JP3205147B2

JP3205147B2 - 金属非腐食性記録液、インクジェット記録方法、インク、記録ユニット、インクカートリッジ、インクジェット記録装置及び印刷方法

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Publication number: JP3205147B2
Application number: JP26781493A
Authority: JP
Inventors: 雅彦殿垣; 高夫山本; 久実子真船; 隆司葛城; 理西脇; 啓一村井; 能史服部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1993-10-01
Publication date: 2001-09-04
Anticipated expiration: 2016-09-04
Also published as: JPH07102389A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に金属表面と液体と
が接触して使用される構造を有する各種装置及び器具類
等の信頼性を高める為、金属に接触した液体を原因とす
る金属の腐蝕を有効に防止し得る金属非腐食性記録液の
開発等に関する。更に詳しくは、ノンインパクト記録方
法、とりわけ記録液滴を吐出させて記録を行なう複写
機、ファクシミリ、ワードプロセッサー、プリンター及
びプロッターの如き装置等において、装置の使用の際、
記録液が金属と直接接触することにより生じるこれらの
装置内に設けられている発熱抵抗体や導電体等の金属部
分の腐食を有効に防止し得る、金属非腐食性記録液、イ
ンクジェット記録方法、インク、記録ユニット、インク
カートリッジ、インクジェット記録装置及び印刷方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、記録装置に関しては、実に様
々な方法のものが報告されているが、例えば、特開昭５
８−３６４６５号公報には、記録液が噴出するオリフィ
スを有する記録液包含毛細管を用いたインクオンデマン
ドプリティングシステムが開示されている。当該インク
オンデマンドプリティングシステムにおいては、オリフ
ィスの極近傍に記録液加熱素子が配列されている。この
為、記録液包含毛細管又は近傍に設けられた発熱抵抗体
は、急速に加熱されると共に、オリフィス近傍の記録液
に多量の熱エネルギーを伝達し、微小部分を気化して毛
細管内にバブルを発生させる。このバブルは、結果的に
一つの記録液滴をオリフィスから被記録材の表面に噴出
する圧力波を発生させる。オリフィスに対する記録液加
熱素子の位置を好適に設定し、加熱素子から記録液への
エネルギー伝達を注意深く制御すると、オリフィスから
蒸気が逃げる前にバブルが記録液加熱素子上又はその近
傍で消失する。

【０００３】この様なサーマルインクジェットプリンタ
の寿命は、特に導電体及び発熱抵抗体の寿命に依存する
ことが知られている。かかる導電体や発熱抵抗体に生じ
る顕著な故障は、バブルの消失によるキャビテーション
損傷や記録液による化学的損傷が原因である。従って、
サーマルインクジェットプリンタの長寿命化を図る為に
は、発熱抵抗体の化学変化による疲労を防止し、キャビ
テーション発生による損傷を最小限に留めることが望ま
しい。

【０００４】これに対し、例えば、特開昭５９−１０９
３７２号公報には、発熱抵抗体の疲労を減少させる為の
一つの解決策が開示されている。即ち、一般に発熱抵抗
体は、動作中における化学的疲労や機械的疲労に対する
保護を与える為に、不活性化層で覆われているが、当該
公報ではこの不活性化層として、炭化シリコン、酸化シ
リコン又は酸化アルミニウムの薄い層が開示されてい
る。又、特開昭５９−９５１５７号公報には、不活性化
層又は保護層として、二酸化シリコンの他、シリコン−
オキシナイトライド、酸化アルミニウム、又は二酸化チ
タニウム等を用い、最初にオリフィスプレート上に層形
成すること、及び発熱抵抗体及び導電体をこれらの不活
性化層で被覆することが開示されている。又、特開昭５
８−２２１３４１号公報には、二酸化シリコン又は炭化
シリコンで作られた同様の不活性化層を、既に形成して
いる発熱抵抗体（タンタル／アルミニウム合金）及び導
電体（アルミニウム）上に被膜することが開示されてい
る。又、特開昭５９−１００２１４号公報には、炭化シ
リコンと、窒化シリコン又は酸化シリコンの二つの異な
る層からなる不活性化層の構造が開示されている。以上
の如き不活性物質を用いた発熱抵抗体等の表面保護は、
疲労特性に関しては、いずれも十分に満足し得るもので
あった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
不活性物質による発熱抵抗体上に設けられた不活性化層
又は表面保護層に亀裂やピンホール等が存在すると、該
表面保護層が所望の特性を発揮し得ないという問題があ
った。とりわけ表面保護層が液体（例えば、記録液）に
接している場合には、これらの亀裂やピンホールを介し
て記録液と発熱抵抗体とが接触し、記録液により発熱抵
抗体を構成している金属が腐食され断線してしまう結
果、記録液に熱が伝達されずに、インクジェットヘッド
から均一の速度及び軌道で、且つ均一の大きさの記録液
滴を吐出することが出来なくなることが生じる。一方、
実際の発熱抵抗体の製造工程においては、上記した表面
保護層上の亀裂やピンホールを皆無にすることは困難な
ことであり、上記した問題の早期解決が望まれている。

