JP2003175614A - Fine particle-containing liquid jetting apparatus - Google Patents

Fine particle-containing liquid jetting apparatus

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JP2003175614A
JP2003175614A JP2002327058A JP2002327058A JP2003175614A JP 2003175614 A JP2003175614 A JP 2003175614A JP 2002327058 A JP2002327058 A JP 2002327058A JP 2002327058 A JP2002327058 A JP 2002327058A JP 2003175614 A JP2003175614 A JP 2003175614A
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ink
pigment
recording
ejection
acid
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Application number
JP2002327058A
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Japanese (ja)
Inventor
Takuro Sekiya
卓朗 関谷
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate damage or wear of an ejection opening part by optimizing the hardness of the metallic material to be used in the case the ejection opening part of a fine particle-containing liquid jetting apparatus is made of a metal. <P>SOLUTION: In a fine particle-containing liquid jetting apparatus for ejecting a liquid with fine particles dispersed from a minute opening for adhering the same onto a member to be adhered, the opening is made of a metallic material harder than a resin material and the opening size is Φ25 μm or less in the case fine particles having a 0.02-0.6 μm particle size are used. Moreover, its hardness is at least 140 based on the Rockwell M scale. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液体噴射記録装
置、より詳細には、微粒子を分散させた記録液体を用い
る液体噴射記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid jet recording apparatus, and more particularly to a liquid jet recording apparatus using a recording liquid in which fine particles are dispersed.

【0002】[0002]

【従来の技術】ノンインパクト記録法は、記録時におけ
る騒音の発生が無視し得る程度に極めて小さいという点
において、最近関心を集めている。その中で、高速記録
が可能であり、しかも所謂普通紙に特別の定着処理を必
要とせずに記録の行える所謂インクジェット記録法は、
極めて有力な記録法であって、これまでにも様々な方式
が提案され改良が加えられて商品化されたものもあれ
ば、現在もなお実用化への努力が続けられているものも
ある。
2. Description of the Related Art The non-impact recording method has recently attracted interest in that noise generation during recording is negligibly small. Among them, the so-called inkjet recording method, which is capable of high-speed recording and can perform recording without requiring a special fixing process on so-called plain paper, is
There are extremely powerful recording methods, some of which have been proposed and improved in the past, and some of which have been commercialized, while others are still being put into practical use.

【0003】このようなインクジェット記録法は、所謂
インクと称される記録液体の小滴(droplet)を飛翔さ
せて記録部材に付着させて記録を行うものであって、こ
の記録液体の小滴の発生法及び発生された記録液体小滴
の飛翔方向を制御するための方法によって、以下のよう
に種々の方式がある。
In such an ink jet recording method, recording is performed by ejecting droplets of a recording liquid, which is so-called ink, and adhering the droplets to a recording member for recording. There are various methods as described below, depending on the generation method and the method for controlling the flight direction of the generated recording liquid droplets.

【0004】例えば、Tele type方式(特許文献1)の
ものであって、記録液体の小滴の発生を静電吸引的に行
い、発生した記録液体小滴を記録信号に応じて電界制御
し、記録部材上に記録液体小滴を選択的に付着させて記
録を行う静電吸引型のものがある。
For example, in the case of the Tele type method (Patent Document 1), the droplets of the recording liquid are generated by electrostatic attraction, and the generated recording liquid droplets are subjected to an electric field control according to a recording signal. There is an electrostatic suction type in which a recording liquid droplet is selectively adhered to a recording member to perform recording.

【0005】またSweet方式(特許文献2,3)のもの
であって、連続振動発生法によって帯電量の制御された
記録液体の小滴を発生させ、この発生された帯電量の制
御された小滴を一様の電界が掛けられている偏向電極間
を飛翔させることで、記録部材上に記録を行う連続流
型,荷電制御型のものがある。
Further, in the Sweet method (Patent Documents 2 and 3), a small droplet of the recording liquid of which the charge amount is controlled is generated by the continuous vibration generation method, and the generated charge amount of the controlled small amount is controlled. There are a continuous flow type and a charge control type in which recording is performed on a recording member by causing a droplet to fly between deflection electrodes to which a uniform electric field is applied.

【0006】また、Hertz方式(特許文献4)のもので
あって、吐出口とリング状の帯電電極間に電界を掛け、
連続振動発生法によって記録液体の小滴を発生霧化させ
て記録する方式のものがある。即ち、この方式では、吐
出口と帯電電極間に掛ける電界強度を記録信号に応じて
変調することによって小滴の霧化状態を制御し、記録画
像の階調性を出して記録する。
In the Hertz method (Patent Document 4), an electric field is applied between the discharge port and the ring-shaped charging electrode,
There is a method of recording by generating and atomizing small droplets of a recording liquid by a continuous vibration generating method. That is, in this method, the atomization state of the droplet is controlled by modulating the electric field strength applied between the discharge port and the charging electrode in accordance with the recording signal, and the gradation of the recorded image is produced and recording is performed.

【0007】さらに、Stemme方式(特許文献5)があ
る。この方式は前記3つの方式とは根本的に原理が異な
るものである。即ち、前記3つの方式は、何れも吐出口
より吐出された記録液体の小滴を飛翔している途中で電
気的に制御し、記録信号を担った小滴を選択的に記録部
材上に付着させて記録を行うのに対して、このStemme方
式は、記録信号に応じて吐出口より記録液体の小滴を吐
出飛翔させて記録するものである。つまり、Stemme方式
は、記録液体を吐出する吐出口を有する記録ヘッドに付
設されているピエゾ振動素子に電気的な記録信号を印加
し、この電気的記録信号をピエゾ振動素子の機械的振動
に変え、該機械的振動に従って前記吐出口より記録液体
の小滴を吐出飛翔させて記録部材に付着させることで記
録を行うもので、いわゆる、ドロップオンデマンド型と
呼ばれているものである。
Further, there is a Stemme system (Patent Document 5). This method is fundamentally different in principle from the above three methods. That is, in all of the above-mentioned three methods, the droplets of the recording liquid ejected from the ejection port are electrically controlled during the flight, and the droplets carrying the recording signal are selectively deposited on the recording member. On the other hand, the Stemme method is used to perform recording by ejecting and ejecting a small droplet of recording liquid from an ejection port according to a recording signal. In other words, the Stemme method applies an electrical recording signal to a piezoelectric vibrating element attached to a recording head having a discharge port for ejecting a recording liquid, and converts this electrical recording signal into mechanical vibration of the piezoelectric vibrating element. Recording is performed by ejecting and ejecting small droplets of the recording liquid from the ejection ports according to the mechanical vibrations and adhering them to the recording member, which is a so-called drop-on-demand type.

【0008】さらに、他の方式として、先に本出願人が
特公昭56−9429号公報において提案した方式(特
許文献6)がある。この方式も記録信号に応じて吐出口
より記録液体の小滴を吐出飛翔させて記録するいわゆる
ドロップオンデマンド型であるが、液室内のインクを加
熱してインクの中で気泡を発生せしめ、その気泡の作用
力により吐出口よりインク滴を吐出させる、いわゆる、
バブルインクジェット型と呼ばれているものである。
Further, as another method, there is a method (Patent Document 6) previously proposed by the applicant in Japanese Patent Publication No. 56-9429. This method is also a so-called drop-on-demand type in which small droplets of a recording liquid are ejected and ejected from an ejection port according to a recording signal to perform recording, but the ink in the liquid chamber is heated to generate bubbles in the ink. The so-called,
It is called a bubble inkjet type.

【0009】上述のように、インクジェット記録法は、
その原理によって様々な方式があるが、共通していえる
ことは所謂インクと称される記録液体の小滴(drople
t)を飛翔させて記録部材に付着させて記録を行う点で
ある。そして、このインクと称される記録液体である
が、水溶性の染料を溶解した記録液体を使用するのが一
般的である。ところが、近年、耐水性や耐光性が重視さ
れるようになり、記録液体の着色剤として堅牢性の強い
顔料がインクジェット記録用として使用されることが期
待されている。
As described above, the ink jet recording method is
There are various methods depending on the principle, but the common thing is that so-called ink droplets of a recording liquid are used.
t) is ejected and adhered to the recording member for recording. The recording liquid called this ink is generally a recording liquid in which a water-soluble dye is dissolved. However, in recent years, importance has been placed on water resistance and light resistance, and it is expected that a pigment having strong fastness will be used as a colorant for a recording liquid for inkjet recording.

【0010】例えば、印字品位,吐出特性,保存安定
性,定着性等の基本的な課題を満たすインクジェット用
の水性顔料インクとしては、特開平2−255875号
公報(特許文献7),特開平4−334870号公報
(特許文献8),特開平4−57859号公報(特許文
献9)及び特開平4−57860号公報(特許文献1
0)に記載のインクが開示されている。
For example, as water-based pigment inks for ink jets that meet the basic problems such as print quality, ejection characteristics, storage stability, and fixability, there are JP-A-2-255875 (Patent Document 7) and JP-A-4. -334870 (Patent Document 8), JP-A-4-57859 (Patent Document 9) and JP-A-4-57860 (Patent Document 1)
The ink described in 0) is disclosed.

【0011】しかしながら、この顔料を分散させた記録
液体は、あたかも砂利を含んだ川水が山を浸食するかの
ように、長時間使用しているとインクジェット記録ヘッ
ドのインクの通り道を削り取り、傷を付けるという作用
がある。これも単なるインク通路であれば多少の損傷,
摩耗は問題ないが、吐出口部分の損傷,摩耗はインク滴
吐出性能に影響を及ぼすため問題となる。
However, the recording liquid in which the pigment is dispersed is scratched by removing the ink passage of the ink jet recording head when used for a long time as if river water containing gravel erodes mountains. Has the effect of attaching. If this is just an ink passage, some damage,
Although there is no problem with abrasion, damage and abrasion of the ejection port portion affect the ink droplet ejection performance, which is a problem.

【0012】特に、近年、インクジェット記録の高画質
化,高精度化がすすみ、使用されるヘッドの吐出口(ノ
ズル)も、従来はΦ33μm〜Φ34μm(面積でいう
と900μm2程度)から、Φ50μm〜Φ51μm
(面積でいうと2000μm2程度)のものが一般的で
あったが、より微細な吐出口(例えば、Φ25μm以
下、面積でいうと500μm2未満)が要求されてきて
いる。その際、従来のように、比較的その吐出口が大き
なものは、多少の損傷,摩耗であっても、インク滴吐出
性能(噴射の安定性,インクの質量均一性等)にほとん
ど影響を及ぼさないため、問題とならないが、より微細
な吐出口(例えば、Φ25μm以下)となった場合に
は、わずかの損傷,摩耗であっても、インク滴吐出性能
(噴射の安定性,インク質量均一性等)に大きく影響を
及ぼし、深刻な問題である。
In particular, in recent years, high quality and high accuracy of ink jet recording have been advanced, and the ejection port (nozzle) of the head used is conventionally Φ33 μm to Φ34 μm (about 900 μm 2 in area) to Φ50 μm. Φ51 μm
(Area of about 2000 μm 2 ) was common, but finer ejection ports (for example, Φ25 μm or less, less than 500 μm 2 in terms of area) have been required. At that time, as in the conventional case, the one having a relatively large ejection port has almost no influence on the ink droplet ejection performance (ejection stability, ink mass uniformity, etc.) even if it is slightly damaged or worn. This is not a problem because it does not exist, but in the case of a finer ejection port (for example, Φ25 μm or less), the ink droplet ejection performance (ejection stability, ink mass uniformity) even with slight damage or abrasion. Etc.), which is a serious problem.

【0013】[0013]

【特許文献1】米国特許第3060429号明細書[Patent Document 1] US Pat. No. 30,604,29

【特許文献2】米国特許第3596275号明細書[Patent Document 2] US Pat. No. 3,596,275

【特許文献3】米国特許第3298030号明細書[Patent Document 3] US Pat. No. 3,298,030

【特許文献4】米国特許第3416153号明細書[Patent Document 4] US Pat. No. 3,416,153

【特許文献5】米国特許第3747120号明細書[Patent Document 5] US Pat. No. 3,747,120

【特許文献6】特公昭56−9429号公報[Patent Document 6] Japanese Patent Publication No. 56-9429

【特許文献7】特開平2−255875号公報[Patent Document 7] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-255875

【特許文献8】特開平4−334870号公報[Patent Document 8] Japanese Patent Laid-Open No. 4-334870

【特許文献9】特開平4−57859号公報[Patent Document 9] Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-57859

【特許文献10】特開平4−57860号公報[Patent Document 10] JP-A-4-57860

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、微粒子を分
散させた微細な開口から吐出させ、被付着体に付着させ
る微粒子含有液体噴射装置において、吐出口部分を金属
により形成した場合に、使用する金属材料の硬さを最適
化し、吐出口部分の損傷、磨耗をなくし、液滴噴射性能
の劣化をなくし、長期にわたり安定した噴射が得られる
ようにすることを目的としてなされたものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is used in a fine particle-containing liquid ejecting apparatus in which fine particles are ejected from a fine opening in which they are dispersed and adhered to an adherend when the ejection port portion is formed of metal. The purpose of this is to optimize the hardness of the metal material to be used, to prevent damage and wear of the ejection port portion, to prevent deterioration of droplet ejection performance, and to obtain stable ejection for a long period of time.

