(57)【要約】【課題】インクジェット印刷により形成される画像の変色、退色を防止し、安定的に画質を維持することができるインクジェット記録システムを提供することにある。【解決手段】ノズルが設けられた加圧室の壁面の一部が圧電素子で形成され、前記圧電素子を作動・変形させて前記加圧室の中のインクに圧力波を作用させて、前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録システムにおいて、使用するインクが色材、水、水溶性有機溶剤および紫外線吸収性能を有する配糖体を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
色材、水、水溶性有機溶剤および紫外線吸収性能を有する配糖体化合物を含むことを特徴とするインクジェット用インク。
【請求項２】
前記配糖体化合物の可溶化助剤として、アミノ酸を添加することを特徴とする請求項１記載のインクジェット用インク。
【請求項３】
前記配糖体化合物がエスクリンであることを特徴とする請求項１記載のインクジェット用インク。
【請求項４】
ノズルが設けられた加圧室の壁面の一部が圧電素子で形成され、前記圧電素子を作動・変形させて前記加圧室の中のインクに圧力波を作用させて、前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録システムであって、請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット用インクを用いたことを特徴とするインクジェット記録システム。
【請求項５】
前記インクジェット記録ヘッドは、複数のドット形成部からなり、該ドット形成部は前記加圧室とそれに連通する前記ノズルを有し、前記加圧室は基板と内部に共通電極が形成された前記圧電素子とから構成されており、前記圧電素子に駆動電圧を印加するための個別電極が前記圧電素子の前記加圧室に対向する位置に配設されていることを特徴とする請求項４記載のインクジェット記録システム。
【請求項６】
請求項４または５に記載のインクジェット記録ヘッドはノズルを５００個以上有し、前記記録ヘッドを記録媒体の搬送方向に対して直交する水平方向に２個以上配置してなるインクジェット記録システムを用いたことを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピエゾ方式のインクジェット記録方法に適し、耐光性に優れた印画物を提供することのできるインクジェット用インクおよびそれを用いたインクジェット記録システム並びに記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット印刷は、機器自体の廉価、低ランニングコスト、カラー記録が容易であるなどの特徴を有しており、コンピュータ、デジタルカメラ等からのデジタル信号の出力機器として急速に普及している。
インクジェットプリンターに用いられる記録用インクは、染料を水性媒体、もしくは非水性媒体に溶解させたインク、あるいは顔料を水性、もしくは油性媒体中に分散させたインク、あるいは熱溶融可能な固体インクなど様々なタイプのインクが提案されている。
【０００３】
現在の主流となっているインクは染料を水性媒体に溶解させたものであり、発色の美しさ、人体および環境に対する安全性が高いなどの特徴を有している。特に近年は家庭やオフィスで手軽に印刷できるインクジェットプリンターが普及し、画質も銀塩写真に迫るものが開発されている。
しかし、水性染料は耐光性、耐酸化性に劣るため、銀塩写真と比較して保存安定性が劣り、経時的に画質、色相が劣化するという問題がある。その解決方法の１つとして、顔料分散型インクを用いる方法がある。
【０００４】
一方で、近年、高画質を得るためにインクジェットプリンターのインク吐出ノズルは益々微細になっており、そのためノズルの詰まりを防止するため顔料粒子自体も微細になっている。顔料は微細なほど耐光性が悪くなる傾向があり、従ってインクの顔料化が耐光性の解決策には必ずしもなっていない。
【０００５】
これらの問題を解決するために、特許文献１では紫外線吸収剤としてアミン塩を用いることが提案されている。しかし、アミン塩は一般的に低水溶性であり、インク流路中で析出する懸念がある。また、特許文献２では紫外線吸収剤を含む水性インクの提案がなされているが、使用されているベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤で水溶性を示すものはほとんどない。また、特許文献３や特許文献４では紫外線吸収剤を高分子化することにより水溶性を付与することが提案されている。しかしながら、共重合のため紫外線吸収剤の含有量が少なく、インクに添加すると粘度が上昇するなどの問題がある。
【特許文献１】特開平２−２２２４５７号公報
【特許文献２】特開平５−２３０４０８号公報
【特許文献３】特開平９−２４１３２７号公報
【特許文献４】特開平１０−２７９８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、ノズルやインク流路での析出物による目詰まりを抑制すると共に、インクジェット印刷により形成される画像の変色、退色を防止し、安定的に画質を維持することができるインクジェット記録システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、インクジェット印刷により形成された画像は、インクに特定の化合物を含有させることにより、変色および退色が著しく改善されることを見出した。すなわち、液室壁面の一部が圧電素子で構成された液滴吐出ヘッドを用いるインクジェット記録方式において、色材と水および紫外線を吸収する性能を有する配糖体である化合物を含有する水系インクを用いることにより、目詰まりを抑制し、画像の変色および退色を防止し、安定的に画質を維持することができるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明のインクジェット用インクおよびそれを用いたインクジェット記録システム並びに記録装置は、以下の構成を有する。
（１）色材、水、水溶性有機溶剤および紫外線吸収性能を有する配糖体化合物を含むことを特徴とするインクジェット用インク。
（２）前記配糖体化合物の可溶化助剤として、アミノ酸を添加することを特徴とする（１）に記載のインクジェット用インク。
（３）前記配糖体化合物がエスクリンとすることを特徴とする（１）に記載のインクジェット用インク。
