(57)【要約】【課題】回路基板からケイ素化合物の溶出を防止する。【解決手段】吐出口３４ａと回路基板３１に設けられた圧力発生素子３１ａとを備える液室に、ケイ素含有材料が露出している流路３６を介して供給される記録液に、少なくとも着色剤、水、水溶性有機溶媒、ナノダイヤモンドを含有させる。【選択図】図４
2007091942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出口と回路基板に設けられた圧力発生素子とを備える液室に、ケイ素含有材料が露出している流路を介して供給される記録液において、
少なくとも着色剤、水、水溶性有機溶媒、ナノダイヤモンドを含有することを特徴とする記録液。
【請求項２】
上記流路は、ケイ素含有材料で形成された上記回路基板の端面のケイ素含有材料が露出した露出部によって一部が構成されていることを特徴とする請求項１記載の記録液。
【請求項３】
上記着色剤は、水溶性染料であることを特徴とする請求項１記載の記録液。
【請求項４】
上記ナノダイヤモンドを１０００ｐｐｍ以下含有していることを特徴とする請求項１記載の記録液。
【請求項５】
吐出口と回路基板に設けられた圧力発生素子とを備える液室に、ケイ素含有材料が露出している流路を介して供給された記録液を上記圧力発生素子で上記吐出口から被記録媒体に吐出させて記録を行う記録方法において、
上記記録液には、少なくとも着色剤、水、水溶性有機溶媒、ナノダイヤモンドが含有されていることを特徴とする記録方法。
【請求項６】
上記流路は、ケイ素含有材料で形成された上記回路基板の端面のケイ素含有材料が露出した露出部によって一部が構成されていることを特徴とする請求項５記載の記録方法。
【請求項７】
上記着色剤は、水溶性染料であることを特徴とする請求項５記載の記録方法。
【請求項８】
上記記録液には、上記ナノダイヤモンドが１０００ｐｐｍ以下含有されていることを特徴とする請求項５記載の記録方法。
【請求項９】
上記記録液を記録信号に応じて吐出することを特徴とする請求項５記載の記録方法。
【請求項１０】
上記圧力発生素子は、発熱抵抗体であることを特徴とする請求項５記載の記録方法。
【請求項１１】
上記吐出口が被記録媒体の幅方向に亘って略ライン状に並設されていることを特徴とする請求項５記載の記録方法。
【請求項１２】
吐出口と回路基板に設けられた圧力発生素子とを備える液室に、ケイ素含有材料が露出している流路を介して記録液を供給し、上記記録液を上記圧力発生素子で吐出口から被記録媒体に吐出させる吐出ヘッドにおいて、
上記流路の上記ケイ素含有材料が露出している部分には、少なくとも着色剤、水、水溶性有機溶媒、ナノダイヤモンドが含有された上記記録液中の上記ナノダイヤモンドによる膜が形成されていることを特徴とする吐出ヘッド。
【請求項１３】
上記流路は、ケイ素含有材料で形成された上記回路基板の端面のケイ素含有材料が露出した露出部によって一部が構成されていることを特徴とする請求項１２記載の吐出ヘッド。
【請求項１４】
上記着色剤は、水溶性染料であることを特徴とする請求項１２記載の吐出ヘッド。
【請求項１５】
上記記録液には、上記ナノダイヤモンドが１０００ｐｐｍ以下含有されていることを特徴とする請求項１２記載の吐出ヘッド。
【請求項１６】
上記記録液を記録信号に応じて、上記吐出口から吐出することを特徴とする請求項１２記載の吐出ヘッド。
【請求項１７】
上記圧力発生素子は、発熱抵抗体であることを特徴とする請求項１２記載の吐出ヘッド。
【請求項１８】
上記吐出口が被記録媒体の幅方向に亘って略ライン状に並設されていることを特徴とする請求項１２記載の吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路のケイ素含有材料が露出した部分からケイ素化合物等の溶出を抑制する記録液、この記録液を用いた記録方法及びケイ素化合物等の溶出が抑制された吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式のプリンタ装置（以下、プリンタ装置）は、インクが充填されたインクタンクからインクを吐出する吐出ヘッドにインクが供給され、吐出ヘッドから被記録媒体にインクを吐出し、着弾させることで、被記録媒体に画像や文字を印刷する。このようなプリンタ装置は、低ランニングコスト、装置の小型化、印刷画像のカラー化が容易という利点を有する。
【０００３】
具体的に、プリンタ装置は、インクタンクから、吐出ヘッドのノズルと発熱抵抗体とが設けられたインク液室にインク流路を介してインクを供給し、発熱抵抗体が発生したエネルギーでインク液室内のインクを加熱、押圧し、ノズルより被記録媒体にインクを吐出する。インクを吐出する吐出ヘッドは、発熱抵抗体が設けられ、インク流路の一部を構成している回路基板を有するヘッドチップと、ノズルが形成されたノズルシートとを備える。
【０００４】
このようなプリンタ装置では、吐出ヘッドのノズルからインクを適切に吐出できることやインクを所定の方向に吐出できるといった吐出特性が画像品質に大きな影響を与える。このため、プリンタ装置では、吐出ヘッドを構成するヘッドチップの回路基板に、高い加工精度が得られるシリコン、シリコン酸化物、ガラス基板等のケイ素含有材料からなるもの、例えばシリコンウエハを用いている。ヘッドチップは、シリコンウエハに発熱抵抗体を作り込んで形成される。
【０００５】
このヘッドチップは、シリコンウエハの発熱抵抗体が形成されている面はインク液室の一部を構成している。また、ヘッドチップは、シリコンウエハの端面がインク液室にインクを供給するためのインク流路に臨み、インク流路の一部を構成している。
【０００６】
このヘッドチップでは、シリコンウエハの発熱抵抗体が形成されている面は酸化処理等が施されているため、インク液室内のインクに曝されてもインクによってケイ素化合物等がインク中に溶出することがない。
【０００７】
一方、インク流路の一部を構成しているシリコンウエハの端面は、製造工程上、酸化処理等を施すことが困難であるため、シリコンウエハを形成しているケイ素含有材料が露出している。このケイ素含有材料が露出している部分には、インク流路に流れるインクが直接接するようになる。ケイ素含有材料が露出している部分にインクが接すると、シリコンウエハからケイ素やケイ素化合物等がインク中に溶出することがある。ケイ素化合物等の溶出は、特に、インクのｐＨが７よりも大きいアルカリ性を示すインクを用いた場合に顕著になる。通常、インクは、インク流路を構成する他の金属部材が酸化されないように弱アルカリ性に設計されることが多いため、ケイ素化合物等が溶出しやすい。
【０００８】
吐出ヘッドでは、シリコンウエハからケイ素化合物等が溶出すると、溶出したケイ素化合物等が発熱抵抗体上に堆積するコゲーションが生じたり、インクの安定性が低下し、着色剤が析出してノズルの目詰まり等が生じてしまう。ヘッドチップでは、コゲーションやノズルの目詰まり等により、インクの吐出特性が低下してしまう。これにより、プリンタ装置では、このようなヘッドチップを用いることによって、画質低下したり、インクの不吐出が生じたり、インクの長期間の保存性が低下してしまうといった不具合が生じてしまう。