【0015】または、上述のような微粒子含有液体噴射
装置のような生産機械において使用する噴射ヘッドを、
交換部品とすることにより微粒子含有液体噴射装置本体
を半永久的に使用できるようにし、装置のトータルコス
トを低減することを目的としてなされたものである。
Alternatively, an ejection head used in a production machine such as the above-mentioned fine particle-containing liquid ejecting apparatus is
The purpose of this is to make it possible to semipermanently use the fine particle-containing liquid ejecting apparatus main body by using a replacement part and to reduce the total cost of the apparatus.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、微粒子を分散
させた液体を微細な開口から吐出させ、被付着体に付着
させる微粒子含有液体噴射装置において、その粒径が
0.02μm〜0.6μmの微粒子を使用する場合は、前
記開口はそれを形成する部材が樹脂材より硬い金属材料
により形成されているとともにその開口径がΦ25μm
以下であり、少なくともその硬さはロックウェルMスケ
ールで140以上であることを特徴とするものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is a fine particle-containing liquid ejecting apparatus for ejecting a liquid in which fine particles are dispersed from a fine opening and adhering it to an adherend, the particle diameter of which is 0.02 μm to 0.0 When fine particles of 6 μm are used, the member forming the opening is made of a metal material harder than a resin material, and the opening diameter is Φ25 μm.
The hardness is at least 140 or more on the Rockwell M scale.

【0017】また、本発明は、微粒子含有液体噴射装置
に使用される微粒子含有液体噴射ヘッドを、該装置本体
に対して着脱自在としたことを特徴とするものである。
Further, the present invention is characterized in that the fine particle-containing liquid ejecting head used in the fine particle-containing liquid ejecting apparatus is detachably attached to the apparatus main body.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】最初に、本発明が適用されるイン
クジェットの構成および原理について説明するが、前述
のように、インクジェット記録法は各種の方式がある。
ここでは、代表例として、バブルインクジェット型の例
で説明するが、いうまでもなく本発明はこの方式に限定
されるものではなく、全てのインクジェット記録法に適
用されるものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION First, the constitution and principle of an ink jet to which the present invention is applied will be explained. As mentioned above, there are various ink jet recording methods.
Here, a bubble ink jet type will be described as a typical example, but needless to say, the present invention is not limited to this method and is applicable to all ink jet recording methods.

【0019】図1は、バブルインクジェット型記録ヘッ
ドの一例を説明するための図で、図1(A)はヘッド斜
視図、図1(B)はヘッドを構成する蓋基板の斜視図、
図1(C)は該蓋基板を裏側から見た斜視図、図1
(D)は発熱体基板の斜視図であり、図中、1は蓋基
板、2は発熱体基板、3は記録液体流入口、4は吐出
口、5は流路、6は液室を形成するための領域、7は個
別(独立)の制御電極、8は共通電極、9は発熱体であ
る。
FIG. 1 is a diagram for explaining an example of a bubble ink jet recording head. FIG. 1 (A) is a perspective view of the head, and FIG. 1 (B) is a perspective view of a lid substrate constituting the head.
FIG. 1C is a perspective view of the lid substrate viewed from the back side, and FIG.
(D) is a perspective view of a heating element substrate, in which 1 is a lid substrate, 2 is a heating element substrate, 3 is a recording liquid inlet, 4 is a discharge port, 5 is a flow path, and 6 is a liquid chamber. Area 7 for controlling, 7 is an individual (independent) control electrode, 8 is a common electrode, and 9 is a heating element.

【0020】ここで蓋基板1は、ガラス基板や金属基板
にエッチング等の手法によって、流路5や液室6を形成
して製作できるが、最も好適な製作方法は、プラスチッ
クの成形によって形成する手法である。これは最初の金
型製作にややコストがかかるものの、その後は大量に生
産できるため、1個あたりの製作費を非常に低くでき
る。その際、本発明では、後述するが、使用するプラス
チックの硬さを適切に選ぶことにより吐出口4の部分の
損傷,摩耗をなくし、安定したインク滴吐出を得てい
る。なお、プラスチックの形成ではなく、金属基板にエ
ッチング等で製作した場合も、後述するような硬さの金
属材料を選ぶことが吐出口4の部分の損傷,摩耗をなく
し、安定したインク滴吐出を得るために必要である。
The lid substrate 1 can be manufactured by forming the flow path 5 and the liquid chamber 6 on a glass substrate or a metal substrate by a method such as etching. The most preferable manufacturing method is forming by plastic molding. It is a technique. Although it costs a little to manufacture the first mold, since it can be mass-produced after that, the manufacturing cost per piece can be very low. At this time, in the present invention, as will be described later, by appropriately selecting the hardness of the plastic used, damage and wear of the portion of the ejection port 4 are eliminated, and stable ink droplet ejection is obtained. Even when the metal substrate is formed by etching or the like instead of forming the plastic, selecting a metal material having a hardness as described later eliminates damage and wear of the ejection port 4 and ensures stable ink droplet ejection. Needed to get.

【0021】図2は、バブルインクジェット方式のイン
クジェットのインク滴吐出の原理を説明するための図で
ある。図2(A)は定常状態であり、吐出口面でインク
10と表面張力と外圧とが平衡状態にある。図2(B)
は発熱体9が加熱されて、発熱体9の表面温度が急上昇
し隣接インク層に沸騰現象が起きるまで加熱され、微小
気泡11が点在している状態にある。
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of ink droplet ejection of a bubble inkjet type inkjet. FIG. 2A shows a steady state in which the ink 10, the surface tension, and the external pressure are in equilibrium on the ejection port surface. Figure 2 (B)
Is heated until the heating element 9 is heated and the surface temperature of the heating element 9 rapidly rises to cause a boiling phenomenon in the adjacent ink layer, and the minute bubbles 11 are scattered.

【0022】図2(C)は発熱体9の全面で急激に加熱
された隣接インク層が瞬時に気化し、沸騰膜を作り、気
泡11が成長した状態である。この時、吐出口内の圧力
は、気泡の成長した分だけ上昇し、吐出口面での外圧と
のバランスがくずれ、吐出口よりインク柱10′が成長
し始める。
FIG. 2C shows a state in which the adjacent ink layer that has been rapidly heated on the entire surface of the heating element 9 is instantly vaporized to form a boiling film and bubbles 11 are grown. At this time, the pressure inside the ejection port rises by the amount of the bubble that has grown, the balance with the external pressure on the ejection port surface is lost, and the ink column 10 'begins to grow from the ejection port.

【0023】図2(D)は気泡11が最大に成長した状
態であり、吐出口面より気泡の体積に相当する分のイン
クが押し出される。この時、発熱体9には電流が流れて
いない状態にあり、発熱体9の表面温度は降下しつつあ
る。気泡11の体積の最大値は電気パルス印加のタイミ
ングからやや遅れる。
FIG. 2D shows a state in which the bubble 11 has grown to the maximum, and ink corresponding to the volume of the bubble is pushed out from the ejection port surface. At this time, no current is flowing in the heating element 9, and the surface temperature of the heating element 9 is decreasing. The maximum value of the volume of the bubble 11 is slightly delayed from the timing of applying the electric pulse.

【0024】図2(E)は気泡11がインクなどにより
冷却されて収縮を開始し始めた状態を示す。インク柱1
0′の先端部では押し出された速度を保ちつつ前進し、
後端部では気泡の収縮に伴って吐出口内圧の減少により
吐出口面から吐出口内へインクが逆流してインク柱1
0′にくびれ10″が生じている。
FIG. 2 (E) shows a state in which the bubble 11 is cooled by ink or the like and starts to contract. Ink column 1
At the tip of 0 ', move forward while maintaining the pushed speed,
At the rear end portion, the ink flows back from the ejection port surface into the ejection port due to the decrease in the ejection port internal pressure as the bubbles contract, and
There is a neck 10 "at 0 '.

【0025】図2(F)はさらに気泡11が収縮し、発
熱体9の面にインク10が接し、発熱体面がさらに急激
に冷却される状態にある。吐出口面では、外圧が吐出口
内圧より高い状態になるためメニスカスが大きく吐出口
内に入り込んできている。インク柱の先端部は液滴12
になり、記録紙の方向へ8〜13m/secの速度で飛
翔している。
In FIG. 2F, the bubble 11 is further contracted, the ink 10 is in contact with the surface of the heating element 9, and the surface of the heating element is further rapidly cooled. On the surface of the discharge port, the external pressure is higher than the internal pressure of the discharge port, so that a large meniscus enters the discharge port. Droplets 12 at the tip of the ink column
And flies toward the recording paper at a speed of 8 to 13 m / sec.

【0026】図2(G)は吐出口にインクが毛細管現象
により再び供給(リフィル)されて図2(A)の状態に
もどる過程で、気泡は完全に消滅している。
In FIG. 2G, the bubbles are completely extinguished during the process in which the ink is supplied (refilled) to the discharge port again by the capillary phenomenon and returns to the state of FIG. 2A.

【0027】図3は、先の図1のヘッドとは違い、流路
の先端部分に別途ノズル板20を設けたもので、図3
(A)はノズル板20を取り付ける前の状態、図3
(B)は取り付けた後の状態を示している。この場合
も、このノズル板は、樹脂(プラスチック)フィルム
に、例えば、エキシマレーザーによってノズル21を穿
孔したり、あるいは金属のエッチング,エレクトロフォ
ーミング,打ち抜き加工等の手法で形成されるが、その
材料はその硬さを後述のように適切に選ぶ必要がある。
3 is different from the head of FIG. 1 described above in that a nozzle plate 20 is separately provided at the tip of the flow path.
3A is a state before the nozzle plate 20 is attached, FIG.
(B) shows the state after attachment. In this case as well, this nozzle plate is formed in a resin (plastic) film by, for example, punching the nozzle 21 by an excimer laser, or by a method such as metal etching, electroforming, punching, etc. It is necessary to select the hardness appropriately as described later.

【0028】以上が熱を利用したバブルインクジェット
型記録ヘッドの一般的な構成,原理であるが、前述のよ
うに本発明は、この方式に限定されるものではなく、全
てのインクジェット記録法に適用されるものである。
The above is the general structure and principle of the bubble ink jet recording head utilizing heat, but as described above, the present invention is not limited to this system and is applicable to all ink jet recording methods. It is what is done.

【0029】本発明は、このようなインクジェット記録
法に使用する記録液体(インク)を耐水性や耐光性が優
れた顔料を記録液体の着色剤として使用するものであ
る。しかしながら、この顔料を記録液体の着色剤として
使用した場合、顔料は液媒体中に分散している砥粒のよ
うな存在であり、インクを大量使用した場合など、イン
クジェットヘッドのインクの通り道を、損傷させたり摩
耗させたりするという問題がある。とりわけ吐出口部分
の傷,摩耗はインク滴吐出性能に影響を及ぼすため問題
となる。
In the present invention, the recording liquid (ink) used in such an ink jet recording method uses a pigment having excellent water resistance and light resistance as a coloring agent for the recording liquid. However, when this pigment is used as a colorant for a recording liquid, the pigment is present like abrasive grains dispersed in a liquid medium, and when the ink is used in a large amount, the path of the ink in the inkjet head, There is a problem of damage and abrasion. In particular, scratches and abrasion of the ejection port portion are problematic because they affect the ink droplet ejection performance.

【0030】本発明は、これを解決するために、吐出口
部分を構成する材料の硬さやインク流量ならびにノズル
部の顔料粒径などを鋭意検討したものである。本発明に
好適に適用される黒色顔料インクとしては、例えば、中
性あるいは塩基性のpHを有する黒色顔料を、第3級ア
ミンの塩あるいは第4級アンモニウム基を有するアクリ
ル酸エステルモノマーあるいはアクリルアミドモノマー
を少なくとも構成成分とする水溶性高分子を用いて分散
処理してなるものであり、他の色相のインク,例えば、
イエロー,マゼンタ及びシアン等のインクについても、
これらの色相の顔料を、カルボキシル基あるいはスルホ
ン基を水溶性基として有するアニオン系高分子分散剤を
用いて分散処理してなるものである。
In order to solve this problem, the present invention has made diligent studies on the hardness of the material forming the ejection port portion, the ink flow rate, the pigment particle size at the nozzle portion, and the like. The black pigment ink suitably applied to the present invention includes, for example, a black pigment having a neutral or basic pH, an acrylic acid ester monomer or a acrylamide monomer having a tertiary amine salt or a quaternary ammonium group. Is a dispersion treatment using a water-soluble polymer having at least a component of
For inks such as yellow, magenta, and cyan,
The pigments of these hues are subjected to a dispersion treatment using an anionic polymer dispersant having a carboxyl group or a sulfone group as a water-soluble group.

