JP3796365B2 - Recording unit, image recording method, and image recording apparatus - Google Patents

Description

【００２７】
インク中のＢＨＥＳの含有量は、例えばインク全重量を基準として０．１〜３０重量％であり、特には１〜２０重量％であることが好ましい。
【００２８】
（尿素）
尿素については、市販の、従来公知の方法で合成されたものを用いることができる。
【００２９】
またインク中の尿素の含有量は、例えばインク全重量を基準として０．１〜２０重量％であり、特には０．１〜１５重量％とすることが好ましい。
【００３０】
又インク中のＢＨＥＳと尿素の合計の含有量はインク全重量を基準として０．２−４０重量％であり、特には １〜３０重量％とすることが好ましい。即ちインク中のＢＨＥＳ及び尿素の量を上記したような範囲で含有させることで本発明の効果の一つである、インクの再吐出特性の環境依存性の軽減効果、そして吐出ノズルを小径化した場合にも優れたインク再吐出特性が得られる。またこのインクを普通紙にインクジェット法によって記録した場合の記録画像の乾燥性に与える影響も実質的に無視し得る程度に抑えることができる。
【００３１】
（水溶性有機溶剤のインクに占める割合）
上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般的にはインクの全重量に対して重量％で０〜５０％、好ましくは２〜４５％の範囲である。上記のごとき媒体を併用する場合は単独でも混合物としても使用できるが、好ましい水溶性有機溶剤は、１価アルコール類、ケトン類、グリセリン、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、テトラエチレングリコール、チオジグリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール及びその誘導体（中でもそのアルキルエーテル類）である。また本発明のインクには、その他各種の消泡剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、ｐＨ調整剤等を必要に応じて添加することができる。
【００３２】
（染料）
水溶性の色材としては、例えば従来より公知の水溶性染料、例えば水溶性のアニオン性染料や、直接染料、酸性染料、反応染料等を用いることができる。
【００３３】
（水溶性染料の具体例）
アニオン性基を含有する水溶性染料としては、例えば、下記の様なものが挙げられる。
【００３４】
（ブラックインク）
ブラックインクに用いられる染料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１９、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック２２、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック３１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック３２、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック５１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック６２、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック７１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック７４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１１２、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１１３、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１５４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１６８、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック４８、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック５１、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック５２、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１１０、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１１５、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１５６、Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック１、Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック８、Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック１２、Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック１３、Ｃ．Ｉ．フードブラック１、Ｃ．Ｉ．フードブラック２等が挙げられる。
【００３５】
（イエローインク）
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１１、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８６、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー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。
【００３６】
（マゼンタインク）
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２４０、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。
【００３７】
（シアンインク）
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２５４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー６、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２２、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。
【００３８】
又、水溶性染料の他の例としては、例えば分子内に−ＣＯＯＭ基（Ｍはアルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウムを表す。）を１個以上もつ染料も好適に用いることができる。具体的には、例えば、下記一般式（ＩＩ）〜（Ｖ）で表される様な染料が挙げられる。
【００３９】
【外２】

〔式中、Ａ及びＢは水酸基若しくは水素原子を、Ｃは水素原子若しくはＳＯ₃Ｍを、ＤはＳＯ₃Ｍをそれぞれ表す。〕
【００４０】
【外３】

〔式中、ＣｕＰｃは銅フタロシアニン骨格を表す。Ｇは下記構造式（１）〜（４）で示される何れかを表し、
【００４１】
【外４】

ＺはNHCH₂CH₂OH、N(CH₂CH₂OH)₂等を表し、また上記構造式（１）〜（４）中、Ｒ及びＲ’はＨ又は低級アルキル基等を表す。〕
【００４２】
【外５】

〔式中、Ｊは下記構造式（５）〜（７）で示される何れかを表し、
【００４３】
【外６】

Ｌは下記構造式（８）または（９）を表し、
【００４４】
【外７】

Ｘは下記構造式（１０）〜（１２）で示される何れかを表し、
【００４５】
【外８】

Ｒ¹〜Ｒ⁴は−Ｈ、低級アルキル基等を表し、上記構造式（５）〜（１２）中、Ｂは−Ｈ又は−ＣＯＯＨを、Ｗは−Ｈ、−ＣＮ、アミド基、ピリジニウム基又は−ＣＯＯＨを、ｍは２〜８の数を、Ｚはアルコキシ基、−ＯＨ、アルキルアミノ基又は−ＮＨ₂他を、Ｙは−Ｈ、−Ｃｌ又は−ＣＮを、Ｅは−Ｃｌ又は−ＣＮを、Ｒ⁵は−Ｈ、低級アルキル基等を表す。〕
【００４６】
【外９】