【０００９】
これらの問題を解決する方法としては、インク中の不純物量を軽減することが提案されている。例えば、下記の特許文献１には、インク中の鉄の含有量を４ｐｐｍ以下にすることが提案されている。特許文献２には、鉄およびケイ素の含有量の合計を９ｐｐｍ以下にすることが提案されている。特許文献３には、マグネシウムの含有量を４ｐｐｍ以下にすることが提案されている。特許文献４には、２価以上の金属の含有量が２０ｐｐｍ以下にすることが提案されている。
【００１０】
特許文献１〜特許文献４で提案されている方法では、インク中の不純物量が軽減しても、シリコンウエハからケイ素化合物等が溶出することを抑制することは難しく、インクの吐出特性が低下し、特にインクの長期間の保存性において十分ではない。
【００１１】
また、インク中の成分によるコゲーションを改善する方法としては、特許文献５〜特許文献７に、インク中にカーボンブラックを０．１ｗｔ％以下添加する方法が提案されている。この特許文献５〜特許文献７に提案されている方法では、インク中にカーボンブラックを添加しても、特許文献１〜特許文献４と同様に、シリコンウエハからケイ素化合物等が溶出することを抑制することは難しく、インクの吐出特性が低下し、インクの長期間の保存性も十分ではない。
【００１２】
また、シリコンウエハからケイ素化合物等の溶出を抑制する方法としては、特許文献８に、インク中に４級アンモニウムイオン又はアルカノールアミノイオンを添加することが提案されている。この特許文献８に提案されている方法では、４級アンモニウムイオン又はアルカノールアミノイオンによるケイ素化合物等の溶出を抑えることができるが、コゲーションの抑制において十分な効果が得られず、連続吐出性が低下してしまう。
【００１３】
また、シリコンウエハからケイ素化合物等の溶出を抑制する他の方法としては、シリコンウエハがインクに曝されないような構造にしたり、シリコンウエハからケイ素化合物等が溶出しないようにシリコンウエハの表面に表面処理を施することが提案されている。例えば、特許文献９には、シリコンウエハに形成されたエッチングの保護層として酸化シリコンの層を設けることが記載されている。この特許文献９に記載されている方法では、シリコンウエハからシリコンやケイ素化合物等の溶出を防止することができるものの、例えばヘッドチップの製造工程が増えて製造コストが高くなったり、製造歩留まりが悪くなったりして、非常に高価なプリンタ装置になってしまう。また、特許文献９に記載されている方法では、シリコンウエハの表面に、ピンホールが無く、且つ略均一な厚みの層に形成することは困難であり、やはり製造歩留まりが悪くなるといった不具合が生じる。
【００１４】
上述した問題は、ヘッドチップにシリコンウエハを用いた場合だけではなく、シリコンウエハの他にインク流路にケイ素含有材料が露出している場合に生じる虞がある。
【００１５】
【特許文献１】特開昭６１−１１３６６８号公報
【特許文献２】特開昭６１−１１３６６９号公報
【特許文献３】特開昭６１−１１３６７０号公報
【特許文献４】特開昭６１−１１３６７１号公報
【特許文献５】特開２００２−２８５０５２号公報
【特許文献６】特開２００２−２８５０５３号公報
【特許文献７】特開２００２−２８５０５４号公報
【特許文献８】特開２００２−１７３６１９号公報
【特許文献９】特開平９−８５９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、流路のケイ素含有材料が露出した部分からケイ素化合物等が溶出することを抑制することで、コゲーションを防止し、安定した吐出特性を有し、長期保存性に優れた記録液、この記録液を用いた記録方法及びこの記録液を吐出する吐出ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係る記録液は、吐出口と回路基板に設けられた圧力発生素子とを備える液室に、ケイ素含有材料が露出している流路を介して供給され、少なくとも着色剤、水、水溶性有機溶媒、ナノダイヤモンドを含有する。
【００１８】
本発明に係る記録方法は、吐出口と回路基板に設けられた圧力発生素子とを備える液室に、ケイ素含有材料が露出している流路を介して供給された上記記録液を圧力発生素子で吐出口から被記録媒体に吐出させて記録を行う。
【００１９】
本発明に係る吐出ヘッドは、吐出口と回路基板に設けられた圧力発生素子とを備える液室に、ケイ素含有材料が露出している流路を介して上記記録液を供給し、上記記録液を圧力発生素子で吐出口から被記録媒体に吐出させるものであり、流路のケイ素含有材料が露出している部分には、上記記録液中のナノダイヤモンドによる膜が形成されている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、流路のケイ素含有材料が露出している部分に、記録液に含有されたナノダイヤモンドによる膜が形成されることによって、ケイ素含有材料が露出している部分からケイ素化合物等が溶出を抑制することができる。これにより、本発明では、発熱抵抗体のコゲーションを防止でき、記録液が安定することにより、吐出安定性が得られ、記録液の長期間の保存性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明が適用された記録液、記録方法及び吐出ヘッドについて、図面を参照して説明する。記録液は、図１に示すインクジェット方式のプリンタ装置１（以下、プリンタ装置という。）のインクｉとして用いられる。インクｉの説明に先立って、このインクｉを吐出して印刷を行うプリンタ装置１について説明する。
【００２２】
プリンタ装置１は、インクｉを吐出するヘッドカートリッジ２と、このヘッドカートリッジ２が装着される装置本体３とを備える。このプリンタ装置１は、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図１中矢印Ｗ方向にノズルを略ライン状に色毎に並設した、いわゆるライン型のプリンタ装置である。プリンタ装置１は、ヘッドカートリッジ２が装置本体３に対して着脱可能である。
【００２３】
先ず、ヘッドカートリッジ２について説明する。ヘッドカートリッジ２は、例えば圧力発生素子として電気熱変換式を用いた発熱抵抗体を用いて後述するインクｉを吐出し、記録紙Ｐの主面にインクｉを着弾させる。
【００２４】
ヘッドカートリッジ２には、図１及び図２に示すように、インクｉが収容されたインクタンク１１が装着される。インクタンク１１は、例えばイエローインク、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインクの色毎に、イエローインクのインクタンク１１ｙ、マゼンタインクのインクタンク１１ｍ、シアンインクのインクタンク１１ｃ、ブラックインクのインクタンク１１ｋを備える。
