【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインク、特にインクを記録信号に応じてオリフィスから吐出させて記録媒体に記録を行う、インクジェット記録に好適に使用できるインク、それを用いたインクセット、インクカートリッジ、記録ユニット、画像記録装置及び画像記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からインクジェット記録に用いる為のインクについては、種々の組成のものが報告され、また提案されている。特に近年は、コピ−紙、レポ−ト用紙、ノ−ト、便せん等のオフィスで一般に使用されている普通紙等に良好な記録を行うために、インク組成及びインク物性等の多様な面から詳細な研究開発がなされている。
【０００３】
またインクジェット記録法においても、さまざまの方式が提案されており、帯電した液滴を連続的に発生させ、該液滴の一部を記録に使用する方式、圧電素子を有する記録ヘッドに信号を与え、該信号に応じて記録液を吐出させて記録を行う方式、あるいは記録ヘッドの室内の記録液に対して、例えば発熱ヒータを用いて記録信号に対応した熱エネルギ−を与え、該エネルギ−により記録液を吐出させて記録を行う方式などがある。例えば特開昭５４−５９９３６号公報に記載されているような熱エネルギ−によるインクの発泡現象を利用してインクを吐出させる方式のインクジェット記録方法はインクが吐出される開口部（以降「オリフィス」）の高集積化、高密度化が容易である点から、現在のインクジェット記録方法の主力のひとつとなっている方式である。ところでインクジェト記録に用いるインクが備えていることが好ましい特性としては例えば下記（１）〜（６）が挙げられる。
【０００４】
この方式に使用するインクの好ましい条件を下記に列挙してみると、
（１）周波数応答性が良好であり微細な吐出口から液滴が、常時安定して吐出され、目詰まりを生じない。特に、熱エネルギーに対する発泡の応答性が良好である。
【０００５】
（２）記録休止中、キャップをしない状態で放置されていても、記録再開直後から安定した吐出が得られる。すなわち、吐出口付近のインクが乾燥しにくく、目詰まりを生じない。
【０００６】
（３）特に普通紙や布に対して、不定形、又は不規則な滲みのない高品位な画像が得られる。
【０００７】
（４）普通紙や布に対して、定着性（印字乾燥性）が速く、印字物をこすっても汚れない。
【０００８】
（５）保存安定性が良好で、長時間にわたり、インク性能が保持される。特に、熱エネルギーを利用した方式による場合は、発熱ヘッド上での断線や異物の沈着が生じない。
【０００９】
（６）毒性、引火性等の安全性に優れる。
等が挙げられる。
【００１０】
これらの要求に対し従来のインクの処方としては、例えば、一般にインク中には乾燥防止、目詰まり防止等の目的でグリコール等の高沸点有機溶剤を含有しており、このようなインクでサイズ度の高い普通紙に記録を行った場合には、インクが紙内部へ浸透しにくく記録部の乾燥性が悪いため、記録物を手で触れるとインクが手についたり、文字がこすれて汚れたりする等の問題があった。
【００１１】
そこで、紙内部へのインクの浸透性を高めるために、特開昭５５−２９５４６号公報には、インク中に多量の界面活性剤を添加する方法が提案されている。この場合には、紙によっては滲みが非常に多く発生したり、インクジェット用ヘッドに充填した場合に、ヘッドの構造条件によっては、インクがオリフィス面より後退してしまい吐出が行われなかったり、逆にオリフィス面全体が濡れてしまいインクが吐出しない等のトラブルがみられた。
【００１２】
また、特開昭５６−５７８６２号公報には、インクのｐＨを強アルカリ性にする方法も提案されているが、この場合はインクを手で触れた場合に危険であり、また、ある種のサイズ剤を用いた紙、例えば、中性紙等に対しては滲み、乾燥性とも良好でない場合がある等の欠点がある。
【００１３】
上記の他にも、今までに種々の改良が試みられているものの、前記の滲みと乾燥性更には目詰まり性の問題をすべて充分に解決するインクは今までのところ知られていないのが現状であり、周波数に良好に応答する性能を更に有するようなインク設計は重要ではあるが、極めて困難な課題である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の目的は、周波数応答性、特に周波数による熱エネルギーに対する発泡の応答性が良好であり、コピー用紙、レポート用紙、ノート、便箋等のオフィスで一般に使用されている非塗工紙、いわゆる普通紙に記録した場合のインクの記録物への遅乾性を解決したインク及びインクジェット記録方法、かかるインクを用いた機器を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の別の目的はオフィスや家庭における使用においても安全性の高いインクを提供することにある。
【００１６】
更に、本発明の他の目的は、インクジェット記録ヘッドのノズルにおける目詰まりを起こしにくく、信頼性の優れたインク、かかるインクを用いた機器を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は以下の本発明によって達成される。
【００１８】
即ち、本発明は、記録剤及びこれを溶解又は分散する液媒体を含むインクにおいて、一般式［１］で示される化合物を含有することを特徴とするインクである。
【００１９】
また、本発明は、インク滴を記録信号に応じてオリフィスから塗出させて被記録材に記録を行うインクジェット記録方法において、上記インクを用いることを特徴とするインクジェット記録方法である。
【００２０】
本発明は、インクを収容したインク収容部、該インクをインク滴として吐出させるためのヘッド部を備えた記録ユニットにおいて、インクとして上記のインクを用いることを特徴とする記録ユニットである。
【００２１】
本発明は、インクを収容したインク収容部に備えたインクカートリッジにおいて、インクとして上記のインクを用いることを特徴とするインクカートリッジである。
【００２２】
本発明は、インクを収容したインク収容部と、該インクをインク滴として吐出させるためのヘッド部を有する記録ユニットを備えたインクジェット記録装置において、インクとして上記のインクを用いることを特徴とするインクジェット記録装置である。
【００２３】
本発明は、インク滴を吐出するための記録ヘッド、インクを収容したインク収容部を有するインクカートリッジ及び該インクカートリッジから記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給部を備えたインクジェット記録装置において、インクとして上記のインクを用いることを特徴とするインクジェット記録装置である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、ノズルよりインクを吐出させる記録、特に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記録において好適であり、且つ、紙や布上におけるインクの乾燥性、浸透性を改善し、更にインクジェット記録ヘッドのノズルにおける目詰まりを起こしにくい信頼性の優れたインク組成について鋭意検討の結果、液媒体として水と共に一般式［１］で示される化合物を含むインクが滲みと浸透性の点でバランスのとれたものであり、更に目詰まり防止性が特に良好であることを見いだし、本発明に至ったものである。
【００２５】
本発明者らの知見によれば、従来の目詰まり防止剤としては、ポリエチレングリコール類やグリセリン等が用いられており、特にグリセリンは比較的少量の添加で目詰まりを防止することができ、更に紙面上でのインクの滲みも起こしにくいことから、特に好ましい目詰まり防止剤である。ただ、紙中に存在するサイズ剤に対する濡れ性が悪いので紙によっては、紙面上でのインクの乾燥性、浸透性が劣るといった欠点があった。
【００２６】
