JPS6157666A - 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た
微細な吐、出口（吐出オリアイス）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
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瓜記具（万年餓
、フェルトベン＠りには、インクとして各棟の染料を水
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或いは高′ｊａ圧印加によ
る静電引力等により記録ヘッド内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
の万年班、フェルトペンのような文具用インクに比べる
と、インクジェット用配分液は多くの特性で一府厳密な
条件が要求される。

このようなイン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（ｃｌｒｏｐｌｅｔ　）　ｔ”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
機溶削成いはこれらの混合物が用いられる）ｆ、基本的
成分とし、また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、τグ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。七゛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ある。ｍ／
図において、／はｔ己釘・ヘッドで、ピエゾ撮動子コａ
％撮動板２ｂ、記録液の流入口３、ヘッド内の液室弘及
び吐出口（吐出オリスイス）ｊを有している。液室グ内
には貯蔵タンクｔに貯えられた記録液７が、供給管ｔに
よって導入されている。尚、供給管ｔ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りが
設けられることもある。そしてピエゾ振動子２ａＶＣは
、信号処理手段（例えばパルス変換器）ＩＯによって記
録信号Ｓからパルスに変換され友信号が印加され該信号
に応じて液室≠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ｊから液滴／／となって
吐出し、被記録材／２の表面に記録が行なわれる。

ま念、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≠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）。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ｔ−発生させる装置等
も知られている。

その７例を第３−８図、第Ｊ−ｂ図、第ダ図に示す。

ヘッド／３けインクを通す一溝／ヒヲ有するガラス、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／ｊ（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１ｊＦｉＨ化シリコン等で形成される保ｗｍ
／ｌ、アルミニウム電極／７−／、／７−２、ニクロム
等で形成される発熱抵抗体ｊ１／ｌ’、蓄熱層ｌり、ア
ルミナ等の放熱性の良い基板λＯより成っている。

インク−ｌは吐出オリアイス、２λまで来ておシ、圧力
Ｐによりメニスカス２３を形成している。

今、電極／７−／、／７−λに電気信号が加わると、発
熱ヘッド／ｊ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Ｊ／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λｌが吐出しオリアイス
λ−より記録小滴２１ＬＬとなシ、被記録材２ｊに向っ
て飛翔する。第参図には第３−ａ図に示すヘッドを多数
並べたマルチヘッドの外銭図を示す。該マルチヘッドは
マルチ溝２６全有するガラス板−２７と、第ｊ　−ａ図
に説明したものと同様な発熱ヘッド２♂を接着して製作
されている。。

なお、第Ｊ　−ａ図は、インク流路に沿ったヘッド１３
の断面図であシ、第ｊ−ｂ図は第３−ａ図のＡＢ線での
切断面である。

従来、この釉の記録液として、例えば特公昭６Ｏ−１ｒ
Ｊｔ１号、ｌｌ！Ｆ公昭ｊ／−４ＬＯ４ＡＩ’１号、特
公昭ｊ２−１３１２４号、特公昭Ｓコー／Ｊ／２７号、
特開昭！０−タｊｏａｒ号に示はれるように各種染料、
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。この池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、態動周波数、オ
リフィスの形状と材質、オリフィス径￥ｆ）にマツチン
グした液物性（導度。

表面張力、［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
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）Ｊ％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。

上記の様な緒特性を同時に満足さぜることは相描に困難
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Ｐ、ｒｆ、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シ児成されたも
のである。

ｆｆ１ｌ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、この記録剤を溶踏又は分散する九めの液
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、Ｒ１およびＲ２は水酸基、アミノ基、置換され
てもよい低級アルキルアミン基、モルホリノ基、塩素原
子を表わし　Ｒ３およびＲ４は水素原子、水酸基、Ｓｏ
、Ｍ基、アミノ基、８０３Ｍ基でｅ４１されてもよいモ
ノ低級アルキルアミノ基、ジ低級アルキルアミノ基、ア
七チルアミノ基、ミノ基で置換されてもよいベンゼン若
しくはす７タレン壊ヲ表わし、Ｍはアルカリ金朽、第四
級アンモニウム又はアミン類ヲ表わす）で表わされる染
料の少なくとも７棟が含有されていることｔ−％徴とす
る。

本発明の記録液に含有される前記一般式〔Ａ〕の染料に
おいて、低級アルキルおよびアルコキシとは炭素原子数
が／〜弘のアルキルおよびアジ−β−ヒドロキシエチル
アミノ基、七ノーｒ−メトキシプロピルアミノ基等が挙
げられる。

