JPS58174460A - 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４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、その
液滴によって記録を行なうインクジェット記録方式に適
した記録液に関する〜従来から紙等の被記録材に記録を
行なう筆記具（万年筆・７エルＦベン等）には、インク
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
しめたものが使用されている。

ま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フジエラ）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
筆、７エルシペンの様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。

インクジェット記録法は、騒音の発生がなく、普通紙に
特別の定着処理なしに高連記録或いはカラー記録が行な
えるものであり、種々のタイプのものが活発に研究され
ている。

この様なインクジェット記録法は、ＷｒｌｌＮインクと
称される記録液の液滴（ｄｒ・ｐｌ＠ｔ　）を飛翔させ
、これを被記録材に付着させて記録を行なうものである
。欺かる記録液は、記録剤（染料又は顔料が用いられる
）及びこれを溶幣又は分散する液媒体（水又は各暑有機
溶削成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！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、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、種大の方式がある。その−例を
第ｓｌ！ｌ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ド部
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２畠、振動板ｚｂ、記働液
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１．−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。モしてピエゾ振動子２ａには、信号処理手段（例え
ばパルス変換器）１０によって記録信号８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
記餐液に圧力変化が生ずる。その結果、記ｌ１１１１７
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ＩＩＩが行なわれる。

又、上記の装置以外にも種々のタイプの装置が知られて
おり、例えけ、第２ＷＪに示す様に、第１図の！１形例
として液室４をノズル状にし、その外肩部に円筒状のピ
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１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、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、或いは又、記伜ヘツＹ
の室内の記ａｍに記録信号に対応した熱エネルギーを、
今え、該エネルキーニ！９１１Ｅ滴を発生させる装置等
も知られている。

−ｔ（Ｆ）　１５４Ｇ第３−＆図、第ｓ−ｂ＠ｓ第４図
に示す◇ ヘッド１３はインクを通す溝１４を有するガ′ラス、セ
ラミクス、又はプラスチック板等き、感熱記録に用いら
れる発熱ヘッドＩｓ（［では薄膜ヘッドが示されて娠す
るが、これに課電されるものではない）とを接着して得
られる。発熱へツＦＩＳは酸化シリコン等で形成される
保護膜１６．７ｋｌ＝９ｈ電＠１　？−１，１７−２、
ニクロム等で形成される発熱抵抗体層１８、蓄熱層１９
、アルミナ等の放熱性の良い基板２０より成っている。

インク２１は吐出オリフィス２２まで来ており、圧力ｒ
によりメニスカス２３を形成しているＯ 今、電＠１７−１．１７−２に電気信号が加わると、発
熱ヘッド１５のｌで示される部分が急激に発熱し、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が突出されインク２１が吐出しオリフィス
２２より記録小滴２４となり、被記録材２５に向って飛
翔する。第４ＷＪ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。該マルチヘッドは
マルチ溝２６を有するガラＸ　板２７と、第３−　ａ図
に説明したものと同様な発熱ヘッド２８を接着してつく
られている。

特に、上記の熱エネルギーを利用した液体噴射記録法に
於いては高解像度、高品質の画像を更に高速で長時間記
録する場合、或いは、装置の使用寿命を飛曙的に向上さ
せるには、記録ヘッドの繰返し使用寿命（耐久寿命）を
向上させる必要がある。

上記の如き記録法に適用される記録ヘッドの使用寿命を
決定している要因としては、具備される発熱ヘッドの寿
命の他に、その表面への固形物の沈積があげられる。こ
の気泡の発生、消滅の繰り返しの際に記録液は、高温を
受けるため、熱的に不安定な記録液は、化学変化を起す
ことが予想される。

実際、気泡の発生、消滅を長く継続させると、その結果
として発熱ヘッド表面近傍に於て、不溶物の生成′・沈
積が起きることでヘッドの吐出不能を生じることが多く
の実験で経験され、致つ、観察された。

