(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
染料と、シリコン系界面活性剤及びアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物と、液媒体と、を含み、
該シリコン系界面活性剤の該アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物に対する質量比が１／５０００以上１／２０未満であり、
インク中におけるシリコン系界面活性剤の含有量が０．００１〜４．５質量％であることを特徴とするインクジェット記録用のインク。
【請求項２】
前記シリコン系界面活性剤がシロキサン結合を有する請求項１に記載のインク。
【請求項３】
前記シリコン系界面活性剤が０．０１〜４．５質量％である請求項１または２に記載のインク。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のインクをインクジェット法で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５】
該インクジェット法が、インクに熱エネルギーを印加する工程を有する請求項４に記載のインクジェット記録方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか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７】
該インク収容部が、ポリプロピレン、ポリウレタン、セルロース及びポリビニルアセテートから選ばれる少なくとも１つの材料を含むインク接液面を具備している請求項６に記載のインクカートリッジ。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれかに記載のインクを収容しているインク収容部と、該インクをインクジェット法で吐出させる記録ヘッドと、を具備していることを特徴とする記録ユニット。
【請求項９】
該記録ヘッドが、該インクに熱エネルギーを印加するヒータを具備している請求項８に記載の記録ユニット。
【請求項１０】
該インク収容部が、ポリプロピレン、ポリウレタン、セルロース及びポリビニルアセテートから選ばれる少なくとも１つの材料を含むインク接液面を具備している請求項８または９に記載の記録ユニット。
【請求項１１】
請求項１〜３のいずれかに記載のインクを収容しているインク収容部と、該インクをインクジェット法で吐出させる記録ヘッドと、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１２】
該記録ヘッドが、該インクに熱エネルギーを印加するヒータを具備している請求項１１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１３】
該インク収容部が、ポリプロピレン、ポリウレタン、セルロース及びポリビニルアセテートから選ばれる少なくとも１つを含むインク接液面を具備している請求項１１または１２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１４】
互いに異なるカラートーンを有する第１の染料インクと第２の染料インクとを具備しているインクセットであって、該第１の染料インク及び第２の染料インクの少なくとも一方が、請求項１〜３の何れかに記載の染料インクであることを特徴とするインクセット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク、特にインクジェット記録に用いた場合に好適であるインク、インクセット、インクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット、インクジェット記録装置、及びインクジェット用インクの発一性の改善方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インクジェット記録画像に対しては、発色が良好で、滲みのない、銀塩写真に匹敵する程の高い画質が求められてきている。インクジェットカラー画像のより一層の高画質化を実現するために重要な技術の一つとして、被記録媒体（普通紙等）上に複数の異なる色のインクが隣接して付与されたときの、境界領域におけるインク同士の滲み（以降「ブリーディング」と称する）の制御が挙げられる。ブリーディングを制御する方法の一つとして、インクにアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物等を添加して、該インクの被記録媒体に対する浸透性を高める方法がある。即ち、被記録媒体上に付与したのち、被記録媒体に速やかに浸透させることで、ブリードを緩和させることができる。例えば特開平８−１０４８３７号公報には、カウンターイオンの少なくとも一つがアンモニウムイオンである染料とアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物等の界面活性剤を併有することによって、種々の普通紙に対して耐水性良好な印字を可能とし、長期保存後においても吐出安定性に優れるインクを提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平８−１０４８３７号公報に記載されているように、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物は、インクジェット用インクに要求される保存性や吐出安定性と、ブリードの抑制に要求される被記録媒体への浸透性とを両立させることができる極めて優れた界面活性剤であるということができる。しかし、インクジェット記録画像に対する高画質化に伴なう、インクジェットプリンタの様々な制御方法の検討過程において、印字品質を維持しつつ、より一層の信頼性の向上を達成する為には、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物等を含有しているインクが技術課題を内包していることを見出した。即ち、このインクをインクジェット記録に使用して印字している過程において、あるノズルから当該インクの滴を吐出させた後、そのノズルから一定時間インク吐出を行わず、しかもノズルの回復動作も行わなかった場合に、そのノズルから次の１滴目のインクを吐出させようとすると、インクが吐出しなかったり、或いは安定した吐出を行えず、印字が乱れてしまうといった不都合をおこす場合があることが判明した。以下、一定時間の吐出停止後の１滴目の吐出を発一と呼び、この１滴目の吐出に何らかの不都合が生じる場合、発一性が悪い、と称することとする。
【０００４】
本発明は、この様な知見に鑑み、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物を含んでいるインクが示す種々の優れた特性を維持しつつ、発一性が改善されたインクを提供することにある。
【０００５】
また、本発明は高品位なカラー画像を安定して形成することのできるインクセットを提供することを他の目的とする。
【０００６】
また、本発明は、高品位な画像を安定して形成す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。
【０００７】
また、本発明は、高品位なカラー画像を安定して形成す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。
【０００８】
また、本発明は、高品位な画像を安定して得ることのできるインクジェット記録装置、およびそれに用いることのできる記録ユニット、及びインクジェットカートリッジを提供することを更に他の目的とする。
【０００９】
