JPS6118947B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、記録媒体液、とりわけ、インクジエ
ト記録法に於て使用するのに適した記録媒体液に
関する。 ノンインパクト記録法は、記録時に於ける騒音
の発生が小さいという利点があり、最近活発に研
究が行なわれている。その中で、高速記録が可能
であり、而も所謂普通紙に特別の定着処理を必要
とせずに記録が行なえるインクジエツト記録法
は、極めて有用な記録法であつて、これ迄にも
様々な方式が考案され、改良が加えられて商品化
されたものもあれば、現在も尚実用化への努力が
続けられているものもある。 この様なインクジエツト記録法は、所謂インク
と称される記録媒体の液滴（droplet）流を飛翔
させ、記録部材に付着させて記録を行なうもので
ある。斯かる記録媒体液は、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、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、記録媒体液滴の発生方法
及び記録媒体液滴の飛翔方向の制御方法によつ
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
媒体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、記録媒体液の流入口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
られた記録媒体液７が、供給管８によつて導入さ
れている。尚、供給管８の途中には場合によつ
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２
ａには、信号処理手段（例えばパルス変換器）１
０によつて記録信号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内の記録媒
体液に圧力変化が生ずる。その結果、記録媒体液
７は吐出オリフイス５から液滴１１となつて吐出
し、記録部材１２の表面に記録が行なわれる。 又、上記の装置以外にも記録媒体液を液滴とし
て飛翔させて記録を行なういくつかのタイプの装
置が知られている。 例えば、第１図に示した装置の変形例として液
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、第１図に示すものと類
似した記録ヘツドを有し、液滴を連続的に発生さ
せ、該液滴の一部を記録に利用する装置も知られ
ている。この装置に於いて、吐出オリフイスとそ
の前方の液滴の飛翔空間に設置された帯電電極と
の間には記録信号で変調された電界が印加されて
おり、吐出した液滴は該電極により帯電される。
そして帯電電極の更に前方には、一定の電場が印
加された偏向電極が設置され、帯電した液滴が偏
向されて記録が行なわれる。 或いは、吐出オリフイスと、前方の帯電電極と
の間に、記録信号で変調された高圧電界を印加し
静電力によつて液滴を発生させる装置も知られて
いる。 更に又、記録ヘツドの室内の記録媒体液に記録
信号が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も知られている。 このように、液滴を飛翔させて記録を行なう装
置と一口に言つても、液滴の発生方法或いは液滴
の飛翔方向の制御方法はかなり異なつている。従
つて、良好な記録を行なうには、使用される記録
媒体液に対して、液滴の発生方法或いは液滴の飛
翔方向の制御方法に応じた物性値例えば粘度、表
面張力、比抵抗の値が要求される。そして更に、
記録媒体液は、長期間の保存或いは記録の休止中
に液媒体成分の気化或いは記録媒体液の構成成分
の化学変化等により、固形分が生じてはならな
い。一般にこの種の記録装置の吐出オリフイスは
微細な穴（一般に直径数10μ程度）である為に、
固形分の発生は目詰まりの原因になり液滴が全く
吐出しなくなることがある。 又、吐出停止が起こらないまでも、固形分の発
生は、均一な液滴の発生或いは液滴の安定な飛翔
等に対して悪影響を及ぼし記録性、吐出安定性、
吐出応答性或いは連続記録性が低下することもあ
る。或いは記録媒体液の構成成分が化学変化を起
こすと、調合時に所望の値に調整された記録媒体
液の物性値が変化し、やはり記録性、吐出安定
性、吐出応答性が低下することがある。従つて気
化しにくい液媒体成分、化学的に安定な記録剤或
いは上記の欠点を生じない液媒体及び記録剤の組
み合わせが求められている。 更に又、記録された画像が充分にコントラスト
が高く、鮮明であることも要求される。一般に従
来の記録媒体液では、記録剤の含有量を増して記
録画像のコントラストを高くしようとすると、吐
出オリフイスの目詰まりを生ずる傾向にある。従
つて、液媒体に対する溶解性が高く色調が鮮やか
な記録剤が求められている。 或いは又、いつたん記録された画像は、耐水
性、耐光性、耐候性、耐摩耗性を有していなくて
はならない。従来の記録媒体液、殊に水系のもの
による記録画像は、水の付着、光照射或いは機械
的摩擦によつてニジミ或いはカスレを生じる傾向
にあり、これらの欠点が改良された記録媒体液が
強く望まれている。 この様な観点から、記録媒体液に関する多くの
提案がなされて来ているが、上述の条件を全て満
足する実用的な記録媒体液はほとんど得られてい
ない。 本発明は、上述の条件を全て満足する記録媒体
液を提供することを目的とする。即ち、吐出オリ
フイスの目詰まり、保存中の変質或いは沈でん物
の発生を起こさず、記録性、吐出安定性、吐出応
答性に優れた記録媒体液を与えることにある。又
記録画像の色調・コントラストの優れた記録媒体
液を与えることにある。更に又、記録画像が耐水
性・耐光性・耐候性・耐摩耗性を有する定着性に
優れた記録媒体液を与えることにある。 上記の目的を達成する本発明のインクジエツト
用記録媒体液は、記録剤として下記一般式(A)で表
わされる化合物の少なくとも一種を含有して成る
ことを特徴とする。 （但し、式中Q₁およびQ₄は、以下Ｂ群で示す
基の少なくとも１つで置換されうるフエニル基ま
たはナフチル基を示し、Q₂およびQ₃は、以下Ｃ
群で示す基の少なくとも１つで置換されうるｐ−
フエニレン基または１，４−ナフチレン基を示
し、R₁およびR₂は水素原子またはスルホン基を
示し、R₃およびR₄は水素原子、水酸基およびア
ミノ基のうちから選ばれる基を示し、Ｘは−NH
−，−Ｎ＝Ｎ−または−CH＝CH−の何れかを示
し、ｎは０または１である。 Ｂ群；水酸基、ニトロ基、アルキル基、ハロゲ
ン原子、スルホン基、アルコキシ基、アミノ基、

