JP2002355966A

JP2002355966A - インクジェット記録方法、および、インクジェット記録装置

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Publication number: JP2002355966A
Application number: JP2002085103A
Authority: JP
Inventors: Tomomi Yoshizawa; 友海吉沢; Yasuhiko Kawashima; 保彦川島; Hirotaka Iijima; 裕隆飯島; Kenichi Okubo; 賢一大久保
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2002-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】インクジェット記録方法およびインクジェッ
ト記録装置において、高速で長時間に渡り、安定した画
像を記録できる記録方法および記録装置を提供すること
である。【解決手段】インクチャンバー、前記インクチャンバ
ーに設けられた電極または発熱抵抗体、前記電極または
発熱抵抗体を被覆する絶縁膜を有するインクジェットヘ
ッドを用いて画像を形成するインクジェット記録方法に
おいて、前記絶縁膜の厚みが０．１μm以上１０μm以下
であり、前記インクチャンバー内に、色材と水溶性媒体
とを含有し、溶存酸素濃度が４ppm以下であるインクを
供給し、前記電極または発熱抵抗体に１０kHz以上５５k
Hz以下の駆動周波数の駆動電圧を印加し、前記インクチ
ャンバー内のインクを吐出させることを特徴とするイン
クジェット記録方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
ヘッドからインクを吐出させて記録を行う画像記録方
法、および、画像記録装置に関し、特に高速で駆動する
インクジェット記録方法、および、インクジェット記録
装置に関する。

【０００２】

【従来技術】インクジェット記録には連続的にインクを
吐出して、画像形成に必要な液滴のみを画像記録媒体
（メディア）とインクヘッドの間に設置された電極によ
り飛翔方向を変えることにより画像を形成する方式と、
必要な時のみ液滴を吐出させるオンデマンド型の記録方
式がある。

【０００３】これらの方式のうち、ランニングコストや
装置の簡便さを考慮すると、オンデマンド型の方が有利
である。オンデマンドでインクに圧力をかける方法とし
ては、電圧の印加により変形する素子（ピエゾ素子）で
インク室を構成し、電圧印加により素子を変形させてイ
ンクに圧力をかける方法と、発熱抵抗体に電流を流して
インク成分を気化させることにより体積膨張を生じさせ
る方法がある。

【０００４】近年インクジェットは高速にプリントされ
ることが市場から望まれており、特にオンデマンド型で
水系のインクを高速で吐出してプリントすることが望ま
れている。高速にプリントするためには、電極に高い周
波数で電圧を掛けて単位時間でのインクの吐出回数を多
くする必要がある。市場の高速化の要求から駆動周波数
は15KHz以上、好ましくは20KHz以上、より好ましくは30
KHｚ以上が好ましい。

【０００５】しかし、高速でヘッドを駆動する場合は、
吐出を続けているとインクの飛翔速度が落ちる傾向があ
る。飛翔速度が低下するとインク滴の広がり方やインク
滴の付着位置がばらつくことにより高精細な画像を形成
できなくなる。それ以外に高速で駆動することにより、
電極または電気回路が侵されヘッドの寿命が短くなる問
題がある。ピエゾ素子によるインク室の圧縮によりイン
クを吐出させるインクジェットプリンターでは、吐出の
エネルギー効率を良くするために、電極が配置されたピ
エゾ素子とインクは接近させることが有効である。ピエ
ゾ素子とインクを接近させるとピエゾ素子を駆動する電
極とインクも接近する。

【０００６】しかし電極とインクが直接接触すると電圧
をかけたときに電極が腐食される。そのため、電極とイ
ンクの間には絶縁性の膜が設けられる。この絶縁性の膜
は厚くするとピエゾ素子の運動の抵抗となってエネルギ
ーのロスを生じる。一方、発熱抵抗体に電圧を印加して
熱エネルギーを生じさせることにより、インク中に気泡
を発生させ、インクを吐出する構造のインクジェット記
録装置があるが、その様な装置においても、発熱抵抗体
の腐食を防止するために、絶縁性の膜によって発熱抵抗
体を被覆している。その様な装置においても、絶縁性の
膜が厚すぎると気泡の発生に影響が来され、インクの吐
出性能が低下する。

【０００７】しかし、何れの装置においても、絶縁性の
膜が薄すぎると電極の寿命が短いという問題があった。
そこで、高速で記録する場合でも吐出速度が安定してお
り、ヘッドの寿命が十分長く、ランニングコストが増大
しないことがユーザーから強く望まれている。