これに対し、本発明で用いる一般式［１］で示される化合物は、グリセリンと同様の目詰まり防止効果をもち、しかもインクの浸透性のバランスが非常に良好である。その理由としては、該化合物は蒸気圧が低く、且つ、色素の溶解又は分散性に優れ、その結果目詰まり防止効果が得られるものと思われる。更に分子内にイオウ原子を有するために、紙や紙のサイズ剤に対する濡れ性がよく、この結果、紙面上又は布面上でのインクの浸透性が格段に向上したものと考えられる。
【００２７】
一方、周波数に対する応答性は一般式［１］で示される化合物のインク中の含有率が０．１乃至３０重量％で、且つ水も５０乃至９５重量％含有されたとき、特に良好となる。これは、上記割合で混合されたインクの物性やノズル内部の各部材に対する濡れ性がインクを吐出させる記録方法に最適であるためと考えられる。
【００２８】
次に本発明のインクの各成分について説明する。
【００２９】
本発明にて使用し、主として本発明を特徴づける一般式で示される化合物としては、例えば次式のものを挙げることができる。
【外２】
【００３０】
かかる一般式［１］で示される化合物のインク中への添加は単独及び混合系で用いられ、使用する色素や併用する他の液媒体成分等によっても異なるが、０．１〜３０重量％程度を、好適には０．５〜２５重量％、より好適には１〜２０重量％を占める割合である。
【００３１】
この含有量が、０．１重量％未満のときは、目詰まり防止効果が認められない。また、この含有量が３０重量％を超えると、浸透性の点で問題が生じる。
【００３２】
本発明のインクを構成する色素としては、直接染料、酸性染料、食用染料、塩基性染料、反応染料、分散染料、建築染料、可溶性建築染料、反応分散染料、油性染料、各種顔料が挙げられる。
【００３３】
これら色素の含有量は、液媒体成分の種類、インクに要求される特性等に依存して決定されるが、一般式［１］で示される化合物を使用するときは、一般的にはインク全量中の重量％で約０．２〜２５％、好ましくは０．５〜２０％、より好ましくは１〜１５％を占める割合である。
【００３４】
また、本発明のインク中に占める水の割合は５０〜９５重量％、好ましくは５５〜９５重量％、より好ましくは６０〜９５重量％を占める割合である。水の量が５０重量％未満の場合は、有機溶剤が多く、紙がカールしたりするため普通紙の印字品位は著しく劣化する。水の量が９５重量％を超えるときはノズルのオリフィスからの吐出安定性が著しく劣化する場合がある。
【００３５】
本発明のインクの必須成分は以上であるが、その他従来公知のインクに使用されている一般的な有機溶剤も併用でき、具体的には、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｎ−ペンタノール等の炭素数１〜５のアルキルアルコール類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のオキシエチレン又はオキシプロピレン付加重合体；エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ブチレングリコール、ペンタンジオール、へキシレングリコール等のアルキレン基が２〜６個の炭素原子を含むアルキレングリコール類；グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，２，６−ヘキサントリオール等のトリオール類；チオジグリコール；ビスヒドロキシエチルスルホン；エチレングリコールモノメチル（又はエチル、ブチル）エーテル、ジエチレングリコールモノメチル（又はエチル、ブチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（又はエチル、ブチル）エーテル等の低級アルキルグリコールエーテル類；トリエチレングリコールジメチル（又はエチル）エーテル、テトラエチレングリコールジメチル（又はエチル）エーテル等の低級ジアルキルグリコールエーテル類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類；スルホラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン及び１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。
【００３６】
上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般にはインクの全重量に対して重量％で１〜４９％、好ましくは２〜４０％の範囲である。
【００３７】
上記の如き媒体を併用する場合は、単独でも混合物でも使用できるが、最も好ましい媒体組成は少なくとも１種の水溶性高沸点有機溶剤、例えばジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、チオジグリコール等の多価アルコールを含有するものである。
【００３８】
その他各種の分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、蛍光増白剤等も必要に応じて添加することができる。
【００３９】
例えば、ポリビニルアルコール、セルロース類、水溶性樹脂等の粘度調整剤；カチオン、アニオン或はノニオン系の各種界面活性剤、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の表面張力調整剤；緩衝液によるｐＨ調整剤、防カビ剤等を挙げることができる。
【００４０】
更に、本発明のインクは普通紙に記録した場合のインクの滲み及び記録物の乾燥性、浸透性を解決し、インクジェット用ヘッドに対するマッチングの面から、インク物性として２５℃における表面張力が２０〜６０ｄｙｎ／ｃｍ、粘度が１５ｃＰ以下、好ましくは１０ｃＰ以下、より好ましくは５ｃＰ以下に調整されることが望ましい。
【００４１】
本発明のインクは、液滴を吐出させて記録を行うインクジェット記録方法にとりわけ好適に用いられるが、一般の筆記具用としても使用できることはいうまでもない。
【００４２】
本発明のインクを用いて記録を行うのに好適な方法及び装置としては、例えば記録ヘッドの室内のインクに記録信号に対応した熱エネルギーを与え、該熱エネルギーにより液滴を発生させる方法及び装置が挙げられる。
【００４３】
その装置の主要部であるヘッド構成例を図１、図２及び図３に示す。
【００４４】
ヘッド１３はインクを通す溝１４を有するガラス、セラミックス又はプラスチック板等と、感熱記録に用いられる発熱ヘッド１５（図ではヘッドが示されているが、これに限定されるものではない）とを接着して得られる。発熱ヘッド１５は酸化シリコン等で形成される保護膜１６、アルミニウム電極１７−１、１７−２、ニクロム等で形成される発熱抵抗体層１８、蓄熱層１９、アルミナ等の放熱性のよい基板２０よりなっている。
【００４５】
インク２１は吐出オリフィス（微細孔）２２まで来ており、圧力Ｐによりメニスカス２３を形成している。
【００４６】
ここで、電極１７−１、１７−２に電気信号が加わると、発熱ヘッド１５のｎで示される領域が急激に発熱し、ここに接しているインク２１に気泡が発生し、その圧力でメニスカス２３が突出し、インク２１が吐出し、オリフィス２２よりインク滴２４となり、被記録材２５に向かって飛翔する。
【００４７】
図３には図１に示すヘッドを多数並べたマルチヘッドの外観図を示す。該マルチヘッドはマルチ溝２６を有するガラス板２７と、図１に説明したものと同様な発熱ヘッド２８とを密着して製作されている。
【００４８】
尚、図１は、インク流路に沿ったヘッド１３の断面図であり、図２は図１のＡ−Ｂ線での切断面である。
【００４９】
図４に、かかるヘッドを組み込んだインクジェット記録装置の一例を示す。
【００５０】
