JPS58176263A - 記録液及びこれを用いたインクジェット記録方法 - 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、練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
番こ熱エネルギーを利用するインフジエラ手刀式暑こ使
用するの番こ好適な記録液番こ関する。゛ 従来から紙などの記録部材に記録を行う篭記用Ａ　Ｃ万
年８・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―溶′１ｉ４１こ溶解させたもの
が使用されている０ また、ピエゾ振動子による振動あるいは高電圧印加によ
る静電引力など奢こより・記録ヘッド内の液体を吐出さ
せて記録を行なう所謂インクジェット方式に於いても、
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ｏしかし、一般の文＾用の
インクに比べるとインクジェット用のインク番こは、多
くの特性で一層厳格な条件が要求されるＯ インクジェット記録法は、騒音の発生が少な（・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一種々のタイプ
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
ンキの特性として、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
儂を与えること、保存中に物性値の変化あるいは固形分
の析出が生じないことなどが要求される０災に上記の特
性に加え、記録部材の種類に制限されずｆこ記録が行な
える仁と、定着速度が大きいこと、耐水性、耐溶剤性（
％に耐アルコール性、耐光性、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・例えば脅開昭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
とは太きくＪ４なっている。すなわち・この方法に於い
ては・供給記録信号暑こ応じて記録ヘッド部−こ熱エネ
ルギーを発生させ、練熟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８ｉ１１１速で得ら
れるという利点を漕している。

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線えられ、籍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０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
・前に、一般的なインクジェット用インク響性に加え、
特に熱的に溶解安定性が高くオリフィスの目詰りを生じ
ないこと、熱的にインクの色ｆｉｔこ変化が生じないこ
となどの他の特性が加重して要求される０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１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、番こよって達成さ
れる。

すなわち本発明は、下記一般式 て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：Ｑは任意の置換基で置換され若しくは置換
されないフェニレンまたはナフチレン基を表わし、ナフ
タレンｉＡおよびＢは任意の置換基で置換され得るが、
少なくともその一方はＯＨ基、ＳＯ３Ｍ基、Ｃ００Ｍ基
およびＮＲＲ’基の少なくとも一つの置換基で置換され
たナフタレン環を表わし・ここで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を示し、Ｒ
およびＲ′はそれぞれ独立して水素または置換されても
よいアルキル若しくはフェニル基を示す。

上記一般式で表わされる化合物中、好ましい化合物はそ
の分子中に少な（とも一つのＯＨ基、ＳＯ３Ｍ基、Ｃ０
０Ｍ基またはＮＨ２基を有するものである。またＱとし
ては、ハロゲン原子、ＯＨ基、８０８Ｍ基、Ｃ００Ｍ基
、Ｎ）１２基、ＮＯ２基、炭素原子数が１〜４のアルキ
ル基若しくは炭素原子数が１〜４のアルコキシ基で置換
されまたは置換されない、ｐ−フェニレンまたは１，４
−若しくは２，７−ナフチレン基が好ましい。ナフタレ
ン環ＡおよびＢの好ましい置換基としては、ハロゲン原
子、ＯＨ基、８０３Ｍ基、Ｃ００Ｍ基、ＮＲＲ’基、Ｎ
ｏ２基、炭素原子数が１〜４のアルキル基および炭素原
子数が１〜４のアルコキシ基があげられる。また、Ｒお
よびＲ′はそれぞれ独立して、水素、炭素原子数が１〜
４のアルキル基または置換基を有してよいフェニル若し
くはベンジル基が好ましい。

より好ましい化合物は、ナフタレンｉＡが１位および８
位の少なくとも一方にＯＨ基または限定されない位置に
５０３Ｍ基を有し、かつナフタレン環Ｂが２位にＯＨ基
および７才たは限定されない位置に　８０３Ｍ基若しく
はＮＦ２基を有するものである。

本発明の記録液に含有される前記一般式の化合物（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１こ低温（−３０℃程度）での溶解安定性
も高い。さらに該化分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ｌ
こおいて瞬時的に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、１こ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５０３Ｍ基あるいはＯＨ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
ｌこ対して大きな溶解性を有している。このため長期番
こ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、印字物ノ耐水性・耐アルコール性、
さら番こは毒性等の筆記用具あるいはインクジェット用
インク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ζこ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。

