JPS6037149B2 - 記録液 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱エネルギーによって、吐出口（オリフィス
）から、記録剤を含む液体を吐出させ、記録を行う方法
に使用され、特に、加熱条件下での溶解安定性にすぐれ
た記録液に関する。

ノンィンパクト記録法は、記録時における騒音の発生が
無視し得る程度に極めて小さいという点において、最近
関Ｄを集めている。

その中で、高速記録が可能であり、而も所謂普通紙に定
着という特別な処理を必要とせずに記録の行える所謂イ
ンクジェット記録法（液体噴射記録法）は、極めて有力
な記録法であって、これ迄にも様々な方式の提案とそれ
を具現化する装置が考案され、改良が加えられて商品化
されたものもあれば、現在も尚美用化へ努力が続けられ
ているものもある。その中で、例えば特開昭５４−５１
８３７号公報、ドイツ公開（ＤＯＬＳ）第２松３０私号
公報に記載されてある液体噴射記録法は、液滴形成エネ
ルギーである熱エネルギーを液体に作用させて、液滴吐
出の為の原動力を得るという点において、他の液体噴射
記録法とは、異なる特徴を有している。即ち、上記の公
報に開示されてある記録法では、熱エネルギーの作用を
受けた液体が急峻な体積の増大を伴う状態変化を起し、
該状態変化に基づく作用力によって、記録ヘッド部先端
のオリフィスより液滴が吐出、飛翻して被記録部材に付
着し記録が行われる。殊に、ＤＯは ２８４３０６４に
開示されている液体噴射記録法は、所謂ｄｒｏｐ−ｏｎ
ｄｅｍａ中記録法に極めて有効に適用されるばかりでな
く、記録ヘッド部を血１１１ｉｎｅタイプで高密度マル
チオリフィス化して容易に実現出来るので、高解像度、
高品質の画像を高速で得られるという利点を有している
。

この様に、上記の液体噴射記録法は、種々の利点を有す
るものであるが、高解像度、高品質の画像を更に高速で
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、具備される電気・熱変換体の寿命の他に、該変換体
表面への固形物の枕積があげられる。

即ち、上記の記録法に適用される記録ヘッドは、例えば
、第１図に示す様な構造を有している。図において、電
気・熱変換体１０２は、波滴形成エネルギー作用部であ
る熱作用部１０７において、エネルギー作用面としての
熱作用面１０９を介して矢印Ａより導入される液体と接
触している。この様な構成は、発生される液滴形成エネ
ルギーとしての熱エネルギーを熱作用部１０７にある液
体に有効に且つ効率良く作用させる目的から採用させて
いるものである。その為に、使用される記録液にもよる
が、透常の水を液媒体とする様な記録液を使用する場合
には、該記録液を通じての電極１１３，１１４間の電気
的リークを防止する事、及び発熱抵抗層１１１を前記記
録液から、或いは熱的酸化から保護する為に上部層１１
２がヘッド作成時に、熱発生部１０８のおける部分では
、発熱抵抗層１１１上に形成される。

斯かる記録ヘッドを使用する記録法における液滴形成原
理は、前記した様に電気・熱変換体への通電がＯＮされ
ると液滴形成エネルギーである熱エネルギーの作用を受
けた、熱作用部１０７にある記録液が急激な体積の増大
を伴う状態変化、即ち、熱作用部１０７にある記録液が
〃ｓｅｃ・程度以下という非常に瞬時間の中に気化状態
に達し、熱作用部１０７において、瞬時の中に気泡の発
生とその成長が起り、該熱作用部１０７とオリフィス１
０５との間に存在する記録液を液滴として吐出するので
ある。この気泡の発生、消滅の繰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、熱作用部１０７の表面近傍において、不溶物の
生成・次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、且つ、観察された。

本発明は、上記の不都合を解消する為に成されたもので
あって、前記した公報に記載された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
め得る記録液を提供する事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液は、記
録剤としての染料としてＣ．１．フードブラック２を含
有することを特徴とするものである。

