(57)【要約】【課題】水系顔料インクの信頼性を向上させ、色材に顔料を用いることで、顔料の特長である高い堅牢性を有した画像が得られる水系顔料インク、これを用いたインクジェット記録方法、及びかかるインクを用いた機器類の提供。【解決手段】親水性基を有し、該親水性基の水和力で水に分散する顔料と、該顔料を分散させる液媒体と、ＨＬＢがｌ０未満の界面活性剤、及びＨＬＢが１０以上の界面活性剤を含む二種類以上の界面活性剤とを少なくとも有するインク、特には、上記界面活性剤が、水に対して乳化状に分散するＨＬＢが６以上１０未満の範囲の界面活性剤と、水に対して半透明又は透明に分散するＨＬＢが１０以上１３以下の範囲の界面活性剤の組み合わせを含むインク、これらを用いたインクジェット記録方法、及びかかるインクを用いた機器類。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
親水性基を有し、且つ該親水性基の水和力で水に分散する顔料と、該顔料を分散させる液媒体と、ＨＬＢがｌ０未満と、ＨＬＢが１０以上の、それぞれが親水性基としてエチレンオキサイドを有する２種の界面活性剤を少なくとも含んでいることを特徴とする水系インク。
【請求項２】
親水性基を有し、且つ該親水性基の水和力で水に分散する顔料と、該顔料を分散させる液媒体と、ＨＬＢが６以上ｌ０未満の範囲で且つ水に対して乳化状に分散する界面活性剤と、ＨＬＢが１０以上１３以下の範囲で且つ水に対して半透明又は透明に分散する界面活性剤とを含んでいることを特徴とする水系インク。
【請求項３】
該顔料が、顔料粒子の表面に、他の原子団を介して結合されている親水性基を有している請求項１又は２に記載の水系インク。
【請求項４】
該原子団が、炭素数１〜１２のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、置換基を有するフェニル基、置換基を有するナフチル基から選ばれた少なくとも一種以上である請求項３に記載の水系インク。
【請求項５】
該顔料が、ジアゾニウム基を介して結合された親水性基を有する請求項ｌ又は２に記載の水系インク。
【請求項６】
該親水性基が、アニオン性である請求項１〜５のいずれか１項に記載の水系インク。
【請求項７】
該親水性基が、遊離酸の状態でスルホン酸及びカルボン酸のいずれかである請求項６に記載の水系インク。
【請求項８】
該親水性基の対イオンが、金属イオン、有機アミン及びアンモニウムイオンから選択される少なくとも一種以上である請求項１〜７のいずれか１項に記載の水系インク。
【請求項９】
該親水性基の対イオンが、少なくともアンモニウムイオンを含む請求項８に記載の水系インク。
【請求項１０】
該親水性基の対イオンが、更に金属イオンを含む請求項９に記載の水系インク。
【請求項１１】
該ＨＬＢがｌ０未満の界面活性剤が、水に対して乳化状に分散し、且つ、構造中に不飽和結合を有している請求項１〜１０のいずれか１項に記載の水系インク。
【請求項１２】
該ＨＬＢが１０以上の界面活性剤が、水に対して半透明又は透明に分散し、且つ、構造中に不飽和結合を有している請求項１〜１１のいずれか１項に記載の水系インク。
【請求項１３】
該界面活性剤が、ノニオン性である請求項１〜１２のいずれか１項に記載の水系インク。
【請求項１４】
該界面活性剤が、下記一般式（Ｉ）で示される構造の化合物である請求項１〜１３のいずれか１項に記載の水系インク。
2004067710.tif 000021
（上記一般式（Ｉ）において、Ａ及びＢは夫々独立して、水素原子、及び下記一般式（ＩＩＡ）及び（ＩＩＢ）から選択され、ＸＡは、ＣｎＨ２ｎ＋ｌ（ｎは、１〜１０の整数）を、ＸＢは、ＣｍＨ２ｍ＋１（ｍは、１〜１０の整数）を表す。又、ＹＡ及びＹＢは、開環したエチレンオキサイドユニット及び／又はプロピレンオキサイドユニットを表す。）
2004067710.tif 000022
【請求項１５】
ＨＬＢが１０未満の界面活性剤が、請求項１４に記載の一般式（Ｉ）で示される構造を有し、且つ、該式（Ｉ）中のＹＡ及び／又はＹＢが開環したエチレンオキサイドユニットである請求項１〜１３のいずれか１項に記載の水系インク。
【請求項１６】
開環したエチレンオキサイドユニットが、１〜５モル付加している請求項１５に記載の水系インク。
【請求項１７】
ＨＬＢが１０以上の界面活性剤が、請求項１４に記載の一般式（Ｉ）で示される構造を有し、且つ、該式（Ｉ）中のＹＡ及び／又はＹＢが開環したエチレンオキサイドユニットである請求項１〜１３のいずれか１項に記載の水系インク。
【請求項１８】
開環したエチレンオキサイドユニットが、６〜１５モル付加している請求項１７に記載の水系インク。
【請求項１９】
ＨＬＢが１０未満の界面活性剤が、０．２〜０．５質量％の範囲でインク中に含有されている請求項１〜１８のいずれか１項に記載の水系インク。
【請求項２０】
ＨＬＢが１０以上の範囲の界面活性剤が、０．５〜２．０質量％の範囲でインク中に含有されている請求項１〜１９のいずれか１項に記載の水系インク。
【請求項２１】
該インクがインクジェット用である請求項１〜２０のいずれか１項に記載の水系インク。
【請求項２２】
請求項２１に記載のインクを、記録信号に応じてオリフィスから滴として吐出させる工程を有することを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項２３】
オリフィスより吐出させるためのインクに熱エネルギーを直接及び／又は間接に作用させてインク滴を吐出させる請求項２２に記載のインクジェット記録方法。
【請求項２４】
請求項２１に記載のインクを収容しているインク収容部、及び該インクを滴として吐出させるためのへッド部を具備していることを特徴とする記録ユニット。
【請求項２５】
該へッド部が、オリフィスより吐出させるためのインクに、熱エネルギーを直接及び／又は間接に作用させてインク滴を吐出させるへッドである請求項２４に記載の記録ユニット。
【請求項２６】
インク収容部が、ポリオレフィンで成形されている請求項２４又は２５に記載の記録ユニット。
【請求項２７】
インク収容部が、内部にインク保持体を有している請求項２６に記載の記録ユニット。
【請求項２８】
インク保持体が、ポリウレタン、セルロース、ポリビニルアセテート及びポリオレフィンから選択された一種以上で成形されている請求項２７に記載の記録ユニット。
【請求項２９】
請求項１〜２１のいずれか１項に記載のインクを収容しているインク収容部を具備していることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項３０】
インク収容部が、ポリオレフィンで成形されている請求項２９に記載のインクカートリッジ。
【請求項３１】
インク収容部が、内部にインク保持体を有している請求項２９又は３０に記載のインクカートリッジ。
【請求項３２】
インク保持体が、ポリウレタン、セルロース、ポリビニルアセテート及びポリオレフィンから選択された一種以上で成形されている請求項３１に記載のインクカートリッジ。
【請求項３３】
請求項２１に記載のインクを収容しているインク収容部と該インクを滴として吐出させるためのへッド部とを具備していることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３４】
へッド部が、オリフィスより吐出させるためのインクに、熱エネルギーを直接及び／又は間接に作用させてインク滴を吐出させるへッドである請求項３３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３５】
インク収容部が、ポリオレフィンで成形されている請求項３３又は３４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３６】
インク収容部が、内部にインク保持体を有している請求項３３〜３５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３７】
インク保持体が、ポリウレタン、セルロース、ポリビニルアセテート及びポリオレフィンから選択された一種以上で成形されている請求項３６に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３８】
請求項２１に記載のインクを収容しているインク収容部を有するインクカートリッジと、該インクを滴として吐出させるための記録ヘッドと、該インクカートリッジからインクを該記録ヘッドに供給するためのインク供給部とを具備していることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３９】
該インク供給部が、ポリオレフィンで成形されている請求項３８に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水系インク、これを用いたインクジェット記録方法、及びかかるインクを用いた機器類に関し、更に詳しくは、顔料を色材として用いて、形成される画像が堅牢性に優れ、しかも保存安定性や吐出性等に対する信頼性が良好なインクに関する。又、本発明は、高品位な画像を得ることのできるインクジェット記録方法、インクジェット記録装置及びこれに用いることのできるインクカートリッジ及び記録ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、筆記具用インク及びインクジェット用インクについて、様々な検討や報告がなされている。例えば、インク中に溶解或いは分散されている色材等に対する耐固着性や、溶解性又は分散性の向上のために、多価アルコール等を多量に含有させたり、保湿性や吸湿性の高いグリセリンや、溶解助剤として尿素を用いる等、インクの固着防止の低減や溶解性の向上等を目的とした提案が数多くなされている。
又、近年、記録物の堅牢性向上に対する市場からの要望の高まりにより、顔料を用いたインクについても、従来のように分散剤を用いることなく、顔料分子に親水性基を持たせることで、顔料の特長である高堅牢性を有しながら、顔料自体が有する水和力で、水系媒体中において水溶性の如く分散させ、インクの耐固着性や、溶解性又は分散性を向上させる提案も報告されている。
【０００３】
例えば、特開平１１−１８１３４１号公報には、自己分散型カーボンブラックと界面活性剤とを併用する提案が、特開平１０−２３７３６６号公報及び特開平１０−２８７８３７号公報には、次亜塩素酸ナトリウム等で表面酸化したカーボンブラックと特定の界面活性剤を併用する提案がなされている。