図４において、６１はワイピング部材としてのブレードであり、その一端はブレード保持部材によって保持されて固定端となり、カンチレバーの形態をなす。ブレード６１は記録ヘッドによる記録領域に隣接した位置に配設され、又、本例の場合、記録ヘッドの移動経路中に突出した形態で保持される。６２はキャップであり、ブレード６１に隣接するホームポジションに配設され、記録ヘッドの移動方向と垂直な方向に移動して吐出口面と当接し、キャッピングを行う構成を備える。更に６３はブレード６１に隣接して設けられる吸収体であり、ブレード６１と同様、記録ヘッドの移動経路中に突出した形態で保持される。上記ブレード６１、キャップ６２、吸収体６３によって吐出回復部６４が構成され、ブレード６１及び吸収体６３によってインク吐出口面に水分、塵埃等の除去が行われる。６５は吐出エネルギー発生手段を有し、吐出口を配した吐出口面に対向する被記録材にインクを吐出して記録を行う記録ヘッド、６６は記録ヘッド６５を搭載して記録ヘッド６５の移動を行う為のキャリッジである。キャリッジ６６はガイド軸６７と慴動可能に係合し、キャリッジ６６の一部はモータ６８によって駆動されるベルト６９と接続（不図示）している。これによりキャリッジ６６はガイド軸６７に沿った移動が可能となり、記録ヘッド６５による記録領域及びその隣接した領域の移動が可能となる。
【００５１】
５１は被記録材を挿入する為の給紙部、５２は不図示のモータにより駆動される紙送りローラである。これらの構成によって記録ヘッドの吐出口面と対向する位置へ被記録材が給紙され、記録が進行するにつれて排紙ローラ５３を配した排紙部へ排紙される。
【００５２】
上記構成において記録ヘッド６５が記録終了等でホームポジションに戻る際、ヘッド回復部６４のキャップ６２は記録ヘッド６５の移動経路から退避しているが、ブレード６１は移動経路中に突出している。この結果、記録ヘッド６５の吐出口面がワイピングされる。尚、キャップ６２が記録ヘッド６５の吐出面に当接してキャッピングを行う場合、キャップ６２は記録ヘッドの移動経路中に突出する様に移動する。
【００５３】
記録ヘッド６５がホームポジションから記録開始位置へ移動する場合、キャップ６２及びブレード６１は上述したワイピング時の位置と同一の位置にある。この結果、この移動においても記録ヘッド６５の吐出口面はワイピングされる。
【００５４】
上述の記録ヘッドのホームポジションへの移動は、記録終了時や吐出回復時ばかりでなく、記録ヘッドが記録の為に記録領域を移動する間に所定の間隔で記録領域に隣接したホームポジションへ移動し、この移動に伴って上記ワイピングが行われる。
【００５５】
図５は、ヘッドにインク供給部材、例えばチューブを介して供給されるインクを収容したインクカートリッジの一例を示す図である。ここで４０は供給用インクを収容したインク収容部、例えば、インク袋であり、その先端にはゴム製の栓４２が設けられている。この栓４２に針（不図示）を挿入することにより、インク袋４０中のインクをヘッドに供給可能ならしめる。４４は廃インクを受容する吸収体である。インク収容部としては、インクとの接液面がポリオレフィン、特にポリエチレンで形成されているものが本発明にとって好ましい。本発明で使用されるインクジェット記録装置としては、上記の如きヘッドとインクカートリッジとが別体となったものに限らず、図６に示す如きそれらが一体になったものにも好適に用いられる。
【００５６】
図６において、７０は記録ユニットであって、この中にはインクを収容したインク収容部、例えば、インク吸収体が収納されており、かかるインク吸収体中のインクが複数のオリフィスを有するヘッド部７１からインク滴として吐出される構成になっている。インク吸収体の材料としては、ポリウレタンを用いることが本発明にとって好ましい。７２は記録ユニット内部を大気に連通させる為の大気連通口である。この記録ユニット７０は、図４で示す記録ヘッドに代えて用いられるものであって、キャリッジ６６に対し着脱自在になっている。
【００５７】
次に、本発明に好適に使用できる記録装置及び記録ヘッドの他の具体例を説明する。図７は、本発明に係る吐出時に気泡を大気と連通する吐出方式の液体吐出ヘッドとしての液体吐出ヘッド及びこのヘッドを用いる液体吐出装置としてのインクジェットプリンタの一例の要部を示す概略斜視図である。
【００５８】
図７においては、インクジェットプリンタは、ケーシング１００８内に長手方向に沿って設けられる記録媒体としての用紙１０２８を図中に示す矢印Ｐで示す方向に間欠的に搬送する搬送装置１０３０と、搬送装置１０３０による用紙１０２８の搬送方向Ｐに略直交する矢印Ｓ方向に、ガイド軸１０１４に沿って略平行に往復運動せしめられる記録部１０１０と、記録部１０１０を往復運動させる駆動手段としての移動駆動部１００６とを含んで構成されている。
【００５９】
上記搬送装置１０３０は、互いに略平行に対向配置されている一対のローラユニット１０２２ａ及び１０２２ｂと、一対のローラユニット１０２４ａ及び１０２４ｂと、これらの各ローラユニットを駆動させるための駆動部１０２０とを備えている。かかる構成により、搬送装置１０３０の駆動部１０２０が作動状態とされると、用紙１０２８が、それぞれのローラユニット１０２２ａ及び１０２２ｂと、ローラユニット１０２４ａ及び１０２４ｂにより狭持されて、図７に示す矢印Ｐ方向に間欠送りで搬送されることとなる。
【００６０】
移動駆動部１００６は、所定の間隔をもって対向配置される回転軸に配されるプーリ１０２６ａ、及び、プーリ１０２６ｂに巻きかけられるベルト１０１６、ローラユニット１０２２ａ、及び、ローラユニット１０２２ｂに略平行に配置され記録部１０１０のキャリッジ部材１０１０ａに連結されるベルト１０１６を順方向及び逆方向に駆動させるモータ１０１８とを含んで構成されている。
【００６１】
ヒータ１０１８が作動状態とされてベルト１０１６が図７の矢印Ｒ方向に回転したとき、記録部１０１０のキャリッジ部材１０１０ａは図７の矢印Ｓ方向に所定の移動量だけ移動される。又、モータ１０１８が作動状態とされてベルト１０１６が図中に示した矢印Ｒ方向とは逆方向に回転したとき、記録部１０１０のキャリッジ部材１０１０ａは図７の矢印Ｓ方向とは反対の方向に所定の移動量だけ移動されることとなる。更に、移動駆動部１００６の一端部には、キャリッジ部材１０１０ａのホームポジションとなる位置に、記録部１０１０の吐出回復処理を行うための回復ユニット１０２６が記録部１０１０のインク吐出口配列に対向して設けられている。
【００６２】
記録部１０１０は、インクジェットカートリッジ（以下、単にカートリッジと記述する場合がある）１０１２Ｙ、１０１２Ｍ、１０１２Ｃ及び１０１２Ｂが各色、例えばイエロー、マゼンタ、シアン及びブラック毎にそれぞれ、キャリッジ部材１０１０ａに対して着脱自在に備えられる。
【００６３】
図８は上述のインクジェット記録装置に搭載可能なインクジェットカートリッジの一例を示す。本例におけるカートリッジ１０１２は、シリアルタイプのものであり、インクジェット記録ヘッド１００と、インク等の液体を収容する液体タンク１００１とで主要部が構成されている。
【００６４】
インクジェット記録ヘッド１００は液体を吐出するための多数の吐出口８３２が形成されており、インク等の液体は、液体タンク１００１から図示しない液体供給通路を介して液体吐出ヘッド１００の共通液室（図９参照）へと導かれるようになっている。図８に示したカートリッジ１０１２は、インクジェット記録ヘッド１００と液体タンク１００１とを一体的に形成し、必要に応じて液体タンク１００１内に液体を補給できるようにしたものであるが、この液体吐出ヘッド１００に対し、液体タンク１００１を交換可能に連結した構造を採用するようにしてもよい。
【００６５】
このような構成のインクジェットプリンタに搭載され得る上述の液体吐出ヘッドの具体例を以下に更に詳しく説明する。
【００６６】
図９は、本発明で使用するインクジェット記録装置に好適な液体吐出ヘッドの要部を模式的に示す概略斜視図であり、尚、これらの図において電気熱変換素子を駆動するための電気的な配線等は省略している。
【００６７】
