JPH05169663A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】記録液と気泡発生液とを二層にして液室に収容
して、気泡発生液に気泡を発生して吐出口から記録液を
飛翔させる形式のインクジェット記録装置において、２
液が混合することなく高速記録を可能とする手段を提供
することを目的とする。 【構成】気泡発生液１１を磁性流体とし、記録液１０と
気泡発生液１１を二層に液室２，４に収納し、磁性流体
１１は永久磁石９により熱エネルギー作用を与えられる
気泡発生部８側に位置し、該磁性流体１１が熱エネルギ
ー作用により形成する気泡１２で、記録液１０は吐出口
１から液滴として飛翔する。この際、気泡発生液１１と
記録液１０とは確実な分離の下に、高い応答周波数を実
現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置に関するものであり、特に、バブルを利用したオンデ
マンド型インクジェットドロップジェネレータに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】特公昭６１−５９９１１号公報には、記
録液であるインクに熱エネルギーを与えて該インクに熱
による状態変化，具体的には気泡（バブル）を生じせし
めて、吐出口よりインクを飛翔させるインクジェット記
録装置が開示されている。しかし、上述のようなインク
ジェット記録装置においては、沸騰現象によりインク中
に気泡を発生せしめ且つ消滅するというヒートサイクル
によって、インクの劣化を早める。又、印字中に徐々に
インクの温度が上昇してくることにより、インクの物性
に変化を生じ、印字初期、印字中期、印字後期の夫々
で、吐出性能が変化し、一様な再現性あるインクの吐出
を続けることが困難となり、印字品質に劣化を生じてい
る。

【０００３】このような問題を解決するために、本出願
人は、先に特開昭６４−２７９５４号公報に記載されて
いるようなインクジェット記録装置を提案した。この発
明では、記録に使用する液体（インク）と気泡を発生さ
せる液体の２種類の液体を使用することによって、イン
クが劣化すること、インクの物性変化による吐出不良等
を解決している。

【０００４】しかしながら、このように記録に使用する
液体（インク）と気泡を発生させる液体とを使用するイ
ンクジェット記録装置において、高速記録を行うことに
よって、この２つの液体が入り乱れる現象を起す。よっ
て、２つの液体が入り乱れる現象を解消し、２つの液体
が分離状態に戻ってから次の記録を行う必要があり、混
入・分離の繰り返しのために充分な高速では駆動できな
いという欠点を有している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述したよ
うな実情に鑑みてなされたものであり、記録に用いられ
る液体（インク）と気泡を発生させる液体とを使用し
て、熱エネルギーの利用により気泡を発生させ、オリフ
ィスからインクを吐出飛翔させて記録を行うインクジェ
ット記録装置において、高速記録を可能とする手段を提
供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、記録液を所定の方向に飛翔させる吐出口
と、該記録液を前記吐出口へ供給するための液室と、該
液室内には、互いに溶け合うことなく、接触して収納さ
れた前記記録液と該記録液と溶け合わない気泡発生液
と、前記気泡発生液と接する側の液室の壁に設けられた
熱エネルギー作用部とを設け、気泡発生液に気泡を発生
させることにより、記録液を吐出口から飛翔させて記録
を行う形式のインクジェット記録装置において、前記気
泡発生液として磁性流体が用いられ、該磁性流体と接す
る液室には磁場を与える手段を備えていることを特徴と
するものである。

【０００７】また、本発明は、前記磁性流体は有機溶媒
中に強磁性コロイド粒子を分散させた液体とし、前記記
録液は水性系インクとしたことを特徴とし、又、前記磁
性流体は水を溶媒とした強磁性コロイド粒子を分散させ
た液体とし、前記記録液は油性系インクとしたことを特
徴とし、更に、前記磁場を与える手段は、印字作動中に
磁場にかけることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】本発明の構成により、磁性流体からなる気泡発
生液は磁場を与える手段により印字中において磁力の作
用で、気泡発生液通路に位置付けられ、気泡発生液と記
録液の分離状態を安定して維持することができ、高い応
答周波数の駆動に際しても、気泡発生液と記録液とが入
り乱れる現象を阻止することができる。そして、高速駆
動の結果、記録紙上には、良好な濃度を有する丸い画素
を得ることができた。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明が適用されるインクジェットドロ
ップジェネレータの一実施例を説明するための斜視図で
あり、図２は、図１のｘ−ｘ線断面図、図３は、図１の
ｙ−ｙ線断面図である。

