(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性媒体と、該水性媒体に分散剤の作用により分散させられている色材と、を含む、サーマルインクジェット記録用インクであって、該色材の濃度が、インク全質量の１％以下であり、
該分散剤がブロック共重合体であって、且つ該分散剤の該色材に対する割合（Ｂ／Ｐ比）が１より大きいことを特徴とするサーマルインクジェット記録用インク。
【請求項２】
前記Ｂ／Ｐ比が、１．２以上である請求項１に記載のサーマルインクジェット記録用インク。
【請求項３】
前記Ｂ／Ｐ比が、１．５以上である請求項２に記載のサーマルインクジェット記録用インク。
【請求項４】
該色材が、顔料である請求項１に記載のサーマルインクジェット記録用インク。
【請求項５】
さらにノニオン系界面活性剤を含む請求項１〜４のいずれかに記載のサーマルインクジェット記録用インク。
【請求項６】
第１のインクと第２のインクとを有しているインクセットであって、
該第１のインクが、請求項１に記載のサーマルインクジェット記録用インクであり、
該第２のインクが、該第１のインクと同一若しくは実質的に同一の色相の画像を記録媒体に形成する色相を有し、且つ着色力が該第１のインクよりも高いインクであることを特徴とするインクセット。
【請求項７】
前記第２のインクが、水性媒体と、該水性媒体に分散剤の作用により分散させられている色材と、を含んでいる請求項６に記載のインクセット。
【請求項８】
前記第１のインクの（Ｂ／Ｐ比）が、該第２のインクのそれよりも大きい請求項６又は７に記載のインクセット。
【請求項９】
前記第１および第２のインクがともにシアン色である請求項６〜８の何れかに記載のインクセット。
【請求項１０】
前記第１および第２のインクがともにマゼンタ色である請求項６〜８の何れかに記載のインクセット。
【請求項１１】
請求項６に記載のインクセットを構成している第１のインクおよび第２のインクの少なくとも一方を記録信号に応じて吐出させる工程を有するインクジェット記録方法。
【請求項１２】
請求項６に記載のインクセットを構成している第１のインク及び第２のインクを各々収納しているインク収納部と、
該インクの各々を吐出させるサーマルインクジェットヘッドと、
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１３】
請求項１に記載のサーマルインクジェット記録用インクを収納しているインク収納部と、該サーマルインクジェット記録用インクを吐出させるインクジェット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１４】
請求項１〜５のいずれかに記載のサーマルインクジェット記録用インクを収納しているインク収納部を備えていることを特徴とするインクカートリッジ。
【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、特にはインクジェット用インク、詳しくは長期にわたって画質の低下しない、もしくは画質の低下が極めて抑制された記録物を与える、サーマルインクジェット方式にも好適に用いられるインク、インクセット、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、記録ユニットおよびインクカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インクジェット記録画像の、より一層の改善された堅牢性(耐光性、耐ガス性等)に対する要求の高まりに対応すべく、顔料を色材として含むインクジェット用インクの検討が精力的に行われるようになってきた。
【０００３】
その結果、インクジェット用顔料インクの当面の課題であったヘッド部分のノズル目詰まり、および、長期間にわたる保存安定性の問題は、当初に比べるとかなり改善されてきている。
【０００４】
ところで、水溶性の色材、具体的には染料を含んでいるインクを用いたインクジェット記録に於いて、高品位な写真調の画像を得る為に４色のインク(例えばイエロー(Ｙ)インク、シアン(Ｃ)インク、マゼンタ(Ｍ)インク及びブラック(Ｂk)インク)に加えて、上記４色のインクの少なくとも１つが与える画像の色相と同じ色相の画像を形成し、且つ着色力が低いインク、即ち淡インク(light ink)を用いる方法がある。淡インクとしては、淡シアンインク及び淡マゼンタインクの使用が一般的である。
【０００５】
一方、水不溶性の色材、例えば顔料を含んでいるインクセットを用いるインクジェット記録に於いても、同一の色相の画像を与え、かつ着色力が異なっている２つのインクの組み合わせ、所謂、濃インク(dark ink)と淡インクとの組み合わせを使用することが検討されてきている。例えば、ＷＯ 01/48100は、濃インクと淡インクとのいずれもが顔料と分散剤とを含み、濃インク中の樹脂の重量割合Ｂ１と顔料の重量割合Ｐ１との比(Ｂ１/Ｐ１)が、淡インク中の樹脂の重量割合Ｂ２と顔料の重量割合Ｐ２との比(Ｂ２/Ｐ２)よりも低く、且つＢ１とＢ２とが異なるインクセットを開示し、それによりインクの浸透性が一様で、ざらつきのない高品質な画像を得ることのできるインクセットを開示し、更にＢ１＞Ｂ２とすることで、淡インクの耐光性を濃インクの耐光性と同程度にまで改善できることを開示している。また、特開2001-179956号公報は、顔料と分散剤とを含む濃インクと淡インクとを用いて記録する場合において、淡インクの表面張力を濃インクの表面張力よりも低くすることにより、よりザラツキ感を改善する技術を開示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、顔料と分散剤とを含む濃淡インクを用いるインクジェット記録についての技術的な知見は蓄積されて来ているものの、未だ十分とは言えないのが実情である。この様な状況の下で、本発明者らは、顔料と分散剤とを含む濃インクと淡インクの、サーマルインクジェット記録への適用について検討を重ねてきた。その過程で、本発明者らは、長期にわたる吐出試験において、淡インクの液滴のサイズが、濃インクよりも低いパルス数で小さくなり、ドロップレットがよれる場合があり、またヘッドの使用寿命が短くなる傾向があることを見出した。このことは、淡インクが、インク中の固形分(顔料や分散剤等)の量において、濃インクよりも低いことを考慮すると、本発明者らにとって予想外の実験結果であった。そして、これは、顔料と分散剤とを含むインクによって形成されたインクジェット記録画像のより一層の高品位化を達成し、またかかるインクを搭載したプリンタの信頼性を高めるうえで是非とも解決すべき課題として認識するに至ったものである。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、サーマルインクジェット記録に適用したときにも、長期にわたって優れた吐出性が得られ、インクジェット記録のより一層の安定化を図ることのできる、水不溶性の色材を含むインクを提供することである。
【０００８】
また、本発明は、高品位なインクジェット記録画像のより一層の安定的形成に有効なインクセットを提供することを目的とする。
また、本発明は、インクジェット記録画像を安定に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。
【０００９】
更にまた本発明は、上記のインクジェット記録方法に好適に用いられるインクカートリッジ、記録ユニット及びインクジェット記録装置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】
本発明の一態様によれば、水性媒体と、該水性媒体に分散剤の作用により分散させられている色材と、を含む、サーマルインクジェット記録用インクであって、該色材の濃度が、インク全質量の１％以下であり、該分散剤がブロック共重合体であって、且つ該分散剤の該色材に対する割合(Ｂ/Ｐ比)が１より大きいことを特徴とするサーマルインクジェット記録用インクが提供される。
【００１３】
本発明の一態様によれば、第１のインクと第２のインクとを有しているインクセットであって、
該第１のインクが、水性媒体と、該水性媒体に分散剤の作用により分散させられている色材と、を含む、サーマルインクジェット記録用インクであって、該色材の濃度が、インク全質量の１％以下であり、
該分散剤がブロック共重合体であって、且つ該分散剤の該色材に対する割合(Ｂ/Ｐ比)が１より大きいインクであり、該第２のインクが、該第１のインクと同一若しくは実質的に同一の色相の画像を記録媒体に形成する色相を有し、且つ着色力が該第１のインクよりも高いインクであることを特徴とするインクセットが提供される。