【０００８】特開平8-20738にはインクの電気伝導度を
1.0ｍＳ/ｃｍ以下にして電極の腐食を防止し安定した印
字を行なえることが記載されている。しかし、高速プリ
ントを実現するためにヘッドを高速で駆動するとインク
の電気伝導度を上記のように調整しても電極の劣化が生
じてしまう。

【０００９】特開平11-209670には全溶存ガス濃度を295
0ppb以下にしたインクジェットプリンター用インクを用
いることにより吐出インク抜けを防止することが記載さ
れている。しかし高速で駆動するヘッドに適用すること
については記載されていない。

【００１０】

【解決すべき課題】本発明は、高速で長時間に渡って安
定した画像を記録し続けることができるインクジェット
記録方法、および、インクジェット記録装置を提供する
ものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、イ
ンクチャンバー、前記インクチャンバーに設けられた電
極または発熱抵抗体、前記電極または発熱抵抗体を被覆
する絶縁膜を有するインクジェットヘッドを用いて画像
を形成するインクジェット記録方法において、前記絶縁
膜の厚みが０．１μm以上１０μm以下であり、前記イン
クチャンバー内に、色材と水溶性媒体とを含有し、溶存
酸素濃度が４ppm以下であるインクを供給し、前記電極
または発熱抵抗体に１０kHz以上５５kHz以下の駆動周波
数の駆動電圧を印加し、前記インクチャンバー内のイン
クを吐出させることを特徴とするインクジェット記録方
法によって解決される。また、インクチャンバー、前記
インクチャンバーに設けられた電極または発熱抵抗体、
前記電極または発熱抵抗体を被覆する絶縁膜を有するイ
ンクジェットヘッドを用いて画像を形成するインクジェ
ット記録装置において、前記絶縁膜の厚みが０．１μm
以上１０μm以下であり、前記インクチャンバー内に、
色材と水溶性媒体とを含有し、溶存酸素濃度が４ppm以
下であるインクを供給する供給手段と、前記電極または
発熱抵抗体に１０kHz以上５５kHz以下の駆動周波数の駆
動電圧を印加する印加手段とを有することを特徴とする
インクジェット記録装置によっても解決される。

【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。電極に電
圧を印加してインクを吐出する構造の装置においては、
ピエゾ素子に電圧を掛けて変形させるために、ピエゾ素
子の表面に電極が設けられる。電極を形成する方法とし
ては、例えばＡｌ、Ｔａ、金等の導電層をスパッタリン
グ等の周知の手段により成膜することができる。例え
ば、スパッタリング法によって、厚さが１５０ｎｍのＴ
ａ膜をインクジェット記録ヘッドのインクチャンバーと
してのインク室の内側に堆積させて電極を形成する。ま
た、発熱抵抗体で生じたエネルギーによりインク中に気
泡を生じさせてインクを吐出する構造の装置において
は、例えばガラス、セラミックス、プラスチック等の基
板上に発熱抵抗体を形成する。発熱抵抗体としては、Ni
Cr等の合金、HfB2等の金属ホウ化物、Irなどを、高周波
（ＲＦ）スパッタリング法などで、例えば０．２μm程
度の厚みになるように形成する。

【００１３】本発明の絶縁膜の厚みは０．１μｍから１
０μｍであるが、０．１μｍから５μｍ、さらには０．
３μmから２μmであることが、高速駆動における電圧吐
出エネルギー応答性および電極の高寿命化の観点から好
ましい。

【００１４】以下、本発明で用いられる絶縁膜について
説明する。（１）プラスチック類の塗布ポリイミド樹脂，アクリル樹脂，アラミド樹脂，
ポリイミド，スチロール樹脂等の熱可塑性樹脂、エポ
キシ樹脂，フェノキシ樹脂，ウレタン樹脂，ナイロ
ン類，シリコーン樹脂，フルオロシリコン樹脂，
フェノール樹脂，メラミン樹脂，キシレン樹脂，ア
ルキッド樹脂，熱硬化アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂
を溶液塗布する方法等がある。

