JPS58191772A - 記録液及びこれを用いたインクジェット記録方法 - 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】 本発明は記録液、特には、所謂、インクジェット記録方
式に於て用いるのに適した記録液に関する。

従来から紙等の被記録材に１碌を行なう筆記具（万年筆
・フェルトペン等）ＶＣは、記録液（インク）として各
種の染料を水反び／又はその他の有機溶剤に溶解せしめ
たものが使用されている。

またピエゾ振動子による振動或いは高域圧印７ＪＯによ
る静′嵐引力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なう所謂インクジェット
記録方式に於いても、各ａｔ染料を水又は有機溶剤等に
溶解した組成葡が使用される。これらのインクに要求さ
れる性質は共通点が多い。しかし一般の万年−・フェル
トペンの様な文具用インクに比べると、インクジェット
川インクには、多くの特性で−１−厳密な条件が要求さ
れる。

インクジェット記録法は、−音の発生が小さく、晋迩祇
に特別の定着処理なしに高速記録或いはカラー記録が行
なえるものであり、種々の１式のものが活発に研究され
て゛いる。

この様なインクジェット記録法は、インクと称される記
録液の液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ　）を飛翔させ、これを任
慧のｔｉ記録材に付着させて記録を行なうものである。

斯かる記録液は、記録剤（染料又は顔料が用いられる）
及びこれを溶解又は分数する液媒体（水又は各種有機゛
溶剤式いはこれらの混合物が用いられる）を基本的成分
とし、又必要に応じて各Ｍ１添加剤が添加されている。

この様な記録法には、液滴の発生方法及び液滴の飛翔方
向の制御方法によって、種々の方式がある。その−例を
第１図に示す。

即ち＠１図の装置はピエゾ振動子を有する記録ヘッド部
に記録信号を与え、該信号に応じて記録液の液滴を発生
させてｆｌ［！碌を行なうものである。Ｍ１図において
、ｌＦｉ記録ヘッドで、ピエゾ伽動子２ａ、振動板２ｂ
、記婦液の流入口３、ヘッド内の液室４及び吐出口（吐
出オリフィス）５を有（７ている。液室４内には貯蔵タ
ンク６　Ｋ貯えられた記録ｆｖｔ、７が、供給管８によ
って尋人されている。尚、供給管８の途中には場合によ
って、ポンプ或いはフィルター等の中間処理手段９が設
けられることもある。そしてピエゾ氷動千２８ＶＣは、
信号処理手段（例えば、パルス変換４）ｉｏによって記
録信号Ｓからノ（ルスに変換された信号が印加され、ｄ
信号に応じて液室４内の記伽液に圧力変化が生ずる。そ
の結果、記録１ｇＬ７は吐出オリフィス５から液滴１１
となって吐出し、被ｍｌ録材１２の表面に記録が行なわ
れる。

又、上記の装置以外にも種々のタイプの装置が知られて
おり、例えば、４２図に示す様に、ｉＡ１図の変形例と
して液室４をノズル状にし、その外周部に円部状のピエ
ゾ伽動子を設置した装置がある（この装置に於ける液滴
の発生の機栖は、本質的に第１図に示した装置と同じで
あり）。又、帝電したＩ＆論を連続的に発生させ該ＷＬ
続の一部を記録に使用する装置、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―を発生させる装置等も知ら
れている。

その１例を第３−　ａ図、＠３−ｂ図、第４図に示す。

ヘッド１３はインクを通す＃１４を有するガラス、セラ
ミクス、又はプラスチック板等と、感熱記録に用いられ
る発熱ヘッド１５（図では薄膜ヘッドが示されているが
、これに限定されるものではない）とを接着して得られ
る。発熱ヘッド１５は酸化シリコン等で形成される保鏝
膜１６、アルミニウム電極１７−１．　１７−２゜ニク
ロム等で形成される発熱抵抗体層１ｇ、蓄熱層１９、ア
ルミナ等の放熱性の良い基板２０より成っている。