〔式中Ｊは下記構造式（１３）を表し、
【００４７】
【外１０】

Ｌは下記構造式（１４）または（１５）を表し、
【００４８】
【外１１】

Ｘは下記構造式（１６）〜（１８）で示される何れかを表し、
【００４９】
【外１２】

Ｒ¹及びＲ²は−Ｈ又は低級アルキル基等を表し、上記構造式（１４）〜（１８）中、Ｚはアルコキシ基、−ＯＨ、アルキルアミノ基又は−ＮＨ₂他を、Ｙは−Ｈ、−Ｃｌ又は−ＣＮを、Ｅは−Ｃｌ又は−ＣＮを表す。〕
【００５０】
（染料の含有量）
インク中の水溶性染料の含有量は特に制限されるものではないが、インク全重量を基準として０．１−１５重量％、特には１−１０％の範囲では、記録画像に十分な濃度を与えることが可能であり、またインクの粘度もインクジェット記録法によって正常に吐出させることのできる範囲を逸脱することも無いため好ましいものである。
【００５１】
（水性媒体）
水性媒体は、上記したＢＨＥＳ、尿素及び水溶性の色材を溶解状態で保持しインクとして構成せしめる為のものである。そして水性媒体の構成成分として少なくとも水を含むことが好ましい。
【００５２】
（水の含有量）
そしてインク全重量に占める水の割合としては、例えば２０〜９５重量％、特には４０〜９５重量％、更には６０〜９５重量％であることが好ましい。
【００５３】
（水溶性有機溶剤）
また水性媒体には水溶性有機溶剤を含有させてもよい。例えば下記の様な水溶性有機溶剤を使用することによって、各々のインク構成成分の溶解性を向上させたり、粘度の調整等を行なう等のことができる。そのような水溶性有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の１価アルコール類、アセトン、ジアセトンアルコールなど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、ヘ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；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；グリセリン；エチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、ジエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類；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）エーテル等の多価アルコールの低級ジアルキルエーテル類；スルホラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。
【００５４】
（水溶性有機溶剤の含有量）
水溶性有機溶剤の含有量としては、例えばインク全重量に対して１〜３０重量％、特には１〜２０重量％の範囲である。
【００５５】
（該インクのインクジェット記録方法への適用について）
前記したインクは、熱的エネルギーあるいは機械的なエネルギーによってノズルからインクを吐出させ被記録媒体に付与する、インクジェット記録方法に特に好適に用いられるものであるが、他の記録方法にもちろん適用可能であり、更には一般の筆記具用としても用いることが可能である。
【００５６】
そしてこのインクはインクジェット記録用途に特に適したであるので、上記した各構成成分として用いる材料とその配合割合の調整によって、インク調合時において、インク温度２５℃における物性として表面張力を３０〜６８ｄｙｎ／ｃｍ、粘度を１５ｃＰ以下、特には１０ｃＰ以下、更には５ｃＰ以下とすることで、このインクのインクジェット吐出特性は高画質の画像記録を行う上で特に好適なものとなる。そしてかかる特性を達成し得る具体的なインク組成としては、例えば後述する実施例１〜７に記載したようなインクを挙げることができる。
【００５７】
（装置）
次に上記したインクを用いることのできるインクジェット記録装置及びそれを用いた画像記録方法について説明する。
【００５８】
（ヘッド構成）
図１は、熱エネルギー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装置の主要部の一つを構成するヘッドの一実施態様の、インクが吐出されるオリフィス部分を縦に横切る方向の概略断面図である。また図２は図１のＡＡ線断面図である。図１及び図２において、ヘッド１３はインクを通す溝１４を有するガラス、セラミックスまたはプラスチック板等と、感熱記録に用いられる発熱ヘッド１５（図では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。インク２１は吐出オリフィス（微細孔）２２まで来ており、所定の圧力Ｐによりメニスカス２３を形成している。そして電極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、オリフィス２２よりインク２１が吐出し、被記録媒体（例えば紙など）２５に向かって飛翔し、被記録媒体２５の画像記録領域に付着して画像が記録される。
【００５９】
図３には図１に示すヘッドを多数並べたマルチヘッドの外観図を示す。該マルチヘッドはマルチ溝２６を有するガラス板２７と、図１に説明したものと同様な発熱ヘッド２８を密着して製作されている。
【００６０】
上記したヘッドの構成において、オリフィスのサイズは特に限定されず、所望の画像品質に応じて適宜設定すれば良い。しかし近年の高画質化への要求に伴い、オリフィスのサイズを微細化することが検討されている。本発明においては１回の吐出動作によってオリフィスから吐出されるインクの量が１〜１５ピコリットル（ｐｌ）である。このようなサイズのオリフィスにおいては、記録一時停止後にインクを安定して再吐出させることが高品質な画像を形成する上で特に好ましい技術目標の一つとなる。そして上記した本発明の種々の実施態様にかかるインクはこの技術目標を克服することのできる極めて有効な技術の一つに挙げることができるものである。
【００６１】
またオリフィスが上記した様に微細化されていない場合であっても、インクジェット記録装置の普及に伴う使用環境の多様化、具体的には例えば周囲温度が５℃以下の環境（例えば寒冷地で暖房の効かない室内や屋外）下でのインクジェット記録装置の使用の際には前記した様にオリフィスの目詰まりによるインク不吐出が生じることがあり、インクジェット記録装置のより一層の普及という観点からこの点も克服すべき重要な技術目標の一つに挙げられる。そして上記の各実施態様にかかるインクはこの技術目標を克服することができる極めて有効な技術の一つに挙げることができる。
【００６２】
（インクジェット記録装置）
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。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布帛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。５１は記録紙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記録紙が給紙され記録が進行するにつれて排布ローラ５３を配した排紙部へ排紙される。
【００６３】
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。
【００６４】
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。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。
【００６５】
（インクカートリッジ）
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に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。
【００６６】
(記録ユニット)
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。
【００６７】
（インクセット）
ところで上記した種々の実施態様にかかるインクは、色材の選択によって例えばイエロー、マゼンタ、シアン、レッド、グリーン、ブルーまたはブラックのインクとすることができる。そして各々のインクは各々単独で画像記録に用いてもよい。または２つ以上の異なる色のインクとを組合わせて、カラー画像の形成に好適に用い得るインクセットを提供することができる。また同じ色の、異なる色材を含む２つもしくはそれ以上のインクを組合わせたり、同じ色の、濃度の異なる２つもしくはそれ以上のインクを組合わせることによって高階調の画像の形成に好適に用い得るインクセットを提供することができる。またこれらのインクセットを用いて画像を形成する場合には、例えば前記図３に示した記録ヘッドを４つキヤリッジ上に並べた記録装置を用いることができる。図８はその一実施例であり、８６、８７、８８及び８９は各々例えばイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのインクを吐出するための記録ヘッドである。該記録ヘッドは前記した記録装置に配置され、記録信号に応じて各色のインクを吐出する。また図８では記録ヘッドを４つ使用した例を示したが、これに限定されず例えば図７に示した様に上記４色のインクカートリッジを１つのヘッドで、インク流路を分けてカラー画像記録を行なう実施態様も挙げられる。
【００６８】
なおここまで記録信号に対応した熱エネルギーをインクに与え、該熱エネルギーよりにインクを吐出させる装置及びそれを用いた画像記録方法に本発明にかかるインクを用いた場合を説明してきた。しかし本発明のインクは機械エネルギーによってインクを吐出させる方式のインクジェット記録装置及びそれを用いた画像記録方法にも用いることができ、それによって同様の優れた効果を得ることができる。
【００６９】
【実施例】
以下に本発明のいくつかの具体例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。但し本発明は下記の具体例に限定されるものではない。
【００７０】
（実施例１〜７、比較例１〜７）
下記表１に記載した成分を各々混合し、２時間以上攪拌した後、１０％水酸化ナトリウム水溶液を用いてｐＨ７に調整し、０．２μmのメンブランフィルターで濾過して実施例１〜７及び比較例１〜７のインクを調製した。
【００７１】
【表１】

