JPS58176276A - 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銀記具（万年筆
・フェルトペン等）Ｋ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
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、フェルトベ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（ｄｒｏｐｌｅｔ　）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、
又必要に応じて各種添加剤が添加されている。

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
させて記録を行なうものである。第１図において、１け
記録ヘッドで、ピエゾ振動子２ａ１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部層手段９が設けられることもある
。そしてピエゾ振動子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１２
の表面に記録が行なわれる。

父、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、その外周部部内筒状のピエゾ
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ｆｌｌＥ１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〈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＊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鏝
膜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け吐出オリフィス２２まで来ておシ、圧力Ｐ
によりメニスカス２３を形成している。

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−　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、高層偉度、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躍的に向
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
決宇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、且つ、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
含有することを特徴とするものである。

馬 （但し、上式中、置換基である鳥、鴇は夫々、Ｈ又はｓ
ｏ、−１丸はＨＳｓｏ；　、ＮＨＣＨ，、ＮＨＣ晶、又
はＮ　（Ｃ晶）＊の何れか、塊、曳は夫々、ｌＩ又はＣ
Ｈ３、塊は、Ｈ又は８０５Ｍ　ＳＲ，は、Ｈ又はＣＨ８
、塊は、Ｈ，ＣＨ，又はＯＣＨ３、曳は、ＮＨｌ、Ｎ（
ＣＨ，）、。

の中から選ばれる何れか一つ、几、。はＨ又はｓｏ、ｂ
ｉ　を表わす。尚、前記した何れのＭも％　ＮａＩＫ　
Ｉ　ＬｉＩ　アンモニウム類、アミン類の中から選ばれ
る何れか一つの塩基を示す。） 上記した本発明の記録剤は、特に、２５０℃以上に加熱
されたときに生じる熱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、消滅のくり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、特に水
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。

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
学構造の染料力；あげられる。

（７ｇ６１） （屑２） （／１６３　’） （腐４） （／１６５） （／ｌ６６） Ｎ）（！ （腐７） （慮８） （、％９） （腐１０） （４１１） １ （ｊ％１２） （／ｆＬｌ　３　） ＮＨＣＨｌ ＮＨＣＨ。

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−７’口ピル・アル
コール、イングロビルｅアルコール、ｎ−メチル・アル
コール、章−メチル・アルコール、ｔｅｒｔ　−メチル
・アルコール、イノブチル・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；エチレンクリコール、フロビレ
／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、２．６ヘキサントリオール、チオジグリコ
ール、ヘキシレンクリコール、ジエチレンクリコール等
のアルキレン基が２〜６個の炭素原子を含むアルキレ／
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（’５１エチル
）エーテル、トリエチレンクリコールモノメチル（又Ｈ
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
しくけｌＯ〜８０Ｘ１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
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、或いは配置画像の耐光性。

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稽添加剤を更に添
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ｉ、４ＩＩ剤；緩衝剤による
ＰＨｆｉ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（例えば、比熱、熱膨張係数、熱伝導率等
）が−Ｓ岐されることもある。

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ＳｉＯ，層（下部層）をスノくツタリ
ングにより５μｍ厚に形成、続いて発熱抵抗層としてＨ
ｆＢ、を１０００人厚に１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
μｍＸ２００μｍの発熱抵抗体バター７を形成した。次
に５ｉｎｔ層をスノ；ツタリングにより３５００人厚に
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２５
０μｍ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ｌθμ鱈、４０■の矩形
電圧パルス印字信号を２００μ就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造式４
１の染料の代りに、下表に列記した構造弐屑の各種染料
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１０μｓｅｅ、５０ｖの矩形電圧パル
ス印字信号を２００μ式の同期で行なった。

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ｆｉｇ、）ジェタノールアミン
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−　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・・・ピエゾ蚕動子、２ｂ・
・・振動板、３・・・流入口、４・・・液室、５・・・
吐出オリフィス、６・・・貯蔵タンク、７・・・記録液
、８・・・供給管、９・・・中間処理手段、ｌＯ・・・
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・・・保鏝層、１７・・・電極、１８
・・・発熱抵抗体層、１９・・・蓄熱層、２０・・・基
板、２６・・・溝である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 記録偉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特徴とする記録液。 （但し、上式中、置換基である塊、八は夫々、Ｈ又はｓ
   ｏｂ、丸はＨ，ｓｏ、−１ＮＨＣ搗、ＮＨｅ、鴇、又は
   Ｎ（Ｃ＊Ｈｓ）ｔの何れか、八、へは夫々、Ｈ又はＣ魂
   九は、Ｈ又は８０３Ｍ、〜は、Ｈ又はＣＩ、、Ｒ１は、
   Ｈ、ＣＨ，又はＯＣＨ，、丸は、Ｎ鴇、Ｎ（ＣＨｓ）ｔ
   　、Ｎ（ＣＪ（ｓ）＊、ばれる何れか一つ、Ｒ＋ｏ　ｌ
   ｄ　Ｈ又はＳｏｓＭ　を表わす。尚、前記した何れのＭ
   も、Ｎａ、に、Ｌｉ、アンモニウム類、アミン類の中か
   ら選ばれる何れか一つの塩基を示す。）