JP2001098197A

JP2001098197A - 記録液および記録装置

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Publication number: JP2001098197A
Application number: JP28066599A
Authority: JP
Inventors: Sadao Kajiura; 貞夫梶浦; Hiroko Nomura; 裕子野村; Shuzo Hirahara; 修三平原; Teruo Murakami; 照夫村上; Hideyuki Nakao; 英之中尾
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2001-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】低粘度で無害かつ溶剤の回収の必要のない記
録液、およびこの記録液を用いた静電記録装置を提供す
る。【解決手段】静電力を利用して画像形成を行う静電記
録装置に用いる記録液であって、記録液を構成するキャ
リア液成分として不飽和高級脂肪酸エステルを用いる。
不飽和高級脂肪酸エステルは粘性が低く、毒性がないた
め、静電記録装置にキャリア液回収機構が不要になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録装置および記
録液に係り、特に静電気力を用いた記録装置およびその
記録装置用として好適な記録液に関する。

【０００２】

【従来の技術】記録液を用いて画像を形成する方式とし
てインクジェットプリンタや湿式電子写真装置が開発さ
れている。このうちインクジェットプリンタは、記録液
をインク滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）と呼ばれる小さな液滴と
して記録媒体上に吹き付けて記録ドットを形成すること
により画像を記録する装置で、他の記録方法のプリンタ
と比べて騒音が少なく、現像や定着などの処理が不要で
あるという利点を有し、普通紙記録技術として注目され
ている。インクジェットプリンタの方式は、現在までに
数多く考案されているが、特に発熱体の熱により発生す
る蒸気の圧力でインク滴を飛翔させる方式、圧電素子に
よって発生される機械的な圧力パルスによりインク滴を
飛翔させる方式、基板上に薄膜により形成された複数の
個別電極を配列して形成された電極アレイに電圧を印加
し、静電力を用いてインク液面からインクあるいはその
中の色材成分をインク滴として飛翔させる、静電的引力
を用いてインク滴を飛翔させる方式（特開昭４９−６２
０２４号公報、特開昭５６−４４６７号公報）、さらに
帯電した色剤成分を含む記録液を用い、これにインクガ
イドと制御電極からなる複数の個別電極で静電力を印加
し、インク滴を飛翔させる方式（特開平１０−１３８４
９３号公報）などが代表的なものである。

【０００３】一方、湿式電子写真装置としては、感光体
上に情報信号に応じてレーザ光などを照射して潜像を形
成し、この潜像を帯電した色材を含む液体現像剤すなわ
ち記録液に浸し、該帯電した色材が電気泳動で潜像部に
凝集することで潜像を現像し、しかる後一次転写および
二次転写で紙やＯＨＰフィルムなどに画像を転写記録す
る装置が開発されている。

【０００４】これらのインクジェットプリンタあるいは
湿式電子写真装置に用いられる記録液は色材を含有する
固形成分と、この固形成分を分散させるキャリア液とか
ら構成されるが、キャリア液には、粘度、表面張力ある
いは電気抵抗性等の物性値が適当であること、固形成分
の部分的な溶解あるいは分散安定性が高く、インクを吐
出する微細なオリフィスを目詰まりさせないこと、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
変化または固形分の析出の生じないことが要求される。

【０００５】一方、印刷インキや塗料にキャリア液成分
として用いられている天然油脂、すなわち高級脂肪酸に
は下記式（１）〜（４）であらわすような炭素数（ｎ）
が１３乃至２３の飽和脂肪酸と炭素数（ｎ）が１３乃至
２３の不飽和脂肪酸がカルボン酸成分として含まれてい
る（式１はそれぞれ飽和脂肪酸、式２〜３は、それぞれ
不飽和結合が１〜３個の不飽和脂肪酸）。より詳しく
は、天然の不飽和脂肪酸の炭素・炭素二重結合は１〜６
個程度まで見いだされていて、このうち印刷インキ、塗
料の溶媒成分に用いられる油脂には、カルボン酸成分の
炭素・炭素二重結合の個数が１〜３個、炭素数が１６乃
至２２のものが多く用いられている。

【０００６】Ｃ_nＨ_2n+1ＣＯＯＨ・・・（１）Ｃ_nＨ_2n-1ＣＯＯＨ・・・（２）Ｃ_nＨ_2n-3ＣＯＯＨ・・・（３）Ｃ_nＨ_2n-5ＣＯＯＨ・・・（４）しかしながら、印刷インキや塗料などはある程度の粘性
が求められるため、これらに用いるキャリア液は粘度が
高すぎインクジェット記録装置や湿式電子写真装置など
に用いることができなかった。

【０００７】このような観点からインクジェット記録装
置や湿式電子写真装置に用いる記録液のキャリア液には
イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコールなどの
アルコール系溶媒、シクロヘキサン、オクタン、デカ
ン、トルエン、キシレンなどの脂肪族又は芳香族炭化水
素系溶媒、トリクロロエチレン、テトラクロロエタンな
どのハロゲン化炭化水素系溶媒、エチレングリコールエ
チルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル
などのエーテル系溶媒、メチルエチルケトン、シクロヘ
キサノンなどのケトン系溶媒、エチレングリコールモノ
エチルエーテルアセテート、乳酸エチルプロピレンカー
ボネートなどのエステル系溶剤、ジエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、グリセリンなどの多価アル
コール、トリエタノールアミンジメチルホルミアミドな
どのアミン・アミド系溶媒、Ｎ−メチル−２−ピロリド
ン、１、３−ジメチルイミダゾリジノンなどの窒素複素
環系溶媒、バレロラクトン、カプロラクトンなどのオキ
シカルボン酸の分子内エステル系溶媒などの油溶性の石
油系キャリア液が用いられていた。

