JP4497623B2 - インクジェット記録ヘッドのヒータへのコゲ付着低減方法、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、記録ユニット及び記録ヘッドの長寿命化方法 - Google Patents
インクジェット記録ヘッドのヒータへのコゲ付着低減方法、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、記録ユニット及び記録ヘッドの長寿命化方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクに熱エネルギーを印加する為のヒーター表面へのコゲの付着を低減する方法、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、記録ユニット、及びインクジェット記録ヘッドの長寿命化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりインクジェット方式を用いた印刷には様々な方式が案出されているが、その中でも例えば特開昭５４−５１８３７号公報などに記載されているインクを熱エネルギーの作用によりインク滴として吐出させるインクジェット方式（所謂バブルジェット方式）は高密度マルチノズルが非常に簡単であるため、高画質の画像が高速で且つ非常に安いコストで得られ、しかも特別なコート層などを有しない普通紙にも印刷できるという特徴を有している。この方式は記録ヘッドのヒーターが急速に加熱されることによりヒーター上の液体が気泡を発生し、急激な体積の増大を起こす。この急激な体積の増大に基づく作用力によって記録ヘッド部先端のノズルより液滴が吐出、飛翔して被記録材に付着して印刷が行われるものである。
【０００３】
しかし、この方式は、大量の印刷を行うとインクを吐出させる為に記録ヘッドのヒーターが繰返し加熱される結果、ヒーター面にインクの分解物（所謂コゲ）が堆積することがある。コゲが堆積するとヒーターからインクに熱エネルギーが有効に伝わらず、吐出する液滴量や吐出する液滴の速度が初期と比べて減少し、それが画像品質に影響を及ぼしてしまうといった問題が生じることがある。この場合高い品質の印刷を続けて得ようとすると記録ヘッドを交換する必要があり、このような状況はユーザにとってトータルでの印刷コストの上昇につながってしまう。従って、このような状況をもたらす可能性のあるヒータ上へのコゲの付着をより一層減少させ、記録ヘッドのより一層の長寿命化を図ることはバブルジェット方式においては常により一層の改善を目指すべき重要な技術課題の一つとなっている。
【０００４】
例えば、特開平３−１６００７０号公報にはオキソ陰イオンを含むインクが提案されている。オキソ陰イオンとしてリン酸塩、ポリリン酸塩、リン酸エステル、ヒ酸塩、モリブデン酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、シュウ酸塩が挙げられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、記録ヘッド内のインクに対して熱エネルギーを印可して、該インクを記録ヘッドから吐出させる為のヒータ表面へのコゲの付着をより一層低減する方法を提供することを目的とする。また本発明は、より一層の高品質な印刷を可能とし、また記録ヘッドのより一層の長寿命化を達成することのできるインクジェット記録装置を提供することを他の目的とする。また本発明は、より長期間に亘り高品質な印刷を行なうことのできる記録ユニットを提供することを他の目的とする。更に本発明は、優れた品質の印刷のより一層の低コスト化を達成する記録ヘッドの長寿命化方法を提供することを他の目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成することのできるインクジェットプリンタのヒータへのコゲの付着低減方法の一実施態様は、インクに熱エネルギーを印加してオリフィスから該インクを吐出させる為のヒータを備えた記録ヘッドを有するインクジェットプリンタの、該ヒータへのコゲの付着低減方法であって、該ヒータがタンタル及びタンタルの酸化物よりなる最表面保護層を備え、且つ該インクが（ａ）色材、（ｂ）液媒体、及び（ｃ）アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩の群から選択される少なくとも一つを含むインクであり、該インクを吐出させる為に該ヒータに投入するエネルギーをＥｏｐとし、該記録ヘッドから該インクを吐出させるために最低限必要な該ヒータへのエネルギー投入量をＥｔｈとしたとき、Ｅｏｐが下記
１．１０≦Ｅｏｐ／Ｅｔｈ≦１．５０
の関係を満たすことを特徴とする。
