JPS6158105B2

JPS6158105B2 -

Info

Publication number: JPS6158105B2
Application number: JP54059335A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sakaeda; Masahiro Haruta; Yasuhiro Yano; Yoji Matsufuji; Norya Oota
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1979-05-15
Filing date: 1979-05-15
Publication date: 1986-12-10
Also published as: JPS55151072A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、記録液を吐出飛翔させて記録を行な
うのに用いられるインクジエツト記録用記録液組
成物に関する。ノンインパクト記録法は、記録時に於ける騒音
の発生が小さいという利点があり、最近活発に研
究が行なわれている。その中で、高速記録が可能
であり、而も所謂普通紙に特別の定着処理を必要
とせずに記録が行なえるインクジエツト記録法
は、極めて有力な記録法であつて、これ迄にも
様々な方式が考案され、改良が加えられて商品化
されたものもあれば、現在も尚実用化への努力が
続けられているものもある。この様なインクジエツト記録法は、所謂インク
と称される記録液を液滴（droplet）として飛翔
させ、記録部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、通常記録剤（染料又は顔
料が用いられる）及びこれを溶解又は分散する液
媒体（水又は各種有機溶剤或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
て各種添加剤が添加されている。この様な記録法には、記録液の液滴の発生方法
及び液滴の飛翔方向の制御方法によつて、種々の
方式がある。その一例を第１図に示す。即ち第１図の装置はピエゾ振動子を有する記録
ヘツ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記録を行なうものである。
第１図において、１は記録ヘツドで、ピエゾ振動
子２ａ、振動板２ｂ、記録液の流入口３、ヘツド
内の液室４及び吐出口（吐出オリフイス）５を有
している。液室４内には貯蔵タンク６に貯えられ
た記録液７が、供給管８によつて導入されてい
る。尚、供給管８の途中には場合によつて、ポン
プ或いはフイルター等の中間処理手段９が設けら
れることもある。そしてピエゾ振動子２ａには、
信号処理手段（例えばパルス変換器）１０によつ
て記録信号Ｓからパルスに変換された信号が印加
され、該信号に応じて液室４内の記録液に圧力変
化が生ずる。その結果、記録液７は吐出オリフイ
ス５から液滴１１となつて吐出し、記録部材１２
の表面に記録が行なわれる。又、上記の装置以外にも記録液を液滴として飛
翔させて記録を行なういくつかのタイプの装置が
知られている。例えば、第１図に示した装置の変形例として液
室４をノズル状にし、その外周部に円筒状のピエ
ゾ振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構は、本質的に第１図に示し
た装置と同じである）又、第１図に示すものと類
似した記録ヘツドを有し、液滴を連続的に発生さ
せ、該液滴の一部を記録に利用する装置も知られ
ている。この装置に於いて、吐出オリフイスとそ
の前方の液滴の飛翔空間に設置された帯電電極と
の間には記録信号で変調された電界が印加されて
おり、吐出した液滴は該電極により帯電される。
そして帯電電極の更に前方には、一定の電場が印
加された偏向電極が設置され、帯電した液滴が偏
向されて記録が行なわれる。或いは、吐出オリフイスと、前方の帯電電極と
の間に、記録信号で変調された高圧電界を印加し
静電力によつて液滴を発生させる装置も知られて
いる。更に又、記録ヘツ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
より液滴を発生させる装置も知られている。このように、液滴を飛翔させて記録を行なう装
置と一口に言つても、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つている。従
つて、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。そして更に、記録
液は、長期間の保存或いは記録の休止中に液媒体
成分の気化或いは記録液の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イスは微細な穴（一般
に直径数10μ程度）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。又、吐出停止が起こらないまでも、固形分の発
生は、均一な液滴の発生或いは液滴の安定な飛翔
等に対して悪影響を及ぼし記録性、吐出安定性、
吐出応答性或いは連続記録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。従つて気化しにくい
液媒体成分、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、記録された画像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記録画
像のコントラストを高くしようとすると、吐出オ
リフイスの目詰まりを生ずる傾向にある。従つ
て、液媒体に対する溶解性が高く色調が鮮やかな
記録剤が求められている。或いは又、いつたん記録された画像は、耐水
性、耐光性、耐候性、耐摩耗性を有していなくて
はならない。従来の記録液、殊に水系のものによ
る記録画像は、水の付着、光照射或いは機械的摩
擦によつてニジミ或いはカスレを生じる傾向にあ
り、これらの欠点が改良された記録液が強く望ま
れている。この様な観点で従来から、記録液に関する多く
の提案がなされて来ているが、上述の条件を全て
満足する実用的な記録液はほとんど得られていな
い。本発明は、上述の条件を全て満足するインクジ
エツト記録用記録液を提供することを目的とす
る。即ち、吐出オリフイスの目詰まり、保存中の
変質或いは沈でん物の発生を起こさず、記録性、
吐出安定性、吐出応答性に優れたインクジエツト
記録用記録液を与えることにある。又記録画像の
色調・コントラストの優れたインクジエツト記録
用記録液を与えることにある。更に又、その記録
画像が耐水性、耐光性、耐候性、耐摩耗性を有す
る定着性に優れたインクジエツト記録用記録液を
与えることにある。上記の目的を達成する本発明は、記録剤とこれ
を溶解又は分散する液媒体を主体として組成され
るインクジエツト記録用記録液に於いて、一般式
(A)；（但し、Q₁は未置換或いは以下に示すＺ群の
中から選択される少なくとも１つの置換基で置換
されたフエニル基；Q₂は未置換或いは以下に示
すＺ群の中から選択される少なくとも１つの置換
基で置換されたフエニレン基、又は同ビフエニレ
ン基；Q₃はメチル基、未置換あるいは以下のＺ
群の中から選択される少なとくも１つの置換基で
置換されたフエニル基又は同ナフチル基を示し、
Ｘは−Ｎ＝Ｎ−又は−NHCO−結合：Ｙは−
NHCO−，−NHCONH−又は−NHSO₂−結合を
示す。ｎは０又は１である。Ｚ群：−OH，−NH₂，−Cl，−CH₃，−OCH₃，−
NHCOCH₃，−COONa或いは−SO₃Na）で表わさ
れる化合物が含有されていることを特徴とする。この様に、一般式(A)で表わされる化合物を記録
液中に含有させると記録性、例えば吐出安定性・
吐出応答性・連続記録性に優れるばかりか、記録
画像が鮮明で且つ耐水性、耐光性、耐候性、耐摩
