(57)【要約】【課題】  フェイス面の撥水特性に偏りを有しつつも、比較的簡易な構成で混色弊害を抑制可能なインクジェット記録ヘッドを提供する。【解決手段】  撥水処理が施された第１のノズル列９０１と撥水処理が施されていない第２のノズル列９０２との間に、フェイス面上での混合を阻止するための阻止手段を備える。これにより、第１のノズル列９０１から吐出されるインクと、第２のノズル列９０２から吐出されるインクとは、記録中のミストや吸引回復処理時に伴う混合が阻止されるので、混色やフェイス面での凝集に起因する画像弊害が抑制される。【選択図】  図９
2006240176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のインクを吐出する吐出口近傍に撥水処理が施された第１のノズル列と、
該第１のノズル列と同一の面に設けられ、第２のインクを吐出する吐出口近傍に撥水処理が施されていない第２のノズル列と、
前記第１のインクと前記第２のインクとの混合を阻止するための前記面に設けられた阻止手段と
を具備ことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記阻止手段は、前記第１のノズル列と前記第２のノズル列の間に設けられ、第３のインクを吐出するための第３のノズル列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ヘッド。
【請求項３】
前記阻止手段は、前記第１のノズル列と前記第２のノズル列とを離隔する前記面の部分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ヘッド。
【請求項４】
前記阻止手段は、前記第１のノズル列と前記第２のノズル列の間に設けられた、突起壁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ヘッド。
【請求項５】
前記第２のノズル列は、吐出口の内部と、該吐出口の前記面における近傍とが、非撥水性を有する同等の材料で形成されてなるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
前記第２のノズル列は、前記平面における吐出口の近傍に、親水処理が施されてなるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドを搭載し、画像データに基づいて記録媒体に画像を形成することを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置に関し、特に、性質の異なる複数のインクを適用する際の記録ヘッドにおける不具合を抑制するための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に普及しているシリアル型のインクジェット記録装置には、記録手段である記録ヘッドと、当該記録ヘッドを搭載しながら移動走査可能なキャリッジと、記録媒体を搬送する搬送手段と、更にこれらを制御するための制御手段とを備えている。そして、記録ヘッドに構成された複数の吐出口からインクを例えば滴として吐出させながら、キャリッジを主走査方向にシリアルスキャンさせるとともに、主走査方向とは交差する副走査方向に、記録媒体を所定の量で間欠搬送することにより、順次画像を記録媒体に形成していく。
【０００３】
インクジェット記録方式は、記録信号に応じて記録ヘッドからインクを吐出させ、吐出されたインクが記録媒体に着弾することにより記録がなされるものであり、ランニングコストが低く、ノンインパクトで静かな記録方式である。よって従来から、インクジェット記録方法を適用したプリンタ、複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ等の記録装置が多く実用化されている。また、この記録方法は、実施するにあたって特別に複雑な機構を必要としないため、装置の小型化、カラー化等が比較的容易で、特に近年では、複数色のインクを用いたカラー記録装置に応用した製品も数多く提供されている。
【０００４】
このような、インクジェット記録装置においては、インクを吐出するための方式も様々である。例えば代表的な例として、インクを吐出するための吐出口近傍のインク路に、電気熱変換素子などの発熱素子を設けた構成のものが挙げられる。このような構成の記録ヘッドでは、発熱素子が発生する熱エネルギによってインク中に膜沸騰が生じ、この膜沸騰による気泡の急激な生成圧力によって、インクを吐出する仕組みになっている。また、ピエゾ素子のような電気圧力変換素子をそれぞれのインク路に配備し、当該素子にパルスを印加した際の圧力変化によって、インクを吐出する方法も知られている。
【０００５】
図１は、カラーのインクジェット記録ヘッドにおける、吐出口の一般的な配列状態を説明するための模式図である。ここでは、図の副走査方向に約２０μmのピッチで１２８０個の吐出口が配列し、これが同種類のインクを吐出する１つのノズル列となっている。このようなノズル列がインク色別に複数列用意され、これらは図の主走査方向に並列して配備されている。よって、本例の記録ヘッドでは、図の主走査方向に移動走査しながら所定の周波数でインクを吐出することにより、１つのノズル列による１２００ｄｐｉ（ｄｏｔ／ｉｎｃｈ；参考値）の画像を６色分一度に形成することが可能となっている。このように、記録ヘッドの吐出口が複数配列して形成される平面を、以後フェイス面と称す。
【０００６】
