JPS61223072A - インクジエツト記録方法 - 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】 〔成業上の利用分野〕 本発明は、記録液を配球ヘッドの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インクジェ
ット記録方法に関する０〔従来の技術〕 ノンインパクト紀Ｉ＃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、高速記録が町匝であり、而も所１晋
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、
これ迄にも様々な方式が考案され、改良が加えられて商
品化されたものもあれば、現在も同案用化への努力が続
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、所副インクと称され
る記録液の液＃４（ｄｒｏｐｌｅｔ）を飛翔させ、これ
を被記録材に付層させて記録を行なうものである。断力
）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１ａ静
剤或いはこれらの混合備が用いられる）を基本的成分と
し、又必要に応じて各槙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Ｔ０ 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、該信号に芯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２ｍ
、振動板２ｂ、記録液の流入口３．ヘッド内の液Ｎ４及
び吐出口（吐出オリアイス）５を有している。液室４円
には貯蔵タンク６に貯えられた紀鯨液７が、供給管８に
よって導入されている。

岡、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。

モしてピエゾ振動子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力）らパルスに変
換された信号が印〃口され、該信号に応じて液室４内の
記録液に圧力変化が生ずる。その紹来、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１
２の表面に記録が行なわれる。

又、上記の装置以外をこも種々のタイプの装置が知ら几
ており、例えば、第２図１こ示す様に、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５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ｌこ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図に示すロ ヘッド１３はインクを通す＃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１７−１．１７−ｚｔニクロ
ム等で形成される発熱抵抗体層１８１蓄熱膚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Ｏ 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より配録小滴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鋭図を示す。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。従つて、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、載面張力、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
等により、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アイスは微細な穴（一般に直径数１
０μ４Ｍ度）である為に、固形分の発生は目詰まりの原
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までも、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Ｗ酸成分
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曾わせが求められてい
る。

史に又、記録された画成が充分にコントラストが藁＜、
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歇のコントラストを局
＜シようとすると１吐出オリアイ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。

史に、以上の特性に加えて、被記録材の孤類を制限せず
に記録が行なえること、定７ｖ速度が大きいこと、耐水
性・耐光性・耐摩耗性及び解絨度の優れた１隊を与える
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ｍｙにもたせる目的で檀植の処方
が採用されているが、これらの要求を同時に勇足させる
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ζこよって浸透性、定着性が大きく左右さｒＬ
る。サイズ度の高い紙に記録を行なうと記録液の浸透性
が悪いために画隊のカスレを生じ易いこと、浸透性が恋
い為に高速記録を行なう際、記録奴による汚染を生じる
こと或いはカラー両液化する際に異なる色調の記録液同
士の混ざり合いによって忠実な色ＵＰ４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
る糸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８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
。

一方非水系の記録液は一般に紙への浸透性は良いがニジ
ミが太きく＊ｍ度が悪いこと及び染料の溶解安定性が低
く、濃い画成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＠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は、その構成
成分各々か優れた性質を示すつみＲ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。この様な事慣によって、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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

而して、本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり
、記ｊ！ｉ−液と被記録材とのマツチングに優れたイン
クジェット記録方法を提供することを目的とする。

即ち本発明の目的は、吐出安定性、吐出応答性、連続記
録性に優れ、しかも得られた記録面識が耐水性、耐光性
、定着性に優れたインクジェット記録方法を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、以下の本発明によって達成されるＯ 即ち本発明は、記録ヘッドに設けられた吐出口から吐出
させた記録液の液滴を被記録面に飛翔させて記録を行う
インクジェット記録方法に於いて、該記録液が下記一般
式（Ａ）で表わされる化盆物を記録液全ＪＩＬＲに対し
て５〜９０ｔｔ％含有Ｔることを特徴とＴるインクジェ
ット記録方法である。

Ｒ１−０）１　−　　ＯＨ−１’ｌ。

（但シ、上式中Ｃｌ）　ＦＬｓ　ｔ　Ｒｚｚ　ｗ　Ｒｓ
　ｐ　Ｂａ　　４’：Ｌ夫々、水素又はメチル基を示す
。） 〔作用〕 本発明のインクジェット記録方法に用いる被記録材は、
所−ｉ４普通紙と呼ばＧている被記録面にセルロース繊
維が露呈してなるものであれば、いずれも良好に用いる
ことができる。

