JPH08109343A

JPH08109343A - インクジェットプリンタ用インク

Info

Publication number: JPH08109343A
Application number: JP24601694A
Authority: JP
Inventors: Hisahiro Tanaka; 久裕田中; Takeshi Matsumoto; 健松本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1994-10-12
Publication date: 1996-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】プリンター用紙への速乾性が優れ、カラー印
字を行う際に色のにじみの生じない、かつ、長時間保管
しても固形分が生じないのでノズル孔が目詰まりしな
い、吐出安定性、吐出応答性に優れたインクジェットプ
リンタ用インクを提供する事を目的とする。【構成】発色剤と、ノズル先端の乾燥を防止する湿潤
剤と、電解質と、前記発色剤や湿潤剤、電解質を溶解す
る溶剤と、下記一般式で表される化合物と、を含有する
構成を有する。Ｍ₁ −ＳＯ₃ −（Ｃ₆ Ｈ₄ ）−Ｏ−Ｒ−Ｏ−（Ｃ₆ Ｈ
₄ ）−ＳＯ₃ −Ｍ₂ （但し、Ｍ₁ 、Ｍ₂ はアルカリ金属イオン、又は、第４
アンモニウムイオンである。ＲはＣ₇ 〜Ｃ₁₂の内いずれ
か１のアルキレン基である。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インク滴を飛翔させて
印字または印画させるインクジェットプリンタに用いら
れるインクジェットプリンタ用インクに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、プリンタは印字の高速化、カラー
化、低騒音化の要求が高まってきている。インクジェッ
ト記録方式は、現在の記録方式の中でも低騒音ノンイン
パクト記録方式であり、また、インク滴を飛翔させてプ
リンター用紙上に画像を形成するため高速記録が可能で
あり、さらに、普通紙に特別な定着処理なしに記録でき
るために極めて有用な記録方式として認められ注目され
ている。

【０００３】インクジェット記録方式の印字機構は大別
して連続方式とオンデマンド方式があり、また、オンデ
マンド方式にはピエゾ素子で駆動するカイザー方式、ス
テムメ方式、グールド方式があり、さらには、インクを
加熱してインク中にバブルを発生させその体積変化でイ
ンクを飛翔させるバブルジェット方式がある。

【０００４】以下に通電発熱方式のインクジェットヘッ
ドについて説明する。図１はインクジェットヘッドの主
要断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ’線断面図であ
る。図１及び図２において、１は通電時にインクジェッ
トプリンタ用インク中にバブルの発生するインクジェッ
トプリンタ用インクが充満した圧力室、２はバブルの膨
張によりインクジェットプリンタ用インクが吐出する圧
力室１の上面に形成されたノズル孔、３は圧力室１の底
面を形成し電極４が配設されている基板、４はインクジ
ェットプリンタ用インクを沸騰させてバブルを形成する
ためにインクジェットプリンタ用インク中に電流を流す
ための基板３に配設された電極、５はインクジェットプ
リンタ用インクが吐出した後にインクジェットプリンタ
用インクを圧力室１に供給する圧力室１に連設されたイ
ンク流路、６は電極４の露出面積を規定する電極４の上
に積層された絶縁層、７は各ノズル孔２間の干渉を防ぐ
絶縁材からなる絶縁層６上に積層された仕切り部、８は
圧力室１の上面を形成しノズル孔２が形成されているノ
ズルプレート、９はバブルの膨張によりノズル孔２から
吐出しプリンター用紙に飛翔し印字されるインク滴、１
０は電極４を通ってインク中を流れる電流を制御する電
極４に配線された信号発生装置、矢印イは信号発生装置
１０の信号により電極４間のインクジェットプリンタ用
インク中を通過する電気力線、矢印ロは信号発生装置の
信号によりインクジェットプリンタ用インク中を流れる
電流の電流通過部である。

