JPS6032662B2 - 記録媒体液 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、記録媒体液を吐出飛翻させて記録を行なうの
に用いられる記録媒体液組成物に関する。

ノンィンパクト記録法は、記録時に於ける騒音の発生が
４・さし、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ェ
ット記録法は、極めて有力な記録法であって、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。この様なインクジェット記録法は、所
謂インクと称される記録媒体の液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）
流を飛翻させ、記録部村に付着させて記録を行なうもの
である。

斯かる記録媒体液は、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が用いられる）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、記録媒体液滴の発生方法及び記録
媒体液滴の飛糊方向の制御方法によって、種々の方式が
ある。

その一例を第１図に示す。即ち第１図の装置はピェゾ振
動子を有する記録ヘッド部に記録信号を与え、該信号に
応じて記録媒体液滴を発生させて記録を行うものである
。

第１図において、１は記録ヘッドで、ピヱゾ振動子２ａ
、振動板２ｂ、記録媒体液の流入口３、ヘッド内の室４
及び吐出口（吐出オリフイス）５を有している。室４内
には貯蔵タンク６に貯えられた記録媒体液７が、供給管
８によって導入されている。尚、供給管８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処理手段
９が設けられることもある。そしてピヱゾ振動子２ａに
は、信号処理手段（例えばパルス変換器）１川こよって
パルスに変換された記録信号が印加され、該信号に応じ
て室４内の記録媒体液に圧力変化が生ずる。その結果、
記録媒体液７は吐出オリフィス５から液滴１１となって
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記録媒体液を液滴として飛翻させて
記録を行なういくつかのタイプの装置が知られている。

例えば、第１図に示した装置の変形例として、室４をノ
ズル状にし、その外周部に円筒状のピェゾ振動子を設置
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、第１図に示すものと類似した記録ヘッドを有し、液
滴を連続的に発生させ、該液瓶の一部を記録に利用する
装置も知られている。この装置に於いて、吐出オリフィ
スとその前方の液滴の飛糊空間に設置された帯電電極と
の間には記録信号で変調された電界が印加されており、
吐出した液滴は該電極により帯電される。そして帯電電
極の更に前方には、一定の電場が印加された偏向電極が
設置され、帯電した液滴が偏向されて記録が行われる。
或いは、吐出オリフィスと、前方の帯電電極との間に、
記録信号で変調された高圧電界を印加し静電力によって
液滴を発生させる装置も知られている。

更に又、記録ヘッドの室内の記録媒体液に記録信号に対
応した熱エネルギーを与え、該エネルギーにより液瓶を
発生させる装置も知られている。

このように、液瓶を飛翻させて記録を行なう装置と一口
に言っても、液滴の発生方法或いは液滴の飛糊方向の制
御方法はかなり異なっている。従って、良好な記録を行
なうには、使用される記録媒体液に対して、液滴の発生
方法或いは液滴の飛翻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、記録媒体液は、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記録媒体液の構成成分の化学
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ィスは微細な穴（一般に直径
数ｌｏｗ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糊等に対して悪影響を
及ぼし記録性、吐出安定性、吐出応答性或いは連続記録
性が低下することもある。

或いは記録媒体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媒体液の物性値が変化
し、やはり記録性、吐出安定性、吐出応答性が低下する
ことがある。従って気化いこくい液媒体成分、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。

一般に従釆の記録媒体液では、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
リフィスの目詰まりを生ずる傾向にある。従って、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、いったん記録された画像は、耐
水性、耐涙性、耐摩耗性を有していなくてはならない。

従来の記録媒体液を用いた記録画像は、水の付着、光照
射或いは機械的摩擦によってニジミ或いはカスレを生じ
る傾向にあり、これらの欠点が改良された記録媒体液が
強く望まれている。この様な観点から、記録媒体液に関
する多くの提案がなされて釆ているが、上述の条件を全
て満足する実用的な記録媒体液はほとんど得られていな
い。本発明は、上述の条件を全て満足する記録媒体液を
提供することを目的とする。