記録ヘッドのフェイス面は、吐出に伴ってインクが付着することが知られている。これは、個々のノズルから吐出を行った際に発生するミストに起因するものと考えられている。ミストとは、記録を目的とした比較的大きな液滴とは別に発生する小さな多数の液滴のことであり、質量が軽いために記録ヘッドと記録媒体との間の空間を浮遊する傾向にある。そして、その一部が記録ヘッドのフェイス面に再び戻って付着したり、また、一度紙面に到着したものの、再度跳ね返ってフェイス面に付着したりする。
【０００７】
ミストが付着したフェイス面では、付着したミストによって個々の吐出口からの吐出状態に影響を受ける場合がある。つまり、目的とは異なった方向に吐出されたインクによって記録媒体上の本来の位置と異なった位置に記録される現象（以下「よれ」と称す）が発生したり、吐出口自体が不吐出になってしまったりするのである。
【０００８】
このような、ミストに起因するフェイス面の汚染状況やインク吐出時の弊害の程度は、インク中の成分に影響を受けることが確認されている。例えば色材として染料を含有するインクでは、フェイス面付近に付着したインクは比較的除去しやすいことが確認されている。これに対し、色材として顔料を含有する顔料インクにおいては、フェイス面に付着したインクは比較的除去しにくいことが知られている。よって、適用するインクの色材の種類に応じて、吐出口近傍のフェイス面への処理方法を異ならせることが適当であり、このような提案も既になされている（例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）。
【０００９】
特許文献１によれば、顔料インクを吐出するノズル列近傍のフェイス面に対して親水性を高めるような処理を施す技術が開示されている。また、特許文献２では、顔料インクを吐出するノズル列近傍に親水性を高める処理を施す一方、染料インクを吐出するノズル列近傍には撥水性を高める処理を施す構成が開示されている。このような構成にすることにより、比較的凝固しやすい顔料インクを吐出するノズル列近傍のフェイス面は、均一に濡れた状態が維持され、染料インクを吐出するノズル列近傍では比較的乾いた状態が維持される。すなわち、同一のフェイス面においても、濡れ状態（汚染状態）に偏りを生じさせている。 更に、特許文献３では、吐出口近傍の撥水領域と親水領域の形状を、インクの種類の違いに応じて異ならせる技術が開示されている。
【００１０】
なお、以上の特許文献において、撥水処理としてはフェイス面に撥水剤をコートする手法が採用されている。また、親水性を高めるための処理としては、吐出口近傍に対して親水化処理を施す場合と、吐出口近傍のフェイス面を構成する材質自体を非撥水性のものを用いる場合とが開示されている。
【００１１】
一般に、染料インクは発色性に優れるが画像堅牢性が弱い。一方、顔料インクは画像堅牢性に優れるが、発色性や取り扱いの点で染料インクに劣る点もある。近年のインクジェット記録装置においては、様々な用途に適応するために、このように特性の異なる顔料インクと染料インクを同時に搭載する構成が多く見られるようになっている。このような場合であっても、上述した特許文献に記載の方法を採用することにより、ミストに関わる上記問題を効果的に解決することが出来る。
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−３３４０７４号公報
【特許文献２】特開２００４−１７４７５３号公報
【特許文献３】特開平８−３９８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記特許文献のように同一のフェイス面で撥水性の度合いに偏りを持たせることは、ここに付着するインクの挙動に影響を及ぼし、画像を劣化させてしまう場合もある。以下に、その問題を具体的に説明する。
【００１４】
記録ヘッドのメンテナンス処理の一つとして、吸引回復処理が挙げられる。吸引回復処理とは、個々のノズルで凝固してしまったインクやインク路内の異物を除去するために行われる処理で、フェイス面に対して吸引用のキャップを押し当てた状態で、吸引用のポンプで吐出口から強制的にインクを排出する処理である。このような動作工程上、吸引回復処理では、フェイス面に押し当てられたキャップ内が各種のインクで満たされる状況が生じる。この際、上述した特許文献の技術を採用した場合には、フェイス面は撥水性に偏りを有しているので、キャップ内のインクは親水性の強い（撥水性の弱い）領域へと移動する。そして、この移動傾向が強ければ、親水性の強い領域のノズルの内部へもインクが進入してしまう。すなわち、所定色のインクを吐出するためのノズル内に、混色したインクが進入してしまうのである。このような状況が生じると、次に画像を形成する際には、当該ノズルから不適当な発色のインクが吐出され（以下混色弊害と称す）、画像劣化を引き起こす原因となる。
【００１５】
一方、キャップ内で混色されたインクは液体としても不安定な状態になり、ノズル内やフェイス面で凝固を引き起こす場合がある。ノズル内や吐出口近傍でインクの凝固化が進行すると、ここから吐出されるインクの吐出特性にも影響を与える。すなわち「よれ」などが引き起こされ、画像品位を劣化してしまう。
【００１６】
以上説明したように、近年のインクジェット記録装置においては、特性の異なる様々なインクに対応するために同一のフェイス面上で撥水性の度合いを調整することが望まれるが、上述した特許文献に記載の従来の方法では、吸引回復動作に伴う弊害を併発してしまい、効果の高い状態での実用化は困難な状況であった。
【００１７】
本発明は以上の点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フェイス面の撥水特性に偏りを有しつつも、比較的簡易な構成で混色弊害を抑制可能なインクジェット記録ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
