JPS58187473A - 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ａ等の被記録材に記録を行なう筆記跣（万年嬢
・フェルトベン等）には、インクと【７て各種の染料を
水またはその他の有機溶剤に嬉解せしめた本のが使用さ
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すリフイスか
ら吐出させて記録を行なうＦｈ　ｄインクジェット記録
方式に於いても各槓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
万年車、フェルトペンの様な文具用インクに比べるどイ
ンクジェット用記録液は、多くの特性で一層緻密な条件
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＾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＃′１ｔｔｓ料が用いられる
）１１Ｌ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、糧々の方式がある。その−例を
ｇｔ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、骸信号に応じて記録液の液滴を発生
させて配録を行なうものである。第１図において、ｌは
配録ヘッドで、ピエゾ振動子２ａ１振動板２ｂ１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ａ（でよって、ポンプ虞い
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。ナしてピエゾ振動子２ａには、信号処理手段（例え
ばパルス変換５）１０によって記録４Ｎ号Ｓからパルス
にｆ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。その結呆、記録液７は吐
出オリフィス５から液滴ｌｌ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、Ｌ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図に示し友装置と同じであ
る）。父、帯域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けインクを通す１１１１４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ｔＳ（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１ｓＦｉ酸化シリコン等で形成され
る保護膜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１ｇ、蓄熱）−１
９、アルミナ等の放熱性の良い基板２０より成゛つてい
る。

イン゛り２１Ｆｉ吐出オリフイス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、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ＶＣ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５ツドを多数
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＄２６を有するガラス板２７と％＠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、Ｌ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１１１ｍを更に、高速で
長時間記録する場合、求いは、装置の使用寿命を飛開的
に向上させるには、配録ヘッドの繰返し使用寿命（耐久
嚢命）を向上させる必要がある。

Ｊ：、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ｍ
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！ｉ！面近傍に於て、不婢物の生成
・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、Ｌつ、観察された。

本発明は、ト記の不都合を解消する為に成された本ので
あって、特に熱エネルギーを利用したインクジェット記
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
ことかで舞、シか本、ヘッドの故障率を着しく低下させ
、その信頼性を高め得る記録液を提供する夢を目的とす
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ａ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（但し、北式中、置換基ｕＩ
−Ｂ’ｔけ夫々、Ｈ９ＮＯ７、又は８０．Ｍを、１ｄ換
基ｌ−１魂、九、搗は何れも、Ｈ又はＱを表わす。そし
て、上式中及び前記したＭは、Ｎａ、に、■、アンモニ
ウム類、ア１７ｔｌＡＯ中から選ばれる何れか一つの塩
基を示す。） 上記した本発明に於て使用する配録剤は、特に、２５０
℃以ｈＫ加熱されたときに生じる熱分解生成物が液媒体
に光分な溶解性を有するものである。そのため長時間に
する気泡の発生。

消滅のくり返しに於いても発熱ヘッド表向における不醪
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。父、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峠、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、本発明の記録液社、記録剤である染料の他に、水、
有機溶剤などの適当な溶媒、さらに必曹に応じて表面張
力調整剤、粘度調整剤尋の添加物を適宜添加調合するこ
とによ抄、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＃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化
学構造の染料があげられる。