また、本発明は、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物と染料とを含んでいるインクジェット用インクの優れた特性を維持しつつ、インクジェット法に用いたときの発一性の改善を図る方法を提供することを他の目的とする。更にまた、本発明は、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物と染料とを含んでいるインクジェット用インクの優れた特性を維持しつつ、インクジェット法に用いたときの発一性の改善を図ったインクジェット用インクを提供することを他の目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成することのできるインクは、染料と、シリコン系界面活性剤及びアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物と、液媒体と、を含み、
該シリコン系界面活性剤の該アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物に対する質量比が１／５０００以上１／２０未満であり、
インク中におけるシリコン系界面活性剤の含有量が０．００１〜４．５質量％であることを特徴とするインクジェット記録用のインクである。
【００１１】
また、上記の目的を達成することのできるインクジェット記録方法は、上記のインクジェット用インクをインクジェット法で吐出させる工程を有することを特徴とする。
【００１２】
また、上記の目的を達成することのできるインクカートリッジは、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ことを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記の目的を達成することのできる記録ユニットは、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、該インクをインクジェット法で吐出させる記録ヘッドと、を具備していることを特徴とするものである。
【００１４】
また、上記の目的を達成することのできるインクジェット記録装置は、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、該インクをインクジェット法で吐出させる記録ヘッドと、を具備していることを特徴とするものである。
【００１５】
また、上記の目的を達成することのできるインクセットは、互いに異なるカラートーンを有する第１の染料インクと第２の染料インクとを具備しているインクセットであって、該第１の染料インク及び第２の染料インクの少なくとも一方が、上記のインクであることを特徴とする。
【００１９】
そしてかかる態様を採用することによって発一性の大幅な改善を図ることができる。また、インクジェット記録において、一定時間休止後の１滴目の吐出である発一が多少乱れても、その１滴目に続く更に次の２滴目、３滴目の吐出、すなわち発二、発三におけるそれぞれの吐出性能である発二性、発三性が良好であれば、印字画像に殆ど影響しない場合も多く、この、発二、発三の吐出を良好にすることで、更に吐出間隔が長くなり発一が乱れ始めた場合でも印字画像に大きな悪影響を与えないようにすることができる。そして本発明にかかるインクの更なる効果として、例えば低温、低湿といった過酷な環境下におけるインクジェット記録時に、例え発一が乱れた場合であっても発二性、発三性に優れ、安定して高品位のインクジェット記録画像を形成することができる。本発明にかかるインクの更なる効果として、低温、環境下で連続吐出させたときにも吐出安定性に優れ、良好なインクジェット記録を行うことができる。
【００２０】
また、インク中における、シリコン系界面活性剤のアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物に対する割合（質量基準）を、１／５０００（シリコン界面活性剤／アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物）以上１／２０未満とすることで、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物を含有しているインクが示す優れた特性を損なうことなしに、当該インクの技術課題である発一性の改善を図ることができるものである。
【００２１】
なお、特開平８−２９０６５６号公報及び特開平８−１９３１７７号公報は、浸透剤としてのアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物と、シリコン系界面活性剤と、を含んでいるインクを開示している。しかし、これらの先行技術には、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物を添加して浸透系とした染料インクの技術課題については何ら開示されておらず、また、当該技術課題が特定の量のシリコン系界面活性剤の添加によって改善されるという効果を示唆する記載もない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に詳細に説明する。
【００２３】
本発明にかかるインクは、染料、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物、及び液媒体と、を含み、該シリコン系界面活性剤の該アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物に対する質量比が１／５０００以上１／２０未満である点に一つの特徴を有している。そしてこのインクは、発一性及び発二性、発三性、更には、低温、低湿環境下で連続吐出させたときの吐出安定性に優れ、高品位なインクジェット画像を安定して形成することができる。
【００２４】
（アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物）
ここで、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物としては、例えば下記構造式（Ｉ）で示される化合物を挙げることができる。
【００２５】
【化１】
0004100884.tif 000002
【００２６】
上記式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はアルキル基、具体的には例えば炭素数１〜４の直鎖状または分岐状のアルキル基を表わし、ｍおよびｎは夫々整数を表わし、ｍ＝０かつｎ＝０、もしくは１≦ｍ＋ｎ≦３０であって、ｍ＋ｎ＝１の場合はｍまたはｎは０である。そして上記したアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物は、被記録媒体へのインクの浸透性を大きく左右する物質である。ここでインクの被記録媒体に対する浸透性について説明する。
【００２７】
インクの浸透性を１ｍ2当たりのインク量Ｖで表すと、インク滴を吐出してからの時間ｔにおけるインク浸透量Ｖ（単位はミリリットル／ｍ2＝μｍ）は、次に示すようなブリストウ方式により表されることが知られている。
Ｖ＝Ｖｒ＋Ｋａ（ｔ−ｔｗ）1/2
（ただし、ｔ＞ｔｗ）