そのために本発明においては、第１のインクを吐出する吐出口近傍に撥水処理が施された第１のノズル列と、該第１のノズル列と同一の面に設けられ、第２のインクを吐出する吐出口近傍に撥水処理が施されていない第２のノズル列と、前記第１のインクと前記第２のインクとの混合を阻止するための前記面に設けられた阻止手段とを具備ことを特徴とする。
【００１９】
また、前記特徴を有するインクジェット記録ヘッドを搭載し、画像データに基づいて記録媒体に画像を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
以上のような構成をとることにより、第１のノズル列から吐出されるインクと、第２のノズル列から吐出されるインクとは、記録中のミストや吸引回復処理時に伴う混合が阻止されるので、混色やフェイス面での凝集に起因する画像弊害が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明に適用可能な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図２は、本発明に適用可能な比較的大判の記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置の概観斜視図である。図において、７０１はキャリッジである。キャリッジ７０１は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、ライトシアンおよびライトマゼンタの６色のインクを吐出可能な記録ヘッドを搭載し、図の主走査方向に移動走査可能になっている。キャリッジ７０１には、記録ヘッドに対して記録信号などを送信するためのフレキシブルケーブル７０２が接続されている。フレキシブルケーブル７０２のもう一端は、記録装置全体を制御するための電気回路が構成された不図示の基板に接続されている。
【００２３】
７０３はフレキシブルケーブル７０２に付帯したインクチューブである。インクチューブ７０３は、記録装置に固定的に備えられた６色のタンクユニットからキャリッジ７０１上の記録ヘッドにインクを供給するため、キャリッジ７０１の移動走査に追従可能な可撓性を有している。インク供給系については、後に詳述する。
【００２４】
記録動作が開始されると、給紙トレイ７０４にセットされた記録媒体Ｐは、給紙ローラ７０５によりピックアップされた後、記録ヘッドによって記録が可能な領域を下部から支えるプラテン７０６上へと搬送される。記録ヘッドを搭載したキャリッジ７０１は、ガイドシャフト７０８の案内指示のもと、エンコーダ７０７によって得られる位置信号に基づいて主走査方向に移動走査する。このとき記録ヘッドに配備された各色のノズルは、フレキシブルケーブル７０２から受信した記録信号に基づいたインクの吐出を実行する。記録ヘッドによる１回の記録走査が終了すると、不図示の搬送ローラが記録媒体Ｐを副走査方向に所定量搬送する。以後、上記記録走査と副走査とを間欠的に繰り返すことにより、記録媒体Ｐに徐々に画像が形成されていく。１ページ分の画像形成が終了すると、不図示の排紙ローラが記録媒体Ｐを排紙し、記録動作は完了する。
【００２５】
図３は、本発明に適用可能な記録ヘッドにおけるインクの流れを説明するための縦断面図である。６色のインクは各色独立にインクチューブ７０３から記録ヘッド３００に輸送され、更にフィルタ３０９を通過することによってノズル３１２部へ到達する。フィルタ３０９は高精細に設計されたノズル３１２にゴミ等の異物が進入するのを防止する。３１０はゴム製のダンパーである。ダンパー３１０は、記録ヘッド３００内の急激な内圧変化を抑制する。
【００２６】
図４は、記録ヘッド３００のノズル部における吐出機構の詳細を説明するための断面図である。図において、支持体２０の上面には半導体製造プロセスにより形成されたヒータボード１６が設けられている。ヒータボード１６には、記録ヘッド３００を保温し、温度調整するための温度調整ヒータ１７と、インクを吐出するためにノズルごとに用意された吐出用ヒータ１８とが、配備されている。１９は、支持体２０上に配線された配線基板である。配線基板１９、温度調整ヒータ１７および吐出用ヒータ１８は、ワイヤーボンディング等によって配線されている。なお、温度調整ヒータ１７と吐出用ヒータ１８は、半導体製造プロセスの別の工程によって形成されるものであっても良い。
【００２７】
図３で説明したフィルタ３０９を通過したインクは、複数のノズルに共通した共通液室に一度蓄えられ、その後毛細管力によって個々のノズル部１１へと引き込まれる。ノズル部の先端には、吐出用ヒータ１８が備えられており、記録信号に応じて吐出用ヒータに電圧パルスが印加される。パルスが印加された吐出用ヒータ１８は急激に発熱し、これに接するインク内に発泡１４が生じる。生じた発泡の体積膨張に応じて、ノズルの先端に位置するインクが滴１５として吐出され、記録媒体Ｐに着弾する。
【００２８】
次に、インクの供給方法について説明する。一般に、記録ヘッドにインクを供給するには、以下の２つの供給方法が採用されることが多い。一つは、記録ヘッドを搭載してこれを主走査方向へ移動走査するためのキャリッジに、記録ヘッドに連結した状態のインクタンクを記録ヘッドとともに搭載し、記録ヘッドに適宜インクを供給する方法である。このようなインク供給方法は、比較的簡易でコンパクトな構成で実現可能であることから、家庭用や持ち運びを容易とする記録装置で多く採用されている。
【００２９】
