JPS63265681A

JPS63265681A - インクジエツト記録方法

Info

Publication number: JPS63265681A
Application number: JP63071033A
Authority: JP
Inventors: Noriya Ota; 太田　徳也; Takeshi Sakaeda; 栄田　毅; Yasuhiro Yano; 泰弘矢野; Yoji Matsufuji; 松藤　洋治; Masahiro Haruta; 春田　昌宏
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-03-25
Filing date: 1988-03-25
Publication date: 1988-11-02

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、記録液を記録ヘッドの吐出オリフィスから吐
出させ、液滴として飛翔させて記録を行うインクジェッ
ト記録方法に関する。

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えるインクジ
ェット記、録法は、極めて有力な記録法であって、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。

この様なインクジェット記録法は、所謂インクと称され
る記録液の液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）を飛翔させ、記録部
材に付着させて記録を行うものである。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酸いはこれら
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
向の制御方法によって種々の方式がある。

その−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
させて記録を行うものである。第１図において、ｌは記
録ヘッドで、ピエゾ振動子２ａ。

振動板２ｂ、記録液の流入口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
って導入されている。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。そしてピエゾ振動子２ａには、信
号処理手段（例えばパルス変換器）１０によって記録信
号Ｓからパルス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は吐出オリフィス５から液滴１１となって吐出
し、記録部材１２の表面に記録が行われる。

また、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をノズル状にして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
の発生機構は、本質的に第１図に示した装置と同じであ
る。）。また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滴を発生させる装置等も知られて
いる。

このように、液滴を飛翔させて記録を行う装置と一口に
言っても、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ｌＯμ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、吐出停止が起らないまでも、固形分の発生は、均一
な液滴の発生成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、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（、
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（色調
が鮮やかな記録剤が求められている。

あるいはまた、いったん記録された画像は、耐水性、耐
光性、耐候性、耐摩耗性或いは高速記録を行う際の速や
かな定着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ってニジミあるいはカスレを生じ
る傾向にあり、これらの欠点が改良された記録液が強（
望まれている。

この様な観点から、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。即ちこの種の記録液では
、構成成分である液媒体、記録剤等がそれぞれそれ自体
良好な性質を示す必要があるのみならず、それらを混合
して成る組成物としての種々の特性が、上述の様な条件
をすべて満足するものでなければならない。

そこで本発明の目的は、記録液を微細なオリフィスから
吐出させる際の吐出安定性、吐出応答性、連続記録性に
優れたインクジェット記録方法を提供することにある。

又、本発明の目的は、長期間の記録休止後、再び記録を
開始した際にも吐出安定性、吐出応答性に優れたインク
ジェット記録方法を提供することにある。

更に本発明の目的は、色調、コントラストに優れ、しか
も耐水性、耐光性、耐候性、耐摩耗性に優れた記録画像
が得られるインクジェット記録方法を提供することにあ
る。

上記の目的を達成する本発明は、記録ヘッドに記０信号
を与え、該信号に応じて記録液の液滴を吐出させて記録
を行うインクジェット記録方法において、前記記録液が
記録剤、含窒素複素環ケト酸の塩及び水を含有すること
を特徴とする。

この様に含窒素複素５員環ケト酸の塩を、水溶性染料を
含有する水系の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・保存安定性に優
れるのみならず、記録画像が鮮明で、定着性・耐水性・
耐光性・耐候性・耐摩耗性にも優れる。殊に、長期の保
存又は記録休止後の吐出安定性、或いは定着性の点で極
めて良好な結果が得られる。

本発明に用いる記録液は、上述した様に、含窒素複素５
員環ケト酸の塩、水及び水溶性染料を基本構成成分とし
ている。

含窒素複素５員環ケト酸の塩としては、ピロリドンカル
ボン酸から誘導された金属塩又はアンモニウム塩、より
好ましくはアルカリ金属塩が本発明では使用される。

具体的には、次に示す様な構造のものが挙げられる。

Ｒ２−Ｒ４の少な（とも１つは、カルボン酸の金属塩ま
たはアンモニウム塩であり、その他は、水素原子または
低級アルキル基である。）例えば（Ｍ；アルカリ金属またはＮＨ４）等の化合物が本発明では好適に使用される。

本発明で用いる記録液中の含窒素複素５員環ケト酸の塩
の含有量は、上記の記録性の向上の為には、一般に少量
であることが望ましく、例えば記録液全重量に対して重
量パーセントで０．１〜３０％、好ましくは０．５〜２
０％、より好ましくは０．５〜１５％の範囲内とされる
。