これらは、水系染料インクの場合と同様に、界面活性剤を水系顔料インク中に含有させることで、インクの記録紙上での滲みを生じさせ、環境による印字変化をなくしたり、又、インクの表面張力を下げることで記録紙内にインクを速く浸透させ、インクの定着性を向上させている。
【０００４】
しかしながら、これらの提案では、色材の分散安定性やインクの安定性は、カーボンブラック自身の分散力に依るところが大きく、言い換えれば、カーボンブラックの粒度分布を揃えたり、表面の酸化状態をカーボンブラックが自身で水に分散し、カーボンブラックの凝集を防ぐ密度にまで親水性基を有しなくてはインクの安定性が望めないので、カーボンブラックの生産レベルに大きく左右されてしまうという欠点がある。即ち、顔料の粒子径のバラツキをなくすことや、又、親水性の基をすべての顔料に同じように有させることは難しく、顔料の水和力よりも質量が勝り沈澱を生じたり、又、顔料の粒子径にバラツキを有している場合にはファンデルワールス力等により、顔料同士が凝集を生じて沈澱を起こしてしまう等、未だ充分な信頼性を得る迄には至っていない。
又、上記水系顔料インクに対して、保湿剤や溶解助剤等の従来から一般的に用いられている耐固着性や溶解性向上の手段を用いたとしても、染料インクの場合とは異なり、色材自体が不安定であるため、沈澱を生じることがある等、より一層の安定性の向上の余地が残されているものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、顔料を用いた水系インクにおいて、顔料自体の持つ特色を生かし、しかも、染料インク並みの十分な信頼性が得られるインクは未だ得られていないのが現状である。
従って、本発明の目的は、色材に顔料を用いることで、顔料の特長である高い堅牢性を有した画像が得られ、しかも、より信頼性の高い水系顔料インクを提供することにある。
又、本発明は、顔料インクに特有の優れた効果を安定して享受し、高品質な記録物を安定的に得ることのできるインクジェット記録方法を提供することを他の目的とする。
更に本発明は、顔料インクの効果を最大限に享受でき、且つ高品位な記録物の安定供給を達成することのできるインクジェット記録装置、並びにそれに用いることのできるインクカートリッジ及び記録ユニットを提供することを更に他の目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、以下の本発明によって達成される。即ち、本発明にかかる一態様は、親水性基を有し、且つ該親水性基の水和力で水に分散する顔料と、該顔料を分散させる液媒体と、ＨＬＢがｌ０未満と、ＨＬＢが１０以上の、それぞれが親水性基としてエチレンオキサイドを有する２種の界面活性剤を少なくとも含んでいる水系インクを提供する。又、本発明にかかる一態様は、親水性基を有し、且つ該親水性基の水和力で水に分散する顔料と、該顔料を分散させる液媒体と、ＨＬＢが６以上ｌ０未満の範囲で且つ水に対して乳化状に分散する界面活性剤と、ＨＬＢが１０以上１３以下の範囲で且つ水に対して半透明又は透明に分散する界面活性剤とを含んでいる水系インクを提供する。
特に好ましい形態は、上記界面活性剤が、水に対して乳化状に分散するＨＬＢが６以上１０未満の範囲の界面活性剤と、水に対して半透明又は透明に分散するＨＬＢが１０以上１３以下の範囲の界面活性剤の組み合わせを含むインクである。
【０００７】
本発明の好ましいインクの形態としては、顔料が、顔料粒子の表面に他の原子団を介して結合されている親水性基を有しているもの、該原子団が、炭素数１〜１２のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、置換基を有するフェニル基、置換基を有するナフチル基から選ばれた少なくとも一種以上である水系インクが挙げられる。特に、該顔料が、ジアゾニウム基を介して結合された親水性基を有するもの、該親水性基が、アニオン性であるもの、特に、遊離酸の状態でスルホン酸及びカルボン酸のいずれかである水系インクが挙げられる。
本発明の好ましいインクの形態としては、上記親水性基の対イオンが、金属イオン、有機アミン及びアンモニウムイオンから選択される少なくとも一種以上である水系インク、特には、親水性基の対イオンが、少なくともアンモニウムイオンを含むもの、更に、親水性基の対イオンとして、アンモニウムイオンと金属イオンを併有する水系インクが挙げられる。
【０００８】
本発明の好ましいインクの形態としては、ＨＬＢがｌ０未満の界面活性剤が、水に対して乳化状に分散し、且つ、構造中に不飽和結合を有している水系インク、ＨＬＢが１０以上の界面活性剤が、水に対して半透明又は透明に分散し、且つ、構造中に不飽和結合を有している水系インク、該界面活性剤が、ノニオン性である水系インク、該界面活性剤が、下記一般式（Ｉ）で示される構造の化合物である水系インクが挙げられる。
2004067710.tif 000002
（上記一般式（Ｉ）において、Ａ及びＢは夫々独立して、水素原子、及び下記一般式（ＩＩＡ）及び（ＩＩＢ）から選択され、ＸＡは、ＣｎＨ２ｎ＋ｌ（ｎは、１〜１０の整数）を、ＸＢは、ＣｍＨ２ｍ＋１（ｍは、１〜１０の整数）を表す。又、ＹＡ及びＹＢは、開環したエチレンオキサイドユニット及び／又はプロピレンオキサイドユニットを表す。）
2004067710.tif 000003
【０００９】
本発明の好ましいインクの形態としては、ＨＬＢが１０未満の界面活性剤が、上記一般式（Ｉ）で示される構造を有し、且つ、該式（Ｉ）中のＹＡ及び／又はＹＢが開環したエチレンオキサイドユニットである水系インク、更には、開環したエチレンオキサイドユニットが１〜５モル付加されているものが挙げられる。
【００１０】
本発明の好ましいインクの形態としては、ＨＬＢが１０以上の界面活性剤が、上記一般式（Ｉ）で示される構造を有し、且つ、該式（Ｉ）中のＹＡ及び／又はＹＢが開環したエチレンオキサイドユニットである水系インク、更には、開環したエチレンオキサイドユニットが６〜１５モル付加されているものが挙げられる。
【００１１】
本発明の好ましいインクの形態としては、ＨＬＢが１０未満の界面活性剤が、０．２〜０．５質量％の範囲でインク中に含有されている水系インク、ＨＬＢが１０以上の範囲の界面活性剤が、０．５〜２．０質量％の範囲でインク中に含有されている水系インクが挙げられる。
又、本発明の上記各種態様にかかるインクは、インクジェット用インクとして好適に用いることができるものである。
更に本発明にかかる一態様は、上記のインクジェット用インクを記録信号に応じてオリフィスから滴として吐出させる工程を有するインクジェット記録方法を提供する。
更に、本発明にかかる一態様は、上記のインクジェット用インクを収容しているインク収容部、及び該インクを滴として吐出させるためのへッド部を具備している記録ユニットを提供する。
更に、本発明にかかる一態様は、上記のインクを収容しているインク収容部を具備しているインクカートリッジを提供する。
更に、本発明にかかる一態様は、上記のインクジェット用インクを収容しているインク収容部と該インクを滴として吐出させるためのへッド部とを具備しているインクジェット記録装置を提供する。
更に、本発明にかかる一態様は、上記のインクジェット用インクを収容しているインク収容部を有するインクカートリッジと、該インクを滴として吐出させるための記録ヘッドと、該インクカートリッジからインクを該記録ヘッドに供給するためのインク供給部とを具備しているインクジェット記録装置を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、好ましい実施の形態を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。
本発明者らは、上記した従来技術の課題を解決し、特にインクジェット用のインクとしての信頼性が高く、且つ、定着性や耐水性や耐光性等の堅牢性の高い画像が得られる水系顔料インクを開発するために、色材として、親水性基を有し、該親水性基の水和力で水に分散する自己分散タイプの顔料を選択し、良好な水系顔料インクとすることへの適用を検討した。
【００１３】
これに対し、本発明者らは、先ず、従来の水系染料インクのように多価アルコールや極性化合物を用いて、顔料の水系インク中での分散性の向上を試みたり、又、界面活性剤を加えることで顔料表面の濡れを向上させ、水系インク中への顔料の親和力の向上を試みたが、水系染料の如くには色材を安定に水系インク中に存在させることは難しいことがわかった。更に、この原因について検討した結果、原因の１つとして、顔料粒子同士の凝集がどうしても発生することにあることがわかった。
そこで、顔料について再度考察したところ、顔料粒子同士の凝集は、顔料粒子径のバラツキによって生じること、又、顔料表面の電気状態、即ち、粒子間のファンデルワールス力（電気二重層）による引力や斥力により凝集したり、分散したり（反発すること）することがわかった。これに対し、自己分散タイプの顔料は、従来の顔料とは異なり、水系染料のように親水性基を有しているのであるから、上記した顔料粒子同士間の影響さえ抑制できれば、水系媒体中に良好な状態で自己分散させることができるのではないかという基本に立ち返り、検討を行うこととした。
【００１４】
その結果、上記のことに鑑み、顔料粒子同士間の影響を抑制するためには、顔料粒子間の相互作用を疎外する物質を水系インク中に併用する方法が良好なのではないかと予測した。しかし、その手段として、例えば、エマルジョン粒子やマイクロカプセル等を用いた場合には、粒子を構成する物質によっては、インク物性が不安定になったり、粒子間の影響等（例えば、凝集等）があり、顔料粒子同士の凝集の防止や、水系顔料インクの信頼性の向上に対しては十分な効果が得られないことがわかった。
【００１５】
そこで、更なる検討を重ねた結果、粒子と言えるほどには安定構造ではないが、水系媒体中では安定で、しかも相互作用による凝集を生じないものとして、水系顔料インクに、化合物のミセルを共存させる手法を見いだし、かかる手法を水系顔料インクに適用することで、前記した従来技術の課題を解決した。
【００１６】
先ず、顔料をインクの色材に用いた場合の基本的な考えとしては、下記のことがある。
１．インク中の分散粒子にバラツキがある。
２．顔料粒子の表面状態にもバラツキがある。
３．顔料自身の質量を除いた系を考えた場合、顔料粒子の分散や凝集は、電気二重層による引力や斥力で生じる。
更に、自己分散タイプの顔料は、下記の条件を満たすものである。
１．顔料表面に親水性基を有し、その水和力が質量に勝った場合に分散する。
２．水系に分散するタイプのものは、一般に表面は負電荷である。
３．水系媒体中に、単分子で存在する場合に分散する。
【００１７】