【００７２】
〔評価１〕
前記各々のインクを発熱素子をインクの吐出エネルギー源として利用したインクジェットプリンター（商品名：ＢＪ１３０；キヤノン（株）社製）を使用し、市販のコピー用紙に駆動周波数２ｋＨｚで記録を行ない、プリント一時停止後の再プリント時の目詰まり性、及び周波数応答性について評価した。なおここで用いたプリンターのヘッドは、１回の吐出動作によってオリフィスから吐出されるインク量が約６０ｐｌであるように構成されているものである。評価条件は以下の通りとした。
【００７３】
（１）プリント一時停止後の目詰まり性：
該プリンタに各々のインクを充填し、室温は０℃、湿度は２５±５％の環境下で１分間連続して英数文字を印字した後、３０秒間停止し再度英数文字を印字したときの文字のかすれ、欠け等の印字不良箇所の有無により判定した。このときヘッド温度は３５±５℃であった。
○：１文字目からかすれなし。
△：１文字目の一部がかすれ、又は欠ける。
×：1文字目が全く印字できない。
【００７４】
（２）周波数応答性
得られた印字物の印字状態、即ちかすれ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。
◎：周波数に対するインクの追従性は良好であり、ベタ印字及びキヤラクタ印字共にかすれや白抜け、着弾点不良が見られない。
○：周波数に対するインクの追従性はほぼ良好であり、キヤラクタ印字ではかすれや白抜け、着弾点不良が見られないが、ベタ印字においてわずかにかすれが見られる。
△：キヤラクタ印字でかすれ、白抜けは見られないが、一部着弾点不良が見られる。ベタ印字ではかすれ、白抜けがベタ全体の１／３程度見られる。
×：ベタ印字においては、かすれ、白抜けが多く、キヤラクタ印字部においてもかすれや着弾点不良がたくさん見られる。
【００７５】
〔評価２〕
発熱素子をインクの吐出エネルギー源として利用するインクジェットヘッドを用意した。このヘッドは、１回の吐出動作によってオリフィスから吐出されるインク量が１０ｐｌとなるような構成とした。このヘッドを用いて評価１に用いたのと同じコピー用紙に駆動周波数５ｋＨｚで記録を行ない、プリント一時停止後の再プリント時のオリフィスの目詰まり性及び周波数応答性について評価した。評価条件は、室温を２０℃とした以外は、上記〔評価１〕と同様とした。また評価基準も〔評価１〕と同一とした。
【００７６】
上記〔評価１〕及び〔評価２〕の結果を下記表２及び３に示す。
【００７７】
【表２】

