JPS59100173A

JPS59100173A - 記録液

Info

Publication number: JPS59100173A
Application number: JP57210907A
Authority: JP
Inventors: Masatsune Kobayashi; 小林　正恒; Takeshi Sakaeda; 栄田　毅; Shoji Koike; 祥司小池; Yasumasa Yokoyama; 横山　靖正; Tomoko Sato; 知子佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-12-01
Filing date: 1982-12-01
Publication date: 1984-06-09
Also published as: JPS6346790B2

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】本発明は新規な記録液、特には記録ヘツドに設けられた
微細な吐出口（吐出オリフイス）から吐出させ、液滴と
して飛翔させて記録を行なう記録方式に適した記録液に
関する。

従来から紙等の被記録材に記録を行なう筆記具（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せしめたものが使用され
ている。

またピエゾ振動子による振動成いは高電圧印加による静
電引力等により記録ヘツド内の液体を吐出オリフイスか
ら吐出させて記録を行なう所謂インクジェツト記録方式
に於いても各種染料を水又は有機溶剤等に溶解した組成
物が使用されることが知られている。しかし一般の万年
筆・フェルトベンの様な文具用インクに比べるとインク
ジェツト用記録液は、多くの特性で一層厳密な条件が要
求される。

この様なインクジエツト記録法は、所謂インクと称され
る記録液の液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）を飛翔させ、これを
被記録材に付着させて記録を行なうものである。斯かる
記録液は、記録剤（染料又は顔料が用いられる）及びこ
れを溶解又は分散する液媒体（水又は各種有機溶削或る
はこれらの混合物が用いられる）を基本的成分とし、又
必要に応じて各種添加剤が添加されている。

この様な記録法には、液滴の発生方法及び液滴の飛翔方
向の制御方法によって、種々の方式がある。その一例を
第１図に示す。

即ち第１図の装置はピエゾ振動子を有する記録ヘツド部
に記録信号を与え、該信号に応じて記録液の液滴を発生
させて記録を行なうものである。第１図において、１は
記録ヘツドで、ピエゾ振動子２ａ、振動板２ｂ、記録液
の流入口３、ヘツド内の液室４及び吐出口（吐出オリフ
イス）５を有している。液室４内には貯蔵タンク６に貯
えられた記録液７が、供給管８によって導入されている
。尚、供給管８の途中には場合によって、ポンプ或いは
フイルター等の中間処理手段９が設けられることもある
。そしてピエゾ振動子２ａには、信号処理手段（例えば
パルス変換器）１０によって記録信号Ｓからパルスに変
換された信号が印加され、該信号に応じて液室４内の記
録液に圧力変化が生ずる。その結果、記録液７は吐出オ
リフイス５から液滴１１となって吐出し、被記録材１２
の表面に記録が行なわれる。

又、上記の装置以外にも種々のタイプの装置が知られて
おり、例えば、第２図に示す様に、第１図の変形例とし
て液室４をノズル状にし、その外周部に円筒状のピエゾ
振動子を設置した装置がある（この装置に於ける液滴の
発生の機構は、本質的に第１図に示した装置と同じであ
る）。又、帯電した液滴を連続的に発生させ該液滴の一
部を記録に使用する装置。或いは又、記録ヘツドの室内
の記録液に記録信号に対応した熱エネルギーを与え、該
エネルギーにより液滴を発生させる装置等も知られてい
る。

その１例を第３−ａ図、第３−ｂ図、第４図に示す。

ヘツド１３はインクを通す溝１４を有するガラス、セラ
ミクス、又はグラスチツク板等と、感熱記録に用いられ
る発熱ヘツド１５（図では薄膜ヘツドが示されているが
、これに限足されるものではない）とを接着して得られ
る。発熱ヘツド１５は酸化シリコン等で形成される保護
膜１６、アルミニウム電極１７−１、１７−２、ニクロ
ム等で形成される発熱抵抗体層１８、蓄熱層１９、アル
ミナ等の放熱性の良い基板２０より成っている。

インク２１は吐出オリフイス２２まで来ており、圧力Ｐ
によりメニスカス２３を形成している。

今、電極１７−１、１７−２に電気信号が加わると、発
熱ヘツド１５のｎで示される領域が急激に発熱し、ここ
に接しているインク２１に気泡が発生し、その圧力でメ
ニスカス２３が突出し、インク２１が吐出しオリフイス
２２より記録小滴２４となり、被記録材２５に向って飛
翔する。第４図には第３−ａ図に示すヘツドを多数並べ
たマルチヘツドの外観図を示す。該マルチヘツドはマル
チ溝２６を有するガラス板２７と、第３−ａ図に説明し
たものと同様な発熱ヘツド２８を接着してつくられてい
る。

