JPS62798B2

JPS62798B2 -

Info

Publication number: JPS62798B2
Application number: JP55047104A
Authority: JP
Inventors: Norya Oota; Yasuhiro Yano; Yoji Matsufuji; Masahiro Haruta; Takeshi Sakaeda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1980-04-10
Filing date: 1980-04-10
Publication date: 1987-01-09
Also published as: JPS56161193A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、記録剤として反応性染料を含む記録
液を用いて被処理記録材上に記録を行なう記録方
法に関する。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
様々な方式が提案され、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
と称される記録液の液滴（droplet）を飛翔さ
せ、これを被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、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、被記録材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、第２図に示す様に、第１
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、帯
電した液滴を連続的に発生させ該液滴の一部を記
録に使用する装置。或いは又、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等
も知られている。その１例を第３−ａ図、第３−ｂ図、第４図に
示す。ヘツド１３はインクを通す溝１４を有するガラ
ス、セラミツク、又はプラスチツク板等と、感熱
記録に用いられる発熱ヘツド１５（図では薄膜ヘ
ツ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。発熱ヘツド１５
は酸化シリコン等で形成される保護膜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１８、蓄熱層１９、アル
ミナ等の放熱性の良い基板２０より成つている。インク２１は吐出オリフイス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、発熱ヘツド１５のｎで示される領域が急激
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が突出し、イ
ンク２１が吐出しオリフイス２２より記録小滴２
４となり、被記録材２５に向つて飛翔する。第４
図には第３−ａ図に示すヘツドを多数並べたマツ
チヘツドの外観図を示す。該マルチヘツドはマル
チ溝２６を有するガラス板２７と、第３−ａ図に
説明したものと同様な発熱ヘツド２８を接着して
つくられている。なお、第３−ａ図は、インク流路に沿つたヘツ
ド１３の断面図であり、第３−ｂ図は第３−ａ図
のＡ−Ｂ線での切断面である。従来、この種の記録液として例えば特公昭50−
8361号、特公昭51−40484号、特公昭52−13126
号、特公昭52−13127号、特開昭50−95008号に示
される様に各種染料、顔料を水系または非水系溶
媒に溶解或いは分散させたものが知られている。
この種の記録液の好ましい条件としては (1) 吐出条件（圧電素子の駆動電圧、駆動周波
数、オリフイスの形状と材質、オリフイス径
等）にマツチングした液物性（粘度、表面張
力、電導度等）を有していること。 (2) 長期保存に対して安定で微細孔の目詰まりを
起こさないこと。 (3) 被記録材（紙、フイルム等）に対して定着が
速くドツトの周辺が滑らかでにじみの小さいこ
と。 (4) 印字された画像の色調が鮮明で濃度が高いこ
と。 (5) 印字された画像の耐水性・耐光性が優れてい
ること。 (6) 記録液周辺材料（収容器、連結チユーブ、シ
ール材等）を侵さないこと。 (7) 臭気、毒性、引火性等の安全性に優れたもの
であること等が挙げられる。上記の様な諸特性を同時に満足させることは相
当に困難である。前記した従来技術は、この点で
不満足なものであつた。また、この種の記録液に使用される染料、顔料
としては、従来、例えば特公昭52−13126号、特
開昭49−89534号、特開昭50−95008号、特開昭53
−77706号、特開昭54−117205号に開示されてい
る様にアゾ系の直接染料、酸性染料、塩基性染
料、カーボンブラツク等の顔料が知られている。
しかし例えば直接染料は濃度と液の長期保存安定
性に、又、酸性染料は耐水性に、そして、塩基性
染料は耐光性・耐水性に、顔料は分散安定性にそ
れぞれ難点がある。本発明は、前述した従来技術の欠点を除き、そ
の長期保存安定性、記録画像の定着性、濃度、鮮
明度、耐水性、耐光性を同時に満足させ、更には
臭気、毒性、引火性が少なく安全性に優れた実用
性の高い記録液を用いて、被記録材上に良品位の
画像を与える新規な記録方法を提供することを目
的としている。而して、本発明の記録方法は、記録剤として反
応性染料を含む記録液で、予め不揮発性アミンで
処理した被記録材に対し記録を行なうことを特徴
としており、特には、前記記録液を記録ヘツドに
設けられた吐出オリフイスから吐出させ、液滴と
して飛翔させて記録を行なう場合に好適な記録方
法である。そして、本発明の記録方法に使用され
る記録液の第１の必須成分である反応性染料は下
記一般式；Ｓ−Ｄ−Ｔ−Ｘで表わされる。一般式Ｓ−Ｄ−Ｔ−Ｘで表わされる染料；（但し、Ｓはスルホン基、カルボキシル基、水酸
基、アミノ基から選ばれる染料を水に可溶性にす
る基であり、Ｄはアゾ染料、アントラキノン染
料、フタロシアニン染料、金属錯塩染料、オキサ
ジン染料、ニトロ染料から選ばれる母体染料分子
であり、Ｔは反応基は染料母体に結合させるため
の基、Ｘは反応基であり、ＴとＸは下記の基から
選ばれる残基である。；