【０００６】又、ＵＳＰ−５０６２８９２号明細書に
は、リン酸塩、硫酸塩及びシュウ酸塩等のオキソアニオ
ンを含有するサーマルインクジェット用記録液が開示さ
れているが、この様な記録液では、サーマルインクジェ
ットの吐出を繰り返す過程において、導電体や発熱抵抗
体上に設けられた表面保護層を溶解したり、コゲなる化
学的損傷が発生したりして、記録液の吐出を不能にする
という問題点もあった。

【０００７】従って、本発明の目的は、かかる従来技術
の問題点を解決し、金属が液体に接触しても、該液体に
よる金属の腐食の発生が極力抑えられる金属非腐食性記
録液を提供することにある。更に、本発明の別の目的
は、インクジェット記録装置等内に設けられている発熱
抵抗体等の金属に対し、生じる、当該装置等で使用され
る記録液を原因とする腐食の発生が極力抑えられ、イン
クジェットヘッドの寿命を格段に延ばし、しかも該装置
等の信頼性を著しく高め、更に装置の故障率を遥かに低
くすることが可能な新規な金属非腐食性記録液、インク
ジェット記録方法、インク、記録ユニット、インクカー
トリッジ、インクジェット記録装置及び印刷方法を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】上記の目的は、以下の本発
明によって達成される。即ち、本発明は、少なくとも分
子内に−ＣＯＯＭ（Ｍはアルカリ金属又はアンモニウム
を表す。）を１個以上もつ染料と該染料を溶解又は分散
する液媒体を含む金属非腐食性の記録液であって、該記
録液は、硫酸塩を該記録液に対して０．１ｗｔ％〜１．
０ｗｔ％及び水酸化物を該記録液に対して０．１ｗｔ％
〜１．０ｗｔ％含み、且つｐＨが７〜１０．５に調整さ
れていることを特徴とする金属非腐食性記録液である。

【０００９】又、本発明は、発熱体からの熱エネルギー
を記録液に作用させてオリフィスから記録液滴を吐出さ
せて記録を行う方式のインクジェット記録方法におい
て、少なくとも分子内に−ＣＯＯＭ（Ｍはアルカリ金属
又はアンモニウムを表す。）を１個以上もつ染料と該染
料を溶解又は分散する液媒体を含む金属非腐食性の記録
液であって、該記録液は、硫酸塩を該記録液に対して
０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％及び水酸化物を該記録液に
対して０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％含み、且つｐＨが７
〜１０．５に調整されている金属非腐食性記録液を用い
ることを特徴とするインクジェット記録方法である。
又、本発明は、少なくとも分子内に−ＣＯＯＭ（Ｍはア
ルカリ金属又はアンモニウムを表す。）を１個以上もつ
染料と該染料を溶解又は分散する液媒体を含むインクで
あって、該インクは、硫酸塩を該インクに対して０．１
ｗｔ％〜１．０ｗｔ％及び水酸化物を該インクに対して
０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％含み、さらにｐＨが７〜１
０．５の範囲内にあることを特徴とするインクである。

【００１０】又、本発明は、インクを収容しているイン
ク収容部および該インク収容部に収容されているインク
を吐出させる為の記録ヘッドを具備している記録ユニッ
トにおいて、該インクが、少なくとも分子内に−ＣＯＯ
Ｍ（Ｍはアルカリ金属又はアンモニウムを表す。）を１
個以上もつ染料と該染料を溶解又は分散する液媒体を含
み、且つ硫酸塩を該インクに対して０．１ｗｔ％〜１．
０ｗｔ％及び水酸化物を該インクに対して０．１ｗｔ％
〜１．０ｗｔ％含み、さらにｐＨが７〜１０．５の範囲
内にあるインクであることを特徴とする記録ユニットで
ある。又、本発明は、インクを収容しているインク収容
部を備え、該インクを吐出させるための記録ヘッドに対
し着脱可能に構成されてなるインクカートリッジであっ
て、該インクは、少なくとも分子内に−ＣＯＯＭ（Ｍは
アルカリ金属又はアンモニウムを表す。）を１個以上も
つ染料と該染料を溶解又は分散する液媒体を含み、さら
に硫酸塩を該インクに対して０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ
％及び水酸化物を該インクに対して０．１ｗｔ％〜１．
０ｗｔ％含み、またｐＨが７〜１０．５の範囲内にある
ことを特徴とするインクカートリッジである。

【００１１】又、本発明は、インクを収容したインク収
容部と該インクを吐出させる記録ヘッドとを備えたイン
クジェット記録装置であって、該インクが、少なくとも
分子内に−ＣＯＯＭ（Ｍはアルカリ金属又はアンモニウ
ムを表す。）を１個以上もつ染料と該染料を溶解又は分
散する液媒体を含み、さらに硫酸塩を該インクに対して
０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％及び水酸化物を該インクに
対して０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％含み、またｐＨが７
〜１０．５の範囲内にあることを特徴とするインクジェ
ット記録装置である。又、本発明は、インクをインクジ
ェット法によって被記録材に印刷する方法において、該
インクが少なくとも分子内に−ＣＯＯＭ（Ｍはアルカリ
金属又はアンモニウムを表す。）を１個以上もつ染料と
該染料を溶解又は分散する液媒体を含み、さらに硫酸塩
を該インクに対して０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％及び水
酸化物を該インクに対して０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％
含み、またｐＨが７〜１０．５の範囲内にあるインクで
あることを特徴とする印刷方法である。