【００１５】（２）酸化・窒化・硫化金属化合物等の
蒸着酸化金属化合物（ＳｉＯ2，ＳｉＯ，ＣｒＯ，Ａｌ2Ｏ3
等）や、窒化金属化合物（Ｓｉ3Ｎ4，ＡｌＮ等）や、硫
化金属化合物（ＺｎＳ等）、あるいはこれらの合金を、
真空蒸着やスパッタ等でコートする。また、上記（１）
のプラスチックを蒸着によって塗布してもよいし、パリ
レン樹脂蒸着してもよい。上記の中では、Ａｌ2Ｏ3、Ｓ
ｉ3Ｎ4の効果が優れている。

【００１６】（３）炭化水素化合物の塗布炭化水素，酸素含有炭化水素，硫黄含有炭化水素を始め
とするVI属元素含有炭化水素、窒素含有炭化水素，ケ
イ素含有炭化水素，フッ素含有炭化水素を始めとするハ
ロゲン含有炭化水素、III属元素含有炭化水素を、Ｐ
−ＣＶＤ（プラズマ化学蒸着）によって塗布し、オーバ
コート処理する。あるいは、これらの混合気相下でＰ−
ＣＶＤにより塗布してもよい。上記の中ではフッ素含有
炭化水素の効果が優れている。なお、これらの膜は、圧
電体との接着性の相性にしたがって適宜、ａ−Ｓｉ（ア
モルファスシリコン），ａ−ＳｉＣ，ａ−ＳｉＮ等によ
るアンダーコートを設ける必要がある。上記（１）〜
（３）の中でパリレン（商品名：巴工業社製）をＣＶＤ
法によって形成する方法が好ましい。

【００１７】このパリレン膜は固体のジパラキシリレン
ダイマーを蒸着源とするＣＶＤ法により形成できる。即
ち、ジパラキシリレンダイマーが気化、熱分解して発生
した安定なジラジカルパラキシリレンモノマーが、基体
上に吸着して重合反応し、被膜を形成するものである。

【００１８】本発明に用いられるインクの溶存酸素濃度
は４ppm以下であるが、２ppm以下であることが好まし
く、０．０１ppm以上２ppm以下であることが最も好まし
い。この範囲の溶存酸素濃度にするには、例えば、イン
クを入れた容器を減圧にしながら攪拌する方法、又は気
体透過性の膜からなるホロファイバーの中にインクを通
しながら、外圧を減圧する方法等がある。溶存酸素濃度
とは、２５℃にて、溶存酸素計で測定した値をいい、例
えば東亜電波製溶存酸素計DO-25Aにより測定することが
できる。

【００１９】本発明のインクの溶存酸素濃度にすること
により、高速で駆動させた場合電極応答性を落とさず、
長時間に渡り安定したインクの吐出を行うことができ
る。又、インクのＰＨ値が、７以上であるとき、その効
果はより大きく、含まれるNa、Ｋの合計イオン濃度が５
００ppm以下であるとき又は、硫酸イオン、塩素イオン
及び硝酸イオン濃度の合計が５００ppm以下であるとき
更に大きい。

【００２０】ナトリウムイオン、カリウムイオン、硫酸
イオン、塩素イオン及び硝酸イオン濃度の調整方法：所
定濃度の色材水溶液または色材分散液を原子吸光光度計
により測定し、インクで使用される色材濃度に換算して
インクの状態のイオン濃度を算出する。水は蒸留水また
はイオン交換水を使用する。これによりおよそのイオン
濃度は推定できる。次にその他の添加剤などを加えて、
インクを作成し、インク中の上記イオン濃度を原子吸光
光度計により測定する。目的のイオン濃度を超えている
ときは、色材水溶液または色材分散液をイオン交換樹脂
に通してイオン濃度を低下させることができる。イオン
交換を複数回おこない更にイオン濃度を低下することが
できる。これによっても所望のイオン濃度に至らなかっ
た場合は、色材以外の添加剤について同様の処理を行
う。

