JPS59176368A - 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】 本発明は新規な記録液、特には記録ヘッドに設けられ／
こ微細な吐出口（吐出オリフィス）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
及びその記録液を用いて行なう記録方法に関する。

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／り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１更用さ
れている。

址たピエゾ振動子による振動或いは高電圧印加による静
電引力等によシ記録ヘッド円の液体を吐出オリフィスか
ら吐出させて記録を行なう所謂インクジェット記録方式
に於いても各種染料を水又は有機溶剤も−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、フェルトペンのような文具用インクに比べると
、インクジェッ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。

このようなイックジェット記録法は、所謂インクと称さ
れる記録液の液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ　）　ｆ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（水又は各椎有＠溶
剤或いはこれらの混合物が用いられる）を基本的成分と
し、葦だ必要に応じて各種添加剤が添加されている。

このような記録法には、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、ａｉｋの方式がおる。その−
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ット
８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は記録ヘッドで、ピエゾ振動子２ａ
、振動板２ｂ、記録液の流入口３、ヘッド内の液室４及
び吐出口（吐出オリフィス）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
ィ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２ａＫＵ、信号処理手段（例えはパ
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〃口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
フィス５から液滴１１となって吐出し、被記録材１２０
表面に記録が行なわれる。

また、上記の装置以外にも種々のタイプの装置が知られ
ておシ、例えば第２図に示すように、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
ゾ振動子全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）。また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また、記録ヘッドの室
内の記録液に記録信号に対応した熱エネルギーを与え、
該エネルギーによシ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。

ヘッド１３にインクを通す海１４を有するガラス、セラ
ミックス、又はプラスチック板等と、感熱記録に用いら
れる発熱ヘッド１５（図では薄膜ヘッドが示されている
が、これに限定されるものではない）とを接着して得ら
れる。発熱ヘッド１５は酸化ン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、蓄熱層重９、
アルミナ等の放熱性の良い基板２０よシ成っている。

イ／り２１は吐出オリフィス２２まで来ておシ、圧力Ｐ
によシメニスカス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
熱ヘッド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が吐出しオリフィス
２２よシ記録小滴２４となシ、被記録材２５に向って飛
翔する。第４図には第３−ａ図に示すヘッドを多数並べ
たマルチヘッドの外観図を示す。該マルヂヘッドハマル
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ッド２８を接着して製作されでい
る。

なお、第３−ａ図は、インク流路に沿ったヘッド１３の
断面図であシ、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５゜−８３
６１号、特公昭５１−４０４８４号、特公昭５２−１３
１２６号、特公昭５２−１３１．２７−号、特開昭５０
−９５００８号に示されるように各種染料、顔料全水系
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（圧電菓子の駆動電圧、駆動周波数、オ
リフィスの形状と材質、オリフィス径等）にマツチング
した液物性（粘度１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目詰まシを起さないこと
。

（３）被記録材（紙、フィルム等）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ととゎ （４）　　印字された画像の色調が鮮明で濃１ノ！が冒
いこと。

（５ン　　印字された画像の耐水性・耐光性が優れてい
ること。

（６）　　記録液が周辺材料（容器、連結チューブ。

シール材等）を侵さないこと。

（７）臭気、青性、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。

上記の様な緒特性を同時に満足させることは相当に困献
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太きい。従
って、記録液が上記特性全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シ完成されたも
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ための液媒体を
含む記録液に於いて、記録剤として下記一般式体）； （式中、几１及び）ｔ、２は水素原子、水酸基、アミン
基、モノ低級アルキルアミノ基、ジ低級アルキルアミノ
基、置換されてもよいアニリノ基、アセチルアミノ基又
は置換されてもよいベンゾイルアミノ基を表わすが、同
時に同じ基を表わすことはなく、１°Ｌ″は水素原子又
は８０．Ｍ基を表わし、１ｖは水素原子、メチル基、メ
トキシ基、ニトロ基又１ｄｓｏ、Ｍ基を表わし、ＤはＳ
ｏ、Ｍ基で置換されてもよいベンゼン若しくはナフタレ
ン環を表わし、Ｍはアルカリ金属、第四級アンモニウム
又はアミ７類を表わす） で表わされる染料の少なくとも１柚が含有されているこ
とを特徴とする。