記録剤成分には、水溶性染料が使用され、中でも、直接
染料、酸性染料或いは塩基性染料等は好ましいものであ
る。そして直接染料の中でも、上記成分と組み合わされ
た場合の記録性（例えば吐出応答性・吐出安定性、長期
間の保存安定性、長期間の保存或いは記録休止後の吐出
応答性、環境温度が変化した場合の吐出性等）記録部材
への定着性等の点からすれば、下記一般式（Ａ）或いは
（Ｂ）で表わされるタイプの染料化合物がより好ましい
ものである。

（但し、Ｑｌ、Ｑ２は未置換或いはアミノ基、水酸基又
はスルホン基で置換されるベンゼン環又はナフタリン環
構造を示し、Ｒ３−Ｒ４は水素原子、又はスルホン基で
あり、上記スルホン基はナトリウム塩又は４級アンモニ
ウム塩の形をとり、１分子当り２〜８個のスルホン基を
有する。）（但し、Ｑａ　＋　Ｑａは未置換又は置換フェニル或い
はナフチル基；　Ｑ４　＊　Ｑｓは未置換又は置換１，
４−フェニレン或いはナフチレン基；　Ｒ８＊　Ｒ６は
水素原子、水酸基又はアミノ基のうちのいずれかであっ
て、Ｘは−ＮＨ−、−Ｎ＝Ｎ−或いは−ＣＨ＝ＣＨ−結
合；ｎは０又はｌである。）上記一般式（Ａ）或いは（Ｂ）で示される化合物の具体
例を次に示す。

■）一般式（Ａ）の染料化合物ｏ３ＮａＳｏ　＋ｌ　Ｎａ５ｏ３ＮａＯ３Ｎａこり３Ｎａ０Ｈｏ３Ｎａｂυ３Ｎａ５ｏ３Ｎａ鎖３ＮａＳＯ３Ｎａ５ｏ　３　Ｎａ５ｏ３ＮａＳＯ３Ｎａ尚、上記の化合物中、スルホン基が４級アンモニウム塩
の構造をとっているも゛のは、後述の水溶性有機溶剤の
含有量が多い場合溶解安定性が優れている。

また、これら１〜８０の化合物の中でも（ａ）　Ｒ１お
よびＲ４がナトリウム塩または４級アンモニウム塩構造
のスルホン基であり、Ｒ２およびＲ３が水素原子である
こと、（ｂ）Ｑ、が（未置換またはスルホン基で置換さ
れる）フェニレン基であること、（Ｃ）Ｑ２が、アミノ
基、水酸基等を有するフェニルあるいはナフチル基であ
ること、（ｄ）スルホン基の数が２〜８個、より好まし
くは２〜６個であること等の条件を満足する化合物を使
用することが望ましい。具体的には、染料化合物番号で
１〜４．９〜１２゜２１〜２４，３２，５３．５７〜５
９．　６５．　６６、　７０゜７１等のものが本発明の
構成に於いて特に好ましいものである。

■）一般式（Ｂ）の染料化合物ＯＨＯＨＯＨＯＨｏ３ＮａＨ０ＨＨＨこり３ＮａＳｏ　３　Ｎａ５ｏ３ＮａＨ０３Ｎａ５０３ＮａＳＯ３Ｎａ　　　　Ｓ）す３Ｎａこれらの化合物の中でも、下記一般式（Ｂ）′　で表わ
される化合物は本発明に用いる水溶性染料として特に好
ましい。

（但し、Ｑ３’　は未置換又は置換フェニル或いはナフ
チル基；　Ｑ４６’　は未置換又は置換４．４′−ビフ
ェニレン基；Ｑ６′　　は未置換又は置換フェニル基で
ある。）又は、上記一般式（Ｂ）′　に於いて、Ｑ３’
　＋０４６’　＊０６’　が、水酸基、アミノ基、メト
キシ基、ニトロ基、塩素原子あるいはスルホン酸ナトリ
ウム塩（ＳＯ３Ｎａ基）等から構成される装置換される
化合物がより好ましいものである。具体的には、染料化
合物番号で、１４１，１４３〜１４５．１４７〜１５１
゜１５３〜１５５，１５７，１５９〜１６２，１６４〜
１６６．１６８〜１７０、１７２．１７４．１７５．１
７７、１７９〜１８１，１８３〜１８７゜１８９．１９
０等のものが好ましいものである。