【００１５】
本発明の一実施態様によれば、水性媒体と、該水性媒体に分散剤の作用により分散させられている色材と、を含み、該色材の濃度が、インク全質量の１％以下であり、該分散剤がブロック共重合体であって、且つ該分散剤の該色材に対する割合(Ｂ/Ｐ比)が１より大きいサーマルインクジェット記録用インクを記録信号に応じ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が提供される。
【００１７】
本発明の一実施態様によれば、インクセットを構成している第１のインクおよび第２のインクの少なくとも一方を記録信号に応じて吐出させる工程を有するインクジェット記録方法であって、該第１のインクが、水性媒体と、該水性媒体に分散剤の作用により分散させられている色材と、を含む、サーマルインクジェット記録用インクであって、該色材の濃度が、インク全質量の１％以下であり、
該分散剤がブロック共重合体であって、且つ該分散剤の該色材に対する割合(Ｂ/Ｐ比)が１より大きいインクであり、該第２のインクが、該第１のインクと同一若しくは実質的に同一の色相の画像を記録媒体に形成する色相を有し、且つ着色力が該第１のインクよりも高いインクであることを特徴とするインクジェット記録方法が提供される。
【００１９】
本発明の一実施態様によれば、水性媒体と、該水性媒体に分散剤の作用により分散させられている色材と、を含み、該色材の濃度が、インク全質量の１％以下であり、該分散剤がブロック共重合体であって、且つ該分散剤の該色材に対する割合(Ｂ/Ｐ比)が１より大きいサーマルインクジェット記録用インクを収納しているインク収納部と、該サーマルインクジェット記録用インクを吐出させる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が提供される。
【００２０】
本発明の一実施態様によれば、第１のインクとして、水性媒体と、該水性媒体に分散剤の作用により分散させられている色材と、を含み、該色材の濃度が、インク全質量の１％以下であり、該分散剤がブロック共重合体であって、且つ該分散剤の該色材に対する割合(Ｂ/Ｐ比)が１より大きいサーマルインクジェット用インクと、第２のインクとして、該第１のインクと同一若しくは実質的に同一の色相の画像を記録媒体に形成する色相を有し、且つ着色力が該第１のインクよりも高いサーマルインクジェット用インクと、を各々収納しているインク収納部と、該インクの各々を吐出させるサーマルインクジェット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が提供される。
【００２２】
本発明の一実施態様によれば、第１のインクとして、水性媒体と、該水性媒体に分散剤の作用により分散させられている色材と、を含み、該色材の濃度が、該インク全質量の１％以下であり、該分散剤がブロック共重合体であって、且つ該分散剤の該色材に対する割合(Ｂ/Ｐ比)が１より大きいサーマルインクジェット記録用インクと、第２のインクとして、該第１のインクと同一若しくは実質的に同一の色相の画像を記録媒体に形成する色相を有し、且つ着色力が該第１のインクよりも高いサーマルインクジェット記録用インクと、を各々収納しているインク収納部と、該インクの各々を吐出させるサーマルインクジェット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が提供される。
【００２４】
本発明の一態様によれば、水性媒体と、該水性媒体に分散剤の作用により分散させられている色材と、を含み、該色材の濃度が、インク全質量の１％以下であり、該分散剤がブロック共重合体であって、且つ該分散剤の該色材に対する割合(Ｂ/Ｐ比)が１より大きいサーマルインクジェット記録用インクを収納しているインク収納部と、該インクを吐出させるインクジェット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が提供される。
【００２６】
本発明の一態様によれば、水性媒体と、該水性媒体に分散剤の作用により分散させられている色材と、を含み、該色材の濃度が、インク全質量の１％以下であり、該分散剤がブロック共重合体であって、且つ該分散剤の該色材に対する割合(Ｂ/Ｐ比)が１より大きいインクを収納しているインク収納部を備えていることを特徴とするインクカートリッジが提供される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２８】
まず、本発明にかかるインクは、前記した様に、水性媒体と、該水性媒体に分散剤の作用により分散させられている色材と、を含み、該色材の濃度が、該インク全質量の１％以下のサーマルインクジェット用インクであって、該分散剤の該色材に対する割合(Ｂ/Ｐ比)が１より大きい点に特徴を有するものである。
【００２９】
そしてかかる構成を採用することによって、前記した液滴サイズの経時的な変化が、濃インクよりも早く発現する、という、サーマルインクジェット記録における顔料インクの課題を解決することができる、という効果を得られるものである。
【００３０】
本発明に係る構成によって上記した効果が得られる理由は明らかでない。しかし、本発明者らによる前記課題の検討の結果、水不溶性の色材とそれを水性媒体に分散させる分散剤とを含む淡インクにおけるＢ/Ｐ比が、濃インクのそれと同程度とあった場合、淡インク中に存在する分散剤の絶対量が少ない為に、色材の分散性が不安定化し易く、特に分散の不安定化が、サーマルインクジェットヘッドのヒータ近傍において多く生じているのではないか、と推察し、その分散不安定化を補うために、淡インクに対して分散剤を、サーマルインクジェット用のインクのＢ/Ｐ比として最大の値であると本発明者らが認識している“１”を超えて添加してみた。その結果、液滴サイズの経時的な変化や吐出されたインク滴のヨレなどが改善されたのである。この実験事実から、上記推察が正しいことが裏付けられるものと考えられる。また、本発明に於ける、より好ましいＢ/Ｐ比は、1.2以上、更には1.5以上である。これにより、液滴サイズの経時的な変化や、インク滴のヨレなどの大幅な改善が認められる。
【００３１】
中でも本発明にかかるインクの効果がより顕著であるのは、液滴量が40pl以下、より好ましくは20pl以下、特に好ましくは10pl以下のヘッドを使用した場合である。
【００３２】
また本発明による副次的な効果として、淡インクによる画像の耐光性の向上も挙げることができる。これは、通常、インクジェット用のカラー顔料は、スクリーン印刷等に使用される顔料に比べて粒径が小さく、およそ200nｍ以下、特に近年は100nｍ程度のものも多い。一方で、カラー顔料が好んで使用される分野はポスター等の大判や写真等の長期に展示が望まれる分野なので、通常、紙の上に何らかの処理をしたコート紙あるいは光沢紙と呼ばれる被記録材上に印字される。このような被記録材上では、インク中の顔料は被記録材中に吸収されないので、表面に残っている。したがって、顔料に対して光を遮るものはないので、一般的に耐光性が強いといわれている顔料でも長期にわたる照射後は退色することがある。特に、淡インクの場合、紙面上の顔料の量が少ないことから、影響をうけやすい。
【００３３】
本発明では、淡インク中の顔料に対する分散剤の割合を多くすることにより、耐光性を格段に向上させている。これは、おそらく、光退色には酸素の存在が関わってくるが、紙面上で分散剤が顔料を被覆することにより空気を遮断し、光退色を起こしにくくしているためと推定される。
【００３４】
ところで、色材量が、インク全量に対して１％以下のインクジェット記録用インクは、記録媒体上に、色相が同一の画像を与える、着色力の高いインクジェット記録用のインク(濃インク)と組み合わせてインクジェット記録に用いられることが多い。これにより、ドットの目立たない、階調性の極めて滑らかな、銀塩写真調のインクジェット記録画像を形成することができる。しかし、本発明に係るインクは、必ずしも濃インクとの組み合わせに於いてのみ使用されるものでなく、それ単独で用いることももちろん可能である。但し、本発明においては、便宜上、色材濃度が、インク全質量に対し１％以下のインクを「淡インク」と称する。
【００３５】
ところで本発明に係る淡インクの色材の好ましい濃度は、色材の種類、またインクセットとして用いられる場合には、濃インクとのバランス等によっても異なるが、１ドット単位での輪郭が目視で見えない、という淡インク本来の目的を考慮すると、色材濃度は、１質量％以下であり、好ましくは0.9質量％以下、より好ましくは0.8質量％以下である。一方、顔料濃度の下限としては、インクとしての着色力が低くなり過ぎない様に、インク全質量に対して、0.1質量％以上、特には0.2質量％以上、さらには0.3質量％以上とすることが好ましい。
