JPS58174465A - 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
ら液滴な飛翔させて記録な行うインクジェット方式、％
に熱エネルギーを利用するインクジェット方式に使用す
るのに好適な記録液Ｋｌｌする。

従来から紙などの記録部材ＫＩ４を行う筆記用具（万年
−・フェルトペン等）ｋ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
【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、記録ヘッド内の液体を吐出させ
て記録を行なう所謂インクジェット方式に於いても、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、一般の文臭用のイ
ンクに比べるとインクジェット用のインクには、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熟理を要することなく、高速記鍮あ
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【いる。

この棟の１録方式では、いずれにおいても使用されるイ
ンクの特性として、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鳥く微細なオリ
フィスを目詰りさせないこと、光分に高い員度の記Ｉ＆
−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、記録部材の橋類に１１１＠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（４ＨＣ耐アルコール性入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。

インクジェット記録法の中でも、例えば特開１＠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５点に於いて他の方
□法とは大きく異なり【いる。すなわち、この方□、′
）法に於いては、供給”’Ｒ１’！’１＋。

記録信号に応じて記録ヘッ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脅箪に気泡の発生
、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って記録ヘッド部先端のオリアイス
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、記録ヘッド部を高密度マルチオリフィス化して
、フルラインタイプの記録操作が容易に実現できるため
、高解像度の両会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、との記録方法に焚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１１１１１４１性
としては、前記一般的なインクジェット用インク特性に
加え、４’ｌＫ熱的Ｋｌｌ解安定性が高くオリフィスの
目詰りを生じな（ミこと、熱的にインクの色調に変化が
生じないととなどの他の特性が加重して要求され番。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
インクジェッ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
クジェット記録用の記録液で、記録ヘッドの寿命を延は
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って達成される
。

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。

但シ、式中、ベンゼン環ＡおよびＢは任意の置換基で置
換され得るベンゼン環を表わし、Ｒ１およびＲ２はそれ
ぞれ独立して８０３Ｍ基で置換されてもよい炭素原子数
が１〜４のアルキル基、ＮＯ基、置換基を有してもよい
フェニル若しくはベンジル基または水素を表わし、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
る塩基を示す。

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、８０３Ｍ基、Ｃ０
０Ｍ基またはＮＨ２基を有するものである。またＲ１お
よびＲ２としては、５０３Ｍ基で置換されてもよい炭素
原子数が１〜４のアルキル基、ＮＯ基、水素あるいはハ
ロゲン原子、ＯＨ基、５０３Ｍ基、Ｃ００Ｍ基、ＮＨ２
基、ＮＯ２基若しくはアルコキシ基で置換されまたは置
換されないフェニル若しくはベンジル基があげられる。

ベンゼン環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、８０３Ｍ基、Ｃ００Ｍ基、ＮＲＲ’
基、ＮＯ□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。ここ
でＲおよびＲ′はそれぞれ独立して水素または置換基を
有してよい炭素原子数が１〜４のアルキル基を示す。

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’Ｃ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、記録液が記録ヘッド内の熱作用部
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８０３Ｍ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ッド部内に沈積物を生ずるこ
とな（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ェットインク川、
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槽／１６１ ／１６２ 、五４ 腐５ Ｑ３Ｎａ ＮａＯ３ ０３Ｎａ ５０３Ｎａ ／１６２２ｓｏ３Ｎａ ０３Ｎａ 、　　　　　　　　　　ＮＯ２ ／１６２９．。

□ ）υ２ ＮＯ□ ＣＩ　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｓ０３Ｎａ
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＋、に＋、
Ｌｉ”、Ｃｓ″などのアルカリ金属カチオン、ＮＨａ　
＋　、　ＮＨ（Ｃ２Ｈ４０Ｈ）　ｓ＋などの第四級アン
モニウムカチオンおよびＮ（Ｃ，Ｈ，）、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ａｍに対
し【通常０．５〜２０重量う、好ましくはＯ，Ｓ〜１５
重量％、より好ましくは１〜１０重量％の鰻度で用いら
れる。該染料はもちろん単独で若しくは２株以上を組合
わ−ｔ″Ｃ１あるいは該染料を必須成分として他に他の
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＃に１［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ｉ性の有機溶剤□・・： とし【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、イノプロピルアルコール
、ｎ−’：ｌ／チルアルコール、繻−フチルアルコール
、ｔｅｒｔ−フチルアルコール、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−ヘキサンドリオール、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、、Ｎ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ＩＩ”、・。

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けられる。

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、多価アルコールノ低級アル
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【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、練記用
具の記録液あるいは所謂インクジェット記録用の記録液
としてそれ自体で装置特性（信号応答性、液滴形成の安
定性、吐出安定性、兼時間の連続記録性、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Ｗｋ僚の耐光性、
耐候性、耐水性、耐アルコール性轡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！Ｋ
ａｋ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２ 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Ｓ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ｌｉｃ′によるｐＨ１ｌ整剤等をあげること
ができる。

記ＩＩ＆液を帯電するタイプの配置方法に使用される記
録液を調整するためには、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
ルキ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（例えは、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絹暗記用具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拐との親和性等を考
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＃ｉ明する。

実施例　！ 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５Ｋして作成した
。まずアルミナ基板上ＫＳｉＯ，層（下部層）をスパッ
タリングにより５μ観厚忙形成し、続いて発熱抵抗層と
してＨｆＢ、を１０００！犀に、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５０μｍＸ２００μ票の発熱抵抗体パタ　−ン
を形成した。次ＫｓｉＯ２層をスパッタリングにより３
５００Ｘ厚に保饅層（上部層）とし【積層して基板上に
電気・熱変換体を形成した後、幅５０μ冒×深さ５０ｆ
ｉ＊の溝を”刻んだガラス板を溝と発熱抵抗体が合致す
るよ’５Ｋｍ１合した。引続いて発熱抵抗体の先端とオ
リフィスの距峻が２５０μ篤に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。

一方、記録液は、前出の／１６１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／Ｉ６１の染料　　　　　　３重量部ジエチレン
グリコール　　　２５　〃 Ｎ−メチルー２−ピロリドン　　　　　±ｏ　　〃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１０μ載４０Ｖの矩形電圧
パルス印字信号を５００μ式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′″″・　　　８．．４ 実施例　２〜１７□ 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ｉｓ。

時間の連続印字試験を実施した。但し、印字信号は３５
０μｓｅｃ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、・ξ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℃た。

表　　　１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ、下記一般式 する記録法。 但し、式中、ベンゼン環ＡおよびＢは任意の置換基で置
   換され得るベンゼン環を表わし、Ｒ１およびＲ２はそれ
   ぞれ独立して、８０．Ｍ基で置換されてもよい炭素原子
   数が１〜４のアルキル基、ＮＯ基、置換基を有してもよ
   いフェニル若しくはベンジル基または水素を表わし、Ｍ
   はアルカリ金属、ア／モニウムおよびアミン類から選ば
   れる塩基を示す。