【００１０】本発明は、熱エネルギーを気泡発生液に与
えて、気泡を発生し、該気泡の瞬間的な体積膨張を記録
液に伝え、記録液を吐出口から吐出・飛翔させる形式の
もであり、ドロップジェネレータの液室内には、記録液
と、記録液とは別の液体である気泡発生液の二つの液が
２層になって入っている。図中、１は吐出口、２は記録
液用液室、３は記録液用流路、４は気泡発生液用液室、
５は気泡発生液用流路、６は記録液流入口、７は気泡発
生液流入口、８は熱エネルギー作用部としての気泡発生
部、９は永久磁石である。

【００１１】本発明において、記録液としては、例え
ば、水性系インクを使用する場合には、気泡発生液とし
ては、水性系インクと溶け合わない有機溶媒を主体とし
た液体が使用され、又、油性系インクを使用する場合に
は、気泡発生液として、油性系インクと溶け合わない水
を主体とした液体が使用される。

【００１２】記録液と気泡発生液とは、夫々記録液流入
口６及び気泡発生液流入口７より供給される。但し、気
泡発生液は記録に使用されるものではないので、一度充
填された後は、自然蒸発等で減少する分を補充すること
になる。吐出口１は記録液用流路３の端部の位置に相当
する。このようなインクジェットドロップジェネレータ
は、ガラス等に機械的に溝切り加工を行ったり、或い
は、感光性ガラスのエッチング等により容易に得ること
ができる。

【００１３】気泡発生液用流路５は、各々独立してお
り、記録液用流路３に対して１対１で対応して設けられ
ている。尚、記録液用流路３及び気泡発生液用流路５
は、各々独立して、実施例では６個設けられており、記
録液用液室２或いは気泡発生液用液室４で共通の１つの
部室につながっている。図２の気泡発生部８は、簡略化
されて具体的な構成を示していないが、熱素子、液体放
電等の手段を用いることができる。更に、本発明では、
気泡発生液用流路の外壁に磁場をかける手段として、例
えば、永久磁石９を設けている。この作用については後
述する。

【００１４】次に、図４及び図５によって記録液吐出メ
カニズムを説明する。記録液１０及び気泡発生液１１
は、互いに溶け合うことなく２層構造をなしている。
今、熱エネルギーが与えられることによって、図５に示
すように、気泡発生部８において気泡１２が発生され
る。気泡１２は気泡発生液１１中で沸騰することによ
り、瞬時に発生し、気泡発生液１１を図５に示すように
盛り上げる。気泡発生液用流路５内における気泡発生液
１１の実質上の体積増加は、記録液用流路３内の記録液
１０を吐出口１へ押しやり、記録液滴１３が吐出口１か
ら吐出される。

【００１５】ここで重要なことは、熱エネルギーは、記
録液１０ではなく、気泡発生液１１に与えられるという
ことと、気泡１２の上部にも気泡発生液１１の膜が存在
しているということである。気泡発生液１１（各種の例
については後述する）として、今、水に溶けない溶媒を
主成分としたものについて考える。その沸点として、例
えば、６０〜１００℃のものが選ばれるが、６０〜１０
０℃とはいっても、気泡１２内部の温度は、３００〜４
００℃にも達している。そのため、従来のように、気泡
を記録液中で発生させると、記録液の温度は局所的にで
はあるが、３００〜４００℃の高温になり、記録液は熱
による劣化、気泡発生の繰り返しによる記録液全体の温
度上昇に伴う物性変化（例えば、粘度低下等）を避ける
ことができない。

【００１６】本発明の場合、気泡は気泡発生液中で発生
し、気泡の上部にも気泡発生液が存在しているため、記
録液に加わる熱は、最大でも気泡発生液の沸点（後述す
る気泡発生液の種類によって異なるが、６０〜１００
℃）迄となる。このため、記録液の熱による劣化が殆ど
ないことは容易に理解できる。気泡発生液中に発生した
気泡１２は、周囲の気泡発生液により瞬時に冷却される
ため、その内部圧力は急激に下がり、すぐに収縮、消滅
する。この発生・収縮・消滅に要する時間は、プリンタ
の印字速度を決定する際の大きなファクタであり、通
常、数十〜数百μｓであって、オンデマンド型インクジ
ェットとしては、充分な速度（応答周波数で、数〜数十
ｋＨｚ）が得られる。

【００１７】本発明のインクジェット記録装置において
は、前述のように、液室を含む通路において、気泡発生
液と記録液とを２層に分離した状況を形成するものであ
り、比較的に低速で駆動している場合、つまり、気泡を
発生させている場合、２層の液体は、液体自身の有する
互いに溶け合わないという性質によって、２層の分離状
態を維持しているが、高速に駆動されると、２層が溶け
合うことはないとしても、互いに混じり合い、確実に２
層に分離した状態を維持できなくなる。