耗性にも優れた実用的な記録液が得られる。上記一般式(A)の基本構造を有する化合物は、赤
色系の色調を示す。一般式(A)に於いて、Q₁はフエニル基；Q₃はメ
チル、フエニル又はナフチル基；Q₂は、１，４
−フエニレン又は４，4′−ビフエニレン基を、そ
れぞれ示している。これらフエニル基、ナフチル、１，４−フエニ
レン或いは４，4′−ビフエニレン基等には、必要
に応じて種々の置換基、例えば電子供与性基、親
水基等が少なくとも１つ導入されていることが望
ましい。好ましい置換基としては、例えば−OH，−
NH₂，−Cl，−CH₃，−OCH₃，−NHCOCH₃，−
COONa或いは−SO₃Na基等が挙げられる。これらの置換基の中でも、より好ましくはQ₁
には−OH，−Cl，−CH₃，−SO₃Na或いは−
COONa基が、Q₃には−OH，−NH₂，−CH₃，−
NHCOCH₃或いは−SO₃Na基等が選択されること
が望ましい。尚、Ｙが結合しているナフチレン基には、−
SO₃Na基が導入されていても良い。一般式(A)で表わされる化合物の具体例として
は、以下No.１〜35で表わされる化合物が例示でき
る。上記の化合物の中で、Ｘとして−Ｎ＝Ｎ−結合
を、Ｙとして−NHCO−或いは−NHCONH−結
合を選択した化合物は、好ましいものである。具
体的には、No.１，２，４，６，７，９，10，12，
13，15，18，19，23，24，29，30，33等が、又特
に好ましくは、No.２，４，６，７，９，13，15，
18，19，29等の化合物が挙げられる。これらの化合物を記録液中に含有せしめると、
記録剤としての溶解安定性・長期保存安定性に優
れるばかりか、微細な吐出オリフイスからの液滴
の吐出安定性・吐出応答性が良好となる。又、得られる記録画像の濃度、色調、耐光性、
耐摩耗性等にも優れる。本発明の記録液は、基本的には、前記一般式(A)
で示される染料を記録剤とし、該記録剤と該記録
剤を溶解する為の液媒体とで構成される。本発明
に於いて使用される液媒体としては、水或いは水
と水溶性の有機溶剤との混合系等が好適に採用さ
れる。水に溶解性の有機溶剤としては、具体的には、
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のアルキルアルコール；
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、Ｎ−メチル
−２−ピロリドン等が有効なものとして挙げられ
る。これ等の有機溶剤は、主液媒体としての水と
混合して使用する際には調合される記録液に悪影
響を与えない範囲内の量に於いて、必要量混合添
加される。本発明に於いて、前記一般式(A)で示される染料
の添加される量は、所望される記録画像濃度、記
録する時に使用する装置の記録方式、他の添加さ
れる構成部分の種類及び要求される液物性等に応
じて適宜決定されるが、調合される記録液全重量
に対して通常は0.1〜15wt％、好適には0.5〜10wt
％、最適には１〜8wt％とされるのが望ましいも
のである。こうして一般式(A)で示される染料化合物を記録
剤として、前記水系の液媒体中に溶解せしめる
と、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
性及び流通性が極めて良く、又連続的に長時間記
録を行なつ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、
記録部材に対する付着性も良く、又記録された赤
色画像は、耐光性、耐候性、耐水性に優れ且つ高
画像濃度であつて鮮明である。従つて、本発明の記録液を使用すれば、常時安
定した記録を行なうことが出来、特に記録画像は
鮮明度が高く、濃度が充分であつて、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、前記した様に、前記一般式
(A)で示される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、従来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。液物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調整剤、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
に応じた流速で装置内流路を流通させる事、吐出
オリフイスに於いて記録液の回り込みを防止する
事、記録部材へ付与された時の滲み（スポツト径
の広がり）を防止す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、記録
液の主成分（液媒体及び記録剤）に悪影響を及ぼ
さないで効果的なものであれば通常知られている
ほとんど総てのものが使用可能である。粘度調整剤としては、例えばポリビニルアルコ
ール、ヒドロキシプロピルセルロース、水溶性ア
クリル樹脂等が挙げられ、又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等
が挙げられる。表面張力調整剤は、記録液に所望の値の表面張
力を与え安定な液滴発生を行なわしめる様に、互
いに又は他の構成成分に悪影響を及ぼさない範囲
内に於いて必要に応じて二種以上混合して使用し
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、そ
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、良好な記録が行なえる様に記録液
の液滴が帯電される為には、比抵抗値が通常10^-3
〜10¹¹Ωcmとなる様に記録液が調合される必要が
ある。記録液の液滴に帯電を要しない記録の場合に
は、その比抵抗値は任意であつて良い。本発明に於いて使用される湿潤剤としては、本
発明に係わる技術分野に於いて通常知られている
多価アルコール類、多価アルコールのエーテル類
等多くが有効である。本発明記録液に於いて、前述の一般式で表わさ
れる染料化合物に対し、水を主体とする液媒体及
び上記湿潤剤を混合すると、特に好ましい結果が
得られる。湿潤剤として例えば、ポリエチレング
リコール、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、メトキシトリグリコール、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）エーテル等の多価アルコールのエーテル
類；エチレングリコールメチルエーテルアセテー
ト、ジエチレングリコールメチルエーテルアセテ
ート等の多価アルコールエーテルのエステル類等
は好適な化合物である。これらの湿潤剤は、単独で用いる他、２種以上
混合されても良い。本発明に於いては、更に記録部材に付着させた
場合の被膜の形成性、殊に被膜強度に優れたもの
を得る為に、例えば、ポリビニールアルコール等
の水溶性樹脂重合体が添加されても良い。本発明の記録液は、前述した諸記録特性を具備
する為に、粘性、表面張力、PH等が、又帯電され
た液滴を利用して記録する場合には比抵抗が、或
いは熱エネルギーを利用して記録する方法の場合
には、比熱、熱膨張係数、熱伝導率等の特性値が
特定の条件範囲内にある様に調合されることが必
要である。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、画像濃度、化学的安定
性、装置内流路での流通性等に重要な関連性を有
しているので、記録液の調合の際、これ等に充分
注意を払う必要がある。本発明記録液に於いて、上記諸物性としては、
下記の第１表に示される如きの値とされるのが望
ましい。しかし列挙された物性の総てが第１表に
示される如き数値条件を満足する必要がなく、適
用される記録方法の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。

