JPH02169253A - 画像形成材料及び方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、記録体の液滴をオリフィスより吐出飛翔させ
て画像形成を行う画像形成材料及び方法に関する。

［従来の技術］ 従来の記録体の液滴をオリフィスより吐出飛翔させて画
像形成を行う画像形成材料は、溶媒と色素から構成され
ている０色素は記録を残すための着色剤であり、溶媒に
溶解性の染料と、溶媒に分散性の顔料がある。一般には
、ノズルの目詰まり防止の理由で、溶媒に溶解性の染料
を使用した画像形成材料が主である。

従来の記録体の液滴をオリフィスより吐出飛翔させて画
像形成を行う画像形成材料及び方法は。

例えばＵＳＰ−３９４６３９８に代表される方法（Ｋ、
　ｙ　ｓ　ｅ　ｒ方式）であった。Ｋｙｓｅｒ方式は、
記録体を吐出するオリフィスを有する記録ヘッドに付設
されるピエゾ振動子に、電気的な記録信号像形成方法。

を印加し、この電気的記録信号をピエゾ振動子の機械的
振動に変え、前記機械的振動に従って前記オリフィスよ
り記録体の液滴を吐出飛翔させて記録部材に付着させる
ことで記録を行うものであった。

［発明が解決しようとする課Ｍ］ しかし、前述の従来の画像形成材料では、オリフィスか
ら吐出される際、記録に必要な記録体の液滴以外にも記
録に不必要な液滴（サテライトドツト）を生じやすく（
第２図）、サテライトドツトの記録部材への付着により
記録画像の品質が低下するという問題点があった。

また、前述の従来の画像形成方法では、オリフィスから
記録に必要な記録体の液滴以外にも記録に不必要な液滴
（サテライトドツト）も吐出され、サテライトドツトの
記録部材への付着により記録画像の品質が低下するとい
う問題点があった。

また、前述の従来の画像形成方法では、記録体の液滴の
大きさは、ノズルの内径、ピエゾ振動子の機械的振動の
変位量、オリフィスの位置から機械豹変動員を受ける位
置までの距離等によって左右され、記録中に液滴の大き
さを制御することは困難なので、その結果、液滴の大き
さを制御することによる階調表現を行うことが困難であ
るという問題点があった。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、サテライトドツトがなく、記録
体の液滴の大きさを容易に制御してオリフィスより吐出
飛翔させて画像形成を行う画像形成材料及び方法を提供
するところにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の画像形成材料は、記録信号に応じてオリフィス
より記録体の液滴を吐出飛翔させて画像形成を行う画像
形成材料において、絶縁性溶媒に色材が分散もしくは、
溶解している電気粘性流体であることを特徴とする。

本発明の画像形成方法は、記録信号に応じてオリフィス
より記録体の液滴を吐出飛翔させて画像形成を行う画像
形成方法において、前記記録体として絶縁ｆｆ：溶媒に
色材が分散もしくは、溶解している電気粘性流体を用い
、前記オリフィス近傍に電界を印加することを特徴とす
る。

本発明の画像形成方法は、前記オリフィス近傍に印加す
る電界の強度を変化させることを特徴とする。

［作用］ 本発明の上記の構成によれば、記録体として絶縁性溶媒
に色材を分散もしくは、溶解させたものを用いることに
より、記録体は、外部電界の印加により粘性が増加する
ようになる。このような物質を電気粘性流体と呼ぶ。そ
こで、この記録体を用い、記録に必要量の記録体のオリ
フィスからの吐出のタイミングに合わせてオリフィスに
電界を印加することにより、オリフィスでの記録体の粘
度を増加させ記録体の吐出は不可能となり、記録に不必
要なサテライトドツトの吐出は防止される。

電気粘性流体とは、外部電界の印加によって粘性の増加
する液体の総称で、溶媒のみで構成される純粋単一系と
、分散媒に分散質を添加した粒子分散系がある。　（稲
沢：　油圧技術、ｖｏｌ、１４゜Ｎｏ、９．１９−２３
　（１９７５））純粋単一系の場合、粘性変化の大きさ
は、材料と電界強度により異なる。粒子分散系の場合、
粘性変化の大きさは、電界強度以外にも、材料の組合せ
、粒子温度により異なる。一般には、純粋単一系より粒
子分散系の方が大きな粘性変化が得られる。