【００２５】
インクタンク１１は、記録紙Ｐの幅方向の寸法と略同じ寸法をなす略矩形状に形成されている。インクタンク１１には、底面の略中央に収容しているインクｉをヘッドカートリッジ２に供給するインク供給部１２が設けられている。インク供給部１２は、略突形状のノズルであり、このノズルの先端が後述するヘッドカートリッジ２の接続部２５に接続される。インクタンク１１は、インク供給部１２をヘッドカートリッジ２の接続部２５に接続することによって、ヘッドカートリッジ２と接続し、後述するインクｉをヘッドカートリッジ２に供給することができるようになる。
【００２６】
以上のようなインクタンク１１が装着されるヘッドカートリッジ２は、図１及び図２に示すように、カートリッジ本体２１を有する。カートリッジ本体２１は、インクタンク１１が装着される装着部２２と、インクｉを吐出する吐出ヘッド２３と、吐出ヘッド２３を保護するヘッドキャップ２４とを備える。ヘッドカートリッジ２は、装置本体３のヘッドカートリッジ装着部５１に着脱可能に装着される。なお、ヘッドカートリッジ２は、ヘッドカートリッジ装着部５１に固定されていてもよい。
【００２７】
装着部２２の長手方向略中央には、装着部２２に装着されたインクタンク１１のインク供給部１２と接続される接続部２５が設けられている。この接続部２５は、装着部２２に装着されたインクタンク１１のインク供給部１２からカートリッジ本体２１の底面に設けられたインクｉを吐出する吐出ヘッド２３にインクｉを供給するインク供給路となる。接続部２５は、インクタンク１１から吐出ヘッド２３へのインクｉの供給を弁機構で調整している。
【００２８】
接続部２５からインクｉが供給される吐出ヘッド２３は、カートリッジ本体２１の底面に沿って配設されている。吐出ヘッド２３は、接続部２５から供給されるインクｉを吐出する吐出口である後述するノズル３４ａが記録紙Ｐの幅方向、すなわち図２中矢印Ｗ方向に略ライン状にインクｉの色毎に並設されている。吐出ヘッド２３は、記録紙Ｐの幅方向に移動することなく、記録紙Ｐの幅方向に亘って色毎に設けたノズル列毎にインクｉを吐出するため、一度の吐出で記録紙Ｐの幅方向に亘って印刷を行うことができる。このため、プリンタ装置１では、記録紙Ｐの幅方向に移動して印刷するシリアル型のプリンタ装置と比べて印刷速度が速くなっている。
【００２９】
吐出ヘッド２３は、図３に示すように、発熱抵抗体３１ａが設けられた回路基板３１とフィルム３２とからなるヘッドチップ３３を有する。吐出ヘッド２３は、ノズル３４ａが形成されたノズルシート３４にヘッドチップ３３が貼り合わされて形成される。吐出ヘッド２３には、回路基板３１とフィルム３２とノズルシート３４とで囲まれたインク液室３５が形成されている。インク液室３５には、発熱抵抗体３１ａによって加熱されるインクｉが充填される。また、吐出ヘッド２３には、インクｉが収容されたインクタンク１１からインクｉをインク液室３５に供給するためのインク流路３６が形成されている。
【００３０】
ヘッドチップ３３を構成する回路基板３１は、例えばシリコン、シリコン酸化物、ガラス基板等といったケイ素含有材料からなる基板に、ロジックＩＣ（Integrated Circuit）やドライバートランジスタ等からなる制御回路が形成されている。この回路基板３１上には、圧力発生素子として、制御回路により制御されて後述するインクｉを加熱する発熱抵抗体３１ａが設けられている。
【００３１】
回路基板３１の端面は、製造工程上、ダイシング等によって切り出された部分であり、酸化処理が困難であるため、ケイ素含有材料が露出している露出部３７となる。この露出部３７は、インク流路３６の一部を構成し、インク流路３５内を流れるインクｉと直接接するようになる。一方、回路基板３１の発熱抵抗体３１ａが設けられた面３８は、製造工程上、酸化処理が容易であるため、酸化処理が施され、ケイ素含有材料が露出していない。
【００３２】
フィルム３２は、回路基板３１の発熱抵抗体３１ａが形成され面に例えば露光硬化型のドライフィルムレジストで形成され、フォトリソプロセスによって、上述したインク流路３６と連通される部分を除いて各ノズル３４ａの周囲を囲むように形成される。このフィルム３２には、回路基板３１とは反対側の面に後述するノズルシート３４が貼り合わされる。
【００３３】
ヘッドチップ３３のフィルム３２に貼り合わされるノズルシート３４は、厚みが１０μｍ〜１５μｍ程度のシート状部材であり吐出面３４ｂに向かって縮径されたノズル３４ａが記録紙Ｐの幅方向に亘って略ライン状に形成され、色毎に並設されている。
【００３４】
以上のように構成された吐出ヘッド２３は、ヘッドチップ３３の回路基板３１の制御回路が発熱抵抗体３１ａを制御し、選択された発熱抵抗体３１ａに対して、例えば１〜３マイクロ秒程度の間だけパルス電流を供給し、発熱抵抗体３１ａを加熱して、インク液室３５内のインクｉをノズル３４ａからインクｉを液滴の状態にして吐出する。
【００３５】
具体的に、インクｉの吐出方法は、印刷データに基づいた記録信号によって、回路基板３１の制御回路が選択的に発熱抵抗体３１ａにパルス電流を供給し、発熱抵抗体３１ａを加熱する。すると、吐出ヘッド２３では、図３（Ａ）に示すように、発熱抵抗体３１ａと接するインク液室３５内のインクｉに気泡ｂが発生する。そして、吐出ヘッド２３では、図３（Ｂ）に示すように、このインク液室３５内において、気泡ｂが膨張しながらインクｉを加圧し、押し退けられたインクｉを液滴の状態でノズル３４ａより吐出する。インクｉが吐出された後は、インク流路３６を介してインクｉがインク液室３５に供給されることによって、再び吐出前の状態へと戻る。
【００３６】
吐出ヘッド２３を保護するヘッドキャップ２４は、図１及び図４に示すように、吐出ヘッド２３の吐出面３４ｂ側に位置し、ノズル３４ａ内のインクｉを乾燥等から保護している。ヘッドキャップ２４は、インクｉを吐出する際に、吐出ヘッド２３の吐出面３４ｂ側に配置された状態から、図４に示すように、装置本体３の前面側に移動し、吐出面３４ｂを開放する。プリンタ装置１では、ヘッドキャップ２４が装置本体３の前面側に移動することによって、ノズル３４ａが外部に露出し、印刷可能な状態となる。
【００３７】
このヘッドキャップ２４には、図４に示すように、吐出面３４ｂに付着した不要なインクｉを払拭する例えばクリーニングローラ４１が設けられている。このクリーニングローラ４１は、記録紙Ｐの幅方向に亘って、略円柱棒状に形成され、インクｉを吸収することができる吸収体で形成されている。クリーニングローラ４１は、ヘッドキャップ２４が吐出ヘッド２３の吐出面３４ｂから装置本体３の前面側に移動する際に、吐出面３４ｂ上を従動回転しながら、吐出面３４ｂに付着している不要なインクｉを払拭する。これにより、吐出ヘッド２３では、インクｉを吐出する前に、吐出面３４ｂから不要なインクｉが除去され、インクｉの吐出特性が良好となる。
