JPS58176277A - 記録液及びそれを用いたインクジェット記録方法 - 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】 本発明は新規な記録液１％には記録ヘッドに設けられた
微細な吐出口（吐出オリスイス）から吐出させ、その液
滴によって記録を行なうインクジェット記録方式に適し
た記録液・に関する。

従来から紙等の被記録材に記録を行なう筆記具（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
またはその他の有機溶剤に溶解せしめたものが使用され
ている。

またピエゾ振動子による振動或いは高電圧印加による静
電引力等により記録ヘッド内の液体を吐出オリアイスか
ら吐出させて記録を行なう所謂インクジェット記録方式
に於いても各種染料を水又は有機溶剤等に溶解した組成
物が使用されることが知られている。しかし一般の万年
筆、フェルトペンの様な文具用インクに比べるとインク
ジェット用記録液は、多くの特性で一層厳密な条件が要
求される。

インクジェット記録法は、騒音の発生がなく、普通紙に
特別の定着処理なしに高連記録或いはカラー記録が行な
えるものであり、種々のタイプのものが活発に研究され
ている。

この様なインクジェット記録法は、所謂インりと称され
る記録液の液滴（ｄｒｏｐｌ・ｔ）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（水又は各種有機溶開成い
はこれらの混合物が用いられる）を基本的成分とし、又
必要に応じて各穐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、ｌ＠にの方式がある。その−例
を第１図に示す。

即ち第１！！！！ｌ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、ｌは記録ヘッドで、ピエゾ振動子２畠、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
出オリアイス）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は、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＠）１０によって記録信号８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
フは吐出オリフィス５から液滴１１となって吐出し、被
記録材１２の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
振動子な＆ｆｆｉした装置がある（この装置における液
滴の発生の機構は、本質的に第１図に示した装置と則し
て、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、記録ヘラ・
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−ｂｌｌｆｆ、第４図に
示す。

ヘッド１３はインクを通す満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霞
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、電＠１７−１．１７−２に電気信号が加わると、発
熱ヘッド１５の論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が突出されインク２１が吐出しオリフィス
２２より記録小滴２４となり、被記鉾拐２５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
１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。

特に、上記の熱エネルギーを利用した液体噴射記録法に
おいては、高解像度、高品質のｍｓ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蹟的に向上
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、具備される発熱ヘッドの寿
命の他に、その表面への固形物の沈積があげられる。こ
の気泡の発生、消滅の繰り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、その結果として発熱ヘッド表面近傍に於て、
不溶物の生成・沈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
。

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、下
記一般式にて表わされる化合物の金属（但し、Ｃｒ　、
　Ｏｎ、　Ｎｉ　、　Ｃｏの何れかの金属）錯体（染料
）を記録剤として含有することを％徽とするものである
。

（但し、上式中、Ｑｌｇ　Ｑｌは、置換されたフェニル
基又は置換されたす７チル基を表わし、そのときの置換
基は、　ＯＨ、８０３Ｍ、　　ＮＯＩ　、　　Ｃ／　、
　　Ｆｋ　。

−ＮＨ，の中から選ばれる少なくとも一つである。

尚、上式中及び前記のＭはＨａ、に、Ｌｌ、アンモニウ
ム類、アミン類の中から選ばれる一種である。） 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及び−Ｃ−Ｓ−。

−０＝　Ｎ−結合の切断に際しても、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・消滅の繰り返しに於
ても、発熱ヘッド表面における不溶物の生成・沈積を生
ぜず、記録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、その分子構造から
予測できるとおり、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：、。

ときに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
ドで記録を行なえば、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つる。

本発明に用いる記録剤としては、具体的に次のような化
学構造の化合物の金属錯体（但し、金属はＣｒ　、　Ｏ
ｎ、　Ｎｉ　、　Ｏ・の何れか）があげられる。

（Ａ３） （Ａ４） （Ａ５） （Ａ６） （４１１） （Ａ１４） （Ａ１５） （Ａｌ１） （Ａ１７） （Ａ１９） （４２１） （Ａ２４） 〔尚、Ｒ＝−〇ＬＯ閘Ｈ〕 （Ａ２５） 尚、本発明のＶ針液を組成するための液媒体成分として
は、水或い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、１−プロピル・ア
ルコール、イソプロピル・アルコール、亀−ブチル・ア
ルコール、５ｅｅ−ブチル・アルコール、ｔ＠ｒｔ−ブ
チル・アルコール、イソブチル・アルコール等の炭素数
１〜４のアルキル・アルコ−Δ・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又はケトン・アルコ
ール類；デトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル
類；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複素環式ケトン類；ホリ
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ール類；エチレングリフール、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ヘキサントリオール、チオジグ
リコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコー
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、トリエ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ールの低級アルキル
エ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特に多価アルコ
ールのジエチレングリコール、多価アルコールの低級ア
ルキルエーテルのトリエチレングリフールモノメチル（
又はエチル）エーテル等は、好ましい木のである。

