JPS58176262A - 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
番こ熱工不ルキ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）番こは・インクとして各種の染料
を水またはその他の有機溶剤（こ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（こ
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ζこ於いても
、各種染料を水ま１こ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
（こ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てあり、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
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【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
（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５４−５
１８３７号に開示された方法は、熱エネルギーを作用さ
せて液滴吐出の一動力を得るとＧ・う点に於いて他の方
法とは大きく異なっている０すなわち、この方法Ｏこ於
いては、供給記録信号番こ応し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
記録液の圧力工不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Ｏこは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Ｏこある。

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 て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、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、８０３　Ｍ基、Ｃ００Ｍ
基およびＮＲＲ’基の少なくとも一つの置換基で置換さ
れたナフタレン環を表わし、ここてＭ）マアルカリ金属
、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、８０３Ｍ基、Ｃ０
０Ｍ基またはＮＨ２基を有するものである０またＱとし
ては、ハロゲン原子・ＯＨ基・８０３Ｍ基・Ｃ００Ｍ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１こは置換されない、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。ナフタレ
ン環ＡおよびＢの好ましい置換基としては・ノ＼ロゲン
原子・ＯＨ基・８０３Ｍ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ェニル若
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ｍＡおよびＢがそれ
ぞれ１位および８位の少なくとも一方ｌこＯＨ基または
限定されない位置に５０３Ｍ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、記録液液媒（こ対して一般に１０重量％以上の溶
解性を有し、また低昌（−３０℃程度）での溶解安定性
も高い。さらＯこ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５０３Ｍ基あるＧ）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１こめ長期
に亘る連続記録（こおいても記録・＼ソド部内に沈積物
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
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Ｏこ含有される前記一般式の化合物とし
ては、具体的Ｏこは以下のような化学構造の染料があげ
られる。

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Ｎａｓ　Ｋ、　
Ｌｉ、Ｃｓ　　などのアルカリ金属カチオン、＋ ＮＨ４、ＮＨ（Ｃ２Ｈ４０Ｈ）ｓなどの第四級アンモニ
ウムカチオンおよびＮ（Ｃ２Ｈ６）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。該染料はもちろん学独で若しくは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、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　　７”チルアルコール
、　　ｓｅｅ　−ｊチルアルコール、ｔｅｒｔ−メチル
アルコール、イソブチルアルコール等の炭ｌａｔ〜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−イミダシリン
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；エチレンクリコール、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
キルングリコール、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；エチレンクリコールメチルエーテル、
ジエチレンクリコールメチル（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Ｏこ使用される記録
液を調合するためＯこは、塩化１ｙ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０ 本発明を以下の実施例で更に詳細に説明する。

実施例１ 熱工不ルキ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Ｓ　ｉｏ２層（下部層）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ＨｆＢ２を１００ＯＡ厚に、さらにアルミニウム
を電極として３００ＯＡ厚番こ積層した後、選択エソチ
ンクによって５０μｍ　Ｘ　２００μｍの発熱抵抗体パ
ターンを形成した。次Ｏこ５ｉ０２層をスパッタリング
（こより３５００Ａ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
合致するようをこ接合した０引続いて発熱抵抗体の先端
とオリフィスの距離が２５０μｍ＆こなるようオリフィ
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Ｆｋｈｌ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Ｎｎｌ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　　Ｉ上記の配合各成分は、容器の中で充
分混合在所し、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
１こ。

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、１０μｓｅｃ、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ったＯ 実施例２〜３ 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３５０μＳｅｅの周期で加えた
０これら試験番こおける耐久時間を表１に示す。ｌよお
、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って耐久時
間とした０ 表　　　　　１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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
   されないフェニレンまたはナフチレン基を表わし、ナフ
   タレンｍＡおよび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、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
   １こナフタレそれぞれ独立して水素才たは置換されても
   よいアルキル若しくはフェニル基を示す。