【表】（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種々のタイプのインクジエツ
ト記録方式に用いられる。例えば第１図の記録装置以外に、第２図に示す
様に液室４をノズル状にし、その外周部に円筒状
ピエゾ振動子２a′を設置した装置等にも用いられ
る。本発明を以下の実施例により具体的に説明す
る。実施例１イオン交換水 62重量部ジエチレングリコール 20 〃Ｎ−メチル−２−ビロリドン 15 〃 No.２の染料３〃上記の各成分を容器の中で充分混合溶解し、孔
径１μのテフロン（商標名）製フイルターで加圧
濾過したのち、真空ポンプを用いて脱気処理し記
録液(1)とした。第２図に示した記録装置を用いて
T₁〜T₄の検討を行なつたところ（吐出オリフイ
ス径60μ、ピエゾ振動子駆動電圧50V、周波数
10KHz）、いずれも良好な結果を得た。 T₁ 記録液の長期保存性；記録液(1)をガラス容
器に密閉し、０℃と40℃で６ケ月間保存したの
ちでも不溶分の析出は認められず、液の物性や
色調にも変化がなかつた。 T₂ 吐出安定性；24時間の連続吐出を行なつた
が、終始安定した高品質の記録が行なえた。 T₃ 吐出応答性；２秒毎の間欠吐出と１ケ月間
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；記録された画像は濃度が
高く鮮明であつた。室内光に３カ月さらしたの
ちの濃度の低下率は１％以下であり、また、水
中に１分間浸した場合、画像のにじみはきわめ
てわずかであつた。実施例２〜11 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T₁〜T₄の検討
を行なつた。