インク滴がプリント媒体表面に滴下した直後は、インク滴は表面の凹凸部分（プリントの媒体の表面の粗さの部分）において吸収されるのが殆どで、プリント媒体内部へは殆ど浸透していない。その時間がｔｗ（ウエットタイム）、その間の凹凸部への吸収量がＶｒである。インク滴の滴下後の経過時間がｔｗを超えると、超えた時間（ｔ−ｔｗ）の２分の１乗に比例した分だけ浸透量Ｖが増加する。Ｋａはこの増加分の比例係数であり、浸透速度に応じた値を示す。Ｋａ値は、ブリストウ法による液体の動的浸透性試験装置Ｓ（東洋精機製作所製）を用いて測定した。本実験では、本出願人であるキヤノン株式会社のＰＢ用紙をプリント媒体（記録紙）として用いた。このＰＢ用紙は、電子写真方式を用いた複写機やＬＢＰと、インクジェットプリント記録方式を用いたプリントの双方に使える記録紙である。また、キヤノン株式会社の電子写真用紙であるＰＰＣ用紙に対しても、同様の結果を得ることができた。そしてこのＫａ値は、界面活性剤の種類、添加量などによって決まり、例えば、上記構造式（Ｉ）で示される、エチレンオキサイド−２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｏｘｉｄｅ−２，４，７，９−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ−５−ｄｅｃｙｅｎ−４，７−ｄｉｏｌ（上記構造式（Ｉ）において、ｎ＋ｍ＝１０の化合物、以下、商品名「アセチレノールＥＨ」；川研ファインケミカル社製）という非イオン性界面活性剤を添加することにより、浸透性は高くなる。また、アセチレノールＥＨが混合されていない（含有割合が０％）インクの場合は浸透性が低く、後に規定する上乗せ系インクとしての性質を持つ。また、溶剤及び添加剤の量及び種類等のインク組成にもよるが、例えばアセチレノールＥＨが１％の含有割合で混合されている場合は短時間で記録紙内部に浸透する性質を持ち、後に規定する高浸透性インクとしての性質を持つ。また、例えばアセチレノールＥＨの量を０．３５％程度としたインクは、やはり溶剤及び添加剤の量及び種類等のインク組成にもよるが、両者の中間の半浸透性インクとしての性質を持つ。
【００２８】
【表１】
0004100884.tif 000003
【００２９】
上記の表１は、「上乗せ系インク」、「半浸透性インク」、「高浸透性インク」のそれぞれについて、Ｋａ値、アセチレノールＥＨ含有量（％）、表面張力（ｍＮ／ｍ（ｄｙｎｅ／ｃｍ））について、一例を示している。プリント媒体である記録紙に対する各インクの浸透性は、Ｋａ値が大きいものほど高くなる。つまり、表面張力が小さいものほど高くなる。
【００３０】
表１におけるＫａ値は、前述のごとくブリストウ法による液体の動的浸透性試験装置Ｓ（東洋精機製作所製）を用いて測定したものである。実験には、前述のキヤノン株式会社のＰＢ用紙を記録用紙として用いた。また、前述のキヤノン株式会社のＰＰＣ用紙に対しても、同様の結果を得ることができた。ここで、「高浸透性インク」として規定される系のインクはアセチレノール含有割合が０．７％以上であり、浸透性に関して良好な結果が得られた範囲のものである。そして本実施態様にかかる染料インクがカラー（有彩色）インクである場合には、当該インクの浸透性の基準としては、「半浸透性インク」のＫａ値、即ち１．０（ml・m-2・msec-1/2）以上とすることが好ましく、特には５以上（ml・m-2・msec-1/2）が、カラーインク間のブリードを抑制する上で好ましい。
【００３１】
（シリコン系界面活性剤）
シリコン系界面活性剤としては、例えばシロキサン結合を有するものが好適に用いられる。
【００３２】
インクジェットプリンタは様々な環境下で使用される可能性がある。特に低湿度環境においてはインクジェットプリンタの吐出ノズル内のインクの蒸発が起こりやすいが、特開平８−３０２２５６号公報にあるように、シリコン系界面活性剤等の消泡剤を含有させることにより、消泡剤の膜がインク表面を覆いインクの蒸発が抑えられ、発一性が非常に良好になることが知られている。
【００３３】
ここで吐出ノズル内のインクの蒸発、およびインクジェットプリンタが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サーマルインクジェットプリンタである場合、熱エネルギーを与えたことによる吐出ノズル内のインクの温度上昇による、更なるインク蒸発が原因で、シリコン系界面活性剤等の消泡剤がインクに溶解していられなくなり油状成分として分離してくる。そしてこの油状成分がノズル近傍に残り、一定時間休止後の吐出の乱れの原因となってしまう。さらに、この油状成分として出てきた消泡剤がインクに再溶解しづらいもの、言い換えると、消泡剤がインクへの溶解性が悪いものであると、ノズル近傍に残った油状成分がインクに再溶解しにくく、発一性だけではなく、発二性、発三性にも悪影響を与えてしまうということも考えられ、更には、その油状成分の蓄積により、連続吐出させたときの吐出安定性にも悪影響を与えてしまうということも考えられる。また、この油状成分が、熱エネルギーを与えるヒーター上に残るこげの原因となりやすく、このこげがヒーターからインクに与える熱エネルギーに悪影響を与えるため好ましくない。
【００３４】
そこで、２５℃での水に対する溶解度が１％以上のシリコン系界面活性剤（消泡効果が無いものも含まれる）が本発明に於いては好適に用いられる。これによって、吐出ノズル内のインクの蒸発によって、シリコン系界面活性剤がインクに溶解していられなくなり油状成分として分離してくるということを防ぎ、ヨレが発生するなど吐出性が悪化するのを防ぐ。
【００３５】
また、更にインクを記録媒体に印字した直後のインクの蒸発等により記録媒体上でインクがＣＯＮＣ．状態になった時に、上記消泡剤が油状となり色ムラが発生するといったことも、該消泡剤を２５℃での水に対する溶解度が１％以上の上記シリコン系界面活性剤とすることによって防ぐことができるということも考えられる。
【００３６】
また、上記を満たすシリコン系界面活性剤であれば、消泡効果の有無にかかわらず、インクジェット記録装置において、発一性及び発二性、発三性、更には、低温、低湿環境下で連続吐出させたときの吐出安定性に優れ、インクジェットプリンタに用いた場合吐出性に優れた効果を示すことが確認されており、該シリコン系界面活性剤が消泡剤である必要はない。
【００３７】
シリコン系界面活性剤の具体例としては、例えば以下に示すものが挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。Ｌ−７２０、Ｌ−７００１、Ｌ−７００２、Ｌ−７６０４、ＦＺ−２１１３、ＦＺ−２１０５、Ｙ−７００６、ＦＺ２１２０、ＦＺ−２１６１、Ｚ−２１６２、ＦＺ−２１６３、ＦＺ−２１６４及びＦＺ−２１６６（日本ユニカー社製）インク中におけるシリコン系界面活性剤の含有量は、０．００１〜４．５質量％の範囲内とする。また、インク中における、該シリコン界面活性剤の該アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物に対する量比（質量基準）が１／５０００以上１／２０（シリコン系界面活性剤の量／アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物の量）未満という条件を満たすことが好ましい。
【００３８】
即ち、シリコン系界面活性剤の含有量が上記の条件を満たした場合、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物を含んでいるインクの好ましい効果，即ち、被記録媒体への優れた浸透性や、安定したインクの長期保存性などを損なうことなしに、当該インクの発一性の改善を図ることができる。なお、シリコン系界面活性剤のみによっても、インクの被記録媒体への浸透性を向上させることは可能であるが、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物を浸透性向上のための主剤として用いたインクの方が、インクのインクジェット吐出特性や保存安定性等の点で、明らかに好ましい結果を示す。
【００３９】
また、該シリコン系界面活性剤の量が、該アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物の量に対して、質量基準で１／５０００以上１／２０未満である様に調整したインクが、この範囲外で調整されたものより、発一性及び発二性、発三性、更には、低温、低湿環境下で連続吐出させたときの吐出安定性の向上効果が大きいことの理由は定かではないが、インクジェットプリンタヘッドのノズル近傍でのインクからの水分の蒸発が影響していると考えられる。
【００４０】
また、上記したように、インクに対してシリコン系界面活性剤が溶解しきれずに分離して、油状成分の蓄積が起こりにくいように、インク中におけるシリコン系界面活性剤は、完全に溶解された状態を維持させることが好ましく、その為には、例えば、インク全質量を基準として４．５質量％のシリコン系界面活性剤を含有させる場合、溶解度が４．５％以上のシリコン系界面活性剤を選択して使用することが好ましい。
