JPS58176272A - 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（吐出オリフィス）から吐出させ、そのｅ
、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鹸記具（万年筆
・フェルトベン−８）には、インクとして各種の染料を
水洗たけ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島電圧印加による静
電引力等により記録ヘッド内の液体を吐出オリアイスか
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
吻が使用されることが知られている。しかし一般の万年
筆、フェルト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、多くの時性で一１→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速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、所謂インクと称され
る記録液の液滴（ｄｒｏｐ／＠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。斯
かる記録液は、記録剤（染料又は顔料が用いら扛る）及
びこれを溶解又は分牧する液媒体（水又は各種有機溶削
成いはこ扛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？！ｒ　ｌ！ｊｉ　溢加剤が添加され
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、種々の方式がある。その−例を
第１図に示す。

即ち第１図の装置はピエゾ禍勅子を有する記録ヘッド部
に記録信号を与え、積信号に応じて記＠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２８Ｘ＠勅板２ｂ、記録液
の流入口３、ヘッド内の液室４及び吐出口（吐出オリス
イス）５を有している。液室４内には貯蔵タンク６に貯
え、られた記録液７゛が、供給管８によって導入されて
いる。尚、供給管８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会段９が設けられることも
ある。そしてピエゾ振動子２−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５から液滴１１となって吐出し、被記録材
１２０表面に記録が行なわｎる。

又、上記の装置以外にも種々のタイプの装置が知らｎて
おり、例えば、第２図に示す様に、第１図の変形例とし
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、帯電しだ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、記録ヘッドの室
内の記＠液に記録信号に対応しだ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等も知られて
いる。

その１例を第３−　ａ図、第３−　ｂ図、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と、感熱記録に用いられ
る発熱ヘッド１５（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１５は酸化シリコン等で形成される保穫
襖１６、アルミニウム電極１７−１．１７−２、ニクク
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［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Ｐ
によりメニスカス２３を形成シテいる。

今、電極１７−１．１７−２に電気信号が加わると、発
熱ヘッド１５のｎ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４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観図を示す。該マルチヘッドは
マルチ溝２６を有するガラス板２７と、第３−１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Ｗｆｉ１１度、高品質の１ｊｉ＋象を更に高
速で長時間記録する場合、或いは、装置の使用寿命を飛
躍的に同上させるには、記録ヘッドの繰返し使用寿命（
耐久寿命）を向上させる必瞳がある。

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ｎ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、且つ、観察された。

礒４者実記記録に適用される記録ヘッドの使用寿命を格
段に延ばすことができ、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礎供する事
を目的とするものである。

そしてこの様々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
することを特徴とするもの（但し、上式中、Ｒ１は０１
（又はＮ）（、を、Ｒ，はＲ９０）１又は■、を、Ｒ３
はＲ９−又はＳＯＩＭを、Ｒ４はＨ又はＯＨを、Ｒ５，
Ｒ＠、　Ｒ，は何れも、ＨｌＳｏ、Ｍ又はＯＲを表わす
。尚、上式中のＭ及び前記Ｍは、夫々、Ｎｍ、　ｋ、　
Ｌｉ、　　アンモニウム類、アミン類の中から選ばれる
一つの塩基を示す。） 上記した本発胡の記録剤は、特に、２５０℃以上に加熱
されたときに生じるアゾ結合（−ＮｍＮ−）の切断に際
しても、その分解生成考が液媒体に充分な溶解性を有す
るものである。そのため長時間に亘る気泡の発生、消滅
のくり返しに於いても発熱ヘッド表向における不溶物の
生成・沈積を生ぜず、記録ヘッドの吐出不能を生じるこ
とはない。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とおり、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、侍に水に対する
溶解性が優れていることから、水性の記録液を組成する
ときに非常に有効に用いることができる。

父、本発明の記録ａ杜、記録剤である染料の他に、水、
重機溶剤などの適へな溶媒、さらに必要に応じて表面俵
力調整剤、粘度調贅剤等の添加切を適宜添加調合するこ
とにより、いわゆるインクと称される液体組成物として
得られる。

この記録液を用いて、第１図に示される工′）ｌ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た場
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−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代
学構遺の染料があげられる。