実際に、電気粘性流体を記録体の液滴をオリフィスより
吐出させて画像形成を行う画像形成材料として用いる場
合、以下の組合せが可能である。

■電気粘性効果が期待できる分子１！１．媒と分散質の
組合せにおいて、分散質が色材を兼ねた画像形成材料。

■電気粘性効果が期待できる分散媒と分散質の組合せに
おいて、分散質とは別に色材を添加した画像形成材料。

■電気粘性効果が期待できる溶媒に色材を添加した画像
形成材料。

本発明に使用可能な分散媒としては、高絶縁性（電気抵
抗が１ＯＩｌｌＱＣＩｎ以上）、低誇電率（銹電率３以
下）の石油系脂肪族炭化水素；　例えば、へキサン、オ
クタン、シクロペンタン、ベンゼン、トルエン、キジロ
ール等の炭化水素系溶剤；　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、ジクロロベンセ
ン等のハロゲン化炭化水素系溶剤が挙げられる０本発明
に使用可能な分散質としては、シリカ、アルミナ、チタ
ニア等のセラミックス系微粉末；　酸化鉄；　カーボン
ブラック等が挙げられる０本発明に使用可能な色材とし
ては、チタン白、鉄黒、カーボンブラック等の無機顔料
：　フタロシアニン等の有機顔料；　直接染料、塩基性
染料、酸性染料等の水性染料；　硫化染料、油溶染料、
クロム染料、反応染料等の非水溶性染料等が挙げられる
。

ところで、記録体の液滴をオリフィスより吐出飛翔させ
て画像形成を行う画像形成方法における記録体に必要な
粘度は、ノズル径が１００μｍ前後の場合、通常１〜４
ｃＰ、好適には、２〜３ＣＰであり、１０ｃＰ以上の粘
度ではオリフィスからの記録体の吐出は不可能となる。

従って、電気粘性流体を記録体に用いるためには、その
電気粘性流体が通常２〜３ｃＰの粘度を持ち、電圧印加
により１０ｃＰ以上の粘度を持つようになることが必要
である。また、記録体の構成は、主溶媒で分類すると水
系と非水系があり、その主溶媒に、色素、目詰まり防止
剤、殺菌剤、防カビ剤等が溶解または分散した形になっ
ている。

また、本発明の上記の構成によれば、オリフィスに電界
を印加した場合、電極近傍部と遠隔部では、電極近傍部
の方が粘度が高くなる。従ってオリフィス外部に電極を
配した場合、オリフィス中央部の方が粘度が低くなる。

この時、オリフィス中央部の粘度が記録体を吐出できる
ほど低く、電極近傍部の粘度が記録体を吐出できないほ
ど高かった場合、吐出可能な部分のみが液滴として吐出
される。つまり、擬似的に、電界によってオリフィス径
を変化させることができ、その結果、記録体の吐出量変
化させることができる。

以下、実施例により本発明の詳細な説明する。

［実施例］ 実施例１ 第１図は本発明の実施例における画像形成方法による記
録体吐出機構の概要図である。

電気粘性流体である記録体７として、ケロシンに０．０
２μｍカーボンブラックを分散させたもの（粘性係数　
２ｃＰ、２０℃）を用意した。１００μｍの径のオリフ
ィス１を持つノズル２内に、ポンプ等の適当な加圧手段
によって、それだけではオリフィス１より吐出されない
程度の圧力で記録体７を供給した。キャビティ６の上部
に張り付けられたピエゾ振動子５を３　ｋＨｚで機械的
振動させたところ、オリフィス１から記録体７が吐出さ
れた。その時、オリフィス１から吐出される記録体７は
、記録に必要な液滴３とサテライトドツト９からなる複
数の液滴として吐出されるが、今、オリフィス１から先
頭の液滴（記録に必要な液滴）３が吐出されるタイミン
グに合わせてオリフィス１近傍に配設された電極４によ
り電界を印加したところ、電界が印加された部分の記録
体７の粘度は増加し先頭の記録ｔこ必要な液滴３以外の
記録体７の吐出であるサテライトドツト９の発生はなく
なり、ピエゾ振動子５の１振動につき１個の記録に必要
な液滴３のみを吐出できた。