【００７８】
【表３】

【００７９】
【発明の効果】
これらの本発明の実施態様によれば、例えば下記の様な効果を得られる。
（１）水溶性の色材を含む水性インクの再吐出性を、多様な記録環境下、或いはオリフィスが微細化された場合にも安定させることが可能である。
（２）高精細な画像を安定して記録することができる。
（３）高精細な画像を安定的に得ることができる。
（４）インクジェット用インクとして要求される各項目を満たし、且つ寒冷地等でも信頼性の高いインクジェット記録を行なうことができ、また高精細な画像を得るための記録ヘッドを用いた場合においても一時休止後の再記録にも高い信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット記録装置のヘッドの一実施態様を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡＡ線断面図である。
【図３】マルチヘッドの概略説明図である。
【図４】インクジェット記録装置の一実施態様を示す概略斜視図である。
【図５】インクカートリッジの一実施態様を示す縦断面図である。
【図６】インクジェット記録ヘッドの別の構例を示す概略斜視図である。
【図７】４つのインクカートリッジが取り付けられた記録ヘッドの概略説明図である。
【図８】４つの記録ヘッドがキャリッジ上に並べられている構成を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１３ ヘッド
１４ インク溝
１５ 発熱ヘッド
１６ 保護膜
１７−１、１７−２ 電極
１８ 発熱抵抗体槽
１９ 蓄熱層
２０ 基板
２１ インク
２２ 吐出オリフィス
２３ メニスカス
２４ インク滴
２５ 被記録材
２６ マルチ溝
２７ ガラス板
４０ インク袋
４２ 栓
４４ インク吸収体
４５ インクカートリッジ
５１ 給紙部
５２ 紙送りローラー
５３ 排紙ローラー
６１ ブレード
６２ キヤップ
６３ インク吸収体
６４ 吐出回復部
６５ 記録ヘッド
６６ キヤリッジ
６７ ガイド軸
６８ モータ
６９ ベルト
７０ 記録ユニット
７１ ヘッド部
７２ 大気連通口
８０ インク流路
８１ オリフィスプレート
８２ 振動板
８３ 圧電素子
８４ 基板
８５ 吐出口
８６、８７、８８、８９ 記録ヘッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention performs recording on a recording material by ejecting ink droplets from an orifice in accordance with a recording signal. Diary The present invention relates to a recording unit, an image recording apparatus, and an image recording method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, inks of various compositions have been reported and proposed for use in ink jet recording. In particular, in recent years, ink composition and ink physical properties have been used to perform good recording on plain paper generally used in offices such as copy paper, report paper, notes, and stationery, and also on cloth. Detailed research and development from various aspects such as these.
[0003]
Various methods have also been proposed for the ink jet recording method, in which charged droplets are continuously generated and a part of the droplets is used for recording, and a signal is given to a recording head having a piezoelectric element. Recording is performed by ejecting a recording liquid in response to the signal, or thermal energy corresponding to the recording signal is applied to the recording liquid in the recording head chamber, and the recording liquid is ejected by the energy to perform recording. There are methods. For example, an ink jet recording method in which ink is ejected by utilizing the ink bubbling phenomenon caused by thermal energy as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-59936 has an opening (hereinafter referred to as “orifice”) from which ink is ejected. ) Is easy to achieve high integration and high density. By the way, as one of the preferable characteristics that the ink used for ink jet recording has, for example, a phenomenon in which the orifice becomes clogged when recording is performed again after recording is temporarily stopped, and the ink is not completely or accurately discharged. The characteristic of not producing as much as possible is mentioned.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The inventors of the present invention have been researched to meet the demand for higher image quality for images by inkjet recording, and the use environment of the apparatus accompanying the widespread use of inkjet recording apparatuses. It has been recognized that it is important to sufficiently cope with the above-mentioned characteristics with respect to diversification in order to further stabilize ink jet recording.
[0005]
Based on this recognition, the present inventors have developed an ink containing a water-soluble color material (for example, a water-soluble color material and a water-soluble organic solvent such as glycol, which are currently mainstream as an ink composition containing a water-soluble color material). Ink containing ink, etc.) were studied repeatedly. As a result, it is difficult to re-eject the ink after the recording is paused, for example, under a low temperature condition or when the orifice is made small, or the phenomenon that the re-ejection is not performed accurately (for example, ink landing) It has been found that there is a tendency that a phenomenon such as a point shift or ink splashes tends to occur). The reason why such a tendency is recognized is not clear, but from the results of the examination so far, from the aqueous ink facing the orifice, water or other components having a relatively low vapor pressure contained in the aqueous ink evaporate from the orifice. As a result, the concentration of components such as a water-soluble organic solvent having a relatively high vapor pressure increases in the ink facing the orifice. In the case of water-based inks, the water-soluble colorant has higher affinity for organic solvents than water, and the concentration of water-soluble organic solvents facing the orifice has increased. It is estimated that the resulting increase in color material density is greater than the increase in color material density, and as a result, the viscosity of the ink facing the orifice is higher than expected by those skilled in the art. Such a situation has occurred in a head placed in a low temperature environment where the ink viscosity further increases, or in a head with a small orifice where the ejection force is relatively reduced, which makes it difficult for ink to be ejected again. It is thought that it will become.
[0007]
Book The invention can stably produce a high-quality image even in various usage environments, or can stably exert its effect when the orifice is miniaturized for further quality improvement of a recorded image. It is an object of the present invention to provide an image recording method that can be used.
[0008]
The present invention also enables stable and high-quality image recording under various usage environments. Do Image forming apparatus capable of stably exhibiting the effect even when the image quality is improved by miniaturizing the orifice. Placement And a recording unit.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention that can solve the above object Used for The ink contains a water-soluble coloring material, bishydroxyethyl sulfone and urea in an aqueous medium. The content of the bishydroxyethyl sulfone is 0.1-30 wt% with respect to the total weight of the ink, and the content of urea is 0.1-20 wt% with respect to the total weight of the ink. The total content of the bishydroxyethyl sulfone and the urea is 0.2-40% by weight based on the total weight of the ink It is characterized by this.
[0016]
An image recording method as another embodiment of the present invention includes: the above The ink is ejected by using an image recording apparatus having an ink storage section for storing ink and an inkjet recording head capable of ejecting 1 to 15 picoliters of ink in a single ejection operation. And a step of attaching the ink to a recording medium.
[0017]
According to this embodiment, a high-definition image can be stably recorded.
[0018]
An image recording apparatus as another embodiment of the present invention is as follows. the above An ink storage unit storing ink and an inkjet recording head capable of discharging 1 to 15 picoliters of ink by one discharge operation are provided.
[0019]
Moreover, the recording unit as another embodiment of the present invention includes: the above An ink storage section that stores ink and an inkjet recording head capable of discharging 1 to 15 picoliters of ink by one discharge operation are provided.
[0020]
According to these embodiments, it is possible to stably record an extremely high quality image.
[0021]
By the way, although the reason why each object of the present invention is achieved by adopting each of the above-described embodiments is not clear, bishydroxyethyl sulfone is solid at room temperature, and the proportion of the aqueous medium exceeds 80 wt%. Since the ink easily precipitates in the form of a wax, this phenomenon is considered to start with the evaporation of water from the orifice when viewed microscopically even in the ink facing the orifice. Urea, on the other hand, greatly enhances the affinity between water and water-soluble dyes. Therefore, coexistence of bishydroxyethylsulfone and urea suppresses evaporation of water in the ink from the orifice due to precipitation of BHES in the ink facing the orifice. This is considered to be due to a synergistic effect between the effect and the effect of suppressing the rapid increase in the dye concentration of the ink near the orifice.
[0022]
In JP-A-06-271798, when ink is recorded on a recording medium (for example, paper or cloth) by adding bishydroxyethyl sulfone to the ink, the ink on the recording medium is recorded. Ink has been disclosed which improves bleeding and slow-drying properties, enables high-quality image recording, and improves ejection stability. However, even the above-described technical problem is not disclosed in the above publication, and further, the ink of the present invention is not described at all, and there is no description suggesting the effect obtained thereby.
[0023]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-127798 describes an ink in which bishydroxyethyl sulfone and a derivative thereof are added to an ink containing a disperse dye and an aqueous medium for printing a fabric by an ink jet method. The publication discloses that urea may be added. However, even the above-described technical problem is not disclosed in the above publication, and further, the ink of the present invention is not described at all, and there is no description suggesting the effect obtained thereby.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(ink)
The present invention Used for The ink contains a water-soluble coloring material, bishydroxyethyl sulfone (BHES), and urea in an aqueous medium.
[0025]
(BHES, its added amount)
BHES has a structure represented by the following structural formula (I), and a commercially available product synthesized by a conventionally known method can be used.
[0026]
[Outside 1]