（４）ノズルが設けられた加圧室の壁面の一部が圧電素子で形成され、前記圧電素子を作動・変形させて前記加圧室の中のインクに圧力波を作用させて、前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録システムであって、（１）〜（３）のいずれかに記載のインクジェット用インクを用いたことを特徴とするインクジェット記録システム。
（５）前記インクジェット記録ヘッドは、複数のドット形成部からなり、該ドット形成部は前記加圧室とそれに連通する前記ノズルを有し、前記加圧室は基板と内部に共通電極が形成された前記圧電素子とから構成されており、前記圧電素子に駆動電圧を印加するための個別電極が前記圧電素子の前記加圧室に対向する位置に配設されていることを特徴とする（４）に記載のインクジェット記録システム。
（６）（４）または（５）に記載のインクジェット記録ヘッドはノズルを５００個以上有し、前記記録ヘッドを記録媒体の搬送方向に対して直交する水平方向に２個以上配置してなるインクジェット記録システムを用いたことを特徴とする記録装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ノズルやインク流路での析出物による目詰まりを抑制すると共に、インクジェット記録システムに用いるインクが、色材と水と水溶性有機溶剤および紫外線を吸収する性能を有する配糖体化合物を含有する水系インクであるので、インクジェット印刷により形成される画像の変色、退色を防止することができ、安定的に画質を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明に係るインクジェット用インクおよびそれを用いたインクジェット記録システムについて詳細に説明をする。
本発明は、液室壁面の一部が圧電素子で構成されたマルチノズル型液滴吐出ヘッドを用いて、記録用インクを被記録材に対し吐出させることによって画像形成を行なうインクジェット記録方式に関するものであり、該記録方式で用いるインクジェット用インク（以下で、記録用インクともいう。）に褪色防止剤、即ち紫外線吸収性能を有する物質を添加したものである。
【００１１】
（記録用インク）
本発明におけるインクは、少なくとも色材、水、水溶性有機溶剤および紫外線吸収性能を有する配糖体化合物からなる。好ましくは前記配糖体化合物の可溶化助剤として、アミノ酸を添加するのがよい。また、前記配糖体化合物はエスクリンであるのが好ましい。さらに、必要に応じて界面活性剤、ｐＨ調整剤、防腐防カビ剤等を添加するのがよい。
【００１２】
紫外線吸収性能を有する褪色防止剤としては、いわゆるＡ波（ＵＶ−Ａ）吸収性を有するものおよびＢ波（ＵＶ−Ｂ）吸収性を有するもの、Ａ波、Ｂ波両方の吸収性を有するもの等が塗料、食品、香粧品などの様々な分野で利用されている。なお、紫外線は前記Ａ，Ｂ波の他にＣ波があり、Ａ波からＢ波、Ｃ波にいくほど波長が短くなる。その中で地上にとどくのは主にＡ，Ｂ波である。
前記褪色防止剤の具体例として、ｐ−アミノ安息香酸、ｐ−アミノ安息香酸エチル、ｐ−アミノ安息香酸イソブチル、ｐ−アミノ安息香酸オクチル、ｐ−アミノ安息香酸エチルヘキシル、ｐ−アミノ安息香酸グリセリン、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチルヘキシル、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸アミル等のｐ−アミノ安息香酸エステル類、サリチル酸、サリチル酸フェニル、サリチル酸ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル、サリチル酸ベンジル、ホモメンチルサリシレート等のサリチル酸エステル類、アントラニル酸メンチル、ウンベリフェロン、エスクリン、ケイ皮酸ベンジル、シノキサート、グアイアズレン、ウロカニン酸、２−（２′−ヒドロキシ−５′−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、ウロカニン酸エチル等のエステル、オキシベンゾン、ジオキシベンゾン、オクタベンゾン、シヒドロキシジメトキシベンゾフェノン、スリソベンゾン、ベンゾレソルシノール、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン−５−スルホン酸塩、４−メトキシ−４′−ｔｅｒｔ−ブチル−ジベンゾイルメタン（パルソール１７８９）、２，２′−４，４′−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、イソプロピル−ｐ−メトキシシンナメート、オクチル−ｐ−メトキシシンナメート、２−エトキシエチル−ｐ−メトキシシンナメート、２−エチルヘキシル−ｐ−メトキシシンナメート、メチルヘスペリジン、エチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート、２−エチルヘキシル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−アミノ安息香酸アミルエステル、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−アミノ安息香酸オクチルエステル、ホモメンチルサリシレートなどが挙げられる。
【００１３】
さらに、前記褪色防止剤の具体例として配糖体化合物が挙げられる。該配糖体化合物としては、例えばエスクレチン−６−β−グルコシド（エスクリン：Esculin）、ヒドロキノン−β−Ｄ−グルコシド（アルブチン：Arbutin）、フロレチン−６'−グルコシド（フロリジン：Phloridzin）、、アピニゲン−７−Ｄ−グルコシド（アピイン：Apiin）、ダイゼイン−７−Ｄ−グルコシド（ダイジン：Daidzin）、クエルセチン−３−ラムノシド（クエルシトリン：Quercitrin）、クエルセチン−３−ルチノシド（ルチン：Rutin）、クエルセチン−７−グルコシド（クエルシメルトリン：Quercimeritin）、ヘスペレチン−７−ルチノシド（ヘスペリジン：Hesperidin）、ナリンゲニン−７−ルチノシド（ナリンギン：Naringin）、ペラルギニジンクロリド−３，５−ジグルコシド（ペラルゴニン：Pelargonin）、シアニジンクロリド−３，５−ジグルコシド（シアニン：Cyanin）、シアニジンクロリド−３−ガラクトシド（イデイン：Idein）、シアニジンクロリド−３−グルコシド（クリサンテミン：Chrysanthemin）、シアニジンクロリド−３−ルチノシド（ケラシアニン：Keracyanin）、シアニジンクロリド−３−ゲンチオビオシド（メコシアニン：Mecocyanin）、シアニジンクロリド−３−プリメベロシド（リコリシアニン：Lycoricyanin）、デルフィニジンクロリド−３，５−ジグルコシド（デルフィン：Delphin）、アリザリン−２−プリメベロキシド（ルベリトリン酸：Ruberythric Acid）、ラポンチゲニン−３−グルコシド（ラポンチシン；Rhaponticin）、マルビジン−３−ガラクトシド（プリムリン：Primulin）、フロレチン−７−グルコシド（フェムラムリン；Phellamurin）、ダフネチン−７−β−Ｄ−グルコシド（ダフニン；Daphnin）、ミリセチン−ガラクトシド（アルブスクリン：Arbusculin）、ミリセチン−３−ラムノシド（ミリシトリン：Myricitrin）、ラムネチン−３−ラムノシド（キサントラムニン；Xanthorhamnin）等が挙げられる。
