(57)【要約】【課題】インクジェット記録装置などの液体吐出ヘッドを搭載した液体吐出装置における吐出曲がりなどの吐出不良を防止でき、吐出液体流路部材の腐食を長期間防止できる充填液、及び、該充填液を充填して液体吐出ヘッドや液体吐出装置を輸送又は保管する方法の提供。【解決手段】（１）液体吐出ヘッドに充填される充填液であって、アルカリ電解イオン水を含有し、充填液中のアルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）濃度、及びアルカリ土類金属（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）濃度の合計が１０００ｐｐｍ以下で、ｐＨが１０以上であることを特徴とする液体吐出装置用充填液。（２）上記充填液が充填されている液体吐出ヘッド。（３）上記液体吐出ヘッドが搭載されている液体吐出装置。（４）上記充填液が充填された状態で輸送又は保管する液体吐出ヘッド又は液体吐出装置の輸送又は保管方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体吐出ヘッドに充填される充填液であって、アルカリ電解イオン水を含有し、充填液中のアルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）濃度、及びアルカリ土類金属（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）濃度の合計が１０００ｐｐｍ以下で、ｐＨが１０以上であることを特徴とする液体吐出装置用充填液。
【請求項２】
さらに保湿剤を含有することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置用充填液。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の充填液が充填されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項４】
ノズル板のノズル形成部材の液体吐出面側及び／又はノズル孔内壁にシリコーン樹脂からなる撥液層を有することを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の液体吐出ヘッドが搭載されていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の充填液が充填された状態で輸送又は保管することを特徴とする液体吐出ヘッドの輸送又は保管方法。
【請求項７】
液体吐出ヘッドが、樹脂エマルジョン及び消泡剤の少なくとも一方を含む吐出液体を吐出したものであることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッドの輸送又は保管方法。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の充填液が液体吐出ヘッドに充填された状態で輸送又は保管することを特徴とする液体吐出ヘッドが搭載された液体吐出装置の輸送又は保管方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置用充填液、該充填液が充填された液体吐出ヘッド、該液体吐出ヘッドが搭載された液体吐出装置、及びそれらの輸送又は保管方法に関する。ここでいう液体吐出装置とは、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与することをも意味する。また、液体とは記録液、インクに限らず、画像形成を行うことができる液体であれば特に限定されない。また、液体吐出装置とは、液体吐出ヘッドから液体を吐出する装置を意味し、画像を形成するものに限らないが、特にインクジェット記録装置としての応用が好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体吐出装置において吐出液体の吐出性の向上などの目的で、液体吐出ヘッドに充填液を満たした状態で輸送又は保管することが行われており、充填液として、主溶媒（たとえば水）、界面活性剤、保湿剤などを含有するが固形分を含まない溶液が用いられてきた。
しかし、ヘッドから吐出液体が吐出された後、流路内を洗浄して充填液を充填したとしても、吐出液体を完全に除去するのは困難であり、充填液には残留した微量の吐出液体が混じってしまう。したがって、吐出液体が付着性の固形分などを含有している場合には、残留した微量の吐出液体中の固形分（微量残留物）が、ノズル内壁、吐出口などに付着することにより、吐出液体の曲がりなどの吐出不良が起こってしまう。しかし、従来の充填液は、この問題を十分に解決できていない。
従来技術として、特許文献１には、染料、顔料の凝集を想定した充填液が提案されているが、最近の顔料インク、特に固形分を多く含んだインクには対応できない。
本発明者も、特定構造のポリオキシアルキレンモノアルキルエーテルを含有した充填液を提案したが（特許文献２参照）、この発明はインクの再充填性の向上及び再充填時に充填液とインクが混合することによる凝集物の発生の抑制を目的とするものであり、充填液中の微量残留物が原因である吐出不良には効果がほとんどない。
特に最近は、吐出液体に種々の固形分が含まれるようになる一方で、高解像度の画像、パターニング精度が求められ、従来に比べて吐出液体の曲がりへの許容度が減っており、より精度の高い吐出性が求められているため、上記吐出不良の防止は重要である。
【０００３】