【式】

【式】 Ｃ群；水素原子、水酸基、アミノ基、スルホン
基、アルキル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、
ニトロ基） この様に前記一般式で表わされる化合物を記録
媒体液中に含有させると記録性、吐出安定性、吐
出応答性、連続記録性に優れ、記録画像が鮮明で
且つ耐水性、耐光性、耐候性、耐摩耗性を有する
実用的な記録媒体液が得られる。 本発明に於いて、前記一般式で示される染料の
添加される量は、所望される記録画像度、記録す
る時に使用する装置の記録方式、他の添加される
構成成分の種類及び要求される液物性等に応じて
適宜決定されるが、調合される記録媒体液全重量
に対して通常は0.1〜15wt％、好適には0.5〜10wt
％、最適には１〜8wt％とされるのが望ましいも
のである。 本発明に於いて記録剤として用いられる化合物
は、前述の一般式で表わされる化合物であるが、
殊に分子中に少なくとも１つのナトリウム塩化さ
れたスルホン基、水酸基或いはアミノ基を有する
ものが望ましい。又、Q₁及びQ₄は、−OH，−
SO₃Na，−CH₃，−Cl，−NO₂，−NH₂或いは−
OCH₃、

【式】或いは

【式】等から選択される基により置 換されうるフエニル基又はナフチル基であり、
Q₂及びQ₃は−OH，−SO₃Na，−CH₃，−Cl，−
NO₂，−NH₂，−OCH₃，等から選択される基によ
り置換されうるＰ−フエニレン基又は１，４−ナ
フチレン基である。 一般式で表わされる化合物の具体例としては、
以下染料No.１〜122で表わされる化合物が挙げら
れる。 ところで前記一般式に属する数多くの染料化合
物に於いて、Q₂及びQ₃は、Ｘの依存する傾向に
あり、以下に示す構造のものは液媒体成分に溶解
させて得られる記録媒体液の応答性、吐出安定性
等に優れているだけでなく、合成のしやすさ、液
媒体成分への溶解性、色調等が特に優れている。 Q′₁；−OH，−SO₃Na，−CH₃，−Cl，−NO₂等か
ら選択される基で置換されうるフエニル
基又はナフチル基 Q′₄；−OH，−NO₂，−CH₃，−Cl，−SO₃Na，−
OCH₃，

【式】

【式】等から選択される基で 置換されうるフエニル基又はナフチル基 P₁，P₂；Ｈ又は−SO₃Na P₃，P₄；Ｈ又は−OH R′₁，R′₂；Ｈ又はSO₃Naから選択され、少なく
とも一方が−SO₃Naである R′₃，R′₄；Ｈ，−OH又はNH₂から選択され少な
くとも一方が−OHである Q″₁；−OH，−NH₂，−SO₃Na，−CH₃等から選
択される基で置換されうるフエニル基又
はナフチル基 Q″₄；−CH₃，−Cl，−NO₂等から選択される基
で置換されうるフエニル基又はナフチル
基 S₁，S₂；−CH₃，−Cl，−OCH₃，−SO₃Na等から
選択される基。特に好ましくは、ビフエ
ニル構造において３，3′位（或いは５，
5′位）への置換である。 この中でも