【００３６】
(顔料)
次に、本発明にかかる淡インクに用いられる顔料について説明する。
【００３７】
黒色インクに使用される顔料としては、例えばカーボンブラックが好適に使用される。
【００３８】
カラー顔料としては、カラーインデックス(Ｃ.I.)ナンバーで示すと、Ｃ.I.ピグメントイエロー12、13、14、17、20、24、55、74、83、86、93、97、98、109、110、117、120、125、128、137、138、139、147、148、150、151、153、154、155、166、168、180、185、Ｃ.I.ピグメントオレンジ16、36、43、51、55、59、61、71、Ｃ.I.ピグメントレッド９、48、49、52、53、57、97、122、123、149、168、175、176、177、180、192、202、209、215、216、217、220、223、224、226、227、228、238、240、254、255、272、Ｃ.I.ピグメントバイオレット19、23、29、30、37、40、50、Ｃ.I.ピグメントブルー15、15:１、15:３、15:４、15:６、22、60、64、Ｃ.I.ピグメントグリーン７、36、Ｃ.I.ピグメントブラウン23、25、26等が例示できる。
【００３９】
これらの中でも、シアン、マゼンタの顔料を使用した場合に、本発明の効果がより顕著に発現する。特に、マゼンタ顔料としてはＣ.I.ピグメントレッド122、シアン顔料としてはＣ.I.ピグメントブルー15:３及び15:４から選ばれる少なくとも一方を使用した場合が、色調と、濃インクと淡インクの耐光性のバランス上、好ましい。
【００４０】
なお、用いる顔料の粒径は特に限定されないが、200nｍ以上であることが好ましい。
【００４１】
ところで本発明において、色材として自己分散型の顔料、即ち親水性基が直接、もしくは他の原子団を介して顔料表面に化学的に結合している顔料を、分散剤の作用により水性媒体に分散させることのできる顔料と併用することは、何ら妨げられるものでない。
【００４２】
(分散剤)
つぎに、本発明の重要な特徴の１つである、インク中の顔料に対する分散剤について説明する。
【００４３】
分散剤としては、例えばインクジェット用インクの顔料分散剤として一般的に用いられる、親水部と疎水部とを備えた、水溶性樹脂を用いることができる。
【００４４】
水溶性樹脂の具体例としてはα,β-エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル等、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマール酸、フマール酸誘導体等から選ばれた親水性単量体の少なくとも１つ以上の単量体とスチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体等から選ばれた疎水性の単量体の少なくとも１つ以上の単量体からなるであるブロック共重合体あるいはランダム共重合体、または、これらの塩等が挙げられる。
【００４５】
重合体の構造としては、ランダム重合体およびブロック共重合体、枝分かれ重合体、グラフト重合体が挙げられる。中でも、分散剤はブロック重合体(ブロックポリマー)であることが特に好ましい。即ち、サーマルインクジェット記録は、インクをヒータで加熱する工程を有することから、インク中に含有させる水溶性樹脂としては、ヒータ上にコゲなどを生じさせることのない、或いは殆どないものを選択して用いることが好ましい。そして、ブロックポリマーは、この目的に特に合致したものと言うことが出来る。
【００４６】
ブロック重合体は、ＡＢ、ＢＡＢおよびＡＢＣ型構造等(ここで、Ａ、Ｂ、Ｃは互いに構造の異なるポリマーブロックを模式的に示しているものである)が挙げられるが、ブロック部が存在していれば別に構造の制約はない。特に、疎水性のブロックと親水性のブロックとを有し、また、分散安定性に貢献する均衡のとれたブロックサイズを有するブロック重合体が好ましい。官能基を疎水性ブロック(着色剤が結合するブロック)に組み込むことができ、それによって分散安定性を改善するために分散剤と着色剤との間の特異的相互作用をより強化される。さらに、熱エネルギーを利用した方式、特に小液滴対応のヘッドに使用した場合、そのレオロジー適性により、より好ましい。
【００４７】
重合体の量は、用いる重合体の構造、分子量および他の特性、さらにはインク組成物の他の成分に依存する。
【００４８】
本発明で用いる重合体の数平均分子量は、2000以上40000未満、好ましくは2000以上20000未満、さらには2000以上20000未満、特には2000以上10000未満とした場合、特に熱エネルギーを用いたヘッドに使用する場合においても、高周波数での応答性が劣ることがなく、また分散安定性をも確保することができる。
【００４９】
また、これらの重合体についての製造法は、特開平05-179183号公報、特開平06-136311号公報、特開平07-053841号公報、特開平10-87768号公報、特開平11-043639号公報、特開平11-236502号公報、特開平11-269418号公報の特許請求の範囲、特に実施例において開示されている。
【００５０】
ブロック共重合体に用いることができる疎水性モノマーとしては、例えば、メチルメタクリレート(ＭＭＡ)、エチルメタクリレート(ＥＭＡ)、プロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート(ＢＭＡまたはＮＢＭＡ)、ヘキシルメタクリレート、２-エチルヘキシルメタクリレート(ＥＨＭＡ)、オクチルメタクリレート、ラウリルメタクリレート(ＬＭＡ)、ステアリルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ヒドロキシルエチルメタクリレート(ＨＥＭＡ)、ヒドロキシプロピルメタクリレート、２-エトキシエチルメタクリレート、メタクリロニトリル、２-トリメチルシロキシエチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート(ＧＭＡ)、p-トリルメタクリレート、ソルビルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、２-エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、フェニルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、アクリロニトリル、２-トリメチルシロキシエチルアクリレート、グリシジルアクリレート、p-トリルアクリレート、ソルビルアクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、２-フェニルエチルメタクリレート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００５１】
疎水性モノマーとしては、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、２-エチルヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、２-フェニルエチルメタクリレートまたはベンジルアクリレートが特に好ましい。
疎水性ポリマーブロックとしては上記単量体のホモポリマーおよびコポリマーブロック、特に、メチルメタクリレートとブチルメタクリレートとのコポリマーブロックが好ましい。
【００５２】
また、ブロック共重合体に用いることができる親水性モノマーとしては、例えば、メタクリル酸(ＭＡＡ)、アクリル酸、ジメチルアミノエチルメタクリレート(ＤＭＡＥＭＡ)、ジエチルアミノエチルメタクリレート、第３-ブチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、メタクリルアミド、アクリルアミド、ジメチルアクリルアミド等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００５３】
親水性モノマーとしては、好ましくはメタクリル酸、アクリル酸またはジメチルアミノエチルメタアクリレートであり、親水性ポリマーブロックとしては上記のホモポリマーまたはコポリマーが好ましい。
【００５４】