【０００５】従来のインクジェットプリンタ用インクと
しては、特開昭５５−２９５４６号公報に、「０．１〜
９重量パーセントの水溶性染料、７〜４５重量パーセン
トの多価アルコール類および水におけるミセル濃度での
表面張力が２０〜５０ｄｙｎｅ・ｃｍ^-1を示す界面活性
剤を０．５〜２５重量パーセント含有し、残部が水から
なることを特徴とするインクジェット記録用速乾性イン
ク」が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
のインクジェットプリンタ用インクでは、長期の保存を
したり、インクジェットプリンタ用ヘッドの作動を暫く
休止すると、インクジェットプリンタ用インクの溶剤が
気化したり、構成成分が化学変化をおこしたりして、あ
るいはカビ等が発生したりするので、ノズル孔に発色剤
が固形化し、その結果ノズル孔に付着するために、ノズ
ル孔が目詰まりし、吐出停止を起こしていまうという問
題点を有していた。それまでいかなくても、インク滴の
均一性あるいはインク滴の飛翔方向の安定性などに悪影
響をおよぼし、吐出安定性、吐出応答性、連続記録性が
低下することがあるという問題点を有していた。また、
記録画像に高いコントラストをつけるためには発色剤を
十分に含有させたほうがよいのだが、発色剤を多く含有
させるとインクジェットプリンタ用インク中に固形分が
生じ易くなる傾向があるという問題点を有していた。さ
らに、カラー印字を行う際に、ある色のインクジェット
プリンタ用インクを吐出して、そのインク滴が乾燥しな
いうちに他の色のインクジェットプリンタ用インクが隣
接されて吐出された場合、プリンター用紙の上で色のに
じみ（ブリーディング）が発生するという問題点を有し
ていた。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、低い表面張力を有し、プリンター用紙への浸透性が
高いことにより、プリンター用紙への速乾性が優れ、カ
ラー印字を行う際に色のにじみの生じない、かつ、イン
クジェットプリンタ用インクを長時間保管してもインク
ジェットプリンタ用インク中に固形分の生じない、その
結果ノズル孔が目詰まりしない、吐出安定性、吐出応答
性に優れたインクジェットプリンタ用インクを提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１に記載のインクジェットプリンタ用
インクは、発色剤と、ノズル先端の乾燥を防止する湿潤
剤と、電解質と、前記発色剤や湿潤剤、電解質を溶解す
る溶剤と、下記一般式（化３）で表される化合物と、を
含有する構成である。

【０００９】

【化３】

【００１０】請求項２に記載のインクジェットプリンタ
用インクは、請求項１において、前記一般式（化３）で
表される化合物が、０．００１〜２０重量％含有されて
いる構成を有する。

【００１１】請求項３に記載のインクジェットプリンタ
用インクは、請求項１において、前記電解質が、一般式
（化４）で表される化合物である構成を有する。

【００１２】

【化４】

【００１３】請求項４に記載のインクジェットプリンタ
用インクは、請求項１において、前記溶剤が水からな
り、全系中３０〜８０重量％含有されており、及び／ま
たは、前記湿潤剤が多価アルコールからなり、全系中
０．１〜１０重量％含有されている構成を有している。

【００１４】請求項５に記載のインクジェットプリンタ
用インクは、請求項１において、２５℃において比抵抗
が８〜２３Ω・ｃｍであり、及び／または、粘度が１０
ｃｐ以下であり、及び／または、表面張力が２８〜５５
ｄｙｎｅ／ｃｍである構成を有している。

【００１５】

【作用】この構成によって、インクジェットプリンタ用
インク中に、一般式（化１）で表される化合物を含有し
ているので、発色剤の溶剤中への溶解度が高くなり、イ
ンクジェットプリンタ用インク中へ発色剤を多く含有さ
せることができ、プリンター用紙上での印字、または印
画のコントラストを高くすることができる。また、イン
クジェットプリンタ用インクの経時変化が少なくなるの
で、インク滴の均一性あるいはインク滴の飛翔方向の安
定性を著しく増すことができ、インクジェットプリンタ
用インクの吐出安定性、吐出応答性、連続記録性を向上
させることができる。かつ、またインクジェットプリン
タ用インクの表面張力が小さいので、プリンター用紙へ
の浸透速度を極めて速くすることができる。その結果イ
ンクジェットプリンタ用インクのプリンター用紙への定
着時間を十分に短くすることができるとともに、カラー
印字を行った際の色のにじみの生じない高い品質の印字
または印画を行うことができる。

【００１６】

【実施例】（実施例１）発色剤であるカヤセットブラック００８
（Ｎ）ピュアー（ＫａｙａｓｅｔＢｌａｃｋ００８
（Ｎ）ｐｕｒｅ、日本化薬製染料）を３重量％、オクチ
ルジフェニルエーテルジスルホン酸Ｎａを１重量％、湿
潤剤であるグリセリンを１重量％、電解質であるジエタ
ノールアミン塩酸塩を１６重量％、溶剤であるイオン交
換水を７５重量％およびイソプロピルアルコールを４重
量％を準備し、これらの原料を十分均一になるまで撹拌
した後に０．４５μｍのフロロポアフィルタ（住友電工
製）で加圧濾過を行い第１実施例のインクジェットプリ
ンタ用インクを得た。