【式】

【式】【式】

【式】

−NH−SO₂−CH＝CH₂………、

【式】−SO₂−NH−CH₂−CH₂− Cl、−NH−SO₂−CH₂−CH₂−Cl、−SO₂−NH−
CH＝CH₂………、−NH−CO−CH₂−CH₂−
OSO₂H、−SO₂−CH₂−CH₂−OSO₂H、−NH−CO
−CH₂−CH₂−Cl、−NHCOCH＝CH₂………、）ここで、この反応性染料の代表例を下記に示
す。これらの反応性染料の好ましい含有量は記録液
全重量に対して0.1〜20重量パーセントであり、
更に好適には0.5〜10重量パーセントである。本発明の記録方法に使用される記録液の第２の
必須成分は水である。その好ましい含有量は記録
液全重量の10〜95重量パーセントであり、更に好
適には15〜90重量パーセントである。又、本発明
で用いる記録液はそのPHが２〜７の間に調整され
ていることが必要であり、上記第１、第２の成分
以外に必要に応じて公知のPH調整剤が使用され
る。更に本発明で用いる記録液には、上記の必須
成分のほかに例えばアルコール類、グリコール類
のような従来公知の各種有機溶剤、界面活性剤、
塩類、合成及び天然樹脂、各種染料等を併用する
ことが出来る。本発明の特徴は上記の記録液により、不揮発性
アミンで処理した被記録材（紙または布）に記録
を為すことにある。本発明の記録方法に使用される記録液中の反応
性染料は、繊維の染色の分野では染色後、可性ソ
ーダ、炭酸ソーダ、アンモニア等のアルカリ水溶
液で後処理することにより強固に固着する染料と
して知られている。反応性染料を含む記録液を用いたインクジエツ
ト記録法に於ても、印字後アルカリで処理するこ
とにより耐水性が飛躍的に向上することが判つ
た。しかし印字後の後処理を伴う方法はきわめて
繁雑であり実用的でない。そこで、予め紙、布等の被記録材をアルカリで
処理しておくことによりこの欠点を除くことがで
きる。一方、紙、布等の被記録材は人の手に直接触れ
るものであるから、その安全性、臭気には充分気
を配らなければならない。また被記録材をアルカ
リで処理する場合その効果が持続することが必要
であるから、アルカリは揮発性のものは好ましく
ない。このように安全性、臭気、持続性という点で前
記した可性ソーダ、アンモニア、炭酸ソーダ、等
の無機アルカリまたはアルカリ塩は被記録材に処
理するには最適とは云い難い。従つて、本発明の
記録方法に使用される被記録材は、この欠点を除
き安全性が高く、臭気がなく、持続性がありしか
も反応性染料の定着効率の高いものである。その
為、本発明の記録方法によつて得られる記録画像
は耐水性、耐光性の極めて優れたものである。本発明に於て、被記録材に処理する不揮発性ア
ミンとしては例えばウンデシルアミン、ドデシル
アミン、トリデシルアミン、ステアリルアミン、
オレイルアミン、オクタメチレンジアミン、ノナ
メチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ジエ
タノールアミン、トリエタノールアミン、トリイ
ソプロパノールアミン、ポリオキシエチレンアル
キルアミン、ヘキサメチレンテトラミン、テトラ
エチレンペンタミン等が挙げられる。この内特に好ましい不揮発性アミンはヘキサメ
チレンテトラミン、ジエタノールアミン、トリエ
タノールアミン、トリイソプロパノールアミン、
ポリオキシエチレンアルキルアミンである。不揮発性アミンによる被記録材の処理方法とし
ては、不揮発性アミンを水、アルコール等の溶媒
に0.01〜10重量パーセントの濃度に溶解し予めそ
れをデイツピング或いはスプレーにより塗工した
後乾燥しておくか、または記録液を吐出する前に
別のノズルから被記録材上に吐出させる方法が挙
げられる。また紙の抄造時或いは仕上げ加工時に
処理しておいても良い。本発明の記録方法に於て、記録液を被記録材に
印字した後、被記録材を加熱して本発明の効果を
より一層高めることもできる。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プロシオンブラツクＨ−Ｇ〔日本化薬〕（C.I.リ
アクテイブブラツク１）５重量部Ｎ−メチル−２−ピロリドン 15 〃ジエチレングリコール 10 〃イオン交換水 70 〃上記の各成分を容器の中で充分混合溶融し、孔
径１μｍのテフロンフイルターで加圧過し記録
液とした。該記録液のPHは6.2であつた。ヘキサ
メチレンテトラミン３重量部をイオン交換水97重
量部に溶解した後、中質紙（商品名：白牡丹本州
製紙）にスプレーし、60℃で乾燥して被記録材と
した。該記録液と該被記録材を用いてピエゾ振動子に
よつて記録液を吐出させるオンデマンド型記録ヘ
ツド（吐出オリフイス径50μ・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、T₁〜T₄の検討を行なつたところ、いずれも
良好な結果を得た。 (T₁) 記録液の長期保存性；上記記録液をガラス
容器に密閉し、−30℃と60℃で６カ月間保存し
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；室温、５℃、40℃の雰囲気中
でそれぞれ24時間の連続吐出を行なつたが、い
ずれの条件でも終始安定した高品質の記録が行
なえた。 (T₃) 吐出応筒性；２秒毎の間歇吐出と２カ月間
放置後の吐出について調べたが、いずれの場合
もオリフイス先端での目詰りがなく安定で均一
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６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、画像のにじみは全く見
られなかつた。実施例２実施例１と同様の方法により第１表の組成の記
録液を調製し、第２表に示した被記録材に印字
し、耐水性を調べた結果、いずれも全くにじみが
無く優れた画像が得られた。又、これとは別に第
１表の組成の記録液を万年筆に充填し、第２表の
被記録材に筆記した結果、耐水性の優れた画像が
得られた。