充填液以外の公知技術として、特許文献３には、ヘッド洗浄液にアルカリ電解イオン水を含有させる技術が開示されているが、一口にアルカリ電解イオン水といってもアルカリ金属、アルカリ土類金属の含有量は様々であるし、接触時間の短い洗浄液と、接触時間の長い充填液とでは要求される物性のレベルも異なるため、上記公知技術の洗浄液をそのまま充填液として用いても、到底安定的に腐食を防止することはできない。
さらに、上記公知技術はノズルを閉塞するような高粘度化した液体、顔料などの色材凝集物を除去するためのものであり、ノズル内壁、吐出口などに微量残留するような付着物に対しては十分な除去効果が得られない。
また、特許文献４には、インクと接するガラス、シリコン、シリコン酸化物の溶出を防止するため、カチオン性イオン又はカチオン性物質を含有させたインクにおいて、インク中のアルカリ金属の含有量の合計を７００ｐｐｍ以下とすることが記載されているが、インクのｐＨは７〜１０が好ましいとしており、本願発明の参考にはならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、液体吐出ヘッドを搭載した液体吐出装置の吐出不良を防止でき、吐出液体流路部材の腐食を長期間防止できる充填液、及び、該充填液を充填して液体吐出ヘッドや液体吐出装置を輸送又は保管する方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題は、次の１）〜８）の発明によって解決される。
１）  液体吐出ヘッドに充填される充填液であって、アルカリ電解イオン水を含有し、充填液中のアルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）濃度、及びアルカリ土類金属（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）濃度の合計が１０００ｐｐｍ以下で、ｐＨが１０以上であることを特徴とする液体吐出装置用充填液。
２）  さらに保湿剤を含有することを特徴とする１）に記載の液体吐出装置用充填液。
３）  １）又は２）に記載の充填液が充填されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
４）  ノズル板のノズル形成部材の液体吐出面側及び／又はノズル孔内壁にシリコーン樹脂からなる撥液層を有することを特徴とする３）に記載の液体吐出ヘッド。
５）  ３）又は４）に記載の液体吐出ヘッドが搭載されていることを特徴とする液体吐出装置。
６）  １）又は２）に記載の充填液が充填された状態で輸送又は保管することを特徴とする液体吐出ヘッドの輸送又は保管方法。
７）  液体吐出ヘッドが、樹脂エマルジョン及び消泡剤の少なくとも一方を含む吐出液体を吐出したものであることを特徴とする６）に記載の液体吐出ヘッドの輸送又は保管方法。
８）  １）又は２）に記載の充填液が液体吐出ヘッドに充填された状態で輸送又は保管することを特徴とする液体吐出ヘッドが搭載された液体吐出装置の輸送又は保管方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、インクジェット記録装置などの液体吐出ヘッドを搭載した液体吐出装置における吐出曲がりなどの吐出不良を防止でき、吐出液体流路部材の腐食を長期間防止できる充填液、及び、該充填液を充填して液体吐出ヘッドや液体吐出装置を輸送又は保管する方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ヘッド製造工程及び画像形成装置製造工程の一例の説明図。
【図２】液体吐出装置の一実施形態について説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
充填液は、例えば、製造されたインクジェットヘッドがユーザに使用される（インクが充填される）までの間、該ヘッド内に充填させておくものであり、これにより、ヘッドの劣化防止やインク充填性向上等が図られている。
具体的には、図１に示すように、ヘッド製造工程において、ヘッド組み立て後、外観検査で傷などの問題がないことを確認した上で、検査液（インクと同等のもの）をヘッド内に充填する。
その後、検査液をヘッドから吐出して吐出性評価を行い、良品なら検査液を洗浄し充填液を充填した後、梱包して次の画像形成装置製造工程へ送る。
画像形成装置製造工程では、充填液が充填されたヘッドを画像形成装置に組み付けた後、検査液をヘッド内に充填し、検査液をヘッドから吐出して作像確認を行い、良品であれば、検査液を洗浄し充填液を充填した後、梱包して出荷する。
【０００９】
液体吐出装置の吐出ヘッドなどの液体流路に充填液を充填すると、吐出液体の微量残留物が充填液中に混入し、これが固形分を含んでいる場合などは、液体流路内壁、吐出口などに付着して、次回液体を充填して吐出する際に曲がりなどの吐出不良が発生する。また充填液は吐出液体流路部材と長期間接触する場合があるため、充填液によって該流路部材が腐食されないように配慮する必要もある。
これらの課題に対し、本発明者は、充填液にアルカリ電解イオン水を含有させ、充填液中のアルカリ金属及びアルカリ土類金属濃度を低くすることにより、吐出ヘッドなどの吐出液体流路部材にダメージを与えることなく微量残留物の付着を防止できることを見出した。すなわち、充填液中のアルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）及びアルカリ土類金属（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）濃度の合計を１０００ｐｐｍ以下に抑え、充填液のｐＨを１０以上とすれば、吐出曲がりなどの吐出不良を防止すると同時に腐食の軽減も実現できることを見出した。このような金属濃度及びｐＨの条件を満たすための最適手段がアルカリ電解イオン水の使用である。