【０００８】記録媒体上に飛翔後のインク滴を定着させ
るためには記録媒体バルクへのインクの浸透の補助的手
段を活用できるものの、基本的にはこれらの記録液中の
溶媒を加熱等の手段により記録媒体外へ揮散させる必要
があり、要求される記録速度からくる揮散溶媒蒸気濃度
の高低との関連もあるが、この揮散した溶媒を回収する
ための溶媒回収装置を記録装置に付設しなければならな
い。また、記録液中の溶媒は、記録装置内においても揮
散するためこの揮散した溶媒蒸気を回収する必要もあ
る。これらの溶媒蒸気の回収装置のために記録装置の小
型化に障害となっている。しかもこの回収した溶媒の廃
棄物としての処理を考えた場合、一般オフィスへの油溶
性インクを用いた記録装置の導入が難しくなる。

【０００９】あるいはこの廃棄溶媒の回収作業を記録装
置製造関連業者が請け負うことにしても経費発生が伴
い、記録装置あるいは記録液に著しいコストアップ要因
を引き起こすこととなる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、印刷
インキや塗料などの記録液は、その粘度が高いためにイ
ンクジェットプリンタや湿式電子写真装置などの静電記
録装置に用いることができず、また、従来これらの静電
記録装置に用いていた記録液中に含まれるキャリア液
は、キャリア液回収装置を必要とするため、静電記録装
置の小型化が困難であった。

【００１１】本発明はこのような問題に鑑みて為された
もので有り、粘性が低い記録液を提供すると共に、この
ような記録液を用いることで簡易な構造の記録装置を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】以下に本発明を説明す
る。

【００１３】第１の発明は、少なくとも色材を含有する
固形成分と、この固形成分を分散させ、少なくとも高級
脂肪酸エステルを含有するキャリア液とを有することを
特徴とする記録液である。

【００１４】すなわち、環境性の面で良好な材料であり
ながら、その粘度が大きいなどの理由で、インクジェッ
トプリンタや、湿式電子写真装置などの記録装置用の記
録液に用いるキャリア液として使用し得なかった高級脂
肪酸をエステル化し、高級脂肪酸エステルをキャリア液
として利用することで、その粘度を低くすることが可能
になり、前記記録装置に適用することが可能となる。

【００１５】すなわち、脂肪酸はカルボン酸由来の水酸
基の存在により水素結合が生じるためその粘度が大きく
なる。本発明は高級脂肪酸をエステル化することで水素
結合を抑制し、その粘度を低くしたものである。

【００１６】また、前記高級脂肪酸エステルは、不飽和
高級脂肪酸エステルであることが好ましい。不飽和高級
脂肪酸エステルにすることで、よりその粘度を低くする
ことが可能である。また、記録液は一般に、紙などの記
録媒体に付着後キャリア液の除去あるいはキャリア液の
固体化が必要とされるが、不飽和高級脂肪酸エステル
は、互いに架橋しやすい分子構造であるため、キャリア
液の蒸発させる必要が無く、容易に固体化させることが
可能となる。

【００１７】また、前記高級脂肪酸エステルを構成する
炭素の数は２４以下にすることが望ましい。炭素数が多
すぎると、キャリア液の粘度が高くなる恐れがある。ま
た、通常、炭素数１７以上のものを用いればよい。

【００１８】第２の発明は、少なくとも色材を含有する
固形成分と固形成分を分散させるキャリア液とからなる
記録液に、所定の電界を印加し、少なくとも前記固形成
分を静電力により記録媒体に付着させ画像形成する静電
記録装置において、前記キャリア液は、高級脂肪酸エス
テルを含有することを特徴とする記録装置である。

【００１９】すなわち、記録液を用いた静電記録装置に
おいては、記録液に用いるキャリア液として絶縁性、非
極性の液体を使用しなければならないが、高級脂肪酸エ
ステルは、この条件を満たす上に、毒性が無いために、
記録装置内で発生するキャリア液蒸気などの回収を行う
必要がなくなり、装置の簡略化を図ることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）本発明者らは
上述した印刷インキや塗料に溶媒成分として用いられて
いる、式（１）〜（４）で表す高級脂肪酸と、式（５）
で示すグリセリンとから生成されるトリグリセライドに
注目し、不飽和高級脂肪酸をエステル化することで高粘
度の原因であった水素結合を無くし、低粘度で無害なイ
ンクジェットあるいは液体現像装置用記録液を発明し
た。

【００２１】Ｃ_nＨ_2n+1ＣＯＯＨ・・・（１）Ｃ_nＨ_2n-1ＣＯＯＨ・・・（２）Ｃ_nＨ_2n-3ＣＯＯＨ・・・（３）Ｃ_nＨ_2n-5ＣＯＯＨ・・・（４）

