JPS62116676A - 記録液 - Google Patents

記録液

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JPS62116676A
JPS62116676A JP60256767A JP25676785A JPS62116676A JP S62116676 A JPS62116676 A JP S62116676A JP 60256767 A JP60256767 A JP 60256767A JP 25676785 A JP25676785 A JP 25676785A JP S62116676 A JPS62116676 A JP S62116676A
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JP
Japan
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ink
recording
water
paper
viscosity
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Application number
JP60256767A
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Inventor
Kazuo Iwata
岩田 和夫
Shinichi Tochihara
伸一 栃原
Shoji Koike
祥司 小池
Yasuko Tomita
康子 富田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/16Writing inks

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、筆記用具、プリンター等の種々の記録器具に
使用する記録液(以下インクという)、特に記録へンド
のオリフィスから液滴を飛翔させて記録を行うインクジ
ェット記録方式に好適なインクに関する。
(従来の技術) インクジエン)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。
インクジェット記録方式では、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
ものが多く使用されている。このようなインクには被記
録材との関係も含めて一般的に下記の如き性能が要求さ
れている。
(1)被記録材上の印字部に滲みを生じないこと、 (2)インクが被記録材上で速やかに乾燥(吸収による
乾燥も含む)すること、 (3)印字をしばらく中断した場合でも、プリンターの
ノズルを目詰まりさせないこと、(4)プリンターの印
字速度に合せたインクの吐出が可能な周波数応答性が良
好なこと、(5)インクの保存安定性が高いこと、(6
)安全性が高いこと等。
これらの要求性能のうち、技術的に特に困難な点は上記
(1) 、 (2) 、 (3)および(4)を同時に
達成することである。
上記の如き種々の要求性能を満足させるために、従来か
ら水溶性染料等の色素、媒体としての水および有機溶剤
、界面活性剤等の添加剤等について種々の研究が行われ
ている。
しかしながら、現在までの多くの研究にも係わらず、必
ずしも上記の要求性能はすべて満足されておらず、その
ために印字段階におけるインクの性能の劣る点をカバー
すべくインクジェット記録用紙と称される被記録材が数
多く提案されている。
(発明が解決しようとしている問題点)上記の如く、特
定のインクを用い、該インクに適合すべく処理されたイ
ンクジェット記録用紙を使用すれば、印字品位およびイ
ンクの乾燥・定着性については殆ど満足できる結果が得
られる。しかしながら、一般に広く使用されているコピ
ー用紙、レポート用紙、ポンド紙、伝票用紙、連続伝票
用紙、高サイズ紙、低サイズ紙、普通紙等の一般事務用
紙にインクジェット記録を実施すると、使用した紙の性
質に従って、定着および乾燥の遅れ、インクの滲み等種
々の問題が発生する。
側光ば、インクシエンド記録用インクには、一般に乾燥
防止、ノズルの目詰まり防止等の目的でグリコール等の
有機溶剤が添加されているが、このようなインクでサイ
ズ度の高い普通紙に記録を行うと、これらの紙は吸液性
が低いためインクの乾燥に長時間を要して実用性がなく
、またインクの吸収性を高めるために、インク中に界面
活性剤を添加することも行われているが、この場合には
乾燥速度は向上するものの、印字の滲みが大となり、高
品質の画像が得られないという別の問題が生じる。また
界面活性剤の代わりに強アルカリ性物質を添加すること
も提案されているが、この場合には、紙の内添剤の種類
によって画像品質等が左右され、例えば中性紙等には効
果がない。また、このようなインクは強アルカリ性であ
るため、家庭やオフィスでの使用には危険度が高い。
従って1本発明の目的は、特にインクジェット記録用イ
ンクとして前述の如き一般的な必要性能を有するととも
に、いずれの種類の被記録材に対しても十分な乾燥・定
着速度を有し、且つ高品位の画像を形成することができ
るインクを提供することである。
(発明の開示) すなわち、本発明は、色素および液媒体からなる記録液
において、25℃における表面張力が63 dyne/
Cm以上であり、且つ25℃における粘度が2゜5セン
チポイズ以下であることを特徴とする記録液である。
本発明を更に詳細に説明すると、本発明者は、インク、
特にインクジェット記録用インクにおいて前述の如き種
々の要求性能を同時に満足させるべく、インクの表面張
力および粘度に関して詳細な研究を行った結果、表面張
力を種々の値に調節することによって、特に低サイズ度
の紙に対するインクの滲みの程度がある程度コントロー
ルできるが、それのみでは他の性能を具備させることが
できず、一方、粘度を種々の値に調整することによって
、紙のサイズ度によるインクの定着・乾燥性をある程度
コントロールできるが、それのみでは上記と同様に他の
性能を具備し得ないものであることを知見した。
そこで、表面張力と粘度とのインクの定着・乾燥性やイ
ンクの滲みあるいはインクの安定性、周波数応答性等に
及ぼす相関関係について鋭意研究の結果、表面張力と粘
度との関係をある特定の関係に維持することによって、
前述の種々の要求性能、特に低サイズ度の紙であっても
、インクが紙の繊維に沿って滲み、印字品質が低下する
という問題を生じないインク、特にインクジェット記録
用インクが得られることを知見したものである。
このような顕著な改良は、インクの25℃における表面
張力を63dyne/cm以上とし、且つ同時に粘度を
2.5センチポイズ以下に保持することによって達成さ
れる。
本発明のインクに使用する色素それ自体は公知のもので
よく、例えば、顔料や分散染料の如く不溶性の色素も使
用することができるが、好ましいものは、直接染料、酸
性染料、塩基性染料、反応性染料、食品用色素等に代表
される水溶性染料である。特にインクジェット記録方式
のインクとして好適であり、発色性、鮮明性、安定性、
耐光性その他の要求される性能を満たすものとしては、
例えば、 C,iダイレクトブラック17.19.32.51.6
2.71.108.146.154;C,1,ダイレク
トブルー6.22.25.71゜86.90.106.
