(57)【要約】【課題】吐出安定性、特に短期放置後に吐出に乱れを生じることなく記録画像の形成が可能なインクジェット用インクの提供を達成すること。【解決手段】水溶性染料と、水と、炭素数２以上８以下のジオールの少なくとも３種類とを含有するインクジェット記録用のインクであって、該少なくとも３種類のジオールは第１、第２及び第３のジオールを含み、該第１及び第２のジオールは互いに分子量が異なるジオールであり、該水溶性染料の第１及び第２のジオールに対する溶解度が２０質量％以上であり、該水溶性染料の第３のジオールに対する溶解度が１質量％以下であり、且つ該第３のジオールのインク中における含有量が、質量基準でインク中の第１、第２及び第３のジオールの総量の１／４以下であることを特徴とするインクジェット用インク。【選択図】図７
2007277285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性染料と、水と、炭素数２以上８以下のジオールの少なくとも３種類とを含有するインクジェット記録用のインクであって、該少なくとも３種類のジオールは第１、第２及び第３のジオールを含み、該第１及び第２のジオールは互いに分子量が異なり、該水溶性染料の第１及び第２のジオールに対する溶解度が２０質量％以上であり、該水溶性染料の第３のジオールに対する溶解度が１質量％以下であり、且つ該第３のジオールのインク中における含有量が、質量基準でインク中の第１、第２及び第３のジオールの総量の１／４以下であることを特徴とするインクジェット用インク。
【請求項２】
前記炭素数２以上８以下のジオールのうちの少なくとも１種が、下記一般式（Ｉ）で表される化合物である請求項１に記載のインクジェット用インク。
2007277285.tif 000017
（式中、ｎは２乃至８）
【請求項３】
前記第１及び第２のジオールのいずれかが、エチレングリコールである請求項２に記載のインクジェット用インク。
【請求項４】
前記第１及び第２のジオールの総量に対するエチレングリコール含有量の割合（エチレングリコール／第１及び第２のジオール）が、質量基準で５／１０以上８／１０以下である請求項３に記載のインクジェット用インク。
【請求項５】
前記第１及び第２のジオールのいずれかが、１，３−プロパンジオールである請求項２乃至４のいずれか１項に記載のインクジェット用インク。
【請求項６】
前記第１及び第２のジオールのインク中における総含有量が１０質量％以上３０質量％以下であり、且つインク中における第３のジオールの含有量が、０．５質量％以上１０質量％以下である請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインクジェット用インク。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインクジェット用インクを収容してなることを特徴とするインクタンク。
【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に好適に使用できるインクジェット用インク及び該インクを収容してなるインクタンクに関し、更に詳しくは、水溶性染料を含む水性インクの短期放置後の吐出安定化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方式の発展は著しく、フルカラー画像を容易に形成できる手段として、とりわけオフィスや個人使用において広く用いられるようになってきている。特に近年では、インクジェット記録画像の高画質化が進み、銀塩写真に匹敵するほどの高画質な記録画像の実現が可能となっている。そのため、インクジェット記録画像に求められる性能も、色調再現性が優れていること、光学濃度が高く、色調が鮮明な画像を与えることといった品位性能、更には、記録画像の長期保存性が挙げられるようになっている。
【０００３】
インクジェット記録方式に用いられるインクを構成する色材としては、染料や顔料が用いられている。中でも、光沢紙に対する発色性や光沢性を考慮すると、色材としては染料が望ましく、更に他のインクジェット適性を考えると、水溶性染料が好ましい。又、高発色性が求められる近年では、使用される染料の色材濃度も高く、更に、機能付加した染料（例えば、耐光性、耐水性等）が用いられるため、インクとして吐出特性や信頼性を維持できる特性のものであることが、従来に増して強く要望されている。
【０００４】
又、高画質化を実現する他の手段としては、インク滴を小液滴とすることによって画像のドットサイズを小さくし、これによって高精細な画質の達成が図られている。そのため、より小さな液滴を安定して吐出させる記録ヘッドの開発が進められている。このような記録を可能とするインク（液滴）吐出方法としては、熱エネルギにより形成された気泡（バブル）を大気に連通させて記録を行う方式が開示されている（特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。このような液滴サイズを小さくしたヘッドでは、ノズル径が小さくなるので、特にノズルの先端部からのインクの蒸発が進みやすい。このため、インクに求められる吐出性能は、従来と比べてより厳しいものとなってきている。
【０００５】
一概に吐出安定性といっても単一の性能を指しているわけではなく、吐出安定性として挙げられる条件にはいくつかのものがある。例えば、連続吐出時の安定性、長期放置後の回復性、或いは短期放置後の吐出安定性等が挙げられる。ここで、短期放置とは、例えば、吐出ヘッドがキャップされていない状態で吐出時間間隔があいた場合を想定している。従って、蒸発のしやすさはノズル形状によっても影響される。特に、液滴サイズを小さくしたヘッドを用いる場合は、短期放置後の吐出性能は、インクに必要な性能として重要である。短期放置後の吐出安定性に対するインク側における改良方法としては、種々の提案がある（例えば、特許文献４、特許文献５及び特許文献６参照）。
【０００６】
一方、水溶性染料を含む水性インクに用いられる湿潤剤として、グリコール、グリコールエーテル、或いは含窒素溶剤等を含有させることが知られている。更に、ジオールをインクに含有させることについても種々の提案がある（例えば、特許文献７、特許文献８及び特許文献９参照）。しかしながら、これらの従来技術で用いられているジオールは、インク中に１種か、多くとも２種であり、３種以上のジオールをインク中に含有させることについての提案はみられない。