【００３８】
次に、以上のようなヘッドカートリッジ２１が装着される装置本体３について説明する。装置本体３は、図１及び図４に示すように、上面側に設けられたヘッドカートリッジ装着部５１にヘッドカートリッジ２１が装着される。装置本体３には、内部に記録紙Ｐを給排紙する給排紙機構５２を備える。
【００３９】
また、装置本体３には、詳細を図示しないが、ヘッドキャップ２４を移動させるヘッドキャップ移動機構を備える。このヘッドキャップ移動機構は、ヘッドキャップ２４を、吐出面３４ｂと対向させて吐出面３４ｂを閉塞する閉塞位置と、装置本体３の前面側に待機させて、吐出面３４ｂを開放する位置との間で移動させる。
【００４０】
給排紙機構５２は、装置本体３の外部から記録紙Ｐを内部に取り込み、吐出ヘッド２３の吐出面３４ｂと対向する位置に搬送し、印刷終了後、装置本体３の内部から外部に排紙する。
【００４１】
プリンタ装置１は、外部に設けられた情報処理装置から入力された印刷データに基づき印刷を行う。即ち、プリンタ装置１では、装置本体３に設けられた操作ボタン３ａの操作により、給排紙機構５２とヘッドキャップ移動機構とが駆動する。
【００４２】
具体的に、プリンタ装置１では、図４に示すように、ヘッドキャップ移動機構が駆動し、ヘッドカートリッジ本体２１の底面に配置され、吐出面３４ｂを保護しているヘッドキャップ２４を装置本体３の前面側に移動し、吐出面３４ｂに設けられたノズル３４ａが外部に露出するようにする。
【００４３】
また、プリンタ装置１は、図４に示すように、装置本体３の給排紙機構５２が駆動し、トレイ５３の下側に設けられた給紙部５３ａから給紙ローラ５４で記録紙Ｐを引き出し、互いに反対方向に回転する一対の分離ローラ５５ａ、５５ｂで給紙部５３ａから１枚だけ記録紙Ｐを引き出す。プリンタ装置１は、分離ローラ５５ａ、５５ｂで引き出した記録紙Ｐを反転ローラ５６でヘッドカートリッジ２１側に反転し、吐出面３４ｂと対向する位置に設けられた搬送ベルト５７上に記録紙Ｐを搬送する。記録紙Ｐは、ヘッドカートリッジ２１の吐出面３４ｂと対向するプラテン板５８に保持され、吐出面３４ｂと対向するようになる。
【００４４】
次に、プリンタ装置１では、印刷データに基づいた記録信号によって、吐出ヘッド２３の発熱抵抗体３１ａに選択的にパルス電流を供給し、発熱抵抗体３１ａを加熱する。プリンタ装置１では、発熱抵抗体３１ａを加熱することによって、図４に示すように、吐出面３４ｂと対向する位置に搬送された記録紙Ｐに対して、記録紙Ｐの幅方向に亘って設けられた複数のノズル３４ａより各色のインクｉを微小な液滴の状態にして吐出し、文字や画像等を印刷する。プリンタ装置１では、ノズル３４ａからインクｉを吐出する度に、インクタンク１１から吐出ヘッド２３のインク流路３６を介して、発熱抵抗体３１ａ及びノズル３４ａが設けられたインク液室３５にインクｉを供給することによって、連続的にインクｉを吐出する。プリンタ装置１では、これを繰り返して行い、記録紙Ｐに対して印刷を行う。印刷後、プリンタ装置１では、記録紙Ｐをトレイ５３の上側に設けられた排紙部５３ｂに排紙する。
【００４５】
以上ように動作するプリンタ装置１に用いられるインクｉについて説明する。インクｉは、インクタンク１１に収容され、インクタンク１１のインク供給部１２からインクカートリッジ２１の接続部２５を介して、吐出ヘッド２３のインク流路３６に供給される。インク流路３６に供給されたインクｉは、発熱抵抗体３１ａ及びノズル３４ａが設けられた各インク液室３５に供給され、ノズル３４ａより吐出される。このインクｉは、インク流路３６内を流れるため、上述したインク流路３６の一部を構成し、回路基板３１のケイ素含有材料が露出している露出部３７に直接接するようになる。
【００４６】
具体的に、インクｉは、少なくとも着色剤、水、水溶性有機溶媒、ナノダイヤモンドを含有する水性のインクである。
【００４７】
着色剤としては、以下に示す直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料、分散染料、建染染料、可溶性建染染料等といった、通常インクジェット方式を用いた記録に用いられる各種染料を用いることができる。
【００４８】
具体的に、イエロー系の染料としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドイエロー１、同３、同１１、同１７、同１９、同２３、同２５、同２９、同３６、同３８、同４０、同４２、同４４、同４９、同５９、同６１、同７０、同７２、同７５、同７６、同７８、同７９、同９８、同９９、同１１０、同１１１、同１２７、同１３１、同１３５、同１４２、同１６２、同１６４、同１６５、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１、同８、同１１、同１２、同２４、同２６、同２７、同３３、同３９、同４４、同５０、同５８、同８５、同８６、同８７、同８８、同８９、同９８、同１１０、同１３２、同１４２、同１４４、Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー１、同２、同３、同４、同６、同７、同１１、同１２、同１３、同１４、同１５、同１６、同１７、同１８、同２２、同２３、同２４、同２５、同２６、同２７、同３７、同４２、Ｃ．Ｉ．フードイエロー３、同４等を挙げることができる。なお、これらに限定されるものではない。
【００４９】
マゼンタ系の染料としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドレッド１、同６、同８、同９、同１３、同１４、同１８、同２６、同２７、同３２、同３５、同３７、同４２、同５１、同５２、同５７、同７５、同７７、同８０、同８２、同８５、同８７、同８８、同８９、同９２、同９４、同９７、同１０６、同１１１、同１１４、同１１５、同１１７、同１１８、同１１９、同１２９、同１３０、同１３１、同１３３、同１３４、同１３８、同１４３、同１４５、同１５４、同１５５、同１５８、同１６８、同１８０、同１８３、同１８４、同１８６、同１９４、同１９８、同２０９、同２１１、同２１５、同２１９、同２４９、同２５２、同２５４、同２６２、同２６５、同２７４、同２８２、同２８９、同３０３、同３１７、同３２０、同３２１、同３２２、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、同２、同４、同９、同１１、同１３、同１７、同２０、同２３、同２４、同２８、同３１、同３３、同３７、同３９、同４４、同４６、同６２、同６３、同７５、同７９、同８０、同８１、同８３、同８４、同８９、同９５、同９９、同１１３、同１９７、同２０１、同２１８、同２２０、同２２４、同２２５、同２２６、同２２７、同２２８、同２２９、同２３０、同３２１、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド１、同２、同３、同４、同５、同６、同７、同８、同１１、同１２、同１３、同１５、同１６、同１７、同１９、同２０、同２１、同２２、同２３、同２４、同２８、同２９、同３１、同３２、同３３、同３４、同３５、同３６、同３７、同３８、同３９、同４０、同４１、同４２、同４３、同４５、同４６、同４９、同５０、同５８、同５９、同６３、同６４、フードレッド７、同９、同１４等を挙げることができる。なお、これらに限定されるものではない。