【００１２】

【作用】本発明者らは、上記の従来技術の問題点につい
て鋭意研究の結果、金属と接触した状態で使用される液
体中に、硫酸塩及び／又は水酸化物を含有させておけ
ば、これらの化合物が被膜形成能を有する為、金属非腐
食性液組成物が得られることを知見して本発明に至っ
た。又、上記と同様にして特定量の硫酸塩及び水酸化物
を含有させて金属非腐食性の記録液を作成することによ
り、記録液に接触する金属の腐食を有効に防止し、イン
クジェット記録装置の高寿命化及び記録の信頼性の向上
が図れることを知見して本発明に至った。即ち、染料或
いは顔料等の所謂記録剤とこれを分散する液媒体、更に
は必要に応じて表面張力調整剤及び粘度調整剤等の添加
剤を添加調合して記録液を作成し、更にかかる記録液中
に硫酸塩及び水酸化物を添加して本発明の金属非腐食性
記録液を作成すれば、従来の記録液を使用して記録を行
う場合に較べこれを用いて記録を行うと、記録ヘッドの
使用寿命が飛躍的に向上し、更に信頼性の向上を図るこ
とも可能となる。尚、記録液のみならず、類似の問題を
有する技術分野、即ち、何等かの目的で金属類（半導体
を含む）と液体とが接触し、該液体との接触を原因とす
る金属の腐食の発生が予想されるその他の分野において
も、本発明の金属非腐食性液組成物は、十分に利用する
ことが可能である。

【００１３】

【好ましい実施態様】以下に好ましい実施態様を挙げ
て、本発明を更に詳しく説明する。本発明の金属非腐食
性記録液は、金属と接触する状態で使用される液体中に
特定量の硫酸塩及び水酸化物が含まれていることを特徴
とする。本発明で使用する硫酸塩及び水酸化物は、前記
した様に被膜形成物質であり、液媒体中に溶解又は分散
され、液体流路の壁面に被膜を形成し得る機能を有し、
更に記録液に添加された場合には、他の記録液の構成成
分や記録ヘッド或いは記録特性等に対して悪影響を与え
ない物質である。即ち、かかる被膜形成物質である硫酸
塩及び水酸化物は、例えば、水或いは水溶性各種有機溶
剤、又はこれらの混合液である液媒体に溶解又は分散さ
れて使用される。本発明で使用される上記の被膜形成物
質としては、具体的には、例えば、硫酸塩としては、硫
酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム及び硫酸ア
ンモニウム等が挙げられ、水酸化物としては、水酸化リ
チウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化
アンモニウム等が挙げられる。

【００１４】本発明の金属非腐食性記録液中に含まれる
上記の被膜形成物質の含有量としては、液媒体及び被膜
形成物質の種類、使用される条件、更には、他の添加物
との関係、及び所望される液物性との関係等において適
宜決定されるものであるが、硫酸塩の含有量を０．１〜
１．０ｗｔ％、且つ水酸化物の含有量を０．１〜１．０
ｗｔ％とし、最適には、硫酸塩の含有量を０．３〜０．
６ｗｔ％、且つ水酸化物の含有量を０．３〜０．６ｗｔ
％とするのが望ましい。

【００１５】記録液中の硫酸塩濃度と水酸化物濃度の割
合を変化させた場合に、記録液の特性が変化するので、
硫酸塩と水酸化物の使用割合を上記範囲に決定するのが
好ましい。例えば、記録液と接触する該導電体や発熱抵
抗体上の保護膜としてタンタル（Ｔａ）を用いた場合、
硫酸イオン濃度が１．０ｗｔ％以上と高くなると、保護
膜であるタンタルを溶解させる能力が強くなり、一方、
水酸化物の濃度が１．０ｗｔ％以上と高くなると、液の
ｐＨが１０．５を超え、インクジェット用ヘッドの構成
材料を腐食する等の現象が起こり好ましくない。又、硫
酸塩を添加しないか或いは０．１ｗｔ％より少なくする
と、記録紙上の印字物の耐水性が劣化する傾向にあり、
一方、水酸化物を添加しないか０．１ｗｔ％より少なく
すると、染料の会合を増進させ、記録液の粘度が高くな
り、プリンターヘッドから吐出される液滴の体積が小さ
くなり、印字濃度の低下や濃度ムラが発生したりする
為、好ましくない。