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
の繰返いこおいても、熱作用部表面における不溶物の生
成、次積を生ぜず、ヘッドの吐出不能を生じることはな
い。又本発明の記録剤として用いる染料は、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、非常に有効に用いることができる。又、
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、粘度調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うる。本発明の記録液における
Ｃ．１．フードブラック２の含有量は、液媒体成分の種
類、記録液に要求される特性等に依存して決定されるが
、一般には記録液全軍量に対して、重量パーセントで０
．５〜２０％、好ましくは０．５〜１５％、より好まし
くは１〜１０％の範囲とされる。

本発明の記録液は水を主な液媒体成分とするが、水単体
のみならず、望ましくは、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、
エチルアルコール、ｎ−プ。

ピルアルコール、インプロピルアルコール、ｎーブチル
アルコール、ｓｅｃ−プチルアルコール、咋ｒｔ−プチ
ルアルコール、ィソプ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：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またはケトアルコール類：テトラ
ヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類：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−ル類：エチレングリコール、プロピレン
グリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、１，２，６へキサントリオ−ル、チオジグリコー
ル、ヘキシレングリコール、ジエチエレングリコール等
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、ジエチレングリコールメチル（又はエチル）
エーテル、トリェ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−ルの低級アルキルヱー
テ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、ジェチレングリコール等の多価アルコール、
トリエチレングリコールモノメチル（又はエチル）ェー
ナル等の多価アルコールの低級アルキルェーテルは好ま
しいものである。

記録液中の上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般には記
録液全軍量に対して重量パーセントで５〜９５％、好ま
しくは１０〜８０％、より好ましくは２０〜５０％の範
囲とされる。

この時の水の含有量は、上記溶剤成分の種類、その組成
或いは所望される記録液の特性に依存して広い範囲で決
定されるが、記録液全重量に対して一般に１０〜９０％
、好ましくは１０〜７０％より好ましくは２０〜７０％
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、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、長時間の記録休止後の吐出
安定性）保存安定性、紙に代表される被記録材への定着
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
。例えば、各種界面活性剤、ジェタノールアミン、トリ
ェタノールアミン等の表面張力調整剤、緩衝液によるｐ
Ｈ調整剤等を挙げることができる。以下、実施例に従っ
て本発明を具体的に説明する。実施例 １ アルミナ基板上にＳｉ０２層（下部層）をスパッタリン
グにより５仏ｍ厚に形成、続いて発熱連底抗層としてＨ
Ｂ２を１０００Ａ厚に、アルミニウムを電極として３０
００Ａ陣に銭層した後、選択エッチングによって５０ｒ
ｍ×２０呼ｍの発熱抵抗体パターンを形成した。

次にＳｉ０２層をスパッタリングにより３５００八厚に
保護層（上部層）として横層して基板上に電気・熱変換
体を形成した後、幅５叫ｍ×深さ５蛇ｍの溝を刻んだガ
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２５０仏
ｍになるようにオリフィス端面を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
１０一ｓｅｃ，４０Ｖの矩形電圧パルス印字信号を２０
呼ｓｅｃの周期で行ったところ、１４餌時間の連続印字
に充分耐える寿命を有していた。

実施例 ２ 実施例１において用いたインク組成物のうちのＮーメチ
ル−２ー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 ３ 実施例１において用いたインク組成物のうちのジェチレ
ングリコールの代りにエチレングリコ−ルを用いた場合
も、実施例１と同様な結果を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは、本発明の適用する為の液体噴射記録ヘッド
のオリフイス側からの正面部分図、第１図ｂは、第１図
ａの一点鎖線ＸＹで示す部分で切断した場合の切断薗部
分図である。 第丁図 弟丁四

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 記録像を形成する記録剤としての染料として、Ｃ．
   Ｉ．フードブラツク２を含有して成ることを特徴とする
   記録液。