【式】が所謂Ｈ酸の構 造をとるものは特に好ましい。尚、R′₁〜R′₄は上
記(a)と同じものを表わす。 V₁，V₂；一般にＨであるか、SO₃Naで置換さ
れることもある。 尚、R′₁〜R′₄は上記(a)及び(b)と同じものを表わ
す。 本発明の記録媒体液は、基本的には、前記一般
式で示される染料を記録剤とし、該記録剤と該記
録剤を溶解する為の液媒体とで構成される。本発
明に於いて使用される液媒体としては、水及び水
を主液媒体とした水に溶解性の有機溶剤との混合
液媒体が好適に採用される。 水に溶解性の有機溶剤としては、具体的には、
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−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のアルキルアルコール；
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
のケトンまたはケトアルコール類；テトラヒドロ
フラン、ジオキサン等のエーテル類等が有効なも
のとして挙げられる。これ等の有機溶剤は、主液
媒体としての水と混合して使用する際には調合さ
れる記録媒体液に悪影響を与えない範囲内の量に
於いて、必要量混合添加される。 こうして一般式で示される染料を記録剤として
使用して記録媒体液を調合することによつて、本
発明の所期の目的が効果的に達成される。即ち、
信号応答性、液滴形成の安定性、吐出安定性及び
流通性が極めて良く、又連続的に長時間記録を行
つても装置内の流路における供給速度が記録速度
に充分追随し得る特性を有すると共に、記録部材
に対する付着性も良く、又記録された画像は、耐
光性、耐候性、耐水性に優れ且つ高画像濃度であ
つて鮮明であるものが容易に得られる。更には、
本発明に於いて使用される一般式で示される染料
は本発明に係わる分野に於ける記録媒体液に含有
される記録剤として、添加されることによる液物
性、殊に表面張力に対する影響が全くないか、又
は殆んど無視し得る程度であるので、一般式で示
される染料を記録剤として調合される記録媒体液
に加える以前に、他の所望される液物性値を一旦
調整してしまえば、記録剤の添加量を種々変化さ
せて調合しても、調合される記録媒体液は記録剤
の添加による液物性への影響を受けず、種々の濃
度の然も同様の液物性値を有する記録媒体液が容
易に調合され得る。 従つて、本発明の記録媒体液を使用すれば、常
時安定した記録を行うことが出来、記録画像は鮮
明度が高く、濃度が充分であつて、サテライトド
ツトのない高品質なものが得られる。 本発明の記録媒体液は、前記した様に、前記一
般式で示される染料と液媒体とで基本的には構成
されるが、本発明の効果を逸脱しない範囲に於い
て、従来の記録剤や液物性を調整する為の第３成
分が必要量添加されても良い。 液物性を調整する為の第３成分としては、粘度
調整剤、表面張力調整剤、PH調整剤、比抵抗調整
剤等が挙げられ、更に湿潤剤や防黴剤等も本発明