【００１６】又、本発明の金属非腐食性記録液は、上記
のものの他、水及び水溶性有機溶剤からなる液媒体、及
び染料或いは顔料等の記録剤からなる。記録液中の水溶
性有機溶剤の含有量は、記録液全重量の２５ｗｔ％以
下、好ましくは１５ｗｔ％以下とし、水の含有量は、記
録液全重量の７０〜９５ｗｔ％、好ましくは７５〜９５
ｗｔ％の範囲とする。水溶性有機溶剤の含有量が２５ｗ
ｔ％を超えたり、或いは水の含有量が７０ｗｔ％未満で
あると、普通紙上の印字品位に対し悪影響を及ぼす傾向
にある為、好ましくない。

【００１７】又、本発明の金属非腐食性記録液中に含ま
れる記録剤成分としては、いずれのものも使用すること
が出来るが、特に、分子内に−ＣＯＯＭ基（Ｍはアルカ
リ金属又はアンモニウムを表す）を１個以上もつ染料が
本発明において好ましく使用される。具体的には、下記
の一般式［１］で表される様な染料が本発明において有
効に使用される。

【００１８】

【化７】

【００１９】更に、本発明の金属非腐食性記録液におい
ては、特願平５−１１６０７５号公報、特願平５−１１
６０７６号公報、特願平５−１１６１８５号公報、特願
平５−１１６１８６号公報及び特願平５−１１７１７６
号公報等に開示されている染料も、有用に使用すること
が出来る。

【００２０】本発明の金属非腐食性記録液は、基本的に
は上記の構成成分で構成されるものであるが、更に各種
の添加剤を添加することにより、広範囲の応用が可能と
なり、前述した種々の公報に開示された記録方法に有効
に適用される優れた記録液を得ることも出来る。例え
ば、物性値を改善させる為に、ｐＨ調整剤、尿素の様な
結晶性有機化合物の乾燥防止剤、表面張力調整剤、防カ
ビ或いは殺菌剤等の種々の添加剤が使用されてもよい。
特に、ｐＨ調整剤により、記録液のｐＨを７〜１０．５
に調整することが好ましい。

【００２１】次に、本発明の金属非腐食性記録液を用
い、図２（ａ）に示す記録ヘッドで記録を行う方法につ
いて詳細に説明する。図２（ｂ）は図２（ａ）のＸＹ矢
視断面図である。本発明の金属非腐食性記録液が図２
（ｂ）の矢印Ａに示す方向から熱作用部１０７に導入さ
れ、電気−熱変換体１０２が所定の条件で駆動される
と、熱発生部１０８において瞬間的に熱エネルギーが発
生され、熱作用面１０９を介して熱作用部１０７にある
液体（記録液）を瞬時に加熱する。加熱された記録液
は、急激な状態変化を起こして蒸発し、一瞬の間に熱作
用部１０７中に気泡（バブル）が形成される。この様に
して発生した気泡は、電気−熱変換体１０２への通電が
ＯＦＦされると、急速にその体積を収縮させ、消滅する
という過程を繰り返す。

【００２２】この繰り返し過程において、本発明の金属
非腐食性記録液には硫酸塩及び／又は水酸化物が含有さ
れ、被膜形成手段が施されている為、かかる記録液が熱
作用面１０９に接触するか或いは近接距離内に存在して
いると被膜形成変化を起こし、熱作用面１０９がその被
膜で覆われる様になる。この様にして熱作用面１０９上
に形成された被膜によって、上記した熱作用部１０７に
おいて形成された気泡の、高速度での収縮作用により生
ずるショック波が吸収される。更に、発熱抵抗層１１１
及び上部層１１２が設けてある場合には、上記の被膜に
よって該上部層をも保護し得る。

【００２３】熱作用面１０９上に形成されるこの様な被
膜は、何度かのショック波を受けているうちに、部分的
に或いは全面的に破損されて剥離する場合があるが、次
の瞬間には再び新しい被膜が瞬時に形成される為に、記
録過程においては、熱作用面１０９上に前記被膜が常時
形成されていることに等しくなり、電気−熱変換体１０
２の使用寿命は、従来に較べて格段に延び、単位時間当
たりの液滴形成頻度を高め、且つ長時間連続的に記録を
実行することが出来る。しかも、上述の被膜は、熱作用
面１０９上より遊離すると再び液体中に溶解又は分散す
る為、液吐出部１０６における液体流路中を目詰まらせ
る事はない。

【００２４】以上の様に、本発明の金属非腐食性記録液
を用いると、従来の記録ヘッドの使用寿命が飛躍的に延
びる。殊に、ドイツ公開公報（ＤＯＬＳ）２８４３０６
４号に公開されている様な、フルラインタイプで高密度
マルチオリフィス化された記録ヘッドの場合には、例え
ば、該記録ヘッドがＡ４判短手方向フルラインタイプと
すると、１７００個程度の電気−熱変換体が具備される
為、各電気−熱変換体の破損確率が著しく高くなり、商
品価値を低下させる大きな要因となるばかりでなく、信
頼性の上でも著しい低下を招くものであるが、この様な
記録ヘッドにおいても本発明の金属非腐食性記録液を用
いれば、各電気−熱変換体の使用寿命が格段に延びるば
かりか、破損確率が著しく低下し、信頼性の高い装置と
なり得る。更に本発明は、上記で記録した記録ヘッドの
みならず、金属（半導体を含む）と液体とが接触し、液
体により金属の腐食が生ずる可能性がある全ての分野に
応用が可能であり、各分野における測定装置や記録装置
等の商品の信頼性を著しく向上させるものである。