以下に、本発明の水系顔料インクが、インクジェット用のインクとしての吐出安定性等の信頼性が高く、しかも、定着性や耐水性や耐光性等の堅牢性の高い画像が得られるものとなるメカニズムに対する推論を述べる。
本発明のインクにおいて顔料粒子と共存させる化合物のミセルは、マイクロカプセル等のようなしっかりした粒子状物ではなく、化合物中の疎水性基が中心に集まり、外側に親水性基を出すことにより水に分散し、更に、ミセルの外側にある親水性基が周りに水分子を集めることで、水系媒体中に安定に分散している。この状態は、中心に疎水性のセルがあり、水分子層をシェルとした粒子状の化合物と捉えることができる。このような化合物のミセルは、お互いに水分子のシェルを持っているため凝集しにくい。又、本発明で使用する自己分散タイプの顔料は、親水性基を有するため、かかる顔料に対しても、お互いに水分子を周りに集めていることから凝集しにくい。更に、顔料微粒子も化合物のミセルもお互いに水によく分散するため、水系インク中では均一に混ざり合い、更に、化合物のミセルは、顔料粒子よりも大きさが小さいため、顔料粒子同士の間に入り込み易く、顔料粒子同士の凝集を防いでいるのではないかと考えている。
【００１８】
又、本発明者らの検討によれば、水系顔料インク中で上記のようなミセルをつくる化合物として、ＨＬＢがｌ０未満と、ＨＬＢが１０以上の、それぞれが親水性基としてエチレンオキサイドを有する少なくとも２種の界面活性剤の使用が有効であることがわかった。更に、具体的には、ＨＬＢが６以上１０未満で水に対しては乳化状に分散し親水性基としてエチレンオキサイドを有する界面活性剤と、ＨＬＢが１０以上１３以下で水に対して半透明又は透明に分散しエチレンオキサイドを有する界面活性剤を併用することが、より好ましいことがわかった。
【００１９】
この理由としては、一般に、水系においては、ＨＬＢが１０ぐらいの値から化合物は水に対する溶解性、又は分散性が良好になるが、水に対しても親水性が強くなっていき、分散から溶解へと水に対する親和性が増す傾向がある。この状態は、ミセル形成においてミセル表面の電荷密度の上昇を招き、このことからミセル会合数の低下を招く。更に、水に対しての親和性が強くなり過ぎ、ミセルを形成しにくくなってしまう。一方、ＨＬＢを１０ぐらいから小さくすると、ミセル表面電荷密度が小さくなり、ミセルが形成し易くなる。しかしながら、ＨＬＢを小さくし過ぎるとミセルの表面密度が小さくなり過ぎ、水に対する親和性が小さくなり過ぎ、水に対して分離してしまうことが生じる。又、固液界面に配列してしまったり、し易くなって、水系インク中でのミセル量が低下してしまう。
【００２０】
そこで、ミセルの表面電荷密度、会合数をなるべく大きくし、水分子の層をなるべく多くつくり、且つ、インク中でのミセル量をなるべく大きくする手段を検討した結果、ＨＬＢが６以上１０未満で水に対して乳化状に分散する化合物と、ＨＬＢが１０以上１３以下で水に対して半透明又は透明に分散する化合物とを併用することが特に有効であることがわかった。又、かかる条件のものを使用すれば、親水性と疎水性の境界レベルのミセルを形成することもでき、好ましいことがわかった。
【００２１】
これに対し、ＨＬＢが６より小さく、水に対してミルク状又は乳化状に分散しないものは、水に対して（水系インクに対して）分離し易くなり、水中（水系インク中）でのミセル量が低下し、固液界面に配列してしまうので好ましくない。更に、ミセルの表面電荷密度も低下して好ましくない。一方、ＨＬＢが１３よりも大きいものを使用すると、化合物の親水性が増してミセルをつくりにくくなる。更に、疎水性の強い化合物と併用してもミセル会合数が低下してしまい、好ましくない。
【００２２】
以上より、親水性基を有し、且つ該親水性基の水和力で水に分散する自己分散タイプの顔料と、これを分散する液媒体と、ＨＬＢがｌ０未満の親水性基としてエチレンオキサイドを有する界面活性剤、及びＨＬＢが１０以上の親水性基としてエチレンオキサイドを有する界面活性剤の組み合わせを含む二種類以上の界面活性剤、特には、ＨＬＢが６以上１０未満で水に対して乳化状に分散する親水性基としてエチレンオキサイドを有する界面活性剤と、ＨＬＢが１０以上１３以下で水に対して半透明又は透明に分散する親水性基としてエチレンオキサイドを有する界面活性剤との組み合わせを含む界面活性剤とから少なくともなる水系顔料インクにより、前記問題点を解決するに至った。
ここで、本発明中のＨＬＢは、Ｄａｖｉｅｓの理論に基づいて化学量論的に計算で出された理論式である。
【００２３】
本発明のインクに用いられる色材には、親水性基を有し、且つ、該親水性基の水和力で水に分散する自己分散タイプの顔料を少なくとも用いる。これらの中でも、親水性基が原子団を介して顔料粒子表面に結合しているものを使用することが好ましい。親水性基が、原子団を介して顔料粒子に結合しているものを使用すると、水系媒体に対する顔料の分散性が良好になる。これは、このようなものは、顔料粒子の骨格から親水性基までの距離を長くできるので、水に対する親水性基の働きを十分発揮させることができるためと考えられる。即ち、立体障害が少なく、親水性基の周りに、より多くの水分子を集めることができるものと予測される。
【００２４】
これらの自己分散タイプの顔料の製造方法としては、特表平１０−５１０８６１号公報に記載の方法が挙げられる。顔料分子に親水性基を結合させるための原子団としては、例えば、炭素数１〜１２のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有してもよいナフチル基等が挙げられる。親水性基が、これらの原子団を介して顔料分子に結合したものの具体例としては、例えば、下記のものが挙げられる。
2004067710.tif 000004
これらの中で特に好ましいのは、親水性基が酸性を示すものであり、特に、遊離酸の状態で、カルボン酸及びスルホン酸となる親水性基は、分散安定性の面から特に好ましい。
【００２５】
インク中に、上記親水性基に対する対イオンを有していると、分散安定性が更に良好となるので好ましい。この対イオンとしては、例えば、Ｎａ＋、Ｌｉ＋、Ｋ＋等の金属イオン、アンモニウムイオン、トリエタノールアミンやトリエチルアミン等の有機アミンが挙げられる。これらの中で金属イオンを用いるのが長期保存性の面から好ましく、水和性の強いアンモニウムイオンを用いると分散性が良好になる。従って、インク中に、対イオンとして金属イオンとアンモニウムイオンとを併用させることが特に好ましい。
【００２６】
親水性のアニオン性基としては、遊離酸の状態で、−ＣＯＯＨ、−ＳＯ３Ｈ、−ＰＯ３Ｈ２やその誘導体として、−ＳＯ２ＮＨ２や−ＳＯ２ＮＨＣＯＲが挙げられる。（Ｒは、炭素数１〜１２のアルキル基置換基を有してもよいフェニル基、ナフチル基を表す。）
【００２７】
親水性のカチオン性基としては、下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
2004067710.tif 000005
【００２８】
本発明のインクに使用される色材としては、親水性基を有し、且つ、該親水性基の水和力で水に分散する自己分散タイプの顔料を一種、或いは複数用いてもよい。又、本発明の水系インク中に用いられるこれらの顔料の含有量としては、水系インク全質量に対して０．１〜１５質量％の範囲が好ましく、更には１〜１０質量％の範囲が好ましい。又、自己分散タイプの顔料と共に、他の水溶性染料を用いても何ら問題はない。但し、これらは補助色材的な使用であり、多く用いるとインクの安定性の低下を招く恐れがある。水溶性染料の好ましい使用量としては、質量％で、顔料の使用量未満、更に好ましくは、等モル以下である。
【００２９】
本発明のインクは、上記した色材と共に、ＨＬＢがｌ０未満の界面活性剤、及びＨＬＢが１０以上の界面活性剤の組み合わせを含む二種類以上の界面活性剤を少なくとも有するが、この際に使用する界面活性剤について説明する。先ず、本発明で使用する界面活性剤としては、特に、ＨＬＢ６以上１０未満で水に対して乳化状に分散する化合物、及びＨＬＢ１０以上１３以下で水に対して半透明又は透明に分散する化合物の組み合わせが好ましい。界面活性剤としては、ノニオン性、アニオン性、カチオン性、両性のものから適宜に選択して使用することができる。又、界面活性剤が、直鎖状の化合物であっても、分枝を有する化合物であっても何ら問題ない。
【００３０】
先に述べたように、本発明のインクに含有させる界面活性剤としては、ＨＬＢ６以上１０未満で水に対して乳化状に分散する化合物と、ＨＬＢが１０以上１３以下で水に対して半透明又は透明に分散するものの組み合わせを有するものであって、且つ、ノニオン性、アニオン性、カチオン性、両性から選ばれた同極性のものが、良好なミセルが形成されるため好ましい。即ち、極性が異なるものを組み合わせると、ミセルが不安定になったりする場合がある。この中で特に好ましいものは、ノニオン性のものである。ノニオン性のものは、反応性が乏しいため、他の化合物や色材との凝集を生じることがなく、更に、種類に依らず、いずれの色材も使用することができるからである。又、ミセルの形成においても好ましい。
【００３１】
この中で特に、ＨＬＢが６以上１０未満で水に対して乳化状に分散する化合物と、ＨＬＢが１０以上１３以下で水に対して半透明又は透明に分散する化合物とが、いずれも下記の一般式（Ｉ）で示される化合物から選ばれるものであることが好ましい。下記の一般式（Ｉ）で示される化合物は、先に説明したような状態の所望のミセルを形成し易く、水系インク中でも安定であるからである。
【００３２】
2004067710.tif 000006
（上記一般式（Ｉ）において、Ａ及びＢは夫々独立して、水素原子、及び下記一般式（ＩＩＡ）及び（ＩＩＢ）から選択され、ＸＡは、ＣｎＨ２ｎ＋ｌ（ｎは、１〜１０の整数）を、ＸＢは、ＣｍＨ２ｍ＋１（ｍは、１〜１０の整数）を表す。又、ＹＡ及びＹＢは、開環したエチレンオキサイドユニット及び／又はプロピレンオキサイドユニットを表す。）
2004067710.tif 000007
【００３３】
又、その場合に、ＨＬＢが６以上１０未満で水に対して乳化状に分散する化合物の量は、ＨＬＢが１０以上１３以下で水に対して半透明又は透明に分散する化合物に対して水系インク中で等モル以下であることが好ましい。ＨＬＢが６以上１０未満で水に対して乳化状に分散する化合物が等モルより多いと、形成されるミセルが不安定になったり、ＨＬＢが６以上１０未満で水に対して乳化状に分散する化合物の一部が、ＨＬＢが１０以上１３以下で水に対して半透明又は透明に分散する化合物とミセルをつくれず、残ってしまう可能性があるからである。
【００３４】