【００５０】
シアン系の染料としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドブルー１、同７、同９、同１５、同２２、同２３、同２５、同２７、同２９、同４０、同４１、同４３、同４５、同５４、同５９、同６０、同６２、同７２、同７４、同７８、同８０、同８２、同８３、同９０、同９２、同９３、同１００、同１０２、同１０３、同１０４、同１１２、同１１３、同１１７、同１２０、同１２６、同１２７、同１２９、同１３０、同１３１、同１３８、同１４０、同１４２、同１４３、同１５１、同１５４、同１５８、同１６１、同１６６、同１６７、同１６８、同１７０、同１７１、同１８２、同１８３、同１８４、同１８７、同１９２、同１９９、同２０３、同２０４、同２０５、同２２９、同２３４、同２３６、同２４９、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、同２、同６、同１５、同２２、同２５、同４１、同７１、同７６、同７７、同７８、同８０、同８６、同８７、同９０、同９８、同１０６、同１０８、同１２０、同１２３、同１５８、同１６０、同１６３、同１６５、同１６８、同１９２、同１９３、同１９４、同１９５、同１９６、同１９９、同２００、同２０１、同２０２、同２０３、同２０７、同２２５、同２２６、同２３６、同２３７、同２４６、同２４８、同２４９、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー１、同２、同３、同４、同５、同７、同８、同９、同１３、同１４、同１５、同１７、同１８、同１９、同２０、同２１、同２５、同２６、同２７、同２８、同２９、同３１、同３２、同３３、同３４、同３７、同３８、同３９、同４０、同４１、同４３、同４４、同４６、Ｃ．Ｉ．フードブルー１、同２等を挙げることができる。なお、これらに限定されるものではない。
【００５１】
ブラック系の染料としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドブラック１、同２、同７、同２４、同２６、同２９、同３１、同４８、同５０、同５１、同５２、同５８、同６０、同６２、同６３、同６４、同６７、同７２、同７６、同７７、同９４、同１０７、同１０８、同１０９、同１１０、同１１２、同１１５、同１１８、同１１９、同１２１、同１２２、同１３１、同１３２、同１３９、同１４０、同１５５、同１５６、同１５７、同１５８、同１５９、同１９１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、同１９、同２２、同３２、同３８、同５１、同５６、同６２、同７１、同７４、同７５、同７７、同９４、同１０５、同１０６、同１０７、同１０８、同１１２、同１１３、同１１７、同１１８、同１３２、同１３３、同１４６、同１５４、同１６８、Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック１、同３、同４、同５、同６、同８、同９、同１０、同１２、同１３、同１４、同１８、Ｃ．Ｉ．フードブラック２等を挙げることができる。なお、これらに限定されるものではない。
【００５２】
染料を用いた場合の着色剤の添加量は、インクｉ全体に対して０．５質量％〜１５質量％であり、好ましくは０．７質量％〜１０質量％である。着色剤の濃度は、印刷対象物となるものの種類や吐出方法によって決定する。
【００５３】
また、着色剤としては、染料の他に顔料も使用可能である。使用される顔料としては、有機顔料、無機顔料のいずれも使用できる。顔料は、界面活性剤、高分子分散剤等によりインクｉ中に分散され、使用される。
【００５４】
具体的に、黄色顔料としては、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １、同２、同３、同１２、同１３、同１４、同１６、同１７、同７３、同７４、同７５、同８３、同９３、同９５、同９７、同９８、同１１４、同１２８、同１２９、同１３８、同１５１、同１５４、同１８０等を挙げることができる。なお、これらに限定されるものではない。
【００５５】
マゼンタ色顔料としては、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ５、同７、同１２、同４８、同４８：１、同５７、同１１２、同１２２、同１２３、同１４６、同１６８、同１８４、同２０２等を挙げることができる。なお、これらに限定されるものではない。
【００５６】
シアン色顔料としては、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１、同２、同３、同１５、同１５：１、同１５：２、同１５：３、同１５：４、同１６、同２２、同６０等を挙げることができる。なお、これらに限定されるものではない。
【００５７】
黒色顔料としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック顔料等を挙げることができる。
【００５８】
また、黒色顔料としては、例えばコロンビアン・カーボン社製のＲａｖｅｎ１０６０、同１０８０、同１１７０、同１１９０ ＵＬＴＲＡ II、同１２００、同１２５０、同１２５５、同１５００、同２０００、同３５００、同５０００ ＵＬＴＲＡ II、同５２５０、同５７５０、同７０００、キャボット社製のＲｅｇａｌ３３０Ｒ、同ｌ４００Ｒ、同ｌ６６０Ｒ、Ｍｏｇｕｌ Ｌ， Ｂｌａｃｋ Ｐｅａｒｌｓ Ｌ， Ｍｏｎａｒｃｈ ７００、同８００、同８８０、同９００、同１０００、同１１００、同１３００、同１４００、デグサ社製のＣｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ１、同ＦＷ２、同ＦＷ２Ｖ、同ＦＷ２００、同１８、同１５０、同Ｓ１６０、同Ｓ１７０、同 Ｐｒｉｎｔｅｘ３５、同Ｕ、同Ｖ、同１４０Ｕ、同１４０Ｖ、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ４、同４Ａ、同５、同６、三菱化学社製のＮｏ．２５， Ｎｏ．３３， Ｎｏ．４０， Ｎｏ．４７， Ｎｏ．５２， Ｎｏ．９００， Ｎｏ．２３００， ＭＣＦ−８８， ＭＡ６００， ＭＡ７， ＭＡ８， ＭＡ１００等を挙げることができる。なお、これらに限定されるものではない。
