JPS582365A - 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】 本発明は記録液、とりわけ、記録ヘッドに設けられた吐
出口から吐出させ、液滴として飛翔させて記録を行なう
為の記録液に関する。

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の行える所謂イ
ンクジェット記録法は、極めて有力表記録法であって、
これ迄にも様々な記録方式が考案され、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
る記録液を液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ　）流として飛翔させ
、紙等の被記録部材に付着させて記録を行々うものであ
る。そして前記記録液は、通常、水或いは有機溶剤等の
液媒体に、記録剤として種々の染料又は顔料を分散又は
溶解せしめて構成されている。

この様な記録法には、記録液の液滴の発生法及び記録液
の液滴流の飛翔方向の制御方法によって、種々の方式が
提案されている。いずれの方式に於いても、使用される
記録液に対しては、液滴の発生法及び液滴の飛翔方向の
制御方法に応じた物性値、例えば粘度、表面張力、電導
度等が要求される。

斯かる装置の例を以下で説明する。

例えば、第１図は、ピエゾ振動子を有する記録ヘッドに
記録信号を与え、該信号に応じて記録液の液滴流を発生
させて記録を行なう装置を示す。第１図に於いて、１は
記録ヘッドでビエゾ素子２ａ、振動板２ｂ、記録液の流
入口３゜ヘッド内の室４及び吐出口（吐出オリフィス）
５を有している。尚、記録速度の向上の為に上記の様な
記録ヘッドを複数個設けることもある。

室４内には、貯蔵タンク６に貯えられた記＠液７が供給
管８ａを通じて供給されている。供給管８ａ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手段
９が設けられることもある。そしてピエゾ素子２ａと振
動板２ｂとの間には信号処理手段（例えばパルス変換器
）ｌＯによってパルスに変換された記録信号Ｓが印加さ
れ、該信号に応じて室４内の記録液に圧力変化が生゛じ
る。その結果、記録液７は吐出オリフィス５から液滴Ｉ
Ｊとなって吐出し、被記録部材１２の血に記録か彦され
る。

又、記録液を静電吸引し、発生しだ液滴を記録信号に応
じて電界制御し記録を行う方式、方式１ 、　　或いは吐出オリフィスとその前方に設置されたリ
ング秋帯電電極間に電界を印加１．／　、連続振動発生
法により液滴を発生霧化させて記録を行なう方式等も知
られている。

これらいずれの方式においても、記録信号に忠実な記録
を行彦うには、液滴の発生及びその飛翔が安定に、かつ
記録信号に対応して起こる必要がある。

その為に、先ず記録液は適当な物性値（粘度。

表面張力、比抵抗値等）を有していることが必要である
。

又、上記の条件を満足した上で、記録液は長期の保存期
間中或いは記録休止期間中でも固形分を生じ力いことが
要求される。

即ち、記録液が固形分を生ずると、吐出オリフィスが目
詰りし、吐出停止を起こす為、保守性の点で実用的でカ
い。

また、吐出停止に々らないまでも、吐出オリフィスに固
形分が付着し、液滴の均−性或いは液滴の飛翔方向の安
定性等に悪影響を及ぼし、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。

このようガ現象の原因としては、記録液中の液媒体成分
が気化し不揮発成分、が析出すること、記録液の構成成
分が化学変化を起し固形物を生成すること、或いはカビ
の発生により固形物が生成すること等が挙げられる。

そして、記録液の構成成分が変化することは、単に固形
分の発生にとどまらず、記録液の調合時に適性な範囲に
調整された物性値がその範囲をはずれる結果、吐出安定
性、吐出応答性、連続記録性等の低下につながることも
ある。

更に、インクジェット記録に於て重要なことは、記録に
より得られる画像が鮮明で、高コントラスト・高品位で
々ければなら々い。その為に、従来の記録液では充分な
量の記録剤を含有せしめてできる限９高コントラストの
画像を得るようにしている。

しかしながら、記録剤の含有量を高めても必ずしも高品
質の画像が得られないこともある。

即ち記録剤の含有量を増すと、連続記録時或いは記録停
止時等に微量の液媒体が気化しても記録剤の一部が固形
物として析出しやすくなり、オリフィス或いは記録液の
為の装置内流路等の目詰まりを引き起こすことになる。

上記のような種々の条件を満足させる為に、従来から多
くの提案がなされてきているが、それらの大部分のもの
は多くの条件のうちの一つに注目した改良法であり、同
時にすべての条件を満足する記録液はほとんど得られて
いない。