【００２１】本発明で使用されるインクに用いられる色
剤としては、例えば、顔料、分散染料、酸性染料、直接
染料、塩基性染料、反応性染料、あるいは食品用色素等
が挙げられる。本発明に使用できる染料としては従来
公知の染料が使用できる。以下に代表的染料を挙げる
が、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００２２】〈直接染料〉Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー
１、４、８、１１、１２、２４、２６、２７、２８、３
３、３９、４４、５０、５８、８５、８６、１００、１
１０、１２０、１３２、１４２、１４４、Ｃ．Ｉ．ダイ
レクトレッド１、２、４、９、１１、１３、１７、２
０、２３、２４、２８、３１、３３、３７、３９、４
４、４７、４８、５１、６２、６３、７５、７９、８
０、８１、８３、８９、９０、９４、９５、９９、２２
０、２２４、２２７、２４３、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブル
ー１、２、６、８、１５、２２、２５、７１、７６、７
８、８０、８６、８７、９０、９８、１０６、１０８、
１２０、１２３、１６３、１６５、１９２、１９３、１
９４、１９５、１９６、１９９、２００、２０１、２０
２、２０３、２０７、２３６、２３７、Ｃ．Ｉ．ダイレ
クトブラック２、３、７、１７、１９、２２、３２、３
８、５１、５６、６２、７１、７４、７５、７７、１０
５、１０８、１１２、１１７、１５４、〈酸性染料〉Ｃ．Ｉ．アシッドイェロー２、３、７、１
７、１９、２３、２５、２９、３８、４２、４９、５
９、６１、７２、９９、Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ５
６、６４、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、８、１４、１
８、２６、３２、３７、４２、５２、５７、７２、７
４、８０、８７、１１５、１１９、１３１、１３３、１
３４、１４３、１５４、１８６、２４９、２５４、２５
６、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット１１、３４、７５、
Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、７、９、２９、８７、１２
６、１３８、１７１、１７５、１８３、２３４、２３
６、２４９、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン９、１２、１
９、２７、４１、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１、２、
７、２４、２６、４８、５２、５８、６０、９４、１０
７、１０９、１１０、１１９、１３１、１５５、〈反応性染料〉Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー１、２、
３、１３、１４、１５、１７、３７、４２、７６、９
５、１６８、１７５、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド２、
６、１１、２１、２２、２３、２４、３３、４５、１１
１、１１２、１１４、１８０、２１８、２２６、２２
８、２３５、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー７、１４、１
５、１８、１９、２１、２５、３８、４９、７２、７
７、１７６、２０３、２２０、２３０、２３５、Ｃ．
Ｉ．リアクティブオレンジ５、１２、１３、３５、９
５、Ｃ．Ｉ．リアクティブブラウン７、１１、３３、３
７、４６、Ｃ．Ｉ．リアクティブグリーン８、１９、
Ｃ．Ｉ．リアクティブバイオレット２、４、６、８、２
１、２２、２５、Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック５、
８、３１、３９〈塩基性染料〉Ｃ．Ｉ．ベーシックイェロー１１、１４、２１、３２Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、２、９、１２、１３Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット３、７、１４Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー３、９、２４、２５本発明のインクに用いることの出来る染料としては、こ
の他にキレート染料及びいわゆる銀色素漂白法感光材料
（例えばチバガイギー製チバクローム）に用いられるア
ゾ染料を挙げることが出来る。

【００２３】キレート染料に関しては例えば英国特許
１，０７７，４８４号に記載されている。銀色素漂白
法感光材料アゾ染料に関しては、例えば英国特許１，０
３９，４５８号、同１，００４，９５７号、同１，０７
７，６２８号、米国特許２，６１２，４４８号に記載さ
れている。

【００２４】本発明に使用できる顔料としては、従来公
知の有機及び無機顔料が使用できる。例えばアゾレー
キ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料
等のアゾ顔料や、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペ
リレン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、
ジオキサンジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリ
ノン顔料、キノフタロニ顔料等の多環式顔料や、塩基性
染料型レーキ、酸性染料型レーキ等の染料レーキや、ニ
トロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光
顔料等の有機顔料、カーボンブラック等の無機顔料が挙
げられる。好ましく用いられる顔料としては、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１、３、１２、１３、１４、１６、１７、４３、５５、
７４、８１、８３、１０９、１１０、１２８Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＯｒａｎｇｅ１３、１６、３
４、４３、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２、５、８、１２、１７、２２、２３、４１、１１２、
１１４、１２２、１２３、１４６、１４８、１５０、１
６６、１７０、２２０、２３８、２４５、２５８、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ１９、２３、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５、１５：１、１５：３、１５：５、２９、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ７、８、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｒｏｗｎ２２、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌａｃｋ１、７、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＷｈｉｔｅ６等が挙げられる。