１万、本発明のインジェクト記録方法に用いる記録液は
、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
電力ロ剤等から成り、特に一般式（Ａ）の化合物が必須
成分とされる◎本発明に用いる記録液は、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
に係わる紀碌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＃、会して用いることができる。

例工ばメチルアルコール、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、　５ｅｃ　　−ブチルアルコール
、ｔｅｒｔ　　−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、ヘキシルアル；−ルウヘ
プチルアルコール、オクチルアルフール、ノニルアルコ
ール、チクルアルコール、等の炭素数１〜ｌＯのアルキ
ルアルコール；例エバ、シクロペンタン、ヘキサン、シ
クロヘキサン、ヘプタ／、オクタン、ノナン、デカン。

ウンデカン、ドデカン、トリデカン、ナト２リン、デカ
リン、ベンゼン、トルエン、キンレン等で代表される脂
肪訣又は芳香族炭化水拭系溶剤；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
炭化水木系靜剤；例えばエチルエーテル、ブチルエーテ
ル、エチレングリ；−ルジエチルエーテル、エチレ／グ
リコールモノエチルエーテル等のエーテル糸浴剤；ｙｊ
Ｊｊはアセトン。

メチルエチルケトン、メチルグロビルヶトン、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ｍ剤；例えはエチレングリコ
ール、ジｘ　ｆ　ｖ　ン／　９　：ｙ−ル、フΩピレン
グリコール、クリセリン等の多１曲アルコール；その他
アミン糸。

アミド系、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１．３ジメチ
ル−２−イミダゾリジノン等の含窒素［８猿糸、バレロ
２クトン、カプロラクトン等のオキシカルボン酸の分子
内エステル系等の＋ｍの浴剤か亭げられる。

これらの列挙した液媒体は使用される記録剤や礪加剤と
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
の特性を有する一ピ録液が開会され得る範囲内に於いて
、必要に応じて適宜二櫨以上を混合しても艮い。

本発明で用いる記録液の特に奸才しい混合形態は、前述
の一般式（Ａ）の化合物に対し、水或いは他のｘａｍ剤
を混合して成る糸であり（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１１ｄｌアルコールアルキルエーテル／
一般式（Ａ）の化合物 （４）　　水／官窒素複累壌糸／一般式（Ａ）の化＠−
物（５）　　水／多価アルコール／含鼠素複素壊系／一
般式（Ａ）の化合物 −（６）　　１価アルコール／多価アルコール／一般式
％式％ （７）１価アルコール／含窒素複素壌系／一般式（Ａ）
の化合物 （８）　１価アルコール／　多１曲アルコールアルキル
エーテル／一般式（Ａ）の化合物 （９）Ｉｉｌｌｉフルコール／　多１ｉ　７　ル！−ル
／含窒索複素壊糸／一般式（Ａ）の化合物 本発明に於て、一般式（Ａ）の化什物の含有輩は、使用
される液媒体の種類、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、記録液の全重瀘に対し
、特に好適には５チ〜９０チの範囲内とされるのが望ま
しい。

記録剤としては、長時間放置による屋内や記録液のタン
ク内での沈降、凝果、更には供給管や吐出オリアイスの
目詰ま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材の特性に
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
（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
録液の前述の諸％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ａ
建染メ染料、ｒｌｌ性媒染染料−媒染染料、硫化会料・
速染メ染料、面精１＃染、科ν抽浴染料、分散染料等の
弛、スレン染料、ナフトール染料、反応染料、クロム染
料％１：２ａｌ錯塩染料、ｌ：１屋錯塩染料、アゾイッ
ク染料、カチオン染料等の水浴性若しくは油溶性染料を
挙げることができる口 これ等の染料は、所望に応じて適宜選択されて使用され
る液媒体中に溶解又は分散されて使用される口 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て
、瀘瀘パーセントで５０％〜０．５％好ましくは４０−
〜０．５％、そして更に好ましくは３．０％〜１チの範
囲とするのが良い。