即ち、吐出オリフィスの目詰まり、保存中の変質或し、
は沈でん物の発生を起こさず、記録性、吐出安定性、吐
出応答性に優れた記録媒体液を与えることにある。又記
録画像の色調、コントラストの優れた記録媒体液を与え
ることにある。更に又、記録画像が耐水性、耐光性、耐
腰性、耐摩耗性を有する定着性に優れた記録媒体液を与
えることにある。上記の目的を達成する本発明は、液媒
体及び記録剤を主成分とし、記録へッド‘こ設けられた
吐出口から吐出させ、液瓶として飛翻させて記録を行な
う記録方式に用いられる記録媒体液に於いて、記録剤と
してフッ素系染料が含有されていることを特徴とする記
録媒体液にある。

本発明は、記録剤としてフッ素系有機化合物を用いたこ
とにより、記録性、吐出安定性、吐出応答性、連続記録
性に優れ、記録画像が鮮明で、且つ耐水性、耐光性、耐
候性、耐摩耗性を有する記録媒体液を与えるものである
。以下本発明の記録媒体液の構成成分について説明する
。

液媒体本発明に用いられる液媒体としては、本発明に係
わる記録分野に於いて一般に使用される水系或し、は非
水系の多くのものが有効である。

例えば非水系溶剤としてはメチルアルコール、エチルア
ルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソフ。ロピルア
ルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃーブチルアル
コール、ｔｅｒｔーブチルアルコール、イソブチルアル
コール、ベンチルアルコール、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、デシルアルコール等の炭素数１〜１０のアルキル
アルコール；例えば、へキサン、オクタン、シクロベン
タン、ベンゼン、トルェン、キシロール等の炭化水素系
溶剤；例えば、四塩化炭素、トリクロロェチレン、テト
ラクロロェタン、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エチルヱーナル、エチレングリコ
−ルモノェチルェーテル等のエーテル系溶剤；例えば、
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、プロピルアセテ
−ト、フエニルアセテート、エチレングリコールモノェ
チルェーテルアセテート等のェステル系溶剤；例えばジ
アセトンアルコール等のアルコール系溶剤；石油系炭化
水素溶剤等が挙げられる。これ等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媒体液として
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媒体液が調合さ
れ得る範囲内に於いて、必要に応じて適宜二種以上を混
合して使用しても良い。又、水系溶剤としては、水或い
は水と相溶性を有する物質例えば、炭素数１〜６アルキ
ルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコ
ール、グリセリン、ジエチレングリコール、ポリエチレ
ングリコール、エチレンカーボネート、或いはプロピレ
ンカーボネート等のうちから選択されて成る混合物が用
いられる。

特に水或いは水と炭素数１〜３のアルキルアルコール等
との混合系は公害性、入手の容易さ、調合のし易さ等を
考慮した場合には好ましく用いられる。記録剤 本発明の記録媒体液の記録剤として染料分子内にフッ素
原子が導入された所謂フッ素系染料が用いられる。

この様な染料としては、芳香環に導入されている有機残
基のうちの少なくとも１つが、フッ素原子で置換されて
いる染料、例えばモノアゾ系、ポリアゾ系、アントラキ
ノン系或いはジフェニルイミノ系染料を挙げることがで
きる。

その一般的な構造を次に示す。但し、Ｒ，，Ｒ２，Ｒ３
は水素原子、フッ素康子で置換されることもある炭素数
１〜５、好ましくは１〜３のアルキル基、炭素数１〜５
、好ましくは１〜３のヒドロキシアルキル基、ヒドロキ
シ基、アミノ基、フッ素原子で置換されることもある炭
素数１〜５、好ましくは１〜３のアルキルアミノ基、置
換されることもあるフェニルアミノ基、−ＣＯＮ日×（
Ｘは日，Ｃ瓜，ＣＩよ り選択される）、又はＣＯＯＮａのうちから選択される
。

又、Ｘ，，Ｘ２，Ｘ３は水素原子、塩素原子ニトロ基、
炭素数１〜５、好ましくは１〜３のアルコキシカルポニ
ル基、スルホン酸基、ＣｎＦ２ｎ＋，（Ｍま１〜３の整
数、好ましくは１）又は−Ｓ０２Ｃｎ仏ｎ十，（ｎは１
〜５、好ましくは１〜３の整数）のうちから選択される
。

尚、Ｒ，〜Ｒ３及び×，〜Ｘ３の置換基は、染料分子内
にフッ素原子含有基が少なくとも一つ導入される様に選
択される。本発鞠に於いて好ましく用いられるフッ素系
染料は、具体的には次の様な化合物である。