もう一つは、記録装置の所定箇所に固定的に備えられたインクタンクと、主走査方向に移動走査する記録ヘッドとを、供給チューブと呼ばれるフレキシブルなチューブによって連結し、タンクから記録ヘッドへインクを供給するものである。このような供給方法は、キャリッジにタンクを搭載する必要がないため、比較的大容量のインクタンクを備えることが可能となる。よって、プリントボリュームが多いオフィスやプロフェッショナルユース向けの記録装置に多く採用されている。本実施形態のインクジェット記録装置では、後者の供給方法を採用したものとする。
【００３０】
図５は本実施形態におけるインクタンクから記録ヘッド３００にインクを供給するシステムを、ある１色のインクについて説明するための模式図である。５０１は記録装置に固定的に備えられたインクタンクである。インクタンク５０１と記録ヘッド３００とはインクチューブ７０３によって連結されているが、記録ヘッド３００へのインク供給は弁５１１によってコントロールされている。５０４は、インクタンク５０１内のインクをインクチューブ７０３に導くための供給ピンである。
【００３１】
一方、５０５は大気連通ピンである。記録ヘッド３００へとインクが供給された分、インクタンク５０１内ではインクが減少するが、これに相当する量の空気が大気連通ピン５０５から供給される。これにより、インクタンク５０１内の内圧はほぼ一定に保たれている。５０６はインクのメニスカスであり大気連通面となっている。
【００３２】
記録ヘッド３００にかかる負圧は、ノズル３１２とメニスカス５０６との間の水頭差によって決まる。本実施形態において、負圧は約−９０ｍｍＡｑに設定されているものとする。５１３はサブバッファ室である。周辺温度の急激な変化によってインクタンクの内圧変化が起こり、メニスカス５０５が破れた場合であっても、サブバッファ室５１３があふれたインクを収容することによって、インクが大気連通口を通じて外部へ漏洩することを防止する。
【００３３】
図６は、図５で説明した供給システムを、６色分備えた状態を説明するための模式図である。図において、インクタンク２０１Ｂｋ、２０１ＬＣ、２０１Ｃ、２０１ＬＭ、２０１Ｍおよび２０１Ｙには、それぞれ異なるブラック（Ｂｋ）、ライトシアン（ＬＣ）、シアン（Ｃ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）のインクが収納されている。インク供給チューブ７０３は６色分用意されており、各色のインクタンク２０１と、記録ヘッドを搭載したキャリッジユニット７０１を連結している。
【００３４】
２０５は記録ヘッドとともにキャリッジユニット７０１に搭載されるジョイントであり、各供給チューブ７０３の一端が接続される一方、記録ヘッドのインク導入部２０６に結合するインク導出管７０３Ａを有している（当該接続部分は図示を省略している）。
【００３５】
キャリッジユニット７０１に搭載された記録ヘッドは、図１で示したような吐出口配列を有し、矢印の方向にインクを吐出させることにより記録を行う。２０４は記録ヘッドの吐出口に対向するように設けられ、記録ヘッドのメンテナンス処理を実行するための回復系ユニットである。回復系ユニット２０４は、吐出口近傍に密閉状態を形成するためのキャップや吸引ポンプを有しており、記録ヘッド内にインクを充填する際に用いたり、記録ヘッドについたゴミや固着物を吸引除去したりする役割をもつ。
【００３６】
図７は、本発明に適用可能な回復系ユニット２０４の概略構成を示した図である。６０１はキャップである。記録待機時には、キャップ６０１が記録ヘッドのフェイス面に密着し、吐出口からのインクの蒸発を抑える。キャップ６０１にヘッドのフェイス面が密着した状態をキャッピング状態という。
【００３７】
６０２はチューブポンプである。ノズル内のインクが凝固してしまった場合であっても、キャッピングした状態でチューブポンプ６０２を回転させることにより、キャップ内に強い減圧を発生させ、インクとともに凝固したインクをノズルから強制的に排出することが出来る。６０３はワイパーである。ワイパー６０３は、矢印の方向に前後動することにより、フェイス面に付着するゴミや過剰なインク滴を除去する役割を果たす。
【００３８】
ここでは、６色分の吐出口列に対し、キャップ６０１、チューブポンプ６０２およびワイパー６０３を２つずつ用意した構成とした。
【００３９】
次に、本実施形態で適用するインクセットの成分例および作製方法例を色順に説明する。
【００４０】
（イエローインク）
（１）分散液の作製
顔料［Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４（製品名：Ｈａｎｓａ  Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ５ＧＸ（クラリアント社製））］１０部、アニオン系高分子Ｐ−１［スチレン／ブチルアクリレート／アクリル酸共重合体（共重合比（重量比）＝３０／４０／３０）、酸価２０２、重量平均分子量６５００、固形分１０％の水溶液、中和剤：水酸化カリウム］３０部、純水６０部を混合し、以下に示す材料をバッチ式縦型サンドミル（アイメックス製）に仕込み、０．３ｍｍ径のジルコニアビーズを１５０部充填し、水冷しつつ、１２時間分散処理を行った。更に、この分散液を遠心分離機にかけ粗大粒子を除去した。そして、最終調製物として、固形分が約１２．５％、重量平均粒径が１２０ｎｍの顔料分散体１を得た。得られた顔料分散体を用いて、下記のようにしてインクを調製した。
【００４１】
（２）インクの作製
以下の成分を混合し、十分に攪拌して溶解・分散後、ポアサイズ１．０μｍのミクロフィルター（富士フィルム製）にて加圧濾過して、インク１を調製した。
・上記で得た顔料分散体１：４０部