酸を含有するポリマーは、不飽和酸を直接製造されるか、または、重合後除去できるブロッキング基を有するブロックされたモノマーから製造される。ブロッキング基の除去後にアクリル酸またはメタクリル酸を生ずるブロックされたモノマーの例としては、トリメチルシリルメタクリレート(ＴＭＳ-ＭＡＡ)、トリメチルシリルアクリレート、１-ブトキシエチルメタクリレート、１-エトキシエチルメタクリレート、１-ブトキシエチルアクリレート、１-エトキシエチルアクリレート、２-テトラヒドロピラニルアクリレート、２-テトラヒドロピラニルメタクリレート等が挙げられる。
【００５５】
特に、熱エネルギーを用いたヘッドにて高周波数で駆動させた場合に、これらブロックポリマーを本発明のインクに用いることにより、吐出性の向上効果はより顕著になる。
【００５６】
また、熱エネルギーを用いたヘッドの場合、より吐出持続性が得られるので、本発明のインクにノニオン系の界面活性剤を添加することが好ましい。ノニオン系界面活性剤としては、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フェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物等が好ましい。ＨＬＢは10以上、特に12以上、さらには15以上のものが好ましい。これら界面活性剤の使用量は、吐出持続性の効果を十分に得るために、インク全質量に対し0.3％以上、特に0.5％以上、さらには0.8％以上であることが好ましく、また、インクの粘度を考慮すると、インク全質量に対し３％以下、特に2.5％以下、さらには2.0％以下であることが好ましい。
【００５７】
(水性媒体)
本発明に係る淡インクに於ける水性媒体とは、水、もしくは水及び水溶性有機溶剤の混合物を指す。
【００５８】
水溶性有機溶剤としては、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、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n-ペンタノール等の炭素数１〜５のアルキルアルコール類；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またはケトアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、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オキシエチレンまたはオキシプロピレン共重合体；エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、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(またはエチル)エーテル、ジエチレングリコールモノメチル(またはエチル)エーテル、トリエチレングリコールモノメチル(またはエチル)エーテル等の低級アルキルエーテル類；トリエチレングリコールジメチル(またはエチル)エーテル、テトラエチレングリコールジメチル(またはエチル)エーテル等の多価アルコールの低級ジアルキルエーテル類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類；スルホラン、Ｎ-メチル-２-ピロリドン、２-ピロリドン、１,３-ジメチル-２-イミダゾリジノン等が挙げられる。
【００５９】
これらの溶剤の中でも、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、２-ピロリドン、グリセリン、１,２,６-ヘキサントリオールを用いることが好ましい。
【００６０】
本発明の水性インク中の水溶性有機溶剤の含有量は特に限定されないが、インク全質量に対して、３質量％以上であることが好ましく、また、50質量％以下であることが好ましい。
【００６１】
また、淡インク中の水の含有量は、インク全質量に対して、50質量％以上であることが好ましく、また、95質量％以下であることが好ましい。
【００６２】
また、淡インク中に、溶剤と同じような保湿剤として、尿素やエチレン尿素、トリメチロールプロパンを含有させることも好ましい。特に、エチレン尿素、トリメチロールプロパンは本発明に非常に適したものである。これらの含有量は、インク全質量に対し１質量％以上であることが好ましく、また、20質量％以下であることが好ましい。
【００６３】
(インクセット)
次に、本発明に係るインクセットについて説明する。
【００６４】
本発明にかかるインクセットは、第１のインクと第２のインクとを具備し、第１のインクは、上記した本発明に係る淡インクである。また第２のインクは、該第１のインクと同じ、もしくは実質的に同じ色相の画像を形成し、しかし該第１のインクよりも着色の高いインクである。なお、濃インクと淡インクとの定義に関して、濃インクと淡インクとが、同一の色相の画像を与えると言ったときの、同一の色相の画像とは、濃インク及び淡インクの各々を、吐出量が20〜50pl(ピコリットル)程度のインクジェット記録ヘッドを用いて、360dpi(dot per inch)×720dpiの画像を普通紙上に形成して得られた画像を、目視で観察し、その色相を、マンセルの色票に基づくマンセル記号の10のカテゴリー(Ｒ,ＹＲ,Ｙ,ＧＹ,Ｇ,ＢＧ,Ｂ,ＰＢ,Ｐ,ＲＰ)に分類したときに、各々の画像が同じカテゴリーに属しているか、或いは隣接するカテゴリーに属していることを意味する。
【００６５】
また着色力が高いとは、具体的には色材の含有量が、第１のインクよりも多いこと、即ちインク全量に対して１％より大きいことを指す。なお、第１のインクと第２のインクとで、色材種は必ずしも同じである必要はない。
【００６６】
該第１のインク、つまり淡インクについてはこれまで説明してきた通りである。
【００６７】
第２のインク、即ち、濃インクについても、使用に好適な顔料、樹脂分散剤、水性媒体、顔料濃度および顔料に対する樹脂分散剤の割合を除くインク組成等は淡インクについて記載したものと同一である。
【００６８】
濃インク中の顔料に対する樹脂分散剤の割合は、淡インク中の顔料に対する分散剤の割合よりも小さいことが好ましい。濃インク中の顔料と樹脂分散剤の質量(分散剤/顔料)は、特に限定されるものではないが、優れたインクの長期保存安定性が得られるので、１/10以上、特に１/８以上、さらには１/６以上であることが好ましく、また、インクの粘度が十分低くなり、優れた吐出特性が得られるので、１以下、特に４/５以下、さらには２/３以下であることが好ましい。
【００６９】
また、本発明のインクセットにおいて、濃インクと淡インクとは異なる顔料を用いてもかまわないが、同一の顔料を用い、インク中の量のみが異なるものであることが好ましい。
【００７０】
同一の顔料を用いる場合、グラデーションを濃淡の２色で表現する場合で、濃インク中の顔料の含有量としては、十分な画像濃度が得られるので、1.5質量％以上であることが好ましく、また、インク中の固形分が多くなりすぎず、目詰まり等の問題がほとんど起こらないので、６質量％以下であることが好ましい。
【００７１】
(インクジェット記録装置、記録ユニット等)
本発明で使用するインクおよびインクセットを用いて記録を行うのに好適なインクジェット記録装置としては、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装置が挙げられる。
【００７２】
まず、その装置の主要部であるヘッド構成例を、図１、図２および図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、セラミックまた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および17-２、ニクロム等で形成される発熱抵抗体層18、蓄熱層19、およびアルミナ等の放熱性のよい基板20よりなっている。
【００７３】
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によりャjスカス23を形成している。今、アルミニウム電極17-１および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より被記録材25に向って飛翔する。
【００７４】
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。
【００７５】
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、また、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。さらに、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。
