JPH0995634A

JPH0995634A - インクジェット記録液

Info

Publication number: JPH0995634A
Application number: JP7253126A
Authority: JP
Inventors: 重幸 ▲高▼尾; Shigeyuki Takao; Megumi Sakagami; 恵坂上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 1997-04-08

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、通電による電極の酸化や損耗を防
止して沸騰開始時間を一定とし、インクジェット記録ヘ
ッドの長期的な信頼性を高めて、ドット抜けやスプラッ
シュの生じない高い印字品質を有するインクジェット記
録液を提供することを目的とする。【構成】本発明のインクジェット記録液は、電極を介
して記録液に直接通電する方式のインクジェット記録装
置に用いられるインクジェット記録液であって、記録像
を形成する成分である記録剤と、記録剤を溶解する液媒
体と、液媒体に導電性を付与する電解質と、亜硫酸ナト
リウム，亜硫酸水素ナトリウム，アスコルビン酸，アス
コルビン酸ナトリウム，２−ナフトール，タンニン酸，
カテコール等の１種又は２種以上の酸化防止剤と、を含
有する構成を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インク滴を飛翔させて
印字または印画させるインクジェット記録方式装置に用
いられるインクジェット記録液に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、インクジェット記録装置は、記録
時の静粛性、高速記録化、カラー化が容易といった点か
ら家庭用、オフィス用コンピュータの出力用プリンタと
して広く利用されるようになってきた。このようなイン
クジェット記録装置はインクを小滴化し飛翔させ、記録
紙に付着させて記録を行うもので、小滴の発生法や飛翔
方向の制御法によってコンティニアス方式とオンデマン
ド方式に大別される。

【０００３】コンティニアス方式は、例えば米国特許第
３０６０４２９号に開示されている方式であって、イン
クの小滴化を静電吸引的に行い、発生した小滴を記録信
号に応じて電解制御し、記録紙上に小滴を選択的に付着
させて記録を行うものである。しかしながらコンティニ
アス方式は、小滴の発生に高電圧を要し、マルチノズル
化が困難なことから高速記録化には対応でき難いという
問題点を有していた。

【０００４】オンデマンド方式は、例えば米国特許第３
４７４７１２０号に開示されている方式で、小滴を吐出
するノズル孔を有する記録ヘッドに付設されているピエ
ゾ振動素子に、電気的な記録信号を付加し、この電気記
録信号をピエゾ振動素子の機械的振動に変え、機械的振
動に従ってノズル孔より小滴を吐出させて記録紙に付着
させることで記録を行うものである。オンデマンド方式
はオンデマンドでインクをノズル孔より吐出して記録を
行うため、コンティニアス方式のように吐出飛翔する小
滴の中、画像の記録に要さなかった小滴を回収すること
が不要であるため、シンプルな構成が可能である。しか
しながら、記録ヘッドの加工の困難さや、ピエゾ振動素
子の小型化が極めて困難でマルチノズル化が難しくピエ
ゾ振動素子の機械振動という機械的エネルギーで小滴の
飛翔を行うので高速記録に向かないこと、等の問題を有
していた。オンデマンド方式の他の例として米国特許第
３１７９０４２号に開示されている方式はピエゾ振動素
子等の手段による機械的振動エネルギーを利用する代わ
りに熱エネルギーを利用する方式が開示されている。こ
の方式は機械的振動エネルギーを利用する方式と比較し
エネルギー変換効率が高く、マルチノズル化が容易であ
るといった特徴がある。また、特公昭６１−５９９１１
号公報他，特公昭６２−１１０３５号公報，特公昭６１
−５９９１４号公報には発熱抵抗体により沸騰を生起さ
せ液滴を飛翔させる方式の記録法（以下バブルジェット
方式と称す）が開示されている。また、このバブルジェ
ット方式には、更に、加熱部を発熱させ、間接的にイン
クを加熱するヒーター加熱方式と、インクに直接通電
し、インク自体のジュール熱により発熱させる直接通電
方式とが研究され開発されている。この直接通電方式と
して、特開平２−２３３２５７号公報（以下イ号公報と
称す）には、インク吐出孔を有するインク流路と、イン
ク流路の吐出孔近傍に設けられた通電電極と、インク流
路に満たされた導電性インクに通電電極を介して電流を
流す駆動手段と、を有するインクジェット記録装置が開
示されている。