上記に挙げたような界面活性剤の使用量については特に制限されないが、一般的には、インクの全質量に対して０．１〜１５質量％の範囲が好適で、より好適には０．１〜１０質量％である。本発明においては、例えば、ＨＬＢが１０未満の界面活性剤が、０．２〜０．５質量％の範囲でインク中に含有されるもの、ＨＬＢが１０以上の界面活性剤が、０．５〜２．０質量％の範囲でインク中に含有されるものが好ましい。
【００３５】
本発明で使用される液媒体は、水と水溶性有機溶剤との混合物であることが好ましい。具体的な水溶性有機溶剤の例としては、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン等のケトン類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類；エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基が２〜６個の炭素原子を含むアルキレングリコール類；グリセリン；エチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、ジエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、トリエタノールアミン、スルホラン、ジメチルサルフォキサイド、２−ピロリドン、ε−カプロラクタム等の環状アミド化合物及びスクシンイミド等のイミド化合物等が挙げられる。
【００３６】
上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般には、インクの全質量に対して質量％で１％〜４０％が好ましく、より好ましくは３％〜３０％の範囲である。又、インク中の水の含有量は、３０〜９５質量％の範囲で使用される。３０質量％より少ないと色材の溶解性等が悪くなり、インクの粘度も高くなるため好ましくない。一方、９５質量％より多いと蒸発成分が多過ぎて、十分な固着特性を満足することができない。
【００３７】
更に、本発明のインクは、必要に応じて、その他の界面活性剤、防錆剤、防腐剤、防カビ剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤、水溶性ポリマー、ｐＨ調整剤等の、種々の添加剤を含有してもよい。
【００３８】
本発明のインクは、熱エネルギーによるインクの発泡現象によりインクを吐出させるタイプのインクジェット記録方法に適用する場合に特に好適であり、吐出が極めて安定となり、サテライトドットの発生等が生じないという特徴がある。但し、この場合には、熱的な物性値（例えば、比熱、熱膨張係数、熱伝導率等）を調整する必要がある場合もある。
【００３９】
更に、本発明のインクは、普通紙等に記録した場合の印字記録物のインクの耐水性の問題を解決すると同時に、インクジェット用ヘッドに対するマッチングを良好にする面から、インク自体の物性として、２５℃における表面張力が３０〜６８ｍＮ／ｍ（ｄｙｎｅ／ｃｍ）、粘度が１５ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以下、好ましくは１０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以下、より好ましくは５ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以下に調整されることが望ましい。
従って、上記物性にインクを調整し、普通紙における問題を解決するためには、本発明のインク中に含有される水分量としては５０質量％以上９８質量％以下、好ましくは６０質量％以上９５質量％以下とするのが好適である。
【００４０】
本発明のインクは、熱エネルギーの作用により液滴を吐出させて記録を行うインクジェット記録方法にとりわけ好適に用いられるが、一般の筆記用具としても使用できる。
本発明のインクを用いて記録を行うのに好適な方法及び装置としては、記録ヘッドの室内のインクに記録信号に対応した熱エネルギーを与え、該熱エネルギーにより液滴を発生させる方法及び装置が挙げられる。
【００４１】
先ず、その装置の主要部であるヘッド構成例を、図１、図２及び図３に示す。図１は、インク流路に沿ったヘッド１３の断面図であり、図２は、図１のＡ−Ｂ線での断面図である。ヘッド１３は、インクを通す溝１４を有する、ガラス、セラミック又はプラスチック板等と、感熱記録に用いられる発熱ヘッド１５（図では薄膜ヘッドが示されているが、これに限定されるものではない。）とを接着して得られる。発熱ヘッド１５は、酸化シリコン等で形成される保護膜１６、アルミニウム電極１７−１及び１７−２、ニクロム等で形成される発熱抵抗体層１８、蓄熱層１９、及びアルミナ等の放熱性のよい基板２０より成っている。
【００４２】
インク２１は、吐出オリフィス（微細孔）２２まで来ており、圧力Ｐによりメニスカス２３を形成している。今、アルミニウム電極１７−１及び１７−２に電気信号情報が加わると、発熱ヘッド１５のｎで示される領域が急激に発熱し、ここに接しているインク２１に気泡が発生し、その圧力でメニスカス２３が突出し、インク２１が吐出しインク小滴２４となり、吐出オリフィス２２より被記録媒体２５に向って飛翔する。
【００４３】
図３には、図１に示すヘッドを多数並べたマルチヘッドの外観図を示す。該マルチヘッドは、マルチ溝２６を有するガラス板２７と、図１で説明したものと同様の発熱ヘッド２８を密着して作製されている。尚、図１はインク流路に沿ったヘッド１３の断面図であり、図２は図１のＡ−Ｂ線の切断面である。
【００４４】
図４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４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６５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６５の移動経路中に突出した形態で保持される。６２は記録ヘッド６５の吐出口面のキャップであり、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６５の移動方向と垂直な方向に移動して、インク吐出口面と当接し、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インク吸収体であり、ブレード６１と同様、記録ヘッド６５の移動経路中に突出した形態で保持される。
【００４５】
上記ブレード６１、キャップ６２及びインク吸収体６３によって吐出回復部６４が構成され、ブレード６１及びインク吸収体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。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媒体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を搭載してそ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の一部はモーター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。
【００４６】
５１は被記録媒体を挿入するための給紙部、５２は不図示のモーターにより駆動する紙送りローラーである。これらの構成によって記録ヘッド６５の吐出口面と対向する位置へ被記録媒体が給紙され、記録が進行するにつれて排紙ローラー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、吐出回復部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６１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。
【００４７】
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６５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６５が記録のため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。
【００４８】
図５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４５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インク吸収体である。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。
【００４９】
本発明のインクジェット記録装置は、上記の如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６に示す如き、それらが一体になったものにも好適に用いられる。図６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、インク保持体が収納されており、かかるインク保持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。
【００５０】
インク保持体の材料としては、無機化合物のポリマー、特にポリウレタン、セルロース、ポリビニルアセテート及びポリオレフィンを用いることが本発明にとって好ましい。更に、インク保持体が多孔質体であるものや、好ましくは多層構造を有するものを使用することが好ましいが、インク保持性、インク吐出性、信頼性の面から、繊維の集合体を圧縮したタイプが特に良好である。又、多層構造体の多層配列方向や繊維集合体の繊維配列方向が、インク収容部のインク廃出方向に配列しているものを使用することが好ましい。更に、上記したようなインク保持体がインク収容部と接触面を有しているものを使用することが好ましい。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４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。
【００５１】
次に、本発明に好適に使用できる記録装置および記録ヘッドの他の具体例を説明する。図７は、本発明に係る吐出時に気泡を大気と連通する吐出方式の液体吐出ヘッドとしての液体吐出ヘッドおよびこのヘッドを用いる液体吐出装置としてのインクジェットプリンタの一例の要部を示す概略斜視図である。
【００５２】