【００１４】
本発明の褪色防止剤としての配糖体化合物は、その水溶解性が、約１重量％以上であることが好ましく、約３重量％以上であることがより好ましい。これらの化合物は単独あるいは２種以上を任意の割合で組み合わせて使用しても良い。前記配糖体化合物の含有量は、本発明の水系インク総量に対して、０．０５〜５重量％である。
【００１５】
前記配糖体化合物の含有量が０．０５重量％未満では、色材の光劣化を十分に防止できないため、該インクを用いて印刷した印刷物は耐光性に劣り、経時的に記録文字の消失や記録画像の変色等が起こる。また、含有量が５重量％超では、前記配糖体の析出等が生じ易い信頼性の低いインクとなり、特に該インクをインクジェット記録用インクとして用いた場合には、析出物によるノズルやインク流路での詰まりが生じる懸念がある。即ち、前記配糖体は複数の水酸基を有しているため、圧電素子及びインク流路をより保湿させる効果があり、記配糖体化合物の含有量が５重量％以下であれば、圧電素子表面及びインク流路内での析出物の発生を抑制するとともに、析出物が付着することを抑制することができる。
【００１６】
前記配糖体化合物には可溶化助剤を添加するのが好ましく、該可溶化助剤としてアミノ酸が挙げられる。前記アミノ酸の中でもリジンやアルギニンが特に好ましい。リジン等のアミノ酸の含有量は、インク全量に対し０．０１〜１０重量％、好ましくは１．０〜２重量％が好ましい。
【００１７】
前記配糖体化合物はエスクリンであるのが好ましい。エスクリン（エスクレチン−６−β−グルコシド）は、下記式（１）に示されるように、グルコースにエスクレチンが結合したクマリン配糖体の一種である。
【化１】
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更に、エスクリンとともにリジンやアルギニン等のアミノ酸をインク全量に対し０．０１〜５重量％含有することにより、紫外線吸収波長領域がイエロー色材の吸収波長領域まで広げることができるために、イエロー色材の光耐食性を向上させることもできる。
エスクリン自体、ある程度の紫外線吸収作用を有するが、リジンやアルギニン等のアミノ酸と反応することにより、紫外線吸収作用が向上し、吸収波長がＵＶ−Ａ側にシフトする。
【００１８】
エスクリンは、天然界においてセイヨウトチノキ（マロニエ）やトネリコ等の樹皮に含有しているが、含有率はせいぜい０．２重量％程度にすぎない。
したがって、前記植物の樹皮から各種の単離法により単離したものを使用するのが好ましい。例えば、第９回和漢薬シンポジウム１９７５、４６ページに記載されている方法で、白色、無臭の結晶としてエスクリンが得られる。また、市販されているものを使用してもよい。
【００１９】
上記したように、エスクリンのみでも紫外線防止効果を発揮し得るが、さらにリジン又はアルギニンを併用すると前記効果を確実にすることができる。なお、これらのアミノ酸は単独でも任意の混合物でも使用できる。また、エスクリン単独では溶解度が１％程度であるが、リジン等を併用すると１０％以上溶解させることができるので、この点でも好ましい。
【００２０】
（色材）
本発明に用いられる色材について説明する。色材としては、染料又は顔料を用いるのが好ましい。染料としては、具体的には、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック−４，−９，−１１，−１７，−１９，−２２，−３２，−８０，−１５１，−１５４，−１６８，−１７１，−１９４、−１９５、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー−１，−２，−６，−８，−２２，−３４，−７０，−７１，−７６，−７８，−８６，−１４２，−１９９，−２００，−２０１，−２０２，−２０３，−２０７，−２１８，−２３６，−２８７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド−１，−２，−４，−８，−９，−１１，−１３，−１５，−２０，−２８，−３１，−３３，−３７，−３９，−５１，−５９，−６２，−６３，−７３，−７５，−８０，−８１，−８３，−８７，−９０，−９４，−９５，−９９，−１０１，−１１０，−１８９,−２２５，−２２７，Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー−１，−２，−４，−８，−１１，−１２，−２６，−２７，−２８，−３３，−３４，−４１，−４４，−４８，−８６，−８７，−８８，−１３２，−１３５，−１４２，−１４４、Ｃ．Ｉ．フードブラック−１，−２、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック−１，−２，−７，−１６，−２４，−２６，−２８，−３１，−４８，−５２，−６３，−１０７，−１１２，−１１８，−１１９，−１２１，−１７２，−１９４，−２０８、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー−１，−７，−９，−１５，−２２，−２３，−２７，−２９，−４０，−４３，−５５，−５９，−６２，−７８，−８０，−８１，−９０，−１０２，−１０４，−１１１，−１８５，−２５４、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド−１，−４，−８，−１３，−１４，−１５，−１８，−２１，−２６，−３５，−３７，−５２，−２４９，−２５７、−２８９，Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー−１，−３，−４，−７，−１１，−１２，−１３，−１４，−１９，−２３，−２５，−３４，−３８，−４１，−４２，−４４，−５３，−５５，−６１，−７１，−７６，−７９、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー−１、−２、−３、−４、−５、−７、−８、−９、−１３、−１４、−１５、−１７、−１８、−１９、−２０、−２１、−２５、−２６、−２７、−２８、−２９、−３１、−３２、−３３、−３４、−３７、−３８、−３９、−４０、−４１、−４３、−４４、−４６、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド−１、−２、−３、−４、−５、−６、−７、−８、−１１、−１２、−１３、−１５、−１６、−１７、１９、−２０、−２１、−２２、−２３、−２４、−２８、−２９、−３１、−３２、−３３、−３４、−３５、−３６、−３７、−３８、−３９、−４０、−４１、−４２、−４３、−４５、−４６、−４９、−５０、−５８、−５９、−６３、−６４、−１８０、Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー−１、−２、−３、−４、−６、−７、−１１、−１２、−１３、−１４、−１５、−１６、−１７、−１８、−２２、−２３、−２４、−２５、−２６、−２７、−３７、−４２、Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック−１、−３、−４、−５、−６、−８、−９、−１０、−１２、−１３、−１４、−１８、プロジェットファストシアン２（Ｚｅｎｅｃａ社）、プロジェットファストマゼンタ２（Ｚ��ｎｅｃａ社）、プロジェットファストイエロー２（Ｚｅｎｅｃａ社）、プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２１】
顔料としては、アゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、キナクリドン系、金属錯体系、ジオキサジン系、インジゴ系、チオインジゴ系、ベリレン系、イソインドレノン系、アニリンブラック、アゾメチン系の各顔料の他、ローダミンＢレーキ顔料、カーボンブラック等が挙げられる。例えば、三菱化学株式会社製のカーボンブラックとして、♯２０Ｂ、♯４０、ＭＡ１００などが挙げられる。デグサ社製のカーボンブラックとして、カラーブラックＦＷ１８、カラーブラックＳ１７０、スペシャルブラック２５０等が挙げられる。コロンビアカーボン社製のカーボンブラックとして、コンダクテックスＳＣ、ラーベン１２５５などが挙げられる。キャボット社製のカーボンブラックとして、モナーク７００、モナーク８８０、エルフテックス１２などが挙げられる。
【００２２】
更に、水性媒体に不溶であれば、油溶染料、分散染料等を用いることもできる。具体的には、黄色系としては、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー１、２、３、４、５、６、７、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、６５、８３が挙げられる。また、赤色系としては、Ｃ.Ｉ.ピグメントレッド１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２１、２２、２３、３０、３１、３２、３７、３８、３９、４０、４９、５０、５１、５２、５３、５５、６０、６４、８３、８７、８８、８９、９０、１１２、１１４、１２３、１６３等が挙げられる。青色系としては、Ｃ.Ｉ.ピグメントブルー２、３、１５、１６、２２、２５等が挙げられる。
【００２３】
色材として顔料を用いる場合の顔料分散剤としては、アルカリ可溶性樹脂であるスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸―（メタ）アクリル酸エステル（Ｃ１〜Ｃ４程度の低級アルキルエステル、以下同様）共重合体、メタクリル酸−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−（メタ）アクリル酸エステル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−メチルスチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル−マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル−マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル−スチレンスルホン酸共重合体、スチレン−メタクリルスルホン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル−アリルスルホン酸共重合体などのアクリル樹脂が挙げられる。その他、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂なども使用し得る。特に、酸価が５０〜３５０で且つ平均分子量が２，０００〜２０，０００であるアルカリ可溶性樹脂が好適に使用される。
【００２４】
アルカリ可溶性樹脂の中和剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物やエタノールアミン、プロパノールアミン、メチルエタノールアミン等のアルコールアミン、モルホリン、Ｎ−メチルモルホリン、各種の脂肪族アミンなどが挙げられる。
【００２５】
本発明においては、表面張力の調節のために非イオン性界面活性剤を含有させることができる。このようなノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエリレンアルキルアリルエーテル、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、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アミンオキシド、ポリオキシエチレンアルキルアミン等が挙げられる。
【００２６】