【０００５】以下にイ号公報に開示されたインクジェッ
ト記録装置に使用されたインクジェット記録ヘッドを含
む従来の直接通電方式のインクジェット記録ヘッドにつ
いて図面を参照しながら説明する。図２は従来の直接通
電方式のインクジェット記録ヘッドを示す要部断面模式
図であり、図３は図２におけるＢ−Ｂ′線の断面模式図
である。１は従来の直接通電方式のインクジェット記録
ヘッド、２はガラスやセラミックス、半導体等の絶縁材
料からなり後述する圧力室８の底面を形成する基板であ
る。３は基板２の上面に対向して所定間隔を持って積層
された酸素過電圧を有し耐腐食性に優れたＴｉ族金属等
で形成された一対の電極、３ａは圧力室８内に露出され
た電極露出部、４は各電極露出部３ａの露出面積を規定
して基板２と各電極３の上面に積層されたポリイミドや
エポキシ樹脂，シリコン樹脂，ＳｉＯ₂等のセラミック
スからなる絶縁層である。５は絶縁層４の上面に積層さ
れ絶縁層４と後述するノズル板６とを接着するエポキシ
樹脂やポリイミド，尿素樹脂等からなる接着層である。
６は接着層５の上面に積層され圧力室８とインク流路７
の上面を形成するＰＥＴ，ポリエーテル，スルホン，ガ
ラス，セラミックス，半導体等からなるノズル板、７は
圧力室８に後述するインク１０を供給するインク流路、
８は基板２，電極３，絶縁層４及び接着層５より断面略
逆凸状に形成された溝部とノズル板６の下面に形成され
た台錐形状の凹部とからなりインク流路７に連設された
圧力室、９は圧力室８の上面に搾孔されたインクノズ
ル、１０は記録像を形成する成分である記録剤と、記録
剤を溶解する液媒体と、液媒体に導電性を付与する電解
質と、を有し、インク流路７、圧力室８及びインクノズ
ル９内に充填されたインクである。尚、インク１０は、
液媒体として一般に水、電解質として一般に水溶液中で
陽イオン及び陰イオンに電離し導電性を示す化合物が使
用されている。電解質から電離された陽イオンとして
は、例えば、Ｈ⁺，Ｎａ⁺，Ｌｉ⁺，Ｋ⁺，Ｃａ²⁺，Ｍ
ｇ²⁺，ＮＨ₄ ⁺，ＣＨ₃ＮＨ₃ ⁺，（ＣＨ₃）₂ＮＨ₂ ⁺，（Ｃ
Ｈ₃）₃ＮＨ⁺，（ＣＨ₃）₄Ｎ⁺等のイオンが挙げられ、陰
イオンとしては、例えばＯＨ^-，Ｃｌ^-，Ｂｒ^-，Ｆ^-，Ｍ
ｎＯ₄ ^-，ＣｌＯ₄ ^-，ＰＯ₄ ^3-，ＳＯ₄ ^2-，ＮＯ ₃ ^-等が挙げ
られる。但し、固体電解質は液媒体の蒸発によりインク
１０がインクノズル９に目詰まりする原因となり易いこ
とから、電解質としては一般に常温で液体のものが使用
され、かつ、工業ベースで入手が容易な水溶性有機アミ
ン塩酸塩が好適に使用されている。