【００１８】そこで、本発明では、気泡発生液として、
例えば、水に溶けない溶媒を主成分とした磁性流体を使
用する。そして、その磁性流体には、図１〜図５に示す
よううに、気泡発生液用流路の外壁部に設けられた永久
磁石９によって磁場がかけられ、磁性流体は気泡発生液
用流路の近傍に留まることになる。したがって、高速で
インクジェットのヘッドを駆動した場合、気泡発生頻度
を高くしても、記録液と気泡発生液とは混じりあうこと
なく、常に安定した２層の分離状態を維持することがで
きる。

【００１９】本発明の気泡発生液である磁性流体は、強
磁性コロイド粒子を溶媒中に分散させたものであり、具
体的には、溶媒として、アルキルナフタリン、パーフル
オロポリエーテル等が用いられ、コロイド粒子として
は、マグネタイト、ＭｎＺｎフェライト等が用いられ
る。

【００２０】次に、前述したような水に溶けない溶媒を
主成分とする気泡発生液を使用する場合における記録液
について説明する。本発明の記録液（以下、インクとい
う）は、染料の溶媒成分として水を使用するものである
が、インク物性を所望の値にし、インクの乾燥を防止
し、且つ染料の溶解性を向上する目的を満足するため、
下記の水溶性有機溶媒と水とを混合して使用することも
可能である。

【００２１】エチレングリコール，ジエチレングリコー
ル，トリエチレングリコール，ポリエチレングリコー
ル，ポリプロピレングリコール，グリセリン等の多価ア
ルコール類、エチレングリコールモノエチルエーテル，
エチレングリコールモノブチルエーテル，ジエチレング
リコールモノメチルエーテル，ジエチレングリコールモ
ノエチルエーテル，ジエチレングリコールモノブチルエ
ーテル，トリエチレングリコールモノメチルエーテル，
トリエチレングリコールモノエチルエーテル等の多価ア
ルコールのアルキルエーテル類、その他、Ｎ−メチル−
２−ピロリドン，２−ピロリドン，１．３−ジメチルイ
ミダゾリジノン，ジメチルホルムアミド，トリエタノー
ルアミン等である。

【００２２】これらの中で、特に好ましいのは、ジエチ
レングリコール，ポリエチレングリコール２００〜６０
０，トリエチレングリコール，エチレングリコール，グ
リセリン，Ｎ−メチル−２−ピロリドンであり、これら
を用いることにより、染料の高い溶解性と水分蒸発防止
による目づまり防止の効果を得ることができる。

【００２３】インク中の上記水溶性有機溶媒の含有量
は、インク全重量に対して５〜８０％の範囲で使用でき
るが、粘性、乾燥性等から、１０〜４０％の範囲で用い
ることが好ましい。本発明に使用されるインクは、後述
する染料及び上記有機溶媒の他に、従来より知られてい
る下記の添加剤を加えることができる。防腐防黴剤とし
ては、デヒドロ酢酸ソーダ，ソルビン酸ソーダ，スーピ
リジンチオール−１−オキサイドナトリウム，安息香酸
ナトリウム，ペンタクロロフェノールナトリウム等が使
用できる。

【００２４】ｐＨ調整剤としては、調合されるインクに
悪影響を及ぼさずに、インクのｐＨを９．０〜１１．０
の範囲に制御できるものであれば、任意の物質を使用す
ることができる。その例として、ジエタノールアミン，
トリエタノールアミンなどのアミン，水酸化リチウム，
水酸化ナトリウム，水酸化カリウムなどのアルカリ金属
元素の水酸化物、水酸化アンモニウム，炭酸リチウム，
炭酸ナトリウム，炭酸カリウムなどのアルカリ金属の炭
酸塩などが挙げられる。

【００２５】キレート試薬としては、例えば、エチレン
ジアミン，四酢酸ナトリウム，ニトリロ三酢酸ナトリウ
ム，ヒドロキシオキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナ
トリウム，ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム，ラ
ウリル二酢酸ナトリウムなどがある。

【００２６】防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩，
チオ硫酸ナトリウム，チオグリコール酸アンモン，ジイ
ソプロピルアンモニウムニトライト，四硝酸ペンタエリ
スリトール，ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト
などがある。その他、目的の応じて、水溶性紫外線吸収
剤，水溶性赤外線吸収剤，水溶性高分子化合物，染料溶
解剤，界面活性剤などを添加することができる。

【００２７】次に、本発明のインクに使用される染料に
ついて説明する。一般に、水溶性の染料であれば、限定
されるものではなく、カラーインデックスにおいて、酸
性染料，直接染料，塩基性染料，反応性染料，フード染
料などが使用される。色調，溶解性，耐光性，耐水性な
どの優れて、特に好まし例として下記のものを挙げるこ
とができる。

