JPH0826261B2 - 記録液及びこれを用いたインクジェット記録方法 - Google Patents

記録液及びこれを用いたインクジェット記録方法

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JPH0826261B2
JPH0826261B2 JP63030330A JP3033088A JPH0826261B2 JP H0826261 B2 JPH0826261 B2 JP H0826261B2 JP 63030330 A JP63030330 A JP 63030330A JP 3033088 A JP3033088 A JP 3033088A JP H0826261 B2 JPH0826261 B2 JP H0826261B2
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pigment
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、筆記具、プリンター等の種々の記録器具、
記録装置に適した記録液(以下、インクとも称す。)に
関し、更に記録ヘツドのオリフイスから熱エネルギーの
作用によって記録液の液滴を飛翔させて記録を行う記録
方法に関する。
〔従来の技術〕
インクジエツト記録方式は、記録時の騒音の発生が少
なく、また、カラー化対応が容易で高解像度の記録画像
が高速で得られるという利点を有している。
インクジエツト記録方式では、インクとして各種の水
溶性染料を水または水と有機溶剤との混合液に溶解させ
たものが使用されている。
しかしながら、水溶性染料を用いた場合には、これら
の水溶性染料は本来耐光性が劣るため、記録画像の耐光
性が問題となる場合が多い。
また、インクが水溶性であるために、記録画像の耐水
性が問題となる場合が多い。すなわち、記録画像に雨、
汗あるいは飲食用の水がかかったりした場合記録画像が
にじんだり、消失したりすることがある。
そこで、上記、耐光性,耐水性の問題を解決するため
に顔料インクの提案がされている。顔料インク実用化の
ため、分散安定性を検討している例として特開昭61−23
5478号公報、特開昭61−246271号公報、特開昭62−1166
78号公報等が挙げられ、ペン先やオリフイス先端でのイ
ンクの固化防止を検討している例として、特開昭56−41
261号公報、特開昭62−101672号公報等が挙げられる。
更に、特開昭56−147859号公報には、顔料インクを使
用したインクジエツト記録方式が記載されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、従来の顔料インクを、熱エネルギーの
作用によりインクの吐出を行う方式のインクジェット装
置に適用した場合、インクの吐出安定性に著しい障害を
与えるという不都合があった。
又、従来の顔料インクの中には、比較的短時間での吐
出性に優れるものの、記録ヘツドの駆動条件を変えた
り、長時間に亘って連続吐出を行なった場合に吐出が不
安定になり、ついには吐出しなくなるという問題を生じ
る。
そこで本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を
解消し、駆動条件の変動や長時間の使用でも常に安定し
た吐出を行うことが可能な記録液及びこれを用いた記録
方法を提供することにある。
〔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。
即ち、本発明の第一は、記録液に熱エネルギーを作用
させて液滴とするインクジェット方式に使用する記録液
において、水性液媒体中に分散した顔料粒子を0.5〜20
重量%の範囲で含み、且つ前記顔料粒子中に0.6μm以
上の粒径の粒子が10体積%以下、0.2μm以下の粒径の
粒子が60体積%以上含まれていることを特徴とする記録
液であり、本発明の第二は、かかる記録液を用い、これ
に熱エネルギーを作用させて液滴とし、この液滴を以て
記録を行うことを特徴とするインクジェット記録方法で
ある。
本発明者等は、熱エネルギーの作用によりインクの吐
出を行う方式のインクジェット装置に適用するための顔
料インクを種々検討した結果、粒径の大きな顔料粒子、
特に0.6μm以上(好ましくは3μm以下)の粗大粒子
がインク中に多く存在すると、加熱ヘツド上でインクに
熱エネルギーを作用させたときに、インクの分散系に何
らかの変化が生じ、熱作用面に異物の沈着が生じるこ
と、一方微細な顔料粒子、特に0.2μm以下(好ましく
は0.001μm以上)の微小粒子を多く含むインクは、熱
エネルギーの付与によっても分散系が安定しており、粒
子が熱作用面に付着したとしても異物の沈殿が生じにく
いことを見出し、本発明を完成したのである。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用する顔料としては、従来公知の有機およ
び無機顔料がすべて使用できる。例えばアゾレーキ、不
溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などの
アゾ顔料や、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノ
ン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオ
キサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔
料、キノフタロニ顔料などの多環式顔料や、塩基性染料
型レーキ、酸性染料型レーキなどの染料レーキや、ニト
ロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラツク、昼光蛍光顔
料などの有機顔料、酸化チタン、酸化鉄系、カーボンブ
ラツク系等の無機顔料が挙げられる。またカラーインテ
ツクスに記載されていない顔料であっても水相に分散可
能なら、いずれも使用できる。
さらに、上記顔料を界面活性剤や高分子分散剤等で表
面処理したもの、グラフトカーボン等も勿論使用可能で
ある。
これらの顔料の含有量は、構造により異なるが一般的
には記録液に対して重量比で0.5〜20重量%、好ましく
は3〜12重量%の範囲内で用いられる。
一方、所望の物性値をもつ記録液とするために、水溶
性有機溶剤、pH調整剤、消泡剤、防腐剤などを添加する
ことができる。
水と混合して使用される水溶性有機溶剤としては、例
えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロ
ピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチル
アルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルア
ルコール、イソブチルアルコール等の炭素数1〜4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
セトアミド等のアミド類;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、プロピレングリコ
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(またはエ
チル)エーテル、ジエチレングリコールメチル(または
エチル)エーテル、トリエチレングリコールモノメチル
(またはエチル)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;N−メチル−2−ピロリドン、1,3−
ジメチル−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。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(またはエチル)エーテル等の多価アルコールの
低級アルキルエーテルが好ましいものである。
また、pHの調整剤としては、例えば、ジエタノールア
ミン、トリエタノールアミン等の各種有機アミン、水酸
化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等のア
ルカリ金属の水酸化物等の無機アルカリ剤、有機酸や鉱
酸があげられる。
分散剤としては顔料分散に用いられる高分子分散剤や
界面活性剤が使用でき、高分子分散剤としては、ゼラチ
ン、アルブミン、ガゼイン等の蛋白質、アラビアゴム、
トラガントゴム等の天然ゴム類、サポニン等のグルコシ
ド類、メチルセルロース、カルボキシセルロース、ヒド
ロキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、リグニ
ンスルホン酸塩、セラツク等の天然高分子、ポリアクリ
ル酸塩、スチレン−アクリル酸共重合物の塩、ビニルナ
フタレン−アクリル酸共重合物の塩、スチレン−マレイ
ン酸共重合物の塩、ビニルナフタレン−マレイン酸共重
合物の塩、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物
のナトリウム塩、リン酸塩等の陰イオン性高分子やポリ
ビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレ
ングリコール等の非イオン性高分子等の高分子分散剤、
界面活性剤としては脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エ
ステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類、アルキルア
リルスルホン酸塩類等の陰イオン界面活性剤、ポリオキ
シエチンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアル
キルエステル類、ソルビタンアルキルエステル類、ポリ
オキシエチレンソルビタンアルキルエステル類等の非イ
オン性界面活性剤があり、これらの1種または2種以上
を敵宜選択して使用できる。その使用量は分散剤により
異なるが一般的にインキ全量に対して1〜20重量%が望
ましい。
一方、本発明に使用する分散機は、一般的に使用され
る分散機なら、いかなるものでも良いが、たとえばボー
ルミル、ロールミル、サンドミルなどが挙げられる。
その中でも、高速型のサンドミルが好ましく、たとえ
ばスーパーミル、サンドグラインダー、ビーズミル、ア
ジテータミル、グレンミル、ダイノーミル、パールミ
ル、コボルミル(いずれも商品名)などが挙げられる。
本発明に於いて、所望の粒度分布を有する顔料を得る