ヤリえは、液媒体が気化して吐出口が目詰まりを起こす
ことを防止する目的で、ポリプロピレングリコール、エ
チレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン
、メチルカルピトール等の多価アルコールあるいは多価
アルコールの誘導体などを湿潤剤として用いることが知
られている。しかしながら、液媒体が長期、開気化しに
くくなる様にしようとすると、かなりの量の多価アルコ
ール類が必要であり、この時には、不溶固形物が生成し
やすいこと、記録液の物性値（例えば粘度）を記録方式
に応じた適性範囲内に収めることが非常に困難になるこ
と等の問題を生ずる。

また、鮮明で高コントラストの画像を得るために記録液
中に充分な陵の記録剤を含有させるべくホルムアミド、
Ｎ−ビニルピロリド７等を、記録剤のり溶化剤として用
いることも知られている。しかしながら、これらの化合
物を用いた場合でも種々の染料に対する可溶化能が大き
いこと、種々の液媒体成分に対し広い混合割合で相溶性
を示すこと、更にはこれらの成分の混合によって物性値
が大きく変動しないこと等の条件が、必ずしも満足され
ず、実際には染料、液媒体成分等の組み合わせが制限を
受けることがあった。

而して、本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり
、必要とされる諸条件をすべて満足する記録液を得るこ
とを目的とｊる。

即ち本発明の主な目的は吐出安定性、吐出応答性、連続
記録性に優れた記録液を得ることにある。

本発明の別な目的は、適性な物性値を容易に持たせるこ
とができる記録液を得ることにある。

本発明の別な目的は、保存期間中或いは記録休止期間中
に固形分を発生しにくい記録液を得ることにある。

更に本発明の別々目的は、構成成分の選択の自由度を広
くとることができ、汎用性、実用性に優れた記録液を得
ることにある。

これらの目的を達成する本発明は、記録剤とこれを溶解
又は分散するだめの液媒体とを主体にして組成される記
録液であって、プロピレン尿素のＮアルキル置換誘導体
を含有して成ることを特徴とするものである。

この様に記録液中にプロピレン尿素のＮアルキル置換誘
導体が含有されていると、保存性。

汎用性或いは装置の保守性に優れるばがりが、吐出安定
性、吐出応答性、長時間連続記録性に於いても良好な結
果が得られる。更に記録剤の可溶化能が大きく、鮮明で
高コントラストの画像を与えることができ、極めて実用
的な記録液が得られる。

本発明の記＠液は、記録剤の担体としての液媒体、記録
画像を形成する記録剤及び所望の特性を得る為に必要に
応じて添加される添加剤等から成り、特にプロピレン尿
素のＮアルキル置換誘導体が必須成分とされる。該誘導
体としてで表わされる化合物であり、但しａｘ、Ｒｔは
、一般に■（又は炭素数１〜４のアルキル基、好ましく
は炭素数２１でのアルキル基、特に好ましくはいずれも
メチル基から選択される（ともにメチルのものを以下Ｄ
ＭＰＵと称する）ものが望ましい。

本発明では上記化合物を単独で液媒体成分とするほか、
水或いは従来から本発明に係わる記録分野で一般的に用
いられている下記の様な非水系液媒体と混合して用いる
ことができる。

５ｕＬＩｄメｆルアルコール、エチルアルコール。

ｎ−プロピルアルコール、インプロビルアルコール。ｎ
−ブチルアルコール、　　５ｅｃ−メチルアルコール、
　　ｔｅｒｔ−フチルアルコール、イソフチルアルコー
ル、ペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチ
ルアルコール、オクチルアルコール、ノニル゛アルコー
ル、デシルアルコール９等の炭素数１〜１０のアルキル
アルコール；例エバ、シクロペンタン、ヘキサン、シク
ロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン。

ウンデカン、トチカン、トリデカン、テトラリン、デカ
リン、ベンゼン、トルエン、キシレン等で代表される脂
肪族又祉芳香族炭化水素系溶剤；例えば四塩化炭素、ト
リクロロエチレン。

ナト２クロロエタン、ジクロロベンゼン等のハロゲン化
炭化水素系溶剤；例えばエチルエーテル、ブチルエーテ
ル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレング
リコールモノエチルエーテル等のエーテル系溶剤；例先
はアセトン。

メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン。

メチルアミルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶
剤；ギ酸エチル、メチルアセテート。

エチルアセテート、プロピルアセテート、ブチルアセテ
ート、フェニルアセテート、エチレングリコールモノエ
チルエーテルアセテート、乳酸エチル等のエステル系溶
剤；例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール
、フロピレンクリコール、グリセリン等の多価アルコー
ル；その他アミン系、アミド系等の各種の溶剤が挙けら
れる。

これらの列挙した液媒体は使用される記録剤や添加剤と
の親和性及び記録液としての前述の諸特性を満足し得る
様に適宜選択して使用されるものであるが、更に、所望
の特性を有する記録液が調合され得る範囲内に於いて、
必要に応じて適宜二種以上を混合しても良い。

上記の非水系液媒体の中でも、水溶性のものは好ま゛し
く用いることができ、具体的に例えば、エチルアルコー
ル、フロビルアルコール、メチルアルコール等の炭素数
１〜４のアルキルプルコール；例エバエチレングリコー
ルモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエ
ーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル。

ジエチレングリコールモノエチルニーデル、′）エチレ
ングリコールジメチルエーテル、ジエチレンクリコール
ジエチルエーテル、ジエチレングリコールモツプチルエ
ーテル等のエーテル系溶剤； １１１ＭＪ　、ｔ　ハエチレングリコール、ジエチレン
グリコニル、トリエチレングリコール、プロピレングリ
コール、グリセリン等の多価アルコール；エタノールア
ミン、′）エタノールアミン、トリエタノールアミン、
ホルムアミド、Ｎ−、メチル−２−ピロリドン、ジメチ
ルホルムアミド、ジエチルホルムアミド等のアミン系又
はアミド系溶剤：列えば乳酸エチル、エチレングリコー
ルモノエチルエーテル等のエステル系溶剤等が挙けられ
る。

本発明に於ける好ましい混合形態は、前述のＤＭＰＵに
対し、水或いは水及び水溶性の非水系液媒体を混合して
成る系であり、以下の（１）〜（９）のものが挙げられ
る。

（１）水／　ＤＭＰＵ系 （２）水／アルキルアルコール／ｌ）ＭＰＵ系（３）　
　水／多価アルコール／　ＤＭＰＵ系（４）　　水／　
多価アルコール／アルキルアルコール／　ＤＭＰＵ系 （５）水／エーテル系溶剤／　ＤＭＰＵ系（６１水／エ
ーテル系溶剤／多価アルコールＺＤＭＰＵ系 （７）　　水／アミン又はアミド系溶剤／Ｉ）ＭＰＵ系
（８）水／エステル系溶剤／　ＤＭＰＵ系（９）水／エ
ステル系溶剤／多価アルコールＺＤＭＰＵ系 これらのうち、記録性、汎用性、液物性の調整のしやす
さ、公害性等の条件を考慮した場合には、（３）〜（９
）のもの、特に（３）、　（５）、　（６）及び（９）
のタイプのものが好ましいものである。

プロピレン尿素誘導体の含有量は、使用される液媒体の
種類、目的とする物性値の範囲等によってかなり変動す
るものであるが、記録液の全重量に対し一般には、１０
％〜９０％、好適には１０％〜７０ｔｌ）、特に好適に
は１０％〜６０％の範囲内とされるのが望ましい。

記録剤としては、長時間放置による室内や記鉱 緑液のタンク内での沈降、凝集、更には供遁や吐出オリ
フィスの目詰まりを起こさ々い様に前記液媒体や添加剤
との関係に於いて選択して使用される。

本発明に於いて使用され得る記録剤は被記録部材によっ
て、その記碌条件に充分適合する様に適宜選択されるも
のであるが、従来より知られている染料や顔料の多くの
ものが有効である。

本発明に於いて有効に使用される染料は、調合された記
録液の前述の諸特性を満足し得る様なものであり、一般
的には例えは直接染料、塩基性染料、酸性染料、可溶性
建染メ染料、酸性媒染染料、媒染染料、硫化染料、建染
メ染料。

酒精溶染料、油溶染料９分散染料等の他、スレン染料、
ナフトール染料１反応染料、クロム染料、に２型錯塩染
料、１：１型錯塩染料、アゾイック染料、カチオン染料
等の水溶性若しくは油溶性染料を挙げることができる。