インク２１は吐出オリフィス２２まで来ており、圧力Ｐ
によりメニスカス２３を形成している。

今、電極１７−１．１７−２に電気信号が加わると、発
熱ヘッド１５のｎで示される部分が急激に発熱し、ここ
に接しているインク２１に気泡が発生し、その圧力でメ
ニスカス２３が突出されインク２１が吐出しオリフィス
２２より記録小滴２４となり、被記録材２５に向って飛
翔する。第４図には第３−　ａ図に示すヘッドを多数甚
べたマルチヘッドの外観図を示す。該マルチヘッドはマ
ルチ＃２６を有するガラス板２７と％ｌｌ３−ａ図に説
明したものと同様な発熱ヘッド２８を接着してつくられ
ている。

このように、液滴を飛翔させて記録を行なう装置と一口
に舊っても、液滴の発生方法或いは液滴の飛翔方向の制
御方法はかなり異なっている。従って、良好な記録を行
なうには、使用される記録液に対して、液滴の発生方法
或いは液滴の飛翔方向の制御方法に応じた物性値例えば
粘度、表面張力、比抵抗の値が要求される。

そして、いずれの方式においても記録液は、長゛　期間
の保存或いは記録の休止中に液媒体成分の気化或いは構
成成分の化学変化等により、固形分が生じてはならない
。一般にこの種の記録装置の吐出オリフィスは微細な穴
（一般に直径数１０μＩｔｋ４度）である為に、固形分
の発生は目詰まりの原因になり液滴が全く吐出しなくな
ることがある。

父、吐出停止が起こらないまでも、固形分の発生は、均
一な液滴の発生畿いは液滴の安定な飛翔等ＶＣ対して悪
影醤を及ぼし、記録性、吐出安定性、吐出応答性成いは
連続１鎌性が低下することもある。或いは記録液の構成
成分が化学変化を起こすと、調合時に所望の値に調整さ
れた記録液の物性値が変化し、やはり記録性、吐出安定
性、吐出応答性が低下することがある。

従って気化しにくい液媒体成分、そして、この成分に可
溶性で１．かも化学的に安定な記録剤或いは上記の欠点
を生じない液媒体及び記録剤の組み合わせが求められて
いる。

更に又、記録された画イ象が充分にコントラストが高く
、鮮明であることも要求される。一般に従来の記録液で
は、記録剤の含有量を増してｄ己録画１歇のコントラス
トを高くしようとすると、吐出オリフィスの目詰まりを
生ずる傾向にある。

従って、准媒体に対する溶解性が＾く色調が鮮やかな記
録剤が求められている。

更に、以上の特性に加えて、被記録材の種類を制限せず
ＶＣ記録が行なえること、定着速度が大きいこと、耐水
性、耐光性、耐摩耗性及び解１度の優７した画像を与え
ること、臭気がないこと等の性質も要求されている。

上記の様な緒特性を記録液にもたせる目的で檀々の処ガ
が採用されているが、これらの要求全同時に、偽足させ
ることは相当に困−である。

叙とのインクジェット記録性に適用するインクは基本的
に染料とその溶媒とから組成されるものであり、その記
録液物性は、酌記染料固有の性質に左右されるところが
大である。従って、健米、主として水浴性の染料を含む
記録液を用いたインクジェット記録を行なった場合、得
られた記−ＩＩＭ像が、水溶性染料の物性に左右されて
、その耐水性、耐光性に於て劣ったものとなるとどう欠
点があった。父、この様な水溶性染料を含んだ従来の記
録液の保存女定性は、然機誦くｖまなかった。

本発明ｅよ、藺述した従来技術の欠点を除き、吐出の俺
期安定性、長期保存安定性、定着性、画像の′ａ度、鮮
明度、耐水性、耐光性を同時に満［Ｌ、史には臭気、毒
性がなく、引火性等の安全性に優れた実用性の高い記録
液を提供することを目的とするものである。

而して、斯かる目的を達成した本発明は、記録剤として
の染料と液媒体から組成される記録液に於て、Ｍｉｌ記
染料が、その構造中にＦ記の式（Ｉ）又は（［１）で表
わされる少なくとも１個のｔ１１換基を有する化合物か
ら成ることを特徴とするものである。