【００１７】ついで第１実施例のインクジェットプリン
タ用インクの比抵抗、粘度、表面張力を測定した。

【００１８】比抵抗は堀場製作所製の導電率計（商品名
ＥＳ−１２）を用いて２５℃に調整した恒温槽中にて測
定した。粘度は山一電機製振動式粘度計（商品名ＶＩＳ
ＣＯＭＡＴＥＶＭ−１Ａ−Ｌ）を用いて計測した。表
面張力は協和科学製全自動平行式エレクトロ表面張力計
（商品名ＥＳＢ−Ｖ）を用いて、白金板によるウイルヘ
ルミー法（吊板式）によって計測した。その結果、比抵
抗は２０Ω・ｃｍを有し、粘度は２．０ｃｐ、表面張力
は３２ｄｙｎｅ／ｃｍであった。

【００１９】次に、第１実施例のインクジェットプリン
タ用インクの性能試験を行った。第１実施例のインクジ
ェットプリンタ用インクを図１に示した通電発熱方式の
インクジェットヘッドを用いて、（表１）に示した条件
で印字を行った。

【００２０】

【表１】

【００２１】吐出安定性を調べる試験として、第１実施
例のインクジェットプリンタ用インクを５ＫＨｚの間隔
で連続して電圧を印加した時のインク滴の吐出状態を観
察し、また、５ＫＨｚの間隔で記録信号を２秒間隔で電
圧を印加した時のインク滴の吐出状態を観察し、結果を
（表２）に示した。

【００２２】

【表２】

【００２３】保存安定性を調べる試験として、第１実施
例のインクジェットプリンタ用インクを３か月放置した
後の外観変化を観察し、また、このインクジェットプリ
ンタ用インクを３か月放置した後の最初の入力信号に対
する吐出応答性を観察し、結果を（表２）に示した。

【００２４】また、第１実施例のインクジェットプリン
タ用インクをプリンター用紙に付着した時からその上を
物体が摩擦しても汚れなくなるまでの時間であるセット
時間を測定し、結果を（表２）に示した。

【００２５】さらに、第１実施例のインクジェットプリ
ンタ用インクをプリンター用紙に付着させた時のにじみ
の様子を観察し、結果を（表２）に示した。

【００２６】この（表２）から明らかなように、本実施
例によるインクジェットプリンタ用インクは、吐出安定
性の経時劣化がほとんどなく、３カ月放置後の保存安定
性も極めて良好であり、また、セット時間も１秒未満と
著しく短く、さらに、にじみも全くみられないという点
で優れた効果が得られることがわかった。

【００２７】以上のように本実施例によれば、オクチル
ジフェニルエーテルジスルホン酸Ｎａとジエタノールア
ミン塩酸塩を含有しているので、カヤセットブラック０
０８（Ｎ）ピュアーを十分多量に含有させることがで
き、コントラストを十分に強く印字または印画すること
ができる。さらに、インク滴の吐出安定性に優れ、イン
クジェットプリンタ用インクの経時劣化を著しく少なく
することができると同時に、プリンター用紙上で極めて
速く乾燥することができるので、セット時間を短くする
ことができ、さらに、印字または印画のにじみを少なく
することができる。

【００２８】ここで、（化３）で表される化合物の具体
例としては、オクチルジフェニルエーテルジスルホン酸
Ｎａ、ノニルジフェニルエーテルジスルホン酸Ｎａ、デ
シルジフェニルエーテルジスルホン酸Ｎａ等が挙げられ
る。（化３）で表される化合物は０．００１〜２０重量
％、好ましくは１〜５重量％含有される。（化３）で表
される化合物が１重量％未満になるにつれ、発色剤の溶
解率を上げたりインクジェットプリンタ用インクの経時
変化を防止したりブリーディングを防止する効果が無く
なる傾向にあることが認められ、（化３）で表される化
合物が５重量％を越えるとノズル目詰まり性が低下する
傾向が認められ、それぞれ好ましくないことがわかっ
た。

【００２９】発色剤としては、例えば、直接染料、塩基
性染料、酸性染料、分散染料、反応性染料、スピリット
染料等の各種染料、及び、カーボンブラック、フタロシ
アニンブルー、ジオキサンイエロー、キナクリドンレッ
ド等の各種顔料を挙げることができる。

