JPS58176278A - 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、譬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篭記具（万年鍬
・フェルトペン等）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クジェット記録方式
に於いても／４橿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、多くの特性で−ｊ−厳蓋な条件
が請求される。

インクジェット記録法は、騒音の発生がなく、普ｄ紙に
特別の定倉処理なしに高速記録或いはカラー記録が灯な
えるものであり、ｄ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
必要に応じて各穫添カロ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２ｍ、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
リアイス）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手段９が設けられること（
ある。そしてピエゾ振動子２ｍ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がら液滴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。

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、その外周部に円闇状のピエゾ
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
一讐を記録に使用する装置、或いは父、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洲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図にボす。

ヘッド１３Ｆｉインクを通す７ｓ１４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、く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
保糧［１６、フルミーウ４ｔ４１ｉ１７−１．１７−２
゜ニクロム寺で形成される発熱抵抗体層１８、蓄熱層１
９、アルミナ等の放熱性の良い基板２゜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を形成シティる。

今、を極１７−１．１７−２に電気１８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、七の圧力で
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より配置小滴２４となり、被記録材２５に向って
飛翔する。第４図には第３−１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−　ｓ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、上記の熱エネルギを利用した液体噴射へ 記録法に於いては、高層儂度、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、且つ、観察された。

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（Ａ）又は一般式（Ｂ）にて表わされる化合ｖＪ
（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。

（但し、上式中、ＱｌｌＱｌは倒れも、置換されたフェ
ニル基又は置換されたナフチル基ｔ　示り、、そのとき
の置換基は、−ｃｅ、−Ｂｒ、−０Ｈ９−ｏｃｌ。

−鵠Ｈ，、−８へＭの中から選ばれる少なくとも一種で
ある。又、前記Ｍは、Ｎａ、　Ｋ、　Ｌｌ　、アンモニ
ウム類、アミン類の何れかを表わす。）上記した本発明
の記録剤は、特に２５０°Ｃ以上に加熱されたときに生
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。

そのため、長時間に成る気泡の発生、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。

父、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５己録液を使用した場
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
学構造の染料があげられる。

ＯΩ） （、％４） （應５） （４７） Ｃｓ、　８　） ＣＡ９）　　　　　　　　　　　　□ＨＯΩ０） （腐１１） （Ｊ％１２） （／ｌ６１４） （７％１５） （腐１６） （４１８） （４１９） （Ａ　２０　） （／１６２１） （Ａ　２２　） （慮２４） （４２５） （ム２６） 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、エコール、５ｅｅ−７”チル・アルコー
ル、ｔａｒｔ　−７’　ｆルｅ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
類ニジメチルホルム□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
トン又はケアトン・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；
エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレン
グリコール、トリエチレンクリコール、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頌：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（又ハエチル）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、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
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機溶剤の含有量は、一般には記
録液全電瀘に対して重量パーセントで５〜９５％、好ま
しくは１０〜ｓｏ’ｆｂｓ　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
用の記轍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４Ｉｔｈ特性（信号応答性、液滴形成
の女定性、吐出安定性。

長時間の連続記録性、長期間の記録体血抜の吐出安定性
）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良に改
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ｌＴ［ｉ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：緩衝剤による
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［１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則に説明する。

実施例１ アルミナ基板上にＳ＋へ層（下部ｍ）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（ｆ
Ｂｍを１０００λ厚に、アルミニウムを電極として３０
００λ厚に積層した後、選択エツチングによって５０μ
ｍ　ｘ　２００μｍの発熱抵抗体パターンを形成した。

次ＫＳＩへ層をスパッタリングにより３５００λ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５０μｍＸ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シテ記録ヘッドを
作成した。この記録ヘラトラ用いて、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１０μｇ　、４０Ｖの矩
形電圧パルス印字信号を２００μ観の周期で行なったと
ころ、１６０時間の連続印字に充分１討える寿命を有し
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
１９の染料の代りに、下表に列記した構造弐腐の各種染
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ｔ−ｊｌＯμｓａｅ　、　５　Ｑ　Ｖの
矩形電圧パルス印字信号を２００１１１１ｅｌｅ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液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と同様な結果を得だ。

【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３−３図、第３−　ｂ図は別の記録装置の要部縦断内
園および同横断面囚である。 第４因は第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 １・・・記録ヘッド、２ｍ・・・ピエゾ振動子、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、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、１６・−・保
護層。 １７・・・電極、１８・−・発熱抵抗体層、１９・・・
蓄熱Ｊｌｉ　、　２０・−基４ｉ、、　２６・・・溝で
ある。 特許出願人　　キャノン株式会社 笥／　図 第２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（入）又は
   一般式（８１で表わされる化合′切を含有して成ること
   を特徴とする記録液。 Ｈ （但し、上式中、Ｑｔ　ｓＱＭは何れも、置換され九フ
   ェニル基又は置換されたナフチル基を示し、そのときの
   置換基は、−Ｃ／　、−Ｂ　ｒ　、→Ｈ２→止。 −偏Ｈｓ　、　　５０５Ｍの中から選ばれる少なくとも
   一種である。父、前記Ｍは、Ｎａ、に、Ｌｌ、７７モニ
   ウム類、アミン類の何れかを表わす。）