本例の液体吐出ヘッドにおいては、例えば図９に示されるような、ガラス、セラミックス、プラスチック或いは金属等からなる基板９３４が用いられる。このような基板の材質は、本発明の本質ではなく、流路構成部材の一部として機能し、インク吐出エネルギー発生素子、及び後述する液流路、吐出口を形成する材料層の支持体として、機能し得るものであれば特に限定されるものではない。そこで、本例では、Ｓｉ基板（ウエハ）を用いた場合で説明する。このような基板９３４上にインク吐出口を形成するが、その方法としては、レーザー光による形成方法の他、例えば後述するオリフィスプレート（吐出口プレート）９３５を感光性樹脂として、ＭＰＡ（ＭｉｒｒｏｒＰｒｏｊｅｃｔｉｏｎＡｌｉｎｅｒ）等の露光装置により吐出口を形成する方法も挙げられる。
【００６８】
図９において９３４は電気熱変換素子（以下、ヒータと記述する場合がある）９３１及び共通液室部としての長溝状の貫通口からなるインク供給口９３３を備える基板であり、インク供給口９３３の長手方向の両側には、熱エネルギー発生手段であるヒータ９３１がそれぞれ１列ずつ千鳥状に、電気熱変換素子の間隔が、例えば、３００ｄｐｉで配列されている。又、この基板９３４上には、インク流路を形成するためのインク流路壁９３６が設けられている。このインク流路壁９３６には、更に吐出口８３２を備える吐出口プレート９３５が設けられている。
【００６９】
ここで、図９においてはインク流路壁９３６と吐出口プレート９３５とは、別部材として示されているが、このインク流路壁９３６を例えばスピンコート等の手法によって基板９３４上に形成することによりインク流路壁９３６と吐出口プレート９３５とを同一部材として同時に形成することも可能である。ここでは、更に、吐出口面（上面）９３５ａ側は撥水処理が施されている。
【００７０】
例示した装置では、図７の矢印Ｓ方向に走査しながら記録を行うシリアルタイプのヘッドを用い、例えば、１，２００ｄｐｉで記録を行う。駆動周波数は１０ｋＨｚであり、一つの吐出口では最短時間間隔１００μｓ毎に吐出を行うことになる。
【００７１】
（実施例）
次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。尚、文中、「部」又は「％」とあるのは、特に断わりのない限り重量基準である。
【００７２】
実施例１〜５
下記の成分を混合して５時間攪拌後、ポアサイズが０．２２ミクロンのメンブランフィルター（商品名フロロポアフィルター、住友電工株式会社製）にて加圧濾過し、本発明のインクＡ〜Ｅを得た。
【００７３】
次に、得られたインクＡ〜Ｅを用いて、インクジェット記録装置として、発熱素子をインクの吐出エネルギー源として利用したオンデマンド型インクジェットプリンター（キヤノン製 ＢＪＳ６００）を使用し、市販のコピー用紙及びボンド紙に記録を行い、得られた記録物の定着性及び滲みの発生率、プリント一次停止後の再プリント時の目詰まり性、プリント長期停止後の再プリント時の目詰まり性、周波数応答性を評価した。結果を表１に示す。評価は２５℃、６０％ＲＨにて行った。
【００７４】
比較例１〜７
実施例１〜５と同様な方法にて、下記全成分を処理して比較例１〜５のインクＦ〜Ｋを得て、実施例と同様に各種評価を行った。結果を表１に示す。
【００７５】
【００７６】
【表１】
【００７７】
（１＊）定着性評価
市販のコピー用紙及びボンド紙に印字して１０秒後、３０秒後に印字部濾紙（商品名：Ｎｏ．５Ｃ、東洋濾紙株式会社製）にて擦った。
【００７８】
◎…１０秒でカスレなし
○…１０秒でカスレ小
△…３０秒でカスレ小
×…３０秒でカスレ大
（２＊）プリント一時停止後の再プリント時の目詰まり
プリント一時停止後の再プリント時の目詰まりについては、プリンタに所定のインクを充填して１０分間連続して英数文字を印字した後、再び英数文字を印字して文字のカスレ、欠け等の不良箇所の有無により判定した。
【００７９】
○…一文字目から不良箇所なし
△…一文字目の一部がカスレ又は欠ける
×…一文字目が全く印字できない
（３＊）プリント長期停止後の再プリント時の目詰まり回復性
プリンタに所定のインクを充填して１０分間連続して英数文字を印字した後プリントを停止し、キャップ等をしない状態で７日間放置した後、ノズル目詰まりの回復操作を行い、何回の操作回数で文字のカスレ、欠け等のない正常な印字が可能であるかを判定した（６０℃、１０±５％ＲＨにて放置）。
【００８０】
○…１〜５回の回復操作で正常な印字が可能
△…６〜１０回の回復操作で正常な印字が可能
×…１１回以上の回復操作で正常な印字が可能
（４＊）周波数応答性の評価
得られた印字物の印字状態すなわちカスレや白抜け状態及びスプラッシュやヨレ等の着弾点不良状態を肉眼で観察し、評価した。
【００８１】
◎…周波数に対するインクの追従性は良好であり、ベタ印字及びキャラクタ印字共にカスレや白抜け、着弾点不良が見られない。
【００８２】
○…周波数に対するインクの追従性はほぼ良好であり、キャラクタ印字ではカスレや白抜け、着弾点不良が見られないが、ベタ印字においてわずかにカスレがみられる。
【００８３】
△…キャラクタ印字でカスレ、白抜けはみられないが、１部着弾点不良がみられる。ベタ印字ではカスレ、白抜けがベタ全体の１／３程度みられる。
【００８４】
×…ベタ印字においては、カスレ、白抜けが多く、キャラクタ印字部においてもカスレや着弾点不良がたくさんみられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インク流路に沿ったヘッド１３の断面図。
【図２】図１のＡ−Ｂ線での切断面である液滴を発生させる装置の主要部であるヘッド構成例。
【図３】図１に示すヘッドを多数並べたマルチヘッドの外観図。
【図４】ヘッドを組み込んだインクジェット記録装置の一例。
【図５】ヘッドにインク供給部材、例えばチューブを介して供給されるインクを収容したインクカートリッジの一例。
【図６】ヘッドとインクカートリッジとが一体になったもの。
【図７】本発明に係る吐出時に気泡を大気と連通する吐出方式の液体吐出ヘッドとしての液体吐出ヘッド及びこのヘッドを用いる液体吐出装置としてのインクジェットプリンタの一例の要部を示す概略斜視図。
【図８】インクジェット記録装置に搭載可能なインクジェットカートリッジの一例。
【図９】本発明で使用するインクジェット記録装置に好適な液体吐出ヘッドの要部を模式的に示す概略斜視図。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink that can be suitably used for ink-jet recording, in which an ink, particularly an ink is ejected from an orifice according to a recording signal to perform recording on a recording medium, an ink set using the ink, an ink cartridge, a recording unit, and an image recording apparatus And an image recording method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, inks having various compositions have been reported and proposed for use in ink jet recording. In particular, in recent years, in order to perform good recording on plain paper generally used in offices such as copy paper, report paper, notes, and stationery, various aspects such as ink composition and ink physical properties are required. Detailed research and development has been done.