本発明の記録液に含有される前記一般式（５）の染料に
おいて、低級アルキルとは炭素原子数が１〜４のアルキ
ルを意味し、置換されでもよいアニリノ基及び置換され
てもよいベンゾイルアミノ基の適当な置換基としては、
低級アルキル基、低級アルコキシ基、水酸基、アミノ基
、ニトロ基又は８０、Ｍ基が挙げられる。また、Ｍとし
てはＮａ　、　Ｋ。

Ｌｉ等のナルカリ金属、ＮＨ４，ＮＨ（Ｃ，Ｈ４０）ｉ
）　−ＮＨ（ＣＨ，）ｓ、ＮＨ＜Ｃ，Ｈ，）、等の第四
級アンモニウム及びアミン類が挙げられる。

前記一般式（５）の染料中、好ましい化合物は１１・ｌ
及び塊の一方が水素を表わし、他方が水酸基、アミノ基
、モノ低級アルキル基、ジ低級アルキルアミノ基又は置
換されてもよいベンゾイルアミノ基を示すものである。

寸たＲ３及びＲｊのいずれか一力が５（ＪＪ〜・ｊνＪ
Ｉ・を表わす化合物も好ましｉｔものである。

不発明の記録液に含有ざｉｔ、ｔｙ前記一般式（Ａ）の
染料としてＵ：、具体的には、以下のような化学構造を
持つものが挙げら′ＩＬるー ８０、Ｎａ ５ＯＪＶＩＨ。

０ ＳＩＪ、ｌＮａ Ｏ Ｏ ８ｏ、Ｎａ ０ｓＮａ Ｓｏ、Ｎａ ５ｏ、Ｎａ ５ｏ、Ｎａ Ｓｏ、Ｎａ ｄｌＪ、ｌＮａ　　　　　ＳＵ、Ｎａ ５Ｏ，Ｎａ ５Ｏ，ＮＨ（Ｃ，Ｈ４（ＪＨ）　９ ８０、ｆ’ｈ Ｓｏ、Ｎａ Ｏ Ｏ ８ｏ、Ｎａ これらの染料は、下記（１）〜（５）の類似した化学構
造式を有する従来知られている染料を用いた記録液に較
べ、前記要求語心性のうち、特に長期保存に対して安定
であシ、目ｇ＠シ全起こさない点において著しく優れて
お）、明確な優位性が認められる。

Ｏ （フードブラック−２） Ｓｏ、Ｎａ インクジェット記録法に於いて、ノズルの目詰りは記録
方式の信頼性の面からも非常に重要な要素であわ、従来
は、例えばノズルの自動キャッピング（不使用時にノズ
ル周囲を飽和蒸気状態に包む〕や手動ポンプ等の主とし
て機械的な面からの対策が構じられているが、必ずしも
十分な効果を発揮するに至っていない。

インクジェット用の記録液は、主に安全性の面から水を
主体とする液媒が使用され、一般的にはこれに湿潤剤と
してグリコール類等の低揮発性の水溶性有機溶剤が添加
されている。染料のこれら液媒体に対する溶解度はその
構造により微妙に変化すると共に、一般に水に対する溶
解性とグリコール類に対する溶解性とは相反する傾向に
すらある。ノズルの先端部においては、インク中の高揮
発成分である水が揮散しやすく、シたがってこの部分で
はグリコール類の濃度が高くなシやすい傾向にある。し
たがって、記録液中にグリコール類に対する溶解性の低
い染料が添加されている場合には、染料が析出してノズ
ルの目詰シを生じさせる危険性が犬である。

先に挙げた（１）〜（５）の染料は、水に対しては非常
に良好な溶解性を示すが、グリコール類に対する溶解性
に劣っている。一方、木兄の記録液に使用される前記一
般式（八で表わされる染料は、水に対する溶解性を実用
上十分な領域に保ちつつ、グリコール類に対する溶解性
を改良させたものであり、したがって非常にノズルの目
詰りを生じさせ難いものである。