【化１】さらに本発明を詳しく述べる。

【００２２】前記式（１）〜（４）で示される高級脂肪
酸と、式（５）で示すグリセリンとからトリグリセライ
ドが生成され、自然界に油脂として存在する。下記式
（６）に示すように、トリグリセライドである油脂に
０．１〜０．５％のカセイソーダあるいはナトリウムメ
トキシドのようなアルカリ触媒の存在下でアルコールを
作用させ、遊離したグリセリンを回収することで、本発
明の高級脂肪酸エステルを得ることができる。

【化２】高級脂肪酸として用いられる油脂としては、乾性油、半
乾性油、不乾性油といったものが使用できる。なお、こ
れらの分類は、油脂中の不飽和脂肪酸成分の含量の大小
により乾燥性の違い（沃素価：油脂に吸収される塩化沃
素の量を沃素で表した百分率、脂肪酸の不飽和結合の程
度を示す、不乾性油：１００以下、半乾性油：１００〜
１３０、乾性油；１３０以上）から区分される。不飽和
脂肪酸エステルは、一般に飽和脂肪酸エステルよりも粘
度が低く、また、前述のように乾燥性も良好なことか
ら、本発明においては半乾性油、より好ましくは乾性油
の高級脂肪酸を使用することが好ましい。

【００２３】乾性油には、桐油、オイチシカ油、亜麻仁
油、サフラワー油、エノ油などが挙げられ、半乾性油に
は、大豆油、菜種油、米油、向日葵油、玉蜀黍油などが
挙げられ、不乾性油にはオリーブ油、落花生油、椿油、
椰子油、パーム油、牛脂、豚脂、硬化油（魚油を水添）
などがある。乾性油及び半乾性油は液状であるにも関わ
らず、不乾性油は、固形状のものもある。これは不乾性
油ではカルボン酸成分として飽和脂肪酸の含有率が高い
からである。

【００２４】一例を挙げれば乾性油である亜麻仁油には
脂肪酸成分として、パルミチン酸（炭素数：１６、炭素
・炭素二重結合の個数：０）が４〜９％、パルイトオレ
イン酸（炭素数１６、炭素・炭素二重結合の個数：１）
が１％、ステアリン酸（炭素数：１８、炭素・炭素二重
結合の個数：０）が２〜５％、オレイン散（炭素数：１
８、炭素・炭素二重結合の個数：１）が２０〜３５％、
リノール酸（炭素数：２、炭素・炭素二重結合の個数：
２）が５〜２０％、リンレン酸（炭素数：１８、炭素・
炭素二重結合の個数：３）が３０〜５８％、アラキジン
酸（炭素数：２０、炭素・炭素二重結合の個数：０）が
０〜１％、エイコセン酸（炭素数：２０、炭素・炭素二
重結合の個数：１）が含まれる。また、半乾性油である
大豆油は脂肪酸成分として、パルミチン酸が５〜１２
％、ステアリン酸が２〜７％、オレイン酸が２０〜３５
％、リノール酸が５０〜５７％、リノレン酸が３〜８
％、アラキジン酸が０〜１％、エイコセン酸が０〜１％
含まれる。

【００２５】高級脂肪酸として用いられる油脂のエステ
ル交換反応には粘度低減性の観点から、炭素数１乃至２
のアルコール、すなわち、メタノールあるいはエタノー
ルを用いることが好ましい。反応性、低粘度化の観点か
らはこれより炭素数の大きいアルコールを用いても無意
味であり、分子量が増加するぶんだけキャリア液の粘性
を高めてしまう恐れがある。また、キャリア液の粘度を
考慮して前述の高級脂肪酸炭素数は１６〜２２の範囲内
にすることが好ましく、したがって本発明の高級脂肪酸
エステルは炭素数１７〜２４の範囲内であることが望ま
しい。このエステル交換反応を例示すれば、室温で粘度
が５０ｃｐｓ程度の亜麻仁油は、亜麻仁脂肪酸メチルエ
ステルになると粘度は５ｃｐｓ程度に、粘度が６０ｃｐ
ｓ程度の大豆油は大豆脂肪酸メチルエステルになると粘
度は６ｃｐｓ程度になる。

【００２６】これらの乾性油あるいは半乾性油脂肪酸エ
ステルの乾燥性は上述のナフテン酸金属塩の添加あるい
はベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイ
ド、ベンゾフェノンテトラカルボン酸のｔ−ブチル過酸
化物（ＴＢＢＴ）などの有機過酸化物の併用（油脂に対
し、１重量％程度添加）により確保される。

【００２７】これらの乾性油あるいは半乾性油脂脂肪酸
エステルの乾燥は例えば、４，４'−ビスジエチルアミ
ノベンゾフェノンのような酸発生剤を脂肪酸エステル１
００部に対し１０部ほど添加して波長３５０〜４５０ｎ
ｍの紫外線を照射することによっても可能である。

【００２８】また、これらの乾性油あるいは半乾性油脂
脂肪酸エステルの乾燥をより照射エネルギーの大きい電
子線照射によって著しく促進させることもできる。

【００２９】さらに不飽和高級脂肪酸をより熱酸化重合
しやすくするために非共役脂肪酸から共役脂肪酸へ変換
する手法としていわゆる共役異性化がある。一例とし
て、リノール酸成分の共役異性化反応を下記式（７）に
示す。