図７においては、インクジェットプリンタは、ケーシング１００８内に長手方向に沿って設けられる記録媒体としての用紙１０２８を図中に示す矢印Ｐで示す方向に間欠的に搬送する搬送装置１０３０と、搬送装置１０３０による用紙１０２８の搬送方向Ｐに略直交する矢印Ｓ方向に、ガイド軸１０１４に沿って略平行に往復運動せしめられる記録部１０１０と、記録部１０１０を往復運動させる駆動手段としての移動駆動部１００６とを含んで構成されている。
【００５３】
上記搬送装置１０３０は、互いに略平行に対向配置されている一対のローラユニット１０２２ａ及び１０２２ｂと、一対のローラユニット１０２４ａ及び１０２４ｂと、これらの各ローラユニットを駆動させるための駆動部１０２０とを備えている。かかる構成により、搬送装置１０３０の駆動部１０２０が作動状態とされると、用紙１０２８が、夫々のローラユニット１０２２ａ及び１０２２ｂと、ローラユニット１０２４ａ及び１０２４ｂにより狭持されて、図７に示す矢印Ｐ方向に間欠送りで搬送されることとなる。
【００５４】
移動駆動部１００６は、所定の間隔をもって対向配置される回転軸に配されるプーリ１０２６ａ、及び、プーリ１０２６ｂに巻きかけられるベルト１０１６、ローラユニット１０２２ａ、及び、ローラユニット１０２２ｂに略平行に配置され記録部１０１０のキャリッジ部材１０１０ａに連結されるベルト１０１６を順方向及び逆方向に駆動させるモータ１０１８とを含んで構成されている。
【００５５】
モータ１０１８が作動状態とされてベルト１０１６が図７の矢印Ｒ方向に回転したとき、記録部１０１０のキャリッジ部材１０１０ａは図７の矢印Ｓ方向に所定の移動量だけ移動される。又、モータ１０１８が作動状態とされてベルト１０１６が図中に示した矢印Ｒ方向とは逆方向に回転したとき、記録部１０１０のキャリッジ部材１０１０ａは図７の矢印Ｓ方向とは反対の方向に所定の移動量だけ移動されることとなる。更に、移動駆動部１００６の一端部には、キャリッジ部材１０１０ａのホームポジションとなる位置に、記録部１０１０の吐出回復処理を行うための回復ユニット１０２６が記録部１０１０のインク吐出口配列に対向して設けられている。
【００５６】
記録部１０１０は、インクジェットカートリッジ（以下、単にカートリッジと記述する場合がある）１０１２Ｙ、１０１２Ｍ、１０１２Ｃおよび１０１２Ｂが各色、例えばイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック毎にそれぞれ、キャリッジ部材１０１０ａに対して着脱自在に備えられる。
【００５７】
図８は上述のインクジェット記録装置に搭載可能なインクジェットカートリッジの一例を示す。本例におけるカートリッジ１０１２は、シリアルタイプのものであり、インクジェット記録ヘッド１００と、インク等の液体を収容する液体タンク１００１とで主要部が構成されている。
【００５８】
インクジェット記録ヘッド１００は液体を吐出するための多数の吐出口８３２が形成されており、インク等の液体は、液体タンク１００１から図示しない液体供給通路を介して液体吐出ヘッド１００の共通液室（図９参照）へと導かれるようになっている。図８に示したカートリッジ１０１２は、インクジェット記録ヘッド１００と液体タンク１００１とを一体的に形成し、必要に応じて液体タンク１００１内に液体を補給できるようにしたものであるが、この液体吐出ヘッド１００に対し、液体タンク１００１を交換可能に連結した構造を採用するようにしてもよい。
【００５９】
このような構成のインクジェットプリンタに搭載され得る上述の液体吐出ヘッドの具体例を以下に更に詳しく説明する。
【００６０】
図９は、本発明のインクジェット記録装置に好適な液体吐出ヘッドの要部を模式的に示す概略斜視図であり、図１０〜図１３は図９に示した液体吐出ヘッドの吐出口形状を示す正面図である。尚、これらの図において電気熱変換素子を駆動するための電気的な配線等は省略している。
【００６１】
本例の液体吐出ヘッドにおいては、例えば図９に示されるような、ガラス、セラミックス、プラスチック或いは金属等からなる基板９３４が用いられる。このような基板の材質は、本発明の本質ではなく、流路構成部材の一部として機能し、インク吐出エネルギー発生素子、及び後述する液流路、吐出口を形成する材料層の支持体として、機能し得るものであれば特に限定されるものではない。そこで、本例では、Ｓｉ基板（ウエハ）を用いた場合で説明する。このような基板９３４上にインク吐出口を形成するが、その方法としては、レーザー光による形成方法の他、例えば、後述するオリフィスプレート（吐出口プレート）９３５を感光性樹脂として、ＭＰＡ（Ｍｉｒｒｏｒ　Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　Ａｌｉｎｅｒ）等の露光装置により吐出口を形成する方法も挙げられる。
【００６２】
図９において９３４は電気熱変換素子（以下、ヒータと記述する場合がある）９３１および共通液室部としての長溝状の貫通口からなるインク供給口９３３を備える基板であり、インク供給口９３３の長手方向の両側には、熱エネルギー発生手段であるヒータ９３１がそれぞれ１列ずつ千鳥状に、電気熱変換素子の間隔が、例えば、３００ｄｐｉで配列されている。又、この基板９３４上には、インク流路を形成するためのインク流路壁９３６が設けられている。このインク流路壁９３６には、更に吐出口８３２を備える吐出口プレート９３５が設けられている。
【００６３】
ここで、図９においてはインク流路壁９３６と吐出口プレート９３５とは、別部材として示されているが、このインク流路壁９３６を例えばスピンコート等の手法によって基板９３４上に形成することによりインク流路壁９３６と吐出口プレート９３５とを同一部材として同時に形成することも可能である。ここでは、更に、吐出口面（上面）９３５ａ側は撥水処理が施されている。
【００６４】
例示した装置では、図７の矢印Ｓ方向に走査しながら記録を行うシリアルタイプのヘッドを用い、例えば、１，２００ｄｐｉで記録を行う。駆動周波数は１０ｋＨｚであり、一つの吐出口では最短時間間隔１００μｓ毎に吐出を行うことになる。
【００６５】
又、ヘッドの実例寸法の一例としては、例えば、図１０に示すように、隣接するノズルを流体的に隔離する隔壁９３６ａは、幅ｗ＝１４μｍである。図１３に示すように、インク流路壁９３６により形成される発泡室１３３７は、Ｎ１（発泡室の幅寸法）＝３３μｍ、Ｎ２（発泡室の長さ寸法）＝３５μｍである。ヒータ９３１のサイズは３０μｍ×３０μｍでヒータ抵抗値は５３Ωであり、駆動電圧は１０．３Ｖである。又、インク流路壁９３６及び隔壁９３６ａの高さは１２μｍで、吐出口プレート厚は１１μｍのものが使用できる。
【００６６】
図９に示したように、吐出口８３２を含む吐出口プレートに設けられた吐出口部９４０の断面のうち、インクの吐出方向（オリフィスプレート９３５の厚み方向）に交差する方向で切断してみた断面の形状は、図１１に示したように、概略星形となっており、鈍角の角を有する６つの起部８３２ａと、これら起部８３２ａの間に交互に配され、且つ、鋭角の角を有する６つの伏部８３２ｂとから概略構成されている。即ち、吐出口の中心Ｏから局所的に離れた領域としての伏部８３２ｂをその頂部、この領域に隣接する吐出口の中心Ｏから局所的に近い領域としての起部８３２ａをその基部として、図９に示すオリフィスプレートの厚み方向（液体の吐出方向）に６つの溝が形成されている（溝部の位置については図１４の１１４１ａ参照）。
【００６７】
図示した例の液体吐出ヘッドにおいては、吐出口部９４０は、例えばその厚み方向に交差する方向で切断した断面が一辺２７μｍの二つの正三角形を６０度回転させた状態で組み合わせた形状となっており、図１１に示すＴ１は８μｍである。起部８３２ａの角度はすべて１２０度であり、伏部８３２ｂの角度はすべて６０度である。
【００６８】
従って、吐出口の中心Ｏと、互いに隣接する溝の中心部（溝の頂部と、この頂部に隣接する２つの基部とを結んでできる図形の中心（重心））を結んで形成される多角形の重心Ｇとが一致するようになっている。（図１１参照）本例の吐出口８３２の開口面積は４００μｍ２であり、溝部の開口面積（溝の頂部と、この頂部に隣接する２つの基部とを結んでできる図形の面積）は１つあたり約３３μｍ２となっている。
図１２は図１１に示した吐出口の部分のインク付着状態を示す模式図である。
【００６９】
次に、上述の構成のインクジェット記録ヘッドによる液体の吐出動作について図１４〜図２１を用いて説明する。
図１４〜図２１は、図９〜図１３に記載の液体吐出ヘッドの液体吐出動作を説明するための断面図であり、図１３に示す発泡室１３３７のＸ−Ｘ断面図である。この断面において吐出口部９４０のオリフィスプレート厚み方向の端部は、溝１１４１の頂部１１４１ａとなっている。
【００７０】
図１４はヒータ上に膜状の気泡が生成した状態を示し、図１５は図１４の約１μｓ後、図１６は図１４の約２μｓ後、図１７は図１４の約３μｓ後、図１８は図１４の約４μｓ後、図１９は図１４の約５μｓ後、図２０は図１４の約６μｓ後、図２１は図１４の約７μｓ後の状態をそれぞれ示している。尚、以下の説明において、「落下」又は「落とし込み」、「落ち込み」とは、いわゆる重力方向への落下という意味ではなく、ヘッドの取り付け方向によらず、電気熱変換素子の方向への移動をいう。
【００７１】
先ず、図１４に示すように、記録信号などに基づいたヒータ９３１への通電に伴いヒータ９３１上の液流路１３３８内に気泡１０１が生成されると、該気泡は約２μｓ間に図１５および図１６に示すように急激に体積膨張して成長する。気泡１０１の最大体積時における高さは吐出口面９３５ａを上回るが、このとき、気泡の圧力は大気圧の数分の１から１０数分の１にまで減少している。
【００７２】
次に、気泡１０１の生成から約２μｓ後の時点で気泡１０１は上述のように最大体積から体積減少に転じるが、これとほぼ同時にメニスカス１００４の形成も始まる。このメニスカス１００４も図１７に示すようにヒータ９３１側への方向に後退、すなわち落下してゆく。
【００７３】
ここで、図示した例の液体吐出ヘッドにおいては、吐出口部に複数の溝１１４１が分散した状態で設けられていることにより、メニスカス１００４が後退する際に、溝１１４１の部分ではメニスカス後退方向ＦＭとは反対方向ＦＣに毛管力が作用する。その結果、仮に何らかの原因により気泡１０１の状態に多少のバラツキが認められたとしても、メニスカスの後退時のメニスカス及び主液滴（以下、液体又はインクと記述する場合がある）Ｉａの形状が、吐出口中心に対して略対称形状となるように補正される。
【００７４】