【００２５】本発明に用いられる水溶性溶媒とは、水に
対する溶解度が１％（２５℃）以上のものをいい、以下
の例があげられる。アルコール類（例えば、メタノー
ル、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブ
タノール、イソブタノール、セカンダリーブタノール、
ターシャリーブタノール等）、多価アルコール類（例え
ば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，
２ブタンジオール、１，４ブタンジオール、１，２ペン
タンジオール、チオジグリコール等）、多価アルコール
エーテル類（例えば、エチレングリコールモノエチルエ
ーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジ
エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレング
リコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジ
メチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエー
テル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エ
チレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリ
エチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレン
グリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコー
ルモノブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチ
ルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテ
ル等）、アミン類（例えば、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、Ｎ-メチルジエ
タノールアミン、Ｎ-エチルジエタノールアミン、モル
ホリン、Ｎ-エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジ
エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエ
チレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチル
ジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミ
ン等）、アミド類（例えば、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ-ジ
メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ-ジメチルアセトアミド
等）、複素環類（例えば、２-ピロリドン、Ｎ-メチル-
２-ピロリドン、Ｎ-シクロヘキシル-２-ピロリドン、２
-オキサゾリドン、１，３-ジメチル-２-イミダゾリジノ
ン等）、スルホキシド類（例えば、ジメチルスルホキシ
ド等）、スルホン類（例えば、スルホラン等）、スルホ
ン酸塩類（例えば１-ブタンスルホン酸ナトリウム塩
等）、尿素、アセトニトリル、アセトン等ももちいるこ
とができる。これらのうち２価アルコールが水溶性溶媒
の50％以上含有されることが階調の経時変動の点から好
ましく、とくに好ましいのはエチレングリコールおよび
プロピレングリコールである。

【００２６】本発明において、インクは表面張力を調整
するために界面活性剤を含有しても良い。本発明のイン
クに好ましく使用される界面活性剤としては、ジアルキ
ルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸
塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキ
シエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンア
ルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポ
リオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポ
リマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩
類、第四級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤
が挙げられる。特にアニオン性界面活性剤を好ましく用
いることができる。

【００２７】インクは、公知の、無機塩、界面活性剤、
ｐＨ調整剤、ヒドロトロープ剤、分散剤等を必要に応じ
て含んでもよい。インクの長期保存安定性を保つため、
防腐剤、防黴剤をインク中に添加してよい。防腐剤、防
黴剤としては、芳香族ハロゲン化合物（例えばＰｒｅｖ
ｅｎｔｏｌＣＭＫ（バイエル社製））、メチレンジチ
オシアナート、１，２-ベンズイソチアゾリン-３-オン
（例えばＰＲＯＸＥＬＧＸＬ（ゼネカ社製））等が挙
げられる。本発明を実施する場合、これらに限定される
ものではない。

【００２８】インク中の染料を安定に保つために、イン
ク中にｐＨ調整剤を添加してもよい。ｐＨ調整剤として
は、塩酸、酢酸、クエン酸、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム等を水等で薄めたり、そのまま使用したりでき
る。本発明を実施する場合、これらに限定されるもので
はない。

【００２９】ノズル近傍のインクが乾かぬよう、ヒドロ
トロープ剤をインク中に添加してもよい。ヒドロトロー
プ剤としては尿素、尿素誘導体が好ましい。本発明で使
用するインクにおいて、例えば分散染料や顔料のような
水不溶性の染料の場合は染料、分散剤、媒体及び任意の
添加剤を混合し分散機を用いることによって分散するこ
とができる。分散機としては従来公知のボールミル、サ
ンドミル、ラインミル、高圧ホモジナイザー等が使用で
きる。

【００３０】上記の分散剤の好ましいものとしては、例
えば、クレオソート油スルホン酸ナトリウムのホルマリ
ン縮合物（例えばデモールＣ）、クレゾールスルホン酸
ナトリウムと２-ナフトール-６-スルホン酸ナトリウム
のホルマリン縮合物、クレゾールスルホン酸ナトリウム
のホルマリン縮合物、フェノールスルホン酸ナトリウム
のホルマリン縮合物、β^-ナフトールスルホン酸ナトリ
ウムのホルマリン縮合物、β^-ナフタリンスルホン酸ナ
トリウム（例えばデモールＮ）とβ^-ナフトールスルホ
ン酸ナトリウムのホルマリン縮合物、リグニンスルホン
酸塩（例えばバニレックスＲＮ）等が挙げられる。ま
た、ポリマー分散剤としてはスチレン／アクリル酸共重
合体、スチレン／アクリル酸／アクリル酸エステル共重
合体、スチレン／メタクリル酸共重合体、スチレン／メ
タクリル酸／アクリル酸エステル共重合体、スチレン／
マレイン酸共重合体、スチレン／マレイン酸／アクリル
酸エステル共重合体、ポリビニルアルコール等を挙げる
ことができる。