【化３】共役異性化の方法としてはアルカリ、ニッケル、二酸化
硫黄を用いる方法がある。一方、天然油脂の中で共役脂
肪酸の脂肪酸組成が多い油脂として桐油があり、この乾
性油はカルボキシル基の炭素から数えて９、１１、１３
番目の炭素に二重結合があるエレオステアリン酸（炭素
数：１８、炭素・炭素二重結合の個数：３）を８０％以
上含むトリグリセライドである。したがって、桐脂肪酸
エステルは低粘度であってより乾燥性に優れる。

【００３０】而して本発明の記録媒体液に溶媒として少
なくとも用いられる不飽和高級脂肪酸エステルは、パル
ミトオレイン酸メチル、パルミトオレイン酸エチル、オ
レイン酸メチル、オレイン酸エチル、リノール酸メチ
ル、リノール酸エチル、リノレン酸メチル、リノレン酸
エチル、エレオステアリン酸メチル、エレオステアリン
酸エチル、エイコセン酸メチル、エイコセン酸エチル、
エルカ酸メチル、エルカ酸エチル、リノール酸あるいは
リノレン酸の共役異性化酸である９、１１−オクタデカ
ジエン酸、１０、１２−オクタデカジエン酸あるいは
９、１１、１５−オクタデカトリエン酸、９、１２、１
４−オクタデカトリエン酸、１０、１２、１５−オクタ
デカトリエン酸、９、１３、１５−オクタデカトリエン
酸のメチルエステルあるいはエチルエステルなどが挙げ
られる。

【００３１】一例を挙げれば、亜麻仁油の共役異性化油
は日清製油で商品化（商品名：異性化油ＮＣ−１０１）
されており、これをメタノールあるいはエタノールとで
エステル交換反応を行えば、上記の共役ジエン構造を有
する不飽和高級脂肪酸のメチルエステルあるいはエチル
エステルが得られる。

【００３２】不飽和高級脂肪酸エステルを単独または数
種の不飽和高級脂肪酸エステルを適宜混合して用いても
良く、さらに炭素数１４乃至２４の飽和高級脂肪酸であ
る、ミリスチン酸（炭素数：１４）、パルミチン酸（炭
素数：１６）、ステアリン酸（炭素数：１８）、アラギ
ン酸（炭素数：２０）、ベヘン酸（炭素数：２２）、リ
グノセン酸（炭素数：２４）のメチルエステルあるいは
エチルエステルと混合して用いても良い。混合割合は低
粘度性、乾燥性などから適宜選択される。

【００３３】より一般的には、天然油脂である乾性油あ
るいは半乾性油を直接、メタノールあるいはエタノール
でエステル化した飽和高級脂肪酸エステルと不飽和高級
脂肪酸エステルとが混合された状態で溶媒として用いる
ことが好ましく、また数種の乾性油あるいは半乾性油を
混合しそれをエステル化したものを本発明の記録媒体液
の溶剤に用いることができる。

【００３４】なお、不飽和高級脂肪酸由来の油脂の共役
異性化油については、ストロッチ，アントニオ及びカペ
ラ，ポンペオ両氏発表のアールブイ．エフアール．シー
オーピーエスジーアールエーエス（１９６９），１５
（１），３−１３に記載の“Ｃ_１８高不飽和脂肪酸類の
アルカリ異性化と自動酸化との比較"が参考になる。

【００３５】表１に代表的な乾性油および半乾性油の脂
肪酸組成を掲出する。

【表１】而して、本発明の記録媒体液は、上述した少なくとも不
飽和高級脂肪酸エステルを含有したキャリア液、バイン
ダ、色材、および必要に応じバインダ、帯電制御材、界
面活性剤、ｐＨ調整剤、防腐剤などを添加したものから
なる。

【００３６】色材には、公知の多くの染料・顔料が有効
であり、直接染料、塩基性染料、酸性染料、酸性媒染染
料、媒染染料、スレン染料、ナフトール染料、反応染
料、クロム染料、１：２型錯塩染料、１：１型錯塩染
料、アゾイック染料、カチオン染料などの染料が、各種
の無機顔料、不溶性アゾ系（ナフトール系）顔料、不溶
性アゾ系（アラニド系）顔料、溶性アゾ系顔料、フタロ
シアニン系顔料、染色レーキ顔料、媒染系顔料、建染系
顔料、塩基性染料レーキ系顔料、酸性染料レーキ系顔料
などの有機顔料から適宜選択されて用いられる。

【００３７】バインダには種々のポリアクリル酸エステ
ル、ポリメタクリル酸エステル、アクリル酸エステル−
メタクリル酸エステル共重合体、ポリ酢酸ビニル、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸エス
テル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合
体、オレフィン−マレイン酸共重合体などガラス転移温
度の低い樹脂から選択され、色材と混合された固形成分
として用いられる。

【００３８】バインダを含有させることで、記録媒体が
プラスチックフィルムなどの表面が平滑な場合、色材を
記録媒体表面に付着するための付着力を持たせるまた、
バインダは、キャリア液中で分散されるため、キャリア
液との親和性を考慮して適宜選択される。