【００４１】
本発明において使用される色材は適宜選択して用いることができるが、従来より知られている染料や顔料の多くのものが有効である。本発明において有効に使用され得る染料は、前述したようなインクとしての信頼性を満足しうるものであり、一般的には例えば、直接染料、塩基性染料、酸性染料、食用染料、建染め染料、可溶性建染め染料、分散染料、油溶性染料、媒染染料の他、ヌレン染料、ナフトール染料、反応染料、クロム染料、アゾイック染料、カチオン染料等の水溶性もしくは油溶性染料が挙げられる。これらの中で特に好ましいのは水溶性の直接染料、塩基性染料あるいは酸性染料である。インク中におけるこれらの色材の含有量は０．１〜１５質量％の範囲、さらに好ましくは０．１〜１０質量％の範囲である。
【００４２】
また、本発明が特に有効に機能するインクとして、例えば色材としてＣ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９を含むシアンインクや、下記構造式（II）で示される色材を含むマゼンタインクが挙げられる。
【００４３】
【化２】
0004100884.tif 000004
【００４４】
上記構造式（II）中、Ｒ1は、置換若しくは未置換のアルコキシ基、又は置換若しくは未置換のアリール基を表し、Ｒ2及びＲ4は、各々独立に、水素原子又は置換若しくは未置換のアルキル基を表し、Ｒ3は、水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基、置換若しくは未置換のアルコキシ基、置換若しくは未置換のアリールオキシ基又はハロゲン原子を表す。Ｘ1は、カルボキシル基若しくはその塩、又はスルホン酸基若しくはその塩を表す。ｎは、１又は２を表す。また、当該マゼンタインクは、当該インクによる画像の色味の改善のために、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２及びＣ．Ｉ．アシッドレッド２８９から選ばれる少なくとも一方、または下記構造式（III）で示される色材、またはＣ．Ｉ．アシッドレッド５２及びＣ．Ｉ．アシッドレッド２８９の少なくとも一方と下記構造式（III)で示される色材とを更に含むインクであってもよい。
【００４５】
【化３】
0004100884.tif 000005
【００４６】
上記構造式（III）中、Ａｒ1は、置換もしくは未置換のフェニル基、または置換もしくは未置換のナフチル基を表わし、Ａｒ2は、アセチル基、ベンゾイル基、１，３，５−トリアジン誘導体、ＳＯ2−Ｃ6Ｈ5基又はＳＯ2−Ｃ6Ｈ4−ＣＨ3基のいずれかを表す。Ｍはスルホン酸基の対イオンであり、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウムのいずれかを表す。
【００４７】
つまり、これらのインクにおいては、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物を添加したときの、当該インクの発一性能の不安定化が、他のインクと比較すると比較的に緩やかな条件の下でも生じ易いことを本発明者らは確認しており、これらのインクを、他のインクと組み合わせて使用する場合、プリンタのヘッド制御、例えば予備吐出の頻度などを、発一性能が相対的に低いインクを基準として設計するなどの制約が生じることがある。しかし、これらのインクにシリコン系界面活性剤を添加することで、発一性に関して、他のインクと同等の性能を付与することができるため、上記したようなインクジェットプリンタの設計上の制約を払拭することが可能となる。
【００４８】
尚、本発明にかかるインクは、上記成分の他に必要に応じて水溶性有機溶剤、界面活性剤、ｐＨ調整剤、防錆剤、防カビ剤、酸化防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤及び水溶性ポリマー等の添加剤を添加してもよい。
【００４９】
本発明に使用される上記の色材、シリコン系界面活性剤及びアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物を溶解する液媒体としては、水、若しくは水を主体とする水性媒体が好ましい。この水性媒体としては、水単独、あるいは水と水溶性有機溶剤との混合物を挙げることができる。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などのアミド類；アセトンなどのケトン類；テトラヒドラフラン、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、スルホラン、ジメチルサルフォオキサイド、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。これらの水溶性有機溶剤は、これらから選択された１種を、あるいは必要に応じてこれらの２種以上を組み合せて用いることができる。
【００５０】
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、１〜４０質量％が好ましく、より好ましくは３〜３０質量％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。有機溶剤量並びに水の量を上記の様に調整することによって、色材等の溶解性を良好に保ち、インクの高粘度化を抑え、また、ノズルの固着も有効に抑えることができる。
【００５１】
本発明にかかるインクは、一般の水性筆記用具としても使用出来るが、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）を調整する場合もある。
【００５２】
更に、本発明にかかるインクは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１５ｃＰ以下、好ましくは１０ｃＰ以下、より好ましくは５ｃＰ以下に調整されることが望ましい。
【００５３】
本発明のインクを用いて記録を行な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インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置が挙げられる。
【００５４】
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。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）とを密着して得られる。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、アルミナ等の放熱性の良い基板２０より成っている。インク２１は吐出オリフィス（微細孔）２２迄来ており、不図示の圧力によりメニスカス２３を形成している。
【００５５】
今、電極１７−１、１７−２に電気信号が加わると、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、オリフィス２２より記録小滴２４となり、被記録材２５に向かって飛翔する。
【００５６】
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に説明したものと同様な発熱ヘッド２８を密着して製作される。
【００５７】
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線での切断面である。図４に、かかるヘッドを組み込んだインクジェット記録装置の１例を示す。
【００５８】