また、ＭとしてはＨａ　、　Ｋ　、　Ｌｉ等のアルカリ
金属、ＮＨ４、ＮＨ（Ｃ！２Ｈ４０Ｈ）３　、　ＮＨ（
（！Ｈ３）３　、　ＮＨ（ＯｆｆＨｓ）ａ等の第四級ア
ンモニウムおよびアミン類が挙げられる。

本発明の記録液に含有される前り己一般式〔Ａ〕の染料
としては、具体的にμ、以下のような化学゛構造を持つ
ものが挙げられる。

ｊ　ｊ　Ｏｎｍ ｊ　　！　４１　　ｎｍ ３　１．Ｊ　　ｎｍ ｊ≠　Ｏｎｍ ｊ≠　Ｏｎｍ ｊ≠≠　ｎｍ ｊ　７０　ｎｍ　　　　　　　　’ ｑ ＪＡｎｍ ｊ　≠　ｊｌ’１ｍ ｊ　　７　０　　ｎｍ ｊ　ｒ　ｊｎｍ ｊ　　６　０　　ｎｍ ｓ　　ｓ　　ｏ　　ｎｍ ＣＩ。

ｊ　ｒ　ｊ　ｎｍ よ　ｊ≠　ｎｍ ｊ　ｊ　　Ａ　　ｎｍ ｊ　＆　　ｊ　ｎｕ ｓ　ｊ　Ａ　　ｎｍ ｊ　♂Ｏｎｍ ＥＯ３ＮＨ３０Ｈ３ｊ　ｕ□ｎｍ ｊ　　Ｊ’　Ｏｎｍ 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額に較
べ、前記要求諸４！１′性のうち、特に長期保存に対し
て安定であり、目詰シを起こさない点において著しく優
れており、明確な侵位性が認められる。

ＨＯ （フードブラック−２） Ｎｌ！ＬＯ！Ｉｓ　　　　　　　　　　　　　　　　　
ＨＯ５０３Ｎ＆５Ｏ３Ｎ＆ インクジェット記録法に於いて、ノズルの目詰シは記録
方式の（ｇ顕性の面からも非常に重要な要素であシ、従
来は、例えばノズルの自動キ　　　１ヤツビング（不使
用時にノズル周囲を飽和蒸気状態に包む）−？手動ボ／
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ｕ体に対する溶解度はその
構造によシ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、したがってこの部分
ではグリコール類の状変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υ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、水に対しては非に
開用されるｑσ記一般式〔Ａ〕で表わさｎ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シ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
が適正範囲内にあシ、微細な吐出オリアイスを目づまシ
させず、充分く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、粧記
録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、つまシ染料の含有量は、液媒体成分の９
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（（は記録液全重量に対して、重量パーセントで
０．／−２０％、好マしくは０．６〜／ｊヂ、よシ好ま
しくは／〜１０チの範囲とされる。該染料はもちろん単
独で若しくは２ａ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Ｐ＝ｍ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。

本発明の記録液全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−’：ｊロビルアルコ
ール、イソブチルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、
５ｅＣ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−７’チルアルコ
ール、イソブチルアルコール等の炭素数７〜弘のアルキ
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頌；テトラヒドロフ
ラン、ジオキサン等のエーテル類；Ｎ−メチルーコービ
ロリドン、／、３−ジメチル−コー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、
ポリプロピレング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、フロピレンゲリコール、　
プｆしｙ／　リ：ｙ−ル、トリエチレングリコール、／
、Ｊ、Ｊ−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／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（又ハエチル）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１ｆｆｉ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ｆ＆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ｊ〜り５％、好ましくは１０−４０％、よシ好ましく
は２０−よ０％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〜りｉ７
％、好ましくはｉｏ−□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（信号応答性、液滴形成の青定性、吐出安
定性、長時間の連続記録性。

長期間の記の休止後の吐出安定性）保存安定性、被記録
材への定着性、或いは配分画像の耐光性。

゛耐侯性、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、ｔ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、；緩衝液によるＰ
ｉ（調整剤、防カビ剤等を挙げることができる。

ま次、記録液を帯電するタイプのインクジエト ツＺ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、熱伝導率等）が
ｒＡ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／ 上記の各成分を容器の中で充分混合溶解し、孔径ｌμ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
マンド型記録ヘッド（吐出オリフィス径ＳＯμ・ピエゾ
振動子駆動電圧ｔＯ，Ｖ、周波数参ＫＨｚ　）　′ｆｒ
：有する記録装置によシ、下記の（Ｔｌ）〜（ＴＩ）の
検討を行なったところ、いずれも良好な結果を得ｔ０（
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ｔｏ℃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ｖ１にも変化がな
かった。