[0027]
The content of BHES in the ink is, for example, 0.1 to 30% by weight based on the total weight of the ink And In particular, the content is preferably 1 to 20% by weight.
[0028]
(urea)
As urea, a commercially available product synthesized by a conventionally known method can be used.
[0029]
The urea content in the ink is, for example, 0.1 to 20% by weight based on the total weight of the ink. And In particular, the content is preferably 0.1 to 15% by weight.
[0030]
The total content of BHES and urea in the ink is 0.2-40% by weight based on the total weight of the ink. And In particular, the content is preferably 1 to 30% by weight. That is, by including the amount of BHES and urea in the ink in the above-mentioned range, one of the effects of the present invention is the effect of reducing the environmental dependency of the ink re-ejecting characteristics, and the diameter of the ejection nozzle is reduced. Even in this case, excellent ink re-ejecting characteristics can be obtained. In addition, when the ink is recorded on plain paper by the ink jet method, the effect on the drying property of the recorded image can be suppressed to a level that can be substantially ignored.
[0031]
(Percentage of water-soluble organic solvent in ink)
The content of the water-soluble organic solvent is generally in the range of 0 to 50%, preferably 2 to 45% by weight with respect to the total weight of the ink. When the above-mentioned medium is used in combination, it can be used alone or as a mixture, but preferred water-soluble organic solvents are monohydric alcohols, ketones, glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, thiodi Glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol and derivatives thereof (particularly, alkyl ethers thereof). In addition, various other antifoaming agents, viscosity adjusting agents, surface tension adjusting agents, pH adjusting agents, and the like can be added to the ink of the present invention as necessary.
[0032]
(dye)
As the water-soluble coloring material, for example, conventionally known water-soluble dyes such as water-soluble anionic dyes, direct dyes, acid dyes, reactive dyes and the like can be used.
[0033]
(Specific examples of water-soluble dyes)
Examples of water-soluble dyes containing an anionic group include the following.
[0034]
(Black ink)
Examples of the dye used for the black ink include C.I. I. Direct Black 17, C.I. I. Direct Black 19, C.I. I. Direct black 22, C.I. I. Direct Black 31, C.I. I. Direct black 32, C.I. I. Direct black 51, C.I. I. Direct Black 62, C.I. I. Direct Black 71, C.I. I. Direct Black 74, C.I. I. Direct Black 112, C.I. I. Direct Black 113, C.I. I. Direct black 154, C.I. I. Direct black 168, C.I. I. Acid Black 2, C.I. I. Acid Black 48, C.I. I. Acid Black 51, C.I. I. Acid Black 52, C.I. I. Acid Black 110, C.I. I. Acid Black 115, C.I. I. Acid Black 156, C.I. I. Reactive Black 1, C.I. I. Reactive Black 8, C.I. I. Reactive Black 12, C.I. I. Reactive Black 13, C.I. I. Food Black 1, C.I. I. Food black 2 etc. are mentioned.
[0035]
(Yellow ink)
Examples of the dye used for the yellow ink include C.I. I. Acid Yellow 11, C.I. I. Acid Yellow 17, C.I. I. Acid Yellow 23, C.I. I. Acid Yellow 25, C.I. I. Acid Yellow 29, C.I. I. Acid Yellow 42, C.I. I. Acid Yellow 49, C.I. I. Acid Yellow 61, C.I. I. Acid Yellow 71, C.I. I. Direct Yellow 12, C.I. I. Direct Yellow 24, C.I. I. Direct Yellow 26, C.I. I. Direct Yellow 44, C.I. I. Direct Yellow 86, C.I. I. Direct Yellow 87, C.I. I. Direct Yellow 98, C.I. I. Direct Yellow 100, C.I. I. Direct Yellow 130, C.I. I. Direct yellow 142 etc. are mentioned.
[0036]
(Magenta ink)
Examples of the dye used for the magenta ink include C.I. I. Acid Red 1, C.I. I. Acid Red 6, C.I. I. Acid Red 8, C.I. I. Acid Red 32, C.I. I. Acid Red 35, C.I. I. Acid Red 37, C.I. I. Acid Red 51, C.I. I. Acid Red 52, C.I. I. Acid Red 80, C.I. I. Acid Red 85, C.I. I. Acid Red 87, C.I. I. Acid Red 92, C.I. I. Acid Red 94, C.I. I. Acid Red 115, C.I. I. Acid Red 180, C.I. I. Acid Red 254, C.I. I. Acid Red 256, C.I. I. Acid Red 289, C.I. I. Acid Red 315, C.I. I. Acid Red 317, C.I. I. Direct Red 1, C.I. I. Direct Red 4, C.I. I. Direct Red 13, C.I. I. Direct Red 17, C.I. I. Direct Red 23, C.I. I. Direct Red 28, C.I. I. Direct Red 31, C.I. I. Direct Red 62, C.I. I. Direct Red 79, C.I. I. Direct Red 81, C.I. I. Direct Red 83, C.I. I. Direct Red 89, C.I. I. Direct Red 227, C.I. I. Direct Red 240, C.I. I. Direct Red 242, C.I. I. Direct red 243 and the like can be mentioned.
[0037]
(Cyan ink)
Examples of the dye used for the cyan ink include C.I. I. Acid Blue 9, C.I. I. Acid Blue 22, C.I. I. Acid Blue 40, C.I. I. Acid Blue 59, C.I. I. Acid Blue 93, C.I. I. Acid Blue 102, C.I. I. Acid Blue 104, C.I. I. Acid Blue 113, C.I. I. Acid Blue 117, C.I. I. Acid Blue 120, C.I. I. Acid Blue 167, C.I. I. Acid Blue 229, C.I. I. Acid Blue 234, C.I. I. Acid Blue 254, C.I. I. Direct Blue 6, C.I. I. Direct Blue 22, C.I. I. Direct Blue 25, C.I. I. Direct Blue 71, C.I. I. Direct Blue 78, C.I. I. Direct Blue 86, C.I. I. Direct Blue 90, C.I. I. Direct Blue 106, C.I. I. Direct blue 199 etc. are mentioned.
[0038]
As another example of the water-soluble dye, a dye having at least one —COOM group (M represents an alkali metal, ammonium, or organic ammonium) in the molecule can be suitably used. Specific examples include dyes represented by the following general formulas (II) to (V).
[0039]
[Outside 2]