【００５９】
また、顔料としては、水に自己分散可能な顔料を用いることもできる。水に自己分散可能な顔料とは、顔料表面に水に対する可溶化基を数多く有し、分散剤が存在しなくとも水中で安定に分散する顔料のことである。具体的には、自己分散可能な顔料は、顔料に対して酸・塩基処理、カップリング剤処理、ポリマーグラフト処理、プラズマ処理、酸化／還元処理等の表面改質処理等を施すことにより得られる。
【００６０】
自己分散型顔料は、例えば特開平８−３４９８号公報記載の方法によって得ることができ、市販品としてはオリエント化学工業株式会社製のマイクロジェットＣＷ１又は２、キャボット社製のキャボジェットＣ−２００又はＣ−３００等が挙げられる。
【００６１】
更に、顔料としては、樹脂により被覆されたマイクロカプセル顔料を用いることもできる。
【００６２】
顔料が分散される水としては、例えば精製水等を用いることができる。水の含有量は、インク全体に対して、５０質量％以上、好ましくは６０質量％以上である。水の含有量が５０質量％よりも少ない場合には、インクｉの粘性が高くなってしまうため、インクｉがノズル３４ａから吐出されにくくなる。
【００６３】
水の他に、インクｉの溶媒として用いる水溶性有機溶媒は、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール等の低級脂肪族一価アルコールを挙げることができる。
【００６４】
また、水溶性有機溶媒としては、脂肪族多価アルコールや脂肪族多価アルコールの誘導体を用いることができる。脂肪族多価アルコールとしては、例えば、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、プロピレングリコール、ブチレングリコール、グリセロール等のアルキレングリコール類、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、チオジグリコール等を挙げることができる。
【００６５】
脂肪族多価アルコールの誘導体としては、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル等の上述した脂肪族多価アルコールの低級アルキルエーテル類、エチレングリコールジアセテート等の上述した脂肪族多価アルコールの低級カルボン酸エステル類等を挙げることができる。
【００６６】
水溶性有機溶媒としては、上述したものの他に、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、ジアセトンアルコール等のケトン類、ケトアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、γ−ブチルラクトン、グリセリン、１．２．６−ヘキサントリオール等の３価アルコール類、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、スルホラン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１．３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等の含窒素複素環化合物等を挙げることができる。
【００６７】
水溶性有機溶媒の含有量は、インクｉ全体に対して３質量％〜４０質量％である。
【００６８】
着色剤の他にインクｉ中に含有させるナノダイヤモノドは、ダイヤモンド構造を有する炭素である。このナノダイヤモンドは、平均粒径が３〜１０ｎｍ、比表面積が２５０〜３５０ｍ２／ｇの範囲内にあるナノメーターオーダーのダイヤモンドである。このナノダイヤモンドは、淡灰色の粉末である。
【００６９】
ナノダイヤモンドの元素組成は、８０〜９５重量％の炭素原子を主体とし、残りは０．１〜１重量％の水素原子、１〜３重量％の窒素原子、５〜１５重量％の酸素原子である。水素原子、窒素原子及び酸素原子は、ナノダイヤモンドの表層部に局在しており、結晶構造の内部には僅かに存在する。即ち、このナノダイヤモンドは、結晶表層部に水酸基、カルボニル基、カルボキシル基、シアノ基等の親水性基を有し、水に対する親和性が高いために、水中で安定に存在する。
【００７０】
ナノダイヤモンドの製造方法は、特に制限されないが、例えば、爆薬を爆発させる等によって衝撃波を加え、原料であるグラファイトをダイヤモンドに直接変換し、顆粒状のダイヤモンドを得る衝撃法等が挙げられる。
【００７１】
また、ナノダイヤモンドとしては、市販されているものを用いることができる。市販されているナノダイヤモンドとしては、例えば、甘粛凌雲納米材料有限公司製造、株式会社ニューメタルス  エンド  ケミカルス  コーポレーション社販売のダイヤモンドナノパウダー（精製粉）、有限会社ナノ炭素研究所社製のナノアマンド等を挙げることができる。ダイヤモンドナノパウダーは、平均粒径が３〜１０ｎｍであり、比表面積が２７８〜３３４ｍ２／ｇである。ナノアマンドは、平均粒径が４〜５ｎｍである。
【００７２】
ナノダイヤモンドは、インク流路３６にインクｉが充填されている際に、インク流路３６の一部を構成する回路基板３１のケイ素含有材料が露出している露出部３７に固着し、図３に示すように、露出部３７に溶出防止膜６１を形成する。これは、露出部３７に露出しているケイ素含有材料とナノダイヤモンドとの親和性が高く、回路基板３１の露出部３７の表層にナノダイヤモンドが露出部３７を覆うように固着したことによるものである。ナノダイヤモンドは、回路基板３１の露出部３７に固着して、溶出防止膜６１を形成することによって、露出部３７からケイ素化合物等が溶出すること抑制できる。
【００７３】
具体的に、ナノダイヤモンドを含有しているインクｉと、ナノダイヤモンドを含有していないインクｉとについて、回路基板３１の露出部３７からのケイ素化合物等の溶出量を比較した。ナノダイヤモンドを含有しているインクｉ及びナノダイヤモンドを含有していないインクｉに対して、インク単位重量あたりの露出部３７への接触面積が同じになるように、それぞれのインクｉに回路基板３１を浸漬し、数日間、放置した。放置後に、インクｉ中のケイ素の溶出量を測定したところ、ナノダイヤモンドを含有していないインクｉでは、溶出したケイ素の量が５０ｐｐｍ程度であった。一方、ナノダイヤモンドを含有しているインクｉは、溶出したケイ素の量が数ｐｐｍであった。この結果から、ナノダイヤモンドが含有されているインクｉでは、回路基板３１の露出部３７からケイ素化合物等の溶出が抑制されていることが分かる。これは、上述したように、露出部３７に露出しているケイ素含有材料とナノダイヤモンドとの親和性が高く、回路基板３１の露出部３７の表層にナノダイヤモンドが固着し、保護膜のようなものを形成し、ケイ素化合物等の溶出を抑制しているからである。
【００７４】