の記録媒体液の一層の改善の為の添加剤として挙
げられる。 粘度調整剤や表面張力調整剤は主に、記録速度
に応じて充分なる流速で装置内流路を流通し得る
事、吐出オリフイスに於いて記録媒体液の回り込
みを防止し得る事、記録部材へ付与された時の滲
み（スポツト径の広がり）を防止し得る事等の為
に添加される。 粘度調整剤及び表面張力調整剤としては、使用
される液媒体及び記録剤に悪影響を及ぼさないで
効果的なものであれば通常知られているものの中
の総てが使用可能である。 本発明に於いて好適に使用される表面張力調整
剤としては、アニオン系及びノニオン系の界面活
性剤が挙げられる。 表面張力調整剤は、所望の値の表面張力を有す
る記録媒体液が調合される様に、互いに又は他の
構成成分に悪影響を及ぼさない範囲内に於いて必
要に応じて二種以上混合して使用しても良い。 PH調整剤は、調合された記録媒体液の化学的安
定性、例えば、長時間の保存による物性の変化や
記録剤その他の成分の沈降や凝集を防止する為に
所定のPH値となる様に適当量添加される。 記録媒体液小滴を帯電して記録する場合には、
記録媒体液の比抵抗が、その帯電特性に重要な因
子として作用する。即ち、良好な記録が行える様
に記録媒体液滴が帯電される為には、比抵抗値が
通常10^-3〜10¹¹Ωcmとなる様に記録媒体液が調合
される必要がある。 記録媒体液滴に帯電を要しない記録の場合に
は、記録媒体液の比抵抗値は任意であつて良いも
のである。 本発明に於いて使用される湿潤剤としては、本
発明に係わる技術分野に於いて通常知られている
多価アルコール類、多価アルコールのエーテル類
等多くが有効である。 又、湿潤剤は単独で使用される他、互いに悪影
響を及ぼさない条件に於いて二種以上混合しても
良い。 本発明に於いて使用される記録媒体液には、上
記の様な添加剤が所望に応じて必要量添加される
が、更に記録部材に付着させた場合の被膜の形成
性、殊に被膜強度に優れたものを得る為に、例え
ば、ポリビニールアルコール等の水溶性樹脂重合
体が添加されても良い。 本発明の記録媒体液は、前述した諸記録特性を
具備する為に、粘性、表面張力、PH及び帯電され
た記録媒体液滴を利用して記録する場合には比抵
抗が、又熱エネルギーを利用して記録する方法の
場合には、比熱、熱膨張係数、熱伝導率等の特性
値が特定の条件範囲内にある様に調合される。 即ち、これ等の諸物性は、液滴形成の安定性、
信号応答性及び忠実性、画像濃度、化学的安定
性、装置内流路での流通性等に重要な関連性を有
しているので、本発明に於いては記録媒体液の調
合の際、これ等に充分注意を払う必要がある。本
発明に於いて有効に使用され得る記録媒体液の上
記諸物性としては、下記の第１表に示される如き
の値とされるのが望ましいが、列挙された物性の
総てが第１表に示される如き数値条件を満足する
必要がなく、適用される記録方法に使用される記
録媒体液として要求される記録特性に応じて、こ
れ等の物性の幾つかが第１表の条件を満足する値
を取れば良いものである。