【００３１】分散剤の使用量は、分散染料や顔料に対し
て、２０〜２００％が好ましい。分散剤が少ないと微粒
子化や分散安定性が劣り、分散剤が多いと微粒子化や分
散安定性が劣り、粘度が高くなり好ましくない。これら
の分散剤は単独で使用してもよいが、併用しても良い。

【００３２】分散に好ましい湿潤剤とは、ドデシルベン
ゼンスルホン酸ソーダ、２−エチルへキシルスルホ琥珀
酸ソーダ、アルキルナフタリンスルホン酸ソーダ、フェ
ノールの酸化エチレン付加物、アセチレンジオールの酸
化エチレン付加物等である。

【００３３】使用する分散染料や顔料の構造により、分
散中に発泡したり、ゲル化したり、流動性が悪くなるこ
とがあるので、分散剤や湿潤剤は、湿潤能力や微粒子化
能力や分散安定性の他、分散時の発泡、分散液のゲル
化、分散液の流動性等を考慮して選定する必要がある。

【００３４】本発明に用いられる記録ヘッドが有するノ
ズルのノズル径の好ましい範囲は、１０〜１００μmで
ある。ノズル径とはノズル孔断面が円形の場合にはその
直径を、円形ではない場合はノズル孔断面積を円とした
時の直径を意味する。ノズル面は撥水処理を施している
事が好ましい。

【００３５】本発明においては記録ヘッドにかける電圧
の周波数（駆動周波数）は１０kHz〜５５kHzであり、２
０〜５０kHzの範囲が好ましく、さらに、３０〜４５kHz
の範囲が好ましい。

【００３６】

【実施例】以下に本発明の具体的実施例をあげるが、本
発明はこれらに限定されるものではない。

【００３７】図１、２に示す本発明に用いられるインク
ジェットプリンターにおけるヘッドについて説明する。
圧電材であるチタン酸ジルコン酸鉛による下部基板１ｂ
と上部基板１ｃを接着剤６により接着して形成する。下
部基板と上部基板は図２の矢印のように逆方向に分極し
ている。上部基板と下部基板にまたがって複数の細長い
溝を形成する。これにより複数の平行な隔壁と溝が形成
される。

【００３８】複数溝の内面にはメッキにより電極３を設
ける。溝２に電極３を取りつけてから基板１の上面の一
部を段加工して段部３５を形成する。電極３の表面にパ
リレンの絶縁膜１７の厚みが２．０μmになるようにコ
ーティングし、その表面を酸素プラズマ処理により親水
化処理する。接着剤６により隔壁４の上面に蓋８を接着
し、隔壁４の端面に接着剤により封孔片２５を取りつけ
る。溝２の開口する端面にノズル孔１１を有するノズル
板１０を同じ接着剤６により接着して溝２の１つおきに
インク室９を形成する。ノズル孔は各インク室に対応し
て設けられ、すなわち溝２に対応して１つおきに設けら
れている。蓋８の上部には共通溝５が彫られ、各インク
室に連通するための孔１２が設けられる。溝２は１つお
きにノズル孔１１と連通孔１２をともに有する。蓋８の
上部にはインク供給孔１５を有する上板１４が共通溝５
の上部を覆うように接着剤６により接着される。電極は
それぞれ蓋８の段部３５に露出している引出し配線７に
つながっている。さらに、絶縁膜の厚さが０．３μm、
０．５μm、１．０μmであり、他の構造が上記と同様で
ある各ヘッドを作成した。

【００３９】不図示のインク供給手段により、インク供
給孔１５を介してインクを供給し、図１、２の並列する
溝２の１つおきに形成されたインク室９にインクを満た
す。両隣のダミー溝９′にはインクは供給されない。

