JPS5941371A - 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、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
紙に特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って、こ
れ迄にも様々々方式が考案され、改良が加えられて商品
化されたものもあれば、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は、所謂インクと称され
る配録液の液滴（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式
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２　ａ　、　ＪＨ動板２ｂ
、記録液の流入［１３、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１２０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Ｉ〜だ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を廟するガラス、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１７−１．１７−２、ニクロ
ム等で形成される発熱抵抗体層１８、蓄熱Ｊ−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、１ｄ、極１７−１．１７−２に電気１ｇ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、破記録材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、表面張力、比（（（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
分の化学変化等により、固形分が生じてはならない。一
般にこの柚の記録装置の吐出オリフィスは微細な穴（一
般に直径１０μ程度）である為に、固形分の発生は目詰
寸りの原因になり液滴が全く吐出しなくなることがある
。

又、吐出停止が起こらない捷でも、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、吐出安定性、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、やはり配録性、吐出安定性、
吐出応答性が低下することがある。従つて気化しにくい
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、
鮮明であることも要求される。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像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
録剤が求められている。

更に１以上の特性に加えて、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、耐摩耗性及び解像度の優れた画像を与えるこ
と、臭気がないこと等の性質も要求されている。

上記の様な緒特性を記録液にもた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
ことは相当に困難である。

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される。

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Ｋよって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１．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彦り、
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止の為に
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止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、
との捌の記録法に使用される記録液としては、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Ｈ（−０も
のであり、必要を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休止期間中
に固形分を発生しにくい記録液を得ることＫ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おいて
、下記一般式（４）で表わされる化合物を含有すること
を特徴とする。

（但Ｅ７、上式中のｎは１以上の整数である。）この様
に記録液中に一般式（４）の化合物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、
極めて実用的な記録液が得られる。

本発明の記録液は、記録剤の担体としての液媒体、記録
画像を形成する記録剤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、特に一般式囚の化
合物が必須成分とされる。

尚、一般式（５）に於て、ｎ＞１となれば、この化合物
は叙トの効果を発揮するものではあるが、ｎを必要以上
に大きくすることは、分子量の増加をまねくので製造コ
ストや取扱いの面で得策でない。実用−Ｆでは、ｎが１
又は２程度である前記化合物を使用するのが有利である
。

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、インプロピルアルコール、ｎ
−ブチルアルコール＋　Ｓｅｃ　　７”チルアルコール
＋　ｔａｒｔ−ブチルアルコール、イソブチルアルコー
ル、ペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘフチ
ルアルコール、オクチルアルコール、ノニルアルコール
、テシルアルコール。

等の炭素数１〜１０のアルギルアルコール類；例ｔ　ｉ
ｆ　、シクロペンタン、ヘギサン、シクロヘキサン、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、デカ
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；例えばエチルエーテル、ブチルエーテ
ル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレンク
リコールモノエチルエーテル等のエーテル系溶剤；例え
ばアセトン。

メチルエチルケトン、メチルアミルケトン。

メチルアミルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶
剤；ギ酸エチル、メチルアセテート。

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
、プロピレングリコール、グリセリン等の多１曲アルコ
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−　ジノチル−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
系浴剤等の各ｉ！Ｉ’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Ｌ２ての前述の緒特性を満足し得
る様に適宜選択し−Ｃ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得る範囲内に於い
−Ｃ１必要に応じて適宜二種具−ヒを混合しても良い。

本発明に於ける竹に好ましい混合形態は、前述の一般式
（５）の化合物に対し、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／−一般式Ａ）の化合物 （２）水／多価アルコール／一般式（Ａ）の化合物（３
）水／多価アルコールアルギルエーテル／一般式囚の化
４物 （４）水／含穿素腹索環系ｆ（ｆ剤／一般式囚の化合物
（５）水／多価アルコール／′１↑窒素浅素環系溶剤／
一般式囚の化合物 （６）　１　価アルコール／多価アルコール／一般式（
Ａ）の化合物 （７）１面アルコール／含蟹素？Ｖ素環糸溶剤／一般式
囚の化合物 （８）　１　価アルコール、／　多ｌｌ１−ｆルコール
アルキルエーテル／一般式（５）の化合物 （９）１価アルコール／多価アルコール／含璧素複素環
系溶剤／一般式囚の化合物 本発明に於て、一般式（Ａ）の化合物の含有酸は、併用
される記録剤や液媒体の柚類、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％以上であり、好適には５％以上
、特に好適には５％〜９０チの範囲内とされるのが望ま
しい。

記録剤としては、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
目詰壕りを起こさない様に前記液媒体や添加剤との関係
に於いて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は被記録拐の特性に
応じて、その記録条件に充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、塩基性染料、酸性染料、可溶性
建染メ染料、酸性媒染染料、媒染染料、硫化染料、建染
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９反応染料、クロム染料、１：２型錯塩
染料、１：１型錯塩染料、アゾイック染料、カチオン染
料等の水溶性若しくは油溶性染料を挙げることができる
。