【0031】なお、ここでいう黒色顔料のpHとは、一
般に、カーボンブラックの物性測定法に用いられている
のと同様に、純水中に顔料を分散させた場合の溶液のp
H値をいう。また、記録に用いる被記録材が普通紙であ
る場合においては、該普通紙に対するインクの界面張力
において、黒色顔料インクの界面張力が、カラーインク
の界面張力よりも高いこと、更には、普通紙に対するイ
ンクの浸透速度において、黒色顔料インクの浸透速度
が、カラーインクの浸透速度よりも遅いことが好まし
い。
The pH of the black pigment referred to here is generally the p value of the solution when the pigment is dispersed in pure water, as in the case of the method used to measure the physical properties of carbon black.
H value. When the recording material used for recording is plain paper, the interfacial tension of the ink with respect to the plain paper is such that the interfacial tension of the black pigment ink is higher than that of the color inks. In regard to the ink permeation rate with respect to, the permeation rate of the black pigment ink is preferably slower than that of the color inks.

【0032】以上のようなインクを用いて普通紙にカラ
ー記録を行うと、定着性よく、濃度も高く、境界滲みの
少ない画像を得ることができる。また、透明性を有する
被記録材に記録を行った場合でも鮮明な投影画像が得ら
れる。そして、いうまでもないが、顔料インクであるた
め、従来の染料インクを用いる場合に較べて、光や水に
対する抵抗性は非常に優れたものとなる。
When color recording is performed on plain paper using the above inks, an image with good fixability, high density and little boundary bleeding can be obtained. Further, a clear projected image can be obtained even when recording is performed on a recording material having transparency. And, needless to say, since it is a pigment ink, the resistance to light and water becomes very excellent as compared with the case of using a conventional dye ink.

【0033】本発明で用いられる高分子分散剤は、主と
してビニルモノマーの重合によって得られるものであっ
て、得られる重合体の少なくとも一部を構成するカチオ
ン性モノマーとしては、下記のような第3級アミンモノ
マーの塩及びこれらの第4級化された化合物が挙げられ
る。
The polymer dispersant used in the present invention is obtained mainly by polymerizing a vinyl monomer, and as the cationic monomer constituting at least a part of the obtained polymer, the following third monomer is used. Included are salts of secondary amine monomers and their quaternized compounds.

【0034】すなわち、N,N−ジメチルアミノエチル
メタクリレート[CH2=C(CH3)-COO-C2H4N(CH3)2]、N,
N−ジメチルアミノエチルアクリレート[CH2=CH-COO-C
2H4N(CH3)2]、N,N−ジメチルアミノプロピルメタク
リレート[CH2=C(CH3)-COO-C3H6N(CH3)2]、N,N−ジ
メチルアミノプロピルアクリレート[CH2=CH-COO-C3H6N
(CH3)2]、N,N−ジメチルアクリルアミド[CH2=CH-C
ON(CH3)2]、N,N−ジメチルメタクリルアミド[CH2=
C(CH3)-CON(CH3)2]、N,N−ジメチルアミノエチルア
クリルアミド[CH2=CH-CONHC2H4N(CH3)2]、N,N−ジ
メチルアミノエチルメタクリルアミド[CH2=C(CH3)-CON
HC2H4N(CH3)2]、N,N−ジメチルアミノプロピルアク
リルアミド[CH2=CH-CONH-C3H6N(CH3)2]、N,N−ジ
メチルアミノプロピルメタクリルアミド[CH2=C(CH3)-C
ONH-C3H6N(CH3)2]等である。
That is, N, N-dimethylaminoethyl methacrylate [CH2 = C (CH3) -COO-C2H4N (CH3) 2], N,
N-dimethylaminoethyl acrylate [CH2 = CH-COO-C
2H4N (CH3) 2], N, N-dimethylaminopropyl methacrylate [CH2 = C (CH3) -COO-C3H6N (CH3) 2], N, N-dimethylaminopropyl acrylate [CH2 = CH-COO-C3H6N
(CH3) 2], N, N-dimethylacrylamide [CH2 = CH-C
ON (CH3) 2], N, N-dimethylmethacrylamide [CH2 =
C (CH3) -CON (CH3) 2], N, N-dimethylaminoethyl acrylamide [CH2 = CH-CONHC2H4N (CH3) 2], N, N-dimethylaminoethyl methacrylamide [CH2 = C (CH3) -CON
HC2H4N (CH3) 2], N, N-dimethylaminopropylacrylamide [CH2 = CH-CONH-C3H6N (CH3) 2], N, N-dimethylaminopropylmethacrylamide [CH2 = C (CH3) -C
ONH-C3H6N (CH3) 2] and the like.

【0035】第3級アミンの場合において、塩を形成す
る化合物としては、塩酸,硫酸,酢酸等が挙げられ、4
級化に用いられる化合物としては、塩化メチル,ジメチ
ル硫酸,ベンジルクロライド,エピクロロヒドリン等が
挙げられる。この中で、塩化メチル,ジメチル硫酸等が
分散剤を調製するうえで好ましい。以上のような第3級
アミンの塩、あるいは第4級アンモニウム化合物は水中
ではカチオンとして振る舞い、中和された条件では酸性
が安定溶解領域である。これらモノマーの共重合体中で
の含有率は20〜60重量%の範囲が好ましい。
In the case of a tertiary amine, examples of the compound forming a salt include hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid and the like.
Examples of the compound used for grading include methyl chloride, dimethylsulfate, benzyl chloride, epichlorohydrin and the like. Of these, methyl chloride, dimethylsulfate and the like are preferable for preparing the dispersant. The salt of the tertiary amine or the quaternary ammonium compound as described above behaves as a cation in water, and acid is a stable dissolution region under neutralized conditions. The content of these monomers in the copolymer is preferably in the range of 20 to 60% by weight.

【0036】上記高分子分散剤の構成に用いられるその
他のモノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル
メタクリレート、長鎖のエチレンオキシド鎖を側鎖に有
するアクリル酸エステル等のヒドロキシ基を有するアク
リル酸エステル、スチレン系モノマー等の疎水性モノマ
ー類、及びpH7近傍の水に溶解可能な水溶性モノマー
として、アクリルアミド類,ビニルエーテル類,ビニル
ピロリドン類,ビニルピリジン類,ビニルオキサゾリン
類が挙げられる。疎水性モノマーとしては、スチレン,
スチレン誘導体,ビニルナフタレン,ビニルナフタレン
誘導体,(メタ)アクリル酸のアルキルエステル,アク
リロニトリル等の疎水性モノマーが用いられる。共重合
によって得られる高分子分散剤中において水溶性モノマ
ーは、共重合体を水溶液中で安定に存在させるために1
5〜35重量%の範囲で用い、かつ疎水性モノマーは、
共重合体の顔料に対する分散効果を高めるために20〜
40重量%の範囲で用いることが好ましい。
Examples of the other monomer used in the constitution of the polymer dispersant include 2-hydroxyethyl methacrylate, acrylic acid ester having a hydroxy group such as acrylic acid ester having a long ethylene oxide chain as a side chain, Hydrophobic monomers such as styrene-based monomers, and water-soluble monomers soluble in water near pH 7 include acrylamides, vinyl ethers, vinylpyrrolidones, vinylpyridines, and vinyloxazolines. As the hydrophobic monomer, styrene,
Hydrophobic monomers such as styrene derivatives, vinylnaphthalene, vinylnaphthalene derivatives, alkyl esters of (meth) acrylic acid, and acrylonitrile are used. The water-soluble monomer in the polymer dispersant obtained by the copolymerization is used in order to make the copolymer stably exist in the aqueous solution.
The hydrophobic monomer is used in the range of 5 to 35% by weight.
20 to enhance the dispersion effect of the copolymer on the pigment.
It is preferably used in the range of 40% by weight.

【0037】本発明のブラックインクに使用されるカー
ボンブラック顔料(C.I.ピグメントブラック7)として
は、#2600,#2300,#990,#980,#
960,#950,#900,#850,#750,#
650,MCF−88,MA−600,#95,#5
5,#52,#47,#45,#45L,#44,#4
0,#33,#32,#30,#25,#20,#1
0,#5(以上、三菱化学製)、Printex95,Printex
90,Printex85,Printex80,Printex75,Print
ex45,Printex40,PrintexP,Printex60,Print
ex300,Printex30,Printex35,Printex25,P
rintex200,PrintexA,PrintexG,PrintexL6,P
rintexL(以上、デグッサ製)、Raven850,Raven7
80ULTRA,Raven760ULTRA,Raven790
ULTRA,Raven520,Raven500,Raven41
0,Raven420,Raven430,Raven450,Raven4
60,Raven890,Raven1020(以上、コロンビア
製)、Regal 415R,Regal330R,Regal 250
R,Regal 995R,Monarch800,Monarch880,
Monarch900,Monarch460,Monarch280,Monar
ch120(以上、キャボット製)等が挙げられる。
The carbon black pigment (CI pigment black 7) used in the black ink of the present invention is # 2600, # 2300, # 990, # 980, #.
960, # 950, # 900, # 850, # 750, #
650, MCF-88, MA-600, # 95, # 5
5, # 52, # 47, # 45, # 45L, # 44, # 4
0, # 33, # 32, # 30, # 25, # 20, # 1
0, # 5 (Made by Mitsubishi Chemical), Printex95, Printex
90, Printex85, Printex80, Printex75, Print
ex45, Printex40, PrintexP, Printex60, Print
ex300, Printex30, Printex35, Printex25, P
rintex200, PrintexA, PrintexG, PrintexL6, P
rintexL (above, made by Degussa), Raven850, Raven7
80 ULTRA, Raven 760 ULTRA, Raven 790
ULTRA, Raven520, Raven500, Raven41
0, Raven420, Raven430, Raven450, Raven4
60, Raven 890, Raven 1020 (above, made in Colombia), Regal 415R, Regal 330R, Regal 250
R, Regal 995R, Monarch800, Monarch880,
Monarch900, Monarch460, Monarch280, Monar
ch120 (above, manufactured by Cabot) and the like.

【0038】イエローインクに使用される顔料として
は、C.I.ピグメントイエロー1,C.I.ピグメントイエロ
ー2,C.I.ピグメントイエロー3,C.I.ピグメントイエ
ロー12,C.I.ピグメントイエロー13,C.I.ピグメン
トイエロー14,C.I.ピグメントイエロー16,,C.I.
ピグメントイエロー17,C.I.ピグメントイエロー7
3,C.I.ピグメントイエロー74,C.I.ピグメントイエ
ロー75,C.I.ピグメントイエロー83,C.I.ピグメン
トイエロー93,C.I.ピグメントイエロー95,C.I.ピ
グメントイエロー97,C.I.ピグメントイエロー98,
C.I.ピグメントイエロー114,C.I.ピグメントイエロ
ー128,C.I.ピグメントイエロー129,C.I.ピグメ
ントイエロー151,C.I.ピグメントイエロー154等
が挙げられる。
Pigments used in the yellow ink include CI pigment yellow 1, CI pigment yellow 2, CI pigment yellow 3, CI pigment yellow 12, CI pigment yellow 13, CI pigment yellow 14, CI pigment yellow 16, and CI pigment yellow.
Pigment Yellow 17, CI Pigment Yellow 7
3, CI Pigment Yellow 74, CI Pigment Yellow 75, CI Pigment Yellow 83, CI Pigment Yellow 93, CI Pigment Yellow 95, CI Pigment Yellow 97, CI Pigment Yellow 98,
CI pigment yellow 114, CI pigment yellow 128, CI pigment yellow 129, CI pigment yellow 151, CI pigment yellow 154 and the like.

【0039】マゼンタインクに使用される顔料として
は、C.I.ピグメントレッド5,C.I.ピグメントレッド
7,C.I.ピグメントレッド12,C.I.ピグメントレッド
48(Ca),C.I.ピグメントレッド48(Mn),C.
I.ピグメントレッド57(Ca),C.I.ピグメントレッ
ド57:1,C.I.ピグメントレッド112,C.I.ピグメ
ントレッド123,C.I.ピグメントレッド168,C.I.
ピグメントレッド184,C.I.ピグメントレッド202
等が挙げられる。
As pigments used in magenta ink, CI pigment red 5, CI pigment red 7, CI pigment red 12, CI pigment red 48 (Ca), CI pigment red 48 (Mn), C.I.
I. Pigment Red 57 (Ca), CI Pigment Red 57: 1, CI Pigment Red 112, CI Pigment Red 123, CI Pigment Red 168, CI
Pigment Red 184, CI Pigment Red 202
Etc.