同、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良い。この場合、記録剤の粒径
は、通常３〜０．０１μ、好ましくは２〜０．０１μ、
更に好ましくは１〜０．０１μ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（Ａ）の化合物は罰紀欣媒体への
記録剤、特に染料の溶解性を向上させる働きを示し、￥
Ｍ２録液中の記録剤＃に麓を高め、該記録液により得ら
れる画線は鮮明で高いコント２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（Ａ）の化合蝋の含有量が、記録液の全！電に対し
一般には０．５４以上であれば総められ、５％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インクジェット記録方
法に用いる記録液は多くの優れた性質を示す。即ち一般
式（Ａ）の化＠−物が液媒体成分中に存在していると植
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、得られる液媒体成分中は物性
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力）ら大きく逸脱するこ
とがないこと等の％徴をＮｆる◎或いは一般式（Ａ）の
化合物を含有する液媒体成分は、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、充分な麓の染
料を溶解しうること、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、本発明のインクジェット記録方法によれ
ば、吐出安定性、吐出応答性、液滴の均−性或いは２！
！続記録性に優れるだけでなく、画慮品質、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
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に用いる記録液
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櫨々の添刀口剤が
添加されても良い。そのような＃ｉ加剤としては、例え
ば粘度調整剤、弐面張力ｐ＋整剤、ＰＨ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Ｔる。

記録液調整例１゜ クォーターブラック１８７Ｌ（オリエント化学工業製染
料水溶液）　　　　２０重重部スルホラン　　　　　　
　　　２０　Ｎジエチレングリコール　　　　３０　ｌ
イオン交換水　　　　　　　　３０　１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
し記録液（１）　　としたＯ 実施例１゜ 記録液（１）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鳳記録ヘット°（吐出オリフィ
ス径５０μ・ピエゾ振動子駆動電圧６０ｖ９周波数４Ｋ
Ｈｚ）を有する記録装置により、下記第１表で示した被
記録材に記録を行った。

第　　　１　　　表 その評価をＴ１〜Ｔ、について行なったところいずれも
良好な結果を得た。

（ＴＩ）記録液の長期保存性；記録液（１）８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Ｏ（Ｔり吐出安定性；室温、５℃、
４０℃の雰囲気中でそｎ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
行なえた〇 （Ｔｓ）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；記録された画家は濃度が高く
鮮明であった。室内光に３力月さらしたのちのａ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
、−酸のにじみはきわめてわずかであった。

（Ｔｓ　）　　各検波記録材に対する定着性：被記録材
で印字１５秒後印字部を指でこすり両縁ずれ・ニジミの
有無を判定したところ、いずれも画家ずれ・ニジミ等が
なく優れた定着性を示した。

記録液ｗ４整例２〜１６ 調整例１と同様の方法により第２衆の組成の記録液（２
）〜（１６）を調合した。岡、第２表において（）内の
数字は組成比を示す０ 実施例２〜１６ 記録液（２）〜（１６）を用いて実施例１と全く同様に
して記録を行ったところ、いずれも良好な結果を得た。

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１５
０Ω、駆動電圧３０ｖ１周波数２ＫＨｚ）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−ｂ図は別の記録装置の要部縦断面１
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、１・・・記録ヘッド、２ａ・・・ピ
エゾ奈動子、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・・・信号地理手段、１１・・・液滴、１
２，２５・・・被記録材、Ｓ、・、記録信号、１４・・
・液室、１５・・・発熱ヘッド、１６・・・保護層、１
７・・・電極、１８・・・発熱抵抗体層、１９・・・蓄
熱層、２０・・・基板、２６・・・溝であるＤ 冒１　口 ￥２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 記録ヘッドに設けられた吐出口から吐出させた記録液の
   液滴を被記録面に飛翔させて記録を行うインクジェット
   記録方法に於いて、該記録液が下記一般式（Ａ）で表わ
   される化合物を記録液全重量に対して５〜９０重量％含
   有することを特徴とするインクジェット記録方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼（Ａ） （但し、上式中のＲ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３、Ｒ＿４は夫
   々、水素又はメチル基を示す。）