JPS62190270A - 記録液 - 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】 （産業−にの利用分野） 本発明は、記録液（以下インクという）に関し、インク
ジェット方式、特に熱エネルギーによってオリフィスか
ら液滴を吐出させ記録を行うインクジェット方式に好適
であり、熱的安定性の優れたインクに関する。

（従来の技術） 従来、種々の記録方式が知られているが、これらのなか
で、特にノンインパクト記録方式・は、記録時における
騒音の発生が無視し得る程度に極めて小さいという点に
おいて、最近関心を集めている。

その中で、高速記録が可能であり、しかもいわゆる肴通
紙に記録でき、特別な定着処理を必要とせずに記録の行
えるいわゆるインクジェット方式（液体噴射方式）は、
極めて有力な方式であって、これ迄にも様々な方式の提
案とそれを具現化する装置が考案されている。

その中で、例えば、特開昭５４−５１８３７号公報やド
イツ公開（ＤＯＬＳ）第２８４３０６４吋公報に記載さ
れであるインクジェット方式は。

液滴形成エネルギーである熱エネルギーを液体に作用さ
せて、液滴吐出のための原動力を得るという点において
、他のインクジェット方式とは、異なる特徴を右してい
る。

即ち、上記の公報に開示されである方式では、熱エネル
ギーの作用を受けた液体が急峻な体積の増大を伴う状態
変化を起し、該状態変化にノＳづく作用力によって、記
録ヘッド部先端のオリフィスより液滴が吐出、飛翔して
被記録部材に付着し記録が行われる。

殊に、ＤＯＬＳ　　２８４３０６４号公報に開示されて
いるインクジェット方式は、いわゆるｄｒｏｐ−ｏｎ　
ｄｅ＋ｍａｎｄ方式に極めて有効に適用されるばかりで
なく、記録ヘッド部をｆｕｌｌ　１ｉｎｅのタイプで高
密度マルチオリフィス化して容易に実現できるので、高
解像度、高品質の画像を高速で得られるという利点を有
している。

また、Ｌ記の方式以外にもインクを液滴として飛翔させ
て記録を行ういくつかのタイプのインクジェット方式が
知られている。

（発明が解決しようとしている問題点）１ユ記の如き方
式のいずれにおいても、良好な記録を行うには、使用さ
れるインクに対して、液滴の発生方法あるいは液滴の飛
翔方向の制御方法に応じた物性値、例えば、粘度、表面
張力、比抵抗のイ〆１が要求される。また、インクは長
期間の保存あるいは記録の休止中にインクの液媒体成分
の気化あるいはインク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
の吐出オリフィスは微細な穴（一般に直径数１０ｇｍ程
度）であるために、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。そして、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
の発生ある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、吐出応答性あるいは連続記
録性が低下することになる。またインクの構成成分が化
学変化を起こすと、調合時に所望の値に調合されたイン
クの物性値が変化し、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、化学的に安定な記録剤あるいは上記の欠点を生
じない液媒体および記録剤の組合せが求められている。

更に、記録された画像が十分にコントラストが高く、鮮
明であることも要求される。一般に従来のインクでは、
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、吐出オリフィスの目詰まりを生ずる傾
向にある。従って、。

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。

本発明は、上記の諸点に鑑みてなされたものであり、特
に吐出安定性に優れたインクを与えることを目的とする
ものである。

本発明の第２の目的は、耐水性、耐光性、耐庁耗性等に
優れた画像を与えるインクを得ることにある。

本発明の第３の目的は解像度、あるいはカラー画像化に
おける色調再現性に優れたインクを得ることにある。

本発明の第４の目的は、液媒体成分に対する溶解性、あ
るいは安定性が高く、吐出オリフィスの［１詰まりを生
じにくいインクを得ることにある。

本発明の第５の目的は、光学濃度が高く、色調が鮮明な
画像を与えるインクを得ることにある。

このような本発明の目的は、本発明者の鋭意検討の結果
、かかる目的に用いるインクに好゛適な染ネ１を見出す
ことにより達成された。

（発明の開示） すなわち、本発明は、記録像を形成する成分である記録
剤およびこの記録剤を溶解または分散するための液媒体
を含み、記録剤として下記の一般式（Ａ）で表される染
料の少なくとも１種が含有されていることを特徴とする
記録液である。

