JPH0341506B2

JPH0341506B2 -

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Publication number: JPH0341506B2
Application number: JP57057988A
Authority: JP
Priority date: 1982-04-09
Filing date: 1982-04-09
Publication date: 1991-06-24
Also published as: JPS58176263A

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とオリ
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及びこ
れを用いたインクジエツト記録方法に関する。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
ないことなどが要求される。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明、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ト部先端のオ
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
あるいは長時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せる。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
高い記録液及びこれを用いたインクジエツト記録
方法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は任意の置換基で置換され若し
くは置換されない１，４−ナフチレン基を表わ
し、ナフタレン環Ａ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、COOM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エニル基を示す。また本発明は、記録液に熱エネルギーを作用さ
せてオリフイスから液滴として吐出させて記録を
行なうインクジエツト記録方法において、前記記
録液が下記一般式〔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１，４−ナフチレン基を表わ
し、ナフタレン環Ａ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、COOM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及び
R′はそれぞれ独立して水素または置換されてい
てもよいアルキル基若しくはフエニル基を示す。〕で表わされる化合物を含むことを特徴とするイン
クジエツト記録方法である。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くとも一つのOH基、
SO₃M基、COOM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、SO₃M基、COOM基、NH₂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、１，４−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、SO₃M基、COOM
基、NRR′基、NO₂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エニル若しくはベ
ンジル基が好ましい。より好ましい化合物は、ナフタレン環Ａ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SO₃M基を有し、かつナフタレン
環Ｂが２位にOH基および／または限定されない
位置にSO₃M基若しくはNH₂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、記録液溶媒に対して一般に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、かつその多くが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。これらの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⁺などのアルカル金属カチ
オン、NH₄ ⁺、NH（C₂H₄OH）₃ ⁺などの第四級ア
ンモニウムカチオンおよびＮ（C₂H₅）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ための液媒体成分と
しては、水あるいは水と水溶液と各種有機溶剤と
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
リコール水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、長時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、耐アルコール性等のいずれもバラン
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と記録液として
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になるように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
する染料を用いて、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溶解
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、10sec、
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２〜４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
れらの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
350secの周期で加えた。これらの試験における耐
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】比較実験例示化合物No.１〜４および下記構造の化合物を
用いて、実施例１の方法に従つて記録液を作成し
た。インクジエツトプリンターBJ−130（商品名）
にこれらの記録液を搭載して、ゼロツクス4024紙
（商品名）を用いて、印字物を作成した。この印
字物にスポイトで１滴水滴を付与し、30秒放置し
た後でろ紙にて水滴を拭きとつたところ、印字物
のにじみ、ODの低下は認められなかつた。次
に、この印字物を室温で静水に５分間浸漬し、デ
ンシトメーターで浸漬前後の印字濃度の変化を測
定して耐水性を評価した。濃度の減少率が20％未満のものをＡ、20％以上
35％未満のものをＢ、35％以上50％未満のものを
Ｃ、50％以上のものをＤとした。結果を次表に示
す。

【表】

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は任意の置換基で置換され若し
くは置換されない１，４−ナフチレン基を表わ
し、ナフタレン環Ａ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、COOM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及び
R′はそれぞれ独立して水素または置換されてい
てもよいアルキル基若しくはフエニル基を示す。２記録液に熱エネルギーを作用させてオリフイ
スから液滴として吐出させて記録を行なうインク
ジエツト記録方法において、前記記録液が下記一
般式〔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１，４−ナフチレン基を表わ
し、ナフタレン環Ａ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、COOM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及び
R′はそれぞれ独立して水素または置換されてい
てもよいアルキル基若しくはフエニル基を示す。〕で表わされる化合物を含むことを特徴とするイン
クジエツト記録方法。