−（、’ＯＮル１ｆ％２　　　＋・＋　、、、・＋＋　
＋＋＋　式（ｒ）−８０，Ｎ）も１１（２・・・・・・
・・・・・・　　式（厘）〔但し、上式中、Ｒ’、１（
ｒ”は夫々、（−ｃＨ，ｅｔａ　ｏ＋ｎｘ＋又は＋ＣＨ
，（、’ＨＯＨ＋ｎ１（３を示し、このとき、ｎｔｊＯ
又は１−１２迄の整数であり、前記Ｒ３はＣＨｓ又はＣ
Ｈ，０）（を示す。〕 この様な本発明の記録液は保存性、汎用性。

或いは装−の保守性に優れるばかりか、オリフィスを目
詰らせることがなく吐出安定性、吐出応答性、長時間連
続記録性に於いても良好な結果が潜られる。

−に鮮明で轟コントラストの１１！Ｉｌ像を与えること
ができる。

この蓮な性質は、インクジェット記録用としてだけでな
く、勿舖、万年練、ボールペン、サインベノ、フェルト
ベン等各棹線記具用記録液としても極めて好ましいもの
である。

本発明の記録液は記録剤の担体としての液媒体、記・録
１Ｉｋ１１象を形成する記録剤及び所望の特性を得る為
に必要に応じて添加される添加剤等から成り、特に、記
録剤として以下に具体例を列記する特定の染料（化合物
）が必須成分とされる。

つまり、本発明に於て好適に１史用される記録剤として
の染料は、その構造中に、下記の式（Ｉ）又ｄ　（ＩＩ
）で表わされる少なくともｌ　１７の置換基を何する化
合物である。

−ＣＯＮＫ”）も２　　・・・・・・・・・・・・＆　
（Ｉ）−８０，Ｎル１ル２　　・・・・・・・・・・・
・式（Ｉ）〔但し、上式中、Ｂｌ、Ｒ１１１は夫々、モ
ＣＨ，Ｃム（声九［■又は＋Ｃ）Ｉ、ＣＬ−１０１１＋
ｒｌＲ”を示し、このとき、ｎはＯ又は１−１２迄の整
数であり、前記ＷはＣＩ、又はＣＩ、ＯＨを示す。〕 そして、前記化合物の具体例は以下に列記するとおりで
ある。

ノ１６　４　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　ｎｕ１６６ 〔鴫　Ｒ−＝＋ＣＨ，ＣＨ，０÷−１〕／Ｉ６７ 〔尚、Ｒクー偽ｃＨ，ｏＨ） 、、１６ｇ ＯＨ ８偽Ｎａ ／蔽９ ＯＨ １０ 、／ｌ１ｔｉ 〔尚、ａ−＋ｃ摩：ｘｏ＋ｓ　ｎ） 〔尚、ＲイＣＨ，Ｃｌ−１ρハＨ〕 ＆１１４ 、−１５ ／ｌ６１７ ０ ／ｌ６１８ １９ ２０ 、献２２ 、ｔ２３ ．１６２４ ２５ 〔尚、ａ−−ｃ搗ＣＨＯＨＣＨ，〕 ＆１２７ ５紙２８ ・（ｔｉ２９ 〔尚、ｎ−（ｃへｃＨ，ｏ＋、Ｈ） Ａ６３２ （ｍ、Ｒ＋Ｃｏ、ＣＨＯＨ−）、ＣＨｌｏ）１１３３ 〔尚、Ｒ−そＣＨ，Ｃ町→、Ｉ Ｉ＃ｉ３４ 魔３６ 〔鴫Ｒ＋Ｃ鵬四’＋ｔｕ） ６３７ ［尚Ｉ　　叫ｃｕｍｃｕｏｕ九ＣＪ１．’］、／１６３
８ ［尚、　Ｒ−−ＣＨ，ＣＩ（ＯＨＣＨ，］・１６３９ 〔崗、　　ａ＋ｃｔｉ、ｃｏ、ｏ＋、、　Ｈ）ぢ４０ 〔尚、ｎ−−ｃｏ、ｃｏ、ｏｎ） ｋ４１ 〔尚、　　ｎｗａ＋ｃＨｃＨρ）、Ｈ〕／ｋｉ４２ ＣＩ ［尚、　Ｒ−（ＣＨＩ（ＪｂＯ＋、　ｌ−１〕６４３ 〔尚＊　　Ｒ−ＣＨｓＣＨｊＯＨ］ （ｍ、ａ＋ｃｘｍ→、Ｈ〕 廃４５ 〔鴫Ｈｐ＋偽Ｃ鴫、ｔｉ） ４６ 〔崗、・ａ＋偽Ｃ情ρ）、Ｈ〕 ノ１６４７ 〔崗、ｎ＋ａ鳥Ｃ瞬ｔｏｌ ぢ４８ ／蔭４９ 以上に詳説した染料（化合物）の本発明に於ける使用瀘
としては、所望される記録１像の濃度、記録する時に使
用する装置の記録方式、池の添加される構成成分の種類
及び要求される借物性等に応じて適宜決定されるが、調
合される紀縁液全ＩｊＬ１１ｔに対して通常は０．１−
１５ｗｔ％、好適には０．５〜ｌ　ＯｗｔＸ％鑞適にけ
ｌ〜ｆ３　ｗｔ％とされるのが望ましいものである。