【００３０】湿潤剤は、水より沸点の高いものであり、
ノズル先端の乾燥を防止するために用いられる。湿潤剤
としては、具体的には、ポリエチレングリコール、ポリ
プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレ
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、例えばエチレングリコール
エチルエーテル、ジ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エチルエーテル等のジエチレ
ングリコールの低級アルキルエーテル、グリセリン等が
挙げられる。多価アルコールは０．１〜１０重量％、好
ましくは０．５〜３．０重量％含有される。多価アルコ
ールが０．５重量％未満になるにつれ、インク乾燥によ
るノズル先端が目詰まり傾向となるのが認められ、多価
アルコールが３．０重量％を越えるにつれ、インク比抵
抗が上昇する傾向となるのが認められ、それぞれ好まし
くないことがわかった。

【００３１】溶剤は、水、及び、水と混合しうる有機溶
剤が挙げられる。有機溶剤としては、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、等のアルキルアルコール、アセト
ン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトアルコー
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、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテ
ル類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレ
ンブリコールモノエチルエーテル等のエーテルアルコー
ル類等が挙げられる。溶剤として用いられている水は、
３０〜８０重量％、好ましくは５０〜７０重量％含有さ
れる。水が５０重量％未満になるにつれ、紙への浸透性
が過大となる傾向が認められ、水が７０重量％を越える
につれ、紙への浸透性が低下する傾向が認められ、それ
ぞれ好ましくないことがわかった。

【００３２】電解質は、通電発熱型インクジェットプリ
ンタにおいてはインクジェットプリンタ用インクに導電
性を持たせるために必要である。電解質としては、塩化
アンモニウム、酢酸アンモニウム、塩化ナトリウム、塩
化カリウム、塩化リチウム、過塩素酸リチウム、臭化カ
リウム等の無機塩等が挙げられる。電解質は（化４）で
表される化合物が発色剤等を十分に溶剤に溶解させるこ
とができ、インクジェットプリンタ用インクの固化物の
析出やカビの発生等の経時劣化を防止することができ
る。（化４）で表される化合物の具体的な例としては、
ジエタノールアミン塩酸塩、トリエタノールアミン塩酸
塩、トリプロパノールアミン硫酸塩、ジメタノールアミ
ン硫酸塩、ジエタノールアミン硝酸塩等が挙げられる。

【００３３】インクジェットプリンタ用インクには、更
に、液物性を調整するため、界面活性剤、ｐＨ調整剤、
粘度調整剤、等を添加する場合がある。

【００３４】界面活性剤はインクジェットプリンタ用イ
ンクの速乾性を上げるために添加すると同時にインクジ
ェットプリンタ用インクの蒸発も防止する。界面活性剤
として具体的には、脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エ
ステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類、脂肪アルコ
ールリン酸エステル塩類、二塩基性脂肪酸エステルのス
ルホン塩類、脂肪酸アミドスルホン酸塩類、アルキルア
リルスルホン酸塩類、ホルマリン縮合のナフタリンスル
ホン酸塩類、アルキルピリジウム塩、ポリオキシエチレ
ンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフ
ェニールエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエス
テル類、ソルビタンアルキルエステル類、ポリオキシエ
チレンソルビタンアルキルエステル類を挙げることがで
きる。

【００３５】ｐＨ調整剤としては、調合されるインクジ
ェットプリンタ用インクに悪影響を及ぼさずに、所望の
ｐＨ値に調整できるものであればよいが、具体的には、
低級アルカノールアミン、アルカリ金属水酸化物の１価
の水酸化物、水酸化アンモニウム等が挙げられる。

【００３６】粘度調整剤は、インクジェットプリンタ用
インクの粘度を調整するものであり、具体的には、ポリ
ビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、カ
ルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
ス、メチルセルロース、水溶性アクリル樹脂、ポリビニ
ルピロリドン、アラビアゴムスターチ等が挙げられる。

【００３７】更に、印刷用紙に付着する場合のインクの
被膜の強度を補強するために、アルキッド樹脂、アクリ
ル樹脂、アクリルアミド樹脂、ポリビニルアルコール、
ポリビニルピロリドン等の樹脂重合体が添加されても良
い。