【0040】シアンインクに使用される顔料としては、
C.I.ピグメントブルー1,C.I.ピグメントブルー2,C.
I.ピグメントブルー3,C.I.ピグメントブルー15:
3,C.I.ピグメントブルー15:34,C.I.ピグメント
ブルー16,C.I.ピグメントブルー22,C.I.ピグメン
トブルー60,C.I.バットブルー4,C.I.バットブルー
60等が挙げられる。
As the pigment used in the cyan ink,
CI Pigment Blue 1, CI Pigment Blue 2, C.
I. Pigment Blue 3, CI Pigment Blue 15:
3, CI Pigment Blue 15:34, CI Pigment Blue 16, CI Pigment Blue 22, CI Pigment Blue 60, CI Vat Blue 4, CI Vat Blue 60 and the like.

【0041】以上の他に、レッド,グリーン,ブルーそ
の他の3原色以外の中間色が必要とされる場合には、以
下のような顔料を単独あるいは併用して用いることが好
ましい。例えば、C.I.ピグメントレッド209,C.I.ピ
グメントレッド122,C.I.ピグメントレッド224,
C.I.ピグメントレッド177,C.I.ピグメントレッド1
94,C.I.ピグメントオレンジ43,C.I.バットバイオ
レット3,C.I.ピグメントバイオレット19,C.I.ピグ
メントグリーン36,C.I.ピグメントグリーン7,C.I.
ピグメントバイオレット23,C.I.ピグメントバイオレ
ット37,C.I.ピグメントブルー15:6,C.I.ピグメ
ントブルー209等が挙げられる。
In addition to the above, when intermediate colors other than the three primary colors such as red, green and blue are required, it is preferable to use the following pigments alone or in combination. For example, CI Pigment Red 209, CI Pigment Red 122, CI Pigment Red 224,
CI Pigment Red 177, CI Pigment Red 1
94, CI Pigment Orange 43, CI Bat Violet 3, CI Pigment Violet 19, CI Pigment Green 36, CI Pigment Green 7, CI
Pigment Violet 23, CI Pigment Violet 37, CI Pigment Blue 15: 6, CI Pigment Blue 209 and the like.

【0042】また、カラーインク中には下記に挙げるよ
うな染料を共存させてもよい。イエローインクに用いら
れる染料としては、例えば、C.I.アシッドイエロー1
1,C.I.アシッドイエロー17,C.I.アシッドイエロー
23,C.I.アシッドイエロー25,C.I.アシッドイエロ
ー29,C.I.アシッドイエロー42,C.I.アシッドイエ
ロー49,C.I.アシッドイエロー61,C.I.アシッドイ
エロー71,C.I.ダイレクトイエロー12,C.I.ダイレ
クトイエロー24,C.I.ダイレクトイエロー26,C.I.
ダイレクトイエロー44,C.I.ダイレクトイエロー8
6,C.I.ダイレクトエロー87,C.I.ダイレクトイエロ
ー98,C.I.ダイレクトイエロー100,C.I.ダイレク
トイエロー130,C.I.ダイレクトイエロー142等が
挙げられる。
Further, the following dyes may coexist in the color ink. Examples of dyes used in yellow ink include CI Acid Yellow 1
1, CI Acid Yellow 17, CI Acid Yellow 23, CI Acid Yellow 25, CI Acid Yellow 29, CI Acid Yellow 42, CI Acid Yellow 49, CI Acid Yellow 61, CI Acid Yellow 71, CI Direct Yellow 12, CI Direct Yellow 24, CI Direct Yellow 26, CI
Direct Yellow 44, CI Direct Yellow 8
6, CI direct yellow 87, CI direct yellow 98, CI direct yellow 100, CI direct yellow 130, CI direct yellow 142 and the like.

【0043】マゼンタインクに用いられる染料として
は、C.I.アシッドレッド1,C.I.アシッドレッド6,C.
I.アシッドレッド8,C.I.アシッドレッド32,C.I.ア
シッドレッド35,C.I.アシッドレッド37,C.I.アシ
ッドレッド51,C.I.アシッドレッド52,C.I.アシッ
ドレッド80,C.I.アシッドレッド85,C.I.アシッド
レッド87,C.I.アシッドレッド92,C.I.アシッドレ
ッド94,C.I.アシッドレッド115,C.I.アシッドレ
ッド180,C.I.アシッドレッド254,C.I.アシッド
レッド256,C.I.アシッドレッド289,C.I.アシッ
ドレッド315,C.I.アシッドレッド317,C.I.ダイ
レクトレッド1,C.I.ダイレクトレッド4,C.I.ダイレ
クトレッド13,C.I.ダイレクトレッド17,C.I.ダイ
レクトレッド23,C.I.ダイレクトレッド28,C.I.ダ
イレクトレッド31,C.I.ダイレクトレッド62,C.I.
ダイレクトレッド79,C.I.ダイレクトレッド81,C.
I.ダイレクトレッド83,C.I.ダイレクトレッド89,
C.I.ダイレクトレッド227,C.I.ダイレクトレッド2
40,C.I.ダイレクトレッド242,C.I.ダイレクトレ
ッド243等が挙げられる。
As the dye used in the magenta ink, CI acid red 1, CI acid red 6, C.I.
I. Acid Red 8, CI Acid Red 32, CI Acid Red 35, CI Acid Red 37, CI Acid Red 51, CI Acid Red 52, CI Acid Red 80, CI Acid Red 85, CI Acid Red 87, CI Acid Red 92 , CI Acid Red 94, CI Acid Red 115, CI Acid Red 180, CI Acid Red 254, CI Acid Red 256, CI Acid Red 289, CI Acid Red 315, CI Acid Red 317, CI Direct Red 1, CI Direct Red 4 , CI Direct Red 13, CI Direct Red 17, CI Direct Red 23, CI Direct Red 28, CI Direct Red 31, CI Direct Red 62, CI
Direct Red 79, CI Direct Red 81, C.
I. Direct Red 83, CI Direct Red 89,
CI Direct Red 227, CI Direct Red 2
40, CI Direct Red 242, CI Direct Red 243 and the like.

【0044】シアンインクに用いられる染料としては、
C.I.アシッドブルー9,C.I.アシッドブルー22,C.I.
アシッドブルー40,C.I.アシッドブルー59,C.I.ア
シッドブルー93,C.I.アシッドブルー102,C.I.ア
シッドブルー104,C.I.アシッドブルー113,C.I.
アシッドブルー117,C.I.アシッドブルー120,C.
I.アシッドブルー167,C.I.アシッドブルー229,
C.I.アシッドブルー234,C.I.アシッドブルー25
4,C.I.ダイレクトブルー6,C.I.ダイレクトブルー2
2,C.I.ダイレクトブルー25,C.I.ダイレクトブルー
71,C.I.ダイレクトブルー78,C.I.ダイレクトブル
ー86,C.I.ダイレクトブルー90,C.I.ダイレクトブ
ルー106,C.I.ダイレクトブルー199等が挙げられ
る。ただし、これらの染料を共存させる場合も、顔料粒
径ならびにインク中の顔料含有量などは後述する範囲内
に入っている必要がある。
The dye used in the cyan ink is
CI Acid Blue 9, CI Acid Blue 22, CI
Acid Blue 40, CI Acid Blue 59, CI Acid Blue 93, CI Acid Blue 102, CI Acid Blue 104, CI Acid Blue 113, CI
Acid Blue 117, CI Acid Blue 120, C.
I. Acid Blue 167, CI Acid Blue 229,
CI Acid Blue 234, CI Acid Blue 25
4, CI Direct Blue 6, CI Direct Blue 2
2, CI Direct Blue 25, CI Direct Blue 71, CI Direct Blue 78, CI Direct Blue 86, CI Direct Blue 90, CI Direct Blue 106, CI Direct Blue 199 and the like. However, even when these dyes coexist, the pigment particle size, the pigment content in the ink, and the like must be within the ranges described below.

【0045】本発明において、前記したカチオン系水溶
性高分子を分散剤として使用して顔料を分散する際に、
物性面から好ましい顔料としては、等電点が6以上に調
節された顔料、あるいは顔料を特徴づける単純水分散体
のpHが中性あるいは塩基性のpHを有するもの、例え
ば、7以上〜10であるような顔料が分散性の点で好ま
しい。これは顔料とカチオン系水溶性高分子とのイオン
的な相互作用力が強いためと理解されている。
In the present invention, when the above-mentioned cationic water-soluble polymer is used as a dispersant to disperse a pigment,
From the viewpoint of physical properties, preferred pigments are those having an isoelectric point adjusted to 6 or more, or those in which the pH of the simple aqueous dispersion characterizing the pigment has a neutral or basic pH, for example, 7 or more to 10 or less. Some pigments are preferable in terms of dispersibility. It is understood that this is because the ionic interaction force between the pigment and the cationic water-soluble polymer is strong.

【0046】以上のような材料を用いて顔料の微粒子水
性分散体を得るには、以下のような方法を採用すること
が好ましい。 (1)カーボンブラックの場合:カーボンブラックをカ
チオン分散剤溶液中にてプレミキシング処理を行い、引
き続き高ずり速度の分散装置でミリングし、希釈後、粗
大粒子を除去するために遠心分離処理を行う。その後、
所望のインク処方のための材料を添加し、場合によって
は、エイジング処理を施す。しかる後、最終的に所望の
平均粒径を有する顔料分散体を得るために遠心分離処理
を行う。このようにして作製されるインクのpHは3〜
9の範囲とするのが好ましい。
In order to obtain a pigment fine particle aqueous dispersion using the above materials, it is preferable to employ the following method. (1) In the case of carbon black: Premixing treatment of carbon black in a cationic dispersant solution, followed by milling with a disperser having a high shear rate, and dilution, followed by centrifugation to remove coarse particles. . afterwards,
Ingredients for the desired ink formulation are added and optionally aged. After that, centrifugal treatment is performed to finally obtain a pigment dispersion having a desired average particle size. The pH of the ink thus produced is 3 to
A range of 9 is preferable.

【0047】(2)その他の色相の顔料の場合:アニオ
ン系分散剤を用いる以外は、基本的にはカーボンブラッ
クと同様である。但し、小粒径にするのが困難な有機顔
料の場合には、顔料合成と同時、あるいは合成途中段階
で界面活性剤処理を行い、顔料粒子の結晶成長を抑制
し、濡れ性を高めた加工顔料を使用することが望まし
い。このようにして作製したインクのpHは5〜10の
範囲とするのが好ましい。カーボン黒色インク及びカラ
ーインク何れの場合でも、その平均粒径は0.02〜1
μmの範囲であることが分散体の安定性上必須であり、
好ましくは、0.03〜0.4μmの範囲である。これは
分散体の安定性という観点からの必須条件であるが、微
細な開口からインクを吐出させるといういわゆるインク
ジェットに必須という観点から、この平均粒径を検討す
ると微細な開口すなわち吐出口での目詰まりを考慮に入
れる必要があるが、これは後述する。なお、良好なイン
クの表面張力は10〜60dyn/cmの範囲である。
(2) For pigments of other hues: Basically the same as carbon black except that an anionic dispersant is used. However, in the case of organic pigments where it is difficult to reduce the particle size, a surfactant treatment is applied at the same time as the pigment synthesis or during the synthesis process to suppress crystal growth of the pigment particles and improve the wettability. It is desirable to use pigments. The pH of the ink thus produced is preferably in the range of 5-10. The average particle size of both carbon black ink and color ink is 0.02 to 1
The range of μm is essential for the stability of the dispersion,
It is preferably in the range of 0.03 to 0.4 μm. This is an essential condition from the viewpoint of the stability of the dispersion, but from the viewpoint that it is essential for so-called inkjet, which discharges ink from a fine opening, it is necessary to examine the average particle size to find that the fine opening Clogs need to be taken into account, which will be discussed later. The surface tension of good ink is in the range of 10 to 60 dyn / cm.

【0048】これらのインクを用いて普通紙へ記録する
場合には、記録される文字の鮮明さの点から、黒色顔料
インクは用紙との界面張力が高いことが好ましい。一
方、カラーインクは、カラーインク間の相互拡散による
滲み(カラーブリード)を少なくするために、速い浸透
速度を持つことがよい結果となるので、用紙との界面張
力が低いことが好ましい。このように、黒色インクが酸
性で高い界面張力を持ち、カラーインクが塩基性で低い
界面張力を持っていると、黒色インクが、カラーインク
側に流れ込む傾向が少なくなり、黒色インクとカラーイ
ンクのカラーブリードは事実上全くなくなる。なお、上
記のインクと用紙の界面張力は、例えば、動的濡れ性試
験機として市販されている装置(Wilhelmy法を用いた装
置で、製品名称WET-3000レスカ株式会社製)等によって
測定される量である。界面張力が高いとは、普通紙に対
する接触角が1秒〜数秒の短時間においても、90゜以
上であることを指し、界面張力が低いとは、90゜以下
であることを指している。
When recording on plain paper using these inks, it is preferable that the black pigment ink has a high interfacial tension with the paper from the viewpoint of the clarity of the characters to be recorded. On the other hand, it is preferable that the color inks have a low interfacial tension with the paper, since it is preferable that the color inks have a high permeation rate in order to reduce bleeding (color bleeding) due to mutual diffusion between the color inks. As described above, when the black ink is acidic and has a high interfacial tension, and the color ink is basic and has a low interfacial tension, the black ink is less likely to flow into the color ink side and the black ink and the color ink Color bleed is virtually gone. The above-mentioned interfacial tension between the ink and the paper is measured, for example, by a device commercially available as a dynamic wettability tester (a device using the Wilhelmy method, product name WET-3000 manufactured by Resca Co., Ltd.) and the like. Is the amount. High interfacial tension means that the contact angle to plain paper is 90 ° or more even in a short time of 1 second to several seconds, and low interfacial tension means that it is 90 ° or less.