【表】

【表】実施例３記録ヘツド内の記録液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イマンドタイ
プのマルチヘツド（吐出オリフイス径35μ、発熱
抵抗体抵抗値150Ω、駆動電圧30V、周波数
2KHz）を有する第４図の記録装置を用いて実施
例１と同様の記録液と被記録材を用いて同様の検
討を行なつたが、優れた結果を得た。以上説明した様に本発明の記録方法を用いるこ
とにより (1) 印字物の耐水性が極めて良好である。 (2) 被記録材への記録液の定着が速く鮮明な画像
が得られる。 (3) 被記録材自体の安全性が高く臭気が全く無い
ので実用に好適である。 (4) 被記録材の処理剤が不揮発性であるので効果
は半永久的に持続する。等々の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々インクジエツト記録装
置の模式図である。第３−ａ図、第３−ｂ図は別
の記録装置の要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図に図示した
ヘツドをマルチ化したヘツドの外観斜視図であ
る。但し、図において、１……記録ヘツド、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、１２，２５……被記録材、Ｓ……記録信
号、１４……液室、１５……発熱ヘツド、１６…
…保護層、１７……電極、１８……発熱抵抗体
層、１９……蓄熱層、２０……基板、２６……溝
である。

Claims

【特許請求の範囲】

１記録剤として反応性染料を含む記録液によ
り、予め不揮発性アミンで処理した被記録材に対
し記録を行なうことを特徴とする記録方法。