上記金属濃度の下限は特にないが、ｐＨ１０以上とする必要があるため５０ｐｐｍ程度以下にすることは難しい。また、ｐＨの上限も特にないが、技術的には、ｐＨ１３程度が限界である。
【００１０】
前述したように、ヘッド洗浄液にアルカリ電解イオン水を含有させる技術は公知であるが、本発明は充填液であり、吐出ヘッドなどの吐出液体流路部品への腐食性の軽減がより厳しく求められるため、該公知技術の洗浄液をそのまま充填液として用いることはできない。また、上記公知技術は、ノズル内壁、吐出口などに微量残留するような付着物に対しては十分な除去効果が認められなかったが、本発明では、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の濃度に加えてｐＨを規定することにより、吐出ヘッドなどの吐出流路の腐食を軽減させつつ該吐出流路に防汚性を付与したものである。
このように、本発明は充填液にアルカリ電解イオン水を含有させることにより、吐出性と腐食性の課題を同時に解決した点で上記公知技術とは異なる。さらに、充填液にアルカリ電解イオン水を含有させると、上記効果の他に、低表面張力のため、充填液自体の充填性及び吐出液体の再充填性の向上にも寄与する。
また、本発明の充填液は、保湿剤を含有させて耐乾燥性を上げるとより効果的である。
さらに、充填液又は吐出液体に消泡剤を含有させると、液体流路に付着残留し易くなるため、本発明の効果が顕著に現れる。
また、吐出液体流路内壁及び／又は液体吐出ヘッドのノズル板の液体吐出面側の撥液層がシリコーン樹脂から形成されている場合に効果が大きい。
また、液体吐出装置の吐出液体が、樹脂エマルジョン、消泡剤、顔料などの微粒子成分を含有する場合には、固着残留物が発生し易いため、本発明の効果がより顕著に現れる。
【００１１】
ここで、本発明で用いるアルカリ電解イオン水について説明する。
本発明でいうアルカリ電解イオン水とは、電解イオン水、電解アルカリイオン水などとも言われ、水を電気分解したときに陰極側に生成するアルカリ性の水を意味し、ＮａＯＨやアンモニア等のアルカリの添加により得られるアルカリ性水溶液とは区別されるものである。なお、アルカリ電解イオン水は公知であり、例えば、高橋裕他監修「水の百科事典（平成９年）」第９５頁、丸善株式会社、に記載されており、表面張力も純水に比較して低い値を示す。また、通常のアルカリ性物質を含有したアルカリ性水溶液ではないので、腐食性が非常に少ない。
アルカリ電解イオン水の製造方法としては、たとえば、隔膜を挟んで陽極と陰極を設けた水槽中に、低濃度の電解質を溶解し、この低濃度の電解質を溶解した水を電気分解し、陰極室側に生成するアルカリ性を示す水を回収する方法などが挙げられる。ここで、電解質は、塩化ナトリウム、塩化カルシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の塩や、乳酸ナトリウム、乳酸カルシウム等の有機酸の塩が使用される。
アルカリ電解イオン水のｐＨは７以上であり、電解質の量と電解時の電荷量によって制御できるが、本発明の充填液では、ｐＨが１０以上のものを用いる必要がある。
【００１２】
本発明で用いるアルカリ電解イオン水は市販のものを用いてもよい。市販品としては、日本電子アクティブＥＫＯ−１３（ｐＨ１２）、ＮＢＳリコーオンリーワン（ｐＨ１２）、ヤマヒラＬＨ２１００（ｐＨ１２）、ケミコート超電水クリーンシュ・シュなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明の充填液は水溶性物質からなる液状物であり、充填液中に含まれる水の全部又は一部をアルカリ電解イオン水に置き換えることができる。また、水の配合量の調整のためアルカリ電解イオン水を適量添加することもできる。本発明の効果を得るためには、他の含有成分とも関係するが、アルカリ電解イオン水の含有量を５重量％以上とすることが好ましい。
【００１３】
アルカリ電解イオン水以外の充填液の構成成分としては、溶媒、界面活性剤、保湿剤、その他の添加剤が挙げられる。これらの構成成分の材料は特に限定されないが、吐出液体と共通の構成成分であって固形分を含まないものが好ましい。
溶媒は水が中心であるが、さらに水溶性有機溶媒などを混合して用いることもできる。水溶性有機溶媒としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−へキサンジオール、グリセリン、１，２，６−へキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類、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、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。
【００１４】
界面活性剤は充填液の液体流路への充填性向上、吐出液体の再充填性向上、及び充填液の混合安定性向上などのために必要に応じて添加される。アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤などのいずれを用いてもよい。
アニオン系界面活性剤としてはアルキルアリル又はアルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルキルアリールエーテルリン酸塩、アルキルアリールエーテル硫酸塩、アルキルアリールエーテルエステル硫酸塩、オレフィンスルホン酸塩、アルカンオレフィンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、エーテルカルボキシレート、スルホコハク酸塩、α−スルホ脂肪酸エステル、脂肪酸塩、高級脂肪酸とアミノ酸の縮合物、ナフテン酸塩等が挙げられる。