水性媒体としては水（好ましくは精製水）が使用されるが、当該水には水溶性溶剤を添加するのが好ましい。水溶性溶剤の具体例としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ―ル、テトラエチレングルコール等のグリコール類；グリセリン；ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、ジエチルカルビトール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、及びプロピレングリコールモノメチルエーテル等の多価アルコールのエーテル類；アセテート類；チオジグリコール；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１,３−ジメチルイミダゾリジノン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド等の含窒素化合物類；ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
【００２７】
記録用インクにおける前記各成分の割合の一例を挙げる。すなわち、色材の割合は、インク全量に対し、通常１〜１０重量％、好ましくは３〜８重量％、顔料分散剤の割合は、有機顔料１００重量部に対し、通常５〜４０重量部、好ましくは１５〜３０重量部、ノニオン系界面活性剤の割合は、インク全量に対し、通常０．０５〜５重量％、好ましくは０．５〜３重量％、水溶性溶剤の割合は、インク全量に対し、通常１〜４０重量％、好ましくは３〜３０重量％である。
また、２−ピロリドンは吐出する際の間欠吐出性（発一性）を向上させ、グリセリンは、待機時におけるノズルの乾燥を低減する効果があるため、これらの成分を含む記録用インクに含むことによって、間欠印字性能が一層向上する。
【００２８】
（インクの調製法）
記録用インクの調製法について以下に説明する。色材として顔料を使用する場合においては、水性媒体中に少なくとも有機顔料とアルカリ可溶性樹脂から成る顔料分散剤とその中和剤とを分散させ、得られた分散液を水性媒体で希釈する。
分散処理及び希釈は従来公知の方法に従って行うことができる。上記の分散処理で使用する分散機としては、例えば、ボールミル、ロールミル、サンドミル等の分散機が挙げられる。これらの中では、高速度のサンドミルが好ましく、例えば、スーパーミル、サンドグラインダー、ビーズミル、アジテータミル、グレンミル、ダイノミル、パールミル、コボルミル（何れも商品名）等が好適に使用される。得られた高濃度の分散液は、通常２〜１０重量倍に希釈されて前述の濃度の記録用インクとされる。
【００２９】
記録用インク中に遊離する金属イオン量は、公知の方法で調整することができる。例えば、陽イオン交換樹脂（弱酸性陽イオン交換樹脂、強酸性陽イオン交換樹脂）としては、多価金属イオンを除去し得る限りその種類は制限されず、市販品の中から適宜選択することができる。具体的には、「ＤＩＡＩＯＮ  ＷＫ  １０」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＷＫ  １１」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＷＫ  ２０」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＰＡ  ４０６」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＰＡ  ４０８」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＰＡ  ４１２」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＰＡ  ４１６」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＰＡ  ４１８」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＰＫ  ２０８」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＰＫ２１２」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＰＫ  ２１６」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＰＫ  ２２０」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＰＫ  ２２８」（三菱化学株式会社製）、「アンバーライト  ＩＲ−１１８Ｈ」、「アンバーライト  ＩＲ−１２０Ｂ」、「アンバーライト  ＩＲ−１２２」、「アンバーライト  ＩＲ−１２４」、「アンバーライト２５２」、「アンバーライト  ２０１ＣＴ」、「アンバーライト  ２００Ｃ」、「アンバーライト  ＩＲＣ−５０」、「アンバーライト  ＩＲＣ−８４」（オルガノ社製）が挙げられる。
【００３０】
また、本発明のインクジェット記録システムにおいて使用するインクは、必要に応じ、陰イオン交換樹脂（弱塩基性陰イオン交換樹脂、中塩基性陰イオン交換樹脂、強塩基性陰イオン交換樹脂）による処理を併用しても良い。この場合、陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂による処理は、任意の順序で行うことができ、また、両者の混合樹脂で処理しても良い。
使用する陰イオン交換樹脂は市販品の中から適宜選択することができ、その具体例としては、「ＤＩＡＩＯＮ  ＷＡ  １０」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＷＡ１１」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＷＡ  ２０」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＷＡ  ２１」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＷＡ  ３０」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＰＡ  ４０６」、「ＤＩＡＩＯＮＰＡ  ４０８」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＰＡ  ４１２」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＰＡ４１６」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＰＡ  ４１８」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＰＡ  ３０６」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＰＡ  ３０８」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＰＡ  ３１２」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＰＡ  ３１６」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＰＡ  ３１８」、「ＤＩＡＩＯＮＳＡ  １０Ａ」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＳＡ  １１Ａ」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＳＡ１２Ａ」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＳＡ  ２０Ａ」、「ＤＩＡＩＯＮ  ＳＡ  ２１Ａ」（三菱化学株式会社製）、「アンバーライト  ＩＲＡ−４００Ｔ」、「アンバーライト  ＩＲＡ−４３０」、「アンバーライト  ＩＲＡ−４５８」、「アンバーライト  ＩＲＡ−４５８」、「アンバーライト  ＩＲＡ−９００」、「アンバーライト  ＩＲＡ−９０４」、「アンバーライト  ＩＲＡ−９３８」、「アンバーライト  ＩＲＡ−９５８」、「アンバーライト  ＩＲＡ−４１０」、「アンバーライト  ＩＲＡ−４１１」、「アンバーライト  ＩＲＡ−９１０」、「アンバーライト  ＩＲＡ−６８」、「アンバーライト  ＩＲＡ−３５」、「アンバーライト  ＩＲＡ−９３」（オルガノ社製）が挙げられる。
上記のイオン交換樹脂による処理は、イオン交換処理塔やカラム装置に通過させる方法、イオン交換樹脂との単なる機械的な混合と攪拌、その他の任意の方法を採用することができる。
【００３１】
（インクジェット記録ヘッド）
本発明のインクジェット記録ヘッドの一例において、図１に積層圧電素子８と個別電極９とを含む圧電アクチュエータを取り付ける前の状態を示す。
図の例におけるインクジェット記録ヘッドは、１枚の基板１上に、加圧室２とそれに連通するノズル３とを含むドット形成部を複数個、配列したものである。
また図２（ａ）は、上記例のインクジェット記録ヘッドにおいて、圧電アクチュエータを取り付けた状態での、１つのドット形成部を拡大して示す断面図、図２（ｂ）は１つのドット形成部を構成する各部の重なり状態を示す透視図である。図３は図２（ａ）のノズル３付近の拡大図である。
【００３２】
ドット形成部のノズル３は、図１に白矢印で示す主走査方向（記録媒体の搬送方向）に複数列並んでいる。図の例では４列に並んでおり、同一列内のドット形成部間のピッチは１５０ｄｐｉであって、インクジェット記録ヘッドの全体として６００ｄｐｉを実現している。
各ドット形成部は、基板１の、図２（ａ）において上面側に形成した、矩形部の幅方向の中央部に中心を有し、径が幅長さと等しく、かつ水平断面形状が半円形である端部を前記矩形部の長手方向の両端に備えた、平板形状を有する加圧室２と、上記基板１の下面側の、加圧室２の一端側の端部の半円と中心が同じで円錐台形のノズル３とを、前記端部の半円と中心が同じで同径の円柱形のノズル流路４を介して連通させると共に、上記加圧室２の他端側の端部の半円と中心が同じである円柱形の供給口５を介して、加圧室２を、基板１内に、各ドット形成部と連通させるように形成した共通流路６に繋ぐ構成となっている。
【００３３】
上記各部は、図の例では、加圧室２を形成した第１基板１ａと、ノズル流路４の上部４ａと供給口５とを形成した第２基板１ｂと、ノズル流路４の下部４ｂと共通流路６とを形成した第３基板１ｃと、ノズルプレートとしての、ノズル３を形成した第４基板１ｄとを、この順に積層し、一体化することで形成してある。
またノズル３は、図３に示すように、インク滴吐出側の先端の開口３０を、基板１の下面側である第４基板１ｄの下側の表面１ｅに円形に形成してある。それと共にノズル３は、この先端側の開口３０が、加圧室２側の開口３１よりも小さくなるように、テーパー状（円錐状）に形成してある。
【００３４】
第１基板１ａと第２基板１ｂには、図１に示すように、第３基板１ｃに形成した共通流路６を、基板１の上面側で、インクカートリッジ（図示しない）からの配管と接続するためのジョイント部１１を構成するための通孔１１ａを形成してある。さらに各基板１ａ〜１ｄは、例えば樹脂や金属などからなり、フォトリソグラフ法を利用したエッチングなどによって上記各部となる通孔を設けた、所定の厚みを有する板状体にて形成してある。
【００３５】
基板１の上面側には、該基板１とほぼ同じ大きさであり、共通電極７をその内部に有する、平面形状かつ横振動モードの薄板状の積層圧電素子８と、各ドット形成部の加圧室２の中央部と重なる位置に個別に設けた、略矩形状の同じ平面形状を有する個別電極９とを、この順に積層することで圧電アクチュエータＡＣを構成してある。
【００３６】
共通電極７、個別電極９は、共に金、銀、白金、銅、アルミニウムなどの導電性に優れた金属の箔や、これらの金属からなるめっき被膜、真空蒸着被膜などで形成してある。
【００３７】
圧電素子８を形成する圧電材料としては、例えばジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）や、当該ＰＺＴにランタン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガンなどの酸化物の１種または２種以上を添加したもの、例えばＰＬＺＴなどの、ＰＺＴ系の圧電材料を挙げることができる。また、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）、ニッケルニオブ酸鉛（ＰＮＮ）、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウムなどを主要成分とするものを挙げることもできる。
【００３８】
圧電素子８は、例えば上記の圧電材料を焼結して形成した焼結体を薄板状に研磨した所定の平面形状を有するチップを、所定の位置に接着、固定したり、いわゆるゾル−ゲル法（またはＭＯＤ法）によって、圧電材料のもとになる有機金属化合物から形成したペーストを所定の平面形状に印刷し、乾燥、仮焼成、焼成の工程を経て形成したり、あるいは反応性スパッタリング法、反応性真空蒸着法、反応性イオンプレーティング法などの気相成長法によって、圧電材料の薄膜を所定の平面形状に形成したりすることによって、形成することができる。