本発明は、とりわけ上記の不都合を解消する為に成され
たものであって、前記した公報に記載された記録法に適
用される記録ヘッドの使用寿命を格段に延ばす仁とがで
き、しかもヘッドの故障率を著しく低下させ、その信頼
性を高め得る記録液を提供する事を目的とするものであ
る０ そして、この様な目的を達成する本発明の記録液は、下
記一般式にて表わされる化合物（染料）を記録剤として
含有することｔ−特徴とするものである。

１： （ｆｆｌＬ・ｊ′″０パ・パ・・−１１・゛・“・５′
・“・ＯＨ、ｇｏ、ＭＯ何れかを示す。又、前記Ｍ或い
は上式中ＯＭ＃ｉＮａ、に、　Ｌｌ　、アンモニウム類
、アミン類の何れかを示す。） 上記した本発明の記録剤は、特に２５０　”Ｃ以上に加
熱された時に生じるアゾ結合（−Ｎ＝＝Ｎ−）の切断に
際しても、その分解生成物が液媒体に充分な溶解性を有
するものである。その為、長時間に亘る気泡の発生消滅
のくシ返しに於いても発熱ヘッド表面における不溶物の
生成・沈積を生ぜず記録ヘッドの吐出不能を生じる事は
ない。又、本発明の記録剤として用いる染料は、その分
子構造から予測できる通〕、液媒体に対する溶解性は充
分満足する性能を有しており、特に水に対する溶解性が
優れている事から、水性の記録液を組成する時に非常に
有効に用いる事ができる０ 又、本発明Ｏ記録液は、記録剤である染料の他に、水、
有機溶剤などの適当な溶媒、さらに必要に応じて表面張
力調整剤、粘度調奄剤等の添加物を適宜添加調合するこ
とによシ、いわゆるイ′りと称される７、！体組成物と
して得ら７る・この記録液を用いてｓ　’　ｒｉｇ　を
図に示されるような記録ヘッドで記録を行なえば、従来
通りの記録液を使用し九場合に比べて、記録ヘッドの使
用寿命は以下の実施例で示されるように飛障的に向上し
うる。

本発明に用いる記録剤としては、具体的に次のような化
学構造の染料があげられる。

尚、本発明の記録液を組成するための液媒体成分として
は、水或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、詭−プロビル・ア
ルコール、イソプロピル・アルコール、聴−ブチル・ア
ルコール）ｓｅ＠−ブチル・アルコール、ｔａｒｔ−ブ
チル・アルファール、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；ア七トン、
ジアセトン・アルコール等のケ）ン又はケトン・アルコ
ールｗＡ：テトラヒドロ７ラン、ジオキサン略のエーテ
ル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１．３ジメチル−
２−イミダゾリジノン等の含窒素複素環式ケトン類；ポ
リエチレンクリコール、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；エチレングリフール、プ
ロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレ
ングリコール、１、λ６ヘキサントリオール、チオジグ
リコール、ヘキシレンダリコール、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；エチレングツコールメ
チルエーテル・ジエチレングリコールメチル（又はエチ
ル）エーテル、トリエチレンクリフールモノメチル（又
はエチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルキル
エーテル類等が挙げられる。

これらの多くの一水溶性有機溶剤の中でも、多価アルコ
ールのジエチレングリコール、多価アルコールの低級ア
ルキルエーテルのトリエチレングリフールモノメチル（
支はエチル）エーテル等は、好ましいものである。

記録液中の上記水溶性有枠溶剤の含有量は、一般には記
録液全重量に対して重量パーセントで５〜９５％、好ま
しくは１０〜８０％、より好ましくは２０〜５０％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、筆記具
用の記録液或いは所謂インクジェット記録用の記録液と
じてそれ自体で記録特性（信号応答性、液滴形成の安定
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、記録剤の溶解安定性、
被記録材への定着性、或いは記録ｍｓの耐光性。

