JPH0218354B2

JPH0218354B2 -

Info

Publication number: JPH0218354B2
Application number: JP57057987A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sakaeda; Shoji Koike; Kazue Arai; Tomoko Sato; Yasumasa Yokoyama; Masatsune Kobayashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-04-09
Filing date: 1982-04-09
Publication date: 1990-04-25
Also published as: JPS58176262A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、筆記用具あるいは記録ヘツドのオリ
フイスから液滴を飛翔させて記録を行うインクジ
エツト方式、特に熱エネルギーを利用するインク
ジエツト方式に使用するのに好適な記録液に関す
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・フエルトペン等）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。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により、記録ヘツド内の
液体を吐出させて記録を行なう所謂インクジエツ
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に比べる
とインクジエツト用のインクには、多くの特性で
一層厳格な条件が要求される。インクジエツト記録法は、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イ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。インクジエツト記録法の中でも、例えば特開昭
54−51837号に開示された方法は、熱エネルギー
を作用させて液適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つている。すなわ
ち、この方法に於いては、供給記録信号に応じて
記録ヘツ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つて記録ヘツド部先端のオ
リフイ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、記録ヘツド部を高
密度マルチオリフイス化して、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。したがつて、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
させるための記録特性としては、前記一般的なイ
ンクジエツト用インク特性に加え、特に熱的に溶
解安定性が高く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
なかつた。本発明の目的は、フエルトペンなどの筆記用具
用およびインクジ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、特に熱エネルギーを利用
するインクジエツト記録用の記録液で、記録ヘツ
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つて達
成される。すなわち本発明は、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
記録液である。但し、式中、Ｑは未置換または下記群から選択
される少なくとも１つの置換基で置換されたナフ
チレン基を表わし、ナフタレン環Ａ及びＢは下記
群及びNRR′基の少なくとも１つの置換基で置換
されるが、少なくともナフタレン環ＡはSO₃Mで
置換され、且つナフタレン環Ｂの１位または８位
の少なくとも一方はOH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
ニウムから選ばれる塩基を示し、Ｒ及びR′はそ
れぞれ水素または炭素原子数１〜４のアルキル基
もしくは置換基を有しても良いがフエニル基また
はベンジル基を示すが、ＲとR′が同時に水素と
なることはない。群：ハロゲン原子、OH基、SO₃M基、COOM
基、NH₂基、NO₂基、炭素原子数１〜４のア
ルキル基または炭素原子数１〜４のアルコキシ
基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
が記録ヘツ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SO₃M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ツド部内に
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エツ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。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⁺、K⁺、Li⁺、Cs⁺などのアルカリ金属カチオ
ン、NH₄ ⁺、NH（C₂H₄OH）₃ ⁺NH（C₂H₅）₃ ⁺など
の第四級アンモニウムカチオンがあげられる。本発明の記録液において、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
としてこの他の直接染料、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−プロピルアルコール、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
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（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。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に含有量は、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
は、筆記具用の記録液あるいは所謂インクジエツ
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；ジエタノールアミン、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。また吐出オリフイ
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
つ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、熱膨脹係数、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。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
インクジエツト記録用の記録ヘツドを以下のよう
にして作成した。まずアルミナ基板上にSiO₂層
（下部層）をスパツタリングにより5μｍ厚に形成
し、続いて発熱抵抗層としてHfB₂を1000Å厚に、
さらにアルミニウムを電極として3000Å厚に積層
した後、選択エツチングによつて50μｍ×200μｍ
の発熱抵抗体パターンを形成した。次にSiO₂層
をスパツタリングにより3500Å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イスの距
離が250μｍになるようオリフイス端面を研磨し
て記録ヘツドを作成した。一方、記録液は、前出のNo.１の化学構造式を有
する染料を用て、下記の配合にしたがつて作成し
た。構造式No.１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 20 〃水 52 〃上記の配合各成分は、容器の中で充分混合容解
し、孔径1μのテフロンフイ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ツドに供給し、連続
印字試験を実施した。記録ヘツドへは、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つた。実施例２〜３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
350μsec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つて耐久時間とした。

【表】実施例４〜７実施例１と同様にして、下記表２に示す組成の
記録液を作製し、連続印字試験を実施し、耐久時
間を測定した。

【表】実施例４、５の記録液については150時間以上
の耐久時間を示し、また実施例６の記録液につい
ても150時間の連続記録に十分耐えるものであつ
た。比較例実施例１で用いた染料に代えて下記構造式の染
料Ａ、Ｂを用いた他は実施例１と同様にして記録
液ａ、ｂを調製した。かかる記録液ａ、ｂを用いて実施例１と同様の
条件で連続印字試験を行なつた。その結果、記録
液ａの耐久時間が12時間であり、記録液ｂの耐久
時間が30時間であつた。

Claims

【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、Ｑは未置換または下記群から選択
される少なくとも１つの置換基で置換されたナフ
チレン基を表わし、ナフタレン環Ａ及びＢは下記
群及びNRR′基の少なくとも１つの置換基で置換
されるが、少なくともナフタレン環ＡはSO₃Mで
置換され、且つナフタレン環Ｂの１位または８位
の少なくとも一方はOH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
ニウムから選ばれる塩基を示し、Ｒ及びR′はそ
れぞれ水素または炭素原子数１〜４のアルキル基
もしくは置換基を有しても良いフエニル基または
ベンジル基を示すが、ＲとR′が同時に水素とな
ることはない。群：ハロゲン原子、OH基、SO₃M基、COOM
基、NH₂基、NO₂基、炭素原子数１〜４のア
ルキル基または炭素原子数１〜４のアルコキシ
基