[0003]
Also, in the ink jet recording method, various methods have been proposed, in which a charged droplet is continuously generated, a part of the droplet is used for recording, and a signal is supplied to a recording head having a piezoelectric element. A method of performing recording by discharging a recording liquid in accordance with the signal, or applying heat energy corresponding to a recording signal to a recording liquid in a room of a recording head by using, for example, a heating heater. There is a method of performing recording by discharging a recording liquid. For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-59936, an ink jet recording method in which ink is ejected by utilizing the bubbling phenomenon of ink due to thermal energy is used for an opening (hereinafter referred to as an "orifice") through which ink is ejected. This method is one of the mainstays of the current ink jet recording method because it is easy to achieve high integration and high density. Incidentally, the following characteristics (1) to (6) can be given as preferable characteristics of the ink used for the ink jet recording.
[0004]
When the preferred conditions of the ink used in this method are listed below,
(1) The liquid droplets are constantly and stably discharged from fine discharge ports with good frequency response, and no clogging occurs. In particular, the responsiveness of foaming to heat energy is good.
[0005]
(2) During recording suspension, stable ejection can be obtained immediately after resuming recording even if the cap is left without capping. That is, the ink in the vicinity of the discharge port is not easily dried and does not cause clogging.
[0006]
(3) A high-quality image without irregular or irregular bleeding can be obtained, especially on plain paper or cloth.
[0007]
(4) Fast fixing property (print drying property) to plain paper or cloth, and does not stain even if the printed matter is rubbed.
[0008]
(5) The storage stability is good, and the ink performance is maintained for a long time. In particular, in the case of the method using thermal energy, there is no occurrence of disconnection or deposition of foreign matter on the heating head.
[0009]
(6) Excellent safety such as toxicity and flammability.
And the like.
[0010]
In response to these demands, conventional ink formulations include, for example, inks generally containing a high-boiling organic solvent such as glycol for the purpose of preventing drying and clogging. When printing on plain paper with a high density, the ink does not easily penetrate into the paper and the drying performance of the recording part is poor, so if you touch the recorded material with your hand, the ink may get on your hand or the characters may be rubbed and stained And so on.
[0011]
Therefore, in order to enhance the permeability of the ink into the paper, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-29546 proposes a method of adding a large amount of a surfactant to the ink. In this case, very much bleeding occurs depending on the paper, or when the ink is filled in the ink jet head, depending on the structure of the head, the ink recedes from the orifice surface, and the ink is not discharged, or the ink is not discharged. However, there were problems such as that the entire orifice surface was wet and ink was not ejected.
[0012]
JP-A-56-57862 also proposes a method of making the pH of the ink strongly alkaline. However, in this case, it is dangerous if the ink is touched by hand, and a certain size There are drawbacks such as bleeding on paper using the agent, for example, neutral paper, etc., and poor drying properties.
[0013]
In addition to the above, although various improvements have been attempted so far, there has been no known ink which sufficiently solves all the above-mentioned problems of bleeding, drying, and clogging. At present, the design of inks that further have the ability to respond well to frequency is important, but an extremely difficult task.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a frequency response, particularly a foaming response to heat energy due to frequency, and to use uncoated paper commonly used in offices such as copy paper, report paper, notebooks, and stationery, so-called It is an object of the present invention to provide an ink and an ink jet recording method which solve the slow drying of an ink on a recorded matter when recording on plain paper, and to provide an apparatus using such an ink.
[0015]
Another object of the present invention is to provide an ink that is highly safe for use in offices and homes.
[0016]
It is a further object of the present invention to provide an ink which hardly causes clogging in nozzles of an ink jet recording head and which has excellent reliability, and a device using such an ink.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the present invention described below.
[0018]
That is, the present invention is an ink containing a recording agent and a liquid medium for dissolving or dispersing the recording agent, which contains the compound represented by the general formula [1].
[0019]
Further, the present invention is an ink jet recording method in which the above ink is used in an ink jet recording method in which an ink droplet is applied from an orifice according to a recording signal to perform recording on a recording material.
[0020]
According to the present invention, there is provided a recording unit including an ink containing section containing ink and a head section for ejecting the ink as ink droplets, wherein the above ink is used as the ink.
[0021]
According to the present invention, there is provided an ink cartridge provided in an ink containing section containing ink, wherein the above ink is used as ink.
[0022]
According to the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus including a recording unit having an ink containing section for containing ink and a head section for discharging the ink as ink droplets, wherein the ink is used as the ink. It is a recording device.
[0023]
The present invention relates to an ink jet recording apparatus including a recording head for discharging ink droplets, an ink cartridge having an ink containing section containing ink, and an ink supply section for supplying ink from the ink cartridge to the recording head. An ink jet recording apparatus using the above ink as the ink.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present inventors are suitable for recording in which ink is ejected from nozzles, particularly in recording in which ink is ejected by the bubbling phenomenon of ink due to thermal energy, and improve the drying property and permeability of ink on paper or cloth. Furthermore, as a result of intensive studies on a highly reliable ink composition that is unlikely to cause clogging in the nozzles of the ink jet recording head, the ink containing the compound represented by the general formula [1] together with water as a liquid medium has a problem in terms of bleeding and permeability. The present invention has been found to be particularly well-balanced and has particularly good anti-clogging properties, and has led to the present invention.