【００３９】
圧電素子８を、例えば横振動モードとして駆動するためには、圧電材料の分極方向を、前記圧電素子８の厚み方向、より詳しくは個別電極９から共通電極７に向かう方向に配向させる。そのためには、例えば高温分極法、室温分極法、交流電界重畳法、電界冷却法などの従来公知の分極法を採用することができる。また、分極後の圧電素子８をエージング処理してもよい。
【００４０】
圧電材料の分極方向を上記の方向に配向させた圧電素子８は、共通電極７を接地した状態で、個別電極９から正の駆動電圧を印加することによって、分極方向と直交する面内で収縮する。このため、撓みが発生する際の力が加圧室２内のインクに圧力波として伝えられ、この圧力波によって、供給口５、加圧室２、ノズル流路４、およびノズル３内のインクが振動を起こす。そして振動の速度が、結果的にノズル３の外に向かうことによって、ノズル３内のインクメニスカスが、インク滴吐出側の先端の開口３０から外部へと押し出されて、インク柱が形成される。振動の速度は、やがてノズル内方向に向かうが、インク柱はそのまま外方向に運動を続けるため、インクメニスカスから切り離されて１〜２滴程度のインク滴にまとまり、それが紙面の方向に飛翔して、紙面にドットを形成する。
【００４１】
インク滴が飛翔して減少した分のインクは、ノズル３内のインクメニスカスの表面張力によって、インクカートリッジから、当該インクカートリッジの配管、ジョイント部１１、共通流路６、供給口５、加圧室２、およびノズル流路４を介してノズル３に再充填される。
【００４２】
基板１の下面側である第４基板１ｄの下側の表面１ｅには、前記のように、所定の平面形状を有する撥水処理されない領域Ａ１を、ノズル３のインク滴吐出側の先端の、円形の開口３０と重ねて設けてある。すなわち、この領域Ａ１を除くそれ以外の表面１ｅに撥水層１２を積層して撥水処理すると共に、領域Ａ１内は撥水層１２を形成せずに、第４基板１ｄの表面を露出させて、撥水処理されていない状態としてある。
【００４３】
撥水層１２の厚みは、特に限定されないが、０．５〜２μｍであるのが好ましい。撥水層１２の厚みがこの範囲未満では、撥水性が低下して、インクの付着によるインク滴の吐出不良を生じるおそれがある。また、膜厚が２μｍを超える撥水層１２は膜形成が容易でない上、形成できたとしても、それ以上の効果が得られないおそれがある。
【００４４】
本発明のインクジェット記録ヘッドは、ドット形成の直前に加圧室２の容量を拡大させる方向に圧電素子８を変形させることで、ノズル内のインクメニスカスを引き込み、その後、加圧室２の容量を縮小させる方向に圧電素子８を変形させることで、インク滴をインクメニスカスから分離させて吐出させる引き打ち式、およびドット形成時に、加圧室２の容量を縮小させる方向に圧電素子８を変形させることで、ノズル３内のインクメニスカスを押し出し、次いで、加圧室２の容量を拡大させる方向に圧電素子を変形させることで、インクメニスカスを引き込んで、インク滴をインクメニスカスから分離させて吐出させる押し打ち式のいずれの駆動方法によって駆動しても良い。
【００４５】
本発明の記録装置は、高速プリントを達成するため、前記記録ヘッドがノズル数を５００個以上、好ましくは１０００〜３０００個有し、またその駆動周波数が１５ｋＨｚ以上であり、かつ前記記録ヘッドが記録媒体の搬送方向に対して垂直でかつ水平方向に２個以上、好ましくは２〜８個、より好ましくは２〜４個繋げてなるのがよい。また記録媒体の幅以上に複数個繋げることによって、ラインヘッドとしても使用することができる。
インクジェット記録ヘッドへのインクの初期充填においては、図１に示すように、インクは、インクカートリッジ（図示しない）からの配管とこの配管を接続するためのジョイント部１１との間に、ポンプ（図示しない）を配置しジョイント部１１を介して、前記記録ヘッドに供給が行われる。ポンプは、チューブポンプやギヤポンプ、電磁ポンプなど目的に合わせて使用することができる。
【００４６】
カラープリントをする場合には、インクは記録ヘッドと組み合わせて、多色セットを形成し、通常はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色を含むインクセットを形成し、これらをセットとして、本発明のインク及び記録ヘッドを組み合わせた記録装置とすることが好ましい。
【００４７】
（圧電素子の製造方法）
まず、原料として、純度９９％以上のチタン酸ジルコン酸鉛を含有する圧電セラミックス粉末、チタン酸鉛を含有する圧電セラミックス粉末、またはチタン酸バリウムを含有する圧電セラミックス粉末に、水系バインダーとしてブチルメタクリレート、分散剤にポリカルボン酸アンモニウム塩、溶剤にイソプロピルアルコールと純水を各々添加して混合し、このスラリーをドクタープレード法によりキャリアフィルム上に、厚さ３０μｍのシート形状に成形してグリーンシートをそれぞれ作製する。
【００４８】
次に、銀を８０％体積以上含む平均粒径が０．３〜５μｍの銀パラジウム合金を含有する内部電極用の導体ペーストを調合し、この導体ペーストに、共材として上記圧電セラミックス粉末と同組成のものを添加する。これらの銀パラジウム合金と共材とは、別々に有機バインダー及び有機溶剤を含むビヒクルで混合し、その後に両者を充分に混練して、導体ペーストを作製する。得られた導体ペーストを、グリーンシートの表面に印刷し、内部電極層を形成する。更に、内部電極層が印刷された面を上向きにして、その上に内部電極ペーストを印刷しないグリーンシートを積層して積層成形体を作製し、この積層成形体を加圧プレスした後、脱脂処理し、９００〜１０００℃で、酸素９９％以上の雰囲気中で４時間保持して焼成する。ついで、この焼結体の一方の表面に複数の表面電極９を形成する。表面電極９は、スクリーン印刷にてＡｕペーストを塗布する。これを６００〜８００℃にて大気中で焼付けて形成し、最後に、表面電極９にリード線を半田で接続して、図５に示すような形状の積層圧電素子が得られる。
【００４９】
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明のインクおよびインクジェット記録システム並びに記録装置をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例中、「部」および「％」はいずれも重量基準である。