記録液中の上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般には記
録液全重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％の軛
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、筆記具
用の記録液或いは所謂インクジェット記録用の記録液と
して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、長期間の記録休
止後の吐出安定性）保存安定性、記録剤の溶解安定性、
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、耐アルコール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
加食潰せしめても良い０ 例エバ、ホリビニルアルコール、セルロース類、水溶性
樹脂等の粘度調整剤；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、シリエタ
ノールアミン等の表面張力調整剤；緩衝剤によるＰＨ調
整剤等を挙げることができる。

記録液を帯電するタイプの記録方法に使用される記録液
を調合する為には、塩化リチウム、塩化アンモニウム、
塩化ナトリウム等の無機塩類等の比抵抗調整剤が使用さ
れる。また吐出オリフィス先端での保水性向上剤として
尿素、チオ尿素が好適に使用される。尚、熱エネルギー
の作用によって記録液を吐出させるタイプの場合には、
熱的な物性値（例えば、比熱、熱膨張係数、熱伝導率等
）が調整されることもある。

本発明の記録液を所謂筆記具用の記録液とし要がある。

本発明を以下の実施例で更に詳細に説明する。

実施例１ アルミナ基板上に５１０ｗ層（下部層）をスパッタリン
グにより５μ謹厚に形成、続いて発熱抵抗層としてＨ１
島を１０００Ａ厚に、アルミニウムを電極として３００
０Ａ厚に積層した後、選択エツチングによって５０μｓ
ａ　Ｘ　２００μｍの発熱抵抗体パターンを形成した。

次に８１へ層をスパッタリングによリ３５００人厚に保
積層（上部層）として積層して基板上に電気・熱変換体
を形成した後、輻５゜μｍＸ深さ５０μ鳳の溝を刻んだ
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Ｊり先端とオリアイスの距離が２５
０μｍになるよう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１０μ−＠ｃ。

４０マの矩形電圧パルス印字信号を２００μｍＩＣの周
期で行なったところ、１４０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に於て用いた液組成のインクのうち、構造式Ａ
２の銅錯体の染料の代りに、下表に列記した各種染料を
用いた場合の記録ヘッドの耐久時間を下表に示した。

尚、ヘッドの駆動は１０μｓ＠ｅ　、　５０Ｖの矩形電
圧パルス印字信号を２００μ易・Ｃの周期で行なった０ 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Ｎ−メチ
ル−２−ピロリドンの代りに、シ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。

実デ・伊・４ 実施例２においＣ用いた各インク組成物のうちのジエチ
レン・グリコールの代りにエチレン・グリコールを用い
た場合も、全て、実施例２と同様な結果を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々、インフジエラ）Ｆ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
図および同横断面図である。 第４図は第３−　ａ図、第３−ｂｆ；ｉｊ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、２ｍ・・・ピエゾ振１１１子、２
ｂ・・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・・・記鰺液
、ｓ・・・供給管、９・・・中間処理手段、ｉｏ・・・
信号処理手段。 １１・・・液滴、１２．２５・・・被記録材、Ｓ・・・
記録信号、１４・・・液室、１５・・・発熱ヘッド、１
６・・・保護層、１７・電極、１ｇ・・・発熱抵抗体層
、１９・・・蓄熱層、２０・・・基板、２６・−溝であ
る。 特許出願人　　キャノン株式会社 代　　理　　人　　　　丸　　島　　儀　　−灯７″′
！１１、・°］ Ｃノ 速４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 記録儂を形成する記録剤として、下記一般式で表わされ
   る化合物の金属（但し、　Ｏｒ　、　Ｏｎ　、Ｎｉ。 Ｃｏの何れかの金属）錯体を含有して成ることを４黴と
   する記録液。 （但し・上式中ｅ　Ｑ＋　ｐ　Ｑｔは、置換されたフエ
   二基、又は置換されたナフチル基を表わし、そのときの
   置換基は−ＯＨ、５０５Ｍ　、　　ＮＯｘ　、　　ＣＩ
   　、　　Ｂｒ　。 −洲！の中から選ばれる少なくとも一つである。 尚、上式中及び前記のＭはＮａ　、　Ｋ　、　Ｌｉ　、
   アンモニウム類、アミン類の中から選ばれる一種であ親
   ）