【００２８】 ・黒用 Ｃ．Ｉ．アシッドブラック １，２，７，２４，２６，
９４ Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１９，２２，３２，３８，
５１，５６，７１，７４，７５，７７，１５４ Ｃ．Ｉ．フードブラック ２ ・黄用 Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー １７，２３，３８，４
２，４４，７９，１４２ Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー １，１２，２４，２６，
２７，２８，３３，４４，５０，８６，１４２，１４４ Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー１７ Ｃ．Ｉ．フードイエロー ３，４ ・マゼンタ用 Ｃ．Ｉ．アシッドレッド １，３，１３，１４，１
８，２６，２７，３５，３７，４２，５２，８２，８
５，８７，８９，９２，９７，１０６，１１１，１１
４，１１５，１３４，１８６，２４９，２５４，２６
９，２８９ Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド １，９，１３，１７，２
０，２８，３１，３９，８０，８１，８３，８９，２２
５，２２７ Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド６ Ｃ．Ｉ．フードレッド ７，９，１４ ・ブルー〜シアン用 Ｃ．Ｉ．アシッドブルー ９，２９，４５，８０，９
２，２４９ Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー １，２，６，１５，２２，
２５，７１，７６，７８，８６，８７，９０，９８，１
６３，１６５２０２ Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー２ Ｃ．Ｉ．フードブルー １，２ ・オレンジ用 Ｃ．Ｉ．ダイレクトオレンジ２６，２９，６２，１０２

【００２９】次に、本発明に使用される気泡発生液につ
いて説明する。記録液（インク）に熱的ダメージを与え
ないように、又、低エネルギーで気泡を発生できるよう
に、できるだけ沸点が低く、他方、自然蒸発（気化）が
生じにくいものとして、下記のような水に溶けない液が
用いられている。なお、カッコ内にはその沸点を示し
た。

【００３０】（１）脂肪族炭化水素 ｎ−ヘキサン（６８．７℃） ｎ−ヘプタン（９８．４℃） ３−メチルヘキサン（９２．０℃） ２．２．４−トリメチルペンタン（９９．２℃） ３−エチルペンタン（９３．５℃） ２．２−ジメチルペンタン（７９．２℃） ２．２．３−トリメチルブタン（８０．９℃） ２−メチルペンタン（６０．３℃） ２−メチルヘキサン（９０．１℃） ２．４−ジメチルペンタン（８０．５℃） ３−メチルペンタン（６３．３℃） ２．３−ジメチルペンタン（８９．８℃） ３．３−ジメチルペンタン（８６．１℃）

【００３１】（２）不飽和炭化水素 １−ヘキセン（６３．５℃） １−ヘプテン（９３．６℃） （３）脂環式炭化水素 メチルシクロヘキサン（１００．９℃） シクロヘキサン（８０．７℃） メチルシクロペンタン（７１．８℃） （４）芳香族 ベンゼン（８０．１℃）

【００３２】（５）ハロゲン化炭化水素 クロロホルム（６１．２℃） １．２−ジクロロエタン（８３．５℃） １．２−ジクロロエチレン（６０．６℃） １．２−ジクロロプロパン（９６．４℃） ２−クロロブタン（６８．３℃） 四塩化炭素（７６．８℃） １．１．１−トリクロロエタン（７４．０℃） トリクロロエチレン（８７．２℃） １−クロロブタン（７８．４℃） １−クロロ−２−メチルプロパン（６８．９℃）

【００３３】次に、記録液として、油性インクを使用す
る場合について説明する。記録液として、一般に、水に
溶けない或いは難溶性の溶媒と、この溶媒に溶解又は分
散する染料より成るインクが用いられる。以下にその溶
媒の例を挙げる。

【００３４】（１）ｎ−ペンタン，ｎ−ヘキサン，ｎ−
ヘプタン，ｎ−オクタン，ｎ−デカン、ｎ−ヘキサンデ
カン、ｎ−ドデカン等の連鎖脂肪族炭化水素。 （２）２−メチルペンタン，２．２−ジメチルブタン，
２．３−ジメチルブタン，２−メチルヘキサン，３−メ
チルヘキサン，２．３−ジメチルペンタン，２．４−ジ
メチルペンタン，２．２．３−トリメチルペンタン，
２．２．４−トリメチルペンタン，２．２．５−トリメ
チルヘキサン，２．２−ジメチル−４−エチルヘキサン
等の分岐した脂肪族炭化水素。