・グリセリン：９部
・エチレングリコール：６部
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物
（商品名：アセチレノールＥＨ）：１部
・１，２−ヘキサンジオール：３部
・ポリエチレングリコール（分子量１０００）：４部
・水：３７部
【００４２】
（マゼンタインク）
（１）分散液の作製
まず、ベンジルアクリレートとメタクリル酸を原料として、常法により、酸価３００、数平均分子量２５００のＡＢ型ブロックポリマーを作り、更に、水酸化カリウム水溶液で中和し、イオン交換水で希釈して均質な５０質量％ポリマー水溶液を作成した。
【００４３】
上記ポリマー溶液を１００ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２を１００ｇおよびイオン交換水を３００ｇを混合し、機械的に０．５時間撹拌した。
【００４４】
次に、マイクロフリュイダイザーを使用し、この混合物を、液体圧力約７０ＭＰａ下で相互作用チャンバ内に５回通すことによって処理した。
【００４５】
更に、上記で得た分散液を遠心分離処理（１２，０００ｒｐｍ、２０分間）することによって、粗大粒子を含む非分散物を除去してマゼンタ分散液とした。得られたマゼンタ分散液は、その顔料濃度が１０質量％、分散剤濃度が５質量％であった。
【００４６】
（２）インクの作製
インクの作製は、上記マゼンタ分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ２．５μｍのミクロフィルター（富士フイルム製）にて加圧濾過し、顔料濃度４質量％、分散剤濃度２質量％の顔料インクを調製した。
【００４７】
上記マゼンタ分散液      ４０部
グリセリン              １０部
ジエチレングリコール    １０部
アセチレングリコールＥＯ付加物  ０．５部
（川研ファインケミカル製）イオン交換水    ３９．５部。
【００４８】
（ライトマゼンタインク）
（１）分散液の作製
マゼンタインクで使用したポリマー溶液を１００ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２を１００ｇおよびイオン交換水を３００ｇを混合し、機械的に０．５時間撹拌した。
【００４９】
次に、マイクロフリュイダイザーを使用し、この混合物を、液体圧力約７０ＭＰａ下で相互作用チャンバ内に５回通すことによって処理した。
【００５０】
更に、上記で得た分散液を遠心分離処理（１２，０００ｒｐｍ、２０分間）することによって、粗大粒子を含む非分散物を除去してマゼンタ分散液とした。得られたマゼンタ分散液は、その顔料濃度が１０質量％、分散剤濃度が５質量％であった。
【００５１】
（２）インクの作製
インクの作製は、上記マゼンタ分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ２．５μｍのミクロフィルター（富士フイルム製）にて加圧濾過し、顔料濃度４質量％、分散剤濃度２質量％の顔料インクを調製した。
【００５２】
上記マゼンタ分散液      ８部
グリセリン              １０部
ジエチレングリコール    １０部
アセチレングリコールＥＯ付加物  ０．５部
（川研ファインケミカル製）イオン交換水    ７１．５部。
【００５３】
（シアンインク）
（１）分散液の作製
まず、ベンジルアクリレートとメタクリル酸を原料として、常法により、酸価２５０、数平均分子量３０００のＡＢ型ブロックポリマーを作り、更に、水酸化カリウム水溶液で中和し、イオン交換水で希釈して均質な５０質量％ポリマー水溶液を作成した。
【００５４】
上記のポリマー溶液を１８０ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３を１００ｇおよびイオン交換水を２２０ｇを混合し、機械的に０．５時間撹拌した。
【００５５】
次に、マイクロフリュイダイザーを使用し、この混合物を、液体圧力約７０ＭＰａ下で相互作用チャンバ内に５回通すことによって処理した。
【００５６】
更に、上記で得た分散液を遠心分離処理（１２，０００ｒｐｍ、２０分間）することによって、粗大粒子を含む非分散物を除去してシアン分散液とした。得られたシアン分散液は、その顔料濃度が１０質量％、分散剤濃度が１０質量％であった。
【００５７】
（２）インクの作製
インクの作製は、上記シアン分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ２．５μｍのミクロフィルター（富士フイルム製）にて加圧濾過し、顔料濃度２質量％、分散剤濃度２質量％の顔料インクを調製した。
【００５８】
上記シアン分散液        ２０部
グリセリン              １０部
ジエチレングリコール    １０部
アセチレングリコールＥＯ付加物        ０．５部
（川研ファインケミカル製）イオン交換水    ５３．５部。
【００５９】
（ライトシアンインク）
（１）分散液の作製
シアンインクで作成したポリマー溶液を１８０ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３を１００ｇおよびイオン交換水を２２０ｇを混合し、機械的に０．５時間撹拌した。
【００６０】
次に、マイクロフリュイダイザーを使用し、この混合物を、液体圧力約７０ＭＰａ下で相互作用チャンバ内に５回通すことによって処理した。
【００６１】
更に、上記で得た分散液を遠心分離処理（１２，０００ｒｐｍ、２０分間）することによって、粗大粒子を含む非分散物を除去してシアン分散液とした。得られたシアン分散液は、その顔料濃度が１０質量％、分散剤濃度が１０質量％であった。