インクｉ中のナノダイヤモンドの含有量は、インクｉ全体に対して３ｐｐｍ以上、１０００ｐｐｍ以下であり、より好ましくは２０ｐｐｍ以上、１００ｐｐｍ以下である。ナノダイヤモンドの含有量が３ｐｐｍよりも少ない場合には、含有量が少なすぎるため、回路基板３１の露出部３７からケイ素化合物等が溶出することを抑制することが困難となる。一方、ナノダイヤモンドの含有量が１０００ｐｐｍよりも多い場合には、含有量が多すぎるため、インクｉにナノダイヤモンドの色が付いてしまったり、ナノダイヤモンド自体が発熱抵抗体３１ａ上に堆積してコゲーションの原因となってしまう。したがって、インクｉ中におけるナノダイヤモンドの含有量は、３ｐｐｍ以上、１０００ｐｐｍ以下とする。
【００７５】
また、インクｉ中には、表面張力の調整、着色剤を均一に分散させるための分散助剤として界面活性剤が含有される。界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤、陰イオン界面活性剤等を用いる。
【００７６】
非イオン性界面活性剤として、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、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アルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミドや、アセチレングリコール系の界面活性剤等が挙げられる。
【００７７】
陰イオン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硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル炭酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル炭酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸エステル塩、アルキル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸エステルナトリウム等が挙げられる。
【００７８】
プリンタ装置１では、ナノダイヤモンドを含有するインクｉがインクタンク１１から供給され、吐出ヘッド２３内に充填されることによって、インク流路３６の一部を構成している回路基板３１の露出部３７にナノダイヤモンドによる溶出防止膜６１が形成される。プリンタ装置１では、露出部３７にナノダイヤモンドによる溶出防止膜６１が形成されることによって、インク流路３６内にインクｉが流れても、露出部３７からケイ素化合物等が溶出することが抑制されるため、発熱抵抗体３１ａのコゲーションを抑制することができる。
【００７９】
また、プリンタ装置１では、露出部３７からケイ素化合物等の溶出が抑制されることによって、インク流路３６内を流れるインクｉが安定し、着色剤が析出したりすることなく、ノズル３４ａの目詰まりを防止でき、インクｉの吐出特性を良好にすることができる。
【００８０】
また、プリンタ装置１では、インクｉを吐出する度にインクタンク１１からインクｉがインク流路３６を介してインク液室３５に供給されるため、インク流路３６には常にインクｉが充填されており、インク流路３６内にナノダイヤモンドが存在する。これにより、プリンタ装置１では、露出部３７からケイ素化合物等が溶出することを長期間抑制することができるため、インクｉを長期間安定して保存することができる。
【００８１】
これらのことから、プリンタ装置１では、ナノダイヤモノドを含有するインクｉを用いることによって、発熱抵抗体のコゲーションを防止でき、インクｉが安定することにより、吐出安定性が得られ、インクｉの長期間の保存性が向上し、高品位な画像を印刷することができる。
【００８２】
また、上述したプリンタ装置１では、インク流路３６の一部を構成している回路基板３１のケイ素含有材料が露出している露出部３７からケイ素化合物等が溶出することを抑制しているが、回路基板３１に限らず、ケイ素含有材料がインク流路３６やインクｉが接する部分に露出している場合に、ナノダイヤモンドを含有するインクｉを用いることによって、上述したようにケイ素化合物等の溶出を抑制することができる。
【００８３】
また、上述したプリンタ装置１では、圧力発生素子として電気熱変換方式を採用しているが、このような方式に限定されず、例えばピエゾ素子といった圧電素子等の電気機械変換素子等によってインクｉを電気機械的にノズルより吐出させる電気機械変換方式（特開昭５５−６５５５９号公報、特開昭６２−１６０２４３号公報、特開平２−２７０５６１号公報）を採用したものであってもよい。
【００８４】
また、上述したプリンタ装置１では、ライン型のプリンタ装置を例に挙げて説明したが、このことに限定されることはなく、例えばヘッドカートリッジが記録紙Ｐの幅方向に移動するシリアル型のプリンタ装置においても適用可能である。
【００８５】
また、上述では、本発明の一例としてプリンタ装置について説明したが、このことに限定されず、他の液体吐出装置に広く適用することが可能である。例えばファクシミリやコピー機等にも適用可能である。
【実施例】
【００８６】
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を適用したインクについて説明する。
【００８７】
実施例１
実施例１では、着色剤としてＣ．Ｉ．Ｆｏｏｄ  Ｂｌａｃｋ２を３質量％、水溶性有機溶媒としてグリセリンを１０質量％、２−ピロリドンを１０質量％、界面活性剤としてサーフィノール４６５（エアプロダクツ社製）を０．３質量％、ナノダイヤモンドを０．０００３質量％（３ｐｐｍ）、精製水を７６．６９９７質量％となるようにとなるように、着色剤、水溶性有機溶媒、界面活性剤、ナノダイヤモンド、精製水をそれぞれ所定量混合し、約２時間撹拌、混合した後、１．２μｍのメンブランフィルターで濾過してインクを調製した。ナノダイヤモンドには、平均粒径が３〜１０ｎｍ、比表面積が２７８〜３３５ｍ２／ｇの甘粛凌雲納米材料有限公司製の精製粉を用いた。界面活性剤には、ノニオン系界面活性剤であるエアプロダクツ社製のアセチレンジオールのエチレンオキサイド付加物を用いた。
【００８８】
実施例２
実施例２では、ナノダイヤモンドを０．００２質量％（２０ｐｐｍ）、精製水を７６．６９８質量％となるように、着色剤、水溶性有機溶媒、界面活性剤、精製水をそれぞれ所定量混合したこと以外は実施例１と同様にしてインクを調整した。
【００８９】
実施例３
実施例３では、着色剤としてＣ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３２を用いたこと以外は実施例２と同様にしてインクを調整した。
【００９０】
比較例１
比較例１では、ナノダイヤモンドを含有させず、精製水を７６．７質量％となるように、着色剤、水溶性有機溶媒、界面活性剤、精製水をそれぞれ所定量混合したこと以外は実施例１と同様にしてインクを調整した。