【００３９】帯電制御材としては、ナフテン酸ジルコニ
ウム、オクテン酸ジルコニウムなどが用いられる。ま
た、この帯電制御材は、固形成分として用いられ、固形
成分の帯電性を制御し、ひいては固形成分の静電力によ
る移動特性を制御する。

【００４０】而して、本発明の記録液はキャリア液が８
０乃至９５重量部、バインダが２乃至１０重量部、色材
が１乃至１５重量部、帯電制御材が０．１乃至０．５重
量部からなる組成で調製すればよい。

【００４１】本発明の記録液の調製は、予め所定量のバ
インダ、帯電制御剤あるいは分散剤などの添加剤を高級
脂肪酸エステルに溶かした溶液に、色材、所定量配合
し、それをボールミル、ロールミル、スピードラインミ
ル、ホモミキサー、サンドグラインダー、衝撃破砕方式
の分散機であるナノマイザー等を用いて混合破砕して行
われる。

【００４２】記録液の乾燥性に応じて記録液中のキャリ
ア液１００重量部に対し、ナフテン酸鉄、ナフテン酸コ
バルト、ナフテン酸マンガンなどのナフテン酸の遷移金
属塩を混合したり、この記録液を付着させる記録媒体表
面に熱的、機械的に破壊できるマイクロカプセルを担持
させておき、このマイクロカプセル中にこれらのナフテ
ン酸の遷移金属塩を内在させたものを塗布することで記
録媒体に付着したキャリア液を乾燥させることができ
る。前記マイクロカプセルのシェル材にはポリウレタン
などが用いられて、ナフテン酸の遷移金属塩の本発明の
記録媒体液に用いた溶剤の溶液を用いたものが、コアセ
ルベーションなどの手法を用いて２乃至１０μｍの径に
マイクロカプセル化される。なお、ナフテン酸の遷移金
属塩の本発明の記録媒体液に用いた溶剤に対する溶解性
は系によっても異なるが２０乃至５０％である。

【００４３】而して、記録媒体を加熱することで記録媒
体に付着した記録液の乾燥が促進される。

【００４４】また、前述したように付着した記録液に酸
発生剤を併用して波長３５０乃至４５０ｎｍの紫外線を
照射してインクの乾燥を促進することも可能である。さ
らに電子線照射もインクの乾燥促進に有効である。

【００４５】これらの触媒成分の使用における変形とし
て、記録媒体側に設けてもよく、インクの受容と活性化
処理でインク定着が促進される。

【００４６】以下に本発明のによる記録液調製法の実施
例を詳しく説明する。この記録液は後述する第２の実施
形態で記載する静電的引力を用いてインク滴を飛翔させ
るインクジェット記録方式、静電力を用いて帯電した色
剤成分を含むインクを用い色剤の濃度を高めてインク滴
を飛翔させるインクジェット記録方式や感光体上に情報
信号に応じてレーザ光などを照射して潜像を形成し、こ
の潜像を帯電した色材を含む液体現像剤すなわち記録液
に浸し、該帯電した色材が電気泳動で潜像部に凝集する
ことで潜像を現像し、しかる後一次転写および二次転写
で紙やＯＨＰフィルムなどに画像を転写記録する液体現
像装置など静電力で画像を形成する静電記録装置用途に
適用できる。さらに、発熱体の熱により発生する蒸気の
圧力でインク滴を飛翔させるインクジェット記録方式、
圧電素子によって発生される機械的な圧力パルスにより
インク滴を飛翔させるインクジェッット記録方式、など
各種のインクジェット記録方式にも適用可能である。