【００６２】
（２）インクの作製
インクの作製は、上記シアン分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ２．５μｍのミクロフィルター（富士フイルム製）にて加圧濾過し、顔料濃度２質量％、分散剤濃度２質量％の顔料インクを調製した。
【００６３】
上記シアン分散液          ４部
グリセリン              １０部
ジエチレングリコール    １０部
アセチレングリコールＥＯ付加物        ０．５部
（川研ファインケミカル製）イオン交換水    ６９．５部。
【００６４】
（マットブラックインク）
本実施形態においては、マットブラックと称するインクをブラックインクとして用いた。このインクは光沢感の少ない紙であるマット調の記録媒体に対して高い光学濃度を実現するインクであり、また記録面もマット調の画像を実現する。
【００６５】
（１）分散液の作製
表面積が２３０ｍ2 ／ｇでＤＢＰ吸油量が７０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック１０グラムとｐ−アミノ−Ｎ−安息香酸３．４１ｇを水７２ｇによく混合した後、これに硝酸１．６２ｇを滴下して、７０℃で撹拌した。ここにさらに数分後、５ｇの水に１．０７ｇの亜硝酸ナトリウムを溶かした溶液を加え、さらに１時間撹拌した。得られたスラリーを濾紙（商品名：東洋濾紙Ｎｏ．２；アドバンティス社製）で濾過し、濾取した顔料粒子を十分に水洗し、９０℃のオーブンで乾燥させ、さらに、この顔料に水を足して顔料濃度１０重量％の顔料水溶液を作製した。以上の方法によりカーボンブラックの表面に下記化学式に示される基を導入した。
【００６６】
（２）インクの作製
以下の成分を混合し、十分撹拌して溶解後、ポアサイズ３μｍのミクロフィルター（富士フィルム製）にて加圧濾過してブラックインクを調製した。
・顔料分散体１：３０部
・硫酸カリウム：１部
・トリメチロールプロパン：６部
・グリセリン：６部
・ジエチレングリコール：６部
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物：０．２部
（商品名：アセチレノールＥＨ；川研ファインケミカル（株）社製）
・水：５０．８部
【００６７】
上述した記録装置とインクを用いた本実施形態において、記録ヘッドにおける吐出口配列の構成例を、本発明者らが行った検討の結果を交えながら、以下にいくつかの実施例として説明する。
【実施例１】
【００６８】
本実施例では、ノズル列の配列方法に特徴を持たせることによって、フェイス面に撥水性の偏りがあっても、インクの混色や凝集を抑制することを目的とする。
【００６９】
上述した本実施形態のインクセットを用い、フェイス面に撥水処理を施した状態で本発明者らが検討を行った所、マットブラックインクを吐出する吐出口近傍のみが特に汚れやすいことが確認された。これは、顔料の分散形態が他のインクと異なることが原因ではないかと推測される。よって、本実施例では、マットブラックインクの吐出口近傍のフェイス面のみは、非撥水性を有する構成とした。
【００７０】
図８は、上記現象を確認した上で発明者らが考案した、本実施例におけるフェイス面の撥水処理状態と吐出するインクの種類を説明するための図である。図８（ａ）において、斜線で示した領域は、フェイス面に撥水化処理を施した領域を示している。上述したように、本実施形態のインクセットでは、マットブラックインクにおいてのみ撥水面に対して汚れが発生するため、本実施例ではマットブラック用のノズル列８０１の近傍のみ撥水処理を施さず（あるいは非撥水処理を施し）、残りのノズル列８０２に対しては、その近傍に撥水処理を施した状態とする。
【００７１】
図８（ａ）に示したようなフェイス面の撥水処理状態の場合、吸引回復動作を実行した際には、撥水処理を施したフェイス面近傍のノズル列から排出されたインクがキャップ内で混合し、マットブラックのノズル列に混入する恐れが生じる。よって、本発明者らは、マットブラックインク内に別の色相を有するインクが所定量混入された場合の弊害の程度を、インク色毎に確認する検討を行った。
【００７２】
以下に上記検討の内容と結果を具体的に説明する。まず、マットブラックインクに対し、他のインクを３％ずつ加えた混合インクを５種類作成し、マットＢＫインク単色で記録した画像から得られる色相と、混色したインクで記録した画像から得られる色相との比較を行った。表１に、その結果を示す。
【００７３】
【表１】
2006240176.tif 000003
【００７４】
ここで、○印はマットブラックインクを単色で記録して得られた色相と、混色したインクによって得られた色相との間で視覚的に差異が気にならなかった状態を示している。一方、×印はマットブラックインクを単色で記録して得られた色相と、混色したインクによって得られた色相との間で、気になる程度に差異が確認された状態を示している。上記検討の結果より、マットブラックインクへの混色の影響は、ライトシアン、ライトマゼンタ、およびイエローのように比較的明度の高いインクの方が、シアンやマゼンタのように明度の低いインクに比べて少ないことが分かった。よって、本発明者らは、マットブラックインクにおける混色弊害を極力目立たなくするためには、マットブラックインクのノズル列８０１に最も混入しやすい位置にある隣のノズル列に、ライトシアン、ライトマゼンタおよびイエローのいずれかを配置することが適当と判断した。
【００７５】