本実施例の記録体吐出機構を用い、インクジェットプリ
ンター用ヘッドを作成し、画像形成を行ったところ記録
体の飛散等のない良好な画像が得られた。また、カーボ
ンブラックの沈澱やオリフィス１のつまり等も生じなか
った。

なお、記録体７の組成、印加した電界、オリフィス１の
径は、上述の内容に限定されるものでなく、記録体７の
吐出もピエゾ振動子によるものに限定されるものではな
い、また、電界を印加するための電極４の構成も第１図
に示したようなオリフィス１を左右から挟み込むような
形に限定されるものではなく、上下に挟み込む様な構成
でも問題はない。

実施例２ 記録体７として、ケロシンに０．０１μｍのシリカ微粒
子と０．０２μｍのカーボンブラックを分散させたもの
を用いることを除いては、実施例１と同様に、インクジ
ェットプリンター用ヘッドを作成し、画像形成を行った
ところ記録体の飛散等のない良好な画像が得られた。ま
た、カーボンブラックの沈澱やオリフィス１のつまり等
も生じなかった。

実施例３ 記録体７として、イオン交換樹脂で処理した水にダイレ
クトブラック１５４を溶解したものを用いることを除い
ては、実施例１と同様に、インクジェットプリンター用
ヘッドを作成し、画像形成を行ったところ記録体の飛散
等のない良好な画像が得られた。また、カーボンブラッ
クの沈澱やオリフィス１のつまり等も生じなかった。

実施例４ 実ＪＩｇ４１で用いた記録体吐出機構において、電極４
に印加する電界を変化させたところ、吐出される記録体
型が変化した。印加電界と吐出記録体量の関係を第３図
に示した。

本実施例の記録体吐出機構を用い、インクジェットプリ
ンター用ヘッドを作成し、電極４に印加する電圧を変化
させて画像形成を行ったところ、階調表現の良好な画像
を形成することができた。

また、カーボンブラックの沈澱やオリフィス１のつまり
等も生じなかった。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば、記録信号に応じてオ
リフィスより記録体の液滴を吐出飛翔させて画像形成を
行う画像形成材料において、絶縁性溶媒ｔこ色材が分散
もしくは、溶解している電気粘性流体であることにより
、サテライトドツトがない画像形成を行うことができる
という効果を有する。

また、本発明によれば、記録信号に応じてオリフィスよ
り記録体の液滴を吐出飛翔させて画像形成を行う画像形
成方法において、前記記録体として絶縁性溶媒に色材が
分散もしくは、溶解している電気粘性流体を用い、前記
オリフィスに電界を印加することにより、サテライトド
ツトがない画像形成を行うことができるという効果を有
する。

また、本発明によれば、オリフィスに印加する電界の強
度を変化させることにより、大きさを容易に制御できる
記録体の液滴をオリフィスより吐出飛翔させることがで
き、その結果、面積階調性の良好な画像形成を行うこと
ができるという効果を有する。

ピエゾ振動子 キャビティ 記録体 リザーバ サテライトドツト

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の実施例における画像形成方法に
よる記録体吐出機構の概要図、第１図（ｂ）は本発明の
実施例における画像形成方法による記録体吐出機構の断
面図、第２図は従来の画像形成方法による記録体吐出機
構の概要図、第３図は本発明の実施例における記録体の
電界に対する吐出量を示した関係図。 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴木　喜三部（他１名）１　・　　オ
リフィス ２　・　　ノズル ３　・　　記録に必要な液滴 ４　・　　電極 （α） 第 図 ３に傷ｉσ東南 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録信号に応じてオリフィスより記録体の液滴を
   吐出飛翔させて画像形成を行う画像形成材料において、
   絶縁性溶媒に色材が分散もしくは、溶解している電気粘
   性流体であることを特徴とする画像形成材料。
2. （２）記録信号に応じてオリフィスより記録体の液滴を
   吐出飛翔させて画像形成を行う画像形成方法において、
   前記記録体として絶縁性溶媒に色剤が分散もしくは、溶
   解している電気粘性流体を用い、前記オリフィス近傍に
   電界を印加することを特徴とする画像形成方法。
3. （３）前記オリフィス近傍に印加する電界の強度を変化
   させることを特徴とする請求項２記載の画像形成方法。