JPS6034997B2 - 記録液 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な記録液、特には記録へッド‘こ設けられ
た微細な吐出口（吐出オリフィス）から吐出させ、液滴
として記録を行なう記録方式に適した記録液に関する。

従来から紙等の被記録部材に記録を行なう筆記具（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に溶解せしめたものが使用さ
れている。またピェゾ振動子による振動或いは高電圧印
加による静電引力等により記録ヘッド内の液体を吐出オ
リフィスから吐出させて記録を行なう所謂インクジェッ
ト記録方式に於いても各種染料を水又は有機溶剤等に溶
解した組成物が使用されることが知られている。

しかし一般の万年筆フェルトベンの様な文具用インクに
比べるとインクジェット用記録液は、多くの特性で一層
厳密な条件が要求される。インクジェット記録法は、騒
音の発生が小さく、普通紙に特別の定着処理なしに高速
記録或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
る記録液の液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）を飛翻させ、これを
被記録部村に付着させて記録を行なものである。

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、液滴の発生方法及び液滴の飛翻方向の
制御方法によって、種々の方式があ０る。

その一例を第１図に示す。即ち第１図の装置はピヱゾ振
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は記録ヘッドで、ピェゾ振動夕子２
ａ、振動板２ｂ、記録液の流入口３、ヘッド内の液室４
及び吐出口（吐出オリフィス）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。そしてピェゾ振動子２ａには
、信号処理手段（例えばパルス変換器）１０‘こよって
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は吐出オリフィス５から液瓶１１とな
って吐出し、被記録部材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、帯電した液滴を連続的に発生させ該液瓶の一部を記
録に使用する装置、或いは又、記録ヘッドの室内の記録
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。そ
の１例を第３−ａ図、第３−ｂ図、第４図に示す。

ヘッド１３はインクを通す溝１４を有するガラス、セラ
ミクス、又はプラスチック板等と、感熱記録に用いられ
る発熱ヘッド１５（図では薄膜ヘッドが示されているが
、これに限定されものではない。

）とを接着して得られる。発熱ヘッド１５は酸化シリコ
ン等で形成される保護膜１６、アルミニウム電極１７−
１，１７一２、ニクロム等で形成される発熱抵抗体層１
８、蓄熱層１９、アルミナ等の放熱性の良い基板２０よ
り成っている。インク２１は吐出オリフイス２２まで来
ており、圧力Ｐによりメニスカス２３を形成している。
今、電極１７−１，１７−２に電気信号が加わると、発
熱ヘッド１５のｎで示される部分が急激に発熱し、ここ
に接しているインク２１に気泡が発生し、その圧力でメ
ニスカス２３が突出されインク２１が吐出しオリフイス
２２より記録小滴２４となり、被記録部材２５に向って
飛糊する。

第４図には第３一ａ図に示すヘッドを多数並べたマルチ
ヘツドの外観図を示す。該マルチヘツド‘まマルチ溝２
６を有するガラス板２７と、第３−ａ図に説明したもの
と同様な発熱ヘッド２８を接着してつくられている。こ
のように、液滴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、使用される記録液に
対して、液滴の発生方法或いは液瓶の飛糊方０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、いずれの方式においても記録液
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ィスは微細な穴（
一般に直径数１０ム程度）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瓶の安定な飛織等に対し
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性し、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
ィスの目詰まりを生ずる額向にある。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。更に、以上の特性に加えて、被記録部材の種類を
制限せずに記録が行なえること、定着速度が大きいこと
、耐水性、耐光性、耐摩耗性及び解像度の優れた画像を
与えること、臭気がないこと等の性質も要求されている
。

上記の様な諸特性を記録液にもたせる目的で種々の処方
が採用されているが、これらの要求を同時に満足させる
ことは相当に困難である。

例えば、一般に水を主成分とする記録液は低のサイズ度
、透気度によって浸透性、定着性が大きく左右される。
サイズ度の高い紙に記録を行なうと記録液の浸透性が悪
いために画像のカスレを生じ易いこと、浸透性が悪い為
に高速記録を行なう タ際、記録液による汚染を生じる
こと或いはカラー画像化する際に異なる色調の記録液同
士の混ざり合いによって忠実な色調再現が出来ないこと
等の欠点を有している。従って従来の水を主成分とする
系は望ましい印字性能を得るために、サイズ度」が低く
、平滑な、市場で入手し‘こくい特殊紙を要することに
なり、被記録部材の汎用性に欠けるという点で実用的で
ない。一方非水系の記録液は一般に紙への浸透性は良い
がニジミが大きく解像度が悪いこと及び染料のＺ溶解安
定性が低く、濃い画像が得られない等の欠点を有してい
る。