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は記録ヘッドによる記録領域に隣接した位置に配設される。又、本例の場合、記録ヘッドの移動経路中に突出した形態で保持される。６２はキャップであり、ブレード６１に隣接するホームポジションに配設され、記録ヘッドの移動方向と垂直な方向に移動して吐出口面と当接し、キャッピングを行う構成を具備する。更に６３はブレード６１に隣接して配設されるインク吸収体であり、ブレード６１と同様、記録ヘッドの移動経路中に突出した形態で保持される。上記ブレード６１、キャップ６２、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、塵埃等の除去が行われる。
【００５９】
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材にインクを吐出して記録を行う記録ヘッドであり、６６はこの記録ヘッド６５を搭載して記録ヘッド６５の移動を行う為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に沿って移動が可能となり、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。
【００６０】
５１は被記録材を挿入する為の給紙部であり、５２は不図示のモータにより駆動される紙送りローラである。これらの構成によって記録ヘッドの吐出口面と対向する位置へ被記録材が給紙され、記録が進行するにつれて排紙ローラ５３を配した排紙部へ排紙される。
【００６１】
上記の構成において、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、ヘッド回復部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様に移動する。
【００６２】
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、上記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。
【００６３】
上記の記録ヘッド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、記録ヘッドが記録の為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。
【００６４】
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プロピレン、ポリウレタン、セルロースやポリビニルアルコールなどで形成されているのが本発明にとって好ましい。
【００６５】
本発明で使用されるインクジェット記録装置としては、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となったものにも好適に用いられる。
【００６６】
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、インク吸収体が収納されており、かかるインク吸収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。インク吸収体の材料としては、ポリウレタンやポリプロピレン等を用いることが好ましい。
【００６７】
７２は、記録ユニット内部を大気に連通させる為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。
【００６８】
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。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７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に略直交する方向Ｓに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。
【００６９】
搬送装置１０３０は、互いに略平行に対向配置される一対のローラユニット１０２２ａおよび１０２２ｂと、一対のローラユニット１０２４ａおよび１０２４ｂと、これらの各ローラユニットを駆動させる駆動部１０２０とを備えている。これにより、駆動部１０２０が作動状態とされるとき、用紙１０２８が図７に示す矢印Ｐ方向にそれぞれのローラユニット１０２２ａおよび１０２２ｂと、ローラユニット１０２４ａおよび１０２４ｂにより狭持されて間欠送りで搬送されることとなる。
【００７０】
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および１０２６ｂに巻きかけられるベルト１０１６と、ローラユニット１０２２ａおよび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を順方向およ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。
【００７１】
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。また、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。さらに、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。
【００７２】
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ごとにそれぞれ、キャリッジ部材１０１０ａに対して着脱自在に備えられる。
【００７３】
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、インクなど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。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、インクなどの液体は、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。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。
【００７４】
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さらに詳しく説明する。図９は本発明の基本的な形態を示す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。なお、電気熱変換素子を駆動するための電気的な配線などは省略している。
【００７５】
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，プラスチックあるいは金属などからなる基板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、および後述する液流路，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。吐出口は、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）などの露光装置により形成することもできる。
【００７６】
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熱エネルギ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。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、さらに吐出口８３２を備える吐出口プレート９３５が設けられている。
【００７７】
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など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。本例では、さらに、吐出口面（上面）９３５ａ側は撥水処理が施されている。
