JPS5938267A - 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ｔよ、記録液を記録ヘッドの吐出オリフィスから
吐出させ、その液滴を紙等の任意の被記録材に付着させ
て記録を行なうのに用いられる記録液（組成物）に関す
る。

ノンインパクト記録法は、記録時に於ける騒音の発生が
小さいという利点があり、最近活発に研究が行なわれて
いる。その中で、高速記録が可能であり、而も所謂普通
紙に４°４７別の定着処理を必要とせずに記録が行なえ
るインクジェット記録法は、極めて有力な記録法であ一
′）て、これ迄にも様々な方式が考案され、改良が加え
られて商品化され、だものもあれば、現在も尚実用化へ
の努力が続けられているものもある。

この様なインクジェット記録法ケ１１所謂インクと称さ
れる記録液の液滴（ｄｒｏｐｌ、ｅｔ）を飛翔させ、こ
ねを被記録材に刺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（水又は各種有槻溶剤
或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
換さ力、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、神記録材１
２の表面に記録が行なわれる。

又、上記の装置以外例も種々のタイプの装置が知られて
訃り、例えば、第２図に示す様に１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、木質的に第１図に示した装置と同じであ
る）３、又、帯電した液滴を連続的に発生させ核液滴の
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、
該エネルギーに上り液滴を発生させる装置等も知らねで
いる。

その１例をｚ　３−　ａ図、　２ｒｒ　３−　ｂ図、第
４図に示す。

ヘッド１３はインクを１出す１７Ｉ１１４を有するガラ
ス、セラミクス、又はプラスチック板■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）１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
さり、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″＋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１極１’ｌ−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に気泡が発生り、１％その
圧力でメニスカス２３が破壊されインク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、？ｌ’％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。

このように、液滴を飛翔させて記録を行なう装置と一口
に言っても、液滴の発生方法或いは液滴の飛翔方向の制
御方法はかなり異なっている。従って、良好な記録を行
なうには、使用される記録液に対して、液滴の発生方法
或いは液滴の飛翔方向の制御方法に応じた物性値例えば
粘度、表面張ツバ比抵抗の値が要求される。

そして、いずれの方式においても記録液は、長期間の保
存或いは記録の休止中に液媒体成分の気化或いは構成成
分の化学変化等に」：す、固形分が生じてはならない。

一般にこの種の記録装置の吐出オリフィスは微細々穴（
一般に直径１０μ程度）である為に、固形分の発生上１
．目詰まりの原因に々り液滴が全く吐出！７なくなるこ
とがある。

又、吐出停止が起こら力い寸でも、固形分の発生は、均
一な液滴の発生成いは液滴の安定な飛翔等に対して悪影
響を及ぼし記録性、吐ｔ１１安定性、吐出応答性或いは
連続記録性が低下することもある。或いは記録液の構成
成分が化学変化を起こすと、調合時に所望の値に調整さ
れた記録液の物性値が変化し、やｒ↓り記録性、吐出安
定性、吐出応答性が低下することがある。従って気化し
にくい液媒体成分、化学的に安定な記録剤或いは上記の
欠点を生じない液媒体及び記録剤の組み合わせが求めら
れている。

更に又、記録された画像が充分にコントラストが高く、
鮮明であるととも要求される。一般に従来の記録液では
、記録剤の含有量を増して記録画隊のコントラストを高
くしようとすると、吐出オリフィスの目詰′まりを生ず
る傾向にある。

従って、液媒体に対する溶解性が高く色調が鮮やかな記
録剤か求められている。

史に、以」二の特性に加えて、被記録材の種類を制限せ
ずに記録が行なえること、定着速度が大きいこと、耐水
性、耐光性、ｔｒｉＰ粍性及び解像度の優れたｌ１ｌｌ
ｉ像をｈえること、臭気がないこと等の性質も要求され
ている。

上記の様な諸′旨性を記録液にもだせる目的で種々の処
方が採用されているが、これらの要求を同時に満足させ
ることけ相当に困難である。

例えば、一般に水を主成分とする記録液は紙のサイズ度
、透気度によって浸透性、定着性が大きく左右きれる。

サイズ度の高い紙に記録を行なうと記録液の浸透性が悪
いために画像のカスレを生じ易いこと、浸透性が悪い為
に高速記録を行なう際、記録液による汚染を生じること
或いはカラー画像化する際に異なる色調の記録液同士の
混ざり合いによで−で忠実な色調再現が出来ないこと等
の欠点を有している。従って従来の水を主成分とする系
は望ましい印字性能を得るために、サイズ度が低く、平
滑な、市場で入手しにくい特殊紙を要することになり、
被記録材の汎用性に欠けるという点で実用的でない。