【００５０】
[実施例１]
本発明のインクは以下に示す組成で混合して作製した。
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９                              ５重量部
トリエチレングリコールモノブチルエーテル                    ３重量部
グリセリン                                                １０重量部
２−ピロリドン                                              ５重量部
エスクリン                                              ０．５重量部
リジン                                                      ２重量部
オルフィンＥ１０１０                                        １重量部
イオン交換水                                          ７３．５重量部
【００５１】
（記録ヘッドの作製）
図１および図２（ａ）、（ｂ）に示す構造を有し、その各寸法は、加圧室２の面積が０．２ｍｍ2、幅が２２００μｍ、深さが１００μｍ、ノズル流路４の直径が２００μｍ、長さが８００μｍ、供給口５の直径が３０μｍ、長さが４０μｍ、ノズル３の長さが３０μｍ、インク吐出側の開口３０および加圧室２側の開口３１の形状がそれぞれ半径１０μｍおよび２０μｍの円形であると共に、この各部位から構成されるドット形成部が１列あたり１６６個、全体（４列）で６６４個のドット形成部が基板１上に配列された記録ヘッドを用いた。
同一列内のドット形成部間のピッチは１５０ｄｐｉとし、また隣り合う各列を１／２ピッチずつずらすことで、全体として６００ｄｐｉとした。
【００５２】
[実施例２]
色材として、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９をＣ．Ｉ．アシッドレッド５２に代え、エスクリンおよびイオン交換水の部数をそれぞれ１および７３重量部に代えた以外は実施例１と同様にインクを作製した。
【００５３】
[比較例１]
エスクリンおよびリジンを用いないで、イオン交換水の部数を７６重量部に代えた以外は実施例１と同様にインクを作製した。
【００５４】
[比較例２]
エスクリンおよびリジンを用いないで、イオン交換水の部数を７６重量部に代えた以外は実施例２と同様にインクを作製した。
【００５５】
（評価）
評価は、画像形成装置として、ＥＰＳＯＮ（株）製ＰＸ−Ｖ６３０を用い、該画像形成装置に、実施例および比較例で調製した上記構成の各インクのそれぞれと上記記録ヘッドを搭載して、１００％デューティーのベタ画像を形成し、試験前後の画像について光学濃度、Ｌ*、ａ*、ｂ*を測定し、両者の画像における色材の残存率と色差△Ｅを求めて行った。そのときの紙種としては、ビジネスカットペーパーおよびＣＣ９０を用いた。
（測色方法）
上記方法で得られたベタ画像を２４時間以上、室内暗所に放置した後、Ｇｒｅｔａｇ  Ｍａｃｂｅｔｈ社製のＳｐｅｃｔｒｏｌｉｎｏ（測定条件；観測光源：Ｄ５０、観測視野：２度、濃度：ＳＰＩ、白色基準：Ａｂｓ、フィルター：Ｎｏ）を用いて試験前色彩値Ｌ１＊、ａ１＊、ｂ１＊を測定した。
（褪色試験）
スガ試験機株式会社製  キセノンフェードメータＸ２５[照射条件；照射照度４２Ｗ／ｍ2 、ブラックスタンダード温度（ＢＰＴ）６３℃、立ち上がり波長３１０〜３３０ｎｍ]を用いて１８０時間の光照射を行なった。光照射１８０時間後の画像サンプルの色彩値（Ｌ２＊、ａ２＊、ｂ２＊）を、上記と同様の方法で測色し、下記式（２）により色材の残存率を、下記式（３）により色差△Ｅを算出した。
【数１】
2008231156.tif 000004
[式中、Ｄ：耐光性促進試験（１８０時間）後の光学濃度（ＯＤ）、Ｄinit：耐光性促進試験前の光学濃度（ＯＤ）]
【数２】
2008231156.tif 000005
[式中、Ｌ１＊，ａ１＊およびｂ１＊は試験前の色彩値、Ｌ２＊，ａ２＊およびｂ２＊は光照射１８０時間後の色彩値]
評価結果を表１に示す。
【表１】
2008231156.tif 000006
【００５６】
（評価結果）
表１の結果より、エスクリンおよびリジンを添加した実施例１では、ビジネスカットペーパーおよびＣＣ９０でそれぞれ残存率が８５および８７％と高く、色差△Ｅは１７および２０となり変化が小さい。これに対して、エスクリンおよびリジンを添加しない以外は実施例１と同じ組成のインクを用いた比較例１では、ビジネスカットペーパーおよびＣＣ９０でそれぞれ残存率が７０および７５％と低く、色差△Ｅは３０および３５となり実施例１と比べて変化が大きくなった。
また、エスクリンおよびリジンを添加し、実施例１とは異なる色材を用いた実施例２では、ビジネスカットペーパーおよびＣＣ９０でそれぞれ残存率が７０および７３％で、色差△Ｅは４１および３６となった。これに対して、エスクリンおよびリジンを添加しない以外は実施例２と同じ組成のインクを用いた比較例２では、ビジネスカットペーパーおよびＣＣ９０でそれぞれ残存率が３０および３１％と低く、色差△Ｅは７０および６５となり実施例２に比べて変化が大きくなった。
これらの結果より、エスクリンを添加することにより、画像の耐光性を向上させることができることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る圧電インクジェット記録ヘッドの実施の形態を示す平面図である。
【図２】（ａ）は本発明に係る圧電インクジェット記録ヘッドの一部拡大縦断面図、(ｂ)は（ａ）の底面図ある。
【図３】図２（ａ）のノズル部分の拡大図である。
【図４】本発明に係る積層圧電素子の縦断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１    基板
２    加圧室
３    ノズル
４    インク流路
５    供給口
６    共通流路
７    共通電極
８    圧電素子
９    個別電極
１１    ジョイント部
１２    撥水層
３０    開口
Ａ１    領域
ＡＣ    圧電アクチュエータ
【図１】
2008231156.tif 000007
【図２】
2008231156.tif 000008
【図３】
2008231156.tif 000009
【図４】
2008231156.tif 000010