【００３５】（３）ミネラルスピリット，リグロイン，
ナフサ，アイソバー，ケロシン等の名で市販されている
脂肪族炭化水素類の混合物。 （４）シクロペンタン，メチルシクロペンタン，シクロ
ヘキサン，メチルシクロヘキサン，１．２４−ビシクロ
ヘキシル，Ｐ−メンタン，デカリン等の脂環式炭化水
素。 （５）ペンテン，ヘキセン，ヘプテン，ノネン，オクテ
ン，デセン，セテン，シクロヘキセン，ジペンテン等の
不飽和炭化水素類。

【００３６】（６）ジクロロメタン，トリクロロメタ
ン，テトラクロロメタン，１．１−ジクロロエタン，
１．２−ジクロロエタン，１．１．１−トリクロロエタ
ン，１．１．２−トリクロロエタン，１．１．２．２−
テトラクロロエタン，１．２−ジクロロエチレン，トリ
クロロエチレン，テトラクロロエチレン，１．２．３−
トリクロロプロパン，１−プロモ−２−クロロエタン，
１．１．２−トリクロロ−１．２．２−トリフルオロエ
タン，１．１ ２．２−テトラクロロ−１．２−ジフル
オロエタン等のハロゲン化炭化水素類。

【００３７】（７）ベンゼン，トルエン，キシレン，エ
チルベンゼン，メシチレン，クメン，フェニルシクロヘ
キサン，アミルベンゼン，ジアミルベンゼン，アミルト
ルエン，ジフェニルエタン，テトラリン，ジエチルベン
ゼン，トリエチルベンゼン，クロロベンゼン，クロロナ
フタレン等の芳香族炭化水素又はハロゲン化芳香族炭化
水素類。 （８）ペンタノール，ヘキサノール，ヘプタノール，オ
クタノール，３．５．５−トリメチル−１−ヘキサノー
ル，デカノール，シクロヘキサノール，ベンジンアルコ
ール，２−メチルシクロヘキサノール等のアルコール
類。 （９）ジプロピルエーテル，ジブチルエーテル，ジヘキ
シルエーテル，アニソール，フェネトール，ブチルフェ
ニルエーテル，ベンチルフェニルエーテル，メトキシト
ルエン，ジベンジルエーテル，ジフェニルエーテル，ベ
ンジルエチルエーテル，シネオール等のエーテル類。

【００３８】（１０）ペンタノン，ヘキサノン，メチル
イソブチルケトン，ヘプタノン，ジイソブチルケトン，
シクロヘキサノン，イソホロン等のケトン類。 （１１）酢酸エチル，酢酸プロピル，酢酸ブチル，酢酸
イソベンチル，プロピオン酸エチル，プロピオン酸ブチ
ル，酪酸エチル，酪酸イソペンチル等のエステル類。 （１２）変性シリコーンオイル等。

【００３９】これらの溶媒は、単独又は２種以上を混合
して、本発明のインクの媒体として使用することができ
る。次に、本発明に用いることができるインクの染料に
ついて説明する。基本的には、水に溶けない或いは難溶
性の溶媒に溶解又は分散し、記録された画像に充分な濃
度を与えるものであれば差支えない。

【００４０】これらの染料の例として、カラーインデッ
クスにおけるソルベント染料，分散染料，塩基性染料，
酸性染料，直接染料が挙げられる。塩基性染料，酸性染
料，直接染料のうちには、それ自体で有機溶媒に比較的
高い溶解性を示すものがあるが、カウンターイオンを交
換して用いることにより、更に溶解性を向上せしめたも
のを用いることができる。例えば、酸性染料，直接染料
中のスルホン基，カルボキシル基のカウンターイオンを
ナトリウムからアミン，４級アンモニウム，４級ホスホ
ニウムに変えることにより、それらの染料の有機溶媒へ
の溶解性を向上することができる。

【００４１】これらの染料の具体例を以下に挙げる。 （１）ソルベント染料系 Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー １〜１０１ Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ １〜６７ Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド １〜１５１ Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット１〜３０ Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー １〜８７ Ｃ．Ｉ．ソルベントグリーン １〜２５ Ｃ．Ｉ．ソルベントブラウン １〜４４ Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック １〜３５

【００４２】（２）分散染料系 Ｃ．Ｉ．ディスパースイエロー １〜１２１ Ｃ．Ｉ．ディスパースオレンジ １〜９１ Ｃ．Ｉ．ディスパースレッド １〜１９５ Ｃ．Ｉ．ディスパースバイオレット１〜６０ Ｃ．Ｉ．ディスパースブルー １〜１７５ Ｃ．Ｉ．ディスパースグリーン １〜６ Ｃ．Ｉ．ディスパースブラウン １〜１１ Ｃ．Ｉ．ディスパースブラック １〜３４