カチオン系界面活性剤としてはアルキルアミン塩、ジアルキルアミン塩、脂肪族アミン塩、ベンザルコニウム塩、第４級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩等が挙げられる。
【００１５】
ノニオン系界面活性剤としてはポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレングリコールエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ショ糖エステル、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテル、脂肪酸アルカノールアミド、アミンオキシド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、アルキル（ポリ）グリコキシド等がある。
両性界面活性剤としてはイミダゾリニウムベタイン等のイミダゾリン誘導体、ジメチルアルキルラウリルベタイン、アルキルグリシン、アルキルジ（アミノエチル）グリシン等がある。
【００１６】
保湿剤は主に流路内での充填液の乾燥を防いだり発泡を防ぐなどの目的で含有させる。
保湿剤の例としては、水溶性多価アルコール、含窒素炭化水素溶媒、含硫黄炭化水素溶媒などが挙げられ、これらは、複数含有してもよい。
これらの中でも水溶性多価アルコールが好ましく、具体例としてエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−へキサンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、グリセリン、１，２，６−へキサントリオール、１，３−ブタンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ペトリオール等が挙げられる。
【００１７】
その他の添加剤としては、ｐＨ調整剤、防腐防黴剤、消泡剤等が挙げられる。
ｐＨ調整剤としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、第４級アンモニウム水酸化物やジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン、水酸化アンモニウム、第４級ホスホニウム水酸化物等が挙げられる。
防腐防黴剤としては、１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン、安息香酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、ぺンタクロロフェノールナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム等が挙げられる。
【００１８】
消泡剤としては、油脂系、脂肪酸系、脂肪酸エステル系、アルコール系、エーテル系、リン酸エステル系、アミン系、スルホン酸エステル系、シリコーン系などがあるが、充填液に含有させる消泡剤としては、主にシリコーン系の消泡剤が挙げられる。
シリコーン系の消泡剤は少量の添加で破泡効果に優れるものが多く、種類としてはオイル型、コンパウンド型、自己乳化型、エマルジョン型などがあるが、水系での使用を考慮し、信頼性を確保する上で、自己乳化型又はエマルジョン型を用いることが好ましい。
しかし、これらは粒子成分も含んでいるため破泡効果に優れるものの、流路に付着残留する可能性も高くなる。このような消泡剤を含むインクが吐出液体である場合に本発明の充填液は特に有効である。また、アミノ変性、カルビノール変性、メタクリル変性、ポリエーテル変性、アルキル変性、高級脂肪酸エステル変性、アルキレンオキサイド変性等の変性シリコーン系消泡剤を使用してもよい。
市販のシリコーン消泡剤としては、信越化学工業社製のＫＳ５０８、ＫＳ５３１、ＫＭ７２、ＫＭ８５など、東レ・ダウ・コーニング社製のＱ２−３１８３Ａ、ＳＨ５５１０など、日本ユニカー社製のＳＡＧ３０など、旭電化工業社製のアデカネートシリーズなどが挙げられる。
消泡剤の添加量は、０．０１〜３重量％の範囲内が好ましい。
【００１９】
吐出液体の例としてはインクジェット記録用インク（以下、単にインクということもある）が挙げられる。
インクの構成成分としては、たとえば、色材、湿潤剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、樹脂、その他の添加剤（ｐＨ調整剤、防腐防黴剤、防錆剤、水溶性紫外線吸収剤、水溶性赤外線吸収剤等）が挙げられる。このインクが乾燥すると、特に色材、樹脂などの固形分がノズル内に固着残留物として残り、それらが曲がりなどの吐出不良の原因となる。
色材としての顔料や樹脂エマルジョンのように、溶媒に溶解せずに分散しているものが固着残留物となり易い。顔料の場合は再分散性のあるものもあるが、樹脂エマルジョンは、一度固着すると新たに吐出液体に接触しても再分散しないこと、定着性付与のために添加することが多く接着機能があることから、ノズル内壁などに固着しやすく、本発明の充填液はこのようなインクに対して特に有効である。
【００２０】
色材としては、従来公知の種々の染料や顔料を使用することができるが、上記のとおり、顔料を使用した場合に固着残留分が生じやすく、本発明が特に有用である。
顔料としては、無機顔料として、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエローに加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックが挙げられる。また、有機顔料として、アゾ顔料（アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料など）、染料キレート（例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどが挙げられる。これらの顔料のうち、溶媒と親和性の良いものが好ましく用いられる。