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。

これらの記録剤の積重関係は、記録液の全型ｌに対して
、重量パーセントで０．５％〜５０チ、好ましく　ｉｔ
　Ｏ，５チ〜４０チ、そして更に好ましくは１％〜３０
％の範囲とするのが良い。

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難溶性の記録剤
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よい。この場合、記録剤の粒径
は、通常０．０１μｍ〜３μＩＴＩ、好ま（７〈は０．
０１μｍ〜２μｍ１更に好ましくは０．０１μｍ〜１μ
ｍ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。

本発明で用いる一般式囚の化合物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し、記録液
中の記録剤濃度を高め、該記録液により・ｆ（トられる
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解性を高める効果の点では、一般式
囚の化合物の含有量が、記録液の全型袖に対し一般には
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。即ち一般式囚の化合物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
ので液物性の調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。或いは一
般式（３）の化合物を含有する液　　樋媒体成分は、記
録剤として用いられる多くの染料に対し顕著な親和性を
示し、充分な量の染料を溶解しうろこと、更には成分の
仰発が赳こりＫ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４ｊＪｉ成
成分の選択の自由度等に於いても優れた性質を示すもの
である。

上記の成分を基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・ｌｋ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
調整剤、表面張力がＭ療剤、Ｐ　Ｈ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１．１４例により具体的に説明する。

６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 一般式■の化合物でｎ　＝　２のもの　　２０　　ｌジ
エチレングリコール　　　　　３０　　ｒイオン交十処
水　　　　　　　　　３０　＃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、直空ポンプを用いて脱気処理し７記録
液とした。該記録液を用いて、下記検討Ｔ１の他、ピエ
ゾ振！！＋！Ｉ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・ピエソ撮
動子駆動？ｈ：ＩＥ　６０　Ｖ　、　ＪＡＪ　波１’１
．４　Ｋｔ（ｚ　）を有する記録装置？Ｉ′により、Ｔ
２〜１′、の横側を行なったところ、いずれも良好々結
果を得た。

（’ｒ、　）記録液の長期保存性；記録液をガラス容器
に密閉し、−３０°０と６０　’Ｏで６力月間保存１．
たのちでも不溶分の析出は認められず、液の物性や色調
にも変化が々かった。

（Ｔ２）吐出安定性；室温、５°Ｃ９４０°Ｃ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。

（Ｔ、）吐出応答性；２秒毎の間歇吐出と２力月間放置
後の吐出ｒ（ついて調べたが、いずれの場合もオリフィ
ス先瑞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、１だ、水中に１分間浸（−だ場
合、画像のにじみはきわめてわずかであった。

（Ｔ、）各種被記録材に対する定着性；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、いずれも画像ずれ・ニジミ等がなく優
れた定着性を示した。

実施例２ 実施例１と同様の方法により下表の糸Ｉ成の■己録液を
調合１〜、又実施例１と回４”ｆｅ　Ｉｃ　Ｔ　＋〜Ｔ
、の４寅討を行なった。〔ｒｌ＋ＩＩＰ１１２表におい
てに）内σ〕数字は組成比を示す〕これらはい１ｉ１１
．も言己録ｆ（ミに９１ｇれていた。

又、記録ヘッド内の記録液Ｏζ熱エネルＷニーをｔ′ｉ
えて液／１割を発生させ記録を行なうオンディマントタ
イプのマルチ−＼ラド（ＩＩＩ訓、ｄ°ＩＪフイス（丞
３５μ、発？、・ζＪ１（抗体１１（抗１゛直１５　Ｆ
）　、（１１，！ｌり重ｂ　７１７．　Ｉ：、Ｅ３０Ｖ
、周波Ｅ’ｖ　２　Ｋ目Ｚ）を有する角’＜４１ン１の
ハ己録装置ｆ’ｔを用いて′−１リイ１１例１と同様の
横側を１１なったが、優れた結果を７．ｉ＃だ。

ｆ■　　２　　表

【図面の簡単な説明】

２．＋Ｎ　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ｄの要部縦Ｔｄ
Ｊｔ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 １６己録ヘツド　２ａ・・・ピエゾ］辰動子、２ｂ・・
・振動板、３・・・流入口、４・・・液室、５・・・吐
出オリアイス、６・・・貯蔵夕／り、７・・・記録液、
８・・・供給管、９・・・中間処理子１−ツ、１０・・
・１ぎり処ノコｒｑ・＋凱１１　°・・　ｌ浅　ン１．
舊　、　　１２　　・　２５　・・・　破力己炙峠Ｊ、
Ｓ−・・　ハ己録１シ号、１４°°°液室、１５・・°
発熱ヘッド、１６・・・保獲層、１７・・・電極、１８
・・・発熱抵抗体層、１９・苗熱層、２０・・・基４１
ノ、２６・・・（７１’ｌ　、である。 特許山脈１（人　　キャノン株式会社 ヒ１．．：４４；ｌ“

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 α）記録ヘッドＩ／Ｃ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一般式；（但し、上式中のｎは１
   以上の整数である。）であられされる化合物が含有され
   でいることを特徴とする記録液。 （２）前記一般式であられされる化合物の含有量が、記
   録液の全重量に対して２重量％以上である特許請求の範
   囲第１項記載の記録液。