上述の水溶性染料の含有量は、液媒体成分の種類、記録
液に要求される特性等に依存して決定されるが、一般に
は記録液全重量に対して、重量パーセントで０．５〜２
０％、好ましくは０．５〜１５％、より好ましくは１−
１０％の範囲とされる。

本発明に用いる記録液は水を主な液媒体成分とするもの
であり、例えば水と水溶性の各種有機溶剤との混合物が
使用されることが望ましい。

水溶性の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の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
トリオール、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、トリエチレングリ
コールモノメチル（又はエチル）エーテル等の多価アル
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（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低
級アルキルエーテルは、本発明に於いて上述の含窒素複
素５員環ケトカルボン酸の塩、水及び水溶性染料ともに
特に好ましく用いられる。

記録液中の上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般に記録
液全重量に対して重量パーセントで５〜９５％、好まし
くは１０〜８０％、より好ましくは２０〜５０％の範囲
内とされる。

この時の水の含有量は、上記溶剤成分の種類、その組成
あるいは所望される記録液の特性に依存して広い範囲の
値をとることができるが、記録液全重量に対して一般に
１０〜９０％、好ましくは１０〜７０％、より好ましく
は２０〜７０％の範囲内とされる。

この様な成分から調合される本発明の記録液は、それ自
体で記録特性（例えば信号応答性、液滴形成の安定性、
吐出安定性、長時間の連続記録性、特に長期間の記録休
止後の吐出安定性）保存安定性、記録部材への定着性、
或いは記録画像の耐光性、耐候性、耐水性等いずれも良
好で、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為に、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良い。

例えば、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、アニオン或いはノニオ
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
整剤等を挙げることができる。

記録液を帯電するタイプの記録方法に使用される記録液
を調合する為には、塩化リチウム、塩化アンモニウム、
塩化ナトリウム等の無機塩類等の比抵抗調整剤が使用さ
れる。

尚、熱エネルギーの作用によって記録液を吐出させるタ
イプの場合には、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。

本発明を５以下の実施例で更に詳細に説明する。

実施例ＩＮｏ、　１５７の染料　　　　　　　　　　　４重量部
ジエチレングリコール　　　　　　　３０　／／２−ピ
ロリドン−５−カルボン酸ナトリウム　３　〃イオン交
換水　　　　　　　　　　　６３’／上記の各成分を容
器の中で充分混合溶解し、孔径ｌμのテフロン（商標名
）製フィ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（Ｉ）とした。第２図に示した記録
装置を用いてＴ、〜Ｔ４の検討を行ったところ（吐出オ
リフィス径６５μ、ピエゾ振動子駆動電圧６０ｖ１周波
数３ＫＨｚ）、いずれも良好な結果を得た。

Ｔ＋）記録液の長期保存性；記録液（１）をガラス容器
に密閉し、０℃と４０℃で６ケ月間保存しｋ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
かった。

Ｔ２）吐出安定性；２４時間の連続吐出を行ったが、終
始安定した高品質の記録が行えた。

Ｔａ）吐出応答性；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；記録された画像は濃度が高く鮮
明であった。室内光に３ケ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った。

実施例２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の検討を行った。尚
第１表において（）内の数字は組成比を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図呼び第２図は記録装置の模式図である。但し、図において、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）記録ヘッドに記録信号を与え、該信号に応じて記
録液の液滴を吐出させて記録を行うインクジェット記録
方法において、前記記録液が記録剤、含窒素複素５員環
ケト酸の塩及び水を含有することを特徴とするインクジ
ェット記録方法。
（２）前記記録液中の含窒素複素５員環ケト酸の塩の含
有量が、記録液全重量に対して０．１〜３０％の範囲に
ある特許請求の範囲第１項記載のインクジェット記録方
法。
（３）前記含窒素複素５員環ケト酸の塩が、アルカリ金
属或いはアンモニウム塩である特許請求の範囲第１項記
載のインクジェット記録方法。
（４）前記含窒素複素５員環ケト酸の塩が、２−ピロリ
ドン−５−カルボン酸ナトリウム塩である特許請求の範
囲第１項記載のインクジェット記録方法。
（５）前記記録液が、更に多価アルコール類或いは多価
アルコールのアルキルエーテル類から選択される少なく
とも１種の化合物を含有する特許請求の範囲第１項記載
のインクジェット記録方法。