【０００７】
そして係る構成によってヒータの最表面保護層へのコゲの付着を極めて有効に低減させることが可能である。このインクを用いることでこのような効果が得られる理由は明らかでないが、インク中のアルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩の群から選択される少なくとも一つが該ヒータの最表面保護層を構成する金属及び／または金属酸化物と相互作用し、コゲの付着を防止、あるいはコゲの分解、コゲのヒータ表面からの剥離を促進するものと考えられる。
【０００８】
そしてヒータの最表面保護層に含まれる金属をタンタル、または金属酸化物をタンタルの酸化物とした場合、その効果はより顕著なものとなる。更に該ヒータに対して投入するエネルギー量をＥop、インクを吐出させる為に最低限必要な該ヒータへの投入エネルギー量をＥthとしたときにEopが下記の関係を満たす様に該ヒータへのエネルギー投入量を設定することで本発明のコゲ防止効果はより一層優れたものとなる。
【０００９】
１．１０≦Ｅop／Ｅth≦１．５０
【００１０】
また上記の目的を達成することのできるインクジェット記録方法の一実施態様は、タンタル及びタンタルの酸化物よりなる最表面保護層を備えたヒータから熱エネルギーを作用させることによりインクをオリフィスから吐出させる工程を含むインクジェット記録方法において、該インクが（ａ）色材、（ｂ）液媒体、及び（ｃ）アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩の群から選択される少なくとも一つを含むインクであり、該インクを吐出させる為に該ヒータに投入するエネルギーをＥｏｐとし、該記録ヘッドから該インクを吐出させるために最低限必要な該ヒータへのエネルギー投入量をＥｔｈとしたとき、Ｅｏｐが下記
１．１０≦Ｅｏｐ／Ｅｔｈ≦１．５０
の関係を満たすことを特徴とする。
【００１１】
また上記の目的を達成することのできるインクジェット記録装置の一実施態様は、インクを収容しているインク収容部、該インク収納部から導かれたインク流路内のインクに熱エネルギーを付与するヒータを有するインクジェット記録用ヘッド、及び記録情報に応じて該ヒータにパルス状の電気信号を印加する手段を具備しているインクジェット記録装置であって、該ヒータがタンタル及びタンタルの酸化物よりなる最表面保護層を具備し、該インクが（ａ）色材、（ｂ）液媒体、及び（ｃ）アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩の群から選択される少なくとも一つを含み、該インクを吐出させる為に該ヒータに投入するエネルギーをＥｏｐとし、該記録ヘッドから該インクを吐出させるために最低限必要な該ヒータへのエネルギー投入量をＥｔｈとしたとき、Ｅｏｐが下記
１．１０≦Ｅｏｐ／Ｅｔｈ≦１．５０
の関係を満たすことを特徴とする。
【００１２】
また上記の目的を達成することのできる記録ユニットの一実施態様は、インクを収容しているインク収容部と、該インクを熱エネルギーの作用によりオリフィスから吐出させるためのインクジェット記録用ヘッド部とを有する記録ユニットであって、該インクジェット記録用ヘッド部は該インクに熱エネルギーを印加する為の、タンタル及びタンタルの酸化物よりなる最表面保護層を備えたヒータを具備し、且つ該インクが（ａ）色材、（ｂ）液媒体、及び（ｃ）アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩の群から選択される少なくとも一つを含むインクであり、該インクを吐出させる為に該ヒータに投入するエネルギーをＥｏｐとし、該記録ヘッドから該インクを吐出させるために最低限必要な該ヒータへのエネルギー投入量をＥｔｈとしたとき、Ｅｏｐが下記
１．１０≦Ｅｏｐ／Ｅｔｈ≦１．５０
の関係を満たすことを特徴とする。
【００１３】
更に上記目的を達成することのできる記録ヘッドの長寿命化方法の一実施態様は、インクに熱エネルギーを印加してオリフィスから吐出させる工程を含むインクジェット記録方法に用いる、インクに熱エネルギーを付与するヒータを具備している記録ヘッドの長寿命化方法であって、該ヒータにタンタル及びタンタルの酸化物よりなる最表面保護層を設けると共に、該インクとして（ａ）色材、（ｂ）液媒体、及び（ｃ）アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩の群から選択される少なくとも一つを含むインクを用い、該インクを吐出させる為に該ヒータに投入するエネルギーをＥｏｐとし、該記録ヘッドから該インクを吐出させるために最低限必要な該ヒータへのエネルギー投入量をＥｔｈとしたとき、Ｅｏｐが下記