本発明に於いて使用される液媒体としては、水及び水を
主液媒体とした水に溶解性の有機溶剤との混合液媒体が
好適に採用される。

水に溶解性の有機溶剤としては、具体的には、？１．ｔ
ハメチルアルコール、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−７’チルア
ルコール、鱈−７’　ｆルアルコール、ｔｅｒ（−７’
チルアルコール、イノブチルアルコール等の炭素Ｂｔ〜
４のアルキルアルコール類；ン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；トリエタノールアミ
ン、ジェタノールアミン等のアミン類；アセトン、ジア
セトンアルコール等のケト／を九はケトアルコール類；
テトラヒドロフラン、ジオキサ７等のエーテル、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、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フ基が２〜
６個の炭素原子を含むアルキレンゲＩＪ：ｌ−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ハエチルエーテル、トリエチレ
ングリコ−？レモノメチル（又はエチル）エーテト浄多
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嬉剤の中でも、多価アルコー
ル類、多価アルコールの低級アルキルエーテル＠（例え
ば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Ｖよ、前記した染料と組合せて用いると特に
好ましいものである。

これらの水溶性有ａＳ剤の＃＆Ｃ！録液中の含有量は調
合される記録液に悪影＃全及はさない範−とされ、一般
には記録叡全重緻に対して、＊にパーセントで５〜９５
％、好ましくはｌＯ〜８０Ｘ１より好まり、　＜は２０
〜５ＯＮの範囲とされる。

又（水と上記の水溶性１機溶剤とを混合する際には）水
の含有量は、記録准全市量に対し一般に９５〜５％、好
ましくＦｉ９０〜２０Ｘ１より好ましくは８０〜５ＯＮ
の範囲とされることが望ましい。

こうして前記した染料を記録剤として使用して記録液を
調合することによって、本発明の所期の目的が効果的に
達成される。

即ち、信号応答性、液滴形成の安定性、吐出安定性及び
毛管内での流通性が極めて良く、又連続的に長時間記録
を行っても装置内の流路における供給速度が記録速度に
充分追随し得る特性を有すると共に、被記録材に対する
付着性も良く、又記録された画儂は、耐光性、耐候性、
耐水性に優れ且つ高ｌ１１１ｉ１Ｍ！濃度であって鮮明
であるものが容易に得られる。

従って、本発明の記録液を使用すれば、常時安定した記
録を行うことが出来、記録−像は鮮明度が高く、濃度が
充分であって、サテライトドツトのない高品質なものが
得られる。

本発明の記録液は、前記した染料と液媒体とで基本的に
は構成されるが、本発明の効果を逸脱しない範囲に於い
て、その他の記録剤や液物性を調整する為の第３成分が
必要量添加されても良い。