【００４３】（３）酸性染料系 Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー １，１７，２３ Ｃ．Ｉ．アシッドレッド １，３５，５２，９２，１
３５，２５４，２８９ Ｃ．Ｉ．アシッドブルー ２４９ Ｃ．Ｉ．アシッドブラック ２ （４）直接染料系 Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー ４４，８６，１４２，１
４４ Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド ４，８１，８９，９２，
９４，２２７ Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー ８６，８７ Ｃ．Ｉ．ダイレクトオレンジ ２６，２９，５２，７
２，１０２，１０４ Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック １９，１５４

【００４４】これらの染料のカウンターイオンをテトラ
ベンチルアンモニウム，テトラブチルアンモニウム，テ
トラヘキシルアンモニウム，ジメチルヘキシルアンモニ
ウム，トリエタノールヘキシルアンモニウム，トリエチ
ルアミン等のカチオンにすることにより、染料の有機溶
媒への溶解性を向上することができる。

【００４５】 Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１〜１２，１４，１６，１
７，２６，２７，２９，３０，３５，３９，４０，４
６，４９〜５１，５６，６１，８０，８６，８７，８
９，９６ Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ１２，２３，３１，４３，
５１，６１ Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド １〜３，１６〜２０，２
２，２４〜２６，４０，５２，５９，６０，６３，６
７，６８１２１ Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット７，１６，１７ Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー ２，６，１１，１５，２
０，３０〜３２，３５，３６，５５，５８，７１，７２ Ｃ．Ｉ．ソルベントブラウン２，１０，１５，２１，２
２ Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３，１０〜１３

【００４６】これらの染料の中で、耐光性等の他の特性
を含めて特に好ましいものを以下に挙げる。 Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー３，５，９，１４，１６，
２６，２７，２９４０，４６，４９，５０，５６，６
１，８６８７，９６ Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ４３，６１ Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド ２，２０，２５，６０，６
３，６７，６８ Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット７，１６，１７ Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー １５，２０，３０，３２，
３６，５５ Ｃ．Ｉ．ソルベントブラウン２１ Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３，１０，１１，１３

【００４７】これらの染料の他に、市販の染料で有用な
ものを以下に挙げる。 Ｏｒｉｅｎｔ Ｏｉｌ Ｂｌａｃｋ ＢＷ（オリエント
化学社製） Ｓｕｍｉｓｏｌ Ｂｌａｃｋ ＡＲｓｏｌ（住友化学社
製） Ａｉｚｅｎ Ｓｐｉｌｏｎ Ｂｌｕｅ ＧＮＨ （保土
ヶ谷化学社製） Ａｉｚｅｎ Ｓｐｉｌｏｎ Ｒｅｄ ＧＥＨ ｓｐｅｃ
ｉａｌ（保土ヶ谷化学社製） Ｏｒｉｅｎｔ Ｏｉｌ Ｓｃａｒｌｅｔ ＃３０８（オ
リエント化学社製） Ｏｒｉｅｎｔ Ｏｉｌ Ｐｉｎｋ ＯＰ（オリエント化
学社製） Ａｉｚｅｎ Ｓｐｉｌｏｎ Ｙｅｌｌｏｗ ＧＥＨ ｓ
ｐｅｃｉａｌ（保土ヶ谷化学社製） Ａｉｚｅｎ Ｍｅｔａｌｏｎ Ｙｅｌｌｏｗ ＨＮＲＳ
（保土ヶ谷化学社製） Ｓｏｌｄａｎ Ｙｅｌｌｏｗ ＧＲＮ（中外化学社製）

【００４８】インク処方例１ 溶媒 ミネラルスピリット ９８．５ｗｔ％ 染料 Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３ １．５ｗｔ％ インク処方例２ 溶媒 ｍ−キシレン４０．０ｗｔ％，テトラリン５
７．０ｗｔ％ 染料 Ｓｕｍｉｓｏｌ Ｂｌａｃｋ ＡＲ ｓｏｌ
３．０ｗｔ％ インク処方例３ 溶媒 フェニルシクロヘキサン ９８．０ｗｔ％ 染料 Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１４ ２．０ｗｔ
％

【００４９】インク処方例４ 溶媒 フェネトール ９８．０ｗｔ％ 染料 フタロンアニンテトラスルホン酸のテトラペン
チルアンモニウム塩２．０ｗｔ％ インク処方例５ 溶媒 テトラリン ９７．５ｗｔ％ 染料 Ｏｒｉｅｎｔ Ｏｉｌ Ｓｃａｒｌｅｔ ＃３
０８ ２．５ｗｔ％ なお、気泡発生液としては、純水或いは純水に防腐剤を
添加した液、或いは、純水にＰＨ調整用にアルカリを添
加した液が用いられる。