その他、顔料（例えばカーボン）の表面にスルホン酸基やカルボキシル基等の官能基を付加し水中に分散可能とした自己分散顔料や、顔料をマイクロカプセルに包含させ、該顔料を水中に分散可能としたものを用いても良い。
【００２１】
色材としての顔料の添加量は、０．５〜２５重量％程度が好ましく、より好ましくは２〜１５重量％程度である。一般に顔料濃度が高くなると画像濃度が上がり画質が向上するが、定着性や吐出安定性、目詰まり等の信頼性に対しては悪影響が出易くなる。
顔料の粒径については特に制限は無いが、最大個数換算で最大頻度が２０〜１５０ｎｍの粒径の顔料インクが好ましい。粒径が１５０ｎｍを超えると、インク中の顔料分散安定性が悪くなるばかりでなく、吐出安定性も劣化し、画像濃度などの画像品質も低くなり好ましくない。粒径が２０ｎｍ未満では、インクの保存安定性、プリンタでの噴射特性は安定するが、そのように細かな粒径にするための分散操作や分級操作が複雑となり、経済的にインクを製造することが難しい。
顔料を分散させるための分散剤としては、従来公知のものを使用することができ、たとえば、高分子分散剤、水溶性界面活性剤などが挙げられる。
【００２２】
インクに添加する樹脂は、画像定着性の向上、画質の向上、顔料分散性の向上等の目的で必要に応じて用いる。
樹脂としては、種々の公知の合成又は天然高分子化合物を用いることができる。また、溶媒に溶けるタイプの樹脂ではなく、溶媒中で微粒子として分散した樹脂エマルジョンを用いてもよく、公知又は市販の樹脂エマルジョンを用いることができる。
その他のインクの構成成分である湿潤剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、ｐＨ調整剤、防腐防黴剤などは前記充填液の構成成分と同様であり、特に限定されるものではない。
また、インクに消泡剤を含有していると、消泡剤が流路に付着残留し易いため、本発明は非常に有効である。消泡剤としては、前記充填液の場合と同様なものが挙げられる。
インクは、通常、前述の構成成分を媒体中に分散又は溶解し、さらに必要に応じて攪拌混合して作製する。分散はサンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ペイントシェイカー、超音波分散機等により行なうことができ、攪拌混合は通常の攪拌羽を用いた攪拌機、マグネチックスターラー、高速の分散機等で行なうことができる。
【００２３】
次に、図２を参照しながら、液体吐出装置の一実施形態について説明する。本実施形態の液体吐出装置はインクジェットプリンタであって、印刷用紙等の記録媒体に対し、例えば４色（ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ）のインクを吐出して画像形成するものである。
インクジェットプリンタ１は、各色のインクを吐出する４個のインクジェットヘッド１１と、４個のインクジェットヘッド１１を搭載したキャリッジ１２と、図示しない駆動系によりキャリッジ１２が主走査方向（図の左右方向）に移動するのをガイドするガイドロッド１３と、印刷用紙Ｐを副走査方向（図の上下方向）に搬送する用紙搬送機構１４とを備えている。用紙搬送機構１４は、図示しない駆動系により回転する搬送ローラ１５、テンションローラ１６、及びこれらの間に掛け渡された搬送ベルト１７を有している。
各インクジェットヘッド１１は、圧電素子からなる圧電アクチュエータを備えている。もちろん、インクを吐出するための他のアクチュエータ、例えば、サーマルアクチュエータ、形状記憶合金アクチュエータ又は静電アクチュエータを備えたものでもよい。
さらに、インクジェットプリンタ１は、各色のインクを収容した４個のインクカートリッジ１８と、キャリッジ１２に搭載され、各インクジェットヘッド１１に連なる４個のサブタンク１９と、各インクカートリッジ１８と各サブタンク１９とを連通するインク供給チューブ（図示省略）とを備えており、各インクカートリッジ１８に収容された各色のインクが、各サブタンク１９を介して各インクジェットヘッド１１に供給されるようになっている。つまり、インク供給チューブ、サブタンク１９及びインクジェットヘッド１１のヘッド内流路により、インクジェットプリンタ１の液体流路が構成されている。なお、インク供給チューブには、インクカートリッジ１８内のインクをサブタンク１９へ供給するための供給ポンプ（図示省略）が付設されている。
なお、吐出液体流路内壁及び／又は液体吐出ヘッドのノズル板の液体吐出面側の撥液層が、付着残留物を生じ易いシリコーン樹脂から形成されている場合には、本発明の充填液の効果が大きい。
【実施例】
【００２４】
以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明する。実施例としてはインクジェット記録装置用充填液の例を挙げるが、本発明はこれに限定されるものではなく、パターニング装置等の液体吐出装置にも応用可能である。なお、例中の組成物の配合割合を示す「部」は「重量部」である。
【００２５】
実施例１
＜充填液＞
下記の組成物を混合攪拌した後、０．１μｍフィルターでろ過して充填液を作製した。
この充填液のｐＨは１１．２であり、ＩＣＰ高周波誘導プラズマ発光分光分析装置（島津製作所製ＩＣＰ１０００ＩＶ）で測定したアルカリ金属イオン（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）濃度及びアルカリ土類金属（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）濃度の合計は７３５ｐｐｍであった。