【０００７】
【特許文献１】特開平４−１０９４０号公報
【特許文献２】特開平４−１０９４１号公報
【特許文献３】特開平４−１２８５９号公報
【特許文献４】特公昭６０−０４２８３４号公報
【特許文献５】特開平４−２１１４６９号公報
【特許文献６】特開平５−０７０７２６号公報
【特許文献７】特開平１１−０７６６４１号公報
【特許文献８】特開平１１−３４９８７１号公報
【特許文献９】特開２００２−２０１３９４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
先に述べたように、インクを構成する水溶性有機溶剤としてジオールを用いた従来技術はあるが、用いられるジオールの種類は、それぞれの効果によって限定されるものであった。そこで、本発明者らは、水性インクに使用可能な多数あるジオールについて、各ジオールに対する効果と問題点を染料に対する溶解性との関係から検討を行って、特に短期放置後でも優れた吐出安定性を達成し得るインク技術についての追求を行った。
【０００９】
従って、本発明の目的は、色材に水溶性染料を用い、水溶性有機溶剤として複数種のジオールを用いたインクにおいての問題点を解決することにある。特に、本発明の目的は、吐出安定性、特に短期放置後に吐出に乱れを生じることなく記録画像の形成が可能なインクの提供を達成することにある。更に、本発明の目的は、上記優れたインクを収容してなるインクタンクを提供することで、短期放置後に吐出に乱れを生じることのない記録画像の形成を達成することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記した目的に鑑み検討を重ね、その過程において、各種水溶性染料と各種水溶性有機溶剤との組合せについての評価を行った。その結果、本発明にかかるインクジェット用インクに規定する少なくとも３種のジオールの組合せを用いた場合において、短期放置後の吐出安定性に大きな効果がみられることを見出して、本発明を為すに至った。
【００１１】
即ち、上記の目的は、下記の本発明によって達成される。本発明の実施形態にかかるインクは、水溶性染料と、水と、炭素数２以上８以下のジオールの少なくとも３種類とを含有するインクジェット記録用のインクであって、該少なくとも３種類のジオールは第１、第２及び第３のジオールを含み、該第１及び第２のジオールは互いに分子量が異なり、該水溶性染料の第１及び第２のジオールに対する溶解度が２０質量％以上であり、該水溶性染料の第３のジオールに対する溶解度が１質量％以下であり、且つ該第３のジオールのインク中における含有量が、質量基準でインク中の第１、第２及び第３のジオールの総量の１／４以下であることを特徴とするインクジェット用インク（以下、「インク」という）、及び該インクを収容してなるインクタンクである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、吐出特性に優れたインク、特には、短期放置後でも優れた吐出安定性を有するインク、更には、該インクを収容してなるインクタンクが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。本発明にかかるインクは、水溶性染料、水、水溶性有機溶剤として炭素数２以上８以下のジオールを少なくとも３種類含有してなる。つまり、ジオールとして、第１、第２及び第３のジオールを含む。そして、３種類のジオールのうちの第１及び第２の２種類のジオールは、互いに分子量が異なるジオールであって、色材として使用する水溶性染料の当該ジオールへの溶解度がいずれも２０質量％以上であることを要する。更に、上記３種類のジオールのうちの第３のジオールは、上記水溶性染料に対する溶解度が１質量％以下であり、且つ、そのインク中における含有量が、質量基準でインク中に占める第１、第２及び第３のジオールの総量の１／４以下であることを要する。下記に、本発明にかかるインクを構成する各成分について説明する。
【００１４】
（ジオール）
本発明にかかるインクの必須の構成成分である「炭素数２以上８以下のジオール」は、炭素数がこの範囲を示す水溶性有機溶剤であれば特に限定されない。例えば、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２−メチル−１，４−ブタンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，２−ヘキサンジオール、２，５−ヘキサンジオール、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、１，７−ヘプタンジオール、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール等が挙げられる。
【００１５】
本発明で使用する炭素数２以上８以下のジオールは、上記した中でも特に、下記一般式（Ｉ）で示される構造の直鎖のアルキルの両末端に−ＯＨを有する化合物が好ましい。
2007277285.tif 000003
（式中、ｎは２乃至８）
【００１６】
又、上記のジオールが、第１、第２及び第３のジオールのどれにあたるかは、インクの色材として使用する水溶性染料とジオールの組合せによって異なる。第１及び第２のジオールは、それぞれ、インクに含まれる水溶性染料の溶解度が２０質量％以上となるジオールであり、分子量が互いに異なるジオールであれば、いずれのものであってもよい。本発明では、以後、分子量の小さい方のジオールを第１のジオール、分子量の大きい方のジオールを第２のジオールと呼び、又、インクに含まれる水溶性染料の溶解度が１質量％以下となるジオールを第３のジオールと呼ぶ。
【００１７】
本発明にかかるインクでは、第１及び第２のジオールのいずれかに、エチレングリコール或いは１，３−プロパンジオールを使用することがより好ましい。又、エチレングリコールを使用する場合には、インク中における第１のジオールと第２のジオールの総量に対するエチレングリコールの占める割合（エチレングリコール／第１及び第２のジオール）が、質量基準で５／１０以上８／１０以下となるようにすることが好ましい。
【００１８】
ここで、本発明で使用する染料の水溶性有機溶剤に対する溶解度は、それぞれ下記式（１）で求められる。
2007277285.tif 000004
【００１９】