【００４７】

【実施例】（実施例１）シアニンブルー（山陽色素社
製）４重量部、亜麻仁脂肪酸メチル（日清製油社製）９
４重量部、及びバインダとしてエチレン−酢酸ビニル共
重合体（武田製薬製：デュミランＣ−１５５０）２重量
部（別途、亜麻仁脂肪酸メチルに溶解済み）にナフテン
酸ジルコニウム（大日本インキ化学社製）０．５重量部
を加えたものをサンドグラインダー（五十嵐機械社製）
に掛け、回転数１５００ｐｍ、分散時間２時間で分散し
て記録液−１を調製した。（実施例２）シアニンブルー（山陽色素社製）４重量
部、大豆脂肪酸メチル（日清製油社製）９４重量部、及
びバインダとしてエチレン−酢酸ビニル共重合体（武田
製薬製：デュミランＣ−１５５０）２重量部（別途、大
豆脂肪酸メチルに溶解済み）にナフテン酸ジルコニウム
（大日本インキ化学社製）０．５重量部を加えたものを
サンドグラインダー（五十嵐機械社製）に掛け、回転数
１５００ｐｍ、分散時間２時間で分散して記録液−２を
調製した。（実施例３）シアニンブルー（山陽色素社製）４重量
部、桐脂肪酸メチル（日清製油社製）９４重量部、及び
バインダとしてエチレン−酢酸ビニル共重合体（武田製
薬社製：デュミランＣ−１５５０）２重量部（別途、桐
脂肪酸メチルに溶解済み）にナフテン酸ジルコニウム
（大日本インキ化学社製）０．５重量部を加えたものを
サンドグラインダー（五十嵐機械社製）に掛け、回転数
１５００ｐｍ、分散時間２時間で分散して記録液−３を
調製した。（実施例４）シアニンブルー（山陽色素社製）４重量
部、大豆油の共役異性化油のメチルエステル体（日清製
油社製）９４重量部、及びバインダとしてエチレン−酢
酸ビニル共重合体（武田製薬社製：デュミランＣ−１５
５０）２重量部（別途、上記の共役異性化油から誘導し
た脂肪酸メチルに溶解済み）にナフテン酸ジルコニウム
（大日本インキ化学社製）０．５重量部を加えたものを
サンドグラインダー（五十嵐機械社製）に掛け、回転数
１５００ｐｍ、分散時間２時間で分散して記録液−４を
調製した。（実施例５）シアニンブルー（山陽色素社製）４重量
部、亜麻仁油の共役異性化油から誘導されたそのメチル
エステル体（日清製油社製；ＮＣ−１０１）９４重量
部、及びバインダとしてエチレン−酢酸ビニル共重合体
（武田製薬社製：デュミランＣ−１５５０）２重量部
（別途、上記の共役異性化油から誘導した脂肪酸メチル
ＮＣ−１０１に溶解済み）にナフテン酸ジルコニウム
（大日本インキ化学社製）０．５重量部を加えたものを
サンドグラインダー（五十嵐機械社製）に掛け、回転数
１５００ｐｍ、分散時間２時間で分散して記録液−５を
調製した。（実施例６）シアニンブルー（山陽色素社製）４重量
部、亜麻仁脂肪酸エチル（日清製油社製）９４重量部、
及びバインダとしてエチレン−酢酸ビニル共重合体（武
田製薬社製：デュミランＣ−１５５０）２重量部（別
途、亜麻仁脂肪酸エチルに溶解済み）にナフテン酸ジル
コニウム（大日本インキ化学社製）０．５重量部を加え
たものをサンドグラインダー（五十嵐機械社製）に掛
け、回転数１５００ｐｍ、分散時間２時間で分散して記
録液−６を調製した。

【００４８】亜麻仁油、亜麻仁脂肪酸メチルエステル、
亜麻仁脂肪酸ブチルエステル、及び亜麻仁油の共役異性
化油、ＮＣ−１０１のメチルエステル体の粘度及び乾燥
性を表２に記す。

【表２】比較のために石油系のキャリア液であるイソパラフィン
（ＩｓｏｐａｒＬ：エクソン化学社製）についても測
定し表出した。

【００４９】粘度は２５℃にセットした回転粘度計から
求めた。

【００５０】また、乾燥性は上記の各種エステルにナフ
テン酸コバルト、ナフテン酸マンガンをそれぞれ，０．
１ｗｔ．％添加し、所定の温度に熱した熱盤上で流動性
のなくなる時間から求めた。

【００５１】本発明の不飽和高級脂肪酸エステルは熱盤
上でフィルム化するのに対し、石油系のキャリア液は揮
発してしまう。

【００５２】表２から明らかなように、油脂のエステル
交換において用いるアルコールは粘度及び反応性ならび
に入手性を含めて、メチルあるいはエチルアルコールが
妥当であることが分る。

【００５３】さらに共役異性化による反応性の向上も理
解できる。

【００５４】なお、実際のインキにおいてはバインダ及
び色材を含むので表３の値より粘度が大きくなり、また
乾燥性（見掛け）は向上することは自明である。

【００５５】従来の石油系溶剤が有害性がありながら揮
発性があるのでインク溶剤としてこれを用いるときには
回収が必要になるのに対し、本発明の不飽和高級脂肪酸
エステルを溶媒に用いたインクでは揮発性が小さく、従
って、インクとしての保存安定性（耐目詰まり性）が向
上するとともに架橋反応によりインクと一体化（すなわ
ち補強材としての使用）が可能になることが表からも分
る。（比較例１）シアニンブルー（山陽色素社製）４重量
部、イソパラフィン（エクソン社製：Ｉｓｏｐａｒ
Ｇ）９４重量部、及びバインダとしてエチレン−酢酸ビ
ニル共重合体（武田製薬社製：デュミランＣ−１５５
０）２重量部（別途、ＩｓｏｐａｒＧに溶解済み）にナ
フテン酸ジルコニウム（大日本インキ化学社製）０．５
重量部を加えたものをサンドグラインダー（五十嵐機械
製）に掛け、回転数１５００ｐｍ、分散時間２時間で分
散して記録液−７を調製した。（比較例２）シアニンブルー（山陽色素製）４重量部、
トルエン−メチルエチルケトン混合溶媒９４重量部、及
びバインダとしてエチレン−酢酸ビニル共重合体（武田
製薬社製：デュミランＣ−１５５０）２重量部（別途、
トルエン−メチルエチルケトン混合溶媒に溶解済み）に
ナフテン酸ジルコニウム（大日本インキ化学社製）０．
５重量部を加えたものをサンドグラインダー（五十嵐機
械社製）に掛け、回転数１５００ｐｍ、分散時間２時間
で分散して記録液−８を調製した。