【0049】本発明で使用するカラーインクに使用され
る分散剤は、アルカリ可溶性の水溶性脂樹であり、重量
平均分子量は1,000〜30,000であり、好ましく
は3,000〜15,000の範囲である。具体的には、
スチレン,スチレン誘導体,ビニルナフタレン,ビニル
ナフタレン誘導体,アクリル酸のアルキルエステル,メ
タクリル酸のアルキルエステル等の疎水性モノマーと、
α,β−エチレン性不飽和カルボン酸及びその脂肪族ア
ルコールエステル,アクリル酸,メタクリル酸,マレイ
ン酸,イタコン酸,フマール酸及びそれらの誘導体等の
親水性モノマーからなる共重合体及びそれらの塩等であ
る。共重合体はランダム,ブロック,グラフト等の何れ
の構造を有していてもよく、酸価は100〜430、好
ましくは、130〜360の範囲である。
The dispersant used in the color ink used in the present invention is an alkali-soluble water-soluble oily resin and has a weight average molecular weight of 1,000 to 30,000, preferably 3,000 to 15, The range is 000. In particular,
Hydrophobic monomers such as styrene, styrene derivatives, vinylnaphthalene, vinylnaphthalene derivatives, alkyl esters of acrylic acid, alkyl esters of methacrylic acid,
Copolymers composed of hydrophilic monomers such as α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acids and their aliphatic alcohol esters, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, fumaric acid and their derivatives, and salts thereof Is. The copolymer may have any structure such as random, block or graft, and the acid value is in the range of 100 to 430, preferably 130 to 360.

【0050】本発明に使用される分散剤としては、更
に、ポリビニルアルコール,カルボキシメチルセルロー
ス等の水溶性ポリマー,ナフタレンスルホン酸ホルムア
ルデヒド縮合物,ポリスチレンスルホン酸等の水溶性樹
脂も使用することが可能である。しかし、アルカリ可溶
性の水溶性脂樹の方が分散液の低粘度化が可能で、分散
も容易であるという利点がある。これらの分散剤の使用
量は、選択した顔料と分散剤とを用いて実験的に決定さ
れるが、顔料に吸着せず溶解している樹脂の量は、イン
ク中で4重量%以下であることが好ましい。
As the dispersant used in the present invention, water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol and carboxymethyl cellulose, water-soluble resins such as naphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate and polystyrene sulfonic acid can also be used. . However, the alkali-soluble water-soluble oil has the advantage that the viscosity of the dispersion liquid can be reduced and the dispersion is easy. The amount of these dispersants used is experimentally determined by using the selected pigment and dispersant, but the amount of the resin dissolved without adsorbing to the pigment is 4% by weight or less in the ink. It is preferable.

【0051】上記分散剤を水系にて用いるには塩基が必
要である。そのために好適な塩基としては、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−メチルエタノールアミン,N−エチルジエタノール
アミン,2−アミノ−2−メチルプロパノール,2−エ
チル−2−アミノ−1,3−プロパンジオール,2−
(2−アミノエチル)エタノールアミン,トリス(ヒド
ロキシメチル)アミノメタン,アンモニア,ピペリジ
ン,モルフォリン,β−ジヒドロキシエチル尿素等の有
機塩基,水酸化ナトリウム,水酸化カリウム,水酸化リ
チウム等の無機塩基が挙げられる。最適な塩基種は選択
した顔料及び分散剤の種類によって異なるが不揮発性で
安定、かつ保水性の高いものが好ましい。用いる塩基の
量は基本的には分散剤の酸価から計算される量から、そ
れを中和するに必要な塩基量として夫々用いられる。場
合によっては、酸の当量を上回る量の塩基を用いる場合
がある。それは、分散性向上,インクのpH調整,記録
性能の調整,保湿性の向上等の目的で行う。
A base is required to use the above dispersant in an aqueous system. Suitable bases therefor include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine,
N-methylethanolamine, N-ethyldiethanolamine, 2-amino-2-methylpropanol, 2-ethyl-2-amino-1,3-propanediol, 2-
Organic bases such as (2-aminoethyl) ethanolamine, tris (hydroxymethyl) aminomethane, ammonia, piperidine, morpholine and β-dihydroxyethylurea, and inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide Can be mentioned. The optimum base species varies depending on the type of pigment and dispersant selected, but is preferably non-volatile, stable and highly water-retaining. The amount of the base used is basically the amount calculated from the acid value of the dispersant, and each is used as the amount of base necessary for neutralizing it. In some cases, more than the equivalent amount of acid may be used. It is carried out for the purpose of improving dispersibility, adjusting pH of ink, adjusting recording performance, and improving moisturizing property.

【0052】本発明においてインクに用いられる溶剤と
しては、水と混和性がある有機溶剤類である。有機溶剤
としては下記の如く3群に分けることができる。即ち、
保湿性が高く,蒸発しにくく,親水性に優れる第1群の
溶剤、有機性があり疎水性の表面への濡れ性がよく、蒸
発乾燥性もある第2群の溶剤、適度の濡れ性を有し低粘
度の第3群の溶剤(一価アルコール類)である。
The solvent used for the ink in the present invention is an organic solvent miscible with water. The organic solvent can be divided into three groups as described below. That is,
Highly moisturizing, hard to evaporate, hydrophilic first group solvent, good organic and hydrophobic surface wettability second solvent also evaporative dry, moderate wettability It is a low viscosity third group solvent (monohydric alcohols).

【0053】第1群に属する溶媒としては、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、トリプロピレングリコール、グリセリン、1,
2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリ
オール、1,2,5−ペンタントリオール、1,2−ブ
タンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタ
ンジオール、ジメチルスルホキシド、ダイアセトンアル
コール、グリセリンモノアリルエーテル、プロピレング
リコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコー
ル300、チオジグリコール、N−メチル−2−ピロリ
ドン、2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、1,3−
ジメチル−2−イミダゾリジノン、スルフォラン、トリ
メチロールプロパン、トリメチロールエタン、ネオペン
チルグリコール、エチ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エチルエーテル、エチレン
グリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコ
ールモノアリルエーテル、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、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、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、β−ジヒドロキシエチルウレア、
ウレア、アセトニルアセトン、ヘンタエリスリトール、
1,4−シクロヘキサンジオール等が挙げられる。
As the solvent belonging to the first group, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, glycerin, 1,
2,4-butanetriol, 1,2,6-hexanetriol, 1,2,5-pentanetriol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, dimethylsulfoxide, dye Acetone alcohol, glycerin monoallyl ether, propylene glycol, butylene glycol, polyethylene glycol 300, thiodiglycol, N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, 1,3-
Dimethyl-2-imidazolidinone, sulfolane, trimethylolpropane, trimethylolethane, neopentyl glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monoallyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol Monoethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, β-dihydroxyethyl urea,
Urea, acetonylacetone, hentaerythritol,
1,4-cyclohexanediol etc. are mentioned.

【0054】第2群に属する溶媒としては、ヘキシレン
グリコール、エチレングリコールモノプロピルエーテ
ル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレン
グリコールモノイソブチルエーテル、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ジエチ
ルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、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、トリエチレングリコー
ルジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチ
ルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテ
ル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロ
ピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレング
リコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコール
モノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブ
チルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエ
ーテル、グリセリンモノアセテート、グリセリンジアセ
テート、グリセリントリアセテート、エチレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノー
ル、1,2−シクロヘキサンジオール、1−ブタノー
ル、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、3−ヘキ
セン−2,5−ジオール、2,3−ブタンジオール、
1,5−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオー
ル、2,5−ヘキサンジオール等が挙げられる。
Solvents belonging to the second group include hexylene glycol, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisobutyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoisobutyl. Ether, triethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol diethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether Tell, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, glycerin monoacetate, glycerin diacetate, glycerin triacetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexanol, 1,2- Cyclohexanediol, 1-butanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 3-hexene-2,5-diol, 2,3-butanediol,
1,5-pentanediol, 2,4-pentanediol, 2,5-hexanediol and the like can be mentioned.

【0055】第3群に属する溶媒としては、エタノー
ル、n−プロパノール、2−プロパノール、1−メトキ
シ−2−プロパノール、フルフリルアルコール、テトラ
ヒドロフルフリルアルコール等が挙げられる。以上のよ
うな水溶性溶媒の総量は、おおむねインク全体に対して
5〜40重量%の範囲で使用することが好ましい。
Examples of the solvent belonging to the third group include ethanol, n-propanol, 2-propanol, 1-methoxy-2-propanol, furfuryl alcohol, tetrahydrofurfuryl alcohol and the like. The total amount of the water-soluble solvent as described above is preferably used in the range of about 5 to 40% by weight based on the whole ink.

【0056】本発明のインクを構成する各水性顔料イン
クには、界面活性剤,pH調整剤,防腐剤等を添加する
ことが可能である。界面活性剤は浸透性の高いカラーイ
ンクの調製,バブルインクジェット方式における発熱ヒ
ーター,吐出ノズル表面への濡れ性の調節等に有益であ
る。材料としては既存の市販品から適宜選択することが
できる。以上のような材料から構成される各インクの物
性をまとめると、黒色インクは、高い表面張力(概略3
0〜60dyn/cm)を有し、一方、カラーインクは
低い表面張力(概略10〜40dyn/cm)を有する
ことが好ましい。
It is possible to add a surfactant, a pH adjusting agent, an antiseptic agent, etc. to each of the aqueous pigment inks constituting the ink of the present invention. Surfactants are useful for preparing highly penetrating color inks, heating heaters in bubble ink jet systems, and adjusting the wettability of the ejection nozzle surface. The material can be appropriately selected from existing commercial products. Summarizing the physical properties of each ink composed of the above materials, black ink has a high surface tension (approximately 3
It is preferable that the color ink has a low surface tension (approximately 10 to 40 dyn / cm).

【0057】以上のような、本発明における黒色水性顔
料インクとカラーインクを使用して普通紙に対してカラ
ー記録を行うと、黒の文字等が鮮明であり、画像やグラ
フと黒の文字が隣り合っていても相互滲みがなく夫々明
瞭である。
As described above, when color recording is performed on plain paper using the black aqueous pigment ink and color ink of the present invention, black characters and the like are clear, and images and graphs and black characters are Even if they are next to each other, there is no mutual blurring and they are clear.

【0058】本発明のカラーインクを使用する場合、被
記録材としては、一般の普通紙(例えば、上質紙,中質
紙あるいはボンド紙等),コート紙,OHP用のプラス
チックフィルム等の何れでも使用することができる。前
述のように、本発明は全てのインクジェット記録方式に
適用できるが、中でも、熱エネルギーによるインクの発
泡現象によってインクを吐出させるタイプのインクジェ
ット記録方法に使用する場合に特に好適であり、インク
の吐出が極めて安定し、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、この場合に熱的な物
性、例えば、比重,熱膨張係数及び熱伝導率等を調整す
る必要が生ずることもある。
When the color ink of the present invention is used, the recording material may be any of ordinary plain paper (for example, high-quality paper, medium-quality paper or bond paper), coated paper, plastic film for OHP, etc. Can be used. As described above, the present invention can be applied to all ink jet recording methods, but is particularly suitable for use in an ink jet recording method of a type in which ink is ejected due to the bubbling phenomenon of ink due to thermal energy. Is extremely stable, and satellite dots are not generated. However, in this case, it may be necessary to adjust thermal properties such as specific gravity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity.

【0059】次に、本発明のより特徴的な点について説
明する。前述のように、本発明は、微細な開口からイン
クを吐出させるといういわゆるインクジェットヘッド記
録方式に関するものであり、インク中に含まれる顔料に
よって生じる吐出口部分の損傷,摩耗がインク滴吐出性
能に影響を及ぼすためそれを解決するためになされたも
のである。
Next, more characteristic points of the present invention will be described. As described above, the present invention relates to a so-called inkjet head recording method in which ink is ejected from a minute opening, and damage and abrasion of the ejection port portion caused by the pigment contained in the ink affect ink droplet ejection performance. It was made to solve it in order to exert.