そして、図示した例の液体吐出ヘッドでは、このメニスカス１００４の落下速度が気泡１０１の収縮速度よりも速いために、図１８に示したように、気泡の生成から約４μｓ後の時点で気泡１０１が吐出口８３２の下面近傍で大気に連通する。このとき、吐出口８３２の中心軸近傍の液体（インク）はヒータ９３１に向かって落ち込んでゆく。これは、大気に連通する前の気泡１０１の負圧によってヒータ９３１側に引き戻された液体（インク）Ｉａが、気泡１０１の大気連通後も慣性でヒータ９３１面方向の速度を保持しているからである。
【００７５】
ヒータ９３１側に向かって落ち込んでいった液体（インク）は、図１９に示すように気泡１０１の生成から約５μｓ後の時点でヒータ９３１の表面に到達し、図２０に示すようにヒータ９３１の表面を覆うように拡がってゆく。このようにヒータ９３１の表面を覆うように拡がった液体はヒータ９３１の表面に沿った水平方向のベクトルを有するが、ヒータ９３１の表面に交差する、例えば、垂直方向のベクトルは消滅し、ヒータ９３１の表面上に留まろうとし、それよりも上側の液体、すなわち吐出方向の速度ベクトルを保つ液体を下方向に引っ張ることになる。
【００７６】
その後、ヒータ９３１の表面に拡がった液体と上側の液体（主液滴）との間の液体部分Ｉｂが細くなってゆき、気泡１０１の生成から約７μｓ後の時点で図２１に示すようにヒータ９３１の表面の中央で液体部分Ｉｂが切断され、吐出方向の速度ベクトルを保つ主液滴Ｉａとヒータ９３１の表面上に拡がった液体Ｉｃとに分離される。このように分離の位置は液流路１３３８内部、より好ましくは吐出口８３２よりも電気熱変換素子９３１側が望ましい。
主液滴Ｉａは吐出方向に偏りがなく、吐出ヨレすることなく、吐出口８３２の中央部分から吐出され、記録媒体の被記録面の所定位置に着弾される。又、ヒータ９３１の表面上に拡がった液体Ｉｃは、従来であれば主液滴の後続としてサテライト滴となって飛翔するものであるが、ヒータ９３１の表面上に留まり、吐出されない。
【００７７】
このようにサテライト滴の吐出を抑制することができるため、サテライト滴の吐出により発生し易いスプラッシュを防止することができ、霧状に浮遊するミストにより記録媒体の被記録面が汚れるのを確実に防止することが可能となる。尚、図１８〜図２１において、Ｉｄは溝部に付着したインク（溝内のインク）を、又、Ｉｅは液流路内に残存しているインクを表している。
このように、図示した例の液体吐出ヘッドでは、気泡が最大体積に成長した後の体積減少段階で液体を吐出する際に、吐出口の中心に対して分散した複数の溝により、吐出時の主液滴の方向を安定化させることができる。その結果、吐出方向のヨレのない、着弾精度の高い液体吐出ヘッドを提供することができる。又、高い駆動周波数での発泡バラツキに対しても吐出を安定して行うことができることによる、高速高精細印字を実現することができる。
【００７８】
特に、図示した例の液体吐出ヘッドでは、気泡の体積減少段階でこの気泡を始めて大気と連通させることで液体を吐出することにより、気泡を大気に連通させて液滴を吐出する際に発生するミストを防止できるので、所謂、突然不吐出の要因となる、吐出口面に液滴が付着する状態を抑制することもできる。
本発明に好適に使用できる、上記したような吐出時に気泡を大気と連通する吐出方式の記録ヘッドの他の実施態様として、例えば特許第２７８３６４７号公報に記載のように、いわゆるエッジシュータータイプが挙げられる。
【００７９】
本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成し、記録を行うインクジェット方式の記録ヘッドや記録装置において、優れた効果をもたらすものである。
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４，７２３，１２９号明細書、同第４，７４０，７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。
【００８０】
この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて膜沸騰を超える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長及び収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行なわれるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成できより好ましい。
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４，４６３，３５９号明細書及び同第４，３４５，２６２号明細書に記載されているようなものが適している。尚、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４，３１３，１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、更に優れた記録を行なうことができる。
【００８１】
本発明のインクジェット記録を構成する記録ヘッドの構成としては、上記に挙げた各明細書に開示されているような吐出口、液路及び電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路又は直角液流路）の他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４，５５８，３３３号明細書、米国特許第４，４５９，６００号明細書を用いた構成のものを使用することも好ましい。
加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても本発明は有効である。
【００８２】
更に、記録装置が記録できる最大範囲の被記録媒体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよいが、本発明は、上述した効果を一層有効に発揮することができる。
加えて、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、或いは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。
【００８３】
又、本発明のインクジェット記録装置の構成に設けられる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加することは、本発明の効果を一層安定できるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或いは吸引手段、電気熱変換体或いはこれとは別の加熱素子或いはこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを行うことも安定した記録を行うために有効である。
【００８４】
更に、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでもよいが、異なる色の複色カラー、又は混色によるフルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。
【００８５】
以上説明した本発明の実施例においては、インクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化するもの、若しくは液体であるもの、或いは上述のインクジェット方式においては、インク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであればいずれのものでもよい。
【００８６】
加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用せしめることで防止するか、又はインクの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクとして吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初めて液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能である。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報或いは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部又は貫通孔に液状又は固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【００８７】
更に加えて、本発明のインクジェット記録装置の形態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体、又は別体に設けられるものの他、リーダと組み合せた複写装置、更には送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採るものであってもよい。
【００８８】
次に、上述した液体吐出ヘッドを搭載する液体吐出装置の概略について説明する。
図２２は、上記構成を有する液体吐出ヘッドを装着して適用することのできる液体吐出装置の一例であるインクジェット記録装置６００の概略斜視図である。図２２において、インクジェットヘッドカートリッジ６０１は、上述した液体吐出ヘッドとこの液体吐出ヘッドに供給するインクを保持するインクタンクとが一体となったものである。このインクジェットヘッドカートリッジ６０１は、駆動モータ６０２の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア６０３、６０４を介して回転するリードスクリュ６０５の螺旋溝６０６に対して係合するキャリッジ６０７上に搭載されており、駆動モータ６０２の動力によってキャリッジ６０７とともにガイド６０８に沿って矢印ａ，ｂ方向に往復移動される。被記録媒体Ｐ’は、図示しない被記録媒体搬送手段によってプラテンローラ６０９上を搬送され、紙押え板６１０によりキャリッジ６０７の移動方向にわたってプラテンローラ６０９に対して押圧される。
【００８９】
リードスクリュ６０５の一端の近傍には、フォトカプラ６１１及び６１２が配設されている。これらはキャリッジ６０７のレバー６０７ａのこの領域での存在を確認し、駆動モータ６０２の回転方向切り換え等を行うためのホームポジション検知手段である。
【００９０】