なお、第３−ａ図は、インク流路に沿つたヘツド１３の
断面図であり、第３−ｂ図は第３−ａ図のＡ−Ｂ線での
切断面である。

従来、この種の記録液として例えば特公昭５０−８３６
１号、特公昭５１−４０４８４号、特公昭５２−１３１
２６号、特公昭５２−１３１２７号、特開昭５０−９５
００８号に示される様に各種染料顔料を水系または非水
系溶媒に溶解或いは分散させたものが知られている。こ
の種の記録液の好ましい条件としては（１）吐出条件（圧電素子の駆動電圧、駆動周波数、オ
リフイスの形状と材質、オリフイス径等）にマツチング
した液物性（粘度、表面張力、電導度等）を有している
こと。

（２）長期保存に対して安定で、微細な吐出口や毛細孔
の目詰まりを起さないこと。

（３）被記録材（紙、フイルム等）に対して定着が速く
ドツトの周辺が滑らかでにじみの小さいこと。

（４）印字された画像の色調が鮮明で濃度が高いこと。

（５）印字された画像の耐水性・耐光性が優れていんこ
と。

（６）記録液周辺材料（容器、連結チューブ、シール材
等）を侵さないこと。

（７）臭気、毒性、引火性等の安全性に優れたものであ
ること等が挙げられる。

上記の様な諸物件を同時に満足させることは相当に困難
である。前記した従来技術は、この点で不満足なもので
あった。

斯かる目的の記録に適用する記録液は基本的に染料とそ
の溶媒とから組成されるものであるので、上記の記録液
特性は染料固有の性質に左右されるところが大きい。従
って、記録液が上記特性を具備するように染料を選択す
ることは斯かる技術分野に於てきわめて重要な技術であ
る。

而して、本発明は、鋭意検討の結果、斯かる目的に用いる記録液に好適な染料を見出すことに
より完成されたものである。

即ち、本発明の記録液は、記録像を形成する成分である
記録剤、この記録剤を溶解又は分散する為の夜媒体を含
む記録液に於いて、記録剤として下記一般式（Ａ）；Ｑ１−Ｎ＝Ｎ−Ｑ２−Ｎ＝Ｎ−Ｑ３・・・・・・・・・
・・・・・・・・（Ａ）〔但し、式中のＱ１、Ｑ３は各
々、少なくとも１個のＳＯ３Ｍ残基を有する置換フェニ
ル基又は、置換ナフチル基を示し、Ｑ２は、少なくとも
１個のＳＯ３Ｍ残基を有する置換ナフチレン基を示す。

又、上記Ｍは、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、アンモニウム類、アミ
ン類の中から選ばれる一つの塩基を示す。〕で表わされ
る染料の少なくとも１種が含有されていることを特徴に
している。

本発明に適用する染料の具体例としては、以下に列記の
ものを挙げることができる。

本発明によれば、粘度・表面張力等の物性値が適正範囲
内にあり、微細な吐出オリフイスを目づまりさせず、充
分に高い濃度の記録画像を与え、保存中に物理値変化あ
るいは固形分の析出を生じることなく、被記録材の種類
を制限せずに種々の部材に記録が行え、定着速度が大き
く、耐水性・耐光性・耐摩耗性および解像度のすぐれた
画像を与える記録液が得られる。

上述の色成分、つまり染料の含有量は、液媒体成分の種
類、記録液に留水される特性等に依存して決Ｈされるが
、一般には記録液全重量に対して、重量パーセントで０
．１〜２０％、好ましくは０．５〜１５％、より奸まし
くは１〜１０％の範囲とされる。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。

本究明の記：液を組成するための液媒体成分と１．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、例えは、メチル
アルコ−ル、エチルアルコーノ、ｎ−プロピルアルゴー
ル、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、
ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコー
ル、イソブチルアルコール等の炭素数１〜４のアルギル
アルコール類；ジメナルホ゛レムアミド、ジメチルアセ
）・アミド等のアミド類；アセトン、シアセトンアルコ
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頷，Ｎ−メチル−２−
ピ「Ｊ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ゲトン類；ポリエチレングリコー
ル、ボリプｔ１ヒレングリコール等のポリアルギレング
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〜・６個の炭素原子を含むアルギレングリコ
ール類；グリセリン；エチレングリコールメチルエーテ
ル、ジエナ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）
エーテル等着の多価アルコールの低級アルキルエーテル
類等かあげられる。

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
しくば１０〜８０％、より好ましくは２０〜５０％の範
囲とされる。

