JPS6224470B2

JPS6224470B2 -

Info

Publication number: JPS6224470B2
Application number: JP8208779A
Authority: JP
Inventors: Norya Oota; Takeshi Sakaeda; Yasuhiro Yano; Yoji Matsufuji; Masahiro Haruta
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1979-06-27
Filing date: 1979-06-27
Publication date: 1987-05-28
Also published as: JPS565870A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、記録液を記録ヘツドの吐出オリフイ
スから吐出させ、液滴として飛翔させて記録を行
なうのに用いられるインクジエツト用記録液組成
物に関する。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、記録部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を用
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、記録部材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
周部に円筒状のエピ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。このように、液滴を飛翔させて記録を行なう装
置と一口に言つても、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つている。従
つて、良好な記録を行なうには、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イスは微細
な穴（一般に直径数10μ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、吐出停止が起こらないまでも、固形分の発
生は、均一な液滴の発生或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、吐出案定性、
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こす
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、たはり記録性、吐出安定性、吐出応
答性が低下することがある。従つて気化しにくい
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
が高く、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
リフイスの目詰まりを生ずる傾向にある。従つ
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。或いは又、いつ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
行な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、光照射或いは更に本発明の
別な目的は、記録画像の色調・コントラストに優
れたインクジエツト用記録液を与えることにあ
る。或いは又、本発明の別な目的は耐水性、耐光
性、耐候性、耐摩耗性或いは定着速度等の点で優
れた記録画像を与えるインクジエツト用記録液を
与えることにある。上記の目的を達成する本発明の記録液は、記録
剤とこれを溶解又は分散する液媒体を主体として
組成されるインクジエツト用記録液において、含
窒素複素環式ケトン化合物と含窒素複素５員環ケ
ト酸の塩を併有することを特徴とする。この様に、含窒素複素環式ケトン化合物及び含
窒素複素５員環ケト酸の塩を、水溶性染料を含む
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、連続記録性に優れた記
録液を与える。又長期の保存或いは記録休止中の保存安定性、
記録再開時に於ける吐出安定性、吐出応答性に優
れるのみならず色調、コントラスト、耐水性・耐
光性・耐候性・耐摩耗性・定着速度等の点で優れ
た画像を与える記録液となる。本発明記録液は、上述の様に、含窒素複素環式
ケトン化合物、含窒素複素５員環ケト酸の塩、水
及び水溶性染料から基本的に構成されている。含窒素複素環式ケトン化合物及び含窒素複素５
員環ケト酸の塩は、水系の記録液に於いて、液物
性の調整を容易にし、適性な表面張力、粘度等を
与え、更に水溶性染料の溶解安定性、記録によつ
て生じた画像の速やかな定着性、耐水性、耐光
性、耐摩耗性等を向上させる。上記環式ケトン化合物としては、ピロリドン或
いはイミダゾリドン等５員環のものや本発明では
好ましく用いられる。殊に、Ｎ−メチル−２−ピ
ロリドン或いは１・３−ジメチル−２−イミダゾ
リジノンは、汎用性或いは得られる記録液の特性
の点で本発明に於いて好適に使用される。又、含窒素複素５員環ケト酸の塩として、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
本発明では好適に使用される。その一般式を次に
示す。（但し、R₁は水素原子又は低級アルキル基；R₂〜
R₄の少なくとも１つはカルボン酸の金属塩又は
アンモニウム塩であり、その他は、水原子又は低
級アルキル基である。）特に次の様な化合物が本発明では好適に使用さ
れる。（Ｍ；アルカリ金属又はNH₄）含窒素複素環式ケトン化合物の含有量は、所望
される記録液の物性値、他の含有成分の種類等に
応じて決定されるものであるが、記録液全重量に
対して通常は２％以上、好ましくは２〜90％、よ
り好ましくは３〜70％、特に好ましくは３〜50％
の範囲内とされ、かなり広い範囲の値をとること
ができる。本発明の記録液に於いて、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0.1〜20
％、好ましくは0.5〜20％、より好ましくは0.5〜
10％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。そしてこれらの水溶性染料の中
でも直接染料は上記成分と、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、長時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、Q₁、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、R₁〜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、Q₃、Q₆は未置換又は置換フエニル或いは
ナフチル基；Q₄、Q₅は未置換又は置換１・４−
フエニレン或いは１・４−ナフチレン基；R₅、
R₆は水素原子、水酸基又はアミノ基のうちのい
ずれかであつて、Ｘは−NH−、−Ｎ＝Ｎ−或いは
−CH＝CH−結合；ｎは０又は１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つているものは、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。又、これら１〜80の化合物の中でも(a)R₁及
びR₄がナトリウム塩又は４級アンモニウム塩
構造のスルホン基であり、R₂及びR₃が水素原
子であること、(b)Q₁が（未置換又はスルホン
基で置換される）フエ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エニル
或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、57〜59、65、
66、70、71等のものが本発明の構成に於て特に
好ましいものである。 () 一般式(B)の染料化合物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の水溶性染料として
特に好ましく使用できる。（但しＱ′_３は未置換又は置換フエニル或いはナフ
チル基；Ｑ′_４５は未置換又は置換４・4′−ビフエ
レン基；Ｑ′_６は未置換又は置換フエニル基であ
る。）又、上記一般式(B)′に於いて、Ｑ′_３、Ｑ′_４５、
Ｑ′_６
が、水酸基、アミノ基、メトキシ基、ニトロ
基、塩素原子、或いはスルホン酸ナトリウム塩
（SO₃Na基）等から選択される基で置換される
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、177、179〜181、
183〜187、189、190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0.5〜20％、好ましくは0.5〜15％、よ
り好ましくは１〜10％の範囲とされる。本発明の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、sec−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環式ケトン、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
の組成或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、ジエタノー
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つて記録液を吐出
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。本発明を以下の実施例で更に詳細に説明する。実施例１ No.157の染料３重量％ジエチレングリコール 35 〃２−ピロリドン−５−カルボン酸ナトリウム
５〃１・３ジメチル−２−イミダゾリジノン10 〃イオン交換水 47 上記の各成分を容器の中で充分混合溶解し、孔
径１μのテフロン（商標名）製フイルターで加圧
濾過したのち、真空ポンプを用いて脱気処理し記
録液(1)とした。第２図に示した記録装置を用いて
T₁〜T₅の検討を行なつたところ（吐出オリフイ
ス径65μ、ピエゾ振動子駆動圧75V、周波数
4KHz）、いずれも良好な結果を得た。 (T₁) 記録液の長期保存性；記録液(1)をガラス容
器に密封し、−30℃と60℃で１年間保存したの
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) 吐出応答性；２秒毎の間欠吐出と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３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、画像のにじみはきわめ
てわずかであつた。 (T₅) 各種記録部材に対する定着性：下記の記録
部材で印字15秒後印字部を指でこすり画像のズ
レ・ニジミの有無を判定した。いずれも画像の
ズレ・ニジミなく優れた定着性を示した。