【０００６】以上のような従来の直接通電方式のインク
ジェット記録ヘッドについて、以下その動作を図面を参
照しながら説明する。図４（ａ）はインクジェット記録
ヘッドのインク吐出の初期状態を示す要部断面模式図で
あり、図４（ｂ）はインクジェット記録ヘッドのインク
吐出のインク沸騰開始状態を示す要部断面模式図であ
り、図４（ｃ）はインクジェット記録ヘッドのインク吐
出の気泡膨張状態を示す要部断面模式図であり、図４
（ｄ）はインクジェット記録ヘッドのインク滴吐出状態
を示す要部断面模式図であり、図５は電極にパルス電圧
を印加した時の電極対向部間を流れる電流波形を示すタ
イミングチャートであり、図６は電極にパルス電圧を連
続して印加した時の電極対向部間を流れる正常な電流波
形および未沸騰状態の電流波形を示すタイミングチャー
トである。図４（ａ）〜（ｄ）において、１１は電極対
向部間に流れた電流／電圧により生じたインク１０のジ
ュール熱により発生した気泡、１２は気泡１１の膨張に
よりインクノズル９から吐出されたインク滴である。１
３は気泡１１の収縮により残留された残留気泡である。
まず図５中ｔ０で示す通電開始時刻（以下通電開始時刻
ｔ０と称す）になると、図４（ａ）に示すように、圧力
室８に満たされたインク１０に電極露出部３ａを通して
約２５Ｖの電圧が印加される。この時、図５に示すよう
に、通電開始と同時に、インク１０に電流が流れ、イン
ク１０にジュール熱が生じることにより、インク１０が
加熱される。なお、インク１０が加熱されると、インク
１０の比抵抗が小さくなるため、図５に示すように、ほ
ぼ直線的に電流値が増加する。次に、インク１０が沸点
に達すると、図４（ｂ）に示すように、一方の電極露出
部３ａの先端部に気泡１１が発生する。ここで、気泡１
１の発生を境に電極対向部間を流れる電流は、図５中ｔ
１で示す沸騰開始時刻（以下沸騰開始時刻ｔ１と称す）
以降、急激に減少する。次に、図４（ｃ）に示すよう
に、気泡１１が成長するにつれて、その気泡１１の膨張
によってインク１０がインクノズル９の外方に向かって
押し出される。この時、気泡１１の体積が最大となり、
電極露出部３ａの表面が気泡１１により略完全に覆われ
ると、電極対向部間を流れる電流は、図５に示すよう
に、気泡１１の体積が最大となる図５中ｔ２で示す最大
気泡発生時刻（以下最大気泡発生時刻ｔ２と称す）で極
小となる。これにより、図４（ｄ）に示すように、気泡
１１は収縮に転じ、一方の電極露出部３ａの表面又は電
極３の近傍に残留気泡１３となって残る一方、気泡１１
の収縮によりインクノズル９の先端のインク１０がくび
れ、インク滴１２が飛翔する。次に、図５中ｔ３で示す
通電中止時刻（以下通電中止時刻ｔ３と称す）で電極３
への通電が中止されると、インク流路７から圧力室８内
へインク１０が供給される。ここで、通電開始時刻ｔ０
から通電中止時刻ｔ３までの時間（以下通電駆動時間と
称す）は通常略４０μｓｅｃに設定される。以上述べた
インク吐出工程を、図６に示すように、１００〜２００
μｓｅｃ（又は印字周波数５ＫＨｚ〜１０ＫＨｚ）の周
期で連続して、あるいは、記録像に応じて断続的に繰り
返すことで、記録紙上に任意のドット記録が可能とな
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、従来のインクを用いて印字を行った場合、
電極が通電による発熱やインク中の成分との電気化学的
反応により酸化され、徐々に電極表面に電気絶縁性の酸
化皮膜（ＴｉＯ₂）を形成してしまうため、長時間通電
を続けていると電極対向部間に流れる電流が減少し、イ
ンクの発熱が抑えられる結果、沸騰開始時間が次第に長
くなってしまい、所定の沸騰開始時間以内に沸騰が起こ
らなくなり、ついには正常な吐出が出来なくなってしま
うという問題点を有していた。そこでこの問題点を解決
するため、電極材料としてインクとの電気化学反応によ
る酸化や溶解が発生し難いチタンを用い、なおかつ、ス
パッタリング法により粒径０．１μｍ以下の非常に緻密
な柱状構造を有する形状とすることで、電極の表面積を
増し、通電による電流負荷を軽減する等の方法が採用さ
れているが、短期的には改善効果が得られるものの、長
期的には前述した電極の損耗が生じ正常な吐出、正確で
インク斑のない印字が得られないという問題点を有して
いた。

【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、通電による電極の酸化や損耗を防止して沸騰開始時
間を一定とし、インクジェット記録ヘッドの長期的な信
頼性を高めて、ドット抜けやスプラッシュの生じない高
い印字品質を有するインクジェット記録液を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のインク
ジェット記録液は、電極を介して記録液に直接通電する
方式のインクジェット記録装置に用いられるインクジェ
ット記録液であって、記録像を形成する成分である記録
剤と、記録剤を溶解する液媒体と、液媒体に導電性を付
与する電解質と、酸化防止剤と、を含有する構成を有し
ている。