199; C,1,ダイレクトレッド1.4.17.28.83; C,1,ダイレクトイエロー12.24.26.44.
86.98.100.142; C,1,タイレフトオレンジ34.39.44.46.
60゜ G、 1.ダイレクトバイオレット47.48;C,1
,ダイレクトブラウン109゜ C1,ダイレクトグリーン59等の直接染料、C,r、
 7 シー/ドブラック2.7,24.26.31.5
2.63.112.118; c、 r、アシッドブルー9.22.40.59.93
、102、104、113、117.120、167.
229.234、254:C,1,アシッドレッド1.
6.8.32.37.51、52、80、85、87、
92、94.115、 180、256、317、31
5 ;C,1,アシッドイエロー11.17.23.2
5.29、42、49、61、71 ; C,1,アシッドオレンジ7.19; G、1.アシッドバイオレット49等の酸性染料が好ま
しく、 その他、C,1,ベーシックブラック2つC,1,ベー
シックブルーl、3.5.7.9.24.25.26.
28.29; C,1,ベーシックレッド1.2.9.12.13.1
4.37; C,1,ベーシックバイオレット7.14.27;C,
1,フードブラック1.2等が挙げられる。
上記の色素の例は本発明のインクに対して特に好ましい
ものであり、本発明のインクに使用する色素はこれらの
色素に限定されるものではない。
このような色素は、インク中において一般には約0.5
〜30重量%、より好ましくは1〜25重量%を占める
割合で使用する。
本発明のインクに使用する溶媒は、水または水と水溶性
有機溶剤との混合溶媒であり、特に好適なものは水と水
溶性有機溶剤との混合溶媒であって、水溶性有機溶剤と
してインクの乾燥防止効果を有する多価アルコールを含
有するものである。
また、水としては、種々のイオンを含有する一般の水で
なく、脱イオン水を使用するのが好ましい。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、
5ec−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−ヘキサンドリオール、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、トリエタノールア
ミン、スルホラン等が挙げられる。
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。
インク中の上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般にはイ
ンクの全重量中で2〜70重量%、好ましくは5〜65
重量%、より好ましくは10〜60重量%を占める範囲
である。
本発明のインクは上記の如き成分を主たる成分とするも
のであり、インクの25℃における表面張力を63dy
ne/cm以上とし、且つ同時に粘度を2.5センチポ
イズ以下に調整することが必要である。
インクの25℃における表面張力を、63dyn!!/
cm以上に調節するには、インクの媒体である水と有機
溶剤の使用比率、有機溶剤の種類、染料の種類と濃度等
を適切に選択および組合せることによって行うことがで
きる。特に界面活性剤を使用する場合は、その使用量は
できるだけ少なくするべきである。このような表面張力
の調製によって、本発明のインクの25℃における表面
張力を63 dyr+e/ am以上の範囲とするのが
好ましい。
また粘度の調節も上記の如き各成分の選択および組み合
わせによって行うことができ、特に染料および有機溶剤
としては、水との相溶性が良く、且つ比較的低分子量の
染料および有機溶剤を選択して組み合わせて使用するの
が好ましく、またそれらの濃度もあまり高くしないのが
好ましい。
以上の通り、25℃におけるインクの表面張力を63 
dyne/cm以上とし、且つ同時に粘度を2.5セン
チポイズ以下とすることによって、従来のインクでは同
時に達成することができなかった、 (1)被記録材の種類に関わらず、特に低サイズ度の用
紙においてインクが滲みを生じないこと、(2)インク
の定着・乾燥性が速やかであること、(3)記録をしば
らく中断した場合でもプリンターヘッドのノズルの目詰
りを生じないこと、(4)プリンターの印字速度に合わ
せたインクの吐出が可能な周波数応答性が良いこと、 等の要求性能を同時に満足5せることでき、インクの種
々の要求性能をバランス良く達成し得たのである。
これに対して、25℃におけるインクの表面張力が63
 dyne/am以上であっても、その粘度が2.5セ
ンチポイズを越えるインク、あるいは粘度が2.5セン
チポイズ以下であってもその表面張力が63 dyne
/am未満であるインクでは、いずれも上記の4条件を
同時に満足させることができない。例えば、粘度が2,
5センチポイズを越えるインクでは、被記録材上でのイ
ンクの吸収および浸透に長時間(例えば30秒以上)を
要するため、連続且つ高速で印字を行うインクジェット