耐候性・耐水性・耐アルコール性等いずれもバランスの
とれた優れたものである。そしてこの様な特性を更に改
良する為に、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、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１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、＊Ｓ剤によるＦｕｌ
ｌ整剤等を挙げることができる。

記録液を帯電するタイプの記影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、［ｔＳ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使用
される。また吐出オリアイス先端での保水性向上：門と
して尿素、チオ尿素が好適に使用される。尚、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場合
には、熱的な物性値（例えば、比熱、熱ｌｉＦ、脹係数
８、熱伝導率等）が調整されることもある。

本発明の記録液を所ｍ筆記具用の記録液とし要がある。

本発明を以下の実施例で更に詳細に説明する。

°実施例１ アルミナ基板上にＳｔＯ，層（下部層）をスパッタリン
グにより５μｍ厚に形成、続いて発熱抵抗層として］ｌ
ｆＢ、を１０００人Ｈに、アルミニウムを電極として３
０００人厚に積層した後、選択エツチングによって５０
μｍ　Ｘ　２００μ議の発熱抵抗体パターンを形成した
。次に８１０．層をスパッタリングにより３５００人厚
に保護Ｊ１ｇ（上部層）として積層して基板上に電気・
熱変換体を形成した後、幅５０μ―Ｘ深さ５０μｍの溝
を刻んだガラス板□ を溝と発熱抵抗体が、合致するように接合した。

引続いて発熱抵抗体の先端とオリフィスの距離が２５０
μｍになるようオリフィス端面を研磨して記録ヘッドを
作成した。この記侭ヘッドを用いて、以下に示す液組成
のインクを吐出させた。

この場合、記録ヘッドの駆動を１０μｓ＠＠、　４０マ
の・矩形電圧パルス印字信号を２００μｍ・Ｃの周期で
行なったところ、１８０時間の連続印字に充分耐える寿
命を有していた。

実施例２ 実施例１に於て用いた液組成のインクのうちの構造式＾
６の染料の代りに、下表に列記した構造式轟の各種染料
を用いた場合の記録ヘッドの耐久時間を下表に示した。

尚ヘッドの駆動は１０μ魯・ｅ、５０マの矩形電圧パル
ス印字信号を２００μｍｅ・の周期で行なった。

実施例３ 実施例１において用いたインク組成物のうちのＮ−メチ
ル−２−ピロリドンの代りに、トリエタノールアミンを
用いた場合も！ｉＩ！施例１と同様な結果を得た。

実施例４ 実施例２において用いた各インク組成物のうちのジエチ
レン−グリコールの代りにエチレングリコールを用いた
場合も、全て、実施例２と同様な結果を得た。

【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３−４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図は第ト１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Ｏ 但し、図において ｌ・−記録ヘッド、２ｍ・・・ピエゾ振動子、２ｋ・・
・振動板、３・・・流入口、ａ−＝ｌ液°室、５・・・
吐出オリフィス、６・・・貯蔵タンク、フ・−・記録液
、８・・・供’、’、Ｉｌｌ’。 給管、Ｓ・・・中間処理手段、１０・・・信号処理手段
。 １１・・・液滴、１２．２５・・・被記録材、Ｈ・・・
記録信号、１４・−・液室、Ｉｓ・・・発熱ヘッド、１
６・・・保護層、１７・・・電極、１８・・・発熱抵抗
体層、１９・・・蓄熱層、２０・・・基板、２６・・・
溝である。 代　　埋　　人　　　　凡　　″　　慎　　−−・・−
（・、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 記録像を形成する記鋒剤として、下記一般式で表わされ
   る化合物を含有して成ることを特徴とする記録液。 （但し、上式中１、ＩＬ、　、　ｌ、　、　ｉＬ、　、
   凰、は、夫ｋＥ。 ０１１１　、１１０．Ｍの何れかを示す。又、前記Ｍ或
   は上式中め夏はＮａ、！、Ｌｉ、アンモニウム類、アミ
   ン類の何れかを示す。）