JPS58176257A - 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
ら液滴を飛翔させて記録を行うインクジェット方式、特
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・フェルトペン等）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
種染料な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高く微細なオリ
フィ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
性に力［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。

インクジェット記録法の中でも、例えば特開昭５４’−
３７ｇ３７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
法とは大きく異なっている。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ッド部に熱エネル
ギーを発生させ、該熟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って記録ヘッド部先端
のオリフィスから液滴な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、２３０℃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録液特性とし
ては、前記一般的なインクジェット用インク特性に加え
、特に熱的に溶解安定性が高くオリフィスの目詰りを生
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イア、
ヮ１．ッｈｉａｅｍｉａ□つあ、。

但し、式中、Ｒ８は水素、ＯＨ基またはＮｌ２基を表わ
し、Ｒ２は水素または８０３Ｍ基を表わし、Ｒ３および
Ｒ４はそれぞれ独立して水素、ＯＨ基、Ｎｌ２基、Ｎｏ
２基または８０３Ｍ基を表わし、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、記録液が記録ヘッド内の熱作用部に
おいて瞬時的に２ＳＯ°Ｃを越える高温に曝され該化合
物が分解し１ことしても、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、かつその多くが一８ｏ８Ｍ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ェットイン
ク用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。

扁／ ｏ３Ｎａ Ｓｏ、Ｎａ Ｈ 扁７ ８０３に 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　１Ｋ　、　Ｌｌ　、　Ｃ８などのアルカリ金属カ
チオン、＋ ＮＨ４，ＮＨ（Ｃ２Ｈ，０Ｈ）３　　などの第四級アン
モニウムカチオンおよびＮ（Ｃ２Ｈｓ　）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０１４０重量％、好ましくは０３〜７５重量％
、より好ましくは７〜７０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コ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ハ、例エバ、メチルア
ルコール、エチルアルコール、ｎ−７’口ピルアルコー
ル、イソプロピルアルコール、ｎ−７”チルアルコール
、５ｅｃ−プチルアルコール、ｔｅｒｔ−７”チルアル
コール、イソブチルアルコール等の炭素数／〜グのアル
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−メチルーコー
ピロリドン、／、３−ジメチルーコーイミダゾリジノン
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、／、２
．乙−ヘキサントリオール、チルアルコール、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七ツメチル（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テンングリコールモノメチル（又
はエチル）エーテル等ハ、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３〜９３％、好ま
しくは７０〜ｇＯチ、より好ましくは２０−３０％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ェット記録用の記録液
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
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、熱エネルギ
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／ 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うにして作成した
。まずアルミナ基板上に５ｉｏ２層（下部層）をスパッ
タリングによりｓ即厚に形成し、続いて発熱抵抗層とし
てＨｆＢ２を１０θθＸ厚に、さらにアルミニウムを電
極として３０００に厚に積層した後、選択エツチングに
よって３０μｍ心。０８ｍの発熱抵抗体パターンを形成
した。次にｓ　ｉｏ、層をスパッタリングにより３！；
ＯＯＡ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３０μｍ×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ィス
の距離が２３Ｏμｍ　になるようオリ５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Ｎｎ／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Ｎｏ／の染料　　　　　　　３重量部ジエチレン
グリコール　　　　２Ｓ　〃Ｎ−メチルーコーピロリド
ン　２０　〃水　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　ｓ２　　〃上記の配合各成分は、容器の中で充分混合
溶解し、孔径／μのテフロンフィルターで加圧ろ過した
後１、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、７０μｓｅｃ、ダαＶの
矩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７５０時間の連続記
録に十分耐え得るものであった。

実施例２〜９ 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／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／と同様な７５０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／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
じた記ができなくなり始めた時間をもって耐久時間とし
た。

表　　／

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　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、馬は水素、ＯＨ基またはＮＨ２基を表わし
   、Ｒ２は水素または８０３Ｍ基を表わし、Ｒ３およびＲ
   ４はそれぞれ独立して水素、ＯＨ基、ＮＨ２基、Ｎｏ２
   基または８０３Ｍ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である。