１．１０≦Ｅｏｐ／Ｅｔｈ≦１．５０
の関係を満たすようにすることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、好ましい実施の形態を挙げて、本発明をより詳細に説明する。
【００１５】
（アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩）
先ず、アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩について述べる。本発明者らは、インクを熱エネルギーの作用によりインク滴として吐出させるインクジェット記録方法において、該インクジェット記録用ヘッドのヒーター上に付着するコゲを低減する方法を鋭意検討した結果、該インクにアルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、及びアルドン酸塩、特に好ましくはグルコン酸、γ−グルコノラクトン、δ−グルコノラクトン、及びグルコン酸塩から選択される少なくとも一種を含ませることにより、非常に効果的にコゲが低減することを知見して本発明に至った。
【００１６】
アルドン酸はアルドースのアルデヒド基を酸化してカルボキシル基としたものに相当するポリオキシカルボン酸であり、下記一般式で表される。
【００１７】
ＨＯＣＨ2（Ｃ*ＨＯＨ）ｎＣＯＯＨ
（但し、ｎは０以上の整数。Ｃ*不斉炭素原子を表わす。）
【００１８】
上記一般式に示す様にアルドン酸は不斉炭素原子を有するので、光学異性体が多く存在する。炭素数５個以上（前記一般式のｎ＝３以上）のアルドン酸は単独で水溶液中に存在することはまれで、通常アルドン酸の一部はγ位あるいはδ位の水酸基との間にラクトンを形成し、それぞれγ―アルドノラクトン及びδ―アルドノラクトンになり、アルドン酸、γ―アルドノラクトン及びδ―アルドノラクトン３者の平衡混合物として存在すると言われる。又、炭素数４個（前記一般式のｎ＝２）のアルドン酸も単独で水溶液中に存在することはまれで、通常アルドン酸の一部はγ位の水酸基との間にラクトンを形成し、それぞれγ―アルドノラクトンになり、アルドン酸及びγ―アルドノラクトン２者の平衡混合物として存在すると言われる。
【００１９】
アルドン酸は炭素数で分類され、炭素数４個（前記一般式のｎ＝２）のものはテトロン酸；炭素数５個（前記一般式のｎ＝３）のものはペントン酸；炭素数６個（前記一般式のｎ＝４）のものはヘキソン酸と総称されている。アルドン酸の具体例として例えば、炭素数２個（前記一般式のｎ＝０）のグリコール酸（別名：ヒドロキシ酢酸）；炭素数３個（前記一般式のｎ＝１）のグリセリン酸；炭素数４個（前記一般式のｎ＝２）のエリトロン酸、トレオン酸；炭素数５個（前記一般式のｎ＝３）のリボン酸、アラボン酸、キシロン酸、リキソン酸；炭素数６個（前記一般式のｎ＝４）のグルコン酸、アロン酸、アルトロン酸、マンノン酸、グロン酸、イドン酸、ガラクトン酸、タロン酸；炭素数７個（前記一般式のｎ＝４）のグルコヘプトン酸等が挙げられ、それぞれにＤ体、Ｌ体及びＤＬ体が存在するものもある。
【００２０】
本発明のアルドン酸の中で特に好ましいグルコン酸について述べる。グルコン酸は単独で水溶液中に存在することはまれで、通常グルコン酸の一部はγ位あるいはδ位の水酸基との間にそれぞれラクトンを形成し、それぞれγ−グルコノラクトンやδ−グルコノラクトンになり、グルコン酸、γ−グルコノラクトン及びδ−グルコノラクトン３者の平衡混合物として存在すると言われている。グルコン酸はＤ体、Ｌ体、ＤＬ体が存在しており、どれを使用してもよいが、一般的にＤ体のＤ−グルコン酸が容易に入手出来る。又、グルコン酸の光学異性体として、アロン酸、アルトロン酸、マンノン酸、グロン酸、イドン酸、ガラクトン酸、タロン酸等が存在し、グルコン酸と似た性質を示すので、これらを使用してもよい。
【００２１】
又、グルコン酸塩としては、グルコン酸リチウム、グルコン酸ナトリウム、グルコン酸カリウム、グルコン酸マグネシウム、グルコン酸カルシウム、、グルコン酸バリウム、グルコン酸鉄（ＩＩ）、グルコン酸銅（ＩＩ）等が挙げられるが、好ましくは、グルコン酸リチウム、グルコン酸ナトリウム、グルコン酸カリウムを使用することが好ましい。又、これら化合物は単独で使用することはもちろん、２種類以上併用して使用することも出来る。
【００２２】
グルコン酸、γ−グルコノラクトン、δ−グルコノラクトン、グルコン酸塩から少なくとも一種選択される化合物の総含有量はインク全量に対して０．００５〜２０重量％であり、好ましくは、グルコン酸、γ−グルコノラクトン、δ−グルコノラクトン、グルコン酸リチウム、グルコン酸ナトリウム、グルコン酸カリウムから少なくとも一種選択される化合物の総含有量がインク全量に対して０．０５〜１２重量％である。０．００５重量％より少ないとコゲの低減効果が発現せず、２０重量％より多くしても、もはやそれ以上の効果は期待できない為、コスト等で不利になる。