【表】 〓 記録媒体液滴を帯電して使用する場合の条件 すでに述べた様に、本発明の記録媒体液は、所
望の物性値が与えられて種々のタイプのインクジ
エツト記録方式に用いられる。例えば、第１図に
示した記録装置はもとより、第２図に示す様に第
１図に示す装置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ピエゾ振動子２ａを設
置した装置を用いて記録を行なう記録方式、静電
吸引力により液滴を発生させて記録を行なう記録
方式、或いは記録ヘツド内の記録媒体液に熱エネ
ルギーの形で記録信号を与え液滴を発生させて記
録を行なう記録方式等に用いられる。 本発明を以下の実施例により具体的に説明す
る。 実施例 １ イオン交換水 62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 〃 No.39の染料 ３ 〃 上記の各成分を容器の中で充分混合溶解し、孔
径１μのテフロン（商標名）製フイルターで加圧
濾過したのち、真空ポンプを用いて脱気処理し記
録媒体液とした。第２図に示した記録装置を用
いてT₁〜T₄の検討を行なつたところ（吐出オリ
フイス径60μ、圧電素子駆動電圧50V、周波数
10KHz）、いずれも良好な結果を得た。 T₁ 記録媒体液の長期保存性；記録媒体液を
ガラス容器に密閉し、０℃と40℃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つた。 T₂ 吐出安定性；24時間の連続吐出を行なつた
が、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１カ月間
放置後の吐出について調べたが、いずれの場合
も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
高く鮮明であつた。室内光に３カ月さらしたの
ちの濃度は低下率は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。 実施例 ２〜18 実施例１と同様の方法により下表の組成の記録
媒体液を調合し、又実施例１と同様にT₁〜T₄の
検討を行なつた。尚第２表において（）内の数字
は組成比を示す。

【表】

【表】

【表】 これらの記録媒体液を用いて実施例１と同様に
記録実験を行なつたところ、保存性、吐出性能お
よび記録画像品質はいずれも実施例１と同様にす
ぐれていた。特に実施例２，７，８，９および14
においては、染料の溶解性が良好であるため記録
媒体液の保存安定性を損なうことなく染料濃度を
高くすることができ、その結果、非常に鮮明な純
黒色の記録画像が得られた。 比較例 下記(1)及び(2)で表わされる染料を用いて、 実施例１と全く同様にして調製した記録媒体液
について、T₁〜T₃の検討を行なつた。 T₁ いずれも40℃で３カ月以内に不溶分の析出
が認められた。 T₂ しばしば吐出が停止した。 T₃ 不安定で均一性に欠けた。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は記録装置の模式図である。 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……記録媒体液、８……供給管、
９……中間処理手段、１０……信号処理手段、１
１……液滴、１２……記録部材、Ｓ……記録信号
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 記録剤として下記一般式(A)で表わされる化合
   物の少なくとも一種を含有して成ることを特徴と
   するインクジエツト用記録媒体液。 （但し、式中Q₁およびQ₄は、以下Ｂ群で示す
   基の少なくとも１つで置換されうるフエニル基ま
   たはナフチル基を示し、Q₂またはQ₃は、以下Ｃ
   群で示す基の少なくとも１つで置換されうるｐ−
   フエニレン基または１，４−ナフチレン基を示
   し、R₁およびR₂は水素原子またはスルホン基を
   示し、R₃およびR₄は水素原子、水酸基およびア
   ミノ基のうちから選ばれる基を示し、Ｘは−NH
   −，−Ｎ＝Ｎ−または−CH＝CH−の何れかを示
   し、ｎは０または１である。 Ｂ群；水酸基、ニトロ基、アルキル基、ハロゲ
   ン原子、スルホン基、アルコキシ基、アミノ基、
   【式】 【式】 Ｃ群；水素原子、水酸基、アミノ基、スルホン
   基、アルキル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、
   ニトロ基） ２ 一般式(A)で示される化合物が記録媒体液全重
   量に対して0.1〜15重量パーセント含有されてい
   る特許請求の範囲第１項記載のインクジエツト用
   記録媒体液。