【0060】特に、近年インクジェット記録の高画質
化,高精細化が進み、使用されるヘッドの吐出口(ノズ
ル)も、従来は、Φ33μm〜Φ34μm(面積でいう
と900μm2程度)からΦ50μm〜Φ51μm(面
積でいうと2000μm2程度)のものが一般的であっ
たが、より微細な吐出口(例えば、Φ25μm以下、面
積でいうと500μm2未満)が要求されてきている。
In particular, in recent years, the high image quality and the high definition of ink jet recording have been advanced, and the ejection ports (nozzles) of the heads used are conventionally Φ33 μm to Φ34 μm (about 900 μm 2 in area) to Φ50 μm to Φ51 μm. (Area of about 2000 μm 2 ) was common, but finer ejection ports (for example, Φ25 μm or less, less than 500 μm 2 in terms of area) have been required.

【0061】その際、従来のように比較的その吐出口径
が大きなものは、多少の損傷,摩耗であっても、もとも
との吐出口が大きいため、その大きさに占める損傷,摩
耗の比率がほとんど無視できる程度のものであり、イン
ク滴吐出性能(噴射の安定性,インク質量均一性等)に
もほとんど影響を及ぼさず、問題とならない。しかしな
がら、より微細な吐出口(例えば、Φ25μm以下、面
積でいうと500μm 2未満)となった場合には、わず
かの損傷,摩耗であっても、微細な吐出口であるため、
その大きさに占める損傷,摩耗の比率が無視できず、イ
ンク滴吐出性能(噴射の安定性,インク質量均一性等)
に影響を及ぼすようになる。
At that time, as in the conventional case, the discharge port diameter is relatively large.
If the value is large, even if there is some damage or wear,
Due to the large discharge port of
The wear rate is almost negligible and
For droplet discharge performance (jet stability, ink mass uniformity, etc.)
Has almost no effect and is not a problem. But
And a finer discharge port (for example, Φ25 μm or less, surface
The product is 500 μm 2Less than)
Even if it is damaged or worn, since it is a fine discharge port,
The proportion of damage and wear in that size cannot be ignored, and
Ink droplet ejection performance (jetting stability, ink mass uniformity, etc.)
Will be affected.

【0062】ところで、このような吐出口部の損傷,摩
耗は、吐出口部を構成する材料の硬さを適切に選ぶこと
により、回避可能と考えられる。本発明は、この点に注
目し、各種材料の硬さと損傷,摩耗の関係を実験的に調
べたものである。具体的には、図3に示したようなヘッ
ドで、そのノズル板を材料を変えて形成し、一定時間イ
ンク噴射を行うことにより、吐出口部に損傷,摩耗が生
じるかどうか、また、インク滴吐出性能の劣化が生じる
かどうかを調べたものである。使用したヘッドは、図3
に示したような構成の熱エネルギーを使用するインクジ
ェット記録方式のヘッドであるが、図3に示したもの
は、説明を簡単にするため吐出口を4個しか示していな
い。実際に使用したのは吐出口の数が128個で、その
配列密度が400dpiのものである。
By the way, it is considered that such damage and wear of the discharge port can be avoided by appropriately selecting the hardness of the material forming the discharge port. The present invention pays attention to this point and experimentally investigates the relationship between hardness and damage and wear of various materials. Specifically, by using a head as shown in FIG. 3 and forming the nozzle plate by changing the material and ejecting ink for a certain period of time, it is determined whether or not the ejection port is damaged or worn. This is an examination of whether or not the drop ejection performance is deteriorated. The head used is shown in Figure 3.
The inkjet recording type head using the thermal energy having the structure as shown in FIG. 3, the one shown in FIG. 3 shows only four ejection ports for simplification of description. The number of ejection ports actually used was 128, and the arrangement density thereof was 400 dpi.

【0063】また、発熱体の大きさは、22μm×90
μmで、その抵抗値は110Ωであり、インク噴射の駆
動電圧は24V、駆動パルス幅は6.5μs、駆動周波
数は12kHzとした。なお、その吐出口部分(ノズル
部分)は、各種樹脂材料や金属材料で形成したノズル板
を変えたヘッドを準備して実験した。また、吐出口径
は、Φ25μm(H1)、Φ20μm(H2)のものを
用意した。
The size of the heating element is 22 μm × 90.
The resistance was 110 Ω, the drive voltage for ink ejection was 24 V, the drive pulse width was 6.5 μs, and the drive frequency was 12 kHz. For the ejection port portion (nozzle portion), an experiment was conducted by preparing a head in which a nozzle plate made of various resin materials or metal materials was changed. Further, the discharge port diameters were prepared to be Φ25 μm (H1) and Φ20 μm (H2).

【0064】比較参考例として、吐出口径がΦ50μm
のもの(参考ヘッド)も用意した。この場合は、吐出口
の数が48個で、その配列密度が180dpiのもので
ある。そして、この発熱体の大きさは40μm×180
μmで、その抵抗値は120Ωであり、インク噴射の駆
動電圧は30V、駆動パルス幅は7μs、駆動周波数は
1.8kHzとした。ノズル板の厚さは、すべて40μ
mとした。なお、各種材料の硬さはロックウェル硬さで
評価したが、実際の硬さ測定は、ノズル板で行っている
わけではなく、ノズル板を形成している材料と同じ材料
で試験片を作って測定したものである。
As a comparative reference example, the discharge port diameter is Φ50 μm.
I also prepared the one (reference head). In this case, the number of discharge ports is 48 and the array density is 180 dpi. The size of this heating element is 40 μm × 180
The resistance was 120Ω, the driving voltage for ink ejection was 30 V, the driving pulse width was 7 μs, and the driving frequency was 1.8 kHz. Nozzle plate thickness is 40μ
m. The hardness of various materials was evaluated by Rockwell hardness, but the actual hardness is not measured with the nozzle plate, but a test piece is made with the same material as the material forming the nozzle plate. It was measured by

【0065】ノズル板を形成した材料を硬さとともに表
1に示す。硬さは主にロックウェルMスケールで示した
が、一部金属材料はBスケールで示した(Bスケールは
Mスケール表示するものより硬いものに適用)。
The materials used to form the nozzle plate are shown in Table 1 together with the hardness. Hardness was mainly shown on the Rockwell M scale, but some metal materials were shown on the B scale (B scale is applied to those harder than those indicated on the M scale).

【0066】[0066]

【表1】 [Table 1]

【0067】使用したインクは、以下のような組成およ
び製法によるものであるが、顔料粒径が0.02〜1μ
mまで変えたものを準備し、吐出口径の異なるヘッドお
よび吐出口部の材料の異なるヘッドと組み合わせてテス
トした。
The ink used had the following composition and production method, but had a pigment particle size of 0.02 to 1 μm.
What changed to m was prepared, and it tested by combining with the head from which the ejection port diameter differs, and the head from which the ejection port part material differs.

【0068】インクの製法を以下に記す。スチレン/ア
クリル酸/ブチルアクリレートからなる、酸価265、
重量平均分子量8,000、ガラス転移温度67℃の共
重合体Pをエタノールアミンを用いて溶解した水溶液を
用い、ピグメントレッド122分散体D1〜D10を作
成した。 ・共重合体P水溶液(固形分15重量%) 40部 ・ピグメントレッド122(ファーストゲンスーハーマジェンタRT, 大日本インキ製) 24部 ・ジエチレングリコール 20部 ・イソプロピルアルコール 10部 ・水 130部
The method for producing the ink is described below. Acid value 265 consisting of styrene / acrylic acid / butyl acrylate,
Pigment Red 122 Dispersions D1 to D10 were prepared using an aqueous solution in which the copolymer P having a weight average molecular weight of 8,000 and a glass transition temperature of 67 ° C. was dissolved using ethanolamine. -Aqueous solution of copolymer P (solid content 15% by weight) 40 parts-Pigment Red 122 (Fast Gensueher Magenta RT, manufactured by Dainippon Ink) 24 parts-Diethylene glycol 20 parts-Isopropyl alcohol 10 parts-Water 130 parts

【0069】これらの材料をバッチ式縦型サンドミル
(アイメックス製)に仕込み、1mm径のガラスビーズ
をメディアとして充填し、水冷しつつ3時間分散処理を
行った。分散後の液の粘度は18cp、pH=9.5の
粗分散体を得た。この分散液を遠心分離機にかけ粗大粒
子を除去し、また遠心分離の条件を種々変えることによ
って顔料の平均粒径を0.02〜1μmまで変えた分散
体D1〜D7を得た。この微分散液を、水,ジエチレン
グリコールおよびエチレングリコールモノブチルエーテ
ル(60:30:10重量比)にて希釈し、粘度3.3
cps、表面張力35dyne/cm、pH9.3のマ
ゼンタ色塩基性インクジェット用インクM1〜M7を得
た。最終調製物の固形分は約7.5重量%であった。な
お、これらのインク中の最終的な顔料含有率は5重量%
である。なお、平均粒径は、動的光散乱法による粒度分
布測定装置ELS−800(大塚電子製)にて測定を行
い、平均量は自己相関関数の初期勾配から得られる値で
示した。
These materials were placed in a batch type vertical sand mill (made by AIMEX), filled with 1 mm diameter glass beads as a medium, and dispersed for 3 hours while cooling with water. A crude dispersion having a viscosity of 18 cp after dispersion and a pH of 9.5 was obtained. The dispersion was centrifuged to remove coarse particles, and various conditions of centrifugation were changed to obtain dispersions D1 to D7 in which the average particle diameter of the pigment was changed to 0.02 to 1 μm. This fine dispersion was diluted with water, diethylene glycol and ethylene glycol monobutyl ether (60:30:10 weight ratio) to give a viscosity of 3.3.
Magenta basic inkjet inks M1 to M7 having a cps, a surface tension of 35 dyne / cm and a pH of 9.3 were obtained. The solid content of the final preparation was about 7.5% by weight. The final pigment content in these inks is 5% by weight.
Is. The average particle size was measured by a particle size distribution measuring device ELS-800 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) by the dynamic light scattering method, and the average amount was shown by a value obtained from the initial slope of the autocorrelation function.

【0070】これらのインクM1〜M7と上記の吐出口
径の異なるヘッドおよび吐出口部の材料の異なるヘッド
と組み合わせて、1つの吐出口あたり、5×108滴と
なるようにし、128ノズル全てインク滴吐出させた。
そして、吐出開始直後と終了後で、吐出口部に損傷,摩
耗が生じ、その結果、インク滴吐出性能の劣化が生じて
いるかどうかを調べた結果を、表2,表3,表4に記
す。なお、表中、○は吐出部口の損傷や摩耗は見られ
ず、インク滴吐出性能の劣化も生じなかったもの、△は
吐出口部の損傷や摩耗は見られるが、インク滴吐出性能
の劣化が生じなかったもの、×は吐出口部の損傷や摩耗
は見られ、インク滴吐出性能の劣化が生じたものであ
る。
By combining these inks M1 to M7 with the above-mentioned heads having different ejection port diameters and heads having different ejection port materials, each ejection port has 5 × 10 8 drops, and all 128 nozzles are ink. Droplets were discharged.
Then, Table 2, Table 3, and Table 4 show the results of examining whether or not the ejection port portion is damaged or worn immediately after and after the ejection is started, and as a result, the ink droplet ejection performance is deteriorated. . In the table, ○ indicates that the ejection opening was not damaged or worn, and the ink droplet ejection performance was not deteriorated. △ indicates that the ejection opening was damaged or worn, but the ink ejection performance was Deterioration did not occur, and x indicates that the ejection opening portion was damaged or worn, and the ink droplet ejection performance deteriorated.

【0071】[0071]

【表2】 [Table 2]

【0072】[0072]

【表3】 [Table 3]

【0073】[0073]

【表4】 [Table 4]

【0074】以上の結果より、比較参考例のように大き
な吐出口のヘッドでは、吐出口部に多少の損傷や摩耗が
生じても、吐出性能の劣化にまでは至らないことが分か
る。一方、本発明が対象としている吐出口径がΦ25μ
m以下であるように非常に微細な場合には、吐出口部に
損傷や摩耗が生じるとインク滴吐出性能が劣化するた
め、安定したインク滴吐出を行うためには、吐出口部に
損傷や摩耗が生じないような条件を選ばなければならな
いことがわかる。なお、吐出口の形状が丸ではなく矩
形、台形等の場合であっても、本発明は好適に適用され
る。その場合はΦ25μm以下は面積相当で約500μ
2未満であり、本発明は丸以外の形状であってもその
面積が約500μm2未満であるような吐出口のものに
適用される。
From the above results, it can be seen that in the head having a large ejection port as in the comparative reference example, even if the ejection port portion is slightly damaged or worn, the ejection performance is not deteriorated. On the other hand, the discharge port diameter targeted by the present invention is Φ25μ.
If it is very fine as m or less, the damage or wear of the ejection port portion deteriorates the ink droplet ejection performance. Therefore, in order to perform stable ink droplet ejection, the ejection port portion may be damaged or worn. It can be seen that the conditions under which wear does not occur must be selected. The present invention is preferably applied even when the shape of the ejection port is not a circle but a rectangle or a trapezoid. In that case, Φ25 μm or less is equivalent to the area of about 500 μm.
It is less than m 2 , and the present invention is applied to a discharge port having an area of less than about 500 μm 2 even if it has a shape other than a circle.

