JPS58176264A - 記録液及びそ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、練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銀記用具（万年
ｍ−フェルトペン等）番こは、インクとして各種の染料
を水ま７Ｓ：はその他の肩壁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關インクジェット方式に於いても・
各種染料を水またはＭ機溶剤などに溶解させたインク８
ｔ！！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
番こ対して特別の定曙処理を簀することなく・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
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（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号に開示された不法は、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、供給記録信号壷こ応じて紀碌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、それ醗こ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一部先端のオリフィ
スから液滴を飛翔させて記録を行う０この記録方法は所
謂オンデマンド方式の記録部こ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
に熱的憂こ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Ｏこよって達成され
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、５０３Ｍ基、Ｃ００Ｍ基
およびＮＲＲ’基の少な（とも一つの置換基で置換され
たナフタレン８８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ＮＨ２基を有するものである。またＱとし
ては、ハロゲン原子、開基、５０３Ｍ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０ナフクレンｉ
ＡおよびＢの好ましい置換基としては、］１０ゲン原子
、ＯＨ基、５０８Ｍ基、Ｃ００Ｍ基、ＮＲＲ’基、ＮＯ
２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のアルキル基ま１こは置換基を有してよいフ
ェニル若しくはヘンシル基が好ましい。

より好ましい化合物は、ナフタレンｉＡおよびＢがいず
れも２位にＯＨ基および／または限定されない位置に５
０３Ｍ基若しくはＮＲＲ’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。さらに核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丙の熱作用部にお
いて瞬時的Ｏこ２５０℃を越える高温ｌこ曝され該化合
物が分解したとしても、主Ｏ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・たとえ分解が生したと
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Ｓｏ、Ｍ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ｔこ
亘る連続記録ｌこ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０こ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５０３　Ｎ　ａ
　　　　　　　　　　　　　　　ＳＯ３Ｎ　ａＳＯ３Ｎ
　ａ ０３Ｎａ ０３Ｎａ ０３Ｎａ Ｏ３Ｎｇ ５Ｏ３Ｎａ ０Ｈ Ｈ ＼ 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＋＋十＋ Ｎａ５ＫｂＬ１、Ｃｍ　　などのアルカリ金属カチオン
、＋ ＮＨ４、ＮＨ（Ｃ！Ｈ４０Ｈ）ｓなどの第四級アンモニ
ウムカチオンおよびＮ（ＣｍＨｓ）ｓなどのアミン類が
あげられるＯ 本発明の記録液壷こ２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０．５〜１
５重ｉ％、より好ましくは１〜１０重量％の濃度で用い
られる。該染料はもちろん嚇独で若しくは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０ 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１１Ｎ様溶剤との混合物が使
用される。水溶性の有ａ＃剤として４Ｘ、ｎ、ｔば、メ
ｆ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−ブチルアルコー
ル％＠＠ｌ−フｆルアルコールｓ　　ｔ＠ｒｔ　−ブチ
ルアルコール、イソブチル７ｎｔコールｌｌｉ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、フチレンゲリコール、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一多価アルコー
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・練記具
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
としてそれ自体で配録特性（信号応答性１液滴形成の安
定性、吐出安定性、長時間の連続記録性１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１耐
候性１耐水性１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
加含有させても曳い＠ このような添加剤としては１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；緩衝剤着こよるＰＨ１９整剤勢をあげることが
できる。

記録液を帯電するタイプの記録方法曇こ使用される記録
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、チオ尿素が好適番こ使用される０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０ 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Ｏ 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８１０１層（下部層）をスパッ
タリングにより５μ醜厚に形成し・続いて発熱抵抗層と
してＨｆＢ、をｔｏｏｏＸ厚に・さらにアルミニウムを
電極として３０００ＡＪＩｌこ積層した後、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８１０゜層をスパッタリング
により３５００ム厚に保躾層（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５０Ｐｍｘ課
さ５０μｍの溝を刻んだガラス板を溝と発熱抵抗体が合
歓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２５０μ飄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、下記の配合量こしたがって作成したＯ 構造式Ｎｎｌの染料　　　　　　　３重量部ジエチレン
グリコール　　　　　２５１Ｎ−メ壬ルー２−ピロリド
ン　　２０　１水゛５２１ 上記の配合各成分は・容器の中で充分混合谷解し、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＊施した０８ピ録ヘツドへは、１０ｐｓ＠ａ。

４０Ｖの短形電圧パルス印字信号を５００Ｎｍ＠ｅ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〜 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ｌこ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。但し、印字信号に３５０／Ｊａ＠ｓの周期で加
えた。これら試練に２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ｉＡ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、５０３Ｍ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。