【００１０】請求項２に記載のインクジェット記録液
は、請求項１において、酸化防止剤の含有量が０．１〜
１０重量％である構成を有している。

【００１１】請求項３に記載のインクジェット記録液
は、請求項１又は２において、酸化防止剤が亜硫酸ナト
リウム，亜硫酸水素ナトリウム，アスコルビン酸，アス
コルビン酸ナトリウム，没食子酸，２−ナフトール，タ
ンニン酸，カテコール，Ｏ−フェニレンジアミン，シュ
ウ酸の内いずれか１又は２以上の混合物である構成を有
している。

【００１２】ここで、記録剤としては、酸性染料、塩基
性染料、直接染料、分散染料、反応性染料、スピリット
染料等の各種染料や、カーボンブラック、アゾレーキ顔
料、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔
料、フタロシアニン顔料、ベリレン顔料、ベリノン顔
料、アトラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジ
ン顔料、チオインジコ顔料、イソインドリノン顔料、キ
ノフタロン顔料、塩基性染料型レーキ、酸性染料型レー
キ、ニトロ顔料、アニリンブラック、蛍光顔料、酸化チ
タン、酸化鉄等の各種顔料を用いることが出来る。これ
ら記録剤の含有量は本発明の、インクジェット記録液中
０．１重量％〜２０重量％、好ましくは１重量％〜１０
重量％とされるのが望ましい。記録剤の含有量がインク
ジェット記録液中１重量％より小さくなるにつれ記録像
の濃度が低くなる傾向が現れだし、インクジェット記録
液中０．１重量％より少なくなると特にその傾向が著し
くなり、記録剤の含有量がインクジェット記録液中１０
重量％より多くなるにつれノズル先端に記録剤が凝集し
目詰まりする傾向が現れだし、インクジェット記録液中
２０重量％より多くなると特にその傾向が著しくなり、
いずれも好ましくない。

【００１３】液媒体としては、水、及びこの水と混合し
うる有機溶剤が挙げられる。水は精製水、純水、蒸留水
等が好適に用いられる。また、有機溶剤として具体的に
は、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、等のアルキル
アルコール、アセトン、ジアセトンアルコール等のケト
ンアルコール、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、テトラヒドロフラン、ジオキサン
等のエーテル類、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のエーテ
ルアルコール類等又はこれらの混合物が挙げられる。ま
た、これらの有機溶剤の中で、水より沸点の高いもの
は、本発明のインクジェットの記録液のインクノズルに
おける乾燥防止のために、すなわち湿潤剤として好適に
添加されるものである。具体的には、ポリエチレングリ
コール、ポリプロピレングリコール、プチレングリコー
ル、ヘキシレングリコール、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、また、エチ
レングリコール、エチルエーテル、ジエチレングリコー
ルメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテ
ル等のジエチレングリコールの低級アルキルエーテル、
グリセリン等が挙げられる。これら水や有機溶剤は、単
独又は２種以上混合して用いても良い。液媒体として水
及び有機溶剤等を混合して用いる場合、有機溶剤等は所
望の物性値に合わせて適宜必要量混合される。具体的に
は、水の含有量は、本発明のインクジェット記録液中３
０〜８０重量％、好ましくは５０〜７０重量％含有され
る。水が５０重量％未満になるにつれ、記録剤の溶解性
が低下する傾向が認められ、水が７０重量％を越えるに
つれ、紙への浸透性が低下する傾向が認められ、いずれ
も好ましくない。さらに、有機溶剤の含有量は、本発明
のインクジェット記録液中の０．１〜３０重量％、好ま
しくは１〜２０重量％とされるのが望ましい。有機溶剤
が１重量％未満になるにつれ、電極とインクの濡れ性が
低下する傾向が認められ、有機溶剤が２０重量％を越え
るにつれ、記録液の比抵抗が上昇する傾向が認められ、
いずれも好ましくない。さらに、湿潤剤の含有量は、本
発明のインクジェット記録液中の０．１〜１０重量％，
好ましくは０．５〜３．０％とされるのが好ましい。湿
潤剤が０．５重量％未満になるにつれ、インク乾燥によ
るノズル先端が目詰まり傾向となるのが認められ、湿潤
剤が３．０％を越えるにつれ、記録液の増粘により吐出
性が低下する傾向となるのが認められ、いずれも好まし
くない。