この時の水の含有量は、上記溶剤成分の種類、ぞの組成
或いは所望される記録液の特性に依存しで広い範囲で決
定されるが、記録液全重量に対して一般に１０〜９０％
、好ましくは１０〜７０％、より好ましくば２０〜７０
％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、ぞハ自
体で記録特性（信号応老性、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、被記録材への定着性、或いは記録
画像の耐光性、耐候性、耐水性等いずれもバシンスのと
れた優れたものである。ぞ（てこの様な特性を更に改良
する為に、従来から知らている各種類添加剤を更に添加
含有せしめても良い。

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、ジエタノールアミン、トリエタ
ノ−ルアミン等の表向張力調整剤、緩衝液によるＰＨ調
整剤、防カビ剤等を挙げることができる。

又、記録液を帯電するタイプのインクジェツト記録方法
に使用される記録液を調合する為には塩化リチウム、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
抗調整剤が添加される。

尚、熱エネルギーの作用によって記録液を吐出さぜるタ
イプのインクジェツト方式に適用する場合には、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。

本発明を以下の実施例で更に詳細に説明する。

実施例１｛具体例（２３）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
　〃上記組成物を容器の中で充分混合溶解し、孔径１μ
のデフロンフイルターで加圧口過したのち、真空ボンプ
を用いて脱気処理し記録液とした。得られた記録液を用
いて、ピエゾ振動子によって記録液を吐出させるオンデ
マンド型記録ヘツド（吐出オリフイス径５０μ・ピエゾ
振動子駆動電圧６０Ｖ、周波数４ＫＨｚ）を有する記録
装置により、下記の（Ｔ１）〜（Ｔ５）の検討を行なっ
たところ、いずれも良好な結果を得た。

（Ｔ１）記録液の長期保存性；記録液をガラス容器に密
閉し、−３０℃と６０℃で６カ月間保存したのちでも不
溶分の析出は認められず、液の物性や色調にも変化がな
かった。

（Ｔ２）吐出安定性；室温、５℃、４０℃の雰囲気中で
それぞれ２４時間の連続吐出を行なったが、いずれの条
件でも終始安定した高品質の記録が行なえた。

（Ｔ３）吐出応答性；２秒毎の間欠吐出と２カ月間放置
後の吐出についで調べたが、いずれの場合もオリフイス
先端での目詰りがなく安定で均一に記録された。

（Ｔ４）記録画像の品質；記緑された画像は濃度が高く
鮮明であった。室内光に３カ月さらしたのちの優賞の低
下率は１％以下であり、また、水中に１分間浸した場合
、画像のにじみはきわめてわずかであつた。

（Ｔ５）各種類記録材に対する定着性；下表に記載の被
記録材に印字、１５秒後印字部を指でこすり画像ずれ・
ニジミの有無を判定した、いずれも画像ずれ・ニジミ等
がなく優れたて定着性を示した。

実施例２｛具体例（３６）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　　　　　　　　　　５７
　〃実施例１と同様にしで上記の組成の記録液を調製し
、記録ヘツド内の記録液に熱エネルギーを与えて液滴を
発生させ記録を行なうオンデマンドタイプのマルチヘツ
ド（吐出オリフイス径３５μ、発熱抵抗体抵抗値１５０
Ω、駆動電圧３０Ｖ、周波数２ＫＨｚ）を有する記録装
置を用いて実施例１と同様に（Ｔ１）〜（Ｔ５）の検討
を行なったが、全ての検討実験に於て優れた結果を得た
。

実施例３｛具体例（４４）の染料　　　　　　　　　　２．５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
　　　〃｛ポリエチレングリコール（分子量３００）１
０　　　〃｛　　　水　　　　　　　　　　　　　　　
５２．５　〃実ｑ例１と同４にして上記の組成の記録液
を調製し、記録ヘツド内の記録液に熱エネルギーを与え
て液滴を／へ生させ記録を行なうオンデマンドタイプの
マルチヘツド（吐出オリフイス径３５μ、発熱抵抗体抵
抗値１５０Ω、駆動電圧３０Ｖ、周波数２ＫＨｚ）を有
する記録装置を用いて実施例１と同様に（Ｔ１）〜（Ｔ
５）の検討を行なつたが、全ての検ｄ］実験に於て筺れ
た結果を得た。