[0025]
According to the findings of the present inventors, as a conventional anti-clogging agent, polyethylene glycols, glycerin and the like are used, and in particular, glycerin can be prevented from being clogged by adding a relatively small amount. It is a particularly preferable anti-clogging agent because it does not easily cause ink bleeding on paper. However, since the wettability to the sizing agent present in the paper is poor, some papers have a disadvantage that the ink has poor drying properties and permeability on the paper surface.
[0026]
On the other hand, the compound represented by the general formula [1] used in the present invention has the same clogging prevention effect as glycerin, and has a very good balance of ink permeability. The reason is considered to be that the compound has a low vapor pressure and is excellent in dissolving or dispersing the dye, so that the effect of preventing clogging can be obtained. Further, it is thought that the ink has a sulfur atom in the molecule, so that the wettability to paper or paper sizing agent is good, and as a result, the permeability of ink on paper or cloth is remarkably improved.
[0027]
On the other hand, the responsiveness to frequency becomes particularly good when the content of the compound represented by the general formula [1] in the ink is 0.1 to 30% by weight and water is also contained in 50 to 95% by weight. This is presumably because the physical properties of the ink mixed in the above ratio and the wettability to each member inside the nozzle are optimal for a recording method for discharging the ink.
[0028]
Next, each component of the ink of the present invention will be described.
[0029]
Examples of the compound represented by the general formula that is used in the present invention and mainly characterizes the present invention include the following formulas.
[Outside 2]
The addition of the compound represented by the general formula [1] to the ink is used alone or in a mixed system, and varies depending on the coloring matter used and other liquid medium components used in combination, but is about 0.1 to 30% by weight. Is preferably 0.5 to 25% by weight, more preferably 1 to 20% by weight.
[0031]
When the content is less than 0.1% by weight, the effect of preventing clogging is not recognized. On the other hand, if the content exceeds 30% by weight, a problem arises in terms of permeability.
[0032]
Examples of the pigment constituting the ink of the present invention include direct dyes, acid dyes, food dyes, basic dyes, reactive dyes, disperse dyes, building dyes, soluble building dyes, reactive disperse dyes, oil dyes, and various pigments.
[0033]
The content of these dyes is determined depending on the type of the liquid medium component, the characteristics required for the ink, and the like. When the compound represented by the general formula [1] is used, the total amount of the ink is generally It is a ratio occupying about 0.2 to 25%, preferably 0.5 to 20%, more preferably 1 to 15% by weight.
[0034]
The proportion of water in the ink of the present invention is 50 to 95% by weight, preferably 55 to 95% by weight, and more preferably 60 to 95% by weight. When the amount of water is less than 50% by weight, the organic solvent is large and the paper curls, so that the print quality of plain paper is significantly deteriorated. When the amount of water exceeds 95% by weight, the discharge stability from the nozzle orifice may be significantly deteriorated.
[0035]
Although the essential components of the ink of the present invention are as described above, other common organic solvents used in conventionally known inks can also be used in combination. Specifically, for example, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, C1-C5 alkyl alcohols such as isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol and n-pentanol; amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; Ketones or keto alcohols such as acetone alcohol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polyethylene glycol Oxyethylene or oxypropylene addition polymers such as ethylene glycol, polypropylene glycol and the like; alkylenes having an alkylene group of 2 to 6 carbon atoms such as ethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, butylene glycol, pentanediol and hexylene glycol Glycols; glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, triols such as 1,2,6-hexanetriol; thiodiglycol; bishydroxyethylsulfone; ethylene glycol monomethyl (or ethyl, butyl) ether, diethylene glycol monomethyl (or Lower alkyl glycol ethers such as ethyl, butyl) ether and triethylene glycol monomethyl (or ethyl, butyl) ether; triethylene glycol Lower dialkyl glycol ethers such as dimethyl (or ethyl) ether and tetraethylene glycol dimethyl (or ethyl) ether; alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine; sulfolane, N-methyl-2-pyrrolidone, -Pyrrolidone and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone.
[0036]
The content of the water-soluble organic solvent is generally in the range of 1 to 49%, preferably 2 to 40% by weight based on the total weight of the ink.
[0037]
When the above-mentioned media are used in combination, they can be used alone or in a mixture. The most preferred medium composition is a polyvalent solvent such as at least one water-soluble high-boiling organic solvent such as diethylene glycol, triethylene glycol, glycerin and thiodiglycol. It contains alcohol.
[0038]
In addition, various dispersants, surfactants, viscosity modifiers, surface tension modifiers, fluorescent brighteners, and the like can be added as necessary.
[0039]
For example, viscosity modifiers such as polyvinyl alcohol, celluloses, and water-soluble resins; various surfactants such as cation, anion or nonionic; surface tension regulators such as diethanolamine and triethanolamine; Fungicides and the like can be mentioned.
[0040]
Furthermore, the ink of the present invention solves the bleeding of the ink and the drying and penetrating properties of the recorded matter when recorded on plain paper. It is desirable that the viscosity is adjusted to 60 dyn / cm and the viscosity to 15 cP or less, preferably 10 cP or less, more preferably 5 cP or less.
[0041]
The ink of the present invention is particularly preferably used for an ink jet recording method for performing recording by discharging droplets, but it goes without saying that it can also be used for general writing instruments.
[0042]
Examples of a method and apparatus suitable for performing recording using the ink of the present invention include, for example, a method and apparatus for applying thermal energy corresponding to a recording signal to ink in a chamber of a recording head and generating droplets by the thermal energy. Is mentioned.
[0043]
FIGS. 1, 2 and 3 show examples of the configuration of a head which is a main part of the apparatus.
[0044]
The head 13 is formed by bonding a glass, ceramic or plastic plate or the like having a groove 14 through which ink passes to a heating head 15 (a head is shown in the figure, but is not limited to this). Is obtained. The heating head 15 includes a protective film 16 made of silicon oxide or the like, aluminum electrodes 17-1 and 17-2, a heating resistor layer 18 made of nichrome or the like, a heat storage layer 19, and a substrate 20 having good heat dissipation such as alumina. Is made up of
[0045]
The ink 21 reaches a discharge orifice (fine hole) 22 and forms a meniscus 23 by the pressure P.
[0046]
Here, when an electric signal is applied to the electrodes 17-1 and 17-2, the area indicated by n of the heating head 15 rapidly generates heat, and bubbles are generated in the ink 21 in contact with the area. 23 protrudes, the ink 21 is ejected, becomes an ink droplet 24 from the orifice 22, and flies toward the recording material 25.
[0047]
FIG. 3 shows an external view of a multi-head in which many heads shown in FIG. 1 are arranged. The multi-head is manufactured by closely adhering a glass plate 27 having a multi-groove 26 and a heating head 28 similar to that described with reference to FIG.
[0048]
FIG. 1 is a cross-sectional view of the head 13 along the ink flow path, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AB in FIG.