【００２３】
（色材）
本発明に用いられる色材について説明する。色材としては、染料又は顔料を用いるのが好ましい。
【００２４】
（染料）
染料としては直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料などあらゆる染料を用ーいることが出来る。具体的には、例えば、
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック−４，−９，−１１，−１７，−１９，−２２，−３２，−８０，−１５１，−１５４，−１６８，−１７１，−１９４、−１９５、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー−１，−２，−６，−８，−２２，−３４，−７０，−７１，−７６，−７８，−８６，−１４２，−１９９，−２００，−２０１，−２０２，−２０３，−２０７，−２１８，−２３６，−２８７、
Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド−１，−２，−４，−８，−９，−１１，−１３，−１５，−２０，−２８，−３１，−３３，−３７，−３９，−５１，−５９，−６２，−６３，−７３，−７５，−８０，−８１，−８３，−８７，−９０，−９４，−９５，−９９，−１０１，−１１０，−１８９,−２２５，−２２７，
Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー−１，−２，−４，−８，−１１，−１２，−２６，−２７，−２８，−３３，−３４，−４１，−４４，−４８，−８６，−８７，−８８，−１３２，−１３５，−１４２，−１４４、
Ｃ．Ｉ．フードブラック−１，−２、
Ｃ．Ｉ．アシッドブラック−１，−２，−７，−１６，−２４，−２６，−２８，−３１，−４８，−５２，−６３，−１０７，−１１２，−１１８，−１１９，−１２１，−１７２，−１９４，−２０８、
Ｃ．Ｉ．アシッドブルー−１，−７，−９，−１５，−２２，−２３，−２７，−２９，−４０，−４３，−５５，−５９，−６２，−７８，−８０，−８１，−９０，−１０２，−１０４，−１１１，−１８５，−２５４、
Ｃ．Ｉ．アシッドレッド−１，−４，−８，−１３，−１４，−１５，−１８，−２１，−２６，−３５，−３７，−５２，−２４９，−２５７、−２８９，
Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー−１，−３，−４，−７，−１１，−１２，−１３，−１４，−１９，−２３，−２５，−３４，−３８，−４１，−４２，−４４，−５３，−５５，−６１，−７１，−７６，−７９、
Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー−１、−２、−３、−４、−５、−７、−８、−９、−１３、−１４、−１５、−１７、−１８、−１９、−２０、−２１、−２５、−２６、−２７、−２８、−２９、−３１、−３２、−３３、−３４、−３７、−３８、−３９、−４０、−４１、−４３、−４４、−４６、
Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド−１、−２、−３、−４、−５、−６、−７、−８、−１１、−１２、−１３、−１５、−１６、−１７、１９、−２０、−２１、−２２、−２３、−２４、−２８、−２９、−３１、−３２、−３３、−３４、−３５、−３６、−３７、−３８、−３９、−４０、−４１、−４２、−４３、−４５、−４６、−４９、−５０、−５８、−５９、−６３、−６４、−１８０、
Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー−１、−２、−３、−４、−６、−７、−１１、−１２、−１３、−１４、−１５、−１６、−１７、−１８、−２２、−２３、−２４、−２５、−２６、−２７、−３７、−４２、
Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック−１、−３、−４、−５、−６、−８、−９、−１０、−１２、−１３、−１４、−１８、
プロジェットファストシアン２（Ｚｅｎｅｃａ社）、プロジェットファストマゼンタ２（Ｚｅｎｅｃａ社）、プロジェットファストイエロー２（Ｚｅｎｅｃａ社）、プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２５】
（顔料）
顔料としては無機顔料や有機顔料などあらゆる顔料を用いることが出来る。
