙に対し
ては強アルカリ性によりインク付着と同時に酸性サイズ
剤を溶かし、浸透するので滲むことなく速乾性が得られ
るが、中性紙に対してはその作用は得られずインクの乾
燥が遅いという課題があった。また、特開昭５６ー５８
７１や特開昭６３ー１３９９６４にある界面活性剤を添
加したインクはインクの表面張力を低下させることによ
り記録媒体との接触角を低くしてインクの浸透を容易に
し速乾性を得ているが、表面張力が低いためにインクの
吐出が不安定であったり、記録媒体上で広がるため画像
の輪郭がぼやけてしまったり、保存安定性に劣るという
課題があった。また、特開平１ー１４９８７２のノズル
先端での染料の乾燥固化を防止するための湿潤剤を少量
化するインクはインクとして浸透性が小さいため、常温
常湿環境ではもちろんのこと高湿環境や低温環境などで
は極端に乾燥時間が遅くなり印字よごれを発生するとい
う課題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記課題を
解決するためのものであり、その目的とするところは、
高画像品位で速乾性に優れ、かつ保存安定性が良好な記
録液を提供するところにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】インクジェット記録方式
に使用される記録液は基本的に染料とその溶媒とから組
成されるものであるので、記録液の特性は染料固有の性
質に左右されるところが大きい。本発明者らは記録液が
上記特性を具備するように染料を選択することは前記課
題を解決する上で極めて重要な手段であると考え、様々
な染料について検討した結果、以下の本発明によって目
的を達成できることを発見した。

【００１０】すなわち、本発明の記録液は下記一般式

【００１１】

【化２】

【００１２】〔但し、構造式中のＸ，Ｙ，Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ
₃，Ｍ，ｎはＸ：Ｈ，−ＯＨ，ＮＨ2，−ＣＯＯＭＹ：Ｈ，−ＣＯＯＭ，−ＳＯ3ＭＲ₁,Ｒ₂：Ｈ，あるいは−ＯＨ，−ＮＨ2，−Ｃ6Ｈ5，＞Ｃ＝Ｏ，−Ｏ−の少なくとも１つを含むＣ1〜Ｃ10の
置換基Ｒ₃：−ＯＨ，−ＮＨ2，−Ｃ6Ｈ5，−Ｏ−の少なくとも
１つを含むＣ1〜Ｃ10の置換基Ｍ：Ｈ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，アンモニウム類，アミン類ｎ：１又は２を示し、それぞれその中から選ばれるいずれか一つを表
わす。〕で表わされる水溶性染料を含有することを特徴
とするものである。さらに本発明の水溶性染料を含有す
る記録液を用い、応答周波数が３ｋＨｚ以上であってド
ット密度が３００ｄｐｉ以上で、１ドット当りのドット
重量が０．２μｇ以下でインクジェット記録を行うこと
によって高品位で印字速度の早いインクジェット記録方
法が得られる。高性能化の１つである高速化には速乾性
の改良とヘッドの高速化に伴うインク吐出安定性の改良
という２つの課題があったが本インク発明のインクを用
いることによりこの２つの課題を同時に解決が出来た。

【００１３】前記一般式で示される水溶性染料は、染料
自体に紙への浸透性があるため、記録液中にこの染料が
含まれることによって、記録液が紙に付着した時、速や
かな浸透をするため速乾性が良好になると思われる。ま
た、物性からみても界面活性剤等を添加するものではな
いためヘッドの要求特性に十分マッチさせることが出来
る。