又、インク中に占める各ジオールの割合は、下記のようであることが好ましい。先ず、第３のジオールの含有量は、質量基準でインク中に含まれる第１、第２及び第３のジオールの総量の１／４以下であればよいが、特に１／１０以上１／４以下であることが好ましい。更に、インク中に含まれる第１、第２及び第３のジオールを含むジオールの総量は、インク全体の５質量％以上５０質量％以下であることが好ましい。又、第１のジオール及び第２のジオールを合わせた量としては、１０質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。又、第３のジオールの含有量としては、０．５質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。
【００２０】
更に、本発明にかかるインクにおいては、水溶性有機溶剤として、上記で説明した第１、第２及び第３のジオールを含有していればよく、その他、上記以外の水溶性有機溶剤を用いても構わない。その場合の水溶性有機溶剤としては、水溶性を示すものであれば特に制限はなく、下記に挙げるような一般的にインクジェット用インクの溶剤として用いられているものであれば、問題なく使用することができる。例えば、アルコール、多価アルコール、ポリグリコール、グリコールエーテル、含窒素極性溶媒、含硫黄極性溶媒、尿素類及び糖類等が挙げられる。これらの溶剤は、インクの保湿性維持や染料の溶解性向上、インクの記録紙への浸透剤等の用途として用いられる。又、これらの溶剤は単独でも複数を組合せて用いることもできる。
【００２１】
本発明にかかるインク中における第１、第２及び第３のジオールを含む水溶性有機溶剤の総含有量の上限は、インク全体の５０質量％以下が好ましく、下限はインク全体の１０．５質量％以上が好ましい。又、インク中の水の含有量は、３０質量％以上９０質量％以下の範囲が好ましい。水としては、イオン交換水を使用する。
【００２２】
更に、本発明にかかるインクには、上記成分以外にも必要に応じて、界面活性剤、ｐＨ調整剤、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、キレート化剤及び水溶性ポリマー等、種々の添加剤を含有させてもよい。
【００２３】
例えば、界面活性剤としては、例えば、
脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類等の陰イオン性界面活性剤；
ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類、アセチレンアルコール、アセチレングリコール等の非イオン性界面活性剤；
が挙げられる。これらは、１種又は２種以上を適宜選択して使用できる。上記した中でも、特にアセチレンアルコール類や、アセチレングリコール類が普通紙への浸透性に優れた効果を発揮するために好適に用いることができる。
【００２４】
その使用量は、インク全量に対して、０．０１質量％以上５質量％以下が望ましい。この際、インクに添加する界面活性剤の量は、インクの２５℃における表面張力が２０ｍＮ／ｍ（ｄｙｎ／ｃｍ）以上、又、表面張力が６０ｍＮ／ｍ以下となるように決定することが好ましい。又、本発明にかかるインクは、インクジェット記録装置で良好な吐出特性を得るために、必要に応じて添加剤を添加して所望の粘度やｐＨを有するように調整することが好ましい。
【００２５】
（色材）
本発明にかかるインクは、色材として水溶性染料を含有してなるが、染料構造に限定されるものではない。水溶性染料としては、直接染料、酸性染料、反応性染料及び塩基性染料のいずれも用いることができる。又、カラーインデックスに記載のないものでも、水溶性染料であれば使用することができる。
【００２６】
染料の一例としては、下記のものが挙げられる。
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック：１７、１９、２２、３１、３２、５１、６２、７１、７４、１１２、１１３、１５４、１６８、１９５；
Ｃ．Ｉ．アシッドブラック：２、４８、５１、５２、１１０、１１５、１５６；
Ｃ．Ｉ．フードブラック：１、２；
Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド：２、４、９、１１、２０、２３、２４、３１、３９、４６、６２、７５、７９、８０、８３、８９、９５、１９７、２０１、２１８、２２０、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０；
Ｃ．Ｉ．アシッドレッド：６、８、９、１３、１４、１８、２６、２７、３２、３５、４２、５１、５２、８０、８３、８７、８９、９２、１０６、１１４、１１５、１３３、１３４、１４５、１５８、１９８、２４９、２６５、２８９；
Ｃ．Ｉ．フードレッド：８７、９２、９４；
Ｃ．Ｉ．ダイレクトバイオレット：１０７；
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー：１、１５、２２、２５、４１、７６、７７、８０、８６、９０、９８、１０６、１０８、１２０、１５８、１６３、１６８、１９９、２２６、３０７；
Ｃ．Ｉ．アシッドブルー：１、７、９、１５、２２、２３、２５、２９、４０、４３、５９、６２、７４、７８、８０、９０、１００、１０２、１０４、１１２、１１７、１２７、１３８、１５８、１６１、２０３、２０４、２２１、２４４；
Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー：８、１１、１２、２７、２８、３３、３９、４４、５０、５８、８５、８６、８７、８８、８９、９８、１００、１１０、１３２、１７３；
Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー：１、３、７、１１、１７、２３、２５、２９、３６、３８、４０、４２、４４、７６、９８、９９
【００２７】
又、下記一般式（II）で示される構造の銅フタロシアニン化合物を使用することができる。
2007277285.tif 000005
（上記一般式（II）中、Ｍは、アルカリ金属又はアンモニウムであり、Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に、水素原子、スルホン酸基、カルボキシル基（但し、Ｒ1及びＲ2が同時に水素原子となる場合を除く。）を表す。Ｙは、塩素原子、ヒドロキシル基、アミノ基、モノ又はジアルキルアミノ基で表されるフタロシアニン化合物及びその塩を表す。又、ｌ、ｍ、ｎは、ｌ＝０乃至２、ｍ＝１乃至３、ｎ＝１乃至３、但し、ｌ＋ｍ＋ｎ＝３乃至４、置換基の置換位置は、４若しくは４’位を表す。）
