JPS59174665A - 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、液滴と
して飛翔させて記録を行なう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、多くの特性で一層厳密な条件が要
求される。

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（水又は各種有機溶剤酸い
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、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内には貯蔵タンク６に貯
えられた記録液７が、供給性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。

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護
膜１６、アルミニウム電極１７−１．ｌ’ｌ−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で示される領域が急激に発熱し、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が突出し、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を接着してりくられてい
るう なお、第３−ａ図は、インク流路に沿ったヘッド１３の
断面図であり、＠３−ｂ図は第３−ａ図のＡ−Ｂ線での
切断面である。

従来、この樺の記録液として例えば特公昭５゜−８３６
１号、特公昭５１−４０４８４号、特公昭５２−１３１
２６号、特公昭５２−１３１２７号、特開昭５０−９５
００８号に示される様に各種染料、顔料を水系または非
水系溶媒に溶解或いは分散させたものが知られている１
、この種の記録液の好ましい条件としては （１）吐出条件（圧電素子の駆動電圧、駆動周波数、オ
リフィスの形状と材質、オリフィス径等）にマツチング
した液物性（粘度。

表面張力、電導度等）を有していること。

（２）長期保存に対して安定で、微細な吐出口や毛細孔
の目詰まりを起さないこと。

（３）被記録材（紙、フィルム等）に対して定着が速く
ドツトの周辺が清らがでにじみの小さいこと。

（４）印字された画像の色調が鮮明で＃度が高いこと。

（５）　　印字された画像の耐水性・耐光性７５；優れ
ていること。

（６）記録液周辺材料（容器、連結チュー７゛。

シール相等）を侵さないこと。

（７）臭気、毒性、引火性等の安全性に優れたものであ
ること。

等が挙げられる。

上記の様な緒特性を同時に満足させることは相当に困難
である。前記した従来技術は、この点で不満足なもので
あった。

斯かる目的の記録に適用する記録液は基本的に染料とそ
の溶媒とから組成さｉするものであるので、上記の記録
液特性は、染料とその溶媒のマツチングにより決定され
る。イアＣタテ、Ｓａ　録液が上記特性を具備するよう
に、染料とその溶媒組成とのマツチングを図ることＣ［
、Ｊｔｊｉ　ｔ）る技術分野に於てきわめて重壁な技術
である。

而して、本発明は、鋭意検討の結果、ＪＳＩｉ７５＼る
目的に用いる記録液に好適な染料と溶媒の早且合せを見
出すことにより完成されたものである。

即ち、本発明の記録液は、像を形成する成分である記録
剤として、Ｃ，１，フードブラック２を含み、この記録
剤を溶解又は分散する液媒体力よ、少なくとも、 （ａ）ポリエチレングリコール、ポリエチレング１ノコ
ールモノメチルエーテルの何れか又は両方と、 （ｂ）ジエチレングリコール、スルホランの何し７５−
又は両刀と、 （ｃ）Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１．３−ジメチル
−２−イミダゾリジノンの何れか又は両方と、 （ｄ）水とから成ること全特徴としている。

本発明によれば、環境温度変化に対して、粘度の変化が
小さく、又、水分量変化に対して、粘度・表面張力変化
が小さい記録液が得られるので、環境の温度が大きく変
化しても常に一定した吐出状態が保たれるばかりでなく
　ノズル先端からの水分蒸発による、粘度増大で放置後
の再吐出特性が悪くなったり、さらには目詰りを起こし
て不吐出状態になるといったことは全く起らない。

父、更には保存中に物性値の変化や固形分の析出を生じ
ることなく、被記録材の捗りを制限せずに種々の部材に
記録が行え、定着速度が大きく、耐水性・耐光性・耐摩
耗性および解像度のすぐれた画像を与える記録液が得ら
れる。

Ｃ，１，フードブラック２の含有量は、液媒体成分の種
類、配録液に要求さえ１．る特性等に依存して決定され
るが、一般には記録液全市最に対して、重（葎パーセン
トで０．１〜２０％、好ましくは０．５〜１５％、より
好１しくは１〜１０係の範囲とされる。該染料はもちろ
ん単独で若しくは、１ｍの染料と組合わせて、つ−１＝
　リ、該染料を必須成分としてこの他に他の直接染料、
酸性染料などの各種染料を併用して使用することができ
る。

本発明に用いられる液媒体の含有量（ｄ、一般には記録
成金１１ｆ　ｔ　Ｋ対して重量パーセントで１〜３０チ
のポリエチレングリコール又は、ポリエチレングリコー
ルモノメチルエーテルの両方又はいずれか一方、１〜４
０％のジエチレングリコール又はスルホランの両方又は
いスレ７５＝　一方、１〜４０チのＮ−メチル−２−ピ
ロリドン又は、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノ
ンの両方又はいずれか一方、および１０〜９０％の水で
あって、より好壕しくけ、５〜２０％のポリエチレング
リコール又はポリエチレングリコールモノメチルエーテ
ルの両方又はいずれか一方、５〜３０％のジエチレング
リコール又はスルホランの両方又はいずれか一方、５〜
３０チのＮ−メチル−２−ピロリドン又は１．３−ジメ
チル−２−イミダゾリジノンの両方又はいずれか一方、
および１０〜７０チの水である。