【表】

【表】これらの記録液を用いて実施例１と同様に記録
実験を行なつたところ、保存性、吐出性能および
記録画像品質はいずれも実施例１と同様にすぐれ
ていた。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は記録装置の模式図である但
し、図において１……記録ヘツド、２ａ，２a′……ピエゾ振動
子、２ｂ……振動板、３……流入口、４……液
室、５……吐出オリフイス、６……貯蔵タンク、
７……記録液、８……供給管、９……中間処理手
段、１０……信号処理手段、１１……液滴、１２
……記録部材、Ｓ……記録信号である。

Claims

【特許請求の範囲】１記録剤とこれを溶解又は分散する液媒体を主
体として組成されるインクジエツト記録用記録液
に於いて、一般式(A)；（但し、Q₁は未置換或いは以下に示すＺ群の
中から選択される少なくとも１つの置換基で置換
されたフエニル基；Q₂は未置換或いは以下に示
すＺ群の中から選択される少なくとも１つの置換
基で置換されたフエニレン基、又は同ビフエニレ
ン基；Q₃はメチル基、未置換あるいは以下のＺ
群の中から選択される少なとくも１つの置換基で
置換されたフエニル基又は同ナフチル基を示し、
Ｘは−Ｎ＝Ｎ−又は−NHCO−結合：Ｙは−
NHCO−，−NHCONH−又は−NHSO₂−結合を
示す。ｎは０又は１である。Ｚ群：−OH，−NH₂，−Cl，−CH₃，−OCH₃，−
NHCOCH₃，−COONa或いは−SO₃Na）で表わさ
れる化合物が含有されていることを特徴とするイ
ンクジエツト記録用記録液。２一般式(A)で示される化合物が記録液全重量に
して0.1〜15重量パーセント含有されている特許
請求の範囲第１項記載のインクジエツト記録用記
録液。