【００１４】本発明の記録液に含有される前記一般式の
化合物として、具体的には、下記に示されるような化学
構造の染料があげられる。

【００１５】

【化３】

【００１６】

【化４】

【００１７】

【化５】

【００１８】

【化６】

【００１９】

【化７】

【００２０】

【化８】

【００２１】

【化９】

【００２２】

【化１０】

【００２３】

【化１１】

【００２４】

【化１２】

【００２５】

【化１３】

【００２６】

【化１４】

【００２７】

【化１５】

【００２８】

【化１６】

【００２９】

【化１７】

【００３０】

【化１８】

【００３１】

【化１９】

【００３２】

【化２０】

【００３３】

【化２１】

【００３４】

【化２２】

【００３５】

【化２３】

【００３６】

【化２４】

【００３７】

【化２５】

【００３８】なお、本発明の記録液に含まれる染料は、
上記の如き染料に限定されることはなく、本発明の一般
式で表わされる化合物ならば如何なるタイプのものでも
よい。また、これらの染料は単独で用いてもよいし、２
種類以上の染料を混合して用いてもよく、その含有量は
０．１〜１０ｗｔ％、好ましくは１〜５ｗｔ％の範囲が
よい。これより少ないと記録画像において充分な濃度が
得られず記録画像の鮮明さに欠け、これより多いと染料
の溶解安定性、ノズルの目詰まり等に影響がでる。

【００３９】また、本発明の記録液には、エタノール、
１ープロパノール、２ープロパノールから選ばれる少な
くとも１種を０．５〜１０ｗｔ％、好ましくは２〜６ｗ
ｔ％含むことで、さらに良好な速乾性を得ることができ
る。これより少ないと速乾性の効果が充分でなく、これ
より多いと画像品位の低下をまねく。

【００４０】さらに本発明の記録液は、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、１，３ープロパンジオー
ル、ポリエチレングリコール、グリセリン等の多価アル
コール類；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、ジプロピレン
グリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールのエ
ーテル類；ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジエ
タノールアミン、トリエタノールアミン、１，３ージメ
チルー２ーイミダゾリジノン、２ーピロリドン、Ｎ−メ
チルー２ーピロリドン等の含窒素化合物；チオジグリコ
ール、ジメチルスルホキシド等の含硫黄化合物等を含ん
でいる。添加量は染料の目詰まり、ヘッドとの粘度等の
マッチングを考慮して０.１〜２０wt%、好ましくは０.
５〜１０wt％添加する。また必要に応じて、ポリマーや
樹脂、界面活性剤、ｐＨ調整剤、防カビ剤、紫外線吸収
剤等の添加剤を添加することができる。

【００４１】

【実施例】以下に、本発明の実施例及び比較例の記録液
の具体的な組成をあげて説明する。なお、文中％とある
のは重量基準である。

【００４２】実施例１化３の染料３％グリセリン８％エタノール６％水８３％上記の各成分を混合、加熱攪拌し液温を常温に戻してか
ら、孔径０．８μのメンブランフィルターで加圧濾過す
る。その後真空ポンプを用いて脱気処理をし記録液とし
た。以下、同様な方法で各記録液を得た。

【００４３】実施例２化５の染料３％ジエチレングリコール１５％２ープロパノール３．５％水７８．５％実施例３化１１の染料３％グリセリン６％チオジグリコール８％１ープロパノール４％水７９％実施例４化１３の染料４％１，３ージメチルー２ーイミダゾリジノン３％グリセリン５％１ープロパノール４％水８４％実施例５化１６の染料３％グリセリン３％２ーピロリドン３％エタノール５％水８６％実施例６化２０の染料３％ジエチレングリコール１０％トリエタノールアミン１％２ープロパノール３％水７３％実施例７化２５の染料２．５％化１６の染料２．５％グリセリン４％２ーピロリドン５％エタノール５％水８１％実施例８化２１の染料２％化４の染料２％１，３−プロパンジオール１０％Ｎ−メチルー２ーピロリドン１％エタノール３％水８３％実施例９化２４の染料２％ジエチレングリコール１０％ポリエチレングリコール＃２００５％エタノール１％サーフィノール４６５（日信化学（株））１％水８１％実施例１０化５の染料５％グリセリン５％ αーシクロデキストリン３％１ープロパノール３.５％水８３.５％実施例１１化９の染料３％ジエチレングリコール２０％２-プロパノール２％水７５％実施例１２化７の染料３％１，５−ペンタンジオール５％グリセリン１０％エタノール９％水７３％次に下記に示す染料を用いて、比較例１〜３の記録液と
した。