これらの数多くの染料のうちでも、水溶性の直接染料、
塩基性染料或いは酸性染料は特に好ましく用いられる。

これ等の染料は、所望に応じて適宜選択されて使用され
る液媒体中に溶解又は分散されて使用される。

本発明に於いて有効に使用きれる顔料としては、無機顔
料、有機顔料の中の多くのものが挙げられる。

これらの記録剤の量的関係は、記録液の全重量に対して
、重量パーセントで５０％〜０．５　％好ましくは４０
％〜０．５％、そして更に好ましくは３０％〜１％の範
囲とするのが良い。

尚、記録剤としては、液媒体に溶解性の記録剤を使用す
るのが好ましいが、液媒体に分散性又は難溶性の記録剤
であっても液媒体に分散させる時の記録剤の粒径を充分
小さくすれば使用されて良い。この場合、記録剤の粒径
は、通常３〜０．０１μ、好ましくは２〜０．０１μ、
更に好ましくは１〜０．Ｏ１μの範囲である。更に分散
されている記録剤の粒径分布はできる限り狭い方が好適
である。

本発明のプロピレン尿素のＮ置換誘導体は前記液媒体へ
の記録剤、特に染料の溶解性を向上させる働きを示し、
記録液中の記録剤濃度を高め、該記録液により得られる
画像は鮮明で高いコントラストの高品位のものである。

この様に記録剤の溶解性を高める効果の点では、プロピ
レン尿素のＮ置換誘導体の含有量が、記録液の全重量に
対し一般には０．５％以上であれば認められ、５％以上
とすれば特に顕著になる。

この様にして調合される本発明の記録液は多くの優れた
性質を示す。即ちプロピレン尿素のＮ置換誘導体特にＤ
ＭＰＵが液媒体成分中に存在していると種々の液媒体成
分との溶解性が大きく液物性の調整が容易に行なえるこ
と、得られる液媒体混合物は物性値殊に粘度の温度依存
性が小さく、環境条件の多少の変動に対しても物性値が
適性範囲から大きく逸脱することがないこと等の特徴を
有する。或いはプロピレン尿素のＮ置換誘導体を含有す
る液媒体成分は、記録剤として用いられる多くの染料に
対し顕著な親和性を示し、充分な量の染料を溶解しうろ
こと、東には成分の揮発が起こりにくいこと等の利点を
有するので、固形分を生じにくい。

この様にして、本発明の記録液は、吐出安定性、吐出応
答性、液滴の均−性或いは連続記録性に優れるだけでな
く、画像品質、保存性、装置の保守性或いは構成成分の
選択の自由度等に於いても優れた性質を示すものである
。

上記の成分を基本構成成分とする本発明の記録液は、そ
れ自体優れた性質を有するものであるが、更に一層顕著
な記録特性を具備せしめる為に種々の添加剤が添加され
ても良い。そのような添加剤としては、例えば粘度調整
剤、表面張力調整剤、ＰＨ調整剤、比抵抗値調整剤等が
挙げられる。

こうして本発明の記録液は、所望の物性値が与えられて
種々のインクジェット記録装置に用いられる。例えは、
第１図に示した記録装置はもとより、＄３図に示す様に
、第１図の記録装置の変杉例として室４をノズル状にし
、その外周部に円筒状ピエゾ素子２ａを設置した装置、
記録液を静電吸引し、発生しだ液滴を記録信号に応じて
電界制御し記録を行なう方式に用いられる記＠装置、連
続振動発生法によって帯電量が制御された液滴を発生さ
ゼ、該液滴を一様の電界が印加された偏向電極間を飛翔
させて記録を行なう方式に用いられる記録装置、或いは
記録ヘッド内の記録液に熱エネルギーの形で記録信号を
与え液滴を発生させる記録方式等に用いても良い。

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 −上記組成物を充分均一になるまで攪拌し、０４５μの
フロロボアフィルター（住友電工製）で加圧濾過を行い
記録液（Ａ−１）を得た。

仄いて該記録液（Ａ−１）をビーカーに移し、バキュー
ムドライングオープン中に収納し、排気して２時間脱ガ
ス処理を行った。

このようにして得られた記録液（Ａ−１）を２０　ｍｌ
　　とり、塩化ビニリデン製のカセット容器に収納して
密封した。

その後、的記容器を第３図に示す記録装置の貯蔵タンク
としてセットし、表１の記録条件で記録を行い、表２に
示す様に記録性、保存性或いは記録画像の品質を検討し
た。

尚、第３図に示す記録装置は第１図に示す記録装置の変
形例であり、室４をノズル状とし、その外周部に円筒状
ピエゾ振動子を設置したものである（ｆＬ滴の発生機構
等は第１図に示す装置と同様である。