（１３，Ｌ、Ｊ−記式中のＲは、水素原子またはメチル
基を示し、Ｍはアルカリ全屈、アンモニウム、アミン類
の中から選ばれるいずれか一つの塩基を示し、ｎは３ま
たは４である。

次に本発明を更に詳細に説明すると、本発明者は、前述
の本発明の目的を達成すべく、インクの記録剤成分であ
る染料について詳細な研究を行ったところ、特定の染料
がインクの記録剤、特に熱エネルギーを利用して液滴を
飛翔させるインクジェット方式で使用するインクの記録
剤として好適であり、このような特定の染料をインクの
記録剤として採用することによって、インクジェット方
式で使用した場合において、吐出条件にマツチングした
液物性、長期保存安定性、被記録材に対するインク定着
性、画像の鮮明性、高濃度の画像、画像の耐光性、耐水
性その他の要求性俺を満足するインクが得られることを
知見したものである。

本発明で使用し、主として不発ＩＩを特徴づける上記一
般式（Ａ）で表される染料としては、上記−・般式（Ａ
）に包含される限り、いずれの染料でもよいものである
が、特に好ましい具体例としては例えば下記のものが挙
げられる。

具体例１ 具体例２ 具体例３ 具体例４ 具体例５ 以上の如き、前記一般式（Ａ）で表される特定の染料を
インクの記録剤として使用することによって、粘度・表
面張力等の物性値が適正範囲内にあり、微細な吐出オリ
フィスを目詰まりさせず、十分に高い濃度の記録画像を
与え、保存中に物性値変化あるいは固形分の析出を生じ
ることなく、被記録材の種類を制限せずに種々の被記録
材に記録が行え、定着速度が大きく、耐水性・耐光性・
耐摩耗性および解像度の優れた画像を与えるインクが得
られる。

一ヒ述の染料の含有量は、液媒体成分の種類、インクに
要求される特性等に依存して決定されるが、一般にはイ
ンク全重量に対して、１ｒＣｈ１パーセントで０．１〜
２０％、好ましくは０．５〜１５％、より好ましくは１
〜１０％の範囲とされる。

該染料はもちろん単独で若しくは２種以上を組合せて、
あるいは該染料を必須成分としてこの他に他の直接染料
、耐性染料などの各種染料を併用して使用することがで
きる。

本発明のインクに使用するのに好適な溶媒は、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
のは木と水溶性有機溶剤と混合溶媒であって、水溶性有
機溶剤としてインクの乾繰防ＩＦ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−７’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、５ｅｅ−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ニジメチル
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、ｌ。

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情は、一般にはイ
ンクの全重量に対して爪針％で５〜９５壬！１１％、女
子ましくは１０〜８０重ｊ−％、より好ましくは２０〜
５　Ｑ−Ｊ、；１％の範囲である。

このときの水の含有４；は、上記溶剤成分の種類、その
組成あるいは所望されるインクの特性に依存して広い範
囲で決定されるが、インク全利星中で一般に１０〜９０
％、好ましくは１ｏ〜７０％、よりなｆましくは２０〜
７０％を占める範囲内とされる。

この様な成分から調合される本発明のインクは、それ自
体で記録特性（信号応答性、液滴形成の安定性、吐出安
定性、長時間の連続記録性、長時間の記録休止後の吐出
安定性）保存安定性、被記録材への定着性、あるいは記
録画像の耐光性、耐候性、＃Ｊ水性等いずれもバランス
のとれた優れたものである。そしてこの様な特性を更に
改良するために、従来から知られている各種添加剤を更
に添加含有せしめてもよい。