【００７６】
上記ブレード61、キャップ62およびインク吸収体63によって吐出回復部64が構成され、ブレード61およびインク吸収体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材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による記録領域およびその隣接した領域の移動が可能となる。
【００７７】
51は被記録材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材が給紙され、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。
【００７８】
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。
【００７９】
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およびブレード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。
【００８０】
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。本発明において、このインク収容部は、ポリアセテートおよびポリオレフィンからなる群より選択される化合物によって形成されている。特に、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。
【００８１】
本発明で使用する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。
【００８２】
インク保持体の材料としては、無機化合物のポリマー、ポリビニルアセテート、ポリオレフィン等を用いることができるが、本発明においては、ポリアセテートおよびポリオレフィンからなる群より選択される化合物によって構成されたインク保持体を使用する。さらに、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。また、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。さらに、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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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、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、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。
【００８６】
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、プーリ1026bに巻きかけられるベルト1016、ローラユニット1022a、および、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。
【００８７】
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。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。
【００８８】
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。この場合に於いては、本発明に係るインクセットを構成する第１、第２のインクは、各々独立のカートリッジに収納されているが、他の例としては、図24に示したように、例えば本発明に係る第１のインクと第２のインクとの各々を収納しているインク収納部2401と2403を備え、図25に示す様にインクジェット記録ヘッド2501に対して着脱可能に構成されているインクカートリッジ2405が挙げられる。
【００８９】
そして図24に係るインクカートリッジは、図25に示した様にインクジェット記録ヘッド2501に装着されることにより、第１のインク及び第２のインクの各々が記録ヘッドに供給され、各々のインクが吐出されることとなるものである。更に図24、25ではインクカートリッジとインクジェット記録ヘッドとが着脱可能な構成について説明したが、インクカートリッジとインクジェット記録ヘッドとが一体となった構成も他の例として挙げることができる。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
図９は、本発明で使用する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。
【００９４】
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、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。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 Ａligner)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。
【００９５】
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。また、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。
【００９６】
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、さらに、吐出口面(上面)935a側は撥水処理が施されている。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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)。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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」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。
【０１０６】
まず、図14に示すように、記録信号等に基づいたヒータ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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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、また、Ieは液流路内に残存しているインクを表している。
【０１１４】
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。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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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何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。この気泡の成長およ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。
【０１２０】
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第4,463,359号明細書および同第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、さらに優れた記録を行なうことができる。
【０１２１】
本発明で使用するインクジェット記録装置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、液路および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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