・アルカリ電解イオン水（ケミコート超電水クリーンシュ・シュ、ケミコート社製）
７６．５部
・界面活性剤（ソフタノールＥＰ−７０２５、日本触媒社製）              １．０部
・グリセリン                                                        １５．０部
・１，３−ブタンジオール                                              ７．５部
＜インク＞
下記の組成物を混合攪拌した後、１．０μｍフィルターでろ過してブラックインクを作製した。
・カーボンブラック（ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ  ２００、スルホン基付加型、
キャボット社製）                              ２０．０部
・界面活性剤（ＥＣＴＤ３ＮＥＸ、日光ケミカルズ社製）                  １．５部
・アクリルシリコーン系樹脂エマルジョン                                ８．０部
（ナノクリルＳＢＣＸ−２８２１  東洋インキ社製）
・グリセリン                                                        １５．０部
・１，３−ブタンジオール                                              ７．５部
・消泡剤（ＫＭ−７２Ｆ、信越化学工業社製）                            ０．１部
・純水                                                              ４７．９部
【００２６】
＜吐出安定性評価＞
Ｎｉ電鋳ノズル表面上に、シリコーンレジン（東レダウコーニングシリコーン社製ＳＲ−２４１１）をスプレー法で塗布して厚さ約１．０μｍのシリコーン層を形成した。その際、ノズル孔及びノズル板裏面を水溶性樹脂でマスキングし、シリコーン層塗布形成後、水溶性樹脂を剥離除去した。次いで、このシリコーン層を、２００℃で１時間加熱硬化させて撥インク層とし、Ｎｉ／シリコーン樹脂からなるノズルプレートを作製した。
次に、このノズルプレートを用いて吐出ヘッドを作製し、前記図２に示したプリンター（リコー社製：ＩＰＳｉＯ  Ｇ７０７）に装着した。
このプリンタを用いて以下のような評価を行なった。
あらかじめ、上記インクを充填し、印字を行ない全ノズルからインクが吐出されており、ベタ部にスジ、白抜け、噴射乱れが無いことを確認した。
次に、ノズル前面から外部のポンプでインクを吸引した後、インクジェット記録装置の供給ポンプを用いて供給口から純水を供給し、ノズル前面からポンプで純水を吸引する動作を５回繰り返した。
次いで、上記充填液を供給口から供給し、ノズル面に保湿キャップをしてプリンターを６０℃５０％ＲＨ環境下で１ヶ月間保管した。
その後、インクを再充填し、５％チャートベタ部の筋、白抜け、噴射乱れの有無を目視により下記の評価基準で評価した。結果を表１に示す。
なお、印刷パターンは、画像領域中、印字面積が５％であるチャートにおいて、インクを１００％ｄｕｔｙで印字した。印字条件は、記録密度は３６０ｄｐｉ、ワンパス印字とした。
◎：ベタ部に白抜け、スジ、噴射乱れが無い。
○：ベタ部に白抜けはないが、スジ、噴射乱れが若干認められる。
△：ベタ部に白抜け、スジ、噴射乱れが一部に認められる。
×：ベタ部に白抜け、スジ、噴射乱れが全域にわたって認められる。
【００２７】
＜Ｓｉ溶出量＞
充填液の腐食性を調べるため、上記充填液と液室部材である表面を熱酸化したシリコンチップ（１ｃｍ×２ｃｍ）を密封容器に入れ、６０℃で１ヶ月間保存した際のＳｉ溶出量〔部材単位面積当たりのＳｉ溶出量（μｇ／ｃｍ２）〕を、ＩＣＰ高周波誘導プラズマ発光分光分析装置（島津製作所製ＩＣＰ１０００IV）で測定した。結果を表１に示す。
【００２８】
実施例２
実施例１における充填液を下記のものに変えた点以外は、実施例１と同様にして吐出安定性とＳｉ溶出量の評価を行なった。結果を表１に示す。
＜充填液＞
下記の組成物を混合攪拌した後、０．１μｍフィルターでろ過して充填液を作製した。
この充填液のｐＨは１２．３であり、実施例１と同様にして測定したアルカリ金属イオン濃度及びアルカリ土類金属イオン濃度の合計は９８０ｐｐｍであった。
・アルカリ電解イオン水（ケミコート超電水クリーンシュ・シュ、ケミコート社製）
９９．０部
・界面活性剤（ソフタノールＥＰ−７０２５、日本触媒社製）              １．０部
【００２９】
実施例３
実施例１における充填液及びインクを下記のものに変えた点以外は、実施例１と同様にして吐出安定性とＳｉ溶出量の評価を行なった。結果を表１に示す。
＜充填液＞
下記の組成物を混合攪拌した後、０．１μｍフィルターでろ過して充填液を作製した。
この充填液のｐＨは１０．１であり、アルカリ金属イオン濃度及びアルカリ土類金属イオン濃度の合計は６５２ｐｐｍであった。
・アルカリ電解イオン水（ヤマヒラＬＨ−２１００、ヤマヒラ社製）      ７６．５部
・界面活性剤（ソフタノールＥＰ−９０５０、日本触媒社製）              １．０部
・グリセリン                                                        １５．０部
・１，３−ブタンジオール                                              ７．５部
＜インク＞
