JPS58176261A - 記録液及びこれを用いたインクジェット記録方法 - 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、篭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ζζ使用
するのに好適な記録液に関する０ 従来から厩などの記録部材に記録を行う籠記用具（万年
ｍ−フェルトペン等）暑こは、インクとして各種の染料
を水またはその他の有機溶剤番こ溶解させたものが使用
されている。

また、ピエゾ振動子番こ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（
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喪することなく。

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
フィスを目詰りさせないこと、充分に高い濃度の記録画
ｇＲ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０更曇こ上記
の特性番こ加え、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（％に耐アルコール性）、耐光性、耐摩耗性−こ優れ
ていること、解像度に優れた画偉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５４−５
１８３７号に開示され声方法は・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
とは太き（異なっている０すなわち・この方法Ｇこ於い
ては・供給記録信号暑こ応じて記録ヘッド部に熱エネル
ギーを発生させ、咳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、高解儂度の画儂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エ゛入ト用インク特性に加え・
時ｉこ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、％に熱エネルギーを利用するイン
クンエツ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記録液
である。

但し、式中、Ｑ　６１任意の置換基で置換され若しくは
置換されないフェニレンまたはナフチレン基を表わし、
ベンゼンｉＡおよびナフタレン環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、８０３Ｍ
基、Ｃ００Ｍ基およびＮＲＲ’基の少なくとも一つの置
換基で置換されたベンゼン環または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
フェニル基を示す。

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、５０３Ｍ基・Ｃ０
０Ｍ基またはＮＦ２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・５０３Ｍ基・Ｃｏ０Ｍ基
、ＮＦ２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、ｐ−フェニレンまたは１，４−
若しくは２，７−ナフチレン基が好ましい。ベンゼン環
Ａおよびナフタレン環Ｂの好ましい置換基としては、ハ
ロゲン原子、ＯＨ基、５０３Ｍ基、Ｃ００Ｍ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のアルコキン基があげられる。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ベン
ジル基であることが好ましい。

より好ましい化合物は・ナフタレン環Ｂが１位および８
位の少なくとも一方にＯＨ基、かつ限定されない位置に
ＳＯ，Ｍ基を有するものである。

本発明の記録液Ｑこ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。き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Ｏ
こおいて瞬時的に２５０℃を越える高温に曝され該化合
物が分解したとしても、主番こ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１核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（がＳｏ　３Ｍ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（こなる。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
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。

本発明の記録液番こ含有される前記一般式の化合物とし
ては、具体的番こは以下のような化学構造のＳｏ、Ｎａ ５０３Ｎａ ＳＯ３Ｎａ ａ０３Ｓ ０３Ｎａ ＳＯ８ＮＨ（Ｃ，Ｈ４０Ｈ）。

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１目、
Ｃａ　　などのアルカリ金属カチオン、＋ ＮＨ４ｓ　ＮＨ（Ｃ１Ｈ４０Ｈ）ｓなどの第四級アンモ
ニウムカチオンおよびＮ（ＣｚＨｓ）ｓなどのアミン類
があげられるＯ 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ｔｈ１％、より好ましくは１〜１０重量％の濃度で用
いられる。腋染料はもちろん拳独で若しくは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ζ
こ他の直接染料・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−プロピルアルコール
、イソプロピルアルコ−／Ｌ／、　Ｑ　−フｆルアルコ
ール％ｌ＠（＋−）ｆルアルコールｓｔ＠ｒｔ−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・レンゲリコール等のホＩＪ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個の炭素原子を含むアノレキレンゲ
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〇 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１Ｇ〜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、銀記具
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
体止後の吐出安定性）保存安定性、記録剤の溶層安定性
・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−こ改
良するために、従来から知られている各種添加剤を更ζ
こ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１こよる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、塩化り゛チウム、塩化アンモニウ
ム、塩化す）　ＩＪ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練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〇 本発明を以下の実施例で更に詳細基こ説明する０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
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ｓｉｏ、層（下ゞ部層）をスパ
ッタリングにより５μｍ厚に形成し・続いて発熱抵抗層
としてＨｆＢ、を１００ＯＡ厚に、さらにアルミニウム
を電極として３０００Ａ　ｊｌＬに積層した後、選択エ
ツチングによって５０μｍ　Ｘ　２００μｍ　の発熱抵
抗体パターンを形成した。次にＳｔＯ。

層をスパッタリングにより３５００Ｘ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５０μ’Ｉｎｘ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番こ接合した。引続
いて発熱抵抗体の先端とオリフィスの距離が２５０μｍ
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
した〇 一方、記録液は・前出の−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って作成したＯ 構造式−１の染料　　　　　　　３重量部ジエチレング
リコール　　　　　２５ＩＮ−メチル−２−ピロリドン
　　２０　１水　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　５２　　　Ｊ上記の配合各成分は１容器の中で充
分混合容解し、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、１０μｓ＠Ｃ・４０Ｖの
矩形電圧パルス印字信号を５００μｌ＠りの周期で連続
的に加えた。この結果・咳記録液は１５０時間の連続記
録壷こ十分耐え得るものであった０ 実施例２〜１５ 染料の種類および染料の配合量を代えたことを□１゛パ
、１ 除き実施例１と同様にして記録液を作成した０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０但し、印字信号は３５０μｍ・Ｃの周期
で加えた０これら試験における耐久時間を表１に示す０
なを、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って耐
久時間とし耐久時間を表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（なり始めた時間をもって耐久時間としたＯ 表　　　　　１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１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
   ０ 但し、式中、Ｑは任意の置換基で置換され若しくは置換
   されないフェニレンまたはナフチレン基を表わし、ベン
   ゼンｍＡおよびナフタレン環Ｂは任意の置換基で置換さ
   れ得るが、少な（ともその一方はＯＨ基、５０８Ｍ基、
   Ｃ００Ｍ基およびＮＲＲ’基の少な（とも一つの置換基
   で置換されたベンゼン環または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Ｒｌｉそれぞれ独立
   して水素または置換されてもよＧ）アルキル若しくはフ
   ェニル基を示す０