一方弁水系の記録液は一般に紙への浸透性は良いがニジ
ミが大きく解像度が悪いこと及び染料の溶解安定性が低
く、濃い画像が得られない等の欠点を有している。

従来、オリフィスでの溶媒蒸発による目詰り防ＩＬの為
にエチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセ
リン等の多価アルコールのみを添加して成る系が知られ
ている。

ところが目詰まり防１ヒ効果が充分現われる程度に多価
アルコール類を添加すると、粘度が著るしく上昇したり
或いは粘度の温度依存性が大きくなり記録信号に忠実に
液滴を発生して記録を行なうことが出来なくなる。即ち
、この種の記録法に使用される記録液としてｅ」１、そ
の構成成分各々が優れた性質を示すのみならず、それら
の成分が組成物として共存している状態で種々の特性を
兼ね備えていなければならない。この様な事情によって
、前述の諸条件を満足し、記録性に優れた汎用性のある
実用的な記録液の開発が強く望まれている。

而して、本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり
、必要とされる諸条件をすべて満足する記録液を得るこ
とを目的とする。

即ち本発明の主な目的は吐出安定性、吐出応答性、連続
記録性に優れた記録液を得るととＫある。

本発明の別な目的は、適性な物性値を容易に持たせるこ
とができる記録液を得ることにある。

本発明の別な目的は、保存期間中或いは記録体＋ｈ期間
中に固形分を発生しにくい記録液を得ることにある。

更に本発明の別な目的は、構成成分の選択の自由度を広
くとることができ、汎用性、実用性に優れた記録液を得
ることにある。

この様な目的を達成する本発明記録液は、記録ヘッドに
設けられた吐出口から吐出させだ液滴を被記鋒面に付着
させて記録を行う記録方式に用いら十する記録液圧おい
て、グリセリンモノメチルエーテルを含有することを特
徴とする。

この様に記録液中にグリセリンモノメ・ｆルエーテルが
含有されていると、保存性、汎用性或いは装置の保守性
に優れるばかりか、吐出安定性、吐出応答性、長時間連
続記録性に於いても良好な結果が得られる。更に記録剤
の可溶化能が大きく、鮮明で高コントラストの画像を与
えることができ、極めて実用的々記録液が得られる０ 本発明の記録液は、記録材の相体としての液媒体、記録
画像を形成する記録材及び所望の特性を得る為に必要に
応じて添加される添加剤等から成り、特にグリセリンモ
ノメチルエーテルが必須成分とされる。

本発明では上記化合物を単独で液媒体成分とするほか、
水或いは従来から本発明に係わる記録分野で一般的に用
いられている下記の様な非水系液媒体と混合して用いる
ことができる。

例エバメチルアルコール、エチルアルコール。

ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ
−ブチルアルコール、５ｅｅ−ブチルアルコール、　ｔ
ｅｒｔ−７”チルアルコール、イソブチルアルコール、
ペンチルアルコール、ヘギシルアルコール、ヘプチルア
ルコール、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デ
シルアルコール１等の炭素数１〜１０のアルキルアルコ
ール；例工ば、シクロペンクン、ヘキサン、シクロヘキ
ザン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン。

ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラリン、テカ
リン、ベンゼン、トルエン、キシレン等で代表される脂
肪族又は芳香族炭化水素系溶剤；例えば四塩化炭素、ト
リクロロエチレン。

テトラクロロエタン、ジクロロベンゼン等ノハロゲン化
炭化水素系溶剤；例えばエヂルエーテル、ブチルエーテ
ル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレング
リコールモノエチルメチルエチルケトン、メチルプロピ
ルケトン。

メチルアミルケトン、シクロヘキザノン等のケトン系溶
剤；ギ酸エチル、メチルアセデート。

エチルアセテート、プロピルアセテート、ブチルアセテ
ート、フェニルアセテート、エチレングリコールモノエ
チルエーテルアセテート、乳酸エチル等のエステル系溶
剤；例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール
、グロビレングリコール、グリセリン等の多価アルコー
ル類；その他アミン系溶剤；アミド系溶剤；Ｎ−メチル
−２−ピロリドンや１，３−ジメチル−２−イミダゾリ
ジノン等の含窒素複素環系溶剤：バレロラクトン、カプ
ロラクトン等のオキシカルボン酸の分子内エステル、系
溶剤等の各種の溶剤が挙げられる。