[0049]
FIG. 4 shows an example of an ink jet recording apparatus incorporating such a head.
[0050]
In FIG. 4, reference numeral 61 denotes a blade serving as a wiping member, one end of which is held by a blade holding member and serves as a fixed end, forming a cantilever. The blade 61 is disposed at a position adjacent to the recording area of the recording head, and in this example, is held in a form protruding into the movement path of the recording head. Reference numeral 62 denotes a cap, which is disposed at a home position adjacent to the blade 61 and has a configuration in which the cap moves in a direction perpendicular to the direction in which the print head moves and comes into contact with the discharge port surface to perform capping. Further, 63 is an absorber provided adjacent to the blade 61 and, like the blade 61, is held in a form protruding into the movement path of the recording head. The blade 61, the cap 62, and the absorber 63 constitute an ejection recovery unit 64, and the blade 61 and the absorber 63 remove water, dust, and the like from the ink ejection port surface. Reference numeral 65 denotes a recording head which has ejection energy generating means and performs recording by ejecting ink to a recording material facing an ejection port surface provided with ejection ports, and 66 denotes a mounting of the recording head 65 and movement of the recording head 65. Is a carriage for performing the following. The carriage 66 is slidably engaged with the guide shaft 67, and a part of the carriage 66 is connected to a belt 69 driven by a motor 68 (not shown). As a result, the carriage 66 can move along the guide shaft 67, and the recording head 65 can move the recording area and the area adjacent thereto.
[0051]
Reference numeral 51 denotes a paper feed unit for inserting a recording material, and reference numeral 52 denotes a paper feed roller driven by a motor (not shown). With such a configuration, the recording material is fed to a position facing the discharge port surface of the recording head, and is discharged to a discharge section provided with a discharge roller 53 as recording proceeds.
[0052]
In the above configuration, when the recording head 65 returns to the home position at the end of recording or the like, the cap 62 of the head recovery unit 64 is retracted from the moving path of the recording head 65, but the blade 61 protrudes into the moving path. As a result, the ejection port surface of the recording head 65 is wiped. When capping is performed with the cap 62 in contact with the ejection surface of the recording head 65, the cap 62 moves so as to protrude into the movement path of the recording head.
[0053]
When the recording head 65 moves from the home position to the recording start position, the cap 62 and the blade 61 are at the same position as the position at the time of wiping described above. As a result, the ejection port surface of the recording head 65 is also wiped during this movement.
[0054]
The above-described movement of the print head to the home position is performed not only at the end of printing or at the time of ejection recovery, but also at a predetermined interval to the home position adjacent to the printing area while the printing head moves through the printing area for printing. Then, the wiping is performed along with this movement.
[0055]
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an ink cartridge containing ink supplied to the head via an ink supply member, for example, a tube. Here, reference numeral 40 denotes an ink storage portion that stores the supply ink, for example, an ink bag, and a rubber stopper 42 is provided at the tip thereof. By inserting a needle (not shown) into the stopper 42, the ink in the ink bag 40 can be supplied to the head. Reference numeral 44 denotes an absorber for receiving the waste ink. It is preferable for the present invention that the ink container has a liquid contact surface with the ink formed of polyolefin, particularly polyethylene. The ink jet recording apparatus used in the present invention is not limited to the one in which the head and the ink cartridge are separated as described above, and may be suitably used in an integrated one as shown in FIG.
[0056]
In FIG. 6, reference numeral 70 denotes a recording unit, in which an ink storage unit storing ink, for example, an ink absorber is stored, and a head unit having a plurality of orifices in which the ink in the ink absorber is stored. It is configured to be ejected from 71 as ink droplets. As the material of the ink absorber, it is preferable for the present invention to use polyurethane. Reference numeral 72 denotes an atmosphere communication port for communicating the inside of the recording unit with the atmosphere. This recording unit 70 is used in place of the recording head shown in FIG. 4, and is detachable from the carriage 66.
[0057]
Next, other specific examples of the recording apparatus and the recording head that can be suitably used in the present invention will be described. FIG. 7 is a schematic perspective view showing an essential part of an example of a liquid ejection head as a liquid ejection head of an ejection method for communicating bubbles with the atmosphere at the time of ejection according to the present invention and an ink jet printer as a liquid ejection device using this head. is there.
[0058]
In FIG. 7, the inkjet printer includes a transport device 1030 that intermittently transports a sheet 1028 as a recording medium provided in a casing 1008 along a longitudinal direction in a direction indicated by an arrow P in the drawing, and a transport device 1030. A recording unit 1010 that is reciprocated substantially in parallel with a guide shaft 1014 in a direction of an arrow S that is substantially perpendicular to the conveyance direction P of the paper 1028 by the printer, and a movement driving unit 1006 that is a driving unit that reciprocates the recording unit 1010. It is comprised including.
[0059]
The transport device 1030 includes a pair of roller units 1022a and 1022b, which are disposed substantially parallel to each other, a pair of roller units 1024a and 1024b, and a driving unit 1020 for driving each of these roller units. I have. With this configuration, when the drive unit 1020 of the transport device 1030 is activated, the sheet 1028 is nipped by the respective roller units 1022a and 1022b and the roller units 1024a and 1024b, and is moved in the direction indicated by the arrow P in FIG. Is transported intermittently.
[0060]
The movement driving unit 1006 is disposed substantially parallel to the pulley 1026a disposed on the rotating shaft opposed to the predetermined distance and the belt 1016 wound around the pulley 1026b, the roller unit 1022a, and the roller unit 1022b. And a motor 1018 for driving a belt 1016 connected to the carriage member 1010a of the unit 1010 in the forward and reverse directions.
[0061]
When the heater 1018 is activated and the belt 1016 rotates in the direction of arrow R in FIG. 7, the carriage member 1010a of the recording unit 1010 is moved by a predetermined amount in the direction of arrow S in FIG. When the motor 1018 is activated and the belt 1016 rotates in the direction opposite to the direction of arrow R shown in the figure, the carriage member 1010a of the recording unit 1010 moves in the direction opposite to the direction of arrow S in FIG. It is moved by a predetermined movement amount. Further, at one end of the movement driving unit 1006, a recovery unit 1026 for performing an ejection recovery process of the recording unit 1010 is provided at a position serving as a home position of the carriage member 1010a, facing the ink ejection port arrangement of the recording unit 1010. Is provided.
[0062]
The recording unit 1010 is configured such that inkjet cartridges 1012Y, 1012M, 1012C, and 1012B are detachably attached to the carriage member 1010a for each color, for example, yellow, magenta, cyan, and black, respectively. Be provided.
[0063]
FIG. 8 shows an example of an ink jet cartridge that can be mounted on the above-described ink jet recording apparatus. The cartridge 1012 in this example is of a serial type, and its main part is composed of an ink jet recording head 100 and a liquid tank 1001 that stores a liquid such as ink.