支持部材６１３は、上述のインクジェットヘッドカートリッジ６０１の吐出口のある前面（吐出口面）を覆うキャップ部材６１４を支持するものである。又、インク吸引手段６１５は、キャップ部材６１４の内部にインクジェットヘッドカートリッジ６０１から空吐出等されて溜まったインクを吸引するものである。このインク吸引手段６１５によりキャップ内開口部（不図示）を介してインクジェットヘッドカートリッジ６０１の吸引回復が行われる。インクジェットヘッドカートリッジ６０１の吐出口面を払拭するためのクリーニングブレード６１７は、移動部材６１８により前後方向（上記キャリッジ６０７の移動方向に直交する方向）に移動可能に設けられている。これらクリーニングブレード６１７及び移動部材６１８は、本体支持体６１９に支持されている。クリーニングブレード６１７は、この形態に限らず、他の周知のクリーニングブレードであってもよい。
【００９１】
液体吐出ヘッドの吸引回復操作にあたって、吸引を開始させるためのレバー６２０は、キャリッジ６０７と係合するカム６２１の移動に伴って移動し、駆動モータ６０２からの駆動力がクラッチ切り換え等の公知の伝達手段で移動制御される。インクジェットヘッドカートリッジ６０１の液体吐出ヘッドに設けられた発熱体に信号を付与したり、前述した各機構の駆動制御を司ったりするインクジェット記録制御部は装置本体側に設けられており、ここには図示しない。
【００９２】
上述の構成を有するインクジェット記録装置６００は、図示しない被記録媒体搬送手段によりプラテンローラ６０９上を搬送される被記録媒体Ｐ’に対し、インクジェットヘッドカートリッジ６０１は被記録媒体Ｐ’の全幅にわたって往復移動しながら記録を行う。
【００９３】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する。尚、文中、部及び％とあるのは特に断りのない限り質量基準である。
＜実施例１〜４＞
（自己分散タイプの顔料の調製）
５．３ｇの水に５．０ｇの濃塩酸を溶かした溶液を５℃においてアントラニル酸１．５８ｇを加えた。これに、アイスバスで撹拌することにより常に１０℃以下に保たれた状態で、５℃の８．７ｇの水に１．７８ｇの亜硝酸ナトリウムを加えた溶液を加えた。この状態で更に１５分撹拌後、表面積が３２０ｍ２／ｇで、ＤＢＰ吸油量が１２０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック２０ｇを混合した状態のまま加え、更に１５分撹拌した。そして、得られたカーボンブラック分散溶液を濾過した。その際、純水で２回洗浄後、水酸化ナトリウムを用いてｐＨを中性に調整後、オーブン中で水分を取り除き、顔料濃度が１０質量％の顔料分散体１を得た。顔料分散体１は、以上の方法により下記化学式に示すアニオン性基がカーボンブラックの表面に導入されたものが分散されている。
2004067710.tif 000008
【００９４】
（実施例１）
上記で得られた顔料分散体１（対イオンとしてアンモニウムイオンを有する）を含む下記の成分を混合し、充分撹拌して分散させた後、ポアサイズ１．０μｍのミクロフィルター（富士写真フィルム（株）製）にて加圧濾過して、本実施例のインクを得た。
2004067710.tif 000009
【００９５】
（実施例２）
上記で得られた顔料分散体１（対イオンとしてアンモニウムイオンと金属イオンを有する）を含む下記の成分を混合し、充分撹拌して分散させた後、ポアサイズ１．０μｍのミクロフィルター（富士写真フィルム（株）製）にて加圧濾過して、本実施例のインクを得た。
2004067710.tif 000010
【００９６】
（実施例３）
上記で得られた顔料分散体１（対イオンとしてアンモニウムイオンを有する）を含む下記の成分を混合し、充分撹拌して分散させた後、ポアサイズ１．０μｍのミクロフィルター（富士写真フィルム（株）製）にて加圧濾過して、本実施例のインクを得た。
2004067710.tif 000011
【００９７】
（実施例４）
上記で得られた顔料分散体１（対イオンとして有機アミンを有する）を含む下記の成分を混合し、充分撹拌して分散させた後、ポアサイズ１．０μｍのミクロフィルター（富士写真フィルム（株）製）にて加圧濾過して、本実施例のインクを得た。
2004067710.tif 000012
【００９８】
＜実施例５及び６＞
（自己分散タイプの顔料の調製）
市販の酸性カーボンブラック　ＭＡ−７７（三菱化学（株）製）３０ｇを水１，０００ｍｌによく混合した後、これに次亜塩素酸ソーダ（有効塩素濃度１２％）４５０ｇを滴下して、１００〜１０５℃で１０時間撹拌した。得られたスラリーを東洋濾紙（アドバンティス社製）で濾過して、顔料粒子を充分に水洗した。この顔料ウエットケーキを水３，０００ｍｌに再分散して、電導度０．２μｓまで逆浸透膜で脱塩した。更に、この顔料分散液（ｐＨ＝８〜１０）を顔料濃度１０質量％に濃縮した。
以上の方法により、カーボンブラックの表面に−ＣＯＯ−基が結合されたアニオン性の自己分散タイプのカーボンブラックを有し、対イオンとしてＮａ＋イオンを有する顔料分散体２を得た。
【００９９】
（実施例５）
上記で得られた顔料分散体２を含む下記の成分を混合し、充分撹拌して分散させた後、ポアサイズ１．０μｍのミクロフィルター（富士写真フィルム（株）製）にて加圧濾過して、本実施例のインクを得た。
2004067710.tif 000013
【０１００】
（実施例６）
上記で得られた顔料分散体２を含む下記の成分を混合し、充分撹拌して分散させた後、ポアサイズ１．０μｍのミクロフィルター（富士写真フィルム（株）製）にて加圧濾過して、本実施例のインクを得た。
2004067710.tif 000014
【０１０１】
＜実施例７＞
実施例１で得られた顔料分散体１に、イオン交換樹脂を用いて、Ｈ型にイオン交換した後、イオン交換樹脂をナイロン製のメッシュで分離した後、水分を蒸発させ、Ｈ型の顔料粉体３を得た。
【０１０２】
（実施例７）
上記で得られた顔料粉体３を含む下記の成分を混合し、充分撹拌して分散させた後、ポアサイズ１．０μｍのミクロフィルター（富士写真フィルム（株）製）にて加圧濾過して、本実施例のインクを得た。
2004067710.tif 000015
以上を混合した後、水酸化アンモニウムを用いて、ｐＨを約８に調整し、対イオンとしてアンモニウムイオンを含む顔料にした。
【０１０３】
＜実施例８＞
（自己分散タイプの顔料の調製）
スルファニル酸４．２５ｇを熱水に溶かした溶液と、表面積２３０ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量が７０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック２５ｇとを混合・撹拌しながら３０℃になるまで、撹拌を行う。その後、５．３３ｇの濃塩酸を加えた後、少量の水に溶けた２．０３ｇのＮａＮＯ２を１時間かけて加える。
泡立ちが消えた後、純水を加え、混合・撹拌した後、ＮａＯＨを加え、ｐＨを９に調整した後、１．２μｍのフィルターで濾過し、オーブン中で、顔料の含有量が１０質量％になるまで水を蒸発させる。更に、これを１．２μｍのフィルターで濾過して顔料分散体４を得た。顔料分散体４は、以上の方法により下記化学式に示すアニオン性基がカーボンブラックの表面に導入されたものが分散されている。
2004067710.tif 000016
【０１０４】
（実施例８）
上記で得られた顔料分散体４を含む下記の成分を混合し、充分撹拌して分散させた後、ポアサイズ１．０μｍのミクロフィルター（富士写真フィルム（株）製）にて加圧濾過して、本実施例のインクを得た。
2004067710.tif 000017
【０１０５】
＜比較例１＞
実施例で使用した顔料分散体１（対イオンとしてアンモニウムイオンを有する）を含む下記の成分を混合し、充分撹拌して分散させた後、ポアサイズ１．０μｍのミクロフィルター（富士写真フィルム（株）製）にて加圧濾過して、本比較例のインクを得た。
・顔料分散体１　　　　　　　　　　　　　５０部
・ジエチレングリコール　　　　　　　　　　６部
・エチレングリコール　　　　　　　　　　　６部
・トリメチロールプロパン　　　　　　　　　６部
・純水　　　　　　　　　　　　　　　　　３２部
【０１０６】
＜比較例２＞
実施例で使用した顔料分散体１（対イオンとしてアンモニウムイオンを有する）を含む下記の成分を混合し、充分撹拌して分散させた後、ポアサイズ１．０μｍのミクロフィルター（富士写真フィルム（株）製）にて加圧濾過して、本比較例のインクを得た。
・顔料分散体１　　　　　　　　　　　　　５０部
・ジエチレングリコール　　　　　　　　　　６部
・エチレングリコール　　　　　　　　　　　６部
・トリメチロールプロパン　　　　　　　　　６部
・一般式（Ｉ）でＨＬＢ＝８界面活性剤　　　　　１部
・一般式（Ｉ）でＨＬＢ＝４の界面活性剤
（水に対して乳化状になるもの）　　　　０．３部
・純水　　　　　　　　　　　　　　　３０．７部
【０１０７】
＜比較例３＞
実施例で使用した顔料分散体２を含む下記の成分を混合し、充分撹拌して分散させた後、ポアサイズ１．０μｍのミクロフィルター（富士写真フィルム（株）製）にて加圧濾過して、本比較例のインクを得た。
・顔料分散体２　　　　　　　　　　　　　３０部
・ジエチレングリコール　　　　　　　　　　６部
・エチレングリコール　　　　　　　　　　　６部
・トリメチロールプロパン　　　　　　　　　６部
・一般式（Ｉ）でＨＬＢ＝１０の界面活性剤　　　３部
・純水　　　　　　　　　　　　　　　　　４９部
【０１０８】
＜比較例４＞
実施例で使用した顔料分散体２を含む下記の成分を混合し、充分撹拌して分散させた後、ポアサイズ１．０μｍのミクロフィルター（富士写真フィルム（株）製）にて加圧濾過して、本比較例のインクを得た。
・顔料分散体２　　　　　　　　　　　　　３０部
・ジエチレングリコール　　　　　　　　　１０部
・グリセリン　　　　　　　　　　　　　　　５部
・一般式（Ｉ）でＨＬＢ＝４の界面活性剤　　０．５部
・純水　　　　　　　　　　　　　　　５４．５部
【０１０９】
＜比較例５＞
実施例で使用した顔料分散体２を含む下記の成分を混合し、充分撹拌して分散させた後、ポアサイズ１．０μｍのミクロフィルター（富士写真フィルム（株）製）にて加圧濾過して、本比較例のインクを得た。
2004067710.tif 000018
【０１１０】
2004067710.tif 000019
【０１１１】
＜評価＞
上記で得られた実施例及び比較例の各インクを用いて、以下に記載の各評価を行いその評価結果を表１に示す。
（インクの安定性評価１）
実施例及び比較例の夫々のインクを１００ｍｌのガラス容器に入れて密閉し、６０℃環境下に２ケ月放置後、デカンテーションにてインクを取り除き、残留した沈澱物の有無を目視にて観察し、下記の基準で評価した。