これらのフッ素系染料は、使用される液媒体に対する熔
解性或いは液媒体と共存させた際の安定性等を考慮して
適宜選択されて用いられる。

本発明に於いて液媒体と謙録剤の好適な組み合わせとし
ては、例えば使用される液媒体の全量、又はその主要部
が非水系溶剤から構成されている場合には、記録剤とし
て染料番号１〜１９のものを用いることが望ましい。一
方液媒体の全量又はその主要部が水で構成されている場
合には、染料番号２０〜２９のものを選択して用いるこ
とが望ましい。そして、上記の一連のフッ素系染料の中
で、液媒体に対する溶解性、色調或いは扱いやすさ等の
観点から、染料番号２，４，６，８，９，１０，１３，
１４，１５，１７，１８，２２，２３，２４，２碇或い
は２９のもの等が好ましく用いられる。

本発明に於ける上記の液媒体と記録剤との量的関係は、
重量部で液媒体１００部に対して記録剤が、通常１〜５
戊部、好適には１〜２碇部、最適には２〜１碇部の範囲
とされるのが望ましい。

尚、記録剤としてのフッ素系染料は、上述した様に液媒
体に可溶性のものを用いることが望ましいが、液媒体に
難漆性或いは分散性のものであっても分散させる時の記
録剤粒径を充分に小さくしてやれば使用されて良い。

又、前述のフッ素系染料は単独で使用される他、記録画
像が種々の色調を有する様に二種以上選択して用いるこ
ともできるし、記録剤の主成分をフッ素系染料として、
これに従来の各種染料或いは顔料を組み合せて用いても
良い。

本発明の記録媒体液は、記録性、吐出安定性、吐出応答
性、連続記録性等に優れ、又種々の記録方式の記録媒体
液として所望される物性値を有する様に、その構成成分
の選択の自由度を広くとることができる。

更に記録画像が鮮明で、耐水性、耐光性、耐候性、耐摩
耗性を有している。尚、本発明の記録媒体液は、上記の
様に液媒体と記録剤とを基本構成成分として調合される
が、一層顕著な前述の諸記録特性を具備せしめる為に種
々の添加剤が所望に応じて適宜添加される。

その様な添加剤としては、粘度調整剤、表面張力調整剤
、ＰＨ調整剤、比抵抗調整剤、等の物性調整剤及び湿潤
剤が挙げられる。粘度調整剤や表面張力調整剤は、主に
、記録速度に応じて充分なる流速でノズル内を流通し得
る事、ノズルのオリフィスに於いて記録媒体液の回り込
みを防止し得る事、記録部材へ付与された時の惨み（ス
ポット径の広がり）を防止し得る事等の為に添加される
。

粘度調整剤及び表面張力調整剤としては、使用される液
媒体及び記録剤に悪影響を及ぼさないで効果的なもので
あれば通常知られているものの中の総てが使用可能であ
る。

具体的には、粘度調整剤としては、ポリビニルアルコー
ル、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチル
セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセル
ロース、水溶性アクリル樹脂、ポリビニルピロリドン、
アラビアゴムスターチ等が好適なものとして例示出来る
。

本発明に於いて好適に使用される表面張力調整剤として
は、アニオン系、カチオン系、及びノニオン系の界面活
性剤が挙げられ、具体的には、アニオン系としてポリエ
チレングリコールェーテル硫酸、ェステル塩等、カチオ
ン系としてポリ２ービニルピリジン譲導体、ポリ４ービ
ニルピリジン議導体等、ノニオン系としてポリオキシェ
チレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキル
フエニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステ
ル、ポリオキシエチレンソルビタンモノアルキルエステ
ル、ポリオキシエチレンアルキルアミン等が挙げられる
。

これ等の界面活性剤の他、ジエタノールアミンプロパノ
ールアミン、モルホリン酸等のァミン酸、水酸化アンモ
ニウム、水酸化ナトリウム等の塩基性物質、Ｎーメチル
ー２ーピロリドン等の置換ピロリドン等も有効に使用さ
れる。これ等の表面張力調整剤は、所望の値の表面張力
を有する記録媒体液が調合される様に、互いに又は他の
構成成分に悪影響を及ぼさない範囲内において必要に応
じて二種以上混合して使用しても良い。