従釆、オリフィスでの溶媒蒸発による目語り防止の為に
エチレングリコール、ジェチレングリコール、グリセリ
ン等の多価アルコールのみを添加２して成る系が知られ
ている。

ところが目詰まり防止効果が充分現われる程度に多価ア
ルコール類を添加すると、粘度が箸るしく上昇したり或
いは粘度の温度依存性が大きくなり記録信号に忠実に液
瓶を発生して記録を行なう２ことが出来なくなる。

即ち、この種の記録法に使用される記録液としては、そ
の構成成分各々が優れた性質を示すのみならず、それら
の成分が組成物として共存している状態で種々の特性を
兼ね備えていなければならない。この様な事情によつ３
て、前述の諸条件を満足し、記録性に優れた汎用性のあ
る実用的な記録液の開発が強く望まれている。而して、
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、必要と
される諸条件をすべて満足する記録液及び記録方法を得
ることを目的とする。

即ち本発明の主な目的は吐出安定性、吐出応答性、連続
記録性に優れた記録液及び記録方法を得ることにある。
本発明の別な目的、適性な物性値を容易に特持たせるこ
とができる記録液を得ることにある。

本発明の別な目的は、保存期間中或いは記録休止期間中
に固形分を発生し‘こくい記録液を得ることにある。更
に本発明の別な目的は、構成成分の選択の自由度を広く
とることができ、汎用性、実用性に優れた記録液を得る
ことにある。

この様な目的を達成する本発明記録液は、記録像を形成
する成分である記録剤、この記録剤を溶解又は分解する
為の液媒体を含む記録液に於いて、下記一般式凶で表わ
される化合物を含有することを特徴とする。

（但し、Ｒは炭素数１〜６のアルキル基またはシクロア
ルキル基である。

）この様に記録液中に一般式■の化合物が含有さされて
いると、保存性、汎用性或いは装置の保守性に優れるば
かりか、吐出安定性、吐出応答性、長時間連続記録性に
於いても良好な結果が得られる。

更に記録剤の可溶化能が大きく、鮮明で高コントラスト
の画像を与えることができ、極めて実用的な記録液が得
られる。本発明の記録液は、記録剤の担体としての液媒
体、記録画像を形成する記録剤及び所望の特性を得る為
に必要に応じて添加される添加剤等から成り、特に一般
式凶の化合物が必須成分とされる。

本発明では上記化合物を単独で液媒体成分とするほか、
従来から本発明に係わる記録分野で一般的に用いられて
いる下記の様な非水系液媒体と混合して用いることがで
きる。例えばメチルアルコール、エチルアルコール、ｎ
ープロピルアルコール、イソプロピルアルコ−ル、ｎー
ブチルアルコール、ｓｅｃープチルアルコール、にｒｔ
−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、ベンジルアルコール、等の炭素数１〜１０のア
ルキルアルコール：例えば、シクロベンタン、ヘキサン
、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカ
ン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラリン、
デカリン、ベンゼン、トルエン、キシレン等で代表され
る脂肪族又は芳香族炭化水素系溶剤；例えば四塩化炭素
、トリクロロェチレン、ナトラクロロヱタン、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ジエチ
ルエーテル、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、エチルアセテート、プロピルアセテート、ブ
チルアセテート、フェニルアセテート、エチレングリコ
ールモノエチルェーテルアセテート、乳酸エチルプロピ
レンカーボネート等のェステル系溶剤；例えばエチレン
グリコール、ジエチレングリコール、プ。

ピレングリコール、グリセリン等の多価アルコール；そ
の他トリェタノールアミン、ジメチルホルムアミド等の
アミン系、アミド系、Ｎ−メチルピロリドン、１・３ジ
メチルィミダゾリジノン等の含窒素複素環系、バレロラ
クトン、カプロラクトン等のオキシカルボン酸の分子内
ェステル系等の各種の溶剤が挙げられる。これらの列挙
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
記録液としての前述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も良い。