【００２６】
具体的にはカーボンブラック、
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、−２、−３、−１２、−１３、−１４、−１６、−１７、−７３、−７４、−７５、−８３、−９３、−９５、−９７，−９８，−１１４，−１２８，−１２９，−１５１，−１５４、−１９５、
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド−５、−７、−１２、−４８（Ｃａ）、−４８（Ｍｎ）、−５７（Ｃａ）、５７：１、５７（Ｓｒ）、１１２、１２２、１２３、１６８、１８４、２０２．
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー−１、−２、−３、−１５：３、−１５：３４、−１６、−２２、−６０、
Ｃ．Ｉ．ヴァットブルー−４、−６
等が挙げられる。
【００２７】
（分散剤）
これら顔料を使用した場合は、顔料をインク中で安定に分散させるために分散剤を使用することが好ましい。分散剤としては高分子分散剤や界面活性剤系分散剤等が挙げられる。高分子分散剤の具体例としては、ポリアクリル酸塩、スチレンーアクリル酸共重合物塩、スチレンーメタクリル酸共重合物塩、スチレンーアクリル酸―アクリル酸エステル共重合物塩、スチレンーマレイン酸共重合物塩、アクリル酸エステルーマレイン酸共重合物塩、スチレンーメタクリルスルホン酸共重合物塩、ビニルナフタレンーマレイン酸共重合物塩、β―ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール等が挙げられる。重量平均分子量は１０００〜３００００で、酸価は１００〜４３０の範囲が好ましい。界面活性剤系分散剤としてはラウリルベンゼンスルホン酸塩、ラウリルスルホン酸塩、ラウリルベンゼンカルボン酸塩、ラウリルナフタレンスルホン酸塩、脂肪族アミン塩、ポリエチレンオキサイド縮合物等が挙げられる。これらの分散剤の使用量は顔料の重量：分散剤の重量＝１０：５〜１０：０．５の範囲が好ましい。
【００２８】
（自己分散型ＣＢ）
また、特開平５−１８６７０４号公報や特開平８−３４９８号公報に記載されているようなカーボンブラックの表面に水溶性基を導入することにより自己分散が可能になったカーボンブラックを使用出来る。自己分散が可能なカーボンブラックを使用する際は、分散剤を使用しなくても良い。
【００２９】
これら染料及び顔料を１種類で用いるか、または２種以上を組合わせて用いても良い。また、これら染料及び顔料の濃度は通常はインク全量に対して０．１〜２０重量％の範囲から適宜選択される。
【００３０】
（液媒体）
次に、本発明に用いられる液媒体について説明する。液媒体としては水と水溶性有機溶剤を併用することが好ましい。
【００３１】
本発明に使用する水は、種々のイオンを含有する一般の水ではなく、脱イオン水を使用することが望ましい。又、水の含有量としては、インク全量に対して、好ましくは３５〜９６重量％の範囲である。
【００３２】
水溶性有機溶剤はインクの粘度を使用上好ましい適当な粘度に調整するためと、インクの乾燥速度を遅らせたり、色材の溶解性を高め記録ヘッドのノズルの目詰まりを防止するために使用する。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共重合体；エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール等のアルキレン基が２〜６個の炭素原子を含むアルキレングリコール類；グリセリン；トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン；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；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類；スルホラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。上記のごとき水溶性有機溶剤は、単独でも或いは混合物としても使用することができる。
【００３３】
（添加剤）