[Wherein, A and B are a hydroxyl group or a hydrogen atom, C is a hydrogen atom or SO _Three M, D is SO _Three M represents each. ]
[0040]
[Outside 3]

[Wherein, CuPc represents a copper phthalocyanine skeleton. G represents any one of the following structural formulas (1) to (4),
[0041]
[Outside 4]

Z is NHCH ₂ CH ₂ OH, N (CH ₂ CH ₂ OH) ₂ In the structural formulas (1) to (4), R and R ′ represent H or a lower alkyl group. ]
[0042]
[Outside 5]

[Wherein J represents any one of the following structural formulas (5) to (7),
[0043]
[Outside 6]

L represents the following structural formula (8) or (9),
[0044]
[Outside 7]

X represents any of the following structural formulas (10) to (12),
[0045]
[Outside 8]

R ¹ ~ R ^Four Represents —H, a lower alkyl group or the like, and in the above structural formulas (5) to (12), B represents —H or —COOH, W represents —H, —CN, an amide group, a pyridinium group, or —COOH. m is a number from 2 to 8, Z is an alkoxy group, -OH, alkylamino group or -NH ₂ Others, Y is -H, -Cl or -CN, E is -Cl or -CN, R ^Five Represents -H, a lower alkyl group or the like. ]
[0046]
[Outside 9]

[Wherein J represents the following structural formula (13);
[0047]
[Outside 10]

L represents the following structural formula (14) or (15),
[0048]
[Outside 11]

X represents any of the following structural formulas (16) to (18),
[0049]
[Outside 12]