次に、本発明者らは、インクがフェイス面で混色した場合のフェイス面の濡れ性に関する検討を行った。表１で説明したのと同様の５種類の混色インクを用い、フェイス面に撥水化処理を施したノズル列より、各インクについて１００００００回の吐出を実行し、フェイス面の濡れ状況をインク種別に比較した。ここで、フェイス面に撥水化処理を施すのは、マットブラックインクにおけるインクの濡れ性への感度を高めるためである。本検討によって得られた結果を表２に示す。
【００７６】
【表２】
2006240176.tif 000004
【００７７】
ここで、○印はフェイス面が混色したインクによって然程汚染されていない状態を示す。一方、×印は混色インクによってフェイス面の汚染が著しく、吐出されるインクによれを生じさせてしまう状態を示している。マットブラックインクにおいては、もとより撥水性のフェイス面を汚染しやすい性質を有することは先に述べた。しかしながら、１００００００発程度の吐出では、よれが発生する程度の汚染はないことも確認されている。すなわち、上記結果によれば、マットブラックインク単色の場合よりも、これにイエローあるいはマゼンタインクが混合した場合のほうが、フェイス面の汚染が進行することになる。これは、特定のインクを混色したほうが、単色のマットブラックインクよりも液体として不安定な状態になり、フェイス面で凝集しやすいことが原因であると推測されている。
【００７８】
表２の結果より本発明者らは、フェイス面の汚染を極力抑制するためには、イエローおよびマゼンタインクは、マットブラックインクのノズル列８０１よりなるべく距離を置いたにノズル列から吐出させるのが適当と判断した。
【００７９】
図８（ｂ）〜（ｄ）は、本実施例に適用可能なノズル列の色順番の例を示した図である。いずれについても、凝集の原因となるイエローとマゼンタインクは、マットブラックインクのノズル列８０１から最も距離をおいた位置に配置されている。そして、マットブラックのノズル列８０１の隣の位置には、混色しても問題となりにくいインクが選択されており、図８（ｂ）ではライトシアン、同図（ｃ）ではライトマゼンタが配備されている。また、同図（ｄ）ではマットブラックの隣にライトシアン、更に隣にライトマゼンタが位置し、マットブラックに近い側に、明度の高いインクを集めた構成となっている。
【００８０】
以上説明したように本実施例によれば、マットブラックインクを吐出するノズル列に近いノズル列には、たとえマットブラックインクと混色しても、色相の変化やインクの凝集を引き起こし難いインクを配置することにより、混色による画像弊害やフェイス面上のインク凝集による画像劣化の少ないインクジェット記録装置を提供することが可能となる。
【実施例２】
【００８１】
本実施例においては、撥水性を有するフェイス面のノズル列と非撥水性を有するフェイス面のノズル列とを空間的に離間することによって、フェイス面に撥水性の偏りがあっても、インクの混色や凝集を抑制することを目的とする。
【００８２】
図９は、本実施例で適用可能なノズル列の配置例を示した図である。図９（ａ）は、マットブラックインクのみ非撥水性のフェイス面を有するノズル列９０１とし、他の５色のノズル列９０２のフェイス面は撥水処理を施した状態で、ノズル列９０１とは距離を置いている。このような配置にすることにより、各色のノズル列の配置順を実施例１のように制限しなくても、マットブラックインクに対する混色やフェイス面の汚染を抑制することが出来る。
【００８３】
図９（ｂ）は、非撥水性のフェイス面を有するノズル列と撥水性のフェイス面を有するノズル列とが３つずつに分離された状態を示している。この場合、非撥水のフェイス面９０１には、マットブラックインクのノズル列の他に、ライトシアンやライトマゼンタインクを配置することが好ましい。何故なら、ライトシアンやライトマゼンタのインクは、フェイス面が撥水性あるいは非撥水性のどちらであっても、比較的良好に適用することが可能であるからである。
【００８４】
更に図９（ｃ）は、特にフェイス面での凝集を避けるためにイエローとマゼンタ  のインクをマットブラックから遠ざけ、マットブラックの隣には混色しても影響の少ないライトシアンインクを配置した状態を示している。
【００８５】
図９で示した本実施例の様に、撥水性のフェイス面と非撥水性のフェイス面とがそれぞれ群となって配置されている場合、それぞれの群に対応して吸引回復時のキャップを図７で説明したような構成で用意していてもよい。このようにすれば、吸引回復時における混色による弊害やフェイス面の汚染をより一層低減させることが出来る。
【００８６】
以上説明したように本実施例によれば、マットブラックインクと混合することによって、混色やフェイス面汚れのような弊害を招致しやすいインク色のノズル列については、マットブラックとは空間的に距離をおいて配置することにより、混色による画像弊害やフェイス面上のインク凝集による画像劣化の少ないインクジェット記録装置を提供することが可能となる。
【実施例３】
【００８７】
本実施例においては、マットブラックインクと他色との混色をより積極的に防止するために、非撥水性のノズル列と撥水性のノズルとの間にインク止めを設け、インクの流動を抑制することを特徴とする。
【００８８】
図１０は、本実施例で適用可能なノズル列の配置例を示した図である。図において、マットブラックインクを吐出するノズル列１００１には撥水処理が施されておらず、且つ、その周辺は接着剤１００３によって囲まれている。ここで用いる接着剤はとくに限定されるものではないが、例えば個々のノズル列を記録ヘッドに接着する際に、他のノズル列１００２よりも多めの接着剤を付与することによって、インク止めとなる壁を形成してもよい良い。
【００８９】