方法としては、分散機の粉砕メデイアの比重を大きくす
る、粉砕メデイアのサイズを小さくする、粉砕メデイア
の充填率を大きくする、また処理時間を長くする、吐出
速度を遅くする、粉砕後フイルターや遠心分離機等で分
級するなどの手法が用いられる。またはそれらの手法の
組み合せがあげられる。
〔実施例〕
次に、実施例を挙げて本発明を更に説明する。尚、文
中部または、%とあるのは、重量基準である。
実施例1 カーボンブラツク(三菱化成製、MA−100) 10部 スチレン−アクリル酸共重合体(分子量12000,酸価17
5) 5部 エタノールアミン 2部 尿素 8部 グリセリン 7部 エチレングリコール 10部 純水 58部 上記成分を配合し、パールミル(アシザワ(株)製)
を用いて以下の条件で分散処理を行なった。
粉砕メデイアの種類 ジルコニウム 粉砕メデイアのサイズ 1.5mm 粉砕メデイアの充填率 65% 吐出速度 500ml/min. 更に、遠心分離処理(20000RPM,15分間)により、粗
大粒子を除去して黒色インクを得た。
比較例1 分散処理のうち、遠心分離処理を省略した以外は、実
施例1とまったく同様にして黒色インクを得た。
実施例2 カーボンブラツク(三菱化成製、MA−100) 10 部 α−メチルスチレン−スチレン−アクリル酸共重合体 (分子量12500,酸価197) 6 部 アミノメチルプロパノール 2 部 エチレングリコール 10 部 ジエチレングリコール 5 部 ニツコールBL−9EX(日光ケミカルズ社製) 0.5部 純水 66.5部 上記成分を配合し、パールミル(アシザワ(株)製)
を用いて以下の条件で分散処理を行ない、黒色インクを
得た。
粉砕メデイアの種類 ジルコニウム 粉砕メデイアのサイズ 1.5mm 粉砕メデイアの充填率 65% 吐出速度 100ml/min. 比較例2 上記分散条件において、吐出速度を500ml/min.に変更
し、分散処理を行ない、黒色インクを得た。
実施例3 フタロシアニンブルー (Lionol Green GYK,東洋インク製) 10部 スチレン−マレイン酸共重合体(分子量10000,酸価20
0) 8部 エタノールアミン 2部 尿素 8部 ポリエチレングリコール 10部 純水 62部 上記成分を配合し、パールミル(アシザワ(株)製)
を用いて以下の条件で分散処理を行ない、青緑色インク
を得た。
粉砕メデイアの種類 ジルコニウム 粉砕メデイアのサイズ 1.5mm 粉砕メデイアの充填率 65% 吐出速度 100ml/min. 比較例3 上記材料構成においてフタロシアニンブルーの顔料を
Macrolex Violet B(Bayer製)に変更した以外は実施例
3とまったく同様にしてインクを得た。
実施例4(インクジェット記録法の実施例) 上記実施例1〜3及び比較例1〜3のインクをそれぞ
れ用いて、記録ヘツ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なうオンデマンドタイプのマ
ルチヘツド(吐出オリフイス径35μm、発熱抵抗体抵抗
値150Ω、駆動電圧30V)を有する記録装置を用いて下記
の検討を行なった。尚、駆動周波数は、2KHzと4KHzにつ
いて検討した。
T1;吐出安定性;室温、5℃、40℃の雰囲気中でそれぞ
れ、25時間、50時間の連続吐出を行ない、試験後の印字
画像の品位を目視にて評価した。
T2;異物沈着性;上記T1試験後の加熱ヘツドを顕微鏡で
観察することにより、異物の沈着の有無について調べ
た。
また、調製されたインクの粒径分布を遠心沈降式分布
測定装置(島津製作所製)を用いて測定した。
粒径分布の測定結果を、上記検討項目(T1,T2)につ
いての評価結果と共に下記第1表に示す。尚、表中の記
号:D1の欄には、粒径が0.6μm以上の粒子が各インク中
の全顔料粒子中に占める割合(体積%)を、又、記号:D
2の欄には、粒径が0.2μm以下の粒子が各インク中の全
顔料粒子中に占める割合(体積%)を夫々示す。
評価結果を下記第1表に示した。表中の評価について
は、T1においては、◎は優良、○は良好、△はやや不良
を、そして、×は不良を示す。T2において、◎は沈着物
がまったくない、○はわずかに認められる、△はヒータ
ー上の半分を覆っている、×はヒーター上がほとんど覆
われている、を示す。
〔効果〕 本発明によれば、駆動周波数応答性に優れ、長時間吐
出させても常に安定した吐出が可能な記録液を提供で
き、又プリンターの目詰まりを生じにくく、保存安定性
にも優れた記録液を提供できる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】記録液に熱エネルギーを作用させて液滴と
    するインクジェット方式に使用する記録液において、水
    性液媒体中に分散した顔料粒子を0.5〜20重量%の範囲
    で含み、且つ前記顔料粒子中に0.6μm以上の粒径の粒
    子が10体積%以下、0.2μm以下の粒径の粒子が60体積
    %以上含まれていることを特徴とする記録液。
  2. 【請求項2】請求項(1)に記載の記録液に熱エネルギ
    ーを作用させて液滴を形成し、この液滴を以て記録を行
    うことを特徴とするインクジェット記録方法。
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