JPS58176268A - 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、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ンニット方式番こ使用
するのに好適な記録液（こ関する。

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・フェルトベン等）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番こ溶解させたものが使用さ
れている。

ま１こ、ピエゾ振動子による振動あるいは高電圧印加に
よる静電引力などにより、記録・＼ソド内の液体を吐出
させて記録を行なう所謂インクンエ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。しかし、一般の文具用
のインク（こ比−にるとインクジェット用のインク（こ
は、多くの特性で一層厳格な条件が要求される０ インクジェット記録法は、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、種々のタイプ
のものが活発に研究されている。

この種の記録方式ては、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ζこあること、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
分の析出が生じないことなどが要求される０更に上記の
特性Ｏこ加え、記録部材の種類に制限されすに記録が行
なえること、定着速度が大きいこと、耐水性、耐溶剤性
（％Ｇこ耐アルコール（ホ）、耐光性、耐摩耗性に優れ
ていること、解像度Ｏこ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、例えは特開昭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０すなわち、この方法に於いて
（工、供給記録信号（こ応じて記録ヘッド部ζこ熱エネ
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、消滅が瞬時番こ生じ、それＯこ
伴う記録液の圧カニネルキ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（こ対して
極めて有効であることに加え、記録・＼ソド部を高密度
マルチオリフィス化して、］？レラインタイプの記録操
作が容易に実現できる１こめ、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０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Ｇこ於いては瞬時的には２５
０℃を越える温度に達する。シ１こがって、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
インクンエツト用インク特性に加え、特に熱的に溶解安
定性が高ズオリフイスの目詰りを生じないこと、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
インクンエツ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、％に熱エネルギーを利用するイン
クンエツ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Ｏこある。

上記および他の目的（ま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（ま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・ベ
ンセン１ｆｉＡ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。

５０３Ｍ基、Ｃ００Ｍ基およびＮＲＲ’基の少なくとも
τつの置換基で置換されたヘンゼン環ヲ表わし・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ｓ　Ｒ’およびＲ“はそれぞれ独立し
て水素ま１こは置換されてもよいアルキル基を示す。

上記一般式て表わされる化合物中、好ましい化合物はそ
の分子中に少なくとも一つのＯＨ基、ＳＯ３Ｍ基、Ｃ０
０Ｍ基またはＮＦ２基を有するものである。またＱとし
て（ユ・ハロゲン原子・　ＯＨ基、Ｓｏ、Ｍ基、Ｃ００
Ｍ基、ＮＦ２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。ヘンイ
ンｉＡおよびＢの好ましい置換基としては、ハロケン原
子、ＯＨ基、ＳＯ３Ｍ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１こは　８０８Ｍ基などの置換基を有して
もよいヘンシル基であることが好ましい。

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０さらｌこ該化合物は分子内にアゾ結合（−Ｎ＝Ｎ
−）を有するため、記録液が記録ヘソＦ内の熱作用部０
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１ことしても、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８０３Ｍ基あるいは　１基など
の親水性の大きい基を有している１こめ、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１こめ長
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０こなる。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ンエツト
用インクの染料に要求される他の性能につぃても十分な
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。

ａＯ３Ｓ ０ＯＬｉ ／ ａ０３Ｓ Ｈ３ ＯＯＮａ これら化合物のスルホン酸基と結合してスルボン酸塩を
形成する塩基としては、より具体的には＋＋＋＋ Ｎａ％に１Ｌｉ％Ｃａ　　などのアルカリ金属カチオン
、ＮＨ，、ＮＨ（Ｃ２Ｈ４０Ｈ）　ｓなどの第四級アン
モニウムカチオンおよびＮ（ｃ２Ｈ３）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。該染料はもちろん学独で若しくは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１こ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ハ、例エバ、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−７’チルアルコール
５ｓｅｃ−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、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
、ポリプロピレンクリコール等のポリアルキレングリコ
ール類；エチレンクリコール、プロピレングリコール、
ブチレンクリコール、トリエチレングリコール、１，２
．６−へ牛サントリオール、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；エチレンクリコールメチルエーテル、ジ
エチレンクリコールメチル（又はエチル）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
ルのジエチレンクリコール、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・筆記具
用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
、記録部材への定着性、あるいは記録画像の耐光性、耐
候性・耐水性・耐アルコール性等いずれもバランスのと
れた優れ１こものである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
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てき
る〇記録液を帯電するタイプの記録方法（こ使用される
記録液を調合するためには、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具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
慮して物性値を調整する必要があるＯ 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５ｉ０２層（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Ｈｆ　Ｂｉを１００ＯＡ厚ζこ、さらにアルミニウ
ムを電極として３０００Ａ厚に積層した後、選択エツチ
ングによって５０μｍ　Ｘ　２００μｍ　の発熱抵抗体
パターンを形成した。次に５ｉ０２層をスパッタリング
により３５００Ａ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５０μｍ×深
さ５０μｍ　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（こ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ち 一方、記録液は、前出のｍｌ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Ｎｎｌの染料　　　　　　　３重量部ジエチレン
グリコール　　　　　２５〃Ｎ−メチル−２−ピロリド
ン　　２０Ｉ水　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　５２　　〃上記の配合各成分は、容器の中で充分混
合谷解し、孔径１μ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・　１０μｓｅｃ・４０Ｖ
の短形電圧パルス印字信号を５００μｓｅｃの周期で連
続曲番こ加えた。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０ 実施例２〜）！ 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Ｏこ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３５０μＢｅｅ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０ 表　　　　　１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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、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、ベン
   ゼンｍＡおよびＢは任意の置換基で置換され得るが、少
   な（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１
   こベンセン環を表わし・ここでＭＬＣ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１こは置換されて
   もよいアルキル基を示す０