本発明に於て、一般式風の化合物の含有量は、使用され
る液媒体の種類、目的とする物性値の範囲等によってか
なり変動するものであるが、記録液の全軍量に対し一般
には、５％以上であり、好適には５％〜９０％の範囲内
とされるのが望ましい。

記録剤としては、長時間放置による室内や記録液のタン
ク内での沈降、凝集、更には供給管や吐出オリフィスの
目詰まりを起こさない様に前記液媒体や添加剤との関係
に於いて選択して使用され３る。

本発明に於いて使用され得る記録剤は被記録部材の特性
に応じて、その記録条件に充分に適合する様に適宜選択
されるものであるが、従来より知られている染料や顔料
の多くのものが有効であ子る。

本発明に於いて有効に使用される染料は、調合された記
録液の前述の諸特性を満足し得る様なものであり、一般
的には例えばモノアゾ、ポリアゾ、金属錆塩アゾ、ピラ
ゾロンアゾ、スチルベンアゾ、チアゾールアゾ系の各種
アゾ染料、アントロン、アントラキノン誘導体からなる
アントラキノン染料、ィンジコ、チオィクンジコ謙導体
からなるインジゴイド染料、フタロシアニン染料、ジフ
ェニルメタン、トリフェニルメタン、キサンテン、アク
リジン系のカルボニウム染料、アジン、オキサジン、チ
アジン系のキノンィミン染料、ポリメチン、アゾメチン
系のメチ０ン染料、ベンゾキノン及びナフトキノン染料
、ナフタルィミド染料、ベリノン染料等の染料を挙げる
ことができる。

これ等の染料は、所望に応じて適宜選択されて使用され
る液媒体中に溶解又は分散されて使用さ夕れる。

本発明に於いて有効に使用される顔料としては、無機顔
料、有機顔料の中の多くのものが挙げられる。

これらの記録剤の量的関係は、記録液の全重量０に対し
て、重量パーセントで５０％〜０．５％好ましくは４０
％〜０．５％、そして更に好ましくは３０％〜１％の範
囲とするのが良い。

尚、記録剤としては、液媒体に溶解性の記録剤を使用す
るのが好ましいが顔料の様に液媒体に分散性又は戦溶‘
性の記録剤であっても適当な分散剤を用いて液媒体に分
散させる時の記録剤の粒径を充分小さくすれば使用され
て良い。

この場合、記録剤の粒径は、通常３〜０．０１仏、好ま
しくは２〜０．０１ｒ、更に好ましくは１〜０．０１仏
の範囲である。更に分散されている記録剤の粒径分布は
できる限り狭い方が好適である。本発明で用いる一般式
風の化合物は前記液媒体への記録剤、特に染料の溶解性
を向上させる働きを示し、記録液中の記録剤濃度を高め
、該記録液により得られる画像は鮮明で高いコントラス
トの高品位のものである。

また、一般式風の化合物は、高沸点、低粘度で全く臭気
がなく引火性、毒性も低いというインクジェット或いは
筆記臭用記録液の液媒体として好ましい性質を有してい
る。この様に記録剤の溶解性を高める効果の点では、一
般式凶の化合物の含有量が、記録液の全重量に対し一般
には１％以上であれば認められ、５％以上とすれば特に
顕著になる。この様にして調合される本発明の記録液は
多くの優れた性質を示す。

即ち一般式■の化合物が液媒体成分中に存在しているこ
と種々の媒体成分との溶解性が大きくなるので液物性の
調整が容易に行なえること、得られる液媒体混合物は物
性値殊に粘度の温度依存性が小さく、環境条件の多少の
変動に対しても物性値が適性範囲から大きく逸脱するこ
とがないこと等の特徴を有する。或いは一般式凶の化合
物を含有する液媒体成分は、記録剤として用いられる多
くの染料に対し顕著な親和性を示し、充分な量の染料を
溶解しうろこと、更にＺは成分の揮発が起こり‘こくし
、こと等の利点を有するので、固形分を生じにくい。こ
の様にして、本発明の記録液は、吐出安定性、吐出応答
性、液滴の均一性或いは連続記録性に優れるだけでなく
、画像品質、保存性、装置のＺ保守性或いは構成成分の
選択の自由度等に於いても優れた性質を示すものである
。