これ等表面張力調整剤の添加量は種類、調合される記録
媒体液の他の構成成分種及び所望される記録特性に応じ
て適宜決定されるものであるが、記録媒体液１重量部に
対して、通常は０．０００１〜０．１重量部、好適には
０．０００１〜０．０１重量部とされるのが望ましい。

ＰＨ調整剤は、調合された記録媒体液の化学的安定性、
例えば、長時間の保存による物性の変化や記録剤その他
の成分の沈降や凝集を防止する為に所定のＰＨ値となる
様に適当量添加される。本発明に於いて好適に使用され
るＰＨ調整剤としては、調合される記録媒体液に悪影響
を及ぼさずに所望のＰＨ値に制御出来るものであれば大
概のものを挙げることが出来る。その様なＰＨ調整剤と
して具体的に例示すれば低級ァルカノールアミン、例え
ばアルカリ金属水酸化物等の一価の水酸化物、水酸化ア
ンモニウム等が挙げられる。

これ等のＰＨ調整剤は、調合される記録媒体液が所望の
ＰＨ値を有する様に必要量添加される。

本発明に於いて使用される湿潤剤としては、本発明に係
わる技術分野に於いて通常知られているものの多くが有
効であるが、例えば、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；例えば、ブチレングリコール
、ヘキシレングリコール等のアルキレングリコール；例
えばエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレング
リコールメチルエーテル、ジ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エチルエーテル等のジ
ェチレングリコールの低級アルキルェーテル；例えばメ
トオキシトリグリコール、ェトオキシトリグリコール等
の低級アルコオキシトリグリコール；Ｎービニル−２−
ピロリドンオリゴマー；等が挙げられる。これ等の湿潤
剤は、記録媒体液に所望される特性を満足するに所望に
応じて必要量添加されるものであるが、その添加量は記
録媒体液全重量に対して、通常は０．１〜１肌ｔ％、好
適には０．１〜８Ｗｔ％、最適には０．２〜７ｗｔ％と
されるのが望ましい。

又、上記の湿潤剤は、単独で使用される他、互いに悪影
響を及ぼさない条件に於いて二種以上混合しても良い。
本発明に於いて使用される記録媒体液には、上記の様な
添加剤が所望に応じて必要量添加されるが、更に記録部
村に付着する場合の記録媒体被膜の形成性、被膜強度に
優れたものを得る為に、例えばアルキツド樹脂、アクリ
ル樹脂、アクリルアミド樹脂、ポリビニールアルコール
ポリビニルピ。

リドン等の樹脂重合体が添加されても良い。こうして調
合された本発明の記録媒体液は、種々のタイプのインク
ジェット記録装置に用し、られる。例えば第１図に示す
装置で代表される様に、パルス信号をピェゾ振動子に印
加し、記録媒体液に生ずる圧力変化を利用して液満を発
生させる装置、或いは信号を熱エネルギーの形で与えて
記録媒体液に状態変化を生ぜしめ液瓶を発生させる装置
に用いることができる。又、一定のパルスをピヱゾ振動
子に印加し、連続発生させた液滴（液摘発生時に帯電し
ている）の一部を利用する装置或し、は吐出オリフィス
とその前の電極との間に高圧電界を印加し、記録信号に
応じて静電的に液滴を発生させる装置等に用いることが
できる。

特に液瓶を帯電させて記録を行なうこれら２つの装置に
於いては記録媒体液の比抵抗が、その帯電性に重要な因
子として作用する。即ち、良好な記録が行なえる様に記
録媒体液小滴が帯電される為には、比抵抗値が通常１０
‐３〜１びＩＱ弧となる様に記録媒体液が調合される必
要がある。従って、この様な比抵抗値を有する記録媒体
液を得る為に所望に応じて必要量添加される比抵抗調整
剤としては、例えば、塩化アンモニウム、塩化ナトリウ
ム、塩化カリウム等の無機塩、トリヱタノールアミン等
の水溶性アミン類及び第４級アンモニウム塩等が具体的
に挙げられる。

本発明の具体的効果について、以下の実施例により更に
詳細に説明する。

実施例 １ 上記の組成の記録媒体液を用い、第１図に示す記録装置
（吐出オリフィス径約７０山、駆動電圧７０Ｖ、周波数
１０ＫＨｚ）にて記録を行ない保存性、吐出安定性、吐
出応答性、連続記録性或いは記録画像について検討を行
なった。