【００１４】電解質は、リチウム（Ｌｉ），ナトリウム
（Ｎａ），カリウム（Ｋａ）等のアルカリ金属のハロゲ
ン塩、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸アン
モニウム、硝酸アンモニウム等の無機塩類、及び有機塩
類としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、メチルアミン、ジメチルア
ミン、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチル
アミン、モノプロピルアミン、ジプロピルアミン、トリ
プロピルアミン、フェニルアミン、ジフェニルアミン、
ジメチレンアミン、トリメチレンアミン、ジエチレンア
ミン、トリエチレンアミン、ジプロピレンアミン、トリ
プロピレンアミン、ピリジン、ピロール等の水溶性アミ
ンの塩酸塩あるいは硫酸塩あるいは硝酸塩あるいは燐酸
塩を挙げることができる。電解質の含有量は、インクジ
ェット記録液中１〜４０重量％、好ましくは１．５〜３
０重量％、更に好ましくは２〜２０重量％とされるのが
好ましい。電解質の含有量がインクジェット記録液中２
重量％より少なくなるにつれ比抵抗が大きくなり吐出性
が低下する傾向が現われだし、インクジェット記録液中
１重量％より少なくなると特にその傾向が著しくなり、
電解質の含有量がインクジェット記録液中２０重量％よ
り多くなるにつれノズル先端の目詰まりが起こる傾向が
現われだし、インクジェット記録液中４０重量％より多
くなると特にその傾向が著しくなり、いずれも好ましく
ない。本発明のインクジェット記録液には、さらに、液
物性を調整するため、界面活性剤、ＰＨ調整剤、粘度調
整剤、等を適宜添加してもよい。

【００１５】酸化防止剤としては、亜硫酸ナトリウム、
亜硫酸水素ナトリウム、アスコルビン酸、アスコルビン
酸ナトリウム、没食子酸、２−ナフトール、タンニン
酸、カテコール、Ｏ−フェニレンジアミン、シュウ酸、
の内いずれか１又はこれらの混合物もしくはこれらを主
とする混合物が用いられる。酸化防止剤の含有量はイン
クジェット記録液中０．１〜１０重量％、好ましくは
０．５〜５重量％が用いられる。０．５重量％より少な
くなるにつれ酸化防止効果が低下する傾向が現れだし、
０．１重量％未満ではその傾向が著しく、また、５重量
％を越えるにつれ、ノズル先端の目詰まりが悪化する傾
向が現れ出し、１０重量％を越えるとその傾向が著し
く、いずれも好ましくない。

【００１６】

【作用】この構成によって、通電による電極の酸化を抑
制することができ、通電を阻害する電極表面の酸化皮膜
の生成を抑制することができ、電極先端部の酸化膨張に
よる柱状構造の破壊を防止することができ、したがっ
て、沸騰開始時間の増大を抑制できる。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例におけるインクジェット
記録液について、図面を参照しながら説明する。

【００１８】（実施例１〜１０）記録剤としてディレク
トファストブラックジー（ＤｉｒｅｃｔＦａｓ
ｔＢｌａｃｋＧ；住友化学（株）社製）を３重量
％、電解質としてモノエタノールアミン硫酸塩を１１重
量％、液媒体として精製水７６重量％と、イソプロピル
アルコール４重量％、ジエチレングリコール５重量％を
準備し、（表１）に示す酸化防止剤を１重量％添加して
充分溶解させて均質な溶液（以下混合液と称す）を得
た。

【００１９】

【表１】

【００２０】次に、得られた混合液を撹拌しながら水酸
化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液（１０ｗｔ％）を適宜
添加しながら混合液を中性化（ＰＨ＝７）した。次に、
中性化された混合液を０．４５μｍのフロロポアフィル
タ（住友電工製）で加圧ろ過を行い、各実施例のインク
ジェット記録液を作製した。

【００２１】以上のようにして作製された各実施例にお
けるインクジェット記録液を用いて、インクの沸騰特性
（沸騰開始時間ｔ１、沸騰波形）および電極の酸化量を
調べた。

【００２２】図１はインクの沸騰特性の評価装置を示す
全体斜視図である。１は図２に示した基板２、電極３、
絶縁層４、接着層５、ノズル板６からなるインクジェッ
ト記録ヘッドであり、後述するＦＰＣ１４に取り付けら
れている。１４はインクジェット記録ヘッド１が実装さ
れ、かつインクジェット記録ヘッド１の電極３が後述す
るパッド部１５と電気的に接続されたＦＰＣ、１５はＦ
ＰＣ１４に予めプリントされたパッド部、１６は後述す
るドライバー１７からの電流をパッド部１５に供給する
リード線、１７は所定の電流／電圧をインクジェット記
録ヘッド１に印加するドライバー、１８はリード線１６
に流れる電流を検出する電流プローブ、１９は電流プロ
ーブ１８の電流波形を増幅するアンプ、２０は電流波形
をモニターするオシロスコープ、２１はガラス製のイン
ク壺である。