【００２５】図３に、上記ヘッドを組み込んだインクジ
ェット記録装置の一例を示す。図３において、６１はワ
イピング部材としてのブレードであり、その一端はブレ
ード保持部材によって保持されて固定端となり、カンチ
レバーの形態をなす。ブレード６１は記録ヘッドによる
記録領域に隣接した位置に配置され、又、本例の場合、
記録ヘッドの移動経路中に突出した形態で保持される。
６２はキャップであり、ブレード６１に隣接するホーム
ポジションに配設され、記録ヘッドの移動方向と垂直な
方向に移動して吐出口面と当接し、キャッピングを行う
構成を備える。更に、６３はブレード６１に隣接して設
けられる吸収体であり、ブレード６１と同様、記録ヘッ
ドの移動経路中に突出した形態で保持される。

【００２６】上記ブレード６１、キャップ６２、吸収体
６３によって吐出回復部６４が構成され、ブレード６１
及び吸収体６３によってインク吐出口面の水分、塵挨等
の除去が行われる。前に述べたＵＳＰ−５０６２８９２
号明細書に記載されているリン酸塩等を単独若しくは組
み合わせて添加したインクを使用した場合には、リン酸
イオンがこの吸収体６３に含有されているＳｎイオンを
溶出させてしまう為、熱作用面１０９上にコゲなる化学
的堆積物を形成し、電気−熱変換体の使用寿命を著しく
低下させるという問題が生じていた。

【００２７】６５は吐出エネルギー発生手段を有し、吐
出口を配した吐出口面に対向する被記録材にインクを吐
出して記録を行う記録ヘッド、６６は記録ヘッド６５を
搭載して記録ヘッド６５の移動を行うためのキャリッジ
である。キャリッジ６６はガイド軸６７と摺動可能に係
合し、キャリッジ６６の一部はモータ６８によって駆動
されるベルト６９と接続（不図示）している。これによ
りキャリッジ６６はガイド軸６７に沿った移動が可能と
なり、記録ヘッド６５による記録領域及びその隣接した
領域の移動が可能となる。

【００２８】５１は被記録材を挿入するための給紙部、
５２は不図示のモータにより駆動する紙送りローラであ
る。これらの構成によって記録ヘッドの吐出口面と対向
する位置へ被記録材が給紙され、記録が進行するにつれ
て排紙ローラ５３を配した排紙部へ排紙される。上記構
成において記録ヘッド６５が記録終了等でホームポジシ
ョンに戻る際、ヘッド回復部６４のキャップ６２は記録
ヘッド６５の移動経路から退避しているが、ブレード６
１は移動経路中に突出している。この結果、記録ヘッド
６５の吐出口面がワイピングされる。尚、キャップ６２
が記録ヘッド６５の吐出面に当接してキャッピングを行
う場合、キャップ６２は記録ヘッドの移動経路中に突出
するように移動する。

【００２９】記録ヘッド６５がホームポジションから記
録開始位置へ移動する場合、キャップ６２及びブレード
６１は、上述したワイピング時の位置と同一の位置にあ
る。この結果、この移動においても記録ヘッド６５の吐
出口面はワイピングされる。上述の記録ヘッドのホーム
ポジションへの移動は、記録終了時や吐出回復時ばかり
でなく、記録ヘッドが記録の為に記録領域を移動する間
に所定の間隔で記録領域に隣接したホームポジションへ
移動し、この移動に伴って上記ワイピングが行われる。

【００３０】図４は、ヘッドにインク供給部材、例え
ば、チューブを介して供給されるインクを収容したイン
クカートリッジの一例を示す図である。ここで、４０は
供給用インクを収容したインク収容部、例えば、インク
袋であり、その先端にはゴム製の栓４２が設けられてい
る。この栓４２に針（不図示）を挿入することにより、
インク袋４０中のインクをヘッドに供給可能ならしめ
る。４４は廃インクを受容する吸収体である。インク収
容部としては、インクとの接液面がポリオレフィン、特
にポリエチレンで形成されているものが本発明にとって
好ましい。

【００３１】本発明で使用されるインクジェット記録装
置としては、上記のごときヘッドとインクカートリッジ
とが別体となったものに限らず、図５に示すごときそれ
らが一体になったものにも好適に用いられる。図５にお
いて、７０は記録ユニットであって、この中にはインク
を収容したインク収容部、例えば、インク吸収体が収納
されており、かかるインク吸収体中のインクが複数のオ
リフィスを有するヘッド部７１からインク滴として吐出
される構成になっている。インク吸収体の材料として
は、ポリウレタン、セルロース又はポリビニルアセター
ルを用いることが本発明にとって好ましい。７２は記録
ユニット内部を大気に連通させるための大気連通口であ
る。この記録ユニット７０は、図２で示す記録ヘッドに
代えて用いられるものであって、キャリッジ６６に対し
着脱自在になっている。