下記の組成物を混合攪拌した後、１．０μｍフィルターでろ過してブラックインクを作製した。
・カーボンブラック（ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ  ２００、スルホン基付加型、
キャボット社製）                              ２０．０部
・界面活性剤（ＦＳ−３００、Ｄｕ  Ｐｏｎｔ社製）                      １．５部
・ポリウレタン系樹脂エマルジョンＷ５６６１（三井武田ケミカル社製）    ２．５部
・グリセリン                                                        １５．０部
・１，３−ブタンジオール                                              ７．５部
・消泡剤（ＢＹＫ−２３、ビックケミー社製）                            ０．２部
・純水                                                              ５３．３部
【００３０】
実施例４
実施例３における充填液を下記のものに変えた点以外は、実施例１と同様にして吐出安定性とＳｉ溶出量の評価を行なった。結果を表１に示す。
＜充填液＞
下記の組成物を混合攪拌した後、０．１μｍフィルターでろ過して充填液を作製した。
この充填液のｐＨは１０．９であり、アルカリ金属イオン濃度及びアルカリ土類金属イオン濃度の合計は８４０ｐｐｍであった。
・アルカリ電解イオン水（ヤマヒラＬＨ−２１００、ヤマヒラ社製）      ９９．０部
・界面活性剤（ソフタノールＥＰ−９０５０、日本触媒社製）              １．０部
【００３１】
実施例５
実施例２におけるインクを下記のものに変えた点以外は、実施例１と同様にして吐出安定性とＳｉ溶出量の評価を行なった。結果を表１に示す。
＜インク＞
下記の組成物を混合攪拌した後、１．０μｍフィルターでろ過してブラックインクを作製した。
・カーボンブラック（ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ  ２００、スルホン基付加型、
キャボット社製）                              ２０．０部
・界面活性剤（ＥＣＴＤ３ＮＥＸ、日光ケミカルズ社製）                  １．５部
・グリセリン                                                        １５．０部
・１，３−ブタンジオール                                              ７．５部
・純水                                                              ５６．０部
【００３２】
実施例６
Ｎｉ電鋳ノズル板表面上に、撥インク層として電界メッキによりＮｉ／ＰＴＦＥ共析層を形成したノズルプレートを作製した。
次に、このノズルプレートを用いて吐出ヘッドを作製し、前記図２に示したプリンター（リコー製ＩＰＳｉＯ  Ｇ７０７）に装着した。
このプリンタを用い、実施例２と同じインク及び充填液を用いて、実施例１と同様にして吐出安定性とＳｉ溶出量の評価を行なった。結果を表１に示す。
【００３３】
比較例１
実施例１における充填液を下記のものに変えた点以外は、実施例１と同様にして吐出安定性とＳｉ溶出量の評価を行なった。結果を表１に示す。
＜充填液＞
下記の組成物を混合攪拌した後、０．１μｍフィルターでろ過して充填液を作製した。
この充填液のｐＨは１１．８であり、アルカリ金属イオン濃度及びアルカリ土類金属イオン濃度の合計は１０２１ｐｐｍであった。
・イオン交換水                                                    ７６．４９部
・界面活性剤（ソフタノールＥＰ−７０２５、日本触媒社製）              １．０部
・グリセリン                                                        １５．０部
・１，３−ブタンジオール                                              ７．５部
・水酸化ナトリウム                                                  ０．０１部
【００３４】
比較例２
実施例１における充填液を下記のものに変えた点以外は、実施例１と同様にして吐出安定性とＳｉ溶出量の評価を行なった。結果を表１に示す。
＜充填液＞
下記の組成物を混合攪拌した後、０．１μｍフィルターでろ過して充填液を作製した。
この充填液のｐＨは６．７であり、アルカリ金属イオン濃度及びアルカリ土類金属イオン濃度の合計は６５ｐｐｍであった。
・イオン交換水                                                      ７６．５部
・界面活性剤（ソフタノールＥＰ−７０２５、日本触媒社製）              １．０部
・グリセリン                                                        １５．０部
・１，３−ブタンジオール                                              ７．５部
【００３５】
比較例３
実施例１における充填液を下記のものに変えた点以外は、実施例１と同様にして吐出安定性とＳｉ溶出量の評価を行なった。結果を表１に示す。
＜充填液＞
下記の組成物を混合攪拌した後、０．１μｍフィルターでろ過して充填液を作製した。