【００５０】本発明において、油性インクに対する気泡
発生液としては、水を主成分とした磁性流体が使用され
る。具体的には、溶媒として水を用い、コロイド粒子と
しては、マグネタイトが用いられる。次に、本発明にお
いて、磁性流体に磁場をかける手段について説明する。
図１〜図５に示した実施例では、永久磁石を使用した例
であり、この永久磁石の使用は、ヘッドをコンパクトに
し、且つ低コスト化を図る上において、非常に好都合で
ある。この場合、常時、磁力が作用しているため、磁性
流体は気泡発生液用流路から移動しにくく、ヘッドの運
搬時の振動等に対して移動することなく、ヘッド内に配
置した２層の液体のうちの磁性流体は、気泡発生液とし
て機能させることができる。

【００５１】磁性流体に磁場をかける他の手段として、
上記永久磁石の代わりに、電磁石が使用される。この電
磁石の場合は、使用される磁性流体に応じて、加える磁
力の強さを電気的に制御できるため、磁性流体の制御を
より効率的且つ厳密に行うことができる。又、電磁石を
使用する場合には、必ずしも常時磁場をかけておく必要
もない。磁性流体の性質上、特に長期に磁場をかけ続け
ると、磁性流体中に分散しているコロイド粒子が凝固、
沈澱する材料に対しては、必要な時にのみ、磁場をかけ
る電磁石が好都合である。

【００５２】少なくとも、印字中には磁性流体に対して
磁場をかけられるように構成し、前述した記録液と気泡
発生液（磁性流体）との２液分離状態を安定して形成
し、印字が終了すると、磁場を解消することができる。
このように磁性流体の性質に応じ、磁場によりコロイド
粒子が凝固、沈澱する材料において、コロイド粒子の凝
固、沈澱を抑えることができ、長期にわたって、信頼性
の高いヘッドを提供することができる。

【００５３】以下、具体的な実験例について、例示す
る。 実験例１ ウエハプロセスによって形成した発熱体基板（ヒータサ
イズ １５０×３０μｍ，抵抗値１２０Ω）と、吐出口
サイズ３０μｍ×３２μｍの大きさの流路よりなる部材
とを組合せ、且つヘッドの底部に永久磁石を取付けて、
本発明のヘッドを構成した。 使用したインク：ヒューレット・パッカード社製Ｄｅｓ
ｋＪｅｔ用インク（水性インク） 気泡発生液 ：松本油脂製薬製マーポマグナＦＶ−５
５ 記録紙 ：三菱製紙製マットコート紙ＮＭ ヒータへの駆動パルスとして、電圧２６Ｖ、パルス幅６
μｓにより駆動したところ、最高４．２ｋＨｚまで応答
した。この時、飛翔したインク滴は、記録紙に対して画
素径約１０５μｍの良好な濃度の濃い丸い画素として形
成された。

【００５４】比較例１ 永久磁石を取外したヘッドにおいて、実施例１と同じ条
件においてヘッドを駆動して印字したところ、画素径は
約１２０μｍであり、やや滲みを起こし、濃度の薄い画
素が得られた。詳細に調べたところ、記録紙上の画素
は、インク（記録液）とマーポマグナＦＶ−５５（気泡
発生液）とが混じり合った画素から形成されていた。

【００５５】比較例２ 比較例１と同様に永久磁石を取外したヘッドにおいて、
駆動周波数を、４．２ｋＨｚから徐々に下げながら記録
を行ったところ、１．６ｋＨｚ以下の周波数において、
濃度が濃くて、画素径が約１１０μｍのインク（記録
液）だけによる画素を形成することができた。

【００５６】実験例２ 実施例１と同じヘッドを使用し、インク（記録液）と気
泡発生液と記録紙として下記のものを使用し、下記の条
件で駆動して印字実験を行った。 使用したインク：ミネラルスピリット９８．５ｗｔ％
に、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３を１．５ｗｔ％溶解
させたもの 気泡発生液 ：松本油脂製薬製マーポマグナＦＷ−４
０ 記録紙 ：リコー製再生紙 紙原 ヒータへの駆動パルスとして、電圧２８．５Ｖ、パルス
幅７μｓにより駆動したところ、最高４ｋＨｚまで応答
した。この時、飛翔したインク滴は、記録紙上に、画素
径約１００μｍの良好な丸い画素として形成された。

【００５７】実験例３ 記録紙としてボンド紙を使用し、他の条件は実験例２と
全く同一として印字実験を行った。この結果、記録紙上
には、画素径約１１０μｍの良好な丸い画素が形成され
た。