さらに、記録装置が記録できる最大範囲の被記録材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何れでもよいが、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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
また、本発明で使用する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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
以上の説明においては、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何れのものでもよい。
【０１２８】
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、何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。
【０１２９】
さらに加えて、本発明で使用する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、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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
リードスクリュ605の一端の近傍には、フォトカプラ611および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。
【０１３３】
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および移動部材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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
【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。なお、実施例および比較例中の部は質量部を、％は質量％を表す。
【０１３７】
シアンインク１を下記の方法で作製した。
【０１３８】
＜シアンインク１＞
(１)分散液の作製
まず、ベンジルアクリレートとメタクリル酸とを原料として、常法により、酸価300、数平均分子量2000のＡＢ型ブロックポリマーを作り、さらに、水酸化カリウム水溶液で中和し、イオン交換水で希釈して均質な50％ポリマー水溶液を作成した。
【０１３９】
上記のポリマー溶液を500g、Ｃ.I.ピグメントブルー15:３を100gおよびイオン交換水を400g混合し、そして機械的に0.5時間撹拌した。次いで、マイクロフリュイダイザーを使用し、この混合物を液体圧力約10,000psi(約70ＭＰa)下で相互作用チャンバ内に５回通すことによって処理した。
【０１４０】
さらに、上記で得た分散液を遠心分離処理(12,000rpｍ、20分間)することによって、粗大粒子を含む非分散物を除去してシアン分散液とした。得られたシアン分散液は、その顔料濃度が５％、分散剤濃度が14％であった。
【０１４１】
(２)インクの作製
インクの作製は、上記シアン分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μｍのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度0.5％、分散剤濃度1.4％の顔料インクを調製した。
上記シアン分散液                            10部
グリセリン                                  12部
ジエチレングリコール                        10部
ポリオキシエチレンラウリルエーテル(ＥＯ 30) １部
アセチレングリコールＥＯ付加物             0.5部
(商品名アセチレノールＥＨ、川研ファインケミカル製)
イオン交換水                              66.5部。
【０１４２】
マゼンタインク１を下記の方法で作製した。
【０１４３】
＜マゼンタインク１＞
(１)分散液の作製
まず、ベンジルアクリレートとメタクリル酸とを原料として、常法により、酸価250、数平均分子量3000のＡＢ型ブロックポリマーを作り、さらに、水酸化カリウム水溶液で中和し、イオン交換水で希釈して均質な50％ポリマー水溶液を作成した。
【０１４４】
上記のポリマー溶液を300g、Ｃ.I.ピグメントレッド122を100gおよびイオン交換水を400g混合し、そして機械的に0.5時間撹拌した。次いで、マイクロフリュイダイザーを使用し、この混合物を液体圧力約10,000psi(約70ＭＰa)下で相互作用チャンバ内に６回通すことによって処理した。
【０１４５】
さらに、上記で得た分散液を遠心分離処理(12,000rpｍ、20分間)することによって、粗大粒子を含む非分散物を除去してマゼンタ分散液とした。得られたマゼンタ分散液は、その顔料濃度が６％、分散剤濃度が10％であった。
【０１４６】
(２)インクの作製
インクの作製は、上記マゼンタ分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μｍのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度0.6％、分散剤濃度１％のインクを調製した。
上記マゼンタ分散液                         10部
グリセリン                                 ８部
１,２,６-ヘキサントリオール                ５部
トリメチロールプロパン                     ５部
ポリオキシエチレンセチルエーテル(ＥＯ 40) 0.5部
アセチレングリコールＥＯ付加物            0.5部
(商品名アセチレノールＥＨ、川研ファインケミカル製)
イオン交換水                               71部。
【０１４７】
シアンインク２を下記の方法で作製した。
【０１４８】
＜シアンインク２＞
(１)分散液の作製
まず、ベンジルアクリレート、メタクリル酸およびエトキシエチレングリコールメタクリレートを原料として、常法により、酸価350、数平均分子量2500のＡＢＣ型ブロックポリマーを作り、さらに、水酸化カリウム水溶液で中和し、イオン交換水で希釈して均質な50％ポリマー水溶液を作製した。
【０１４９】
上記の50％ポリマー溶液を550g、Ｃ.I.ピグメントブルー15:４を100gおよびイオン交換水を350g混合し、そして機械的に0.5時間撹拌した。次いで、マイクロフリュイダイザーを使用し、この混合物を液体圧力約10,000psi(約70ＭＰa)下で相互作用チャンバ内に５回通すことによって処理した。
【０１５０】
さらに、上記で得た分散液を遠心分離処理(12,000rpｍ、20分間)することによって、粗大粒子を含む非分散物を除去してシアン分散液とした。得られたシアン分散液は、その顔料濃度が５％、分散剤濃度が15％であった。
【０１５１】
(２)インクの作製
インクの作製は、上記シアン分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μｍのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度0.3％、分散剤濃度３％の顔料インクを調製した。
0004165862.tif 000002
【０１５２】
マゼンタインク２を下記の方法で作製した。
【０１５３】
＜マゼンタインク２＞
(１)分散液の作製
シアンインク１で用いた50％ポリマー溶液を330g、Ｃ.I.ピグメントレッド122を100gおよびイオン交換水を370g混合し、そして機械的に0.5時間撹拌した。次いで、マイクロフリュイダイザーを使用し、この混合物を液体圧力約10,000psi(約70ＭＰa)下で相互作用チャンバ内に６回通すことによって処理した。
【０１５４】
さらに、上記で得た分散液を遠心分離処理(12,000rpｍ、20分間)することによって、粗大粒子を含む非分散物を除去してマゼンタ分散液とした。得られたマゼンタ分散液は、その顔料濃度が６％、分散剤濃度が９％であった。
【０１５５】
(２)インクの作製