R ¹ And R ² Represents —H or a lower alkyl group, and in the structural formulas (14) to (18), Z represents an alkoxy group, —OH, an alkylamino group, or —NH. ₂ Otherwise, Y represents —H, —Cl or —CN, and E represents —Cl or —CN. ]
[0050]
(Dye content)
The content of the water-soluble dye in the ink is not particularly limited. However, when the content is in the range of 0.1 to 15% by weight, particularly 1 to 10%, based on the total weight of the ink, a sufficient density for the recorded image is obtained. The ink viscosity is preferable because it does not deviate from the range in which ink can be normally ejected by the ink jet recording method.
[0051]
(Aqueous medium)
The aqueous medium is for holding the above-described BHES, urea, and water-soluble coloring material in a dissolved state to form an ink. And it is preferable to contain at least water as a structural component of an aqueous medium.
[0052]
(Water content)
And as a ratio of water to the total weight of ink, For example 20 to 95% by weight, in particular 40 to 95% by weight, 60 ~ 95 % By weight Is preferable .
[0053]
(Water-soluble organic solvent)
The aqueous medium may contain a water-soluble organic solvent. For example, by using a water-soluble organic solvent as described below, the solubility of each ink component can be improved, the viscosity can be adjusted, and the like. Examples of such water-soluble organic solvents include monohydric alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol, ketones or ketoalcohols such as acetone and diacetone alcohol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; diethylene glycol and triethylene Oxyethylene or oxypropylene addition polymers such as glycol, tetraethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polyethylene glycol and polypropylene glycol; alkylene groups such as ethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, butylene glycol and hexylene glycol An alkylene glycol containing 2 to 6 carbon atoms; a triol such as 1,2,6-hexanetriol; Recall; Glycerin; Lower alkyl ethers of polyhydric alcohols such as ethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, diethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, triethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether; Triethylene glycol dimethyl (or ethyl) ether And lower dialkyl ethers of polyhydric alcohols such as tetraethylene glycol dimethyl (or ethyl) ether; sulfolane, N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like. .
[0054]
(Water-soluble organic solvent content)
The content of the water-soluble organic solvent is, for example, 1 to 30% by weight, particularly 1 to 20% by weight with respect to the total weight of the ink.
[0055]
(Application of the ink to the ink jet recording method)
The ink described above is particularly suitable for an ink jet recording method in which ink is ejected from a nozzle by thermal energy or mechanical energy and applied to a recording medium, but of course can be applied to other recording methods. Furthermore, it can be used for general writing instruments.
[0056]
And this ink Is Especially suitable for inkjet recording applications Because By adjusting the materials used as the respective constituents and the blending ratio thereof, the surface tension is 30 to 68 dyn / cm, the viscosity is 15 cP or less, particularly 10 cP or less, and the physical properties at the ink temperature of 25 ° C. at the time of ink preparation. By setting it to 5 cP or less, the ink-jet ejection characteristics of this ink enable high-quality image recording. Do Above all, it is particularly suitable. And as a specific ink composition which can achieve such a characteristic, the ink as described in Examples 1-7 mentioned later can be mentioned, for example.
[0057]
(apparatus)
Next, an ink jet recording apparatus that can use the above-described ink and an image recording method using the same will be described.
[0058]
(Head configuration)
FIG. 1 is a schematic cross section of an embodiment of a head that constitutes one of main parts of an ink jet recording apparatus that ejects ink using thermal energy in a direction transversely across an orifice portion from which ink is ejected. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 and 2, the head 13 is a glass, ceramic or plastic plate having a groove 14 through which ink passes, and a heat generating head 15 used for thermal recording (the head is shown in the figure, but is not limited thereto). It is obtained by adhering The heating head 15 includes a protective film 16 formed of silicon oxide or the like, aluminum electrodes 17-1 and 17-2, a heating resistor layer 18 formed of nichrome or the like, a heat storage layer 19, and a substrate 20 having good heat dissipation such as alumina. It has become more. The ink 21 reaches the discharge orifice (fine hole) 22 and forms a meniscus 23 with a predetermined pressure P. When an electric signal is applied to the electrodes 17-1 and 17-2, the region indicated by “n” of the heat generating head 15 rapidly generates heat, bubbles are generated in the ink 21 in contact therewith, and the meniscus is generated by the pressure. 23 protrudes, the ink 21 is ejected from the orifice 22, flies toward the recording medium (for example, paper) 25, adheres to the image recording area of the recording medium 25, and an image is recorded.
[0059]
FIG. 3 shows an external view of a multi-head in which a large number of heads shown in FIG. 1 are arranged. The multi-head is manufactured by adhering a glass plate 27 having multi-grooves 26 and a heating head 28 similar to that described in FIG.
[0060]
In the head configuration described above, the size of the orifice is not particularly limited, and may be set as appropriate according to the desired image quality. However, with the recent demand for higher image quality, it has been studied to reduce the size of the orifice. In the present invention, 1 The amount of ink ejected from the orifice by one ejection operation is 1 ~ 15 Picoliter (pl) It is. In the orifice having such a size, one of the particularly preferable technical goals for forming a high-quality image is to stably re-discharge the ink after the recording is temporarily stopped. The inks according to various embodiments of the present invention described above can be listed as one of extremely effective techniques that can overcome this technical goal.
[0061]
Even if the orifice is not miniaturized as described above, the use environment is diversified along with the spread of the ink jet recording apparatus, specifically, for example, an environment having an ambient temperature of 5 ° C. or less (for example, heating in a cold region). When using the ink jet recording apparatus under indoor or outdoor conditions where there is no effect, ink non-ejection may occur due to clogging of the orifice as described above. This point is from the viewpoint of further widespread use of the ink jet recording apparatus. Is one of the important technical goals to be overcome. The ink according to each of the above embodiments can be listed as one of extremely effective technologies that can overcome this technical goal.
[0062]
(Inkjet recording device)
5 shows an example of an ink jet recording apparatus in which the head according to FIG. 4 is incorporated. In FIG. 4, reference numeral 61 denotes a blade as a wiping member. One end of the blade 61 is held by a blade holding member to become a fixed end, and forms 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 in the moving 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 it moves in a direction perpendicular to the moving direction of the recording head and comes into contact with the ejection port surface to perform capping. Further, reference numeral 63 denotes an absorber provided adjacent to the blade 61 and, like the blade 61, is held in a form protruding in the moving path of the recording head. The blade 61, the cap 62, and the absorber 63 constitute a discharge recovery portion 64, and the blade 61 and the absorber 63 remove moisture, dust, and the like from the ink discharge port surface. 65 has a discharge energy generating means, and a recording head that performs recording by discharging ink onto a cloth facing the discharge port surface on which the discharge port is arranged. 66 has a recording head 65 mounted thereon and moves the recording head 65. It is a carriage for the purpose. The carriage 66 is slidably engaged with the guide shaft 67, and a part of the carriage 66 is connected to a belt 69 (not shown) driven by a motor 68. As a result, the carriage 66 can move along the guide shaft 67, and the recording area and its adjacent area can be moved by the recording head 65. 51 is a paper feed section for inserting recording paper, and 52 is a paper feed roller driven by a motor (not shown). With these configurations, the recording paper is fed to a position facing the ejection port surface of the recording head, and is discharged to a paper discharge portion provided with a discharge roller 53 as recording progresses.
[0063]
In the above configuration, when the recording head 65 returns to the home position due to 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 the cap 62 is in contact with the ejection surface of the recording head 65 to perform capping, the cap 62 moves so as to protrude into the moving path of the recording head.
[0064]
When the recording head 65 moves from the home position to the recording start position, the cap 62 and the blade 61 are in the same position as the above-described wiping position. As a result, the ejection port surface of the recording head 65 is wiped even during this movement. The above-mentioned movement of the recording head to the home position is not only at the end of recording or at the time of recovery of ejection, but also to the home position adjacent to the recording area at a predetermined interval while the recording head moves through the recording area for recording. Then, the wiping is performed with this movement.
[0065]
(ink cartridge)
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an ink cartridge that stores ink supplied to the head via an ink supply member, for example, a tube. Reference numeral 40 denotes an ink container, for example, an ink bag, which contains ink for supply, and a rubber plug 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 that receives waste ink. The ink container preferably has an ink contact surface made 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, but is preferably used in an apparatus in which they are integrated as shown in FIG.
[0066]
(Recording unit)
In FIG. 6, reference numeral 70 denotes a recording unit, in which an ink storage portion that stores ink, for example, an ink absorber is stored, and the ink in the ink absorber has a plurality of orifices. 71 is ejected 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. The recording unit 70 is used in place of the recording head shown in FIG. 4 and is detachable from the carriage 66.
[0067]
(Ink set)
By the way, the ink according to the various embodiments described above can be, for example, yellow, magenta, cyan, red, green, blue, or black ink depending on the selection of the color material. Each ink may be used alone for image recording. Alternatively, an ink set that can be suitably used for forming a color image can be provided by combining two or more different color inks. Also suitable for forming high-tone images by combining two or more inks of the same color and containing different color materials, or combining two or more inks of the same color and different densities An ink set that can be used can be provided. When an image is formed using these ink sets, for example, a recording apparatus in which four recording heads shown in FIG. 3 are arranged on a carriage can be used. FIG. 8 shows an embodiment thereof, and reference numerals 86, 87, 88 and 89 denote recording heads for ejecting, for example, yellow, magenta, cyan and black inks. The recording head is disposed in the above-described recording apparatus and ejects ink of each color according to a recording signal. FIG. 8 shows an example in which four recording heads are used. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. An embodiment for recording is also included.
[0068]
Heretofore, the case where the ink according to the present invention is used in the apparatus for applying the thermal energy corresponding to the recording signal to the ink and discharging the ink from the thermal energy and the image recording method using the apparatus has been described. However, the ink of the present invention can also be used in an ink jet recording apparatus in which ink is ejected by mechanical energy and an image recording method using the ink jet recording apparatus, whereby the same excellent effect can be obtained.
[0069]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to some specific examples of the present invention. However, the present invention is not limited to the following specific examples.
[0070]
(Examples 1-7, Comparative Examples 1-7)
The components described in Table 1 below were mixed and stirred for 2 hours or longer, then adjusted to pH 7 using a 10% aqueous sodium hydroxide solution, and filtered through a 0.2 μm membrane filter. Inks of Examples 1-7 were prepared.
[0071]
[Table 1]