【００５８】実験例４ 実験例１で使用したヘッドと、比較例１で使用したヘッ
ド（永久磁石を取り外したヘッド）の夫々に、インク
（記録液、ＤｅｓｋＪｅｔ用インク）と気泡発生液（マ
ーポマグナＦＶ−５５）を充填し、キャップを密閉し
て、共に１年間放置した。この放置したヘッドを駆動さ
せようとしたところ、実験例１において使用したヘッド
は駆動できなかった。該ヘッドを分解した調査した結
果、気泡発生液が凝固しているのが観察された。次に、
比較例１で使用したヘッドに永久磁石を取付けて駆動し
たところ、約４ｋＨｚの応答周波数により何らの支障な
く駆動することができた。

【００５９】実験例５ 実験例１において使用したヘッドの永久磁石の代わり
に、電磁石を取付け、実験例１と同様の条件により該ヘ
ッドを駆動した。この場合、ヘッド駆動時だけ、気泡発
生液は磁場を与えられ、３日に１回の割合で夫々約１〜
１０分間の駆動を１年間続けた際において、気泡発生液
は凝固することなく、良好な作動をすることができた。

【００６０】

【発明の効果】本発明の構成において、気泡発生液とし
て磁性流体を使用し、この磁性流体に磁場をかけること
により、気泡発生液と記録液とを確実に分離することを
可能にし、熱エネルギー作用によって気泡発生の際の熱
が、記録液の粘性低下等の物質特性に変化を与えること
なく、安定した噴射特性を維持できる効果を有し、２液
の分離を確実に行なえるため、高い応答周波数を実現で
きる効果を有する。

【００６１】そして、本発明において、気泡発生液の磁
性流体を有機溶媒中に強磁性コロイド粒子を分散させた
液体と、記録液を水性系インクを使用した場合、２液の
分離を確実に行え、更に、比較的低エネルギーで気泡を
発生させ、低エネルギー駆動を可能とする効果を有し、
又、気泡発生液の磁性流体を水系液体とし、記録液を油
性系とした場合、２液の分離を確実に行え、更に、記録
紙の紙質を比較的自由に選択できる効果を有する。

【００６２】また、本発明では、磁場をかける手段とし
て、電磁石を使用して印字中においてのみ、磁場をかけ
ることにより、気泡発生液の変質を避けることができ、
長期の使用を可能とし、磁力の変化により磁性流体の制
御を可能とする効果を有し、気泡発生液の材質によって
は、永久磁石の使用により、低コストで簡単な構成であ
って、使い捨て形式のヘッドを提供する利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるインクジェットドロップジェネレ
ータの一実施例を説明するための斜視図である。

【図２】図１のｘ−ｘ線断面図である。

【図３】図１のｙ−ｙ線断面図である。

【図４】本発明のインクジェットドロップジェネレータ
の動作する前の状態を示す断面図である。

【図５】図４の動作前の状態から動作中の状態への変化
を説明するための断面図である。

【符号の説明】

１ 吐出口 ２ 記録液用液室 ３ 記録液用流路 ４ 気泡発生液用液室 ５ 気泡発生液用流路 ６ 記録液流入口 ７ 気泡発生液流入口 ８ 気泡発生部（熱エネルギー作用部） ９ 永久磁石 １０ 記録液 １１ 気泡発生液 １２ 気泡 １３ 記録液滴

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録液を所定の方向に飛翔させる吐出口
   と、該記録液を前記吐出口へ供給するための液室と、該
   液室内には、互いに溶け合うことなく、接触して収納さ
   れた前記記録液と該記録液と溶け合わない気泡発生液
   と、前記気泡発生液と接する側の液室の壁に設けられた
   熱エネルギー作用部とを設け、気泡発生液に気泡を発生
   させることにより、記録液を吐出口から飛翔させて記録
   を行う形式のインクジェット記録装置において、前記気
   泡発生液として磁性流体が用いられ、該磁性流体と接す
   る液室には磁場を与える手段を備えていることを特徴と
   するインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記磁性流体は有機溶媒中に強磁性コロ
   イド粒子を分散させた液体とし、前記記録液は水性系イ
   ンクとしたことを特徴とする請求項１記載のインクジェ
   ット記録装置。
3. 【請求項３】 前記磁性流体は水を溶媒とした強磁性コ
   ロイド粒子を分散させた液体とし、前記記録液は油性系
   インクとしたことを特徴とする請求項１記載のインクジ
   ェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記磁場を与える手段は、印字作動中に
   磁場にかけることを特徴とする請求項１記載のインクジ
   ェット記録装置。