尚、上記一般式■の化合物の中でも、インプロピルビフ
ェニルは、叙上の諸特性に関し、とりわけ高い効果を示
すものであった。

上記の成分を基本構成成分とする本発明の記録液は、そ
れ自体優れた性質を有するものであるが、更に一層顕著
な記録特性を具備せしめる為に種々の添加剤が添加され
ても良い。

そのような添加剤としては、例えば栃粘度調剤、表面張
力調整剤、比抵抗値調整剤等が挙げられる。本発明を以
下の実施例により具体的に説明する。実施例 １ オイルブラッＨＢＢ（Ｃ．１．２６１５０＞（オリエン
ト化学工業） ５重量％ｎ
ープロピルアルコール ３５ 〃４−シク
ロヘキシルビフエニル ６０ 〃上記の各成分を
容器の中で充分混合溶解し、孔径１仏のテフロン（商品
名）製フィルターで加圧ロ過したのち、真空ポンプを用
いて脱気処理し記録液とした。

該記録液を用いて、ピェゾ振動子によって記録液を吐出
させるオンデマンド型記録ヘッド（吐出オリフィス径５
０仏・ピェゾ振動子駆動電圧６０Ｖ、周波数４ＫＨｚ）
を有する記録装置により、Ｔ，〜Ｔ５の検討を行なった
ところ、いずれも良好な結果を得た。（Ｔ，）記録液の
長期保存性；記録液をガラス容器に密閉し、一３０℃と
６０ｏｏで６カ月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った。

（Ｔ２）吐出安定性；室温、５℃、４０００の雰囲気中
でそれぞれ２４時間の蓮続吐出を行なったが、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秒毎の間歌吐出と２ヵ月間放置
後の吐出について調べたが、いずれの場合もオリフィス
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
鮮明であった。

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った。（Ｔ５）各種被記録部材に
対する定着性；下記の被記録部材で印字１９段、後印字
部を指でこすり画像ずれ・ニジミの有無を判定した、い
ずれも画像ずれ・ニジミ等がなく優れた定着性を示した
。

第１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Ｔ，〜Ｔ５の検討を行なった。

これらはいずれも記録性に優れていた。又、記録ヘッド
内の記録液に熱エネルギーを与えて液滴を発生させ記録
を行なうオンディマンドタィプのマルチヘッド（吐出オ
リフィス径３５仏、発熱抵抗体抵抗値１５００、駆動電
圧３０Ｖ、周波数泌Ｈｚ）を有する第４図の記録装置を
用いて実施例１と同様の検討を行なったが、優れた結果
を得た。

第 ２ 表 実施例 ３ 下記第３表に示す組成の記録液組成物を実施例１と同機
な方法で調合した。

別に比較例として下記組成物を同様に調合した。これら
の組成物をフェルトベンに充填し、中質紙〔（商品名）
白牡＊＊丹；本州製紙■製〕に筆記して耐水性及びキャ
ップをはずして２岬時間枚直後の筆記性を調べた結果を
第４表に示した。本発明の記録液は耐水性及び放置後の
筆記性共に優れていた。

第 ３ 表 第 ４ 表

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々、インクジェット記録装置の模
式図である。 第３−ａ図、第３−ｂ図は別の記録装置の要部縦断面図
および同機断面図である。第４図は第３一ａ図、第３−
ｂ図に図示したヘッドをマルチ化したヘッドの外観斜視
図である。但し、図において「 １・・…・記録ヘッド
、２ａ・・・・・・ピェゾ振動子、２ｂ・・・・・・振
動板、３・・…・流入口、４・・・・・・液室、５・・
・・・・吐出オリフィス、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、
１ １・・・・・・液滴、１２，２５・・・・・・被記
録部材、Ｓ・・・・・・記録信号、１４・・・・・・液
室、１５・・・・・・発熱ヘッド、１６・・・・・・保
護層、１７・・・・・・電極、１８・・・・・・発熱抵
抗体層、１９・・・・・・番熱層、２０・・・・・・基
板、２６・・・・・・溝である。 筆〆図 第２図 第３−Ｑ図 第３−ク図 菱４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 記録像を形成する成分である記録剤、この記録剤を
   溶解又は分散する為の液媒体を含む記録液に於いて、一
   般式；▲数式、化学式、表等があります▼ 〔但し、Ｒは炭素数１〜６のアルキル基またはシクロア
   ルキル基である。 〕で表わされる化合物が含有されていることを特徴とす
   る記録液。