JPS6060170A - 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、特には記り」）ヘッドに設けら
２ｔだ微細な吐出口（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贈した記
録液に関する。

従来から紙痔“のも１ζｎじ０材に記録をＴＪなう１′
〔記共（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／こはその他の年目％を溶剤に溶解せ
しめたものが使用さｒしている。

またピエゾ振動子によるＪｈｉ　’ｊｙ：）或いは篩１
１コ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式せて記録を行なう所印イン
クジェット記釘方式に於いても各か１（染料を水又は有
機溶剤等に溶Ｆ＋’ｌ’　１７′ｉ：組成物が使用され
ることが知られている。Ｌかし一般の万年争・フェルト
ベンの様な文具用インクに比べるとインクジェット用り
己ｂ７ｆダは、多くの特性で−）ｌ・フ厳蕾な条件が要
求これる。

この様なインクジェット記かｔ法し１１所請インクと称
されるｈ己録ｌ俟の宥（滴（ｄｒｏｐｌ！ｅｔ）會飛判
１はせ、これを被８１：８録材に付層式せて記録を行な
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ｎる）及びこれを溶１「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Ｉ１６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３ａ
Ｘ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
には貯蔵クンクロに貯えられた記録液７が、供給管８に
よって導入きれている。

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７Ｆｉ吐出オ
リフイス５から液ｉｌｌとなりて吐出し、被記録材１２
の表面にに己録が行なわれる。

又、上記の装置以外にも種々のタイプの装置が知られて
おシ、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６がちる（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Ｊ心した熱エネルギーを与え
、該エネルギーにま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を有するカラス、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設
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２０よ〃成っている。

インク２１は吐出オリフィス２２寸で来ており、圧力Ｐ
によシメニスカス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９酬に発熱し、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よシ記録小滴２４とムシ、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を接着してつくられてい
る。

なお、ｇ　３−　ａ図は、インク流路に沿ったヘッド１
３の断面図であシ、第３−ｂ図は第３−ａ図のＡ−Ｂ線
での切断面である。

従来、この種の記ｒ！＝　？ｌｌとして例えば特公昭５
〇−８３６１号、持久１１ｔ（５１４０４８４号、特公
昭５２−１３　Ｌ２６号、特公昭５２−１３１２７号、
特開昭５０−９５００８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方′を或いは分散させた
ものが知られている。この種の記録液の好ましい条件と
しては （１）　吐出条件（圧１１イ、ぶ子の駆動１１も圧、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１表面張力１ｍ廓度等）
をイ］’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
孔の目詰まシを起さないこと。

（３）被記録祠（紙、フィルム等）に対して定着が速く
ドツトの周辺が滑らかでにじみの小さいこと。

（４）印字された画像の色Ｗ４が鮮明で濃度が高いこと
。

（５）印字された１ｌｔｆ　像の耐水性・耐光性が保れ
ていること０ （６）記録液周辺材料（容器、連結チューブ、シ、部材
等）を侵さないこと。

（７）臭気、）；ｊ性、引火性等の安全性に優れたもの
であること 等が拳げら１上る。

上記の槌な緒特性を同時に満足きせるととは相当に困難
である。前記した従来技術は、この点で不満足なもので
を）つた。

斯かる目的の記会ｊ￥に適用する記録液は基本的に染料
とその溶奴とから組成されるもので８５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。従って、記録液が上記」、Ｙ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は、
斯かる技術分野に於てきわめて重要人技術である。

向して、本発明は、鋭意検討の結果、斯かる目的に用い
る記録液に好適な染料と溶媒の組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，アシッドレッド８を含み、この記録
剤を溶解又は分散する液媒体が１少なくさも、 （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、スルホランの何れか又
は両方と１ （ｃ）　Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ｌ、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している。

本発明によれば、環境温度変化に対して、粘度の開化が
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υ、さらには、目詰シを起こ
して不吐出状態になるといったことは全く起らない。

又、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、被記録材の種類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，アシッドレッド８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、一般には記録液全重量に対して、重量パーセン
トで０１〜２０％、好ましくは０５〜１５％、よシ好ま
しくは１−１０％の範囲とされる。該染料はもちろん単
独で若しくは、他の染料と組合わせて、（つまシ、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は、一般には記録液
全重量に対して重量パーセントで１〜３０％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、１−４０％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、１〜４０％のＮ−メチル−２−ピロリドン又は、ｌ
。

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、よシ好まし
くは、５〜２０％のポリエチレングリコール又ハポリエ
チレングリコールモノメチルエーテルの両方又はいず扛
か一方、５〜３０％のジエチレングリコール又ｔまスル
ホランの両方又はいずれか一方、５〜３０％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
％の水である。