又比較の為に、上記の染料の構造でＣＦ３基の代わりに
日を置換した染料を用いて同様に記録を行なった。その
結果を表一１に示す。従来の記録媒体液に比べ、本発明
の記録媒体液は、保存性、吐出安定性、吐出応答性、連
続記録性、或いは記録画像の濃度、耐光性、耐水性、耐
摩耗性において著しく優れていた。表−１ ◎・・・・・・極めて良好、０・…・・普通、△・・・
・・・やや劣る、×・・…・不良尚、 ＊１） 記録媒体液をガラス製容器に密閉した状態で（
一１ｏｏ〜６０ｑｏ）１年間保存後に調べたものである
。

＊２） １０ＫＨｚ、７０Ｖの駆動電圧で２独時間の蓮
続吐出を行なって調べたものである。

＊３） １雌Ｈｚ、７０Ｖの駆動電圧で、１分おきの間
欠吐出を行ない、次に２ケ月間放置して更に吐出を行な
って調べたもので ある。

＊４）記録画像に１時間の光照射 （２．弧Ｗのクセノン灯による）を行な い、光照射前後の画像反射濃度を測定し て濃度の低下率を求めた。

実施例一２ 上記組成の記録媒体液を用いて実施例１と同様にして記
録性を検討したところ実施例一１と同様に良好な結果を
得た。

実施例−３ 上記組成の記録媒体液を用いて実施例一１と同様にして
記録性を検討したところ実施例一１と同様に良好な結果
を得た。

実施例−４ 上記組成の記録媒体液を用いて実施例−１と同様に記録
を行なったところ、実施例一１とほぼ同様の結果を得た
。

実施例−５ 上記組成物を充分に混合分散して、分散型記録媒体液を
作った（粒蓬約１仏）。

この記録媒体液を用いて実施例１と同機にして記録を行
なったところ、実施例一１と同様に良好な結果を得た。
実施例−６実施例−１に於いて染料番号１０のものの代
わりに、染料番号９或いは１５のものを用いたがほぼ同
様の結果を得た。

実施例−７ の組成から成る混合物をロ過し記録媒体液とした。

この記録媒体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（ノズル数密度１０本／肋）を有する記録装置（
ｏｎｄｅｍａ中型）によって、吐出オリフィス径約５０
仏、発熱体駆動条件１５Ｖ、２００〃ｓｅｃ、最大応答
周波数泌比で記録を行なったところ、実施例一１と同様
な結果を得た。実施例−８ の組成から成る混合物をロ遇し記録媒体液とした。

尚、記録装置として、ピェゾ振動子に印加された一定の
パルスにより連続発生させた液滴を記録信号に応じて帯
電させ、更に該液滴を偏向電極によって偏向させること
で記録を行なう装置を用いた。実施例一１と同様に良好
な結果を得た。

実施例−９ の組成から成る混合物をロ遇し記録媒体液とした。

尚、記録装置として、記録ヘッドとその前方に設置され
た電極との間に記録信号に応じた高圧電界を印放し、静
電吸引力で液滴を発生させる装置を用いた。実施例一１
と同様に良好な結果を得た。

実施例−１０ 上記の組成の記録媒体液を用いて、実施例−１と同様に
して記録性を検討したところ、実施例一１と同様に良好
な結果を得た。

実施例一１１ 実施例−２に於いて、染料番号１７の染料の代わりに、
染料番号４，８，９，１３，１５或いは１８の染料を用
いたところ、ほぼ同様に良好な結果を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は記録媒体液を吐出させ、液滴として飛翻させて
記録を行なう装置の模式図である。 図に於いて、１・・・記録ヘッド、２ａ・・・ピェゾ振
動子、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・・・
記録媒体液、８…供給管、９…中間処理手段、１０・・
・信号処理手段、１１・・・液瓶、１２・・・記録部材
、Ｓ・・・記録信号である。菊ｌ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液媒体及び記録剤を主成分とし、記録ヘツドに設け
   られた吐出口から吐出させ、液滴として飛翔させて記録
   を行なう記録方式に用いられる記録媒体液に於いて、、
   記録剤としてフツ素系染料が含有されていることを特徴
   とする記録媒体液。 ２ 前記フツ素系染料の含有量が、液媒体１００重量部
   に対して１〜５０重量部の範囲にある特許請求の範囲第
   １項記載の記録媒体液。