JPS58174458A - 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１．筆記用具あるいは記録ヘッドのオリフィス
から液滴を飛翔させて記録を行うインクジェット方式、
特に熱エネルギーを利用するインクジェット方式に使用
するのに好適な記蝉液に関する。

従来から紙などの記録部材に記録を行う筆記用具（万年
筆・フェルトペン等）には、インクとして各種の染料を
水またはその他の有機溶剤に溶解させたものが使用され
ている。６また、ピエゾ振動子による振動ある℃・は高
電圧印加による静電引力などにより、記録ヘッド内の液
体を吐出させて記録を行な５所謂インクジ工ツト方式に
於いても、各種染料を水または有機溶剤などに溶解させ
たインクを使用することが知られている。し力、・シ、
一般の文具用のインクに比べるとインクジェット用のイ
ンクには、多くの特性で一層厳格な条件が要求される。

　′インクジ王、ット記録法は、騒音の発生が少なく、
普通紙に対して特別の定着処理を要することなく、高速
記録あるいはカラー記録が行なえるものであり、糧々の
タイプのものが活発に研−究されている。

この種の記録方式では、いずれにおいても使用されるイ
ンクの特性として、粘度、表面張力等の物性値が適正な
範囲にあること、溶解物の溶解安定性が高く微細なオリ
フィスを目詰りさせないこと、充分に高い濃度の記録画
像を与えること、保存中に物性値の変化あるいは固形分
の折、出が生じないことなどが要求される。更に上記の
特性に加え、記録部材の種類に制限されずに記録が行な
えること、定着速度が大きいこと、耐水性、耐溶剤性（
特に耐アルコール性）、耐摩耗性に優れていること、解
像度に優れた画像を与えることなどの性質も要求されて
いる。

インクジェット記録法の中でも、例えば特開昭５４−５
１８３７号に開示された方法は、熱エネルギーを作用さ
せて液滴吐出の原動力を得るという点に於いて他の方法
とは大きく異なっている。すなわち、この方−に於いて
は、供給・１・１′： 記録信号に応じて記録ヘッド部に熱エネルギーを発生さ
せ、該熱エネルギーの作用を受けた記録液に気泡の発生
、生長、消滅が瞬時に生じ、それに伴う記録液の圧力エ
ネルギーの変化によって記録ヘッド部先端のオリフィス
から液滴を飛翔させて記録を行う。この記録方法は所謂
オンデマンド方式の記録に対して極めて有効であること
に加え、記録ヘッド部を高密度マルチオリフィス化して
、フルラインタイプの記録操作が容易に実現できるため
、高解像度の画像を高速で得られるという利点を有して
いる。

しかしながら、この記録方法に於いては熱エネルギーが
記録液に対して直接加えられ、特に気泡発生部に於いて
は瞬時的には２５０℃を越える温度に達する。したがっ
て、長時間に亘る連続記録性あるいは長期間の記録休止
後の吐出安定性を満足させるための記録液特性としては
、前記一般的なインクジェット用インク特性に加重、特
に熱的に轡、−安定性が高くオリフィスの目詰りを生じ
なすでと、熱的にインクの色調に変化が生じないことな
どの他の特性が加重して要求される。しかし、これら全
ての特性を満たす記録液は従来知られていなかった。

本発明の目的は、フェルトペンなどの筆記用具用および
インクジェット記録用の記録液を提供することにある。

本発明の他の目的は、特に熱エネルギーを利用するイン
クジェット記録用の記録液で、記録ヘッドの寿命を延ば
しかつ長時間に亘る記録安定性の高い記録液を提供する
ことにある。

上記および他の目的は以下の本発明によって達成される
。

すなわち本発明は、下記の一般式 で表わされる化合物を含有することを特徴とする記録液
である。

但し、式中、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３およびＲ４はそれぞれ独
立して水素、ハロゲン原子、ＯＨ基、８０３Ｍ基、ＮＯ
２基、ＣＨ３基またはｏｃｍ３基を表わし、Ｒ５，Ｒ，
およびＲ７はそれぞれ独立して水素、ＯＨ基またはＳＯ
３Ｍを表わし、Ｍはアルカリ金属、アンモニウムおよび
アミン類から選ばれる塩基である。