【００２８】
しかし、本発明において使用する水溶性染料は、上記したものに限定されるものではない。本発明にかかるインク中に含まれる水溶性染料のインク中の含有量は、インク全量に対して、０．１質量％以上１５質量％以下、特には３質量％以上１０質量％以下の範囲であることが更に好ましい。
【００２９】
（記録装置）
上記した本発明にかかるインクは、特にインクジェット記録用に開発されたものである。その場合に特に好適なインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置としては、例えば、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。
【００３０】
（装置本体）
図１及び図２に、インクジェット記録方式を用いたプリンタの概略構成例を示す。図１において、この実施形態におけるプリンタの装置本体Ｍ１０００の外殻は、外装部材と、その外装部材内に収納されたシャーシＭ３０１９（図２参照）とから構成されている。外装部材は、下ケースＭ１００１、上ケースＭ１００２、アクセスカバーＭ１００３及び排出トレイＭ１００４を含んで構成される。シャーシＭ３０１９は、所定の剛性を有する複数の板状金属部材によって構成され、記録装置の骨格をなし、後述の各記録動作機構を保持するものとなっている。又、装置本体Ｍ１０００の外装は、略下半部の下ケースＭ１００１と、略上半部の上ケースＭ１００２の両ケースを組合せることで、内部に後述の各機構を収納するための収納空間を有する中空体構造をなしている。装置本体Ｍ１０００の上面部及び前面部には、それぞれ、開口部が形成される構造になっている。
【００３１】
更に、排出トレイＭ１００４は、その一端部が下ケースＭ１００１に回転自在に保持され、その回転によって下ケースＭ１００１の前面部に形成される前記開口部を開閉させ得るようになっている。このため、記録動作を実行させる際には、排出トレイＭ１００４を前面側へと回転させて開口部を開くことにより、ここから記録シートが排出可能となると共に排出された記録シートＰを順次積載し得るようになっている。又、排紙トレイＭ１００４には、２枚の補助トレイＭ１００４ａ、Ｍ１００４ｂが収納されており、必要に応じて各トレイを手前に引き出すことにより、用紙の支持面積を３段階に拡大、縮小させ得るようになっている。
【００３２】
アクセスカバーＭ１００３は、その一端部が上ケースＭ１００２に回転自在に保持され、上面に形成される開口部を開閉し得るようになっている。そして、このアクセスカバーＭ１００３を開くことによって、本体内部に収納されている記録ヘッドカートリッジＨ１０００或いはインクタンクＨ１９００等の交換が可能となる。尚、ここでは特に図示しないが、アクセスカバーＭ１００３を開閉させると、その裏面に形成された突起がカバー開閉レバーを回転させるようになっている。そして、そのレバーの回転位置をマイクロスイッチ等で検出することにより、アクセスカバーの開閉状態を検出し得るようになっている。
【００３３】
又、上ケースＭ１００２の後部上面には、電源キーＥ００１８及びレジュームキーＥ００１９が押下可能に設けられている。又、これらと共に、ＬＥＤ  Ｅ００２０が設けられていて、電源キーＥ００１８を押下すると、ＬＥＤ  Ｅ００２０が点灯して、記録可能であることをオペレータに知らせるものとなっている。このＬＥＤ  Ｅ００２０は、点滅の仕方や色の変化をさせたり、プリンタのトラブル等をオペレータに知らせる等、種々の表示機能を有する。尚、トラブル等が解決した場合には、レジュームキーＥ００１９を押下することによって記録が再開されるようになっている。
【００３４】
（記録動作機構）
次に、プリンタの装置本体Ｍ１０００に収納、保持される本実施形態における記録動作機構について説明する。図示した装置における記録動作機構としては、記録シートＰを装置本体内へと自動的に給送する自動給送部Ｍ３０２２と、自動給送部から１枚ずつ送出される記録シートＰを所定の記録位置へと導くための機構を有する。又、これと共に、記録位置から排出部Ｍ３０３０へと記録シートＰを導くための搬送部Ｍ３０２９と、記録位置に搬送された記録シートＰに所望の記録を行うための記録部とを有する。更に、記録部等に対する回復処理を行うための回復部（Ｍ５０００）を有する（図２参照）。
【００３５】
（記録部）
ここで、記録部について説明するに、その記録部は、キャリッジ軸Ｍ４０２１によって移動可能に支持されたキャリッジＭ４００１と、このキャリッジＭ４００１に着脱可能に搭載される記録ヘッドカートリッジＨ１０００とからなる（図３参照）。
【００３６】
（記録ヘッドカートリッジ）
続いて記録部に用いられる記録ヘッドカートリッジについて、図３乃至６に基づき説明する。本発明の記録ヘッドＨ１００１は、図３（ａ）及び図３（ｂ）の斜視図でわかるように、記録ヘッドカートリッジＨ１０００を構成する一構成要素である。記録ヘッドカートリッジＨ１０００は、記録ヘッドＨ１００１と記録ヘッドＨ１００１に着脱自在に設けられたインクタンクＨ１９００（Ｈ１９０１、Ｈ１９０２、Ｈ１９０３、Ｈ１９０４）とで構成されている。この記録ヘッドカートリッジＨ１０００は、インクジェット記録装置本体に載置されているキャリッジＭ４００１の位置決め手段及び電気的接点によって固定支持されるとともに、該キャリッジＭ４００１に対して着脱可能となっている。Ｈ１９０１はブラックのインク用、Ｈ１９０２はシアンのインク用、Ｈ１９０３はマゼンタのインク用、Ｈ１９０４はイエローのインク用のそれぞれインクタンクである。例示の装置は、このように、各色のインクタンクのそれぞれが記録ヘッドＨ１００１に対して着脱自在となり、それぞれのタンクが交換可能となっているので、インクジェット記録装置における印刷のランニングコストが低減される。
【００３７】
次に、記録ヘッドＨ１００１に関して、更に詳しく記録ヘッドを構成しているそれぞれの構成要素毎に順を追って説明する。図４から図６は、本発明が実施若しくは適用される好適なヘッドカートリッジ、記録ヘッド、インクタンクのそれぞれ及びそれぞれの関係を説明するための説明図である。以下、これらの図面を参照して各構成要素の説明を行う。
【００３８】