【００３２】

【実施例】以下、実施例に従って本発明を更に具体的に
説明する。尚、本発明は実施例に限定されるものではな
いことは勿論である。＜実施例１＞下記組成物を混合し、本実施例の金属非腐食性記録液を
作成した。・Pro-jet fast black 2 liquid（ＩＣＩ製）３部・エチレングリコール１０部・硫酸アンモニウム１部・水酸化ナトリウム１部・水８５部又、この記録液のｐＨを測定したところ、１０．５であ
った。次に、上記の記録液を用いて、図１に示す様な試
験形態で、アルミニウム表面に形成される保護膜の耐電
圧を測定した。先ず、可変可能な電流−電圧計を用い
て、正極をアルミニウム基板に、負極を白金プレートに
接続した。尚、図２で示されるインクジェットヘッド
は、通電状態では、正極になる様に設計されているの
で、図１に示す試験方法では、アルミニウム側を正極と
した。電流−電圧計を用い、印加電圧を可変（増加）し
ていくと、１００ボルト程度の電圧を印加しても、電流
の流れは観測されなかった。

【００３３】＜比較例１＞比較として、実施例１の組成の記録液から、硫酸アンモ
ニウムと水酸化ナトリウムを除いた記録液を作成した。
但し、アンモニウム水溶液を用いて、上記記録液と同じ
ｐＨになる様に調整した。この記録液を用い、上記した
のと同様の実験を行ったところ、低電圧（１０ボルト以
下）で電流が流れていることが観測され、又、目視した
ところアルミニウムが液体中に溶出しガスの発生が見ら
れた。

【００３４】＜実施例２＞下記組成物を混合し、本実施例の金属非腐食性記録液を
作成した。・Pro-jet fast black 2 liquid（ＩＣＩ製）３部・ジエチレングリコール１０部・水酸化ナトリウム０．１部・硫酸アンモニウム０．１部・水８６．８部又、この記録液のｐＨを測定したところ、８．５であっ
た。次に、上記金属非腐食性記録液を用いる他は、実施
例１と全く同様の方法で、アルミニウム表面に形成され
る保護膜の耐電圧を測定した。電流−電圧計を用いて印
加電圧を可変（増加）していくと、１００ボルト程度の
電圧を印加しても、電流の流れは観測されなかった。

【００３５】＜比較例２＞実施例２に記載で使用された記録液から、硫酸アンモニ
ウムと水酸化ナトリウムを除いた組成の記録液を作成し
た。但し、アンモニウム水溶液を用いて、実施例２の記
録液と同じｐＨに調整した。この記録液を用い、実施例
１と同様の試験を行ったところ、低電圧（１０ボルト以
下）で電流が流れていることが観測され、目視したとこ
ろアルミニウムが液体中に溶出し、ガスの発生が見られ
た。

【００３６】＜実施例３＞記録液吐出源として、熱エネルギーを利用したインクジ
ェットプリンター（ＢＪ−１０ｖ（駆動周波数：３ｋＨ
ｚ、駆動電圧：２３Ｖ）：キヤノン（株）製）のＢＣ−
０１インクカートリッジに、実施例１で得られた金属非
腐食性記録液を注入して、ＳＫ紙（電子写真用紙：キヤ
ノン（株）製）に記録を行った。その際、ＢＣ−０１イ
ンクカートリッジのヘッドとして、発熱抵抗体の保護層
にピンホール等の如き欠陥が殆ど見られないものを使用
した。その結果、４×１０Ｅ７パルス以上の印字耐久試
験でもプリンターヘッドは、正常に印字を続けることが
出来た。又、ノズルからの記録液吐出量、得られた記録
物の印字濃度、耐水性についても評価した。その結果を
表２に示す。

【００３７】＜比較例３＞下記組成物を混合し、又、実施例２と同様にｐＨ８．５
となる様にｐＨ調整剤で調整して、下記の組成の記録液
を作成した。（組成）・Pro-jet fast black 2 liquid（ＩＣＩ製）３部・エチレングリコール１０部・硫酸ナトリウム１．２部・水酸化ナトリウム０．６部・水８５．２部この記録液を実施例３と同様に、ＢＣ−０１記録液カー
トリッジに注入し、印字耐久試験を行ったところ、１×
１０Ｅ７パルス以上での印字では、保護膜のタンタルが
溶解して、ヒーター部分が電気的に断線して、印字不能
状態になった。