このような本発明によれば、粘度・表面張力等の物性値
が適正範囲内にあり、微細な吐出オリフィスを目づまシ
させず、充分に高い濃度の記録画像を与え、保存中に物
性値変化あるいは固形分の析出を生じることなく、被記
呻材の種類を制限せずに種々の部材に記録が行なえ、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ｔ、ｂ染料の含有量は、液媒体成分の
種類、記録液に要求される特性等に依存して決定される
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％、好捷しくは０．５〜１５係、より好ま
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ね以上を組合わせて、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だ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
、イソブチルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅ
ｃ　−）ｆ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１４　；　Ｎ　−メチル−２
−ピロリドン、１，３．−）メチル−２−イミダゾリジ
ノン等の含窒素複床環式ケトン類；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、フチレンゲリコール、トリエチレンクリコール、１
，２．６−ヘキザントリオール、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
、ジエチレンクリコールメチル（又はエチルラニーチル
、トリエチレングリコールモノメチル（又はエチルラニ
ーチ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。

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係、好
寸しくは１０〜８０％、よシ好ましくは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、その組成
或いは所望される記録液の特性に依存して広い範囲で決
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％、よシ好ましくは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、それ自
体で記録特性（係号応答付、液滴彫ｊ戊の安定性、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、佼記録材への定着性、或いは記
録画像の耐光性、耐候性。

耐水性等いずれもバランスのとれた優れたものである。

そしてこのよう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せしめても良い
。

例えば、日？リピニルアルコール、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；緩衝液によるＰＨ
調整剤、防カビ剤等を挙けることができる。

また、記録液を帯電するタイプのインクジェット記録方
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。

なお、熱エネルギーの作用によって記録液を吐出させる
タイプのインクジェッ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１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 ［扁１の染料　　　　　　　　　　　４Ｉ上記の各成分
を容器の甲で充分混合溶解し、孔径１μのテフロンフィ
ルターで加圧ろ過したのち、真空ポンプを用いて脱気処
理した記録液とした。

得られた配録液を用いて、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ッド（吐出オリフィ
ス径５０μ・ピエゾ振動子駆動電圧６０Ｖ周波数４　Ｋ
Ｈｚ　）を有する記録装置により、下記の（Ｔ、）〜（
Ｔ５）の検討を行なったところ、いずれも良妃ガ結果を
得た。

（ＴＩ）記録液の長期保存性；記録液をガラス容器に密
閉し、−３０°Ｇと６０℃で６力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。

（′場吐出安定性；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、いずれの榮件
でも終始安定した高品質の記録が行なえた。

（Ｔ、）吐出応答性；２秒毎の間欠吐出と２力月間放置
後の吐出について調べたが、いずれの場合もオリフィス
先端での目詰シがなく安定で均一に記録された。

（Ｔ４）記録画像の品質：記録された画像は濃度が高く
鮮明であった。室内光に３力月さらしたのちの濃度の低
下率は１φ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った。

（Ｔ、）各種被記録材に対する定着性−下表に記載の被
記録材で印字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
なく優れた定着性を示した。

実施例２ 実施例１と同様にして上記の組成の記録液を調製し、記
録ヘッ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ッド（
吐出オリフィス径３５μ、発熱抵抗体抵抗値１５０Ω、
駆動電圧３０ｖ１周波数２　ＫＨｚ　）を有する記録装
置を用いて実施例１と同様に（−）〜（′ｒＩｌ）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 実施例１と同様にして上記の組成の記録液を調製し、記
録ヘッド内の記録液に熱エネルギーを与えて液滴な発生
させ記録を行なうオンデマンドタイプのマルチヘッド（
吐出オリフィス径３５□μ、発熱抵抗体抵抗値１５０Ω
、駆動電圧３０　Ｖ、周波数２Ｋｌ（ｚ　）を有する記
録装置を用いて実施例１と同様に（Ｔ１）〜（Ｔ、）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４ 実施例１と同様にして上記の組成の記録液を調製し、記
録ヘッ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ッド（
吐出オリフィス径３５μ、発熱抵抗体抵抗値１．５０Ω
、駆動電圧３０ｖ、周波ａ２　ＫＨｚ　）を有する記録
装置を用いて実施例１と同様に（’Ｉ’＋）〜（”’ｓ
Ｊの検討を行なったが、全ての検＃実験に於て優れた結
果を得たつ 実施例５ 実施側型と同様にして上記の組成の記録液を調製し、記
録ヘッ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ッド（
吐出オリフィス径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（Ｔｌ）〜（Ｔ、）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６〜１３ 下記６〜１３に示す組成の記録液を実施例１と同様な方
法で調合したつこれ等の組成物をフェルトベンに充填し
、甲ｆｆ１（白牡丹：本州製紙）に筆記して耐水性及び
キャップをはずして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。