ｔ＆柳−性を調整する為の第３成分としては、粘度調整
剤、表面張力調整剤、ＰＨ，１１整剤、比抵抗調整剤等
が挙げられ、更に湿潤剤や防カビ剤等も本発明の記録液
の一層の改善の為の添加剤として挙げられる。

粘度調整剤や表面張力調整剤は主に、記録速度に応じて
光分なる流速で装置内流路を流通し得る事、吐出オリフ
ィスに於いて記録液の回り込みを防止し得る事、被記録
材へ付着した時の滲み（スポット径の広がり）を防止し
得る事等の為に添加される。

粘度調整剤及び、表面張力調整剤としては、使用される
液媒体及び記録剤に蘇影曽を及はさないで効果的なもの
であれば通常知られているものの中の酩てが使用可能で
ある。

本発明に於いて好適に使用される表面張力調整剤として
は、アニオン系及びノニオン系の界面活性剤が挙げられ
る。

表面張力調整剤は、所望の値の表面張力を有する記録液
が調合される様に１互いに又は他の構成成分に悪影響を
及ぼさない範囲内に於いて必＠　ｖｃ　ｉじて二種以上
混合ｌ−で使用しても良い。

ＰＨ調整剤は、調合された記録液の化学的安定性、例え
ば、長時間の保存による物性の変化や記録剤その他の成
分の沈降や凝集を防止する為に所定のＰＨ値となる様に
適当量添加される。

記録液の液滴を帯電して記録する場合には、記録液の比
抵抗が、その帯電特性に重要な因子として作用する。即
ち、曳好な記録が行える様に記録液の液滴が帯電される
為には、比抵抗値が通常ｌ０−３〜ＩＯΩ備となる様に
記録液が一合される必要がある。

液滴に帯電を要しない記傘の場合には、記録液の比抵抗
値は任意であって良いものである。

又、湿潤剤は単独で使用される他、互いに悪影響を及ぼ
さない条件に於いて二種以上混合しても良い。

本発明に於いて使用される記録液には、−上記の様な添
加剤が所望に応じて必要量添加されるが、更に被記録材
に付着させた場合の被膜の形性成、殊に被膜強度に優れ
たものを得る為に、例、ｔば、セルロース類、ゼラチン
、ポリビニルアルコール等の水溶性樹脂重合体が添刀口
されても良い。

４：＠明の記録液は、前述した諸記録特性を其偏する為
に、粘性、表面張力、Ｐｉ−１等）；、父、帯磁された
液滴を利用して記録する場きには比抵抗が、或いは又熱
エネルギーを利用して記録する方法の場合には、比熱、
熱彬張係該、熱伝４率等の特性値が特定の条件範囲内に
ある様に調合される。

即ち、これ等の諸物性は、液滴形成の安定性、信号応答
性及び忠実性、１儂濃度、化学的安定性、装置内ＮＩＬ
ｗ！Ｉでの流通性等に重要、ケ関連性會有しているので
、本発明に於いては記録液の調合の際、これ等に充分注
意を払う必要がある。

本発明に於いて有効に使用され得る記録液の上記諸物性
としては、Ｔ１の第１表に示される如きの値とされるの
が望ましいが、列挙された物性の廟でか第１表に示され
る如き数値条件を満足する必要がなく、適用される記録
方法に使用される記録液として要求される記録特性に応
じて、これ等の物性の幾つかが第１表の条件を満足する
値を取れば良いものである。

第１表 （本記録液の液滴を帯電して使用する場合の条件） すでに述べた様に、本発明の記録液は、所望の物性値が
与えられて糧々のタイプのインクジェット配縁方式に用
いられる。例えば、第１図に示しだ記録装置はもとより
、第２図に示す様に第１図の装置の変形タイプの装置、
静電吸引力により／＆滴を発生させて記録を行なう記録
装置、或いは記録ヘッド内の記録＆に熱エネルギーの形
で記録信号を与え液滴を発生させて記録を行なう記録装
置（第３−　ａ図、第３−ｂ図。