本発明の記録液に含有される前記一般式の化合物（染料
）は、記録液液媒に対して一般に１０重量％以上の溶解
性を有し、また低温（−３０℃程度）での溶解安定性も
高い。さらに該化合物は分子内にアゾ結合（−Ｎ＝Ｎ−
）を有するため、記録液が記録ヘッド内の熱作用部にお
いて瞬時的に２５０℃を越える高温に曝され該化合物が
分解したとしても、主にアゾ結合部分で切断が生ずるも
のと推定される。そして、たとえ分解が生じたとしても
、該化合物からの分解生成物自体が比較的安定であり、
かつその多くがｌｌ５０３基あるい＆ｔ、　１０Ｈ基な
どの親水性の大きい基を有しているため、依然として記
録液に対して大きな溶解性を有している。このため長期
に亘る連続記録においても記録ヘッド部内に沈積物を生
ずることなく安定した記録が可能になる。もちろん、耐
候性、耐オゾン性、印字物の耐水性、耐アルコール性、
さらには毒性等の筆記用具あるいはインクジェットイン
ク用の染料に要求される他の性能についても十分なもの
である。

本発明の記録液に含有される前記一般式の化合物として
は、具体的には以下のような化学構造の染料があげられ
る。

）　　　　　　　　　　　　　斗　　　　　　　　　　
　　　　　喝＼　　　　　　　　　　　　　Ｃリ　　　
　　　　　　　　　　　　怖硬　　　　　　　　′４　
　　　　　　　　　′４計 ０　　　　　　　　） へ　　　− ＼ 圏　　　　　　　　　４　　　　　　　　　′４嬢　　
　　　　　　翼　　　　　　　　　　嬢嘴　　　　　　
　　　箸　　　　　　　　　　嬢竪　　　　　　　　　
　　　＼　　　　　　　　　　　　　　）＼　　　　　
　　　　　　）　　　　　　　　　　　　）圏　　　　
　　　　　奨　　　　　　　　　　嬢策　　　　　　　
　賀　　　　　　　　　　　磯）　　　　　　　　　　
　　　′４　　　　　　　　　　　　（ｒｑ　　　　　
　　　　　　　　　　ｌ’ｉ　　　　　　　　　　　　
　ｒつ硬　　　　　　　　　　頃　　　　　　　　　頃
−翼　　　　　ス　　　　翼 嬢　　　　　　　　賀　　　　　　　　頃ｔｋｏ　　　
　　　　　　　　　ｏ　　　　　　　　　　　　　ＮＮ
　　　　　　　　　　　　　　ｌ’％　　　　　　　　
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　　　　硬″４　　　　　　　　４　　　　　　　　　
　′４頃　　　　　　　　頃　　　　　　　　選奨　　
　　　　　　　　碇　　　　　　　　　礪吹　　　　　
　　　　′４　　　　　　　　　硬＼　　　　　　　　
　　　　　　　　　　＼　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　＼頃　　　　　　　　　賀　　　　　　　
　　　奨奨　　　　　　　　　饗　　　　　　　　　　
頃′】　　ニ こ、れら化合物のスルホン酸基と結合してスルホン酸塩
を形成する塩基としては、より具体的にはＮａ＋、に＋
、Ｌｉ＋、Ｃｓ＋などのアルカリ金属カチオン、ＮＨ４
＋、ＮＨ（Ｃ２Ｈ４０Ｈ）３＋などの第四級アンモニウ
ムカチオンおよびＮ（Ｃ２Ｈ５）３などのアミン類があ
げられる。

本発明の記録液においては、これら染料が、記録液に対
して通常０．５〜２０重量％、好ましくは０．５〜１５
重量％、より好ましくは１〜１０重量％の濃度で用いら
れる。該染料はもちろん単独で若しくは２種以上を組合
わせて、あるいは該染料を必須成分として他に他の直接
染料、酸性染料などの各種染料を併用して使用すること
ができる。

本発明の記録液を組成するための液媒体成分としては、
水あるいは水と水溶性の各種有機溶剤との混合物が使用
される。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　、ａ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
等のケトン又はケトンアルコール類；テトラヒドロフラ
ン、ジオキサン等のエーテル類；Ｎ−メチル−２−ピロ
リドン、１．３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等の
含窒素複素環式ケトン類；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クリコール
類；エチレンクリコール、フロピレンゲリコール、フチ
レンクリコール、トリエチレングリコール、１，２．６
−ヘキサンドリオール、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；ク
リセリン；ニスレンゲリコールメチルエーテル、ジエチ
レンクリコールメチル（又ハ、：ｃ’＋ル）エーテル、
トリエチレンク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
あげられる。