【００３８】＜比較例４＞下記に示す液組成物を混合し、且つ実施例２と同様にｐ
Ｈ８．５となる様にｐＨ調整剤で調整して、本発明の金
属非腐食性記録液を作成した。（組成）・Pro-jet fast black 2 liquid（ＩＣＩ製）３部・ジエチレングリコール１０部・水酸化ナトリウム０．０５部・硫酸アンモニウム０．３部・水８６．６５部得られた記録液を実施例３と同様に、ＢＣ−０１記録液
カートリッジに注入し、ＳＫ紙に記録を行い、ノズルか
らの記録液吐出量、得られた記録物の印字濃度及び耐水
性について評価した。その結果を表１に示したが、印字
物の印字濃度に劣っていた。

【００３９】＜比較例５＞下記に示す液組成物を混合し、且つ実施例２と同様にｐ
Ｈ８．５となる様にｐＨ調整剤で調整して、本発明の金
属非腐食性記録液を作成した。（組成）・Pro-jet fast black 2 liquid（ＩＣＩ製）３部・ジエチレングリコール１０部・水酸化ナトリウム０．４部・硫酸アンモニウム０．０５部・水８６．６５部得られた記録液を実施例３と同様に、ＢＣ−０１記録液
カートリッジに注入し、ＳＫ紙に記録を行い、ノズルか
らの記録液吐出量、得られた記録物の印字濃度及び耐水
性について評価した。その結果を表１に示したが、印字
物の耐水性に劣っていた。

【００４０】

【表１】

【００４１】表中の各評価方法についての詳細を以下に
示す。＊１：記録液吐出量熱エネルギーを利用したインクジェットプリンター（Ｂ
Ｊ−１０ｖ（駆動周波数：３ｋＨｚ、駆動電圧：２３
Ｖ）：キヤノン（株）製）のＢＣ−０１インクカートリ
ッジに夫々の記録液を充填し、キヤノン：ＮＰ−ＤＲＹ
コピー用紙に数枚印字を行った後、記録液カートリッジ
（ＢＣ−０１）の重量変化からノズル１本から吐出した
記録液量を推定した。

【００４２】＊２：印字濃度評価上記と同様のインクジェット記録装置を用いてキヤノ
ン：ＮＰ−ＤＲＹコピー用紙に印字を行い、印字物の印
字濃度をマクベス濃度計（ＴＲ９１８）で測定した。

【００４３】＊３：耐水性評価上記と同様のインクジェット記録装置を用いてキヤノ
ン：ＮＰ−ＤＲＹコピー用紙に印字を行い、１時間後に
印字物を水槽中に３秒間浸水させて、印字物の流れ方に
よって、下記の様に評価した。 ○・・・印字物が、殆ど水に流れない。 △・・・印字物は、少し流れるが、文字の読取は可能で
ある。 ×・・・印字物の殆どが流れて、文字を読み取ることが
不可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、液
体が金属に接触する状態で使用される装置等において生
じる、接触した液体を原因とする金属の腐食を極力減少
させることが出来、とりわけ金属が電極材料等で電気的
な作用が働く場合に生じる、腐食による金属の断線或い
は溶解等を有効に防ぐことが可能な金属非腐食性記録液
が提供される。又、本発明によれば、金属非腐食性記録
液が提供され、この結果、記録液吐出源として熱エネル
ギーを利用するインクジェット記録装置のヘッドの寿命
を格段に延ばすことが出来、更に装置の故障率を遥かに
低くすることが可能である信頼性に優れたインクジェッ
ト記録方法、インク、記録ユニット、インクカートリッ
ジ、インクジェット記録装置及び印刷方法が提供され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例において使用される耐電圧の測定装置
の該略図である。