この様な成分から調合される本発明の記録液は、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、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；緩衝液によるＰＨ訓
整剤、防カビ剤等を挙げることができる。

又、記録液を帯電するタイプのインクジェット記録方法
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
抗調整剤が添加される。

尚、熱エネルギーの作用によって記録液を吐出させるタ
イプのインクジェット方式に適用する場合には、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。

本発明を以下の実施例で更に詳細に説明する。

実施例１ 上記組成物を容器の中で充分混合溶解し、孔径１μのテ
フロンフィルターで加圧口過したのち、真空ポンプを用
いて脱気処理し記録液とした。得られた記録液を用いて
、ピエゾ振動子によって記録液を吐出させるオンデマン
ド型記録ヘッド（吐出オリフィス径５０μ・ピエゾ振動
子駆動電圧６０Ｖ、周波数４　ＫＨｚ　）を有する記録
装置により、下記の（Ｔ、）〜（Ｔ、）の検討を行なっ
たところ、いずれも良好な結果を得た。

（Ｔ１）記録液の長期保存性；記録液をガラス容器に密
閉し、−３０”Ｏと６０°Ｃで６力月間保存したのちて
も不溶・分の析出は認められず、液の物性や色調にも変
化がなかった。

（Ｔ２）吐出安定性；室温、５℃、４０℃の算器気中で
それぞれ２４時間の連続吐出を行なったが、いずれの条
件でも終始安定した高品質の記録が行なえた。

（Ｔ、）吐出応答性；２秒毎の間欠吐出と２力月間放置
後の吐出について調べた□が、いずれの場合もオリフィ
ス先端での目詰りがなく安定で均一に記録された。

（Ｔ４）記録画像の品質；記録された画像は濃度が高く
鮮明であった。室内光に３力月さらしたのちの濃度の低
下率は１チ以下であり、また、水中に１分間浸した場合
、画像のにじみ（ｄきわめてわずかであった。

（Ｔ、）各種被記録材に対する定着性；下表に記載の被
記録材に印字、１５秒後印字部を指でこすり画像ずれ・
ニジミの有無を判定した、いずれも画像ずれ・ニジミ等
がなく優ｉ１．た定着性を示した。

実施例２ 実施例１と同様にして上記の組成の記録液を調製し、記
録ヘッド内の記録液に熱エネルギーを与えて液滴を発生
させ記録を行なうオンデマンドタイプ゛のマルチヘッド
（吐出オリフィス径３５μ、発熱抵抗体抵抗値１５０Ω
、駆動電圧３０ｖ１周波数２　ＫＨｚ　）を有する記録
装置を用いて実施例１と同様に（Ｔ、）〜（Ｔ、）の検
討を行なつたが、全ての検討実験に於て優れた結果を得
た。

実施例３ 方法で調合した。この組成物をフェルトペンに充填し、
中質紙に筆記して耐水性及びキャップをはずして２４時
間放置後の単記性を調べた、本実施例の記録液は耐水性
及び放ｔトを後の筆記性共に優れていた。

実施例４〜１３ 実施例１と同様の方法により、第１表に列記の組成の記
録液を調合し、又、実施例１と同様に（Ｔ、）〜（Ｔ５
）の検討を行なった。尚第１表において０内の数字は、
組成（重量）比を示す。

これらの記録液は、長期保存性、記録性、記録画像の定
着性、鮮明度等において、全て良好な結果を与えた。

第　　１　　表 以上説明した様に本発明の記録液を用いることにより （１）液の長期保存安定性が良好で、吐出口の目詰りを
起しにくい （２）温度や駆動条件の変動に対して、安定吐出のアロ
ーワンスが広い （３）被記録材への定着が速く、画像は鮮明である （４）　　印字物の耐水性・耐光性が良好である（５）
記録液の安全性が高く、周辺材料（容器シール材等）を
侵さない 等の利点がある。

【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、ｆｆ！
３−ｂ図に図示したヘッドをマルチ化したヘッドの外観
１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・・・
係号処理手段、１１・・・液滴、１２．２５・・・被記
録拐、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・・一基板、２６・・・溝であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 像を形成する成分である記録剤として、Ｃ，Ｉ。 フードブラック２を含み、この記録剤を溶解又は分散す
   る液媒体が、少なくとも、 （ａ）ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコー
   ルモノメチルエーテルの何れか又は両方と、 （ｂ）ジエチレングリコール、スルホランの何しカ又は
   両方と、 （ｃ）Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル
   −２−イミダゾリジノンの何れか又は両方と、 （ｄ）水とから成ることを特徴とする記録液。