（・亀２） （Ａ７） （２充８） （、−＄６９） （、＝ＩＯ） （）ｈｌｌｌ） （石１２） （，４１３） り 本発明の記録液を組成するための液媒体酸ａとしては、
水或いは水と水溶性の各種有機溶奔との混合物が使用さ
れる。水溶性の有機溶剤きしては、例えば、メチル・ア
ルコール、ヱチＡ噌アルコール、ｎ−プルピル魯アルコ
ール、イソプロピル・アルコール、ｎ−７’チルｅアル
ニール、５ｅｅ−７’チル・アルコール、ｔｅｒｔ　−
７”　ｆ　）・アルコール、イソブチル拳アルコール等
の劇素数１〜４のアルキル・アルコール類；ジメづルボ
ルムアミド、ジメチルアセトアミド等のコミド類；アセ
トン、ジアセトン・アルコール喝のケトン又はケトン・
アルコール類；テ）９にドロフラン、ジオキサ７等のエ
ーテル類ａ　Ｎ　−メチル−２−ピロリド／、１．３−
ジメチル−ニーイミダゾリジノ７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、フロピレンクリコール、フチレフクリコール、
トリエチレングリコール、１、２．６ヘキサノトリオー
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１　　等のアルキレフ基が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１　　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（又ハエチル）エーテル、トリエ、　　
チレングリコール七ツメチル（又ｔｉジメチル工、　　
−チル等の多価アルコールの低級アルキルニー晩　　チ
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、
　　　ｒｊ、多価フルコールのジエチレングリコール、
瞥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。

２　　　　記録液中の上記水溶性有機溶剤の含有量は、
一般にけ記録液全重量に対して重量パーセントで５〜９
５Ｘ１好ましくＦｉｔＯ〜８０５１’、より好ましくは
２０〜５０腎の範囲内とされる。

この様な成分から調合される本発明の記録液は、筆記具
用の記録液畿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１鍮特性（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
土俵の吐出安定性）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更に改
良する為に、従来から知られている各種添加剤を史に添
加含有せしめても良い。

例工ば、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−ルア建ン等の表面張力調整剤；緩衛剤による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、熱膨張ｆＡ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浦練記風用の記録液として利用する
際には、粘度、種々の材質の被記鍮材との親和性等を考
慮して物性値を調整する必要がある。

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８１０１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）ｌ
ｆＢ、を１０００ム厚に、アルきニウムを電極として３
０００ム厚に積層した後、選択エノナノグによって５層
岸ｍＸ２００μｍの発熱抵抗体パターンを形成した。次
に８す３層をスパッタリングにより３５００ム厚に保一
層（上部層）と［７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放するように接合した。

引続いて発熱抵抗体の先端とすりフイスの距離が２５０
μｍになるようオリフィス端１１［ｉを研−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ｌＯ＃ｓｅ、４０Ｖの矩
形電圧パルス印字信号を２００μ鱈の周期で行なったと
ころ、１６０時間の連続印字に光分耐える鳥命を有して
い友。

実施例２ 実施例１に於て用いた液組成のイ／りのうちの構造式、
ｉｔの染料の代りに、下表に列記した購造式面の各種染
料を用いた場合の配録ヘッドの耐久時間を下表に示した
。

尚ヘッドの駆動はｌＯμｓｅｃ、　ｓｏＶの矩形電圧パ
ルス印字信号を２ＱＱｐｓｅｔの周期で行なった。

太九例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１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４！４死。

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１）Ｋ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５ｇ２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図は別の配＊装置の豐部縦断面
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Ｉｌｔ斜視図であるＯ 但し、図において ｌ・・・ｍｌ録ヘッド、２ａ・・・ピエゾ振動子、？ｂ
・・・伽動板、３・・・流入口、４・・・液室、５・・
・吐出すりフイス、６・・・貯蔵タンク、７・・・記録
液、８・・・供給・ｄ１９・・中間処理子役、ｌＯ・・
・信号処理手段、１１・・・液滴、１２・２５・・・被
記録材、Ｓ・・・配録信号、１４・・・液室、１５・・
・発熱ヘッド、１６・・−保護ｔｄｌｌ、１７・・・電
極、１８・−・発熱抵抗体層、１９・・・蓄熱１ｍ、２
０・・・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１象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［７、上式中、ｌｌ１ｔ換基塊、八は夫々、Ｈ。 ＮＯ，、又Ｖｉ８０．Ｍを、置換基曵、塊、へ、−は何
   れも、［（又はＱを表わす。そして、上式中及びＦｉｌ
   ｌ　Ｓ己したＭ　ｒ、ｆ、、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。）