インクの作製は、上記マゼンタ分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μｍのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度0.9％、分散剤濃度1.35％のインクを調製した。
上記マゼンタ分散液                                     15部
グリセリン                                             10部
ジエチレングリコール                                   10部
２-ピロリドン                                          ５部
ポリオキシエチレンステアリルエーテル(ＥＯ 20)         0.5部
サーフィノール440(川研ファインケミカル製)             0.1部
イオン交換水                                         59.4部。
【０１５６】
マゼンタインク３を下記の方法で作製した。
【０１５７】
＜マゼンタインク３＞
(１)分散液の作製
シアンインク１で用いた50％ポリマー溶液を260g、Ｃ.I.ピグメントレッド122を100gおよびイオン交換水を440g混合し、そして機械的に0.5時間撹拌した。次いで、マイクロフリュイダイザーを使用し、この混合物を液体圧力約10,000psi(約70ＭＰa)下で相互作用チャンバ内に６回通すことによって処理した。
【０１５８】
さらに、上記で得た分散液を遠心分離処理(12,000rpｍ、20分間)することによって、粗大粒子を含む非分散物を除去してマゼンタ分散液とした。得られたマゼンタ分散液は、その顔料濃度が６％、分散剤濃度が7.2％であった。
【０１５９】
(２)インクの作製
インクの作製は、上記マゼンタ分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μｍのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度0.9％、分散剤濃度1.80％のインクを調製した。
上記マゼンタ分散液                                     15部
グリセリン                                             10部
ジエチレングリコール                                   10部
２-ピロリドン                                          ５部
ポリオキシエチレンステアリルエーテル(ＥＯ 20)         0.5部
サーフィノール440(川研ファインケミカル製)             0.1部
イオン交換水                                         59.4部。
【０１６０】
シアンインク３を下記の方法で作製した。
【０１６１】
＜シアンインク３＞
(１)分散液の作製
シアンインク１で用いた50％ポリマー溶液を90g、Ｃ.I.ピグメントブルー15:３を100gおよびイオン交換水を310g混合し、そして機械的に0.5時間撹拌した。次いで、マイクロフリュイダイザーを使用し、この混合物を液体圧力約10,000psi(約70ＭＰa)下で相互作用チャンバ内に５回通すことによって処理した。
【０１６２】
さらに、上記で得た分散液を遠心分離処理(12,000rpｍ、20分間)することによって、粗大粒子を含む非分散物を除去してシアン分散液とした。得られたシアン分散液は、その顔料濃度が10％、分散剤濃度が５％であった。
【０１６３】
(２)インクの作製
インクの作製は、上記シアン分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μｍのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度0.5％、分散剤濃度0.25％のシアンインク３を調製した。
上記シアン分散液                            ５部
グリセリン                                  10部
ジエチレングリコール                        10部
ポリオキシエチレンラウリルエーテル(ＥＯ 30) １部
アセチレングリコールＥＯ付加物             0.5部
(商品名アセチレノールＥＨ、川研ファインケミカル製)
イオン交換水                              73.5部。
【０１６４】
濃シアンインク１を下記の方法で調製した。
【０１６５】
＜濃シアンインク１＞
(１)分散液の作製
シアンインク１で用いた50％ポリマー溶液を120g、Ｃ.I.ピグメントブルー15:３を100gおよびイオン交換水を280g混合し、そして機械的に0.5時間撹拌した。次いで、マイクロフリュイダイザーを使用し、この混合物を液体圧力約10,000psi(約70ＭＰa)下で相互作用チャンバ内に５回通すことによって処理した。
【０１６６】
さらに、上記で得た分散液を遠心分離処理(12,000rpｍ、20分間)することによって、粗大粒子を含む非分散物を除去してシアン分散液とした。得られたシアン分散液は、その顔料濃度が10％、分散剤濃度が７％であった。
【０１６７】
(２)インクの作製
インクの作製は、上記シアン分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μｍのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度３％、分散剤濃度2.1％の濃シアンインク１を調製した。
上記シアン分散液                             30部
グリセリン                                   12部
ジエチレングリコール                         10部
ポリオキシエチレンラウリルエーテル(ＥＯ 30)  １部
アセチレングリコールＥＯ付加物              0.5部
(商品名アセチレノールＥＨ、川研ファインケミカル製)
イオン交換水                               46.5部。
【０１６８】
濃マゼンタインク１を下記の方法で作製した。
【０１６９】
＜濃マゼンタインク１＞
(１)分散液の作製
マゼンタインク１で用いた50％ポリマー溶液を90g、Ｃ.I.ピグメントレッド122を100gおよびイオン交換水を310g混合し、そして機械的に0.5時間撹拌した。次いで、マイクロフリュイダイザーを使用し、この混合物を液体圧力約10,000psi(約70ＭＰa)下で相互作用チャンバ内に６回通すことによって処理した。
【０１７０】
さらに、上記で得た分散液を遠心分離処理(12,000rpｍ、20分間)することによって、粗大粒子を含む非分散物を除去してマゼンタ分散液とした。得られたマゼンタ分散液は、その顔料濃度が10％、分散剤濃度が５％であった。
【０１７１】
(２)インクの作製
インクの作製は、上記マゼンタ分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μｍのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度４％、分散剤濃度２％の濃マゼンタインク１を調製した。
上記マゼンタ分散液                           40部
グリセリン                                   12部
ジエチレングリコール                         10部
ポリオキシエチレンラウリルエーテル(ＥＯ 30)  １部
アセチレングリコールＥＯ付加物              0.5部
(商品名アセチレノールＥＨ、川研ファインケミカル製)
イオン交換水                                6.5部。
【０１７２】
上記したシアンインク１(Ｃ１)、マゼンタインク１(Ｍ１)、シアンインク２(Ｃ２)、マゼンタインク２(Ｍ２)、マゼンタインク３(Ｍ３)、シアンインク３(Ｃ３)、濃シアンインク１(ＤＣ１)、及び濃マゼンタインク１(ＤＭ２)の組成並びにＢ/Ｐ比を下記表１にまとめる。
【０１７３】
【表１】
0004165862.tif 000003
【０１７４】
＜実施例１＞