（１）記録ヘッド
記録ヘッドＨ１００１は、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じせしめるための熱エネルギーを生成する電気熱変換体を用いて記録を行うバブルジェット（登録商標）方式のサイドシュータ型とされる記録ヘッドである。
【００３９】
（１−１）記録素子ユニット
図４は、第一の記録素子基板Ｈ１１００の構成を説明するために一部分解した斜視図である。第一の記録素子基板Ｈ１１００は、例えば、厚さ０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下のＳｉ基板Ｈ１１１０に、インク流路として長溝状の貫通口からなるインク供給口Ｈ１１０２が形成されてなるものである。インク供給口は、Ｓｉの結晶方位を利用した異方性エッチングやサンドブラスト等の方法で形成されたものである。そして、このインク供給口Ｈ１１０２を挟んだ両側には、電気熱変換素子Ｈ１１０３がそれぞれ１列ずつ千鳥状に配列されている。この電気熱変換素子Ｈ１１０３と、電気熱変換素子Ｈ１１０３に電力を供給するＡｌ等の電気配線は成膜技術により形成されている。更に、電気配線に電力を供給するための電極部Ｈ１１０４が電気熱変換素子Ｈ１１０３の両外側に配列されており、電極部Ｈ１１０４には、Ａｕ等のバンプＨ１１０５が形成されている。そして、前記Ｓｉ基板上には、電気熱変換素子Ｈ１１０３に対応したインク流路を形成するためのインク流路壁Ｈ１１０６と吐出口Ｈ１１０７が樹脂材料でフォトリソ技術により形成され、吐出口群Ｈ１１０８を形成している。従って、電気熱変換素子Ｈ１１０３に対向して吐出口が設けられているため、インク流路Ｈ１１０２から供給されたインクは、電気熱変換素子Ｈ１１０３により発生した気泡により吐出される。
【００４０】
又、図５は、第二の記録素子基板Ｈ１１０１の構成を説明するために一部分解した斜視図である。第二の記録素子基板Ｈ１１０１は、３色のインクを吐出させるための記録素子基板であり、３個のインク供給口Ｈ１１０２が並列して形成されている。そして、それぞれのインク供給口を挟んだ両側に電気熱変換素子とインク吐出口が形成されている。勿論、先に説明した第一の記録素子基板Ｈ１１００と同様に、Ｓｉ基板にインク供給口や電気熱変換素子、電気配線、電極部等が形成されており、その上に樹脂材料でフォトリソ技術によりインク流路やインク吐出口が形成されている。そして、第一の記録素子基板と同様に、電気配線に電力を供給するための電極部Ｈ１１０４には、Ａｕ等のバンプＨ１１０５が形成されている。
【００４１】
次に、第１のプレートＨ１２００は、例えば、厚さ０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下のアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）材料で形成されている。尚、第１のプレートの素材は、アルミナに限られることはない。例えば、記録素子基板Ｈ１１００の材料の線膨張率と同等の線膨張率を有し、且つ、記録素子基板Ｈ１１００材料の熱伝導率と同等若しくは同等以上の熱伝導率を有する材料で作られてもよい。第１のプレートＨ１２００の素材としては、例えば、シリコン、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）、炭化珪素（ＳｉＣ）、モリブデン及びタングステンのうちいずれであってもよい。
【００４２】
第１のプレートＨ１２００には、第一の記録素子基板Ｈ１１００にブラックインクを供給するインク供給口Ｈ１１０２と、第二の記録素子基板Ｈ１１０１に各色インクを供給するためのインク供給口Ｈ１１０２が形成されている。そして、記録素子基板のインク供給口Ｈ１１０２が第１のプレートＨ１２００のインク供給口Ｈ１１０２にそれぞれ対応している。更に、この第一の記録素子基板Ｈ１１００と第二の記録素子基板Ｈ１１０１は、それぞれ第１のプレートＨ１２００に対して位置精度よく接着固定される。この際の接着に用いられる第１の接着剤Ｈ１２０２は、低粘度で硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後比較的高い硬度を有し、且つ、耐インク性のあるものが望ましい。その第１の接着剤Ｈ１２０２としては、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤であり、接着層の厚みは５０μｍ以下が望ましい。
【００４３】
電気配線テープＨ１３００は、第一の記録素子基板Ｈ１１００と第二の記録素子基板Ｈ１１０１に対してインクを吐出するための電気信号を印加するものである。そして、それぞれの記録素子基板を組み込むための複数の開口部と、それぞれの記録素子基板の電極部Ｈ１１０４に対応する電極端子Ｈ１３０２（不図示）と、この配線テープ端部に位置し本体装置からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１を有した電気コンタクト基板Ｈ２２００と、電気的接続を行うための電極端子部Ｈ１３０３（不図示）を有している。この電極端子Ｈ１３０２と電極端子１３０３は、連続した銅箔の配線パターンでつながっている。
【００４４】
電気配線テープＨ１３００と第一の記録素子基板１１００と第二の記録素子基板Ｈ１１０１は、それぞれ電気的に接続されている。その接続方法は、例えば、記録素子基板の電極部Ｈ１１０４と電気配線テープＨ１３００の電極端子Ｈ１３０２が熱超音波圧着法により電気接合されている。
【００４５】
第２のプレートＨ１４００は、例えば、厚さ０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下の一枚の板状部材であり、例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等のセラミックや、Ａｌ、ＳＵＳ等の金属材料で形成されている。そして、第１のプレートＨ１２００に接着固定された第一の記録素子基板Ｈ１１００と第二の記録素子基板Ｈ１１０１の外形寸法よりも大きな開口部をそれぞれ有する形状となっている。又、第一の記録素子基板Ｈ１１００及び第二の記録素子基板Ｈ１１０１と電気配線テープＨ１３００を平面的に電気接続できるように第１のプレートＨ１２００に第２の接着剤Ｈ１２０３により接着されている。電気配線テープＨ１３００の裏面が第３の接着剤Ｈ１３０６により接着固定される。