これらの列挙しだ液媒体は使用される記録剤や添加剤と
の親和性及び記録液としての前述の緒特性を満足し得る
様に適宜選択′して使用されるものであるが、更に、所
望の特性を有する記録液が調合されイｊ）る範囲内に於
いて、必要に応じて適宜二種以−トを混合しても良い。

本発明に於ける！ｉ′￥に好ましい混合形態は、前述の
グリセリンモノメチルエーテル（以下、Ｇ　Ｍ　Ｅと略
称する）に対し、水或いは他の有機溶剤を混合して成る
系であり（１）〜（９）のものが挙げられる。

（１）水／ＧＭＥ （２）水／多価アルコール／ＧＭＥ （３）水／多価アルコールアルキルエーテル／曳（４）
水／含窒索類素環系溶剤／ＧＭＥ＋ｈ）水／多価アルコ
ール／含窒素複素環系溶剤／ＭＥ （Ｏ）１価アルコール／多価アルコール／ＧＭＥ（７）
１価アルコール／含窒素複素環系溶剤／ＧＭＥ（ｓ＋　
ｔ　（＋［ｌｉアルコール／多価アルコールアルキルエ
ーテル／ＧＭＥ （９）１価アルコール／多価アルコール／含窒素複素環
系溶剤／ＧＭＥ 本発明に於て、ＧＭＥの含有曖は、併用される記録剤−
や液媒体の１５’Ａ　Ｍ；’ｔｉ　、目的とする物性値
の範囲等によってかなり変動するものであるが、記録液
の全重量に対し一般には、２チ以−１−、であり、好適
には５チは一ヒ、特に好適には５チル９０％の範［Ｈ内
とされるのが９寸しい１、配録剤としては、長時間放置
による室内や記録液のタンク内での沈降、凝集、更には
供給管や吐出オリフィスの１」詰まりを起こさ々い様に
前記液媒体や添加剤との関係に於いで選択して使用され
る。

本発明に於いて使用され得る記録剤（ｌま被記録材の特
性に応じて、その記録条件に１１）分適合する様に適宜
選択されるものであるが、従来より知られている染料や
顔料の多くのものが有効である。

本発明に於いて有効に使用される染料は、調合された記
録液の前述の緒特性を満足し得る様なものであり、一般
的には例えば直接染料、塩埜性染料、酸性染料、可溶性
（］１染メ染刺、酸性媒染染、柵、媒染染料、硫化染料
、仲染メ染料。

酒精溶染料、油溶染料９分散染料等の他、スレン染料、
ナフトール染料２反応染料、クロム染料、ｌ：２型錯塩
染料、、　１　：　１型錯塩染料、アゾイック染料、カ
チオン染料等の水溶性贅し７くは油溶性染料を誉げるこ
とができる。

これ等の染料は、所望に応じて適宜、選択使用される液
媒体中に溶解又は分散されて使用される。

本発明に於いて有効に使用される顔料としては、無機顔
料、有機顔料の中の多くのものが挙げられる。

これらの記録剤の量的関係は、記録液の全重量に対し７
て、重１ペーパーセントで０．５％〜５０係好捷しく　
Ｉｒ、ｔ　Ｏ，５＠〜４０チ、そして更に好ましくは１
チ〜３０係の範囲とす７）のが良い。

尚、記録剤としては、液媒体に溶解性の記録剤を使用す
るのが好ましいが、液媒体に分散性又は離溶性の記録剤
であっても液媒体に分散させる時の記録剤の粒径を充分
小さくすれば使用されて艮い。この場合、記録剤の粒径
は、通常０．０１μｍ〜３μｍ１好ましくは０．０１μ
空〜２μｍ１更に好ましくは０．０１　ｔｌ常〜１１１
ｔ′ｒＬの範囲である。