【００４０】図２に示した駆動電圧の印加手段としての
電気回路から引き出し線７に電気信号が送られ、インク
室９の電極膜とその両側のダミー溝の電極膜の間にイン
ク室の電極膜の電位が高電位となるように駆動電圧をか
けるとインク室９の両側の隔壁が内側に向けて変形し、
インク室が収縮してインクを吐出し、続いてインク室電
極膜を接地すると、変形がなくなりインクがインク室に
再度満たされる。また、比較例として、絶縁膜１７の厚
みを０．０５μmとし、その他の構造を上記実施例と同
様にしたヘッドを作成した。

【００４１】インクの作成（マゼンタ顔料分散液）Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２１０５ｇジョンクリル６１（アクリル−スチレン系樹脂、ジョンソン社製）６０ｇグリセリン１００ｇイオン交換水１３０ｇを混合し、０．５ｍｍのジルコニアビーズを体積率で５
０％充填したサンドグラインダーを用いて分散し、マゼ
ンタ顔料分散液を得た。これに表１のアニオン量になる
様に適量のイオン交換水を加え、限外濾過を行った。さ
らに、イオン交換樹脂を通した。その際、イオン交換樹
脂の量を変えることにより表１のカチオン濃度になるよ
うに調整した。そして、遠心分離器で印字に悪影響を及
ぼす沈降物を除去した。

【００４２】（インク）マゼンタ顔料分散液１４０ｇＮｉｐｏｌＳＸ１１０５（日本ゼオン（株）製；固形分４５％）５６ｇエチレングリコール１５０ｇジエチレングリコール１２０ｇペレックスＯＴ−Ｐ（花王（株）製）４ｇプロキセルＧＸＬ（ゼネカ社製）２ｇ水酸化ナトリウムインクの仕上がりが表１のｐHになるように添加ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム０．１ｇ（但し、比較例ではジオクチルスルホコハク酸ナトリウムを添加しない）硝酸カリウム１．８ｇこれをイオン交換水で１０００ｇに仕上げ、十分に攪拌
した後に、孔径１ミクロンのミリポアフィルター濾過機
を２度通過させた。得られたインク中の顔料の平均粒径
は８５ｎｍであった。４００ｎｍ以上の粒径の粒子は
０．１％であった。

【００４３】酸素の除去：酸素透過膜からなる中空繊維
を用いた脱気モジュールを減圧し、中空繊維中にインク
を通すことにより溶存酸素濃度を減少させた。溶存酸素
の量は、表１の通りになる様に減圧度とインクの通過速
度により調整した。

【００４４】溶存酸素の測定：インクを100ｍｌビーカ
ーに100ｍｌ採り、東亜電波製溶存酸素計DO-25Aにより
２５℃にて測定した。

【００４５】インク吐出：表１に示す実施例１〜６及び
比較例に記載された条件で、ヘッドとインクを組み合わ
せ、インクを連続で吐出させた。ヘッド寿命は、インク
が吐出しなくなり、ノズルのクリーニング、吸引等を行
っても回復しなくなるまでの吐出回数をカウントした。
吐出速度の低下幅は、初期の吐出速度と１時間後の吐出
速度をカメラにより測定し、その差を算出した。結果を
表２に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【表２】

【００４８】

【発明の効果】以上より明らかなように本発明により、
高速駆動においても長期間渡り、安定して画像が形成で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いられる記録ヘッドの一部分を示す
概略図である。

【図２】本発明に用いられる記録ヘッドの一部分を示す
概略図である。

【符号の説明】１基板２溝３電極６接着剤８蓋９インク室９′ダミー溝１４上板１５インク供給孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大久保賢一東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会社内Ｆターム(参考） 2C057 AF03 AF51 AF66 AF70 AG45 AH20 BA05 BA14 2H086 BA02 BA53 BA55 BA60 BA62