本実施例の記＠液（Ａ−１’）は表２に示す様に実用上
記録性、保存性に優れ、高品位の画像ケ与えることが明
らかと々つだ。

比較の為に、記録液（Ａ−１）中のＤＭＰＵＱ代りに一
般のインクの乾燥防止剤として通常用いられるグリセリ
ンを使用した他は記録液（八−１）と同様の処理を行い
記録液（Ａ、−２）を調製した。しかる後、該記録液（
Ａ−２）につ結果を表２に示す。

表１ 尚、記録液（Ａ−１）中のＤＭＰＵＯ量を３５重量部、
イオン交換水の量を６１重量部に代え、その他は同様に
して記録液を調合し、仄いて同様の検討を行ったところ
、記録性２画像性に良好々結果を得だ。

実施例２ 上記組成物を充分均一に々る１で攪拌し、以下実施例１
と同様の手順に従い、記録液（Ｂ−１）を調合して貯蔵
タンクに充填した。

しかる後、記録液（Ｂ−１）について第１図に示す記録
装置により、実施例１と同様に記録性、保存性及び画像
評価を行った。尚、記録条件は表３に示した。

その結果を表−７に示す如く良好な結果を得だ。

尚、以下の実施例３〜５についても結果を表６にまとめ
て示す。

表　　３ 実施例３ 上記組成分を充分均一になるまで攪拌し、以下実施例１
と同様の手順に従い、記録液（Ｃ−１）を調合し、久い
て貯蔵タンクに充填した。

しかる後、記録液（Ｃ−１）について第２図に示す記録
装置により、表−４に示す記録条件で記録性、保存性、
及び画像評価を行った。

尚、第２図に示す記録装置は一定の静圧が加えられた記
録液を静電吸引力によりｅ、滴とじて飛翔させる装置で
ちり、吐出オリフィスとその前方の電極との間には高電
圧（バイアス電圧約２、　Ｉ　ＫＶ　）か印加されてい
て、これに記録信号に応じた人力信号（約５ｏｏＶ）が
加わると、印加電圧が’ｆｌｌ　ＩＹ４発生の為のしき
い値電圧（約２．５ＫＶ）より高くなって、液滴゛が発
生子る様になっている。

表−７に示す様に良好な結果を得た。

表　　４ 上記組成物を充分均一になるまで攪拌し、以下実施例１
と同様の手順に従い、記録液（Ｉ）−１）を調合した後
貯蔵タンクに充填しｔ（。

しかる後、上記記録液（Ｄ−１）及び記録液を吐出させ
る為の吐出オリフィスを有するガラス製のノズルと該ノ
ズルの一部を包囲し接触して設けられた電気熱変換体（
発熱体）とで構成された記録ヘッドを有する記録装置を
用いて、記録性１画像品質及び記録液の保存性を検討し
た。

尚、記録条件は、表−５に示す通りであった。

表−７に示す様に良好々結果を得た。

上記組成物を充分均一になるまで攪拌し、以下実施例１
と同様の手順に従い、記録液（Ｗ−１）を調合し貯蔵タ
ンクへ充填した。

しかる後、記録液（Ｅ−１）を用い実施例１と同様にし
て記録性、保存性及び画像品質を検討した。その結果を
表−７に票す。実施例１と同様に良好が結果を得た。

実施例６−１０ 下記表−６の組成物を充分均一に々るまで攪拌し、以下
実施例１と同様の手順に従い、それぞれ記録液（Ｅ−１
）、　　（Ｆ−１）、　　（Ｇ−１）。

（Ｈ−１）、　　（１−１）を調合し、実施例１と同様
′にして記録性、保存性及び画像品質を検討した。その
結果を表−７に示す。

いずれの例も、記録性、保存性及び画像品質において、
極めて良好な結果を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は本発明を適用する記録装置
の模式図である。 但し、図に於いて、 １・・記録ヘッド、２ａ・・・ピエゾ素子、２ｂ・・・
振動板、３・・・流入口、４・・・室、５・・吐出オリ
フィス、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・・・被記録部材、１３・・・対
向電極。 出　願　人　　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録剤とこれを溶解又は分散するための液媒体とを主体
   にして組成される記録液に於て、プロピレン尿素のＮア
   ルキル置換誘導体を含有して成ることを特徴とする記録
   液。