【００７８】
本例では、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、１２００ｄｐｉ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ごとに吐出を行うことになる。
【００７９】
また、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。また、インク流路壁９３６および隔壁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。
【００８０】
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か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。すなわち、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１１４１が形成されている。
【００８１】
本例においては、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。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。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。同図中、「Ｃ」は、インク付着部を示している。
【００８２】
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。
【００８３】
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。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。なお、以下の説明において、「落下」または「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。
【００８４】
まず、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、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。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１０２の形成も始まる。このメニスカス１０２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。ここで、本例においては、吐出口部に複数の溝１１４１を分散させて有していることにより、メニスカス１０２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および主液滴（以下、液体また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。
【００８５】
そして、本例では、このメニスカス１０２の落下速度が気泡１０１の収縮速度よりも速いために、図１８に示す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。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。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１の表面の中央で液体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。また、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。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できる。なお図１８〜２１において、Ｉdは溝部に付着したインク（溝内のインク）を、また、Ｉeは液流路内に残存しているインクを表している。
【００８６】
このように、本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。また、高い駆動周波数での発泡ばらつき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。
【００８７】
特に、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。
【００８８】
また、本発明に好適に使用できる、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、例えば日本特許登録第２７８３６４７号に記載のように、いわゆるエッジシュータータイプが挙げられる。
【００８９】
本発明のインクを用いて記録を行な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インクジェット記録方法以外に、力学的エネルギーを利用するインクジェット記録にも用いることができる。
【００９０】
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、記録装置において、優れた効果をもたらすものである。
【００９１】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６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。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核沸騰を越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、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。
【００９２】
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４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。
【００９３】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）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４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。
【００９４】
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。
【００９５】
さらに、記録装置が記録できる最大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。
【００９６】
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、ある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。
【００９７】
また、本発明の記録装置の構成として設けられる、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、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子ある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。
【００９８】
さらに、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、また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。
【００９９】