（Ａ１） （４２） （／％３　） （腐４） ０１（ （屑５）　　　　　　　。Ｈ （／％６）　　　　　　　　。Ｈ （４７）　　　　　　　　　　ｏｎ （４９） Ｏｆ（ （１１６） ０１’［ （劇７）　　　　　　　。□ （４１８）　　　　　　　　　　　ＯＲ１％（４１９） ０■ すｉ （巡２０）　　　　　　　　。□ ９［％Ｎｓ ＯＨ （、％３２　） ０ロ （巡３４） （准３６） （腐３７） Ｉ （′６４４）ＮＨ，ＯＨ Ｃ７％４６） ＳすｔＮｓ　　　　　　　　　　　　　８（ＪＩＮ畠（
４５４） （／４６６０） （、％６１　） （Ａ６６９） （４７０） Ｈ （／％７１） ０■ ＳへＮ１ （／１６７４） 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
用されるう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−７’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、５ｅｃ−７’　ｆル會アルコール、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φ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
コール類；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−２−ピロリドン、１．３ジメチル−
２−イミダゾリジノン寺の含窒累複素環式ケトン類；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、ブチレングリコール、トリエチレ
ングリコール、１、２．６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：エチレングリコール
メチルエーテル、ジエチレンクリコールメチル（又はエ
チル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（
又ａ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。

これらの多くの水溶性有機溶剤の中でも、特ニ、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コールモノメチ
ルＣ又ｕｘｆｙｂ）エーテル等は、好ましいものである
。

記＠液中の上記水溶性有機溶剤の含有欧は、一般には記
録液全重量に対して重量パーセントで５〜９５易、好ま
しくは１０〜８０％、より好ましくは２０〜５０４）の
範囲内とされる。

この様な成分から〈１０１れる本発明の記＠銭は、筆記
具用の記録ｆ没或いは１升１イ／クジエツト記碌用の記
祿液としてそれ自体で記祿特性（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、長期間の記録体止抜の吐出安定性
）保存安定性、記録剤の溶解安定性。

被記録材への定着性、或いは記録両偉の耐光性。

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艷に添
加含有せしめても良い。

例エバ、ポリビニルアルコール、セルロース類、水溶性
樹［盾等の粘度：Ａ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向張力調整剤：緩衝剤によるＰ
Ｒ調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填等の比抵抗調整剤が使用さ
れる。まだ吐出オリフィス先端での保水性向上剤として
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、
熱的な力性値（例えば、比熱、熱膨張係数、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謂筆記具用の記録液として利用する
除には、粘度、種々の材質の被記録ｔＬ 材との親和性等を考慮し７て′ＷＪ畔、懺を調整する必
沙がある。

本発明を以下の実施例で更に拝細に説明する。

実施例１ アルミナ基板上にＳｉ０ｇ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Ｉ（
ｆＢ２を１００ＯＡ厚に、アルミニウムを電極とし７て
３ＱＯＯＡ　＃に積層した後、選択エツチングによって
５０μｍ　Ｘ　２００μｍの発熱抵抗体パターンを形成
した。次に別へ層をスノくツタリングにより３５００人
厚に保ｉＶＩ層（上部層）として積層して基板−ヒに電
気・熱変換体を形成した後、幅５０μｍ×深さ５０μｍ
の鳥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１７た。

引続いて発熱抵抗体の先端とオリフィスの距蝶が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。この記録ヘッドを用いて、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１０μ虹、　４０Ｖの矩
形電圧パルス印字信号を２００μ式の周期で行なったと
ころ、１６０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ｉ式４
１ｇの染料の代りに、下表に列記した構造代置の各種染
料を用いた場合の記録ヘッドの耐久時間分下表にまとめ
て示した。

尚ヘッドの駆動は１０μｗ、５ＱＶの矩形電圧パルス印
字（ｉ号を２００μ式のｗｄ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
用いた場合も実施例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−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４図は第３−壜図、第３−ｂＩ３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 ｌ・・・記録ヘッド、２ｍ・・・ピエゾ娠動子、２ｂ・
・・振動板、３・・・流入口、４−液室、５・・・吐出
オリアイス、６・・・貯蔵タンク、７・・・記録液、８
・・・供給管、９・・・中間処理手段、１０・・・信号
処理手段。 １１・・・液滴、　　１２．２５・−被記録材、Ｓ・・
・記録信号、１４・・・液室、１５・−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。 特許出願人　　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録像を形成する記録剤としで、下記一般式で表わされ
   る化合劾を含有して成ることを特徴（但し、上式中、ａ
   ｌはＯＨ又は島を、Ｒ２はＨｌｏＨ又は当を、Ｒ３はＦ
   Ｉ　、　ＮＨ，又はＳへＭを、Ｒ４は、Ｈ又はＯＨを、
   Ｒｓ、　Ｒ＠、　Ｒ，は何れも、ＨｌＳＯ，Ｍ又はＯＨ
   を表わす。尚、上式中のＭ及び前記Ｍは、夫々、’Ｎｍ
   、に、ＬＬ、アンモニウム類、アミン類の中から選ばれ
   る一つの塩基を示す。）