【0075】具体的には、表2,表3よりわかるよう
に、吐出口部を形成する樹脂材料を、ロックウェルMス
ケールで65〜120の材料(S3〜S11)を使用す
ればよい。また、顔料粒径が0.02μm〜0.2μmの
範囲のインクを使用すればよい。なお、サンプルS1,
S2のようにロックウェルMスケールで65未満であっ
ても、顔料粒径を0.02μmのインクを使用すればイ
ンク滴吐出性能劣化は生じないが、使用できるインクが
非常に限定されるため、あまり実用的とはいえない。
Specifically, as can be seen from Tables 2 and 3, the resin material for forming the discharge port may be the material of 65 to 120 (S3 to S11) on the Rockwell M scale. In addition, an ink having a pigment particle size of 0.02 μm to 0.2 μm may be used. In addition, sample S1,
Even if it is less than 65 on the Rockwell M scale as in S2, the ink droplet ejection performance will not deteriorate if an ink having a pigment particle size of 0.02 μm is used, but the usable ink is very limited, Not very practical.

【0076】更に、吐出口部を形成する材料を金属とし
た場合には、サンプルS12のように、樹脂と同程度の
硬さのものは、インク滴吐出性能劣化が生じない範囲で
使用できるインク(顔料粒径)の範囲も、樹脂の場合と
同程度であるが、樹脂よりもはるかに硬い、ロックウェ
ルBスケール表示したサンプルS13,S14などは、
インク滴吐出性能劣化が生じない範囲内で使用できるイ
ンク(顔料粒径)の範囲も広いことが分かる。つまり、
顔料粒径が0.02μm〜0.6μmの範囲のインクを使
用することができる。
Further, in the case where the material forming the ejection port portion is a metal, if the material having the same hardness as the resin, such as the sample S12, can be used in the range in which the ink droplet ejection performance does not deteriorate. The range of (pigment particle size) is about the same as that of the resin, but it is much harder than the resin.
It can be seen that the range of inks (pigment particle size) that can be used is wide as long as ink droplet ejection performance does not deteriorate. That is,
It is possible to use an ink having a pigment particle size of 0.02 μm to 0.6 μm.

【0077】次に、本発明の他の特徴について説明す
る。前述のように、本発明は、顔料インクを使用するも
のであるが、前述の結果より吐出口部の硬さを適切に選
べば、顔料による吐出口部の損傷,摩耗を回避できるこ
とが分かった。しかし、顔料が砥粒のような作用をする
ことを考慮すると、吐出口部の硬さを適切に選べば、そ
のインク滴吐出の回数が無限大になっても全く損傷,摩
耗が生じないとは考えにくい。そこで、ここでは、この
ような顔料インクを吐出する場合、どのくらいの回数ま
でインク滴吐出性能劣化が生じないで吐出が可能である
かを調べた。
Next, another feature of the present invention will be described. As described above, the present invention uses the pigment ink, but from the above results, it was found that the pigment can be prevented from being damaged or worn by appropriately selecting the hardness of the ejection port. . However, considering that the pigment acts like an abrasive grain, if the hardness of the ejection port is properly selected, no damage or wear will occur even if the number of ink droplet ejections becomes infinite. Is hard to think of. Therefore, here, when such a pigment ink is ejected, how many times the ejection is possible without deterioration of the ink droplet ejection performance was investigated.

【0078】実験に使用したのは、前述と同様のインク
およびヘッドから適宜選択したものであり、ヘッドを連
続駆動するとともに定期的にインク滴吐出性能をチェッ
クし、劣化が生じ始めたときのインク滴吐出回数(吐出
液滴数)を調べた。なお、この回数は、1つの吐出口あ
たりに吐出されるインク滴の吐出液滴数である。また、
駆動の条件などは前述の実験と同じである。結果を表5
〜表10に示す。表中、○は吐出口部の損傷や摩耗は見
られず、インク滴吐出性能の劣化も生じなかったもの、
△は吐出口部の損傷や摩耗は見られるが、インク滴吐出
性能の劣化が生じなかったもの、×は吐出口部の損傷や
摩耗は見られ、インク滴吐出性能の劣化が生じたもので
ある。
The ink used in the experiment was appropriately selected from the same inks and heads as those described above, and the ink was ejected when deterioration started to occur by continuously driving the head and periodically checking the ink droplet ejection performance. The number of droplets discharged (the number of discharged droplets) was examined. It should be noted that this number of times is the number of ejected droplets of ink droplets ejected per one ejection port. Also,
Driving conditions and the like are the same as in the above-mentioned experiment. The results are shown in Table 5.
~ Shown in Table 10. In the table, ○ indicates that the ejection opening was not damaged or worn, and the ink droplet ejection performance did not deteriorate.
△ indicates that the ejection opening was damaged or worn, but the ink droplet ejection performance was not deteriorated, and × is that the ejection opening was damaged or worn, and the ink droplet ejection performance was deteriorated. is there.

【0079】[0079]

【表5】 [Table 5]

【0080】[0080]

【表6】 [Table 6]

【0081】[0081]

【表7】 [Table 7]

【0082】[0082]

【表8】 [Table 8]

【0083】[0083]

【表9】 [Table 9]

【0084】[0084]

【表10】 [Table 10]

【0085】以上の結果より、吐出口部の材料を樹脂に
した場合は、吐出口から吐出する総液滴数は、1つの吐
出口あたり5×108以下にする必要があることがわか
る。また、吐出口部の材料を樹脂よりも硬い金属にした
場合は、吐出口から吐出する総液滴数は、樹脂の場合に
比べ大幅に増え、1つの吐出口あたり5×109まで、
インク滴吐出性能劣化が生じないことが分かる。
From the above results, it is understood that when the material of the ejection port is resin, the total number of droplets ejected from the ejection port needs to be 5 × 10 8 or less per ejection port. Further, when the material of the ejection port is made of a metal harder than the resin, the total number of droplets ejected from the ejection port is significantly increased as compared with the case of the resin, and up to 5 × 10 9 per ejection port,
It can be seen that the ink droplet ejection performance does not deteriorate.

【0086】図4は、本発明が適用される液体噴射記録
装置の一例を示す概略斜視図であり、プリンタ本体30
と、このプリンタ本体30に取り付けられたキャリッジ
31と、このキャリッジ31に着脱交換自在に搭載され
る記録ヘッドユニット40を示している。ここでは、プ
リンタ本体30から記録ヘッドユニット40を交換して
いるところを示している。
FIG. 4 is a schematic perspective view showing an example of a liquid jet recording apparatus to which the present invention is applied.
2 shows a carriage 31 attached to the printer body 30 and a recording head unit 40 detachably mounted on the carriage 31. Here, the recording head unit 40 is being replaced from the printer body 30.

【0087】図4に示した記録ヘッドユニット40は、
図5にその構成を示すが、記録ヘッド部50をインク容
器部60に固定してユニット化したものであり、この記
録ヘッド部50は、インク容器部60の上部に固定され
たフレキシブルプリント配線板(FPCB)51とヘッ
ドチップ52とによって形成されている。このヘッドチ
ップ52は、図6(斜視図)および図7(分解斜視図)
に示すように、発熱体基板53とオリフィスプレート5
4とからなり、発熱体基板53上には、発熱体55と、
共通電極56と、制御電極57とが形成されている。
The recording head unit 40 shown in FIG.
The configuration is shown in FIG. 5. The recording head unit 50 is fixed to the ink container unit 60 to form a unit, and the recording head unit 50 is a flexible printed wiring board fixed to the upper part of the ink container unit 60. It is formed by the (FPCB) 51 and the head chip 52. This head chip 52 is shown in FIG. 6 (perspective view) and FIG. 7 (exploded perspective view).
As shown in FIG.
4 on the heating element substrate 53, and a heating element 55,
A common electrode 56 and a control electrode 57 are formed.

【0088】図8は、図5に示した記録ヘッドユニット
の分解図であり、インク容器部60には記録ヘッド部5
0に供給するインクが充填されるとともに、このインク
を含浸するスポンジ状の吸収体61が収納されている。
また、オリフィスプレート54は、例えば、樹脂で形成
されるものであれば、前述のような特定の範囲内の硬さ
を有する材料が選ばれ、樹脂フィルムにエキシマレーザ
加工等によって形成される。また、金属で形成される場
合も同様に、ある範囲内の硬さを有する材料が選ばれ、
例えば、ニッケルのエレクトロフォーミング加工や、ス
テンレス基板にエッチングあるいは打ち抜き加工等によ
って形成される。
FIG. 8 is an exploded view of the recording head unit shown in FIG.
0 is filled with ink to be supplied, and a sponge-like absorber 61 impregnated with the ink is stored.
If the orifice plate 54 is made of resin, for example, a material having a hardness within the specific range described above is selected, and the orifice plate 54 is formed on the resin film by excimer laser processing or the like. Similarly, when formed of a metal, a material having a hardness within a certain range is selected,
For example, it is formed by electroforming of nickel, etching or punching on a stainless substrate.

【0089】このオリフィスプレート54を発熱体基板
53に貼り付けた際に発熱体55に対向する位置にイン
ク吐出口となるノズル58が形成されている。このノズ
ル58は、オリフィスプレート54に所定間隔をもって
2列に配列されている。インク容器部60に固定された
フレキシブルプリント配線板51とヘッドチップ52と
はワイヤーボンディングによって電気的接続がなされて
いる。なお、フレキシブルプリント配線板51には、こ
の記録ヘッドユニット40をプリンタ本体30に搭載し
た際に、プリンタ本体30側からの画像記録情報を入力
するための電気接点が形成されている。
When the orifice plate 54 is attached to the heating element substrate 53, nozzles 58 which serve as ink ejection ports are formed at positions facing the heating element 55. The nozzles 58 are arranged in two rows on the orifice plate 54 with a predetermined interval. The flexible printed wiring board 51 fixed to the ink container portion 60 and the head chip 52 are electrically connected by wire bonding. The flexible printed wiring board 51 is provided with electrical contacts for inputting image recording information from the printer body 30 side when the recording head unit 40 is mounted on the printer body 30.

【0090】前述のように、本発明では、インク滴吐出
性能劣化が生じないようにするためには、吐出口から吐
出する総液滴数をある値以下にすれば良いことが分かっ
ている。つまり、その記録ヘッドが使用する総インク量
をある値以下にしておけば良いのである。
As described above, according to the present invention, it is known that the total number of droplets discharged from the discharge port may be set to a certain value or less in order to prevent deterioration of ink droplet discharge performance. That is, the total amount of ink used by the recording head should be set to a certain value or less.

【0091】具体的には、例えば、図5に示したような
記録ヘッド部40をインク容器部60に固定してユニッ
ト化したものであれば、インク容器部60の容量を、1
滴の質量×吐出滴数(例えば、5×108)×総吐出口
数(例えば、128ノズル)以下になるようにすればよ
い。しかしながら、全ての吐出口から同じ数のインク滴
吐出を行うわけではないので、実際には安全を見込ん
で、上記式より算出される値より、2〜3割程度少ない
値以下とするのがよい。
Specifically, for example, if the recording head section 40 as shown in FIG. 5 is fixed to the ink container section 60 and unitized, the capacity of the ink container section 60 is set to 1
The mass of the droplets × the number of ejected droplets (for example, 5 × 10 8 ) × the total number of ejection openings (for example, 128 nozzles) may be set. However, since the same number of ink droplets are not ejected from all the ejection ports, it is preferable to set the value to be 20% to 30% less than the value calculated by the above formula in consideration of safety in practice. .

【0092】より具体的には、ノズル数が100〜50
0個程度の場合、そのインク容器の容量は最大でも50
00cc以下にすることが、キャリッジの負荷も考慮し
た実用的な値である。つまり、総インク量をこのような
容量以下としておき、インクを使い切ったら、図4に示
すように、記録ヘッドユニット40を交換してしまえ
ば、インク滴吐出性能劣化が生じることなく、常に安定
して高画質記録が得られるのである。
More specifically, the number of nozzles is 100 to 50.
If the number is 0, the maximum capacity of the ink container is 50.
Setting it to 00 cc or less is a practical value in consideration of the load on the carriage. That is, if the total amount of ink is set to such a capacity or less and the ink is used up, the recording head unit 40 is replaced as shown in FIG. Thus, high quality recording can be obtained.