側光ば、ポリビニルアルコール、セルロース類、水溶性
樹脂等の粘度調整剤：カチオン、アニオンあるいはノニ
オン系の各種界面活性剤、ジェタノールアミン、トリエ
タノールアミン等の表面張力調整剤；緩衝液によるＰＨ
調整剤、防カビ剤等を挙げることができる。

また、インクを帯電するタイプのインクジェット方式に
使用されるインクを調合するためには、塩化リチウム、
塩化アンモニウム、塩化ナトリウム等の無ａｔｉＸ類等
の比抵抗調整剤が添加される。

尚、熱エネルギーの作用によってインクを吐出させるタ
イプのインクジェット方式に適用する場合には、熱的な
物性値（例えば、比熱、熱膨張係数、熱伝導率等）が調
整されることもある。

以りの如き本発明のインクは、種々の筆記具、記録器具
等による記録用インクとして有用なものであり、インク
ジェット用、特に熱エネルギーによって液滴を飛翔させ
るインクジェット方式用のインクとして有用である。

１例としてのインクジェット方式について説明すると、
インクジェット方式は、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　インダストリー　アプリケーシ
ョンズ（ＩＥＥＥ　　　丁ｒａｎｓ　　ａｃｔｉｏｎｓ
　　ｏｎ　　　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　　Ａｐｐｌｉｃａｔ
ｉｏｎｓ）　　ＶｏｌｌＡ−１３、Ｎｏ、１　（１９背
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、１８７４年５月
６日号および１９８５年２７’ＪＩＩ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層
層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、
情報値Ｖ）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ηｊ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。

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ｆ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。

特に本発明のインクは、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ｙＥ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
ジェット方式に有効に使用することができる。

以Ｊ二の如き本発明のインクは、その記録剤として特定
の染ネ１を採用したことにより、一般的記録用のインク
として勿論、特にインクジェット方式に使用するインク
として、優れた長期保存安定＋１、吐出安定性、吐出応
答性等の記Ｑ特＋／１を有するとともに被記録材に付与
されることによって、優れたインク定着性を示し、耐光
性、耐水性、鮮明性、解像性等に優れた記録画像を与え
るものである。

次に実施例および比較例を挙げて本発明を更に几体的に
説１］する。尚、文中、部または％とあるのは特に断り
のない限り重量基準である。

実施例１ 具体例（１）の染料　　　　　　　　　　５部ジエチレ
ングリコール　　　　　　　２５部１．３−ジメチル−
２−イミダゾリジノン１０部 イオン交換水　　　　　　　　　　　６０部上記組成物
を容器の中で充分混合溶解し、孔径Ｉｇｍのテフロンフ
ィルターで加圧濾過した後、真空ポンプを用いて脱気処
理し本発明のインクとした。得られたインクを用いて、
ピエゾ振動子によってインクを吐出させるオンデマンド
型記録ヘッド（吐出オリフィス径５０ｇｍ・ピエゾ振動
子駆動電圧６０Ｖ、周波数４ＫＨｚ）を有する記録装置
により、下記の（Ｔ１）〜（Ｔ５）の検討を行ったとこ
ろ、いずれも良好な結果を得た。

（Ｔ１）インクの長期保存性；インクをガラス容器に密
閉し、−３０℃と６０℃で６力月間保存した後でも不溶
分の析出は認められず、液の物性や色調にも変化がなか
った。

（Ｔ２）吐出安定性：室温、５℃、４０℃の雰囲気中で
それぞれ２４時間の連続吐出を行ったが、いずれの条件
でも終始安定した高品質の記録が行えた。

（Ｔ３）吐出応答性；２秒毎の間欠吐出と２力月間放置
後の吐出について調べたが、いずれの場合もオリフィス
先端での１１詰まりがなく、安定で均一に記録された。

（Ｔ４）記録画像の品質；下表の被記録材に記録された
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は１％以下であり、また、水中に
１分間浸した場合、画像の滲みは極めてわずかであった
。