【００４６】
第一の記録素子基板Ｈ１１００及び第二の記録素子基板Ｈ１１０１と電気配線テープＨ１３００の電気接続部分は、第１の封止剤Ｈ１３０７（不図示）及び第２の封止剤Ｈ１３０８により封止されている。これによって、電気接続部分をインクによる腐食や外的衝撃から保護している。第１の封止剤は、主に電気配線テープの電極端子Ｈ１３０２と記録素子基板の電極部Ｈ１１０５との接続部の裏面側と記録素子基板の外周部分を封止し、第２の封止剤は、前記接続部の表側を封止している。
【００４７】
更に、電気配線テープの端部に本体装置からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１を有した電気コンタクト基板Ｈ２２００を異方性導電フィルム等を用いて熱圧着して電気的に接続する。そして電気配線テープＨ１３００は、第１のプレートＨ１２００の一側面で折り曲げられ、第１のプレートＨ１２００の側面に第３の接着剤Ｈ１３０６（不図示）で接着される。第３の接着剤Ｈ１３０６は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした厚さ１０μｍ以上１００μｍ以下の熱硬化接着剤が使用される。
【００４８】
（１−２）インク供給ユニット
インク供給部材Ｈ１５００は、例えば、樹脂成形により形成されている。該樹脂材料には、形状的剛性を向上させるためにガラスフィラーを５質量％以上４０質量％以下混入した樹脂材料を使用することが望ましい。図６に示すように、インク供給部材Ｈ１５００は、インクタンクＨ１９００から記録素子ユニットＨ１００２にインクを導くためのインク供給ユニットＨ１００３の一構成部品である。このインク供給部材Ｈ１５００は、流路形成部材Ｈ１６００を超音波溶着することによりインク流路Ｈ１５０１を形成している。又、インクタンクＨ１９００と係合するジョイントＨ１５１７には、外部からのゴミの進入を防ぐためのフィルターＨ１７００が溶着により接合されている。更に、ジョイントＨ１５１７部からのインクの蒸発を防止するために、シールゴムＨ１８００が装着されている。
【００４９】
又、インク供給部材Ｈ１５００は、着脱自在のインクタンクＨ１９００を保持する機能も一部有しており、インクタンクＨ１９００の第２の爪Ｈ１９１０を係合する第１の穴Ｈ１５０３を有している。又、記録ヘッドカートリッジＨ１０００をインクジェット記録装置本体のキャリッジＭ４００１に装着位置に案内するための装着ガイドＨ１６０１、記録ヘッドカートリッジをヘッドセットレバーによりキャリッジＭ４００１に装着固定するための係合部Ｈ１５０８を備えている。更に、キャリッジＭ４００１の所定の装着位置に位置決めするためのＸ方向（キャリッジスキャン方向）の突き当て部Ｈ１５０９、Ｙ方向（記録メディア搬送方向）の突き当て部Ｈ１５１０、Ｚ方向（インク吐出方向）の突き当て部Ｈ１５１１を備えている。又、記録素子ユニットＨ１００２の電気コンタクト基板Ｈ２２００を位置決め固定する端子固定部Ｈ１５１２を有する。そして、端子固定部Ｈ１５１２及びその周囲には複数のリブが設けられ、端子固定部Ｈ１５１２を有する面の剛性を高めている。
【００５０】
（２）記録ヘッドカートリッジの説明
先述の図３（ａ）、（ｂ）は、記録ヘッドカートリッジＨ１０００を構成する記録ヘッドＨ１００１とインクタンクＨ１９０１、Ｈ１９０２、Ｈ１９０３、Ｈ１９０４の装着を説明する図である。インクタンクＨ１９０１、Ｈ１９０２、Ｈ１９０３、Ｈ１９０４の内部には、対応する色のインクが収納されている。又、図６に示すようにそれぞれのインクタンクには、インクタンク内のインクを記録ヘッドＨ１００１に供給するためのインク供給口Ｈ１９０７が形成されている。例えば、インクタンクＨ１９０１が記録ヘッドＨ１００１に装着されると、インクタンクＨ１９０１のインク供給口Ｈ１９０７が記録ヘッドＨ１００１のジョイント部Ｈ１５２０に設けられたフィルターＨ１７００と圧接され、インクタンクＨ１９０１内のブラックインクがインク供給口Ｈ１９０７から記録ヘッドＨ１００１のインク流路Ｈ１５０１を介して第一のプレートＨ１２００を通り第一の記録素子基板に供給される。そして、電気熱変換素子Ｈ１１０３と吐出口Ｈ１１０７のある発泡室Ｈ１１０９にインクが供給され、電気熱変換素子Ｈ１１０３に与えられる熱エネルギーによって記録媒体である記録用紙に向けて吐出される。
【００５１】
（発明の効果が得られる理由）
次に、本発明にかかるインクを前記したような構成とすることで、短期放置後の吐出安定性を向上できる理由について説明する。本発明にかかるインクは、特に、水溶性有機溶剤として炭素数２以上８以下のジオールを少なくとも３種類含有し、且つ該３種類のジオールに特定の特性のものを用いる。即ち、第１及び第２のジオールは、使用する水溶性染料に対する溶解度が２０質量％以上であり、且つ互いに分子量が異なるジオールである。そして、第３のジオールは、使用する水溶性染料に対する溶解度が１質量％以下であり、且つ該第３のジオールのインク中における含有量が、インク中の第１、第２及び第３のジオールの総量の１／４以下である。このように、使用する水溶性染料に対する溶解性の異なる少なくとも３種類のジオールを併用してインクを作製することによって、短期放置後の吐出安定性に効果が得られることを見出し、本発明に至ったものである。かかる知見は、下記に述べる種々の検討及び知見を得た結果、初めて得られたものである。
【００５２】
上記した構成に対して、インク処方にジオールを１種のみ用いた場合に得られた知見は以下の通りであった。染料に対する溶解性が低いジオールでは、ノズルからの水の蒸発に伴ってノズル先端部分では溶剤比率が高くなり、染料の溶解性が急激に下がる。従って、染料が析出してノズル先端が固まることにより、吐出不良を起こしやすく、短期吐出安定性には適さない。一方、染料に対する溶解性が高いジオールを用いた場合には、染料に対する溶解性は高いので、上記の場合と異なり染料の析出は起こらない。
【００５３】
又、比較的分子量が小さく、水に対する親和性が高いジオールを用いた場合においては、蒸発に伴ってノズル先端で染料と溶剤が濃縮され、先端でのインク粘度が高くなるため、インクの吐出は不安定となりやすい。これを防ぐには、インク中のジオールの含有量を高くし、ノズル先端での水の蒸発を抑制し、且つ粘性を下げることが必要となる。
【００５４】