０３Ｎａ ０３Ｎａ ０３Ｎａ ｂｕ３へａ ０３ＮＨ４ 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−こはＮａｂ　Ｋ、
　Ｌｉ、Ｃｓ　　などのアルカリ金属カチオン、＋ ＮＨ４・ＮＨ（ＣｔＨ＊０Ｈ）ｓなどの第四級アンモニ
ウムカチオンおよびＮ（ＣｓＨｍ）ｓ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
重量う、より好ましくは１〜１０重量％の濃度で用いら
れる０腋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この他をこ他
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０ 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０水溶性の有様溶剤としては、１１工ｌｆ、メチ
ルアルコール、エチルアルコール、−一プロビルアルコ
ール、イソプロピルアルコール、ｎ　−ブチルアルコー
ル、＊＠ｏ−１＋ルアルコール、　　ｔ＠ｒｔ−ブチル
アルコール、イソブチルｙ　ルコーｎｔ等ｔｙ＞Ｒ素数
１〜４のアルキルアルコール類ニ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１．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、ジオキサン勢のエーテル類；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ａビ・レンゲリコール等のポリ
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：グリセリン；エチレングリコールメ
チルエーテルｉ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
エーテル類等があげられるＯ 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グリコールモノメチル（又
はエチル）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
録液全霊量醗こ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
範囲内とされる〇 この様な成分から調合される本発明の記録液は・筆記具
用の記録液あるいは所謂インクジェット記鍮用の紀ｌＩ
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、記録部材への定涜性、あるいは記録画儂の耐光性１
耐候性・耐水性、耐アルコール性等いずれもバランスの
とれた優れたものである０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
添加含有させても曳い。

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、水溶性樹脂等０）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ｉ
ｌＩ！を調合するためには、塩化り、チウム、塩化アン
モニウム、塩化す）　ＩＪ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０ 本発明の記録液を所謂筆記＾用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との親和性等を考
鳳して物性値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ｓｉｏ、層（下部層）をスパッ
タリング番こより５μｍ厚暑こ形成し、続いて発熱抵抗
層としてＨｆ　ＩＩ、、をｔｏｏｏＸ厚に、さらにアル
ミニウムを電極として３０００Ａ厚暑こ積層した後・選
択エツチングによって５０　／ＪｎＩＸ　２００μｍの
発熱抵抗体パターンを形成した０次醗こｓｉｏ。

層をスパッタリングによりａｓｏｏ、に厚に保賎層（上
部層）として積層して基板上に鬼気・熱変換体を形成し
た後、幅５０　Ｐｍｘ深さ５０７ｍの＃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ｌ１１ｉ８研磨して記録ヘッドを
作成した◎ 一方、記録液は・前出の−１の化学構造式を有する染料
を用いて、下記の配合量こしたがって作成した。

構造式ｍｌの染料　　　　　　　３重量部ジエチレング
リコール　　　　　２５１Ｎ−メチル−２−ピロリドン
　　２０　１水　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　５２　　Ｉ上記の配合各成分は、容器の中で充分
混合谷解し、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％給し、連続印字試験
を実施した。記録ヘッドへは、ｌＯμｌｅｅ、４０Ｖの
短形電圧パルス印字信号を５００μＩ＠（１（７）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Ｏ 実施例２〜７ 染料の糧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０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０但し、印字信号は３５０μｓｅｅの周期で加えた
。これら試験に２ける耐久時間を表Ｉ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１こ０ 表　　　　　１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１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、Ｑは任意の置換基で置換され若しくは置換
   されないフェニレンまタハナフチレン基を表わし、ナフ
   タレンｉＡおよびＢ　ｉ’；！任意の置換基で置換され
   得るが、少なくともその一方はＯＨ基、５０３Ｍ基、Ｃ
   ００Ｍ基およびＮＲＲ’基の少なくとも一つの置換基で
   置換され１こナフタレンれぞれ独立して水素ま１こは置
   換されてもよいアルキル若しくはフェニル基を示す。