[0064]
The ink jet recording head 100 has a large number of discharge ports 832 for discharging liquid, and a liquid such as ink is supplied from the liquid tank 1001 to a common liquid chamber (see FIG. 9). In the cartridge 1012 shown in FIG. 8, the ink jet recording head 100 and the liquid tank 1001 are integrally formed so that liquid can be supplied to the liquid tank 1001 as necessary. A structure in which a liquid tank 1001 is exchangeably connected to 100 may be adopted.
[0065]
A specific example of the above-described liquid discharge head that can be mounted on the ink jet printer having such a configuration will be described in more detail below.
[0066]
FIG. 9 is a schematic perspective view schematically showing a main part of a liquid ejection head suitable for an ink jet recording apparatus used in the present invention. In these figures, an electric device for driving an electrothermal transducer is used. Wiring and the like are omitted.
[0067]
In the liquid ejection head of this example, a substrate 934 made of glass, ceramics, plastic, metal, or the like, for example, as shown in FIG. 9 is used. The material of such a substrate is not the essence of the present invention, and functions as a part of the flow path constituting member, and serves as a support for a material layer forming an ink discharge energy generating element, a liquid flow path described later, and a discharge port. There is no particular limitation as long as it can function. Therefore, in this example, a case where a Si substrate (wafer) is used will be described. The ink discharge ports are formed on such a substrate 934. As a method for forming the ink discharge ports, for example, an orifice plate (discharge port plate) 935 described later is used as a photosensitive resin, and an MPA (Mirror Projection Aliner) or the like is used. The method of forming the discharge port by using the exposure apparatus described above.
[0068]
In FIG. 9, reference numeral 934 denotes a substrate provided with an electrothermal conversion element (hereinafter, sometimes referred to as a heater) 931 and an ink supply port 933 composed of a long groove-shaped through hole as a common liquid chamber. On both sides in the longitudinal direction, heaters 931 as thermal energy generating means are arranged in a zigzag pattern in a row, and the intervals between the electrothermal conversion elements are arranged at, for example, 300 dpi. An ink flow path wall 936 for forming an ink flow path is provided on the substrate 934. The ink flow path wall 936 is further provided with a discharge port plate 935 having a discharge port 832.
[0069]
Here, in FIG. 9, the ink flow path wall 936 and the ejection port plate 935 are shown as separate members, but the ink flow path wall 936 is formed on the substrate 934 by a method such as spin coating. Accordingly, the ink flow path wall 936 and the discharge port plate 935 can be formed simultaneously as the same member. Here, the ejection port surface (upper surface) 935a is further subjected to a water-repellent treatment.
[0070]
The illustrated apparatus uses a serial type head that performs printing while scanning in the direction of arrow S in FIG. 7, and performs printing at, for example, 1,200 dpi. The driving frequency is 10 kHz, and one ejection port performs ejection at a minimum time interval of 100 μs.
[0071]
(Example)
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In the following description, “parts” or “%” is based on weight unless otherwise specified.
[0072]
Examples 1 to 5
After the following components were mixed and stirred for 5 hours, the mixture was filtered under pressure through a membrane filter having a pore size of 0.22 μm (trade name: Fluoropore Filter, manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd.) to obtain Inks A to E of the present invention. Was.
[0073]
Next, using the obtained inks A to E, as an ink jet recording apparatus, an on-demand type ink jet printer (BJS600 manufactured by Canon Inc.) using a heating element as an ink ejection energy source was used. Perform recording on paper and check the fixability and bleeding rate of the obtained recorded matter, clogging during reprinting after the primary stop of printing, clogging at the time of reprinting after long-term stoppage of printing, and frequency response. evaluated. Table 1 shows the results. The evaluation was performed at 25 ° C. and 60% RH.
[0074]
Comparative Examples 1 to 7
In the same manner as in Examples 1 to 5, the following components were treated to obtain inks F to K of Comparative Examples 1 to 5, and various evaluations were performed in the same manner as in the Examples. Table 1 shows the results.
[0075]
[0076]
[Table 1]
[0077]
(1 *) Evaluation of fixability Ten seconds and 30 seconds after printing on a commercially available copy paper or bond paper, the printed portion was rubbed with filter paper (trade name: No. 5C, manufactured by Toyo Roshi Kaisha, Ltd.).
[0078]
◎: No blurring in 10 seconds ○: Small blurring in 10 seconds △: Small blurring in 30 seconds ×: Large blurring in 30 seconds (2 *) Clogging during reprinting after paused printing Reprinting after paused printing For clogging of time, after filling the printer with the specified ink and printing alphanumeric characters continuously for 10 minutes, print the alphanumeric characters again and judge by the presence or absence of defective parts such as blurred or missing characters did.
[0079]
○: No defective part from the first character. △: Part of the first character is blurred or missing. ×: The first character cannot be printed at all (3 *). After filling and printing alphanumeric characters continuously for 10 minutes, stop printing, leave it for 7 days without a cap, etc., and perform nozzle clogging recovery operation. It was determined whether normal printing without chipping or the like was possible (left at 60 ° C. and 10 ± 5% RH).
[0080]
…: Normal printing is possible with 1-5 recovery operations. △ Normal printing is possible with 6-10 recovery operations. 正常 Normal printing is possible with 11 or more recovery operations. (4 *) Frequency response Evaluation of Printability The printed state of the obtained printed matter, that is, a state of blurring or white spots, and a state of poor landing point such as splash or twist were visually observed and evaluated.
[0081]
A: The ink followability to frequency is good, and neither solid printing nor character printing shows blurring, white spots, and landing point defects.
[0082]
…: The ink followability with respect to the frequency is almost good, and no fuzziness, white spots, and defective landing points are observed in character printing, but slight fuzziness is observed in solid printing.
[0083]
Δ: No blurring or white spots are observed in character printing, but a partial landing point defect is observed. In solid printing, blurring and white spots are observed about 1/3 of the entire solid.
[0084]
X: In solid printing, there are many blurs and white spots, and there are many blurs and landing point defects in the character printing area.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a head 13 along an ink flow path.
FIG. 2 is an example of a head configuration that is a main part of a device that generates droplets that are cut surfaces along the line AB in FIG. 1;
FIG. 3 is an external view of a multi-head in which a number of heads shown in FIG. 1 are arranged.
FIG. 4 shows an example of an ink jet recording apparatus incorporating a head.
FIG. 5 is an example of an ink cartridge containing ink supplied to a head via an ink supply member, for example, a tube.
FIG. 6 shows an integrated head and ink cartridge.
FIG. 7 is a schematic perspective view showing an essential part of an example of a liquid ejection head as a liquid ejection head of an ejection method for communicating bubbles with the atmosphere during ejection according to the present invention and an ink jet printer as a liquid ejection device using the head.
FIG. 8 is an example of an ink jet cartridge that can be mounted on an ink jet recording apparatus.
FIG. 9 is a schematic perspective view schematically showing a main part of a liquid ejection head suitable for an ink jet recording apparatus used in the present invention.