それに対し、比較的分子量が大きく、水に対する親和性がやや低いジオールを用いた場合においては、比較的分子量が小さいジオールを用いた場合に比べて吐出の劣化が少ないことがわかった。これは、ノズル内での染料と溶剤の拡散の違いによるものと想定される。先ず、一般的には、分子量が小さい方が拡散は速いため、分子量の小さいジオールを用いた方が拡散速度は速く、ノズル内の先端での粘度上昇は抑えられると予想される。しかし、分子量が小さいジオールの方が水との親和性が高くなる傾向にあり、実際の拡散速度は、分子量が比較的大きく、水との親和性の低いジオールの方が拡散速度は速い。このため、比較的分子量が大きく、水に対する親和性がやや低いジオールを用いた場合に、インク先端での粘性を抑える効果があったと考えられる。
【００５５】
ここで、分子量が比較的大きいジオールの場合には、ジオール自体の粘度が高くなるため、インク中のジオールの含有量が増えるに従って、インクの蒸発に伴う粘度上昇は高くなり、結果として吐出は不安定となる。インク中における溶剤量に対するそれぞれのジオールの効果を示すと、図７のように表される。図７中の（１）は、溶解性に優れた比較的分子量の小さいジオール〔第１のジオール〕のみを用いた場合、（２）は、溶解性に優れた比較的分子量の大きいジオール〔第２のジオール〕のみを用いた場合における吐出安定性を示している。
【００５６】
溶解性に優れる１種のジオールを用いた場合においては、図７中に（１）或いは（２）で示されているように、それぞれ短期放置に対して不十分な結果しか得られない。しかし、これらを併用した場合、溶剤の拡散性、溶剤量に対するインク粘度上昇の軽減が図られることで、相乗的な効果が得られる。その効果を図７の（４）に示した。図７中の（４）は、上記した第１のジオール及び第２のジオールを併用した場合を示した。図７に示したように、第１のジオール及び第２のジオールとを併用した場合には、単独での効果から予想されるよりも高い効果が得られる。
【００５７】
更に、図７中の（３）は、溶解性の低いジオール〔第３のジオール〕のみを用いた場合を示している。図示したように、溶解性の低いジオールを単独でインク成分として用いた場合においては、染料が析出するために吐出安定性に対する効果は全く得られない。しかしながら、本発明者らの検討によれば、溶解性の低いジオールを、溶解性の優れた第１のジオール及び第２のジオールと併用した場合には、上記したこれらを併用した場合の効果よりも高い効果が得られる（図７の（５）参照）。
【００５８】
図７の（５）は、第１、第２及び第３のジオールを併用した場合を示しているが、図に示したように高い効果が得られる。本発明者らは、このような高い効果が得られたのは、それぞれのジオールによって下記の現象が起こるためと考えている。ノズル先端では水の蒸発に伴ってインク中のジオール濃度が上がるため、染料への溶解度は染料が析出するほどではないが下がる。従って、染料はより溶解性の高いノズル後方に移動し、ノズル近辺での染料濃度が結果として下がり、インク粘度の上昇が抑えられて吐出不良を起こしにくくなる。これらの結果、本発明で規定する第１、第２及び第３のジオールが併存するインクとすることで、短期放置後の吐出安定性に関し、それぞれのジオールの問題点が補われる。この結果、各ジオールを単独に用いたインクでの効果から予想されるよりも高い効果を得ることができたものと考えられる。
【実施例】
【００５９】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。尚、特に断りのない限り、実施例、比較例のインク成分は「質量部」を意味する。
【００６０】
＜水溶性染料に対する溶解度の測定方法＞
実施例及び比較例に使用する水溶性染料に対する溶解度を、各ジオールにおいて以下の方法で測定した。測定に使用した染料には先に示した一般式（II）で示される構造の銅フタロシアニン化合物であって、該式（II）中の置換スルファモイル基は下記式（III）で表され、Ｍはナトリウムである化合物（染料Ａ）、及び下記式（IV）で表される化合物（染料Ｂ）を用いた。
【００６１】
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【００６２】
2007277285.tif 000007
【００６３】
＜染料Ａの調整＞
（１）銅フタロシアニンテトラスルホン酸テトラナトリウム塩（式（Ｖ））の合成
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【００６４】
スルホラン、４−スルホフタル酸モノナトリウム塩、塩化アンモニウム、尿素、モリブデン酸アンモニウム及び塩化銅（II）を撹拌し、メタノールで洗浄後、水を加え、水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ１１に調整した。そして撹拌しながら塩酸水溶液を加え、そこに塩化ナトリウムを徐々に添加した。析出した結晶を濾過し２０％塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、続いてメタノールを加え析出した結晶を濾別し、７０％メタノール水溶液で洗浄後乾燥して、所望の銅フタロシアニンテトラスルホン酸テトラナトリウム塩を青色結晶として得た。
【００６５】
（２）銅フタロシアニンテトラスルホン酸クロライド（式（VI））の合成
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【００６６】
クロロスルホン酸中に上記で得られた銅フタロシアニンテトラスルホン酸テトラナトリウム塩を徐々に仕込み、更に、塩化チオニルを滴下し反応を行った。その後、反応液を冷却し、析出した結晶を濾過し、銅フタロシアニンテトラスルホン酸クロライドのウェットケーキを得た。
【００６７】
（３）式（VII）で示される化合物の合成
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【００６８】
氷水中にリパールＯＨ、塩化シアヌル、アニリン−２、５−ジスルホン酸モノナトリウム塩を加え、水酸化ナトリウム水溶液を添加しながら反応を行った。次に反応液に、水酸化ナトリウム水溶液を添加して、反応液のｐＨを１０に調整した。この反応液に２８％アンモニア水、エチレンジアミンを加え、反応を行った。得られた反応液に、塩化ナトリウム、濃塩酸を滴下し結晶を析出させた。析出した結晶を濾過分取し、２０％塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、ウェットケーキを得た。得られたウェットケーキに、メタノール及び水を加え、更に濾過し、メタノールで洗浄を行った後、乾燥させて式（VII）で示される化合物を得た。