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、もしくは液体であるもの、あるいは上述のインクジェット方式ではインク自体を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良い。
【０１００】
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、また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号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状また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良い。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。
【０１０１】
さらに加えて、本発明に係る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また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、さら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。
【０１０２】
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、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。
【０１０３】
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。被記録材Ｐ’は、図示しない被記録材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。
【０１０４】
リードスクリュ６０５の一端の近傍には、フォトカプラ６１１，６１２が配設されている。これらはキャリッジ６０７のレバー６０７ａのこの域での存在を確認して駆動モータ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。
【０１０５】
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。また、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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
上述の構成を有するインクジェット記録装置６００は、図示しない被記録材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材Ｐに対し、インクジェットヘッドカートリッジ６０１は被記録材Ｐ’の全幅にわたって往復移動しながら記録を行う。
【０１０８】
【実施例】
次に実施例および比較例を挙げて本発明をさら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）
下記に示す各成分を混合し、十分攪拌して溶解後、ポアサイズが０．４５μｍのフロロポアフィルター（商品名：住友電工（株）製）を用いて加圧濾過し、実施例１のシアンインクを調整した。
（実施例１のシアンインクの組成）
Ｌ−７２０：０．０１部
（日本ユニカー製：  ２５℃での水に対する溶解度２０％以上、消泡効果有り）
アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物：１部
（商品名：アセチレノールＥＨ；川研ファインケミカル（株）社製）
グリセリン：８部
エチレングリコール：７部
尿素：５部
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９：５部
水：７３．９９部
（実施例２）
実施例１の組成からＬ−７２０を除き、ＦＺ−２１６２（日本ユニカー製：２５℃での水に対する溶解度２０％以上、消泡効果無し）におきかえて実施例２のインクを調整した。
【０１０９】
（実施例３）
実施例１の組成からＬ−７２０を除き、ＦＺ−２１２３（日本ユニカー製：  ２５℃での水に対する溶解度１％未満、消泡効果有り）におきかえて実施例３のインクを調整した。
【０１１０】
（実施例４）
実施例１の組成からＬ−７２０を除き、Ｌ−７７（日本ユニカー製：２５℃での水に対する溶解度１％未満、消泡効果無し）におきかえて実施例４のインクを調整した。
【０１１１】
（比較例１）
実施例４の組成のＬ−７７の添加量を１部として、水の量をその分調整し、合計で１００部とし比較例１のインクを調整した。
【０１１２】
（比較例２）
実施例１の組成からＬ−７２０及びアセチレングリコールエチレンオキサイド付加物を除き、純水におきかえて比較例２のインクを調整した。
【０１１３】
以下表１に上記各実施例及び比較例で得られたインクの特徴を示す。
【０１１４】
【表２】
0004100884.tif 000006
【０１１５】
（評価方法及び評価結果）
（１）発一性の評価
温度１５℃／湿度１０ＲＨ％の恒温恒湿槽にインクジェットプリンタ（商品名：ＢＪＦ−６００（キヤノン（株）社製）の改造機）を１時間以上放置し、その後あるノズルからインク滴を吐出させ、２０秒間そのノズルを使用せず、次にそのノズルからインク滴を１発吐出させた時の吐出安定性の程度を目視にて評価した。
【０１１６】
その結果、実施例１〜４のインクの発一性は、シリコン系界面活性剤を含まない比較例２のインクよりも明らかに向上した。
【０１１７】
（２）発二性及び発三性の評価
温度１５℃／湿度１０ＲＨ％の恒温恒湿槽にインクジェットプリンタを１時間以上放置し、その後あるノズルからインク滴を吐出させ、４０秒間そのノズルを使用せず、次にそのノズルからインク滴を１５発吐出させた時の二発目と三発目の吐出安定性の程度を目視にて評価した。
【０１１８】
その結果、該シリコン系界面活性剤の量を、該アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物の１／１００に調整した実施例１、実施例２、実施例３及び実施例４のインクは、比較例１のインク並びに比較例２のインクよりも良好であった。
【０１１９】
（３）低温、低湿環境下で連続吐出させたときの吐出安定性の評価
温度１５℃／湿度１０ＲＨ％の恒温恒湿槽にインクジェットプリンタを１時間以上放置し、その後全てのノズルからインク滴を連続させて吐出させベタ画像を書かせ、そのベタ部のかすれから吐出安定性を目視にて評価した。
【０１２０】
その結果、該シリコン系界面活性剤が、比較例１及び比較例２のインクは明らかにかすれており、吐出安定性が悪かったのに対し、実施例１、実施例２、実施例３及び実施例４のインクは、何の問題もなくベタ画像を印字できた。
【０１２１】
（実施例５）
下記に示すシアンインク、マゼンタインク及びイエローインクからなるインクセットを用意した。そして、これらのインクを、カラーインクジェットプリンタ（商品名：ＢＪＦ−６００（キヤノン（株）社製）の改造機）の各インクタンクに充填し、当該プリンタに装着して下記の発一性能の評価を行った。
・シアンインク
実施例１のシアンインク。
・マゼンタインク
実施例１で用いたシアンインクの染料であるＣ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９を、下記構造式で示される染料に代えた以外は、実施例１のシアンインクと同様に調製。
【０１２２】
【化４】
0004100884.tif 000007
【０１２３】
・イエローインク
実施例１のシアンインクの染料であるＣ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９を、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー８６に代え、またＬ−７２０を除き、純水に置き換えた以外は、実施例１のシアンインクと同様に調製。