上記のようにして得られた＜シアンインク１＞を、記録信号に応じた熱エネルギーを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記録ヘッドを複数個有するインクジェットカラー記録装置ＢＪＦ-850(キヤノン社製)に適用して画像を形成し、耐光試験および吐出試験を行った。
【０１７５】
まず、本実施例のインクを用い、記録媒体ＨＧ-201(キヤノン社製)上に、フルベタ画像を印字した。その際、フルベタ印字部のインク打込み量は、10g/ｍ2〜12g/ｍ2の範囲とした。次に、上記で得られた印字物に対して、スーパーキセノンＳＸ-75(スガ試験機製)を用いて、キセノンランプで300時間まで促進耐光試験を行い、100時間毎に、耐光試験前後の印刷物のＯＤ値をＸ-Ｒite(Ｘ-Ｒite社製)で測定した。そして、それらの測定値から、耐光試験後のＯＤ値の耐光試験前のＯＤ値に対する割合を計算することにより、光退色のパラメーターとしてＯＤ残存率(耐光試験後ＯＤ値/初期ＯＤ値×100(％))を求めた。その結果を図23に示す。このＯＤ残存率の数値が小さい程、印刷物の濃度の劣化が大きいことを示す。
【０１７６】
また、本実施例のインクをＢＪＦ-850(キヤノン社製)にて、10ノズル、２×108パルス連続吐出させ、不吐の発生具合と、ヒーター面の付着物の有無を評価した。その結果を下記表２に示す。(吐出耐久性１)
表２において、吐出耐久性試験の結果は、
Ａ:問題がないノズルが10本(全ノズル)で、ヒーター面に付着物はみられなかった。
Ｂ:問題がないノズルが10本(全ノズル)だが、ヒーター面に多少の付着物が見られた。
Ｃ:問題がないノズルが７本〜９本、
Ｄ:問題がないノズルが６本以下、
のように評価した。
【０１７７】
さらに、上記吐出耐久性１と同様の方法で、４×108パルス連続吐出させ、不吐の発生具合と、ヒーター面の付着物の有無を評価した。その結果を下記表２に示す。(吐出耐久性２)
評価基準は吐出耐久性１と同様である。
【０１７８】
＜実施例２＞
上記のようにして得られた＜マゼンタインク１＞を、実施例１と同様に耐光性と吐出耐久性とについて評価した。その結果を図23および表２に示す。
【０１７９】
＜実施例３＞
上記のようにして得られた＜シアンインク２＞を、実施例１と同様に耐光性と吐出耐久性とについて評価した。その結果を図23および表２に示す。
【０１８０】
＜実施例４＞
上記のようにして得られた＜マゼンタインク２＞を、実施例１と同様に耐光性と吐出耐久性とについて評価した。その結果を図23および表２に示す。
【０１８１】
＜実施例５＞
上記のようにして得られた＜マゼンタインク３＞を、実施例１と同様に耐光性と吐出耐久性とについて評価した。その結果を図23および表２に示す。
【０１８２】
＜比較例１＞
上記のようにして得られた＜シアンインク３＞を、実施例１と同様に耐光性と吐出耐久性とについて評価した。その結果を図23および表２に示す。
【０１８３】
図23からわかるように、本実施例１〜４のインクは光劣化がほとんどなく、良好な耐光性を示した。一方、比較例１のインクは光劣化する挙動を示した。
【０１８４】
また、表２からわかるように、本実施例１〜５のインクは、比較例１のインクと比べて吐出耐久性に優れていた。
【０１８５】
【表２】
0004165862.tif 000004
【０１８６】
＜実施例６＞
上記のようにして得られた＜シアンインク１＞、＜濃シアンインク１＞からなる本実施例のインクセットを、インクジェットカラー記録装置ＢＪＦ-850(キヤノン社製)に適用して、これら２インクの組合わせからなるグラデーション画像を印字した。次に、上記で得られた印字物に対して、スーパーキセノンＳＸ-75(スガ試験機製)を用いて、キセノンランプで300時間まで促進耐光試験を行った。
【０１８７】
本実施例のインクセットを用いた印字物は、耐光試験後も、グラデーションのつなぎが初期と同様滑らかであった。
【０１８８】
＜実施例７＞
上記のようにして得られた＜マゼンタインク１＞、＜濃マゼンタインク１＞からなる本実施例のインクセットを、実施例６と同様に評価した。
【０１８９】
本実施例のインクセットを用いた印字物は、耐光試験後も、グラデーションのつなぎが初期と同様滑らかであった。
【０１９０】
【発明の効果】
本発明の淡インクは、画像の堅牢度、特に耐光性に優れ、かつ、熱エネルギーを用いた高精細なヘッドでも長期にわたって優れた吐出性が得られる。また、この淡インクを用いた本発明の濃淡インクセットは、屋外長期間暴露後においても色バランスがくずれず、高品質な画像を得ることができる。
【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ッ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ととも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および図16〜図21ととも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および図17〜図21ととも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および図18〜図21ととも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および図19〜図21ととも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および図20、図21ととも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および図21ととも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ととも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】本発明のインクジェット記録方法に用い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２３】実施例１〜５のインクおよび比較例１のインクの耐光性を示すグラフである。
【図２４】本発明に係るインクカートリッジの一実施態様を示す概略図である。
【図２５】本発明に係る記録ユニットの一実施態様を示す概略図である。
【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: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:被記録材
26:マルチ溝
27:ガラス板
28:発熱ヘッド
31:発熱体
32:液室
33:基板
34:隔壁
35:インク滴
36:保護膜
37:吐出口
38:インク液路
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:キヤップ
63:インク吸収体
64:吐出回復部
65:記録ヘッド
66:キヤリッジ
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
102:記録ヘッド
103:記録ヘッドユニット
104:ガイド軸
105:ガイド軸
106:記録媒体
107:スイッチ部と表示素子部
108:プラテン
109:送りローラ
110:回復系ユニット
111:キャリッジ
20Ｂk、20Ｃ、20Ｍ、20Ｙ:インクのタンク
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
701:インクカートリッジ
703:インク収納部
705:インク収納部
801:インクジェット記録ヘッド
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
1337:発泡室
1338:液流路
1141:溝
1141a:頂部
1004: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
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
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
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':被記録材
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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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