JPS58176279A - 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
に於いても各穐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鍮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
必要に応じて各種添加剤が添加さルている。

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、穐々の方式がある。その−例を
第１図に示す。

即ち第１図の装置はピエゾ撮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、ボング或いは
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
。セしてピエゾ振動子２ａ［ｔｉ、信号処理手段（例え
ば〕（ルス変換器）１０によって記録信号Ｓからノ（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ＶＣ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７’ｃＭエネルギーを与え
、該エネルギーにヨリ液Ｉｖ４ｉ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＄１４ｒ有するガラス、セラ
ミクス、又はグラスチック板等と、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１５Ｆｉ酸化シリコン等で形成される保
饅膜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。

今、を極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ｖｃ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を有するガラス根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、高品質の画偉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ヲ
生じさせていることが多くの実験で経、験さね、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ｇ、を
提供する事を目的とする本のである。

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。

（但し、上式中、ＱＶｉ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、ＮＢ
ｚ　、　　ＮＯ２，−ＣＪＩ３　、−ＯＨ，５０５Ｍの
中から選ばれる少なくとも一つである。又、上式中のＭ
及び前記Ｍは、Ｎａ、に％　Ｌｉｓ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、特に、２５０℃以上に加熱
されたときに生じるアゾ結合（−Ｎ＝Ｎ−）の切断及び
その他のＣ＝Ｎ、Ｃ−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ｔまない。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−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
傅らオフ、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つる。

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

Ｎ鵬　８０．Ｎａ ５ ｓｏ、Ｎａ 鷹フ Ｎ　ａ　Ｏｎ　Ｓ ””　Ｓｏ、Ｎａ　　　　　　　　　　ＱＨ８ＯｓＮｍ １８ 冑、本発明の記鋒ｇ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ｅアルコール、ｎ−プロピル番ア
ルコール、イソプロピル・アルコール、ｎ−ブチル会ア
ルコール、５ｅｅ−ブチルＱアルコール、ｔｅｒｔ　　
−ブチル・アルコール、インブチル・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／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、
フロピレンクリコール、フチノンクリコール、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（又はエチル
）エーテルｂ）９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ｎらの多くの水溶性有機溶剤の中で４、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ＯトＩ）エチレンク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０ 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５〜９
５−１好ましくは１０〜８０チ、より好ましくＦｉ２０
〜５０チの範囲内とされる。

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、或いは記録画像の耐光性。

耐候性、耐水性、耐−フ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糧添加剤を更に
添加含有せしめても良い。

例エバ、ホリヒニルアルコール、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；緩衝剤によるＰＨ！
Ｉ）１１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配録液
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。また吐出オリアイ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５ｉｏ１＃（下部層）をスフ２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
ｆＢｔ−ｔｏｏｏ　Ａ厚に、アルミニウムを電極として
３０００λ厚に積層した後、選択エッチンングによって
５０μｒｎＸ２００μｍの発熱抵抗体パターンを形成し
た。次ＫＳｉＯ，層をスパッタリングにより３５００＾
厚に保護層（上部層）として＃ｊ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＃
Ｉ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２５０μｍになるようオリフィス端Ｉｆｉ５ｒ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１０μ８ｅｅ　。

４０Ｖの矩形電圧パルス印字信号を２００μ８ｅｅの周
期で竹なったところ、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Ａ
３の染料の代りに、下表に列記した構造式扁の各種染料
を用いた場合の記録ヘッドの耐久時間を下表に示した。

同ヘッドの駆動は１０μｓｅｃ、５０Ｖの矩形電圧パル
ス印字信号ｔ−２００μＳｅＣ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。 ＠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 １・・・記録ヘッド、２ａ・・・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・・・
蓄熱層、２０・−・基板、２６・・・溝である。 特許出願人　　キャノン株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 記録傷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、Ｑは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、−ＮＨ
   ，、−Ｎｏ、　、　−ＣＨＩ　、　−ＯＨ、−８ｏ、ｔ
   Ｍの中から選ばれる少なくとも一つである。父、上式中
   のＭ及び前記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。）