実施例４｛具体例（７７）の染料　　　　　３重量部｛ジエチレ
ングリコール　　　　２０　〃｛Ｎ−メチル−２−ピロ
リドン　２０　〃｛　　　水　　　　　　　　　　５７
　〃実施例１と同様にして上記の組成の記録液を調製し
、記録ヘツド内の記録液に熱エネルギーを与えて液滴を
発生させ記録を行なうオンデマンドタイブのマルチヘツ
ド（吐出オリフイス径３５μ、発熱抵抗体抵抗値１５０
Ω、駆動電圧３０Ｖ、周波数２ＫＨｚ）を有する記録装
置を用いて実施例１と同様に（Ｔ１）〜（Ｔ５）の検討
を行なつたが、全ての検討実験に於て優れた結果を得た
。

｛具体例（６７）の染料　　　　　２．５重量部｛ジエ
チレングリコール　　　　２０　　　〃｛Ｎ−メチル−
２−ピロリドン　１５　　　〃｛　　　水　　　　　　
　　　　６２．５　〃実施例１と同様にしで上記の組成
の記録液を調製し、記録ヘツド内の記録液に熱エネルギ
ーを与えて液滴を発生させ記録を行なうオンデマンドタ
イプのマルチヘツド（吐出オリフイス径３５μ、発熱抵
抗体抵抗値１５０Ω、駆動電圧３０Ｖ、周波数２ＫＨｚ
）を有する記録装置を用いて実施例１と同様に（Ｔ１）
〜（Ｔ５）の検討を行なったが、全ての検討実験夷鹸に
於て優れた結果を得た。

実施例６｛具体例（９０）の染料　　　　　４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　　　　　　　　　　５１
　〃上記組成の記録液を実施例１と同様な方法で調製し
た。この記録液をフェルトペンに充填し、中質紙（白牡
丹：本州製紙）に筆記して耐水性及びキャツプをばずし
て２４時間放置後の筆記性を調べた。

本実施例の記録液は耐水性及び放置後の筆記性共に優れ
ていた。

実施例７〜５８実施例１と同様の方法により、下表列記の組成の記録液
をト合し、又、実施例１と同様に（Ｔ１）〜（Ｔ５）の
検討を行なった。

尚、表中において（）内の数字は、組成（重量）比を示
す。

これらの記録液は、全て、長期保存性、　記録性、記録
画像の定着性、鮮明度等に於いて、良好な結果を与えた
。

以上説明した様に本発明の記録液を用いることにより（１）液の長期保存安定性が良好で、微細な吐出口や毛
細孔の目詰りを起しにくい（２）温度や駆動条件の変動に対して、安定吐出のアロ
ーワンスが広い（３）被記録材への定着が速く、画像は鮮明である（４）印字物の耐水性・耐光性が良好である（５）記録
液の安全性が高く、周辺材料（容器シール材等）を侵さ
ない、等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々インクジエツト記録装置の模式
図である。第３−ａ図、第３−ｂ図は別の記録装置の要部縦断面図
および同横断面図である。第４図は第３−ａ図、第３−
ｂ図に図示したヘツドをマルチ化したヘツドの外観斜視
図である。但し、図において、１・・・記録ヘツド、２ａ・・・ピエゾ振動子、２ｂ・
・・振動板、３・・・流入口、４・・・液室、５・・・
吐出オリフイス、６・・・貯蔵タンク、７・・・記録液
、８・・・供給管、９・・・中間処理手段、１０・・・
信号処理手段、１１・・・液滴、１２・２５・・・被記
録材、Ｓ・・・記録信号、１４・・・溝、１５・・・発
熱ヘツド、１６・・・保護層、１７・・・電極、１８・
・・発熱抵抗体層、１９・・・畜熱層、２０・・・基板
、２６・・・溝である。特許出願人　　キヤノン株式会社代　理　人　　丸　島　儀　一

Claims

【特許請求の範囲】

（１）記録像を形成する成分である記録剤、この記録剤
を溶解又は分散する為の液媒体を含む記録液に於いて、
記録剤として下記一般式（Ａ）；Ｑ１−Ｎ＝Ｎ−Ｑ２−
Ｎ＝Ｎ−Ｑ３・・・・・・・・・・（Ａ）〔但し、式中
のＱ１、Ｑ３は各々、少なくとも１個のＳＯ３Ｍ残基を
有する置換フェニル基又は置換ナフナル基を示し、Ｑ２
は少なくとも１個のＳＯ３Ｍ残基を有する置換ナフチレ
ン基を示す。又、上記Ｍば、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、アンモニ
ウム類、アミン類の中から選ばれる一つの塩基を示す。〕で表わされる染料の少なくとも１種が含有されているこ
とを特徴とする記録液。
（２）一般式（４）で示される染料が記録液全重量に対
して０．１〜２０重量パーセント含有されている特許請
求の範囲第１項記載の記録液。