JPS58176260A - 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
へ声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じは固形分
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、定着速度が大きしこと、耐水性、耐溶剤性（特
に耐アルコール性）、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ｊ≠−３
／１３７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
とは犬きく異なっている。すなわち、この方竺ハ於いて
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って記録ヘッド部先端のオ
リフィ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２　、！；　０　’０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
じなめ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ｆ満たす記録液は従来知られてｂ
ｆｘ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、下記の一般式 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、Ｒ１，Ｒ２、Ｒ３および凡４はそれぞれ独
立して水素、ハロゲン原子、Ｏ１１基、８０３Ｍ基、Ｎ
Ｏ２基、ＣＨ３基または０ＣＲ３基を表わし、Ｒ５，Ｒ
，６、）（，７およびＲ８はそれぞれ水素、ＯＨ基また
は８０３Ｍ基を表わすが、その少なくとも一つはＯＨ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７０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２ｊＯ°Ｃ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、かつその多くが一８ｏ　３Ｍ基あるいは一〇Ｈ基に
どの親水性の大きい基を有しているため、依然として記
録液に対して犬き々溶解性を有してｂ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、印字物ノ耐水性、耐アルコール性、
さらには毒性等の筆記用具あるー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ＶＣは以下のような化学構工 ＼　　　　　　　　　　）Ｊ′） 嬢　　　　　　　饗　　　　　　責 ￥　　　　　　　　　　雪 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　、
Ｌ＋　、Ｃｓなどのアルカリ金属カチオン、ＮＨ４、Ｎ
１（（４（ａＯＨ）３々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．　ｊ　−２０重量係、好ましくは０．！；
−／、３−重量％、より好まし、くけ／−１０重量％の
濃度で用込らねる。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
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は１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−プ“チルアルコール、
　ｓｅｃ−フチルアルコール、ｔｅｒｔ−７”チルアル
コール、イソブチルアルコール等の炭素数／〜ｔ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
ール等のケトン又ハ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、ｌ、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、／、、
！、乙−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〜乙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
ｕ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、パーセントでよ〜９ｊ％、好
ましくはｌＯ〜♂０チ、より好ましくは、２０〜ｊＯ％
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ｂる各種添加剤を更に
添加含有させても良め。

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、水溶性樹脂等ノ粘度調整剤；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′止
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Ｃ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　ｌ 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５ｉ０２層（下部層）をスパ
ッタリングによりｊμｍ厚に形成し、続いて発熱抵抗層
とし、ｆＨｆＢ２　　を１Ｏ００Ｘ厚に、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ｊＯμｍ×２００μｍの発熱抵抗体パ
ターンを形成した。次に５ｉ０２層をスパッタリングに
より３ＪＯＯＡ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ｊＯμｍ×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２６０μｍ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＆ｌ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。

構造式盃ｌの染料　　　　　　３重量部ジエチレングリ
コール　　　２ｊ　Ｉ Ｎ−メチル−２−ピロリドン　　　　２０　　ｌ水　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　ｊ２　　Ｉ上記の
配合各成分は、容器の中で充分混合溶解し、孔径ｌμ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ＩＯμｓｅｃ≠Ｏｖ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１５０時間の連続記録に
十分耐え得るものであった。

実施例　２〜２１ 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１３０時間の連
続印字試験を実施した。但し、印字信号は３ｊＯμｓｅ
ｃ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々〈なり始めた時間を
もって耐表　　　　　　　　ｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３およびＲ４はそれぞれ独
   立して水素、ノ・ロゲン原子、ＯＨ基、Ｓｏ　３Ｍ基、
   ＮＯ２基、ＣＨ３基または０ＣＲ３基を表わし、Ｒｓ、
   １．６．Ｒ７およびＲ８はそれぞれ水素、ＯＨ基または
   ＳＯ３Ｍ基を表わすが、その少なくとも一つはＯＨ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。