JPS58176274A - 記録液及びそれを用いたインクジェット記録方法 - 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ｔ′
した微細な吐出口（吐出オリフィス）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・フェルトベン等）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撮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ｎることが知られている０しかし一般の万年
篭、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、多くの脊柱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速記録或いはカラー記録が行なえ
るものであり、Ｓ々のタイプのものが活発に研究されて
いる０ 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（ｄｒｏｐｌｅｔ　）を飛翔させ、こｎ
’ｌ被記被記録材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
創成いはこれらの混合物が用いられる）を基本的成分と
し、又必要に応じて各攬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、徨々の方式がある。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−Ｃ記録を行なうものである。第１図において、■
は記録ヘッドで、ピエゾ振動子２ａ、振動板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
フィス）５を有している。液室４内には貯藏夕／り６に
貯えられた記録液７が、供給管８によって導入さｎてい
る。尚、供給Ｗ８の途中には場合によつ−Ｃ，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
める。そしてピエゾ振動子２ａには、信号処理手段（例
えはパルス変換器）１０によつ−Ｃ記録信号Ｓからパル
スに変換さｎ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。七の結果、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１２の表面に記録が行なわれる。

父、上記の装置以外にも椎々のタイプの装置が知られて
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
振動子を設置したる）。父、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に有するガラス、セラ
ミクス、又はプラスチック板等と、感凧記録に用いらｎ
る発熱ヘッド１５（図では薄膜ヘッドが示さｎ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繰
ＩＩｌ！！１６、アルミニウム電極１７−１．１７−２
、ニクロム等で形成される発熱抵抗体層１８．蓄１１１
９％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Ｐ
によりメニスカス２３を形成している０ 今、電極１７−１．１７−２に電気信号が加わると１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に向つ−〔
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４２６を有するガラス板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−
〔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、篩品質の画像を更に高速で長時［
５記録する場合、或いは、装置の使用寿命を飛躍的に向
上させるには、記録ヘッドの繰返し使用４命（耐久！＃
＊）１−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、その表面への固形慟の沈積があげられる。こ
の気泡の発生、消滅の繰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０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いて不溶物の生成沈
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７Ｌ、且つ観察さｎた。

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提供
する事を目的とするものである。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をｔＦ！ｆ
徴とするものである。

（但し、上式中Ｑ、　、　Ｑ、は置換さ扛たフェニル基
。

又はに換されたナフチル基を表わし、そのとき（７）ｌ
ｌ換基は、−０ｆｌ　、　−８０８Ｍ　、　−ＮＯ，、
−Ｃｌｌ　、　−Ｂｒ　。

−０ＯＨ，、−００，Ｈ，、−ＮＨ，、−０００Ｍ’の
中から選ばれる少くとも一つである。Ｒ３，馬は何れも
Ｈ又は８０、Ｍを表わす。尚、前記Ｍ、Ｍ’はＮａ、に
、Ｌｉ。

アンモニウム類、アミン類の中から選ばれる一種である
。） 上記した本発明の記録剤は５％に２５０　ｖ以上に加熱
されたときに生じるアゾ結合及び−〇−８−結合の切断
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。そのため、長時間に亘る気泡の発生
、消滅の繰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ｆｆｉ’
に生じることはない。又１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
、％圧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。又、本発明の記録液は、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、粘度調整剤等の添加物を適宜添加調合する
ことにより、いわゆるインクと称さ扛る液体組成物とし
て得らｎる０この記録液を市いて、第１図に示されるよ
うな記録ヘッドで記録を行えば、従来通りの記録ｖＩＬ
７ｆｒ使用した場合に比べて、記録ヘッドの使用寿命は
以丁の実施例で示されるように飛躍的に向上しうる。

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。

（ｊＫ１７） （屈１８） 〔冑、Ｒ＝−ＯＨ，ＯＨＩ　ＯＨ） （Ａ２１　） （Ａ２５　） （Ａ２６） （４２７） （４２９） （ｊＫ３０　） （ム３１） （ム３２） （４３４） （ＳＳ　Ｓ　） （Ａ３１１ｉ） （ム３７） （ｊＫ３８） （４４０） （４４１） （４４２） 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、ｎ−プロピル−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、鱈−７’チル・アルコール、ｔｅｒｔ−ブチ
ル０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・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−
イミダゾリジノン等の含窒素複累積弐ケトン類；ポリエ
チレングリコール、ポリプロピレンクリコール等のホリ
アルキレングリコール類；エチレンクリコール、フロピ
レンクリコール、クチレンゲリコール、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、特に多価アル
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
（又ハエチル）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５〜９５Ｘ１好ま
しくは１０〜８０Ｘ１よ）丙 好ましくは２０〜５０Ｘの範囲とされる。

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開インクジェット記録用の記録液と
し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、長時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、或いは記録画儂の耐光性。

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。

例エバ、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；緩衡剤によるＰＨ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７ｙ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、
熱的な物性値（Ｎ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Ｓ　ｉｏ＝層（下部層）をスパッタリ
ングによシ５μｍ厚に形成、続いて発熱抵抗層としてＨ
ｆＢｚをｘｏｏｏＡ厚に、アルミニウムを電極として３
０００λ厚に積層した後、選択エツチングによって５０
μｎｔＸ２０Ｇ／ｊｍの発熱抵抗体ノくターンを形成し
た。次に５ｉＯｙ層をスノくツタリングにより　３５０
０ｉ厚に保護層（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５０μｍ×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２５θμｍになるようオリフィス端面を研磨して記
録ヘッドな作成した。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１０μＳｅｔ、４０Ｖの
矩形電圧パルス印字信号を２００μ蹴の周期で行なっ九
ところ、１６０時間の連続印字に充分耐える寿命を有し
てい友。

実施例２ 実ｊｌＮＦ１１に於いて用いた液組成のインクのうち、
構造式Ｎ１３７の染料の代りに、下表に列記し九各種染
料を用いた場合の記録ヘッドの耐久時間を下表にまとめ
て示した。

尚、ヘッドの駆動は、１０＃ｓｅ、５０Ｖの矩形電圧パ
ルス印字信号を２００μ鱈の周期で行なった。

実施例３ 実施ＮＩ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、）リエタノールアミンを
用いた場合も実施９１１と同様な結果を得た。

実施Ｎ４ 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・グリコールの代シにエチレン・グリコールを用い
た場合も、全て、実施９１２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−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 ｌ・・・記録ヘッド、２ａ・・・ピエゾ’Ｊ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、ｌｏ由倍信
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、１６・・・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。 ｃノ 速４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 記録像を形成する記録剤として、下記一般式で表わされ
   る化合物を含有して成ることを％徴とする記録液。 （但し、上式中ｃｈ、ｃ＋、よ置換されたフェニル基。 又は置換されたナフチル基を表わし、そのときの置換基
   は、−ＯＨ、−８０，Ｍ　、　−ＮＯ，、−Ｃ４，７Ｂ
   ｒ、７０ＣＥＨ３−００，Ｈ，、−ＮＨ，、−０００Ｍ
   ’　）中カラＭ　ハｎ　、６少なくとも一つである。ａ
   、鴇は何れもＨ又は８０５Ｍを表わす。同、前記Ｍ、Ｍ
   ’はＮａ　、　Ｋ、　Ｌｉ　、アンモニウム類、アミン
   類の中から選ばれる一種である。）