プリンターでは十分な定着・乾燥性を示すことができな
い。また、表面張力が63dyne/crtr未満のイ
ンクでは、被記録材、特に低サイズ度の記録用紙に賦与
されたインクは紙のm維に沿って広がり易く、滲みを発
生し易いものである。また、上記の如く表面張力あるい
は粘度の少なくとも一方が本発明のインクと異なるもの
は、上記の如き問題を有する外、プリンターのノズルで
の目詰まりゃ周波数応答性が十分でない。
本発明のインクは上記の成分および物性からなるもので
あり、すでに述べた通り、本発明のインクは、特にイン
クジェット記録方式に用いた場合には、インクの吐出安
定性、インク流路中の安定性、保存安定性、周波数応答
性等一般的な要求性能を満たすとともに、従来は印字時
の滲みのために高品質の画像を形成し得なかったインク
シエンド記録用紙以外の普通事務用紙等においても滲み
のない高品質の画像を形成することができ、且つ乾爆・
定着性も著しく潰れたものである。従って、本発明のイ
ンクを使用することによってコピー用紙、レポート用紙
、ボンド紙、伝票用紙等の如くオフィスや一般家庭で広
く使用されている紙をインクジェット記録方式の被記録
材として十分に利用できるので、インクジェ・ント記録
方式の普及を一般と加速させることが可能である。
以上の如き作用効果を奏する未発明のインクは、種々の
筆記具、種々のプリンター用のインクとして有用なもの
であり、紙、プラスチンクシートその他の任意の被記録
材に優れた印字品質の画像をグーえるものである。
使用方法の好ましい1例としてインクジェット記録方法
を説明する。このようなインクジェット記録方法は、イ
ンクをノズルより効果的に離脱させて、射程体である被
記録材にインクを付与し得る方式であれば、いかなる方
式でもよく、それらの方式の代表的なものは、例えば、
アイイーイーイー トランス アクションズ オン イ
ンダストリイ アプリケイン1ンズ(IEEE  T 
ransactior+Son  Industry 
 Applications) Vol、JA −13
、No、1 (+!977年2.3月号)、日経エレク
トロニクスの1976年4月19日号、1973年1月
29日号および1974年5月6日号に記載されている
。これらに記載の方式は、本発明のインクの使用に好適
なものであり、その幾つかを説明すると、先ず静電吸引
方式があり、この方式では、ノズルとノズルの数ff1
ffi前方に置いた加速電極との間に強電界を与えて、
ノズルよりインクを粒子化して次々に引出し、引出した
インクが偏向電極間を飛翔する間に情報信号を偏向電極
に与えて記録する方式と、インク粒子を偏向することな
く、情報信号に対応してインク粒子を噴射する方式とが
あり、いずれも本発明のインクに有効である。
第2の方式としては、小型ポンプでインクに高圧を加え
、ノズルを水晶振動子等で機械的に振動させることによ
り、強制的に微少インク粒子を噴射する方式であり、噴
射されたインク粒子は噴射と同時に、情報信号に応じて
帯電させる。帯電したインク粒子は偏向電極板間を通過
する際、帯電量に応じて偏向される。この方式を利用し
た別の方式としてマイクロドツトインクジェット方式と
称される方式もあり、この方式では、インク圧力、励振
条件をある範囲の適正値に保ち、ノズル先端より大小二
種類のインク液滴を発生し、この中小径液滴のみを記録
により利用するものである。この方式の特徴は、従来並
みの太いノズル口径でも微少液滴群を得ることができる
点である。
第3の方式としてはピエゾ素子方式があり、この方式で
は、インクに加える圧力手段として、他方式の如くポン
プの様な機械的手段でなく、ピエゾ素子を利用する。ピ
エゾ素子に電気信号を与えて機械的変位を生じさせるこ
とにより、インクに圧力を加え、ノズルより噴射させる
方式である。
また、特開昭54−51837号公報に記載されている
方法で、熱エネルギーの作用を受けたインクが急激な体
積変化を生じ、この状態変化による作用力によって、イ
ンクをノズルから吐出させるインクジェット方式も有効
に使用することができる。
以上の例は本発明のインクの好ましい使用方法を示すも
のであり、本発明のインクはこれらの用途に限定されず
、インクジェット記録方式以外のインク、例えばその他
のプリンターや筆記用具のインクとしても有用であるこ
とは勿論である。
次に実施例、比較例および応用例を挙げて本発明を更に
具体的に説明する。なお、文中、部および%とあるのは
特に断りのない限り重量基準である。
夾m二J 下記の成分を混合し、十分に撹拌して溶解後、ポアサイ
ズ0.45ミクロンのフロロボアフィルター(住友電工
製)にて加圧濾過し、4種類の本発明のインクを調製し
た。
−1のインクの組成 C,1,フードブラック2         5部エチ
レングリコール         10部水     
                     85部−
2のインクの組成 G、 1.フードブラック2        5部トリ
エチレングリコール       1部部水     