【００９１】
比較例２
比較例２では、ナノダイヤモンドを含有させず、精製水を７６．７質量％となるように、着色剤、水溶性有機溶媒、界面活性剤、精製水をそれぞれ所定量混合したこと以外は実施例３と同様にしてインクを調整した。
【００９２】
比較例３
比較例３では、ナノダイヤモンドを０．１２５質量％（１２５０ｐｐｍ）、精製水を７６．５７５質量％となるように、着色剤、水溶性有機溶媒、界面活性剤、ナノダイヤモンド、精製水をそれぞれ所定量混合したこと以外は実施例１と同様にしてインクを調整した。
【００９３】
以上のようにして調整した実施例１〜実施例３、比較例１〜比較例３のインクの組成成分及び含有量を以下の表１にまとめた。
【００９４】
【表１】
2007091942.tif 000003
【００９５】
実施例１〜実施例３、比較例１〜比較例３のインクについて、連続吐出試験及び半年保存後の不吐出ノズルの有無について評価を行った。連続吐出試験及び半年保存後の不吐出ノズルの有無の評価結果を下記の表２に示す。
【００９６】
【表２】
2007091942.tif 000004
【００９７】
連続吐出試験は、実施例１〜実施例３、比較例1〜比較例３のインクをそれぞれインクタンクに収容し、次に示す吐出ヘッドを複数備えるヘッドカートリッジにインクタンクを装着し、ヘッドカートリッジをプリンタ装置に装着して、インク吐出ヘッドを駆動させてノズルよりインクを吐出させて行った。吐出ヘッドには、ノズル径が２０μｍでノズル数が２４個設けられている。また、吐出ヘッドは、シリコンウエハからなる回路基板上に、縦横の長さがそれぞれ２０μｍ、厚みが０．２μｍのタンタル（Ｔａ）系の抵抗体からなる発熱抵抗体（ヒーター抵抗１００Ω）が設けられていたヘッドチップを有する。ヘッドチップにおける回路基板は、吐出ヘッドのインク流路を構成し、且つ何も表面処理がされていない縁端側面がインク１ｍｌに対して１０ｃｍ２の面積でインクに曝されるようにした。
【００９８】
また、インクを吐出させる際には、パルス幅１．５μｓｅｃ、周波数１０ｋＨｚのパルス電流で、０．８Ｗの電力をヘッドチップの発熱抵抗体に印加させて吐出ヘッドを駆動させた。具体的には、１つのノズルよりインク液滴を１秒間に１００００回程度吐出することができる吐出間隔で吐出ヘッドを駆動させた。
【００９９】
連続吐出試験において、上述の吐出間隔でインク液た場合には、表２中に○印で示し、１つでも２滴の吐出し、全てのノズルで連続２億回以上不具合なく、吐出でき億回より少ない回数でインク不吐出が生じた場合には、×印で示した。
【０１００】
不吐出ノズルの有無については、インクを収容したインクタンクを２５℃で６ヶ月間保存した後、上述した連続吐出試験と同じように、インクを液滴の状態にして吐出して、ノズルの不具合を調べた。全てのノズルで不具合なく、インク液滴を吐出ができた場合には、表２中に○印で示し、不吐出が生じたノズルがあった場合には、×印で示した。
【０１０１】
表２に示す評価結果から、ナノダイヤモンドを含有する実施例１〜実施例３は、ナノダイヤモンドを含有していない比較例１〜比較例３と比較し、連続吐出試験、不吐出ノズルの有無の評価において共に良好であることがわかる。
【０１０２】
比較例１〜比較例２では、インクｉ中にナノダイヤモンドが含有されていないため、インク流路の一部を構成する回路基板の表面処理がされていない縁端側面からケイ素化合物等が溶出した。比較例２では、インクｉ中に溶出したケイ素化合物が発熱抵抗体上に堆積し、コゲーションが生じた。これにより、所定の間隔でインクｉを適切に加熱することができず、２億回以上、連続して吐出することができず、不吐出が生じた。また、比較例１〜比較例２では、インクｉ中に溶出したケイ素化合物により、インクｉが不安定となり、着色剤が析出して目詰まりを生じた。これにより、比較例１〜比較例２では、インクｉを長期間安定して保存することができないことがわかる。
【０１０３】
比較例３では、インクｉ中に含有されているナノダイヤモンドの含有量が多いため、ナノダイヤモンドが発熱抵抗体上に堆積し、コゲーションを生じた。これにより、比較例３では、所定の間隔でインクｉを適切に加熱することができず、２億回以上、連続して吐出することができず、不吐出が生じた。したがって、比較例３では、インクｉを長期間安定して保存することができないことがわかる。
【０１０４】
一方、実施例１〜実施例３では、インクｉ中にナノダイヤモンドが３ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの範囲であり、適切に含有されているため、回路基板の表面処理が施されていない縁端側面にナノダイヤモンドが固着し、溶出防止膜を形成した。これにより、実施例１〜実施例３では、回路基板の縁端側面からケイ素化合物等の溶出を抑制することができた。
【０１０５】
実施例１〜実施例３では、ケイ素化合物等の溶出を抑制することができたため、ケイ素化合物等が発熱抵抗体上に堆積せず、コゲーションが防止され、発熱抵抗体で適切にインクを加熱することができた。これにより、実施例１〜実施例３では、２億回以上、インクを吐出することができた。
【０１０６】
また、実施例１〜実施例３では、ケイ素化合物等の溶出を抑制することができたため、インクが安定し、着色剤が析出することなく、ノズルの目詰まりが防止でき、不吐出ノズルが発生しなかった。これにより、実施例１〜実施例３では、インクｉを長期間安定して保存できることがわかる。したがって、実施例１〜実施例３では、長時間使用したり、長時間保存しても、回路基板の縁端側面からケイ素化合物等が溶出することが抑えられ、溶出したケイ素化合物等が発熱抵抗体上に堆積して生じるコゲーションを防止できた。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明を適用したプリンタ装置の斜視図である。
【図２】ヘッドカートリッジの断面図である。
【図３】吐出ヘッドの断面図であり、同図（Ａ）は発熱抵抗体に気泡が発生した状態を模式的に示す断面図であり、同図（Ｂ）はノズルよりインクを吐出した状態を模式的に示す断面図である。
【図４】プリンタ装置の一部を透視して示す側面図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１  プリンタ装置、２  ヘッドカートリッジ、３  装置本体、３１  回路基板、３１ａ  発熱抵抗体、３２  フィルム、３３  ヘッドチップ、３４  ノズルシート、３４ａ  ノズル、３４ｂ  吐出面、３５  インク液室、３６  インク流路、３７  露出部、６１  溶出防止膜６１
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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