この様な成分から６１１合される本発明の記録液は、そ
れ自体で記録特性（（ｇにｊ応応答性液液滴形成安定性
、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。

例えば、ポリビニルアルコール、セルロース′ｆＡ′１
、水溶性崩脂扮°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光間張力調整剤：緩もｌＪ
７改によるＰ　Ｈ調整剤、防カビｉｔ＋ＩＩＪ等を拳げ
ろことができる。

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（Ｉｉｉ用はれる記録液を１−１４合する為には塩化
リチウム、塩化アンモニウム、ｉｉ、ｓ化ナトリウノ・
等の無機塩類等の比抵Ｊ’ｊＬ＆：ａ整剤が添加菖７す
る。

尚、熱ニオ・ルキーの作用によってＧ己３、・液を吐出
式せるタイプのインクジェット方式に１ｉｊａ用する場
合１／Ｃは、熱的な物性イ１へ（例えば、比熱、熱膨り
Ｊシ係数、熱伝２！４ｇ＜等）がｉ：！整されることも
ある。

本発明を以下の実施例で史に；ｒ＋：　、ｖａ＋に説１
ツ１する。

実施例１ 上記組成物を容ｔＫ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４ＫＩ−１ｚ）を有する記
録装置により、下記の（ＴＩ）〜（１’５　）の検討を
行なったところ、いずれも良好な結果を得た。

（ＴＩ）記録液の長ル］保イＩ性：記録液をガラス容器
に密閉し、−３０″Ｃと６０°Ｃで６力月間保イＩした
のちでも不溶分の析出は討ｊめられず、液の物性や色調
にも変化がなかっｔｃｏ （１’２）吐出安定性：室１品、５”Ｃｓ４０″Ｃの雰
囲気中えた。

（Ｔ３）吐出応＠ｌｒ：２秒毎に間欠吐出と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
ス先端での目詰シがなく安定で」テゴーに記録された。

（Ｔ４）記録画像の品り′（：記録された１１１り像は
濃度が高く魚ト明であ・りた。室内光に３力月さらした
のちの濃度の低下率は１％以下であり、また、水中に１
分間浸した場合、ｆｌａｉｌ像のにじみ（Ｃ【きわめて
わずかであっブこ。

でｌ゛、）各種被記録材に対する定Ｘｉ性；下表に記載
の被記録材に印字、１５抄後印字部を指でこすり画像ず
扛・ニジミのイｆ無を判定した、いずれも１ｉｒｉｉ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と同様にして上記の組成の記録液を調製し１記
録ヘツ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１５０（ン
、駆動宵ＪＪ−３０Ｖ　、周波数２ＫＨｚ）を有する記
録装置を用いて実施例１と同様に（’ｒ＋　）〜（’Ｉ
’５　）の検討を行なったが、全ての検討実験に於て優
れた結果を得た。

実施例３ 上記に示す組成の記録液を実施例１と同様な方法でり、
′４合した。この組成物をフェルトペンにブｆｉ　ｊｌ
し、中性紙にｈξ記して耐水性及びキャンプをはｊ゛し
て２４時間放置後の筆記性をＶ４べた。

本実捕例の記録液は耐水性及び放１ｉ：：Ｃ＠の町′（
配性共に優れていた。

実施例４〜１３ 実施例１と同様の方法によシ、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、）〜（Ｔ、
）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ｉ￥性、記録１１１
１保の定着性、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シ （１）液の長期保存安定性が良好で、吐出口の目詰力を
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＜　、［ｉ＋ｉイｌ：は
魚１′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ｋｌｊ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
および間柄１す「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、図におりて １−一−−記録ヘッド、２ａ−一−ピエゾ振動子、２　
ｂ−−、振動板、３−一一一流入口、４−　液室１５−
一−−吐出オリフイス、６−　貯蔵タンク、７−−−−
−記録液、８、−−−供給管、９−−ｍ−中間処理手段
、１０−−−−イＢ号処理手段、１１．−一−−液滴、
１２．２５−−−一　被記録材、Ｓ−一−−記録信号一
１４−　液室１１　’５−−−−発熱ヘッド、１６−　
保設層、１７−−−−７−電極、１８−ｍ−発熱抵抗体
層、１９−　整熱層、２０−−　基板、２６−　溝であ
る。 特許出願人　キャノン株式会社 乙ノ 第４図

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、ｃｔｉ。 アシッドレッド８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１ （ｂ）　ジエチレングリコール、スルホランの何れか又
   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（１１」れか又は両方と、 （ｄ）　水とから成ると吉を特徴とする記録液。