更に分散されている記録剤の粒径分布はできる限り狭い
方が好適である。

本発明で用いるＧ　ＩＶＩ　Ｅは前記液媒体への記録剤
、特に染料の溶解性を向上させる働きを示１−７、記録
液中の記録剤濃度を高め、該記録液により得られる画像
は鮮明で高いコントラストの高品位のものである。この
様に記録剤の溶Ｗｆ性を高める効果の点では、ＧＭＥの
含有開が、記録液の全重量に対し一般には０．５％以上
であれば認められ、５チ以上とすれば特に顕著になる。

この様にして調合される本発明の記録液は多くの優れた
性質を示す。即ちＧＭＥが液媒体成分中に存在している
と種々の液媒体成分との溶解性が大きくなるので液物性
の刺整が容易に行なえること、得られる液媒体混合物は
物性値殊に粘度の温度依存性が小さく、環境条件の多少
の変動に対しても物性値が適性範囲から大きく逸脱する
ことがないこと等の特徴を有する。或いはＧＭＥを含有
する液媒体成分は、記録剤どして用いられる多くの染料
に対し顕著な親和性を示し、充分な而の染料を溶解しう
ろこと、更には成分の揮発が起こりにくいこと等の利点
を有するので、固形分を生じにくい。

この様にして、本発明の記録液は、吐出安定性、吐出応
答性、液滴の均−性或いは連続記録性に優れるだけでな
く、画像品質、保存性、装置の保守性或いは構成成分の
選択の自由度等に於いてもイーれた性質を示すものであ
る。

上記の成分を稿本構成成分とする本発明の記録液は、そ
れ自体優れた性質を有するものであるが、更に一層顕著
な記録特性を具備せしめる為に種々の添加剤が添加され
ても良い。そのような添加剤としては、例えば粘度詩整
剤、表面張力調整剤、ｐ■ｉ調整剤、比抵抗値調整剤等
が挙げられる。

本発明を以下の実施例により具体的に説明する０ 実施例１゜ ウォーターブラック１８７Ｌ（オリエント化学工業製染
料水溶液）２０重量部 ＧＭＥ　　　　　　　　　　　　２０　　ｔｔ上記の各
成分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
気処理し配録液とした。該記録液を用いて、下記検討Ｔ
、の他、ピエゾ振動子によって記録液を吐出させるオン
テ゛マント型記録ヘッド（吐出オリフィス径５０μ・ピ
エゾ振動子駆動電圧６０ｖ１周波数４　Ｋｌ（ｚ）を有
する記録装置により、Ｔｔ〜Ｔ、の検討を行なったとこ
ろ、いずれも良好な結果を得た。

（Ｔ、）記録液の長期保存性；記録液をガラス容器に密
閉し、−３０℃と６０℃で６力月間保存したのちでも不
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。

（Ｔり吐出安定性；室温、５℃、４０℃の雰囲気中でそ
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。

（Ｔ３）吐出応答性；２秒毎の間歇吐出と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
、画像のにじみはきわめてわずかであった。

（Ｔ、）各種被記骨材に対する定着性−下記の被記録材
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、いずれ本画像ずれ・ニジミ等がなく
優れた定着性を示した。

第　　１　　表 実施例２ 実施例１と同様の方法により下表の組成の記録液を調合
し、又実施例１と同様に′ｒ、〜Ｔ５　の検討を行なっ
た。〔尚第２表において０内の数字は組成比を示す〕こ
れらはいずれも記録性に優れていた。

又、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榛マントタイプのマルチ
ヘッド（吐出オリフィス径３５μ、発熱抵抗体抵抗値１
５０Ω、駆動電圧３０ｖ１周波数２　Ｉ（Ｈｚ　）を有
する第４図の記録装置を用いて実施例１と同様の検討を
行なったが、優れた結果を得た。

第　　２　　表

【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３−１）図は別の記録装置の′要部縦断
面図および同桧断面図である。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、　２
ｂ・・・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。 ５）・・・中間処理手段、１０・・・信号処理手段、１
１・・・液滴、１２．２５・・・被記録材、Ｓ・・・配
録信号。 １４・・・液室、１５・・・発熱ヘッド、１６・・・保
護層。 １７・・・電極、１８・・・発熱抵抗体層、１９・・・
蓄熱層、２０・・・基板、２６・・・溝、である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録ヘッドに設けられた吐出口から吐出させた液
   滴を被記録面に付着させて記録を行う記録方式に用いら
   れる記録液に於いて、グリセリンモノメチルエーテルが
   含有されていることを特徴とする記録液。
2. （２）　　グリセリンモノメチルエーテルの含有量が、