【００２３】以上のように構成された評価装置を用い、
インク１０の沸騰特性の確認を行った。

【００２４】まず、インクジェット記録ヘッド１をイン
ク１０が満たされたインク壺２１に浸漬し、インク１０
の沸騰特性の評価装置を準備した。次に、ドライバー１
７からインクジェット記録ヘッド１の電極（図示せず）
に、電圧２５Ｖ、電極駆動周波数（又は両振り周波数）
３ＭＨｚ、通電時間４０μｓｅｃ、印字周波数５ＫＨｚ
のパルス電圧を１億回連続して印加した後、オシロスコ
ープ２０により沸騰開始時間ｔ１の計測および沸騰波形
の観察を行った。次に、インクの沸騰試験終了後、イン
ク壷２１よりインクジェット記録ヘッド１を取り出し、
蒸留水で良く洗浄した後、乾燥した。次に、この洗浄済
みインクジェット記録ヘッド１を光学顕微鏡（ニコン社
製）を用いて、倍率２００倍で、電極の酸化量を計測し
た。なお、電極の酸化量は、連続通電によりチタン電極
の先端部の柱状構造が破壊（酸化膨張）され、白色化し
た長さ（図３の横方向）を測定することで行った。その
結果を（表１）に示す。

【００２５】（比較例１）精製水の量７７重量％とし、
酸化防止剤を０重量％とした他は、実施例と同一の原料
を同量使用し、実施例と同様にしてインクジェット記録
液を調整した。次いで、実施例と同一の条件で同様にし
てインクの沸騰特性（沸騰開始時間ｔ１、沸騰波形）お
よび電極の損耗量を調べた。その結果を（表１）に示
す。

【００２６】この（表１）から明らかなように、本発明
の各実施例におけるインクジェット記録液を用いたイン
クジェット記録ヘッド１では、電圧２５Ｖ、電極駆動周
波数５ＭＨｚ、通電時間４０μｓｅｃ、印字周波数５Ｋ
Ｈｚのパルス電圧を１億回連続して印加しても電極酸化
量が０．４〜０．８μｍと小さく、沸騰開始時間ｔ１が
２０〜３０μｓｅｃと小さく、沸騰波形が乱れることな
く、安定な沸騰特性を示していることがわかった。これ
に対し、酸化防止剤を含まない比較例のインクジェット
記録液を用いたインクジェット記録ヘッド１では、電圧
２５Ｖ、電極駆動周波数５ＭＨｚ、通電時間４０μｓｅ
ｃ、印字周波数５ＫＨｚのパルス電圧を１億回連続して
印加すると電極損耗量が２．５μｍと大きく、沸騰開始
時間ｔ１が通電時間の４０μｓｅｃより大きく、未沸騰
波形が多発し、不安定な沸騰特性を示していることがわ
かった。

【００２７】これらの結果、本発明の第１実施例〜第１
０実施例におけるインクジェット記録液と、第１比較例
におけるインクジェット記録液とは、沸騰特性評価時に
おける電極へのダメージ、すなわち、通電による電極の
発熱や連続沸騰によるキャビテーションは同一であり、
酸化防止剤の有無のみが異なることから、比較例のイン
クジェット記録液は、電極先端部が通電による発熱やイ
ンク１０中の成分との電気化学的反応により酸化され、
徐々に電極表面に電気絶縁性の酸化皮膜（ＴｉＯ₂）を
形成してしまうため、長時間通電を続けていると電極先
端部の酸化膨張による柱状構造の破壊が進行し、電極対
向部間に流れる電流が減少し、インク１０の発熱が抑え
られる結果、沸騰開始時間が次第に長くなってしまい、
所定の沸騰開始時間以内に沸騰が起こらなくなるため、
沸騰特性が悪化すると思料される。一方本実施例によれ
ば、インク１０中に酸化防止剤を含有しているので、電
極の酸化が防止され、通電を阻害する電極表面の酸化皮
膜の生成を抑制することができ、電極先端部の膨張によ
る柱状構造の破壊を防止することができ、したがって、
沸騰開始時間の増大を抑制でき、この結果、安定した沸
騰特性が得られることがわかった。