（Ｔ２）吐出安定性；室温、５℃、４！ｏ℃の雰囲気中
でそれぞれ２弘時間の連続吐出を行なつ九が、いずれの
東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秒間の間欠吐出とコカ月間放置
後の吐出について調べたが、いずれの場合もオリアイス
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ＶＣ３カ月さらしたのちの儂度の
低下率は１％以下であシ、また、水中に／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。

（Ｔ５）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／ｊ秒後印字部′ｔ−指でこす多画像ずれ
・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／ｓＯΩ、
為助電圧　　　）ｊＯＶ、周波数２　ＫＨｚ　）　ｔ−
有する記録装置を用いて実施例／と同様に（Ｔｔ）〜（
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。

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全発生
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ｉｓｏΩ、
駆動電圧３０Ｖ、周波数２　ＫＨｚ　）を有する記録装
置を用いて実施例／と同様に（ＴＩ）〜（Ｔ５）の検討
を行なったが、全ての検討実験に於て優れ＊Ｐｉ果を得
た。

実施例≠ 実施例／と同様にして上記の組成の記録液をｖＩ４ｔＡ
シ、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３Ｊ′μ、発熱抵抗体抵抗値ｉ
ｒｏΩ、！ｊＡｊｆｈ亀圧３０ｖ亀岡３０７１周波数２
）　′？を有する記録装置を用いて実施例／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ｊ 実施例／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金与えて液滴を発生
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３ｊ’μ、発熱抵抗体抵抗値ｉｓｏΩ
、駆動電圧ｊＯＶ％周波数、ｚｘａｚ）を有する記録装
置を用いて実施例／と同様Ｋ（’ｒ＋）〜（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。

実施例ｔ〜／３ 下記ぶ〜／３に示す組成の記録液を実施例／と同様な方
法で調合した。これ等の組成物をフェルト、ペンに充填
し、中質紙（白牡丹二本州製紙）に箪記して耐水性及び
中ヤップをはずして２≠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兼記性共に優れ
ていた。

尚、実施例ぶに於いて染料化合物Ａ／／の代υ　に　Ａ
２，４Ｌ、Ａ、７．　　　タ　　、／２．／　　　弘　
　、　　ｌ　　ぶ　。

１７、／り、λｌ、コ２ｔ−用い、実施例−に於いて染
料化合物Ａ！の代シにＡλ！、２７゜λイ、Ｊ／　、、
３Ｊを用い、更に実施例≠に於いて染料化合物ｔｌｌｘ
ｌＯの代わシにＡＩ、２り。

３０．３−２を用いた記録液を調整し、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ｊ　−ａ図、第Ｊ−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ｆ図は第Ｊ−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 ／・・・記録ヘッド、λａ・・・ピエゾ振動子、２ｂ・
・・振動板、３・・・流入口、弘・・・液室、！・・・
吐出オリフィス、６・・・貯蔵タンク、７・・・記録液
、！・・・供給管、り・・・中間処理手段、１０・・・
信号処理手段、／／・・・液滴、１２．コ！・・・被記
銖材、Ｓ・・・記録信号、／弘・・・液室、ｌｊ・・・
発熱ヘッド。 ／Ｊ・・・保獲層、／７・・・電極、ｉｔ・・・発熱抵
抗体層、／り・・・蓄熱ｆｆｚ　、λＱ・・・基板９．
２６・・・溝である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録像を形成する成分である記録剤と、この記録
   剤を溶解又は分散するための溶媒体とを含む記録液に於
   いて、記録剤として下記一般式〔Ａ〕 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・〔Ａ〕 （式中Ｒ＾１およびＲ＾２は、水酸基、アミノ基、置換
   されてもよい低級アルキルアミノ基、モルホリノ基、塩
   素原子を表わし、Ｒ＾３およびＲ＾４は水素原子、水酸
   基、ＳＯ＿３Ｍ基、アミノ基、ＳＯ＿３Ｍ基で置換され
   てもよいモノ低級アルキルアミノ基、ジ低級アルキルア
   ミノ基、アセチルアミノ基、低級アルキル基、低級アル
   コキシ基、塩素原子を表わし、ＤはＳＯ＿３Ｍ基、水酸
   基、低級アルコキシ基、アセチルアミノ基で置換されて
   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ン類を表わす
   ） 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. （２）一般式〔Ａ〕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。