[0072]
[Evaluation 1]
Recording was performed on a commercially available copy paper at a driving frequency of 2 kHz using an ink jet printer (trade name: BJ130; manufactured by Canon Inc.) using each of the inks as a heat generating element as a discharge energy source of the ink. The clogging property at the time of reprinting after the stop and the frequency response were evaluated. The printer head used here is configured such that the amount of ink ejected from the orifice by one ejection operation is about 60 pl. The evaluation conditions were as follows.
[0073]
(1) Clogging after printing is paused:
When the printer is filled with each ink, and alphanumeric characters are printed continuously for 1 minute in an environment of room temperature 0 ° C and humidity 25 ± 5%, then stopped for 30 seconds, and alphanumeric characters are printed again This was determined by the presence or absence of printing defects such as faint or missing characters. At this time, the head temperature was 35 ± 5 ° C.
○: No fading from the first character.
Δ: Part of the first character is faint or missing.
×: The first character cannot be printed at all.
[0074]
(2) Frequency response
The printed state of the obtained printed matter, that is, the blurred state, the white-out state, and the poor landing point state such as splash or twist were observed and evaluated with the naked eye.
A: The ink followability with respect to the frequency is good, and neither solid printing nor crisp printing shows fading, white spots, or poor landing points.
◯: The ink followability with respect to the frequency is almost good, and no blurring, white spots, or poor landing points are observed in the character printing, but a slight fading is observed in the solid printing.
(Triangle | delta): Although it is faint in a character print and a white spot is not seen, some landing spot defects are seen. In solid printing, faint and white spots are seen about 1/3 of the whole solid.
X: In solid printing, there are a lot of fading and white spots, and a lot of fading and landing point defects are also seen in the character printing portion.
[0075]
[Evaluation 2]
An ink jet head using a heating element as an ink discharge energy source was prepared. This head was configured such that the amount of ink ejected from the orifice by one ejection operation was 10 pl. Using this head, recording was performed on the same copy paper as used in Evaluation 1 at a driving frequency of 5 kHz, and the orifice clogging property and frequency response at the time of reprinting after temporary printing stop were evaluated. The evaluation conditions were the same as the above [Evaluation 1] except that the room temperature was 20 ° C. The evaluation criteria were also the same as [Evaluation 1].
[0076]
The results of [Evaluation 1] and [Evaluation 2] are shown in Tables 2 and 3 below.
[0077]
[Table 2]

[0078]
[Table 3]

[0079]
【The invention's effect】
According to these embodiments of the present invention, for example, the following effects can be obtained.
(1) The re-ejectability of water-based ink containing a water-soluble color material can be stabilized under various recording environments or when the orifice is miniaturized.
(2) A high-definition image can be stably recorded.
(3) A high-definition image can be obtained stably.
(4) The ink jet ink satisfying each item required for ink jet ink and capable of performing highly reliable ink jet recording even in a cold region or the like, and even temporarily when a recording head for obtaining a high-definition image is used. High reliability can be ensured also for re-recording after a pause.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a head of an ink jet recording apparatus.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of a multi-head.
FIG. 4 is a schematic perspective view showing an embodiment of an ink jet recording apparatus.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of an ink cartridge.
FIG. 6 is a schematic perspective view showing another example of the inkjet recording head.
FIG. 7 is a schematic explanatory diagram of a recording head to which four ink cartridges are attached.
FIG. 8 is a schematic explanatory diagram showing a configuration in which four recording heads are arranged on a carriage.
[Explanation of symbols]
13 heads
14 Ink groove
15 Heat generation head
16 Protective film
17-1, 17-2 Electrodes
18 Heating resistor tank
19 Heat storage layer
20 substrates
21 ink
22 Discharge orifice
23 Meniscus
24 ink drops
25 Recording material
26 Multi-slot
27 Glass plate
40 ink bag
42 stoppers
44 Ink absorber
45 Ink cartridge
51 Paper feeder
52 Paper feed roller
53 Paper discharge roller
61 blade
62 Cap
63 Ink absorber
64 Discharge recovery section
65 recording head
66 Carriage
67 Guide shaft
68 motor
69 belt
70 recording units
71 Head
72 Air communication port
80 ink flow path
81 Orifice plate
82 Diaphragm
83 Piezoelectric elements
84 substrates
85 Discharge port
86, 87, 88, 89 Recording head

Claims (3)

An ink storage portion for housing the Lee ink, by using the image recording apparatus and a single head for ejecting an ink jet printing the ink from 1 to 15 picoliters ejection operation, the ink In the image recording method comprising the steps of ejecting and adhering the ink to a recording medium, the ink contains a water-soluble coloring material, bishydroxyethyl sulfone and urea in an aqueous medium, and contains the bishydroxyethyl sulfone The amount of urea is 0.1-30% by weight relative to the total weight of the ink, the urea content is 0.1-20% by weight relative to the total weight of the ink, and the bishydroxyethyl sulfone and the An image recording method, wherein the total content of urea is 0.2 to 40% by weight based on the total weight of the ink . An ink storage portion for housing the Lee ink, the image recording apparatus comprises a single head for ejecting an ink jet printing the ink from 1 to 15 picoliters ejection operation, and the ink is water Colorant, bishydroxyethyl sulfone and urea in an aqueous medium, the bishydroxyethyl sulfone content is 0.1-30 wt% with respect to the total weight of the ink, and the urea content is 0.1-20% by weight based on the total weight of the ink, and the total content of the bishydroxyethylsulfone and the urea is 0.2-40% by weight based on the total weight of the ink. A characteristic image recording apparatus. An ink storage portion for housing the Lee ink, in the recording unit comprising a single head for ejecting an ink jet printing the ink from 1 to 15 picoliters ejection operation, and the ink is water-soluble A coloring material, bishydroxyethyl sulfone and urea in an aqueous medium, the bishydroxyethyl sulfone content is 0.1-30 wt% with respect to the total weight of the ink, and the urea content is The total content of the bishydroxyethyl sulfone and the urea is 0.2 to 40% by weight with respect to the total weight of the ink. And recording unit.

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