本実施例によれば、多色と混合すると混色やフェイス面汚れのような弊害を招致しやすいインク色のノズル列の周囲に、突起となる壁を形成することにより、混色による画像弊害やフェイス面上のインク凝集による画像劣化の少ないインクジェット記録装置を提供することが可能となる。
【００９０】
なお、以上３つの実施例では、図１〜図７で示したインクジェット記録装置を用いて説明を加えてきたが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。インクジェット記録装置は、図２に示したような大判なタイプのものでなく、パーソナルユース向けの小型のものであってもよい。
【００９１】
また、インクタンクの構成やインクの供給方法に関しても、上記のものに限られず、カートリッジ型のインクタンクからチューブを介さずに直接記録ヘッドにインクを供給する形態であっても良い。更にインクタンク内にインクを保持するための方法としては、例えば内部にインクを充填したインク袋を持つもの、また内部に多孔質体が充填されてインク含浸保持するとともに、記録ヘッドのインク吐出口に形成されるインクメニスカスを保持するための負圧を発生させるようにしたものであってもよい。このような負圧発生機構を有するタンクの形態としては、インクを収納する可撓性の袋を設け、袋の内部または外部に設けられたばね機構等によって袋の内容積を拡大する方向に付勢するようにしたものでもよい。
【００９２】
更に、インクを吐出するための構成についても、図４で説明したような形態に限定されるものではない。背景技術の項で説明したように、インクジェット記録装置においては、インクを吐出するための方式も様々である。例えば、ピエゾ素子のような電気圧力変換素子をそれぞれのインク路に配備し、当該素子にパルスを印加した際の圧力変化によってインクを吐出する方法であっても、本発明は有効に働く。
【００９３】
更にまた、上記実施形態では、マットブラックインク、その他のカラーインクともに顔料インクとした構成で説明してきたが、本発明はこのようなインクセットに限定されるものでもない。ブラックは、マットブラックでなくとも、また顔料インクでなくとも構わない。カラーインクについても同様である。更に、インク色の組み合わせが上記６色で無くともよく、適用するインク色数も６色で無くとも構わない。
【００９４】
本発明においては、記録中のミストや吸引回復処理等に伴い、適用する複数のインクが混ざり合うことによって何らかの弊害が引き起こされる状況であれば、その効果を発揮することが出来る。すなわち、それぞれのインクに含まれる成分が如何様であっても、記録装置の構成がいかなるものであっても、更にインクの吐出方法がいかなるものであっても本発明を適用することは可能なのである。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】カラーのインクジェット記録ヘッドにおける、吐出口の一般的な配列状態を説明するための模式図である。
【図２】本発明に適用可能な比較的大判の記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置の概観斜視図である。
【図３】本発明に適用可能な記録ヘッドにおけるインクの流れを説明するための縦断面図である。
【図４】記録ヘッドのノズル部における吐出機構の詳細を説明するための断面図である。
【図５】本発明の実施形態におけるインクタンクから記録ヘッドにインクを供給するシステムを、ある１色のインクについて説明するための模式図である。
【図６】図５で説明した供給システムを、６色分備えた状態を説明するための模式図である。
【図７】本発明に適用可能な回復系ユニットの概略構成図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施例１におけるフェイス面の撥水処理状態と吐出するインクの種類を説明するための図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例２で適用可能なノズル列の配置例を示した図である。
【図１０】本発明の実施例３で適用可能なノズル列の配置例を示した図である。
【符号の説明】
【００９６】
１１    ノズル部
１３    共通液室
１４    発泡
１５    インク液滴
１６    ヒータボード
１７    温度調整ヒータ
１８    吐出用ヒータ
１９    配線基板
２０    支持体
２０１    インクタンク
２０４    回復系ユニット
２０５    ジョイント
２０６    インク導入部
３００    記録ヘッド
３０９    フィルタ
３１０    ダンパー
３１２    ノズル
５０１    インクタンク
５０４    供給ピン
５０５    大気連通ピン
５０６    大気連通面
５１１    弁
５１３    サブバッファ
６０１    キャップ
６０２    チューブポンプ
６０３    ワイパー
７０１    キャリッジユニット
７０３    インクチューブ
８０１、９０１、１００１    非撥水性のノズル列
８０２、９０２、１００２    撥水性のノズル列
【図１】
2006240176.tif 000005
【図２】
2006240176.tif 000006
【図３】
2006240176.tif 000007
【図４】
2006240176.tif 000008
【図５】
2006240176.tif 000009
【図６】
2006240176.tif 000010
【図７】
2006240176.tif 000011
【図８】
2006240176.tif 000012
【図９】
2006240176.tif 000013
【図１０】
2006240176.tif 000014