これらの多くの水溶性有機溶剤の中でも、多価アルコー
ルのジエチレングリコール、多価アルコールの低級アル
キルエーテルのトリエチレンクリコールモノメチル（又
ハエチル）エーテル等は、好ましいものである。

記録液中の上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般には記
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。

この様な成分から調合される本発明の記録液は、筆記用
具の記録液あるいは所謂インクジェット記録用の記録液
としてそれ自体で記録特性（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、長期間の記録
休止後の吐出安定性）保存安定性、記録剤の溶解安定性
、「：１ 記録部材への定着性ミあるいは記録画像の耐光性、耐候
性、耐水性、耐アルコール性等のいずれもバランスのと
れた優れたものである。そしてこの様゛な特性を更に改
良するために、従来から知られている各種添加剤を更に
添加含有させても良い。

このような添加剤としては、例えば、ポリビニルアルコ
ール、セルロース類、水溶性樹り等の粘度調整剤；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；緩衝剤によるｐＨ調整剤等をあげることができ
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
を調整するためには、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。また吐出オリフィス先端での保水性向上剤とし
て尿素、チオ尿素が好適に使用される。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。

本発明の記録液を所謂筆記用具の記録液として利用する
際には、粘度、種々の材質の記録部材どの親和性等を考
慮して物性質を調整する必要がある。

本発明を以下の実施例で更に詳細に説明する。

実施例　１ 熱エネルギーの作用によりインクを飛翔させるインクジ
ェット記録用の記録ヘッドを以下のようにして作成した
。まずアルミナ基板上に５ｉｏ２４　＜下部層）をスパ
ッタリングにより５μｍ厚に形成し、続いて発熱抵′抗
層としてＨｆＢ２を１００ＯＡ厚に、さらにアルミニウ
ムを電極として３０００Ａ０厚に積層した後、選択エツ
チングによって５０μｍＸ２００μｍの発熱抵抗体パタ
ーンを形成した。次に３　ｒ　０２層をスパッタリング
によりａｓｏｏＸ厚に保護層（上部層）として積層して
基板上に電気・熱変換体を形成した後、幅５０１ｔｍＸ
深さ５０Ａｍの溝を刻んだガラス板を溝と発熱抵抗体が
合致するように接合した。引続いて発熱抵抗体の先端と
オリフィスの距離が２５０μｍになるようオリフィス端
面を研磨して記録ヘッドを作成した。

一方、記録液は、前出の／Ｉ６１の化学構造式を有する
染料を用いて、下記の配合にしたがって作成した。

構造式鷹１の染料　　　　　　３重量部ジエチレングリ
コール　　　２５　〃 Ｎ−メチルー２−ピロリドン　　　　　２０　　〃水　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　５２　　〃上記
の配合各成分は、容器の中で充分混合溶解し、孔径ｌμ
のテフロンフィルターで加圧ろ過した後、真空ポンプを
用いて脱気処理して記録液とした。

この記録液を前記の記録ヘッドに供給し、連続印字試験
を実施した。記録ヘッドへはｌＯμ５ｅｃ４０Ｖの矩形
電圧パルス印字信号を５００μｓｅｃの周期で連続的に
加えた。この結果、該記録液は１５０時間の連続記録に
十分耐え得るものであった。　　　　　　　　　、、：
１ 実施例　２〜Ｊ（７ 染料の種類および染料の配合量を代えたことを除き実施
例１と同様にして記録液を作成した。

これら記録液を用いて実施例１と同様な１５０時間の連
続印字試験を実施した。但し、印字信号は３５０μｓｅ
ｃの周期で加えた。これら試験における耐久時間を表１
に示す。なお、耐久時間はインクの飛翔が不安定になり
、パルス信号に応じた記録ができなくなり始めた時間を
もって耐久時間とした。

表　　１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　下記一般式 で表わされる化合物を含有することを特徴とする記録液
   。 但し、式中、Ｒ，、Ｒ２，Ｒ３およびＲ４はそれぞれ独
   立して水素、ハロゲン原子、ＯＨ基、−３０３Ｍ基、Ｎ
   ｏ２基、ＣＨ３基または０ＣＲ３基を表わし、Ｒ５，Ｒ
   ６およびＲ７はそれぞれ独立して水素、ＯＨ基または８
   ０３Ｍ基を表わし、Ｍはアルカリ金属、アンモニウムお
   よびアミン類から選ばれる塩基である。