【0093】図9は、図5に示したような記録ヘッド部
50に対して着脱交換可能な基体70に固定し、このユ
ニット化した記録ヘッド部50をインク容器部60に対
して着脱交換可能としたものである。図10は、その断
面図、図11は、その分解斜視図である。インク容器部
60は記録ヘッド部50に対して着脱自在に連結される
ものであり、この連結のためのガイド凸部62が前記イ
ンク容器部60の上面部に形成され、前記基体70には
ガイド凸部62をスライド自在に係合保持するガイド凹
部71が形成されている。そして、これらのガイド凸部
62とガイド凹部71とを係合させてインク容器60を
奥まで押し込むことにより、図9及び図10に示したよ
うに、記録ヘッド部50とインク容器部60との連結が
完了する。
In FIG. 9, the recording head unit 50 as shown in FIG. 5 is fixed to a base 70 which is removable and replaceable, and the unitized recording head unit 50 is removable and replaceable with respect to the ink container unit 60. It is what 10 is a sectional view thereof, and FIG. 11 is an exploded perspective view thereof. The ink container part 60 is detachably connected to the recording head part 50. A guide convex portion 62 for this connection is formed on the upper surface of the ink container part 60, and a guide is provided on the base body 70. A guide concave portion 71 that slidably engages and holds the convex portion 62 is formed. Then, the guide convex portion 62 and the guide concave portion 71 are engaged with each other and the ink container 60 is pushed all the way in, whereby the recording head portion 50 and the ink container portion 60 are separated from each other as shown in FIGS. 9 and 10. The connection is complete.

【0094】インク容器部60には貯留したインクを液
室72へ供給するための穴部63が形成されており、こ
の穴部63にはリング状の弾性部材64が嵌め込まれて
いる。一方、基体70には、インク容器部60を記録ヘ
ッド部50に連結した際に弾性部材64の穴64aから
インク容器部60内へ挿入されるパイプ状部材73が形
成されており、パイプ状部材73の内部に形成されたイ
ンク導入路74が液室に連通されている。ここで、弾性
部材64はインク容器部60を記録ヘッド部50へ連結
した際にこれらの記録ヘッド部50とインク容器部60
との間に介装されるものであり、その介装に伴う10〜
20%のつぶし代を見込んで設計されている。
A hole portion 63 for supplying the stored ink to the liquid chamber 72 is formed in the ink container portion 60, and a ring-shaped elastic member 64 is fitted in the hole portion 63. On the other hand, a pipe-shaped member 73 that is inserted into the ink container portion 60 from the hole 64a of the elastic member 64 when the ink container portion 60 is connected to the recording head portion 50 is formed on the base body 70. An ink introduction path 74 formed inside 73 is communicated with the liquid chamber. Here, the elastic member 64 is used when the ink container portion 60 is connected to the recording head portion 50 and the recording head portion 50 and the ink container portion 60.
And 10 with the intervention.
It is designed with a 20% crushing allowance.

【0095】また、インク容器部60内へ挿入されるパ
イプ状部材73の先端部には、ステンレスメッシュのフ
ィルタ75が取り付けられている。なお、記録ヘッド部
50への連結を行う以前のインク容器部60には穴64
aを閉止するための栓(図示せず)が取り付けられてお
り、この栓はインク容器部60を記録ヘッド部50へ連
結する直前に取り外される。
Further, a stainless mesh filter 75 is attached to the tip of the pipe-shaped member 73 inserted into the ink container portion 60. A hole 64 is formed in the ink container portion 60 before the connection to the recording head portion 50.
A stopper (not shown) for closing a is attached, and the stopper is removed immediately before connecting the ink container portion 60 to the recording head portion 50.

【0096】さらに、前記インク容器部60には内部を
大気中に連通させることにより、インクの減少に伴う内
部の圧力低下を防止するための微小開口65が形成され
ている。このように、インク容器部60を記録ヘッド部
50と着脱交換自由にすることにより、インクがなくな
った場合に、インク容器部60だけを交換すればよく、
ランニングコストの低減を図ることができる。その場
合、記録ヘッド部50はそのままにし、インク容器部6
0を複数回交換するわけであるが、この複数回の回数
は、インク容器部60のインク容量×複数回の総インク
量がその記録ヘッドが使用する総インク量(吐出口部の
損傷や摩耗が生じない範囲内で使用する量)以下となる
ように決められる。
Further, the ink container portion 60 is formed with a minute opening 65 for preventing the pressure drop inside the ink container portion 60 due to the decrease of the ink by communicating the inside with the atmosphere. In this way, the ink container unit 60 is freely attached to and detached from the recording head unit 50, so that only the ink container unit 60 needs to be replaced when ink runs out.
The running cost can be reduced. In that case, the recording head unit 50 is left as it is, and the ink container unit 6 is
0 is replaced a plurality of times, and the number of times of this replacement is equal to the ink capacity of the ink container unit 60 multiplied by the total ink amount of the plurality of times (total amount of ink used by the recording head (damage or abrasion of the ejection port). The amount used within the range that does not occur) or less.

【0097】こうすることにより、インク滴吐出性能劣
化が生じることなく、常に安定して高画質記録が得られ
る。なお、この回数を越えるときには、当然ではあるが
記録ヘッド部40も交換される。
By doing so, high quality recording can always be obtained without deterioration of ink droplet ejection performance. Incidentally, when the number of times exceeds this number, the recording head section 40 is also replaced as a matter of course.

【0098】以上の説明より、本発明では、硬さが弱い
樹脂材料で吐出口部を形成した場合には、図4に示した
ように、一定量インクを吐出したら記録ヘッドユニット
を交換するが、一方で、樹脂より硬い金属等で吐出口部
を形成した場合には、吐出口部の損傷,摩耗が生じるま
でにはかなりのインク吐出が可能である。
According to the above description, in the present invention, when the ejection port is formed of a resin material having low hardness, the recording head unit is replaced after ejecting a certain amount of ink as shown in FIG. On the other hand, when the ejection port is made of a metal harder than resin, it is possible to eject a considerable amount of ink before the ejection port is damaged or worn.

【0099】前述の実験結果より、吐出口部の材料を樹
脂よりも硬い金属にした場合は、吐出口から吐出する総
液滴数は、樹脂の場合に比べ大幅に増え、1つの吐出口
あたり5×109まで、インク滴吐出性能劣化が生じな
いことが分かっている。実際に、この滴数までインク滴
吐出を行うことは、プリンタ本体が寿命となるのとほぼ
同等であり、このような場合には、記録ヘッド部をプリ
ンタのキャリッジ部に固着し、記録ヘッド部は交換せ
ず、インク容器部だけ交換すればよく、それによりラン
ニングコストの低減を実現できる。
From the above experimental results, when the material of the ejection port is made of a metal harder than the resin, the total number of droplets ejected from the ejection port is greatly increased as compared with the case of the resin, and one ejection port It is known that the ink droplet ejection performance does not deteriorate up to 5 × 10 9 . Actually, ejecting ink droplets up to this number of drops is almost equivalent to the end of life of the printer body. In such a case, the recording head unit is fixed to the printer carriage unit, Need not be replaced, but only the ink container part needs to be replaced, whereby the running cost can be reduced.

【0100】なお、以上の説明は全てバブルインクジェ
ットの例で説明したが、本発明はこれに限定されること
なく、微細な吐出口を有し、顔料インクを使用する全て
のインクジェットに適用されるものである。また、記録
ヘッド例も単色のインクの例をあげて説明しているが、
カラーインクジェットにも適用できるのはいうまでもな
い。
Although the above description has been made with reference to the example of the bubble ink jet, the present invention is not limited to this and is applied to all ink jets having a fine ejection port and using a pigment ink. It is a thing. In addition, although the recording head example is also described by using an example of a single color ink,
It goes without saying that it can also be applied to color inkjet.

【0101】[0101]

【発明の効果】本発明によると、微粒子を分散させた微
細な開口から吐出させ、被付着体に付着させる微粒子含
有液体噴射装置において、吐出口部分を含む部材を金属
により形成した場合に、使用する金属材料の硬さを最適
化したので、吐出口部分の損傷、磨耗が皆無となり、液
滴噴射性能の劣化がなくなり、長期にわたり安定した噴
射が得られるようになった。
According to the present invention, a fine particle-containing liquid ejecting apparatus for ejecting fine particles in which fine particles are dispersed and adhering it to an adherend is used when the member including the ejection port portion is made of metal. By optimizing the hardness of the metal material to be used, there is no damage or wear on the discharge port, deterioration of droplet ejection performance is eliminated, and stable ejection can be obtained for a long period of time.

【0102】また、上述のような微粒子含有液体噴射装
置のような生産機械において使用する噴射ヘッドを、噴
射ヘッドは交換部品とすることにより装置本体は半永久
的に使用できるので、装置のトータルコストが低減でき
る。
Further, since the jet head used in the production machine such as the fine particle-containing liquid jet apparatus as described above can be used semipermanently by replacing the jet head with a replacement part, the total cost of the apparatus is reduced. It can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 バブルインクジェット型記録ヘッドの一例を
説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a bubble inkjet recording head.

【図2】 バブルインクジェット方式のインクジェット
のインク滴吐出の原理を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of ink droplet ejection of a bubble inkjet type inkjet.

【図3】 熱エネルギーを使用するインクジェット記録
方式のヘッドを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an inkjet recording type head that uses thermal energy.

【図4】 本発明が適用される液体噴射記録装置の一例
を示す概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an example of a liquid jet recording apparatus to which the present invention is applied.

【図5】 図4に示した記録ヘッドユニットの全体斜視
図である。
5 is an overall perspective view of the recording head unit shown in FIG.

【図6】 図5に示した記録ヘッドユニットのヘッドチ
ップの一例を示す斜視図である。
6 is a perspective view showing an example of a head chip of the recording head unit shown in FIG.

【図7】 図6に示したヘッドチップの分解斜視図であ
る。
7 is an exploded perspective view of the head chip shown in FIG.

【図8】 図5に示した記録ヘッドユニットの分解斜視
図である。
FIG. 8 is an exploded perspective view of the recording head unit shown in FIG.

【図9】 図5に示した記録ヘッドをインク容器に固定
化してユニット化した場合の一例を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing an example of a case where the recording head shown in FIG. 5 is fixed to an ink container to form a unit.

【図10】 図9に示した記録ヘッドユニットの断面図
である。
FIG. 10 is a sectional view of the recording head unit shown in FIG.

【図11】 図9に示した記録ヘッドユニットの分解斜
視図である。
FIG. 11 is an exploded perspective view of the recording head unit shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…蓋基板、2…発熱体基板、3…記録液体流入口、4
…吐出口、5…流路溝、6…共通液室、7…個別リード
電極、8…共通リード電極、9…発熱体、10…イン
ク、11…気泡、12…液滴、20…ノズルプレート、
21…ノズル、30…プリンタ本体、31…キャリッ
ジ、40…記録ヘッドユニット、50…記録ヘッド、5
1…フレキシブルプリント配線部、52…ヘッドチッ
プ、53…発熱体基板、54…オリフィスプレート、5
5…発熱体、56…共通電極、57…制御電極、60…
インク容器部、61…インク吸収体、62…ガイド凸
部、63…孔、64…弾性部材、64a…弾性部材64
の孔、65…微小開口、70…基板、71…ガイド凹
部、72…液室、73…パイプ状部材、74…インク導
入部、75…フィルタ。
1 ... Lid substrate, 2 ... Heating element substrate, 3 ... Recording liquid inlet, 4
... Ejection port, 5 ... Flow channel, 6 ... Common liquid chamber, 7 ... Individual lead electrode, 8 ... Common lead electrode, 9 ... Heating element, 10 ... Ink, 11 ... Bubble, 12 ... Droplet, 20 ... Nozzle plate ,
21 ... Nozzle, 30 ... Printer main body, 31 ... Carriage, 40 ... Recording head unit, 50 ... Recording head, 5
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Flexible printed wiring part, 52 ... Head chip, 53 ... Heating element substrate, 54 ... Orifice plate, 5
5 ... Heating element, 56 ... Common electrode, 57 ... Control electrode, 60 ...
Ink container part, 61 ... Ink absorber, 62 ... Guide convex part, 63 ... Hole, 64 ... Elastic member, 64a ... Elastic member 64
, 65 ... Micro openings, 70 ... Substrate, 71 ... Guide recess, 72 ... Liquid chamber, 73 ... Pipe member, 74 ... Ink introducing section, 75 ... Filter.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 微粒子を分散させた液体を微細な開口か
ら吐出させ、被付着体に付着させる微粒子含有液体噴射
装置において、その粒径が0.02μm〜0.6μmの微
粒子を使用する場合は、前記開口はそれを形成する部材
が樹脂材より硬い金属材料により形成されているととも
にその開口径がΦ25μm以下であり、少なくともその
硬さはロックウェルMスケールで140以上であること
を特徴とする微粒子含有液体噴射装置。
1. In a fine particle-containing liquid ejecting apparatus for ejecting a liquid in which fine particles are dispersed from a fine opening and adhering it to an adherend, when fine particles having a particle diameter of 0.02 μm to 0.6 μm are used, The opening is characterized in that the member forming the opening is made of a metal material harder than a resin material, the opening diameter is Φ25 μm or less, and at least the hardness is 140 or more on the Rockwell M scale. Liquid ejecting apparatus containing fine particles.
【請求項2】 請求項1に記載の微粒子含有液体噴射装
置に使用し、該装置から着脱自在とされる液滴を噴射す
ることを特徴とする噴射ヘッド。
2. An ejecting head, which is used in the liquid ejecting apparatus containing fine particles according to claim 1, and ejects liquid droplets detachable from the apparatus.
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