又、本発明のインクのｐＨ値を一定にしてインク中における染料の溶解性及び顔料の分散性を安定化させる為に、インク中にｐＨ調整剤を含有させてもよい。ｐＨ調整剤として具体的には、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化アンモニウム等の水酸化物、硫酸、塩酸等の酸類、及びこれら水酸化物と酸との塩、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム及び硫酸アンモニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウムカリウム、炭酸アンモニウム及び炭酸水素アンモニウム等の炭酸塩、リン酸リチウム、リン酸一ナトリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸一カリウム、リン酸二カリウム、リン酸三カリウム、リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウム、リン酸三アンモニウム等のリン酸塩、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム及び酢酸アンモニウム等の酢酸塩等が挙げられる。
【００３４】
これらの塩は、単独でインク中に添加させて使用してもよいが、これらのうちの２種類以上の塩を併用するのが更に好ましい。又、これらの塩の総添加量は、好ましくは０．１〜１０重量％、更に好ましくは１〜８重量％である。該添加量が０．１重量％より少ないとインクのｐＨを一定に保つことが困難であり、インク中に含まれている水性染料の溶解安定性に効果が少ない。一方、１０重量％より多いと、これらの塩の結晶が析出してノズルの目詰まり等を引き起こす為、かえって好ましくない。
【００３５】
更に、本発明のインクには、上記の成分の他に必要に応じて、従来公知の一般的な各種添加剤、例えば、粘度調整剤、防かび剤、防腐剤、酸化防止剤、消泡剤、界面活性剤、尿素等のノズル乾燥防止剤を適宜併用することが出来る。
【００３６】
（インク物性）
又、本発明のインクの物性として好適な範囲は、２５℃付近でｐＨが好ましくは３〜１２、より好ましくは４〜１０、表面張力が好ましくは１０〜６０ｄｙｎ／ｃｍ、より好ましくは１５〜５０ｄｙｎ／ｃｍ、粘度が好ましくは１〜３０ｃｐｓ、より好ましくは１〜１０ｃｐｓの範囲である。
【００３７】
（記録方法）
本発明のインクを用いて記録を行うのに好適な記録方法は、記録ヘッドの室内のインクに記録信号に対応した熱エネルギーを与え、該エネルギーにより液滴を発生させるインクジェット記録方法であるが、この様な本発明のインクが好適に使用される記録装置について図を用いて以下に説明する。
【００３８】
先ず、熱エネルギーを利用したインクジェット記録装置の主要部であるヘッド構成の一例を図１及び図２に示す。図１は、インク流路に沿ったヘッド１３の断面図であり、図２は図１のＡ−Ｂ線での切断面図である。ヘッド１３はインクを通す流路（ノズル）１４を有するガラス、セラミック、シリコン、ポリサルホン又はプラスチック板等と発熱素子基板１５とを接着して得られる。発熱素子基板１５は、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン等で形成される保護層１６−１、金属または金属酸化物、好ましくはタンタル又はタンタルの酸化物等で形成される最表面保護層１６−２、アルミニウム、金、アルミニウム−銅合金等で形成される電極１７−１及び１７−２、ハフニウムボライド、窒化タンタル、タンタルアルミニウム等の高融点材料から形成される発熱抵抗体層１８、酸化シリコン、酸化アルミニウム等で形成される蓄熱層１９、シリコン、アルミニウム、窒化アルミニウム等の放熱性のよい材料で形成される基板２０よりなっている。
【００３９】
上記ヘッド１３の電極１７−１及び１７−２にパルス状の電気信号が印加されると、発熱素子基板１５のｎで示される領域（ヒーター）が急速に発熱し、この表面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がヘッドのノズル１４を通して吐出し、吐出オリフィス２２よりインク小滴２４となり、被記録材２５に向かって飛翔する。図３には、図１に示したヘッドを多数並べたマルチヘッドの一例の外観図を示す。このマルチヘッドは、マルチノズル２６を有するガラス板２７と、図１に説明したものと同じような発熱ヘッド２８を接着して作られている。
【００４０】
（ヒータへの印加エネルギー量）
次にヒータへの印加エネルギーについて説明する。バブルジェットヘッドがぎりぎり吐出可能な臨界エネルギーをEthとし、実際に投入するエネルギーをEopとしたときに、これらの比（Eop／Eth）をｒと表わすこととする。すなわち、バブルジェットヘッドに印加するパルスの幅をＰとし（複数のパルスを分割して与える時はその合計幅）、印加する電圧をＶ、ヒーターの抵抗をＲとする時、投入エネルギーＥは、
Ｅ＝Ｐ×Ｖ2／Ｒ （１）
と表わすことができる。この時、バブルジェットヘッドがぎりぎり吐出できるエネルギーをＥthとし、実際に駆動を行う時の投入エネルギーをＥopとすれば、ｒ値は、
ｒ＝Ｅop／Ｅth （２）