（Ｔ５）各種被記録材に対する定着性；下表に記載の被
記録材に印字し１５秒後の印字部を指でこすり、画像ず
れ・滲みの有無を判定した。いずれも画像ずれ會滲み等
がなく優れた定着性を示し銀　　　　環　上　賀　紙　
山陽国策パルプ■セブンスター　丘　質　紙　北越　製
紙■白　牡　丹中　頁紙本州製紙■ 東洋幅紙ＮＯ４ノンサイズ紙　東　洋　慮　紙■実施例
２ 具体例（２）の染料　　　　　　　　　　５部ジエチレ
ングリコール　　　　　　　２５部Ｎ−メチル−２−ピ
ロリドン　　　　２０部水　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　５０部実施例１と同様にして上記
の組成の未発ＩＪＩのインクを調製し、記録ヘッド内の
インクに熱エネルギーをダ、えて液滴を発生させ記録を
行うオンデマンドタイプのマルチヘッド（吐出オリフィ
ス径３５ｇｍ、発熱抵抗体抵抗値１５０Ω、駆動電圧３
０Ｖ、周波数２ＫＨｚ）を有する記録装置を用いて実施
例１と同様に（ＴＩ）〜（Ｔ５）の検討を行ったが、全
ての検討実験において優れた結果を１１１た。

実施例３ 具体例（３）染料　　　　　　　　　　　５部エチレン
グリコール　　　　　　　　２０部Ｎ−メチル−２−ピ
ロリドン　　　　１０部ポリエチレングリコール （分子品：３００）　　　　　　　　　　　１０部水　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０部
実施例１と同様にしてに記の組成の本発明のインクを調
製し、記録ヘッ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うオンデマンドタイプのマルチヘ
ッド（吐出オリフィス径３５ｇｍ、発熱抵抗体抵抗値１
５０Ω、駆動電圧３０Ｖ、周波数２ＫＨｚ）を有する記
録装置を用いて実施例１と同様に（Ｔ１）〜（Ｔ５）の
検討を行ったが、全ての検討実験において優れた結果を
１すた。

比較例 ネ：１に代え、他は実施例１と同様にしてインクを調製
し、　（Ｔ１）および（Ｔ２）の検討を行ったところ下
記の結果を得た。

（ＴＩ）：保存中に不溶分の析出が生じた。

（Ｔ２）：目詰まりにより吐出停止が生じた。

以上説す１した通り、本発明のインクを用いることによ
り、 （１）液の長期保存安定性、特に熱的安定性が良好で、
吐出口の目詰まりを起こしにくい。

（２）温度や駆動条件の変動に対して、安定吐出のアロ
ーワンスが広い。

（３）被記録材への定着が速く、画像は鮮明である。

（４）印字物の耐水性・耐光性が良好である。

（５）インクの安全性が高く、周辺材料（容器シール材
等）を侵さない。

等の利点がある。

特許出願人　　キャノン株式会社 代理人　　弁理士　青　［■　勝　広：・、。

ゝ、−−一

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録像を形成する成分である記録剤およびこの記
   録剤を溶解または分散するための液媒体を含み、記録剤
   として下記の一般式（Ａ）で表される染料の少なくとも
   １種が含有されていることを特徴とする記録液。 ▲数式、化学式、表等があります▼（Ａ） （但し、Ｒは、水素原子またはメチル基を示し、Ｍはア
   ルカリ金属、アンモニウム、アミン類の中から選ばれる
   いずれか一つの塩基を示し、ｎは３または４である。）
2. （２）熱エネルギーを作用させて飛翔液滴を形成して記
   録を行なうための記録液である特許請求の範囲第（１）
   項に記載の記録液。