【００２８】（比較例１）精製水の量７７重量％とし、
酸化防止剤を０重量％とした他は実施例と同一の原料を
同量使用し、実施例と同様にしてインクジェット記録液
を調整した。

【００２９】次いで、実施例と同一の条件で同様にして
インク１０の沸騰特性（沸騰開始時間ｔ１、沸騰波形）
および電極の損耗量を調べた。その結果を（表１）に示
す。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明のインクジェット記
録液によれば、以下の優れた効果を奏することができ
る。すなわち、１）電極を介して記録液に直接通電する方式のインクジ
ェット記録装置に用いられ、記録像を形成する成分であ
る記録剤と、記録剤を溶解する液媒体と、液媒体に導電
性を付与する電解質と、を有するインクジェット記録液
であって、系中に酸化防止剤を含有しているので、電極
の酸化が防止され、通電を阻害する電極表面の酸化皮膜
の生成を抑制することができ、さらには長時間の連続通
電による電極先端部の酸化膨張による柱状構造の破壊を
防止することができ、沸騰開始時間の増大を抑制できる
ので、記録液の未沸騰によるドット抜けやスプラッシュ
の生じない高い印字品質の印字を行うことができる。し
たがって、吐出安定性等の信頼性に優れたインクジェッ
ト記録液を実現できるものである。２）酸化防止剤の含有量が、０．１〜１０重量％なの
で、インクの沸騰特性とが著しく優れ、電極の酸化量を
極めて低くすることができるとともに、ノズルの目詰ま
りが生じ難い低原価で量産性に優れ著しく印字適正に優
れたインクジェット記録液を実現できるものである。３）酸化防止剤として、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素
ナトリウム、アスコルビン酸、アスコルビン酸ナトリウ
ム、没食子酸、２−ナフトール、タンニン酸、カテコー
ル、Ｏ−フェニレンジアミン、シュウ酸の内いずれか１
又はこれらの混合物もしくはこれらを主とする混合物が
用いられたので、インク沸騰特性や印字適正に著しく優
れるとともに低原価で量産性に優れたインクジェット記
録液を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクの沸騰特性の評価装置を示す全体斜視図

【図２】従来の直接通電方式のインクジェット記録ヘッ
ドを示す要部断面模式図

【図３】図２におけるＢ−Ｂ′線の断面模式図

【図４】（ａ）インクジェット記録ヘッドのインク吐出
の初期状態を示す要部断面模式図（ｂ）インクジェット記録ヘッドのインク吐出のインク
沸騰開始状態を示す要部断面模式図（ｃ）インクジェット記録ヘッドのインク吐出の気泡膨
張状態を示す要部断面模式図（ｄ）インクジェット記録ヘッドのインク滴吐出状態を
示す要部断面模式図

【図５】電極にパルス電圧を印加した時の電極対向部間
を流れる電流波形を示すタイミングチャート

【図６】電極にパルス電圧を連続して印加した時の電極
対向部間を流れる正常な電流波形および未沸騰状態の電
流波形を示すタイミングチャート

【符号の説明】

１インクジェット記録ヘッド２基板３電極３ａ電極露出部４絶縁層５接着層６ノズル板７インク流路８圧力室９インクノズル１０インク１１気泡１２インク滴１３残留気泡１４ＦＰＣ１５パッド部１６リード線１７ドライバー１８電流プローブ１９アンプ２０オシロスコープ２１インク壷

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極を介して記録液に直接通電する方式の
インクジェット記録装置に用いられるインクジェット記
録液であって、記録像を形成する成分である記録剤と、
前記記録剤を溶解する液媒体と、前記液媒体に導電性を
付与する電解質と、酸化防止剤と、を含有することを特
徴とするインクジェット記録液。
【請求項２】酸化防止剤の含有量が０．１〜１０重量％
であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェッ
ト記録液。
【請求項３】酸化防止剤が亜硫酸ナトリウム，亜硫酸水
素ナトリウム，アスコルビン酸，アスコルビン酸ナトリ
ウム，没食子酸，２−ナフトール，タンニン酸，カテコ
ール，Ｏ−フェニレンジアミン，シュウ酸の内いずれか
１又は２以上の混合物であることを特徴とする請求項１
又は２に記載のインクジェット記録液。