で与えられる。そしてバブルジェットヘッドの駆動条件からｒ値を求める方法は、例えば以下の二つの方法で行うことが可能である。
【００４１】
（方法１） パルス幅が固定している場合
まず、与えられたパルス幅で、バブルジェットヘッドが吐出する適当な電圧を見つけて駆動する。次に、徐々に電圧を下げてゆき、吐出が止まる電圧を見つける。この電圧の直前の吐出可能な最小電圧をＶthとする。実際に駆動で使用されている電圧をＶopとすれば、ｒ値は、
ｒ＝（Ｖop／Ｖth）2
で求められる。
【００４２】
（方法２） 電圧が固定している場合
まず、与えられた電圧で、バブルジェットヘッドが吐出する適当なパルス幅を見つけて駆動する。次に、徐々にパルス幅を短くしてゆき、吐出が止まるパルス幅を見つける。このパルス幅の直前の吐出可能な最小パルス幅をＰthとする。実際に駆動で使用されているパルス幅をＰopとすれば、ｒ値は、
ｒ＝Ｐop／Ｐth
で求められる。
【００４３】
なお、ここでの電圧値はＢＪヒーターを発熱させるためにヒーター部に実際にかかる電圧である。ヘッドの外部から投入した電圧は、接点や配線抵抗等で電圧降下することがあるが、ヘッドの外部からＶthとＶopの測定を行う場合、これらの電圧変動分が両方の値に含めて測定されるので、電圧変動分が大きくない限り、これらの値を直接用いてｒ値を計算しても誤差は少なく、これによる値を ｒ値として用いても差し支えない。
【００４４】
また、実際のプリンターで記録を行っている際には、複数のヒーターが駆動されるために１つのヒーターに対する電圧がこの影響を受けて変動する可能性があることに注意する必要がある。
【００４５】
更に、前記式（１）と式（２）から、同一ｒ値においては、Ｖの２乗とＰは反比例するように見えるが、実際には、パルス波形が矩形にならない等の電気的問題、パルス波形が異なるとヒーター周辺の熱拡散が異なる等の熱的問題、電圧が異なるとヒーターからインクへの熱流束が異なり発泡状態が変化する等のバブルジェット特有の問題等があって、Ｖの２乗とＰは単純な関係には無い。従って、上記の方法１及び２は、それぞれ独立して扱われなければならず、一方の値から計算で他方の値に変換することは誤差があることを注意しなければならない。本願では、特に断らない限り上記の方法１で求めた値をｒ値として用いることとする。
【００４６】
インクの安定的な吐出のためには、ｒ値を１．１２〜１．９６程度で駆動するのが一般的である。しかしアルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩から含まれる少なくとも１つを含むインクに熱エネルギーを印加して記録ヘッドから吐出させる場合、ｒ値を所定の範囲、具体的には1.１〜1.５で駆動することがヒータへのコゲの付着を防止し、ひいては記録ヘッドのより一層の長寿命化を図ることができ好ましいものである。この範囲でコゲの付着が特に有効に防止でき、また記録ヘッドの長寿命化を図れる理由は明らかでないが、ヒーターに過大にエネルギーが供給されることによってヒーター表面温度が過大に高くなることがなく、アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩による金属の侵食が過度に起こることが無いためであると考えられる。
【００４７】
図４に、この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固定されており、カンチレバーの形態をなす。ブレード６１は記録ヘッド６５による記録領域に隣接した位置に配置され、又、本例の場合、記録ヘッド６５の移動経路中に突出した形態で保持される。
【００４８】
６２は記録ヘッド６５の突出口面のキャップであり、ブレード６１に隣接するホームポジションに配置され、記録ヘッド６５の移動方向と垂直な方向に移動して、インク吐出口面と当接し、キャッピングを行う構成を備える。更に、６３はブレード６１に隣接して設けられるインク吸収体であり、ブレード６１と同様、記録ヘッド６５の移動経路中に突出した形態で保持される。上記ブレード６１、キャップ６２及びインク吸収体６３によって吐出回復部６４が構成され、ブレード６１及びインク吸収体６３によって吐出口面に水分、塵埃等の除去が行われる。
【００４９】
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の移動を行うためのキャリッジである。キャリッジ６６はガイド軸６７と摺動可能に系合し、キャリッジ６６の一部はモーター６８によって駆動されるベルト６９と接続（不図示）している。これによりキャリッジ６６はガイド軸６７に沿った移動が可能となり、記録ヘッド６５による記録領域及びその隣接した領域の移動が可能となる。
【００５０】