                     85部−
例3のインクの組成 C,1,フードブラック2         5部グリ
セリン           20部水       
                   75部、−4
のインクの組 C9■、ダイレクトブランク154    5部グリセ
リン            10部エチレングリコー
ル          5部水           
                80部比漱LLLニ
ヱ 実施例1と同様にして2種の比較例のインクを調製した
■のインク 。
C,!、ラフ−ブラック2         5部グリ
セリン           30部水       
                   65部2 イ
ンクの C,1,フードブラック2         5部ポリ
エチレングリコール       10部水     
                     85部以
上の実施例および比較例の各インクの25℃における粘
度(東京計器型 VISCONICELDによる測定)
および表面張力(協和、科学型 KYOWACBVP 
5URFACE TENSIOMETER^−1による
測定)は下記第1表の通りであった。
(以下余白) i、   1  − 粘UΣ   面   (dyne/aI11)実施例1
   1.4     65.3実施例2   1.5
     63.4実施例3   2.1     6
6.8実施例4   1.9     65.1比較例
1   2.7     66.0比較例2   1.
7     61.6使用例 上記実施例および比較例のインクを使用し且つインクジ
ェット記録装置としてインクの吐出エネルギー源として
発熱素子を利用したインクジェットプリンター(オリフ
ィスサイズ40X50ルm、ヒーターサイズ50X15
0gm、ノズル数24本)を使用して、連続伝票用紙に
印字し。
得られた印字の乾燥性および滲みの程度を評価した結果
およびプリンターを安定に駆動可能な最高周波数を下記
第2表に示した。
雷価工目゛よび雷  法 (1)印字の乾燥性 印字の乾燥性については、市販の連続伝票用紙にプリン
ターで英数文字を印字した後、10.20.30.40
.50.60秒後に濾紙〔東洋濾紙型開、2(商標名)
〕でこすり、印字部が汚れなくなるまでの秒数を基にし
て判定した(20℃±5℃、50±10%RHにて測定
)。
0:20秒以内 Δ:20〜40秒以内 ×:41秒以−ヒ (2)滲みの発生率 滲みの発生率については、市販の連続伝票用紙にプリン
ターで300ドツトを連続しないように印字した後、1
時間以上放置し、その後顕微鏡で滲みを発生したトント
の数を数え1%で表示した(20±5℃、50±10%
RHにて印字)。
0710%以下 Δ:11〜30% ×:31%以上 抱嘱立 iム^生メ −ニー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)色素および液媒体からなる記録液において、25
    ℃における表面張力が63dyne/cm以上であり、
    且つ25℃における粘度が2.5センチポイズ以下であ
    ることを特徴とする記録液。
JP60256767A 1985-11-18 1985-11-18 記録液 Pending JPS62116676A (ja)

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JP60256767A JPS62116676A (ja) 1985-11-18 1985-11-18 記録液
DE8686115938T DE3677904D1 (de) 1985-11-18 1986-11-17 Aufzeichnungsfluessigkeit und aufzeichnungsverfahren unter verwendung derselben.
EP19860115938 EP0224172B2 (en) 1985-11-18 1986-11-17 Recording liquid and recording method by use thereof
US07/412,604 US4973499A (en) 1985-11-18 1989-09-26 Recording liquid having surface tension of at least 64 dyne/cm and viscosity of at most 2.5 cp at 25 degrees Celsius

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JP60256767A JPS62116676A (ja) 1985-11-18 1985-11-18 記録液

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EP (1) EP0224172B2 (ja)
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