【００６９】
（４）染料Ａの合成
氷水中に（２）で得られた銅フタロシアニンテトラスルホン酸クロライド（式（VI））のウェットケーキを加え、撹拌懸濁させ、更に、アンモニア水、（３）で得られた式（VII）で表される化合物を添加して、反応を行った。これに、水、塩化ナトリウムを加えて結晶を析出させた。得られた結晶を濾過し、塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、再度濾過を行った後、洗浄、乾燥させて青色結晶として染料Ａを得た。上記反応から、この化合物は、式（II）における置換基数の平均がｌ＝０、ｍ＝１．０乃至２．０、ｎ＝２．０乃至３．０の範囲で示される着色剤であると推定される。
【００７０】
＜溶解度の測定＞
上記記載の染料粉体２ｇを、測定対象であるジオール６ｇにそれぞれ入れ、密封した状態で５時間撹拌後、一夜静置した。そして、撹拌物をポアサイズ０．２μｍのフィルターでろ過し、ろ液を水で希釈し、測定用の試料とした。この試料を自記分光光度計Ｕ−３３００（商品名；日製産業社製）にて吸光度を測定した。そして、上記と同様の染料粉体を水で希釈して得た標準試料の吸光度の値を基にして溶解度を算出した。結果を表１及び２に示した。
【００７１】
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【００７２】
2007277285.tif 000012
【００７３】
＜実施例＞
表３に示した各成分を表３に示した組成で混合し、十分撹拌して溶解後、０．２０μｍのフィルターにて加圧濾過を行い、実施例１〜６のインクを夫々調製した。尚、水溶性染料には、先の溶解度の測定に用いた染料Ａを用いた。
【００７４】
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【００７５】
＜比較例＞
表４に示した各成分を表４に示した組成で混合し、十分撹拌して溶解後、０．２０μｍのフィルターにて加圧濾過を行い、比較例１〜９のインクを夫々調製した。
【００７６】
2007277285.tif 000014
【００７７】
＜インクの評価＞
上記で得られた実施例１〜６及び比較例１〜９の各インクを用い、下記のようにして吐出安定性等を評価した。カラーインクジェットプリンターＰＩＸＵＳ９６０ｉ（商品名；キヤノン社製）に、各インクをそれぞれ搭載して記録画像を作成し、下記の方法及び基準に従って評価した。ＰＩＸＵＳ９６０ｉは、記録信号に応じた熱エネルギーをインクに付与することによりインクを吐出させるオンデマンド型マルチ記録ヘッドを有するインクジェット記録装置である。表４に、実施例１〜６及び比較例１〜９の各インクについての評価結果を示した。
【００７８】
（短期放置に対する吐出安定性）
１５℃１０％ＲＨ環境で、インクを吐出後、一定時間を経てから再度吐出させ、高品位専用紙ＨＲ−１０１（商標名：キヤノン製）にラインを描かせたときにドットに乱れが生じるか否かを目視で観察した。吐出安定性は、ドットに乱れが生じるまでの吐出を停止していた最長時間を用いて、下記の基準で評価した。尚、再度吐出を始めるまでの一定時間は秒単位で測定した。そして、表５に実施例のインクについての評価結果を示し、表６に比較例のインクについての評価結果を示した。
【００７９】
◎：１１秒以上でドットに乱れが生じない。
○：６秒以上１０秒以下でドットに乱れが生じない。
△：１秒以上５秒以下でドットに乱れが生じない。
×：１秒未満でドットに乱れが生じる。
【００８０】
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【００８１】
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【００８２】
＜その他の実施例＞
上記の実施例１〜６で色材として使用した銅フタロシアニン化合物以外の水溶性染料についても、実施例１〜６と同様にして、３種類のジオールを含むインクの組成を決定し、上記と同様にして評価を行った。即ち、用いる染料に対する各ジオールの溶解度を測定後、これらを用いて本発明に規定する要件を満足するインク組成でインクを作製し、これを用いて記録画像を形成して評価した。その結果、実施例と同様に、特に短期放置に対する吐出安定性に優れた結果が得られた。
【００８３】
＜結果＞
以上、示したように、水溶性有機溶剤として少なくとも、第１〜第３の炭素数２以上８以下の特定のジオールを含有するインクは、インクジェット記録に使用した場合に短期間放置後の吐出安定性に優れたインクとなることが確認された。即ち、第１のジオール及び第２のジオールとして、インクに含まれる水溶性染料に対する溶解度が２０質量％以上であり、且つ互いに分子量の異なるジオールを用いる。更に、これらと併用して、インクに含まれる水溶性染料に対する溶解度が１質量％以下である第３のジオールをインクの水溶性有機溶剤成分とすることで、短期間放置後の吐出安定性に優れたインクとできる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態におけるインクジェットプリンタの外観構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すものの外装部材を取り外した状態を示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）は本発明のインクジェット記録ヘッドを搭載可能な、好適な記録ヘッドカートリッジの斜視図、図３（ｂ）はその分解斜視図である。
【図４】図３の記録ヘッドカートリッジの記録素子基板の構成を示す一部切りかき説明斜視図である。
【図５】図３の記録ヘッドカートリッジの他の記録素子基板の構成を示す一部切りかき説明斜視図である。
【図６】図３の記録ヘッドカートリッジの要部断面図である。
【図７】ジオールの吐出安定性に対する効果の模式図である。
【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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