５１は被記録材を挿入するための紙給部、５２は不図示のモーターにより駆動される紙送りローラーである。これらの構成により記録ヘッドの６５吐出口面と対向する位置へ被記録材が給紙され、記録が進行につれて排紙ローラー５３を配した排紙部へ排紙される。以上の構成において記録ヘッド６５が記録終了してホームポジションへ戻る際、吐出回復部６４のキャップ６２は記録ヘッド６５の移動経路から退避しているが、ブレード６１は移動経路中に突出している。その結果、記録ヘッド６５の吐出口がワイピングされる。
【００５１】
尚、キャップ６２が記録ヘッド６５の吐出面に当接してキャッピングを行う場合、キャップ６２は記録ヘッドの移動経路中に突出するように移動する。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は上記したワイピングの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ために記録領域を移動する間に所定の間隔で記録領域に隣接したホームポジションへ移動し、この移動に伴って上記ワイピングが行われる。
【００５２】
図５は、記録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。ここでインクカートリッジ４５の一部を構成している部材４０は供給用インクを収納したインク収容部、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にする。４４は廃インクを受容するインク吸収体である。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好ましい。
【００５３】
本発明で使用されるインクジェット記録装置としては、上述のように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に示すようなそれらが一体になったものにも好適に用いられる。図６において、７０は記録ユニットであり、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。又、インク吸収体を用いず、インク収容部が内部にバネ等を仕込んだインク袋であるような構造でもよい。７２はカートリッジ内部を大気に連通させるための大気連通口である。この記録ユニット７０は図４に示す記録ヘッド６５に換えて用いられるものであって、キャリッジ６６に対して着脱自在になっている。
【００５４】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、下記実施例により限定されるものではない。尚、文中「部」及び「％」とあるのは、特に断りのない限り重量基準である。
【００５５】
実施例１〜３及び比較例１
下記に示す各成分を混合し、充分攪拌して溶解させた後、ポアサイズ０．２μｍのミクロフィルター（富士写真フィルム（株）製）にて加圧濾過して実施例A及び実施例Aのインクよりグルコン酸ナトリウムを抜いた比較例Aのインクを調整した。
【００５６】
実施例 A のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ グルコン酸ナトリウム ２部
・ 水酸化ナトリウム ０．１部
・ 水 ８５．９部
比較例 A のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ 水酸化ナトリウム ０．１部
・ 水 ８７．９部
【００５７】
〔評価１〕
上記の実施例Aのインクを用いて、記録信号に応じた熱エネルギーをインクに付与することによりインクを吐出させるオンデマンド型マルチ記録ヘッド（ＢＣ−０２（キヤノン（株）製）：ヒーター上の最表面保護層はタンタル及びタンタルの酸化物より成る）を有するインクジェット記録装置を用いて、図７に示す様に、パルス幅１．１μｓ（Ｏｎ）＋３．０μｓ（Ｏｆｆ）＋３．２μｓ（Oｎ）、駆動周波数６２５０Ｈｚで、Ｖｔｈ（吐出するぎりぎりの臨界電圧）を実測し、ｒ値＝１．３９に相当するＶｏｐ（駆動電圧）で評価をしたものを実施例１として下記の評価を行った。尚、Ｖｏｐ（駆動電圧）は次の式より算出した。
【００５８】
【外１】
【００５９】
また、実施例Aのインクを用いて、ｒ値＝１．１０に相当するＶｏｐ（駆動電圧）で同様の評価をしたものを実施例２、ｒ値＝１．４８に相当するＶｏｐ（駆動電圧）で同様の評価をしたものを実施例３とした。
【００６０】
また、ｒ値＝１．５６に相当するＶｏｐ（駆動電圧）で同様の評価をしたものを参考例１、ｒ値＝１．６１に相当するＶｏｐ（駆動電圧）で同様の評価をしたものを参考例２、ｒ値＝１．６９のＶｏｐ（駆動電圧）で同様の評価をしたものを参考例３とした。
【００６１】