【００４４】

【化２６】

【００４５】

【化２７】

【００４６】比較例１化２６の染料３％ジエチレングリコール１５％２ープロパノール３．５％水７８．５％比較例２化２６の染料３％ジエチレングリコール１０％ポリエチレングリコール＃２００１０％ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム１％水７６％比較例３化２７の染料３％ジエチレングリコール２０％水酸化カリウム１％水７６％比較例４化２７の染料３％ジエチレングリコール５％水９２％得られた実施例１〜１２及び比較例１〜４の記録液を用
い、以下に示す特性について評価した。

【００４７】＜試験１：記録液の保存安定性＞記録液を
ガラス容器に密閉し、ー３０℃と７０℃で１カ月間保存
した後、初期の物性値、色調との比較及び不溶分の析出
の有無を確認した。

【００４８】判断基準初期の物性値、色調との差がほとんどなく、不溶分の析
出が認められない ○ 初期の物性値あるいは色調との差が大きいか、不溶分の
析出が認められる × ＜試験２：記録画像の画像品質＞当社インクジェットプ
リンタＨＧ−５１３０（３６０ｄｐｉ）でドット重量が
０．１２μｇになるよう電圧を調整し、オフィス等で汎
用されている下記の４種の紙に対して画像を形成し、記
録画像の鮮明さを画像のにじみ、濃度（Ｍａｃｂｅｔｈ
ＰＣＭ IIでＯＤ値を測定した）の２点で判定した。

【００４９】試験紙・ＣａｎｏｎＤｒｙ（キャノン販売（株））・Ｘｅｒｏｘ４０２４（ＸｅｒｏｘＣｏ．）・ＸｅｒｏｘＰ（富士Ｘｅｒｏｘ（株））・Ｒｉｃｏｐｙ６２００（（株）リコー）判断基準にじみがなく、ＯＤ値１.４以上 ◎ ややにじむが画像に影響なく、ＯＤ値１.２以上 ○ にじみがひどいか、ＯＤ値１.２以下 × ＜試験３：記録液の常温常湿環境下での記録材への定着
性（速乾性１）＞下記の４種の紙について、当社インク
ジェットプリンタＨＧ−５１３０でドット重量が０．１
２μｇになるよう電圧を調整して２５℃、６０％Ｒ．
Ｈ．の環境で印字、２０秒後印字部を指でこすり、こす
れの有無を判定した。

【００５０】試験紙・ＣａｎｏｎＤｒｙ（キャノン販売（株））・Ｘｅｒｏｘ４０２４（ＸｅｒｏｘＣｏ．）・ＸｅｒｏｘＰ（富士Ｘｅｒｏｘ（株））・Ｒｉｃｏｐｙ６２００（（株）リコー）判断基準いずれの紙においても、こすれがない ◎ ２種以上の紙において、こすれがほとんどない ○ ２種以上の紙において、こすれが顕著 × ＜試験４：低温、高湿環境下での記録液の記録材への定
着性（速乾性２）＞下記の４種の紙について、当社イン
クジェットプリンタＨＧ−５１３０でドット重量が０．
１２μｇになるよう電圧を調整して１５℃７０％Ｒ．
Ｈ．の環境で印字、２０秒後印字部を指でこすり、こす
れの有無を判定した。

【００５１】試験紙・ＣａｎｏｎＤｒｙ（キャノン販売（株））・Ｘｅｒｏｘ４０２４（ＸｅｒｏｘＣｏ．）・ＸｅｒｏｘＰ（富士Ｘｅｒｏｘ（株））・Ｒｉｃｏｐｙ６２００（（株）リコー）判断基準いずれの紙においても、こすれがない ◎ ２種以上の紙において、こすれがほとんどない ○ ２種以上の紙において、こすれが顕著 × ＜試験５：目詰まり特性＞当社インクジェットプリンタ
ＨＧ−５１３０を用い、以下の条件で目詰まり特性を評
価した。

【００５２】初期、全ノズルが吐出することを確認後、
キャップをしない状態で４０℃の環境に１カ月緩放置
し、放置後、そのままあるいは回復動作（クリーニン
グ）をすることにより、各ノズルについて印字可能か評
価する。