【０１２４】
【表３】
0004100884.tif 000008
【０１２５】
（比較例３）
下記に示すシアンインク、マゼンタインクおよびイエローインクからなるインクセットを用意した。そして、これらのインクを、フルカラーインクジェットプリンタの各インクタンクに充填し、以下に記載の発一性能の評価を行った。
・シアンインク
実施例５のシアンインクのＬ−７２０を除き、純水におきかえたシアンインク。
・マゼンタインク
実施例５のマゼンタインクのＬ−７２０を除き、純水におきかえたマゼンタインク。
・イエローインク
実施例５のイエローインク。
【０１２６】
【表４】
0004100884.tif 000009
【０１２７】
（４）発一性からみた実施例５ならびに比較例３のインクセットのインクジェット適性の評価
実施例５のインクセット及び比較例３のインクセットについて、発一性の評価を前記（１）と同じ条件で試験を行ったところ、実施例５のインクセットは夫々のインクの発一性能がほぼ同等であり、インクジェット用のインクセットとして用いたときにシーケンスを高いレベルで設定できた。長時間これに対して、比較例３のインクセットは、イエローインクに関しては、シリコン系界面活性剤を添加しなくてもその発一性の低下は殆ど観察されなかったが、シアンインクとマゼンタインクについては発一性能の低下が認められた。即ち、比較例３のインクセットを構成する３色のインク中で，発一性能にバラツキが生じた。従って、比較例３のインクセットをインクジェットプリンタに搭載した場合には、発一性能の低いシアンインクとマゼンタインクとに合わせた、高いレベルとは言いがたいシーケンスでしか使用できず、インクジェット適正において明らかに実施例５のインクセットは比較例３のインクセットよりも優れているという結果になった。なお、ここで高いレベルのシーケンスとは、具体的には例えば、ノズルの回復動作の頻度を少なくする等を挙げることができる。
【０１２８】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明のインクによれば、発一性及び発二性、発三性、更には、低温、低湿環境下で連続吐出させたときの吐出安定性に優れ、インクジェット記録システムに用いても何らの問題のない信頼性の高い記録を行なうことができるインクが得られる。
【０１２９】
また、上記のインクを用いてインクジェット記録を行った時、発一性及び発二性、発三性、更には、低温、低湿環境下で連続吐出させたときの吐出安定性に優れた高品位な画像を得ることができる。
【０１３０】
また、本発明によれば、カラーインクジェットプリンタに搭載される複数のカラーインク間での発一性能を均一化することができる為、インクジェット記録のシーケンスをより高いレベルに設定することができる。その結果としては、高品位なカラー画像を高速で形成することが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット記録装置のヘッドの一実施態様を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ｂ線断面図である。
【図３】マルチヘッドの概略説明図である。
【図４】インクジェット記録装置の一実施態様を示す概略斜視図である。
【図５】インクカートリッジの一実施態様を示す縦断面図である。
【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ットカートリッジの一例を示す概略斜視図である。
【図９】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】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矢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矢視断面形状に対応し、図１４および図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矢視断面形状に対応し、図１４，図１５および図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矢視断面形状に対応し、図１４〜図１６および図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矢視断面形状に対応し、図１４〜図１７および図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矢視断面形状に対応し、図１４〜図１８，図２０および図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２０】図１３中のＸ−Ｘ矢視断面形状に対応し、図１４〜図１９および図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矢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】本発明が適用し得るインクジェット記録装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１３    ヘッド
１４    インク溝
１５    発熱ヘッド
１６    保護膜
１７−１、１７−２    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    インク小滴
２５    被記録材
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
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
１３３７    発泡室
１３３８    液流路
１１４１    溝
１１４１ａ    頂部
１００    インクジェット記録ヘッド
１０１    気泡
１０２    メニスカス
１００１    液体タンク
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
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
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：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
ｗ    隔壁の幅寸法
【図１】
0004100884.tif 000010
【図２】
0004100884.tif 000011
【図３】
0004100884.tif 000012
【図４】
0004100884.tif 000013
【図５】
0004100884.tif 000014
【図６】
0004100884.tif 000015
【図７】
0004100884.tif 000016
【図８】
0004100884.tif 000017
【図９】
0004100884.tif 000018
【図１０】
0004100884.tif 000019
【図１１】
0004100884.tif 000020
【図１２】
0004100884.tif 000021
【図１３】
0004100884.tif 000022
【図１４】
0004100884.tif 000023
【図１５】
0004100884.tif 000024
【図１６】
0004100884.tif 000025
【図１７】
0004100884.tif 000026
【図１８】
0004100884.tif 000027
【図１９】
0004100884.tif 000028
【図２０】
0004100884.tif 000029
【図２１】
0004100884.tif 000030
【図２２】
0004100884.tif 000031