○：沈澱物は全くなかった。
△：容器の底には沈澱物はないが、容器壁面に凝集物が見られた。
×：沈澱物が多く見られた。
【０１１２】
（インクの安定性評価２）
実施例及び比較例の夫々のインクを、１，０００ｍｌのフッ素樹脂性の密閉容器に入れ、常温・常湿環境下に３ケ月放置後、インクの上澄み部分と、底のインク部分とを採取し、夫々について、粘度、表面張力、ｐＨを測定し、下記基準で評価を行った。
○：上澄みと底のインクで違いがない。
×：上澄みと底のインクでは差が生じた。
【０１１３】
（インクの安定性評価３）
実施例及び比較例の夫々のインクを、１００ｍｌのガラス容器に入れて密閉し、５０℃の環境下に１ケ月放置後、１μｍのフロロポアフィルター（住友電工（株）製）を用いて濾過を行い、目視にて下記基準で評価を行った。
○：フィルター上に堆積物は見られなかった。
△：フィルター上に少し堆積物が見られた。
×：フィルター上に多く堆積物が見られたが、１００ｍｌをどうにか濾過できた。
××：フィルター上に多く堆積物が見られ、途中で濾過ができなくなった。
【０１１４】
（印字物の堅牢性評価）
実施例及び比較例の夫々のインクを、市販のインクジェットプリンター　ＢＪＦ６００（キヤノン（株）製）に用い、英数文字を市販されている普通紙のＰＢペーパー（キヤノン（株）製）に印字し、０．５秒後に水道水で濡らした。別のＰＢペーパーで擦り、その汚れの状態を目視にて観察し、下記基準で評価を行った。
○：汚れが認められず、きれいであった。
△：英数文字は読めるが、汚れを生じた。
×：汚れがひどく、英数文字の判読が困難であった。
【０１１５】
（吐出性の評価１）
実施例及び比較例の夫々のインクで、市販のインクジェットプリンター　ＢＪＦ６００（キヤノン（株）製）を用い、英数文字を連続で１，０００万字印字し、得られた印字物について目視にて観察し、下記基準で評価を行った。
◎：印字のカスレ、不吐出、ヨレ及び細りもなく、最後まできれいに印字できた。
○：印字のカスレ、不吐出はないが、印字のヨレ及び細り等の乱れがあったが、最後まで印字できた。
△：印字のカスレ、不吐出が発生したが、回復操作を途中で行うことで、最後まで印字できた。
×：印字のカスレ、不吐出が多く発生し、回復操作を行っても、充分な回復はしなかった。
××：印字が途中でほとんどできなくなった。又、回復操作を行っても回復しなかった。
【０１１６】
（吐出性の評価２）
実施例及び比較例の夫々のインクで、市販のインクジェットプリンター　ＢＪＦ６００（キヤノン（株）製）を用い、１５℃、１５％ＲＨの環境下に１週間放置後、英数文字を連続で印字し、得られた印字物について目視にて観察し、下記基準で評価を行った。
○：印字の乱れは全くなかった。
△：印字に、ヨレ、細りは見られるが、カスレ、不吐出はみられなかった。
×：印字に、カスレ、不吐出がみられたが、英数文字は読める。
××：印字に、カスレ、不吐出が多く見られ、英数文字は判読が困難であった。
【０１１７】
（品位の評価）
実施例及び比較例の夫々のインクで、市販のインクジェットプリンター　ＢＪＦ６００（キヤノン（株）製）を用いて、英数文字を印字し、得られた印字物について目視にて観察し、下記基準で評価を行った。
◎：英数文字はシャープで、ヒゲ状の滲み等は見られない。
○：英数文字にシャープさはないが、英数文字のエッジに乱れはなかった。
△：英数文字はシャープであるが、ヒゲ状の滲みが見られた。
×：英数文字にシャープさはなく、又、エッジも乱れていた。
【０１１８】
2004067710.tif 000020
【０１１９】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明によれば、印字記録物の堅牢性が良好で、且つ、安定性、信頼性の良好な水系インク、インクジェット記録方法及びかかるインクを用いた機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット記録装置ヘッドの縦断面図である。
【図２】インクジェット記録装置ヘッドの縦横面図である。
【図３】図１に示したヘッドをマルチ化したヘッドの外観斜視図である。
【図４】インクジェット記録装置の一例を示す斜視図である。
【図５】インクカートリッジの縦断面図である。
【図６】記録ユニットの一例を示す斜視図である。
【図７】液体吐出ヘッドを搭載可能なインクジェットプリンタの一例の要部を示す概略斜視図である。
【図８】液体吐出ヘッドを備えたインクジェトカートリッジの一例を示す概略斜視図である。
【図９】図８に示したインクジェットカートリッジに用いられている液体吐出ヘッドの一例の要部を模式的に示す概略斜視図である。
【図１０】図８に示した液体吐出ヘッドの一例の一部を抽出した概念図である。
【図１１】図１０に示した吐出口の部分の拡大図である。
【図１２】図１１に示した吐出口の部分のインク付着状態を示す模式図である。
【図１３】図１０における主要部の模式図である。
【図１４】図１３中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１５〜図２１と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図１５】図１３中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１４及び図１６〜図２１と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図１６】図１３中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１４、図１５及び図１７〜図２１と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図１７】図１３中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１４〜図１６及び図１８〜図２１と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図１８】図１３中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１４〜図１７及び図１９〜図２１と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図１９】図１３中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１４〜図１８及び図２０、図２１と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図２０】図１３中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１４〜図１９及び図２１と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図２１】図１３中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１４〜図２０と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図２２】本発明の液体吐出ヘッドを装着して適用することのできる液体吐出装置の一例であるインクジェット記録装置６００の概略斜視図である。
【符号の説明】
１３：ヘッド
１４：インク溝
１５：発熱ヘッド
１６：保護膜
１７：アルミニウム電極
１８：発熱抵抗体層
１９：蓄熱層
２０：基板
２１：インク
２２：吐出オリフィス（微細孔）
２３：メニスカス
２４：インク滴
２５：被記録媒体
２６：マルチ溝
２７：ガラス板
２８：発熱ヘッド
４０：インク袋
４２：栓
４４：インク吸収体
４５：インクカートリッジ
５１：給紙部
５２：紙送りローラー
５３：排紙ローラー
６１：ブレード
６２：キャップ
６３：インク吸収体
６４：吐出回復部
６５：記録ヘッド
６６：キャリッジ
６７：ガイド軸
６８：モーター
６９：ベルト
７０：記録ユニット
７１：ヘッド部
７２：大気連通口
１００：インクジェット記録ヘッド
１０１：気泡
６００：インクジェット記録装置
６０１：インクジェットヘッドカートリッジ
６０２：駆動モータ
６０３、６０４：駆動力伝達ギア
６０５：リードスクリュ
６０６：螺旋溝
６０７：キャリッジ
６０７ａ：レバー
６０８：ガイド
６０９：プラテンローラ
６１０：紙押え板
６１１、６１２：フォトカプラ
６１３：支持部材
６１４：キャップ部材
６１５：インク吸引手段
６１７：クリーニングブレード
６１８：移動部材
６１９：本体支持体
６２０：（吸引開始）レバー
６２１：カム
８３２：吐出口
８３２ａ：起部
８３２ｂ：伏部
９３１：電気熱変換素子（ヒータ、インク吐出エネルギー発生素子）
９３３：インク供給口（開口部）
９３４：基板
９３５：オリフィスプレート（吐出口プレート）
９３５ａ：吐出口面
９３６：インク流路壁
９３６ａ：隔壁
９４０：吐出口部
１００１：液体タンク
１００４：メニスカス
１００６：移動駆動部
１００８：ケーシング
１０１０：記録部
１０１０ａ：キャリッジ部材
１０１２：カートリッジ
１０１２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ：インクジェットカートリッジ
１０１４：ガイド軸
１０１６：ベルト
１０１８：モータ
１０２０：駆動部
１０２２ａ、１０２２ｂ：ローラユニット
１０２４ａ、１０２４ｂ：ローラユニット
１０２６：回復ユニット
１０２６ａ、１０２６ｂ：プーリ
１０２８：用紙
１０３０：搬送装置
１１４１：溝
１１４１ａ：頂部
１３３７：発泡室
１３３８：液流路
Ｃ：濡れインク
ＦＭ：メニスカス後退方向
ＦＣ：メニスカス後退方向と反対方向
Ｇ：重心
Ｉ：インク
Ｉａ：主液滴（液体，インク）
Ｉｂ，Ｉｃ：液体（インク）
Ｉｄ：溝部に付着したインク（溝内のインク）
Ｉｅ：液流路内に残存しているインク
Ｌ：液室（インク供給口）から吐出口に向かう線
Ｎ１：発泡室の幅寸法
Ｎ２：発泡室の長さ寸法
Ｏ：吐出口の中心
Ｐ’：被記録媒体
Ｐ：用紙の搬送方向
Ｒ：ベルトの回転方向
Ｓ：用紙の搬送方向と略直交する方向
Ｔ１：吐出口伏部寸法
ｗ：隔壁の幅寸法
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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