第４図を参照）等圧用いられる。

本発明を以下の実施例により具体的に説明する。

実１＃例１ Ｌ記の各成分を容器の中で充分混合溶解し、孔径ｌμの
テフロンフィルターでＩＱ圧濾過し７たのち、真空ポン
プを用いて脱気処理し記録液（１）とした。そして、Ｔ
、及び第２図に示した記録装置分用いて′ｒ、〜′ｒ、
の検討を行なったところ（吐出オリフィス径６０μ、ピ
エゾ損動子駆動電圧５０　Ｖ　、　周ａｍ　１０　ＫＨ
ｚ　）、いｆれ４ｊＬ好な結果を得た。

Ｔ＋　）記録液の長期保存性；記録液（１）をガラス容
器に入れて、０℃と４０℃で６力月間保存したのちでも
不溶分の析出は認められず、液の物性や色調にも変化か
なかった。

Ｔｔ　）吐出安定性；２４時間の連続吐出を行なったが
、終始安定した高品質の記録が行なえた。

Ｔ’ｓ）吐出ら容性；２秒毎の間欠吐出と１力月間放置
後の吐出について調べたが、いずれの場合も安定で均一
に記録された。

Ｔ４　）記録画像の品質；紙に付着した記録液ドツトに
よる画像は濃度が高く鮮明であった。室内光に３力月さ
らしたのちの濃度の低下率ｌｌ１ｌＸ以下であり、また
、水中に１分間浸した場合、画像のＶＣじみはきわめて
わずかであった。

実施例２〜３８ 実施例１と同様の方法により下表の組成の記録液を調合
し、又実施例１と同様に′ｒｌ〜′ｒ４の検討を行なっ
た。尚第２表において０内の数字は組成比を示す。

これらの記録液は、長期保存性、記録性、記録−虚の定
着性、鮮明度等に於いて良好な結果を与えた。

第２表 実施例３９ 実施例１で得た記録液（１）を市販の万年＠ＶＣ光３Ａ
　した後、キャップをはずして１週間放置後、これを用
いて紙に篭記した処、カスレがなくスムーズ＆−Ｃ瀧記
することかで餐た。

【図面の簡単な説明】 ｍ１図及び第２図は夫々、インクジェット記対装置の模
式図である。 第３−ａ図、ｇ３−ｂ図は別の記録装置の一部縦断面図
および同横断面図である。 第４図は第３−ａ図、第３−ｂ図Ｃで１示したヘッドを
マルチ化したヘッドの外＊脂視図である。 但し、図にふ・いて ｌ・・・記録ヘッド、　　２ａ・・・ピエゾ振動子、２
ｂ・・・娠動板、３・・・流入口、４・・・液室、５・
・・吐出オリフィス、６・・・貯蔵タンク、７・・・記
録液、８・・・供給管、９・・・中間処理手段、ｌＯ゛
・・・信号処理手段。 １１・・・液滴、　　１２２５・・・被記録材、８・・
・記録１１ｉ号。 １４・・・液室、１５・・・発熱ヘッド、１６・・・保
穫層。 １７・・・電悸、１８・・・発熱抵抗体層、１９・・・
蓄熱層、２（）・・・基板、２６・・・溝である。 ％奸出−人　　キャノン株式会社 ≧’、、、：、：＞ 兇７　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 記録剤としての染料と液媒体から組成される記録液に於
   て、＃記染料が、その構造中に下記の式（Ｉ）又は（１
   ）で表わされる少なくとも１個の置換基を有する化合物
   から成ることを特徴とする記録液。 −ｃｏＮｎ７が　　叫・・・・・・・・式（Ｄ−８０，
   ＮルＩ　ＢＭ　　　・山・・・・・・・・　式（ｉ）〔
   但し、上式中、Ｒ”　、　Ｒ”　ｉｊ　夫ｋ　、＋ｃＨ
   Ｉ田武ｍＨ又は＋ＣＩ、ＣＨＯＨ＋ｎＫ”を示し、この
   とき、ｎは０又は１−１２迄の筆数であり、前記ｋｆは
   ＣＨ，父はＣＨ，ＯＨを示す。〕