【００３８】インクジェットプリンタ用インクの比抵抗
が８Ω・ｃｍ未満になるにつれ、インクジェットプリン
タ用インクに通電した時にインクジェットプリンタ用イ
ンク中に発生するジュール熱が十分ではない傾向が認め
られ、比抵抗が２３Ω・ｃｍを越えるにつれ、インクジ
ェットプリンタ用インクに通電するのに高い電圧を必要
とする傾向が認められ、それぞれ好ましくないことがわ
かった。インクジェットプリンタ用インクの粘度が１０
ｃｐを越えるにつれ、インク滴のノズル孔からの吐出に
不都合が生じる傾向にあるのが認められ、好ましくない
ことがわかった。インクジェットプリンタ用インクの表
面張力が３０ｄｙｎｅ／ｃｍになるにつれ、印字の細線
にじみ性が低下する傾向があることが認められ、表面張
力が、４０ｄｙｎｅ／ｃｍを越えた場合は色重ね印字の
色にじみ性が低下する傾向にあることが認められ、それ
ぞれ好ましくないことがわかった。

【００３９】（比較例１〜３）第１比較例として、オク
チルジフェニルエーテルジスルホン酸Ｎａを含まない他
は第１実施例と同様のインクジェットプリンタ用インク
を製造した。第２比較例として、オクチルジフェニルエ
ーテルジスルホン酸Ｎａをラウリル硫酸Ｎａに変更した
以外は第１実施例と同様にしてインクジェットプリンタ
用インクを製造した。第３実施例として、オクチルジフ
ェニルエーテルジスルホン酸Ｎａをブチルナフタレンス
ルホン酸Ｎａに変更して、他は第１実施例と同様にして
インクジェットプリンタ用インクを製造した。

【００４０】第１乃至第３比較例のインクジェットプリ
ンタ用インクを、第１実施例と同様にして性能試験を行
い、結果を（表２）に示した。

【００４１】この（表２）から明らかなように、第１比
較例によるインクジェットプリンタ用インクは、表面張
力が大きく、セット時間が３０秒と長い点で問題がある
ことがわかった。第２比較例によるインクジェットプリ
ンタ用インクは、吐出安定性が１〜２時間程度で不安定
となり、保存安定性も析出物でノズル孔が目詰まりして
しまい、にじみも大きいという点で問題があることがわ
かった。第３比較例によるインクジェットプリンタ用イ
ンクは、吐出安定性が３〜４時間程度で不安定となり、
保存安定性も析出物でノズル孔が目詰まりしてしまい、
にじみも大きいという点で問題があることがわかった。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明は、一般式（化３）
で表される化合物を含有することにより、インクジェッ
トプリンタ用インクの吐出安定性が向上し、発色剤を多
量に含有させることができるので、プリンター用紙に印
字または印画した際にコントラストを大きくすることが
できる。また、固形分の析出やカビ等の発生により生じ
るインクジェットプリンタ用インクの経時劣化を著しく
少なくすることができる。さらに、表面張力が小さいの
で、プリンター用紙での乾燥速度が速く、定着時間を極
めて短くすることができるとともに、カラー印字をおこ
なう際に生じる色にじみを抑制することができる優れた
インクジェットプリンタ用インクを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェットヘッドの主要部断面図

【図２】図１のＡ−Ａ’線断面図

【符号の説明】

１圧力室２ノズル孔３基板４電極５インク流路６絶縁層７仕切り部８ノズルプレート９インク滴１０信号発生装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発色剤と、ノズル先端の乾燥を防止する湿
潤剤と、電解質と、前記発色剤や湿潤剤、電解質を溶解
する溶剤と、下記一般式（化１）で表される化合物と、
を含有することを特徴とするインクジェットプリンタ用
インク。【化１】
【請求項２】前記一般式（化１）で表される化合物が、
０．００１〜２０重量％含有されていることを特徴とす
る請求項１に記載のインクジェットプリンタ用インク。
【請求項３】前記電解質が、下記一般式（化２）で表さ
れる化合物であることを特徴とする請求項１または２に
記載のインクジェットプリンタ用インク。【化２】
【請求項４】前記溶剤が水からなり、全系中３０〜８０
重量％含有されており、及び／または、前記湿潤剤が多
価アルコールからなり、全系中０．１〜１０重量％含有
されていることを特徴とする請求項１乃至３の内いずれ
か１に記載のインクジェットプリンタ用インク。
【請求項５】２５℃において比抵抗が８〜２３Ω・ｃｍ
であり、及び／または、粘度が１０ｃｐ以下であり、及
び／または、表面張力が２８〜５５ｄｙｎｅ／ｃｍであ
ることを特徴とする請求項１乃至４の内いずれか１に記
載のインクジェットプリンタ用インク。