この充填液のｐＨは１０．５であり、アルカリ金属イオン濃度及びアルカリ土類金属イオン濃度の合計は１６５６ｐｐｍであった。
・アルカリ電解イオン水（ＥＫＯ−１３、日本電子アクティブ社製）      ７６．５部
・界面活性剤（ソフタノールＥＰ−７０２５、日本触媒社製）              １．０部
・グリセリン                                                        １５．０部
・１，３−ブタンジオール                                              ７．５部
【００３６】
比較例４
実施例２における充填液を下記のものに変えた点以外は、実施例１と同様にして吐出安定性とＳｉ溶出量の評価を行なった。結果を表１に示す。
＜充填液＞
下記の組成物を混合攪拌した後、０．１μｍフィルターでろ過して充填液を作製した。
この充填液のｐＨは９．２であり、アルカリ金属イオン濃度及びアルカリ土類金属イオン濃度の合計は８８ｐｐｍであった。
・イオン交換水                                                      ９８．５部
・界面活性剤（ソフタノールＥＰ−７０２５、日本触媒社製）              １．０部
・２−アミノ−２−メチル−１，３−プロパンジオール                    ０．５部
【００３７】
比較例５
実施例３における充填液を下記のものに変えた点以外は、実施例１と同様にして吐出安定性とＳｉ溶出量の評価を行なった。結果を表１に示す。
＜充填液＞
下記の組成物を混合攪拌した後、０．１μｍフィルターでろ過して充填液を作製した。
この充填液のｐＨは９．７であり、アルカリ金属イオン濃度及びアルカリ土類金属イオン濃度の合計は４５２ｐｐｍであった。
・イオン交換水                                                      ７５．５部
・界面活性剤（ソフタノールＥＰ−９０５０、日本触媒社製）              １．０部
・グリセリン                                                        １５．０部
・１，３−ブタンジオール                                              ７．５部
・２−アミノ−２−メチル−１，３−プロパンジオール                    １．０部
【００３８】
比較例６
実施例４における充填液を下記のものに変えた点以外は、実施例１と同様にして吐出安定性とＳｉ溶出量の評価を行なった。結果を表１に示す。
＜充填液＞
下記の組成物を混合攪拌した後、０．１μｍフィルターでろ過して充填液を作製した。
この充填液のｐＨは１２．５であり、アルカリ金属イオン濃度及びアルカリ土類金属イオン濃度の合計は１１００ｐｐｍであった。
・イオン交換水                                                      ９８．９部
・界面活性剤（ソフタノールＥＰ−９０５０、日本触媒社製）              １．０部
・水酸化カリウム                                                      ０．２部
【００３９】
比較例７
実施例５における充填液を下記のものに変えた点以外は、実施例１と同様にして吐出安定性とＳｉ溶出量の評価を行なった。結果を表１に示す。
＜充填液＞
下記の組成物を混合攪拌した後、０．１μｍフィルターでろ過して充填液を作製した。
この充填液のｐＨは１１．９であり、アルカリ金属イオン濃度及びアルカリ土類金属イオン濃度の合計は８９５６ｐｐｍであった。
・アルカリ電解イオン水（オンリーワン、ＮＢＳリコー社製）            ９９．０部
・界面活性剤（ソフタノールＥＰ−７０２５、日本触媒社製）              １．０部
【００４０】
比較例８
実施例６における充填液を下記のものに変えた点以外は、実施例１と同様にして吐出安定性とＳｉ溶出量の評価を行なった。結果を表１に示す。
＜充填液＞
下記の組成物を混合攪拌した後、０．１μｍフィルターでろ過して充填液を作製した。
この充填液のｐＨは１２．７であり、アルカリ金属イオン濃度及びアルカリ土類金属イオン濃度の合計は１１３０ｐｐｍであった。
・イオン交換水                                                      ９８．８部
・界面活性剤（ソフタノールＥＰ−７０２５、日本触媒社製）              １．０部
・水酸化ナトリウム                                                    ０．２部
【００４１】
【表１】
2011011490.tif 000002
【符号の説明】
【００４２】
１    インクジェットプリンタ
１１  インクジェットヘッド
１２  インクジェットヘッド１１を搭載したキャリッジ
１３  ガイドロッド
１４  用紙搬送機構
１５  搬送ローラ
１６  テンションローラ
１７  搬送ベルト
１８  インクカートリッジ
１９  サブタンク
Ｐ    印刷用紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４３】
【特許文献１】特開２０００−１０８４９３号公報
【特許文献２】特許第４１５５４４４号公報
【特許文献３】特開２００８−６８５６９号公報
【特許文献４】特開２００２−２５６１８８号公報
【図１】
2011011490.tif 000003
【図２】
2011011490.tif 000004