【００５３】判断基準そのままあるいはクリーニングをして全ノズル吐出する ○ クリーニングをしても復帰しない × なお、ＨＧ−５１３０の応答周波数は７．２ｋＨｚであ
る。

【００５４】また、熱エネルギーの作用により液滴を発
生させるバブルジェット方式のインクジェットプリンタ
試作機を用いて前述の試験２、３、４、５と同様な評価
を試験６、７、８、９、１０として行う。バブルジェッ
ト方式の試作機の応答周波数は５.４ｋＨｚ、ドット密
度３００ｄｐｉ、各インクのドット重量については０.
１４μｇになるように調整した。

【００５５】上記の試験結果を表１に示す。

【００５６】

【表１】

【００５７】以上のように本発明の記録液は、保存安定
性が良好であり、ピエゾ振動方式及びバブルジェット方
式のいずれのインクジェットインク吐出方式でも高画像
品位で速乾性に優れる。特に低温、高湿環境においても
速乾性が遅くなることなく、ヒーター等の乾燥機構を持
たない高速プリンタを実現できる。さらにコストも安く
でき普及機としても使用環境の広いプリンタを提供する
ことができる。また安全性にも優れインクジェット記録
に要求される多くの特性を持ちあわせた記録方法を実現
できた。

【００５８】さらに、本発明の記録液は目詰まりに対す
る復帰性も良好で、文具用としても用いることができ、
信頼性の優れたインクを提供できる。

【００５９】

【発明の効果】従来、インクの速乾性を高めるために様
々なインクが検討されてきたが、速乾性を高めようとす
ると記録画像ににじみが生じ鮮明さに欠け、画像品位を
高めようとすると速乾性が劣化するため高画像品位と速
乾性の両立はできなかったが、本発明の記録液を用いる
ことにより高画像品位のまま速乾性が得られる。特に応
答周波数３ｋＨｚ以上の高速印字においてドット密度３
００ｄｐｉ以上でドット重量が０.２μｇ以下の記録方
法に本発明のインクを用いることにより、印字安定性等
の信頼性、目詰まり特性はもちろんのこと、特に低温、
高湿環境での速乾性は非常に良好であり、また保存安定
性、安全性にも優れインクジェットプリンタの高性能化
を可能にした。

【００６０】さらに、文具用にも使用が可能でる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式で表わされる水溶性染料を含
有することを特徴とする記録液。【化１】〔但し、構造式中のＸ，Ｙ，Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｍ，ｎはＸ：Ｈ，−ＯＨ，ＮＨ2，−ＣＯＯＭＹ：Ｈ，−ＣＯＯＭ，−ＳＯ3ＭＲ₁,Ｒ₂：Ｈ，あるいは−ＯＨ，−ＮＨ2，−Ｃ6Ｈ5，＞Ｃ＝Ｏ，−Ｏ−の少なくとも１つを含むＣ1〜Ｃ10の
置換基Ｒ₃：−ＯＨ，−ＮＨ2，−Ｃ6Ｈ5，−Ｏ−の少なくとも
１つを含むＣ1〜Ｃ10の置換基Ｍ：Ｈ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，アンモニウム類，アミン類ｎ：１又は２を示し、それぞれその中から選ばれるいずれか一つを表
わす。〕
【請求項２】前記一般式で表わされる水溶性染料を記
録液全重量に対して０．１〜１０ｗｔ含有することを特
徴とする請求項１記載の記録液。
【請求項３】エタノール、１ープロパノール、２ープ
ロパノールから選ばれる少なくとも１種を０．５〜１０
ｗｔ％含有することを特徴とする請求項１記載の記録
液。
【請求項４】前記一般式で表わされる水溶性染料を含
有する記録液を用い、応答周波数が３ｋＨｚ以上であっ
て、印字ドット密度が３００ｄｐｉ以上で１ドット当り
のドット重量が０．２μｇ以下であることを特徴とする
インクジェット記録方法。