【００５６】これらの８種の記録液の物性を表３に示し
た。

【表３】粘度（剪断速度：７６．６／ｓｅｃ）及びチキソ比（回
転数が５ｒｐｍでの粘度／回転数が５０ｒｐｍでの粘
度）は２５℃、体積抵抗率及び比誘電率は周波数：1ｋ
Ｈｚ、印加電圧：１Ｖ、常温、表面張力は常温での測定
値である。また、これらの記録液において表出させては
いないが、比較例の記録液７〜８の降伏値の方が、実施
例の記録液１〜６の降伏値よりも大きく、２〜３倍の値
を示した。

【００５７】これらの物性値はとりもなおさず、本発明
の不飽和高級脂肪酸エステルを少なくとも溶媒の一成分
に用いた記録媒体液が分散性の良いことを示している。
この良分散性は、体積抵抗率を疎水性の長鎖アルキル基
の存在で確保しながら、エステル基の存在によるものと
考えられる。

【００５８】（実施例７）図１は発明静電記録装置の構
成を示す図で、制御電極基板（１０３）と凸状インクガ
イド（１０８）とからなり各記録ドットに対応した個別
電極（１２５）を含む周辺部分の断面を示している。同
図においてインク（１００）は、上記第１の実施形態で
詳述した記録液からなり、帯電の極性はプラスで、１０
⁸Ωｃｍ以上の抵抗率を持つ。このインク（１００）は
ポンプおよびインク流路を含む還流機構（１１１）か
ら、ヘッドブロック（１０１）に形成されたインク供給
流路（１１２）を通して、ヘッド基板（１０２）と制御
電極基板（１０３）間に向けて供給され、余剰の記録液
は同じくヘッドブロック（１０１）に形成されたインク
回収流路（１１３）を通してインク還流機構（１１１）
に回収される。

【００５９】この制御電極基板（１０３）は、貫通孔
（１０７）を有する絶縁性基板（１０４）と、この貫通
孔（１０７）の周囲で記録媒体側に形成されている制御
電極（１０９）とから構成されている。一方ヘッド基板
（１０２）上には凸状インクガイド（１０８）が前記貫
通孔（１０７）の略中心位置に配置されている。

【００６０】図２は、この凸状インクガイド（１０８）
の具体的な形状を示す斜視図で、各凸状インクガイド
（１０８）はプラスチック樹脂などからなり、前記貫通
孔（１０７）と中心が等しくなるように同じ列間隔、ピ
ッチで配置され、所定の方法でヘッド基板（１０２）上
に保持されている。各凸状インクガイド（１０８）は厚
みが一定の平板の先端を三角あるいは台形状に切り出
し、かつ中心に幅３０〜５０μｍ程度のスリット（１０
８ａ）を形成した形状で、その先端部がインク滴飛翔位
置（１１０）となる。さらに、各凸状インクガイド（１
０８）は、それぞれの貫通孔からほぼ垂直に所定の距離
だけインク滴飛翔方向に突きだしている。

【００６１】凸状インクガイド（１０８）の先端に対向
して記録紙である記録媒体（１２１）が配置され、この
記録媒体（１２１）のヘッド基板（１０２）と反対側の
背面に、記録媒体（１２１）を案内するプラテンの役割
を兼ねる対向電極（１２２）が配置されている。

【００６２】つぎに、制御電極基板（１０３）の具体的
構造例について図３を用い説明する。図３は、制御電極
基板（１０３）を記録媒体（１２１）側から見た図で、
前記複数個の個別電極（１２５）に対応して、絶縁性基
板（１０４）に形成されている貫通孔（１０７）と、こ
の貫通孔（１０７）周辺に設けられている個別の制御電
極（１０９）が主走査方向に二列でアレイ状に配列され
ている。さらに、本実施形態では制御電極（１０９）の
内径は貫通孔（１０７）の径とほぼ同一の大きさで設け
られている。

【００６３】ここで実施例7では、絶縁性基板（１０
４）は２５μｍ程度の厚さのポリイミドからなり、制御
電極（１０９）は１８μｍ程度の厚さの銅泊からなり、
貫通孔（１０７）の内径は１５０から２５０μｍΦ程度
である。

【００６４】次に、本実施形態によるインクジェット記
録装置の記録動作を説明する。記録時には、図１で示す
インク還流機構（１１１）からインク供給流路（１１
２）を経て供給されたインク（１００）は貫通孔（１０
７）から凸状インクガイド（１０８）の先端のインク飛
翔位置（１１０）に供給されると共に、一部はインク回
収流路（１１３）を経てインク還流機構（１１１）に回
収される。

【００６５】ここで、制御電極（１０９）にはバイアス
電圧源（１２３）から常時バイアスとして例えばＤＣ
１．５ｋＶの電圧が与えられ、これに信号電圧源（１２
４）からの画像信号に応じた信号電圧として例えばＯＮ
時に５００Ｖのパルス電圧が制御電極（１０９）に重畳
される。一方、記録媒体（１２１）の背面に設けられた
対向電極（１２２）は、図のように接地電位０Ｖに設定
されている。

【００６６】今、制御電極（１０９）がＯＮ状態（５０
０Ｖが印加された状態）となり、バイアスＤＣ１．５ｋ
Ｖに５００Ｖのパルス電圧が重畳された合計２ｋＶの電
圧が加わると、対向電極（１２２）と制御電極との間に
形成される電界によって凸状インクガイド（１０８）先
端のインク滴飛翔位置（１１０）から、色材成分を中心
とするインク滴（１１５）が飛び出し、対向電極（１２
２）に引っ張られて、該記録媒体（１２１）に向けて飛
翔して画像を形成する。