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクチャンバー、前記インクチャンバー
に設けられた電極または発熱抵抗体、前記電極または発
熱抵抗体を被覆する絶縁膜を有するインクジェットヘッ
ドを用いて画像を形成するインクジェット記録方法にお
いて、前記絶縁膜の厚みが０．１μm以上１０μm以下であり、前記インクチャンバー内に、色材と水溶性媒体とを含有
し、溶存酸素濃度が４ppm以下であるインクを供給し、前記電極または発熱抵抗体に１０kHz以上５５kHz以下の
駆動周波数の駆動電圧を印加し、前記インクチャンバー
内のインクを吐出させることを特徴とするインクジェッ
ト記録方法。
【請求項２】前記インクチャンバーがピエゾ素子を有
し、前記ピエゾ素子上に前記電極が設けられていること
を特徴とする請求項１のインクジェット記録方法。
【請求項３】前記インクのｐHが７以上であることを
特徴とする請求項１または２記載のインクジェット記録
方法。
【請求項４】前記色材が顔料であることを特徴とする
請求項１乃至３記載のインクジェット記録方法。
【請求項５】前記インクの硫酸イオン濃度、塩素イオ
ン濃度および硝酸イオン濃度の合計が５００ppm以下で
あることを特徴とする請求項１乃至４記載のインクジェ
ット記録方法。
【請求項６】前記インクのナトリウムイオン濃度とカ
リウムイオン濃度の合計が５００ppm以下であることを
特徴とする請求項１乃至５記載のインクジェット記録方
法。
【請求項７】前記駆動周波数が２０KHz以上であるこ
とを特徴とする請求項１乃至６記載のインクジェット記
録方法。
【請求項８】前記駆動周波数が３０KHz以上であるこ
とを特徴とする請求項１乃至７記載のインクジェット記
録方法。
【請求項９】前記インクの表面張力が３１mN/m以上３
９mN/m以下であることを特徴とする請求項１乃至８記載
のインクジェット記録方法。
【請求項１０】前記インクの溶存酸素濃度が２ppm以
下であることを特徴とする請求項１乃至９記載のインク
ジェット記録方法。
【請求項１１】前記インクの溶存酸素濃度が０．０１
ppm以上であることを特徴とする請求項１乃至１０記載
のインクジェット記録方法。
【請求項１２】前記絶縁膜の厚みが０．１μm以上５μm
以下であることを特徴とする請求項１乃至１１記載のイ
ンクジェット記録方法。
【請求項１３】インクチャンバー、前記インクチャンバ
ーに設けられた電極または発熱抵抗体、前記電極または
発熱抵抗体を被覆する絶縁膜を有するインクジェットヘ
ッドを用いて画像を形成するインクジェット記録装置に
おいて、前記絶縁膜の厚みが０．１μm以上１０μm以下であり、前記インクチャンバー内に、色材と水溶性媒体とを含有
し、溶存酸素濃度が４ppm以下であるインクを供給する
供給手段と、前記電極または発熱抵抗体に１０kHz以上５５kHz以下の
駆動周波数の駆動電圧を印加する印加手段とを有するこ
とを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１４】前記インクチャンバーがピエゾ素子を有
し、前記ピエゾ素子上に前記電極が設けられていること
を特徴とする請求項１３のインクジェット記録装置。
【請求項１５】前記インクのｐHが７以上であること
を特徴とする請求項１３または１４記載のインクジェッ
ト記録装置。
【請求項１６】前記色材が顔料であることを特徴とす
る請求項１３乃至１５記載のインクジェット記録装置。
【請求項１７】前記インクの硫酸イオン濃度、塩素イ
オン濃度および硝酸イオン濃度の合計が５００ppm以下
であることを特徴とする請求項１３乃至１６記載のイン
クジェット記録装置。
【請求項１８】前記インクのナトリウムイオン濃度と
カリウムイオン濃度の合計が５００ppm以下であること
を特徴とする請求項１３乃至１７記載のインクジェット
記録装置。
【請求項１９】前記駆動周波数が２０KHz以上である
ことを特徴とする請求項１３乃至１８記載のインクジェ
ット記録装置。
【請求項２０】前記駆動周波数が３０KHz以上である
ことを特徴とする請求項１３乃至１９記載のインクジェ
ット記録装置。
【請求項２１】前記インクの表面張力が３１mN/m以上
３９mN/m以下であることを特徴とする請求項１３乃至２
０記載のインクジェット記録装置。
【請求項２２】前記インクの溶存酸素濃度が２ppm以
下であることを特徴とする請求項１３乃至２１記載のイ
ンクジェット記録装置。
【請求項２３】前記インクの溶存酸素濃度が０．０１
ppm以上であることを特徴とする請求項１３乃至２２記
載のインクジェット記録装置。
【請求項２４】前記絶縁膜の厚みが０．１μm以上５μm
以下であることを特徴とする請求項１３乃至２３記載の
インクジェット記録装置。