１水　　　　　　　　　　　　　　　　７１Ｍ量部１゜ ６゛ジエチレングリコール　　　　　２５　−！ しｌ１６１７の染料　　　　　　　　　　４１ｆ＊　　
　　　　　　　　　　４５　　′１席２０の染相　　　
　　　　　　　５１噸 ｉ、扉３７の染料　　　　　　　　　５　＃尚、実施例
６に於いて染料化合物腐１７の代りに席２，４，５．６
，７，８，１０．１１，１２゜１４．１５，１６，１８
，１９．２１．２３を用い、実施例２に於いて染料化合
物置１７の代りにｌ６２５，２７．２８．３１．３３を
用い、更に実施例４に於いて染料化合物／ｌ６１３の代
わりに／Ｖｈ２６゜２９．３０．３２．３４を用いた記
録液を訴整し、実施例１と同様に（’Ｉ”、）〜（Ｔ、
）の検討を行々つたが全ての検討実験においていずれも
良好な結果を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々、インクジェット記録装置の模
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図に図示したヘッドを
マルチ化したヘッドの外観斜視図である。 但し、図において １・・・記録ヘッドｒ　２　ａ・・ピエゾ振動子、２ｂ
・・・振動板、３・・・流入口、４・・・液室、５・・
吐出オリフィス、６・・・貯蔵タンク、７・・・記録液
、８・・・りｔ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・・・液室、１５・・・発熱ヘッド、１６・・
・保護Ｊ※、１７・・・電極、１８・・・発熱抵抗体層
、１９・・・蓄熱層、２０第３−ａ反 Ａ 易 第４　図

Claims (1)

1. 【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ため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）（式中、）（１及びＲ
   ２ハ水累原子、水酸基、アミノ基、モノ低級アルキルア
   ミノ基、ジ低級アルキルアミノ基、置換されでもよいア
   ニリノ基、アセチルアミノ基又は的換されてもよいベン
   ゾイルアミノ基を表わすが、同時に同じ基を表わすこと
   はなくＲ”は水素原子又はｌ、Ｍ基を表わし、■モ４は
   水素原子、メチル基、メトキシ基、ニトロ基又は８０９
   Ｍ基を表わし、ＤはＳＯ，Ｍ基で１に換されてもよいベ
   ンゼン若しくはナフタレン環を表わし、Ｍはアルカリ金
   属、第四級アンモニウム又はアミ７類を表わす） で表わされる染料の少なくとも１種か含有されているこ
   とを特徴とする記録液。 ２、０１■記一般式（ト）において、１（、ラエ水酸基
   、アミン基、モノ低級アルキルアミノ基、ジ低級アルキ
   ルアミノ基、１誰換されてもよいアニリノ基、アセチル
   アミノ基又は置換されてもよいベンゾイルアミノ基を表
   わし、Ｒ２が水素原子を表わす特許請求の範囲第１項記
   載の記録液。 ３、前６己一般式四において、１七１が水素を表わしＡ
   Ｒ２が水成基、アミノ基、モノ低級アルキルアミノ基、
   ジ低級アルキルアミノ基、置換されてもよいアニリノ基
   、アセチルアミノ基又ハ置換されてもよいベンゾイルア
   ミノ基を表わす特許請求の範囲第１項記載の記録液。 ４、　前記一般式（５）において、■ｔ３及びＲ４のい
   ずれか一方がｓｏ、Ｍ基を表わす特許請求の範囲第１゜
   ２又は３項記載の記録液。 ５一般式（、Ａ）で示される染料が記録液全重量に対し
   で（〕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′ｇＪ、記載の記録液。