【００６７】このようにすると、インク（１００）の流
路が決まっているのでインク滴飛翔位置（１１０）は凸
状インクガイド（１０８）のほぼ中央位置に決まり、飛
翔時に電圧の印加により色材成分が主走査方向に逃げる
こともない。また、本実施形態で示したように、独立
した貫通孔（１０７）とその周辺に設けた制御電極内に
液体インクを搬送し、この貫通孔（１０７）から略垂直
に突出した凸状インクガイド（１０８）の表面およびこ
の凸状インクガイド（１０８）中央に形成されているス
リット（１０８ａ）中をぬれや表面張力でインク滴飛翔
位置（１１０）にインク（１００）を供給しているの
で、インク滴飛翔位置（１１０）に形成されるメニスカ
スのサイズおよび位置が、インク環流機構（１１１）か
ら供給されるインク（１００）の圧力、大気圧、機械的
な振動の影響や、隣接するドット記録時のインク滴飛翔
による干渉を受けることなく安定に維持される。従っ
て、インク滴（１１５）の飛翔が安定化され、記録媒体
（１２１）上に濃度の安定した良好な画像を記録するこ
とができる。

【００６８】次に前記実施例7で述べたインクジェット
記録装置で、実施例１〜６で調製した記録液−１〜６を
有価証券用紙に記録した結果、いずれのインク滴も着弾
径はほぼ円状で滲みが無く、乾燥性も良好であった。こ
こで、記録電圧は５００Ｖ、バイアス電圧は−１．５ｋ
Ｖに設定した。

【００６９】これに対して、比較例１〜２で調製した記
録液８〜９を債券用紙上に記録した場合、いずれのイン
ク滴も着弾径は円状から若干ずれわずかなヒゲが認めら
れた。さらに、溶剤臭があり溶剤の揮発が認められた。

【００７０】以上の結果は本発明の記録液が溶媒として
少なくとも不飽和高級脂肪酸エステルを含んでいるので
溶媒自体の粘度が若干高く、したがって記録液の粘度も
若干高くなるもののチキソ比で見られるように分散性が
良く、インク滴の飛翔性に何ら問題がない事を示してい
る。これは比誘電率が大きく帯電性の良好さにも助けら
れていると思われる。

【００７１】しかも本発明の記録液は表面張力が適度な
表面張力を有するため、インク滴の着弾径が円状にな
り、滲みが少ない。

【００７２】さらに本発明の記録液は若干の印刷インク
臭が認められるが、比較例に用いた石油系溶剤と比べる
と著しく蒸気圧が小さいため揮散はしなく、有害性もな
い。本発明の記録液は、記録媒体上に着弾したインク滴
の処理条件にも因るが溶媒として用いた不飽和高級脂肪
酸エステルが熱酸化重合でインクとして一体化するた
め、比較例の記録液に用いた石油系のキャリア液が環境
保全の関係からこの溶媒を回収しなければならないのと
大きな違いである。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の記録液
は、比較的低粘度でありながら、分散性が良く生体の代
謝回路に乗る無害な不飽和高級脂肪酸エステルを溶媒と
して用いるため、インクジェット記録用記録液として有
用である。また、適度な表面張力値と比誘電率値を有す
るため、インク滴の飛翔性も良好であり、記録媒体への
記録も滲みが少ない。

【００７４】さらに不飽和結合の熱酸化重合性を利用す
ることで溶剤に毒性がないばかりか、その溶剤を回収す
る必要がないため、メンテナンスが容易になるばかり
か、インクジェット記録装置をコンパクトにすることが
でき、オフィス・ホームへの導入が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の静電記録装置を示す図。

【図２】図1に示す静電記録装置に用いる凸状インク
ガイドを示す斜視図。

【図３】図１に示す静電記録装置に用いる制御電極基
板の構造を示す図。

【符号の説明】

１００・・・記録液１０３・・・制御電極基板１０８・・・凸状インクガイド１１５・・・インク滴１２１・・・記録紙１２２・・・対向電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平原修三神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者村上照夫神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者中尾英之神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内Ｆターム(参考） 2C056 EA05 EA20 FA07 FC02 2C057 AF27 AF61 AG22 AH07 AH20 BD05 2H069 BA01 2H086 BA03 BA54 BA55 4J039 AD01 AD02 AD08 AD10 AD14 BC20 BE01 BE02 GA24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも色材を含有する固形成分と、この固形成分を分散させ、少なくとも高級脂肪酸エステ
ルを含有するキャリア液とを有することを特徴とする記
録液。
【請求項２】前記高級脂肪酸エステルは、不飽和脂肪酸
エステルであることを特徴とする請求項１記載の記録
液。
【請求項３】前記高級脂肪酸エステルは、カーボン数が
１７〜２４の範囲内にあることを特徴とする請求項１記
載の記録液。
【請求項４】少なくとも色材を含有する固形成分と、こ
の固形成分を分散させるキャリア液とからなる記録液
に、所定の電界を印加し、少なくとも前記固形成分を静
電力により記録媒体に付着させ画像形成する静電記録装
置において、前記キャリア液は、高級脂肪酸エステルを
含有することを特徴とする記録装置。