【表】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〜T₅の検討
を行なつた。尚第２表において（）内の数字は
組成比を示す。

【表】

【表】【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は記録装置の模式図である。
但し、図において１……記録ヘツド、２ａ……ピエゾ振動子、２
ｂ……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……記録
部材、Ｓ……記録信号である。

Claims

【特許請求の範囲】１記録剤と、これを溶解又は分散する液媒体を
主体として組成されるインクジエツト用記録液に
おいて、含窒素複素環式ケトン化合物と含窒素複
素５員環ケト酸の塩とを併有することを特徴とす
るインクジエツト用記録液。２前記含窒素複素環式ケトン化合物の含有量
が、記録液全重量に対して重量パーセントで２〜
90％の範囲内にある特許請求の範囲第１項記載の
インクジエツト用記録液。３前記含窒素複素５員環ケト酸の塩の含有量
が、記録液全重量に対して重量パーセントで0.1
〜20％の範囲内にある特許請求の範囲第１項記載
のインクジエツト用記録液。４前記含窒素複素環式ケトン化合物が、５員環
構造を有する化合物から選択される特許請求の範
囲第１項記載のインクジエツト用記録液。５前記含窒素複素環式ケトン化合物が、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドン又は１・３−ジメチル−２
−イミダゾリジノンである特許請求の範囲第１項
記載のインクジエツト用記録液。６前記含窒素複素５員環ケト酸の塩が、アルカ
リ金属塩或いはアンモニウム塩である特許請求の
範囲第１項記載のインクジエツト用記録液。７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である特許
請求の範囲第１項記載のインクジエツト用記録
液。８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種の化合物が含有されている特許請求の範囲第
１項記載のインクジエツト用記録液。