【図２】インクジェット記録装置のヘッド部の該略図で
ある。

【図３】インクジェット記録装置の一例を示す斜視図で
ある。

【図４】インクカートリッジの縦断面図である。

【図５】記録ユニットの斜視図である。

【符号の説明】

４０：インク収容部４２：栓４４：吸収体４５：インクカートリッジ５１：給紙部５２：紙送りローラ５３：排紙ローラ６１：ブレード６２：キャップ６３：吸収体６４：吐出回復部６５：記録ヘッド６６：キャリッジ６７：ガイド軸６８：モータ６９：ベルト７０：記録ユニット７１：ヘッド部７２：大気連通口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者葛城隆司東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者西脇理東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者村井啓一東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者服部能史東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23F 11/18 B41M 5/00 C09D 11/00 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも分子内に−ＣＯＯＭ（Ｍはア
ルカリ金属又はアンモニウムを表す。）を１個以上もつ
染料と該染料を溶解又は分散する液媒体を含む金属非腐
食性の記録液であって、該記録液は、硫酸塩を該記録液
に対して０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％及び水酸化物を該
記録液に対して０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％含み、且つ
ｐＨが７〜１０．５に調整されていることを特徴とする
金属非腐食性記録液。
【請求項２】該液媒体が７０〜９５ｗｔ％の水と２５
ｗｔ％以下の水溶性有機溶剤とからなる請求項１に記載
の金属非腐食性記録液。
【請求項３】該金属非腐食性記録液が、インクジェッ
ト記録に用いられるインクである請求項１または２に記
載の金属非腐食性記録液。
【請求項４】該染料が、下記一般式で示される構造を
有する請求項１または２に記載の金属非腐食性記録液：【化１】
【請求項５】発熱体からの熱エネルギーを記録液に作
用させてオリフィスから記録液滴を吐出させて記録を行
う方式のインクジェット記録方法において、請求項１〜
４のいずれか１項に記載の金属非腐食性記録液を用いる
ことを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項６】少なくとも分子内に−ＣＯＯＭ（Ｍはア
ルカリ金属又はアンモニウムを表す。）を１個以上もつ
染料と該染料を溶解又は分散する液媒体を含むインクで
あって、該インクは、硫酸塩を該インクに対して０．１
ｗｔ％〜１．０ｗｔ％及び水酸化物を該インクに対して
０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％含み、さらにｐＨが７〜１
０．５の範囲内にあることを特徴とするインク。
【請求項７】該インクが、インクジェット記録用のイ
ンクである請求項６に記載のインク。
【請求項８】該インクが、該インクに電気−熱変換体
から供給される熱エネルギーの作用によってオリフィス
から吐出させられる方式のインクジェット記録に用いら
れるインクである請求項６に記載のインク。
【請求項９】該染料が、下記一般式で示される構造を
有する請求項６〜８のいずれか１項に記載のインク：【化２】
【請求項１０】インクを収容しているインク収容部お
よび該インク収容部に収容されているインクを吐出させ
る為の記録ヘッドを具備している記録ユニットにおい
て、該インクが、少なくとも分子内に−ＣＯＯＭ（Ｍはアル
カリ金属又はアンモニウムを表す。）を１個以上もつ染
料と該染料を溶解又は分散する液媒体を含み、且つ硫酸
塩を該インクに対して０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％及び
水酸化物を該インクに対して０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ
％含み、さらにｐＨが７〜１０．５の範囲内にあるイン
クであることを特徴とする記録ユニット。
【請求項１１】該記録ヘッドが、該インクに対して熱
エネルギーを加える為の電気−熱変換体を備えている請
求項１０に記載の記録ユニット。
【請求項１２】該電気−熱変換体が、金属部分を含む
請求項１１に記載の記録ユニット。
【請求項１３】該染料が、下記一般式で示される構造
を有する請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の記録
ユニット：【化３】
【請求項１４】インクを収容しているインク収容部を
備え、該インクを吐出させるための記録ヘッドに対し着
脱可能に構成されてなるインクカートリッジであって、該インクは、少なくとも分子内に−ＣＯＯＭ（Ｍはアル
カリ金属又はアンモニウムを表す。）を１個以上もつ染
料と該染料を溶解又は分散する液媒体を含み、さらに硫
酸塩を該インクに対して０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％及
び水酸化物を該インクに対して０．１ｗｔ％〜１．０ｗ
ｔ％含み、またｐＨが７〜１０．５の範囲内にあること
を特徴とするインクカートリッジ。
【請求項１５】該染料が、下記一般式で示される構造
を有する請求項１４に記載のインクカートリッジ：【化４】
【請求項１６】インクを収容したインク収容部と該イ
ンクを吐出させる記録ヘッドとを備えたインクジェット
記録装置であって、該インクが、少なくとも分子内に−ＣＯＯＭ（Ｍはアル
カリ金属又はアンモニウムを表す。）を１個以上もつ染
料と該染料を溶解又は分散する液媒体を含み、さらに硫
酸塩を該インクに対して０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％及
び水酸化物を該インクに対して０．１ｗｔ％〜１．０ｗ
ｔ％含み、またｐＨが７〜１０．５の範囲内にあること
を特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１７】該記録ヘッドが、該インクに対して熱
エネルギーを加える為の電気−熱変換体を備えている請
求項１６に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１８】該電気−熱変換体が、金属部分を含む
請求項１７に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１９】該染料が、下記一般式で示される構造
を有する請求項１６〜１８のいずれか１項に記載のイン
クジェット記録装置：【化５】
【請求項２０】インクをインクジェット法によって被
記録材に印刷する方法において、該インクが少なくとも
分子内に−ＣＯＯＭ（Ｍはアルカリ金属又はアンモニウ
ムを表す。）を１個以上もつ染料と該染料を溶解又は分
散する液媒体を含み、さらに硫酸塩を該インクに対して
０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％及び水酸化物を該インクに
対して０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％含み、またｐＨが７
〜１０．５の範囲内にあるインクであることを特徴とす
る印刷方法。
【請求項２１】該インクジェット法が、インクに対し
て熱エネルギーを付与することによって、該インクをオ
リフィスから吐出させる工程を有するものである請求項
２０に記載の印刷方法。
【請求項２２】インクに対する熱エネルギーの付与
が、電気−熱変換体をインク流路内に備えた記録ヘッド
内の該電気−熱変換体によってなされる請求項２１に記
載の印刷方法。
【請求項２３】該電気−熱変換体が、金属部材を含む
請求項２２に記載の印刷方法。
【請求項２４】該染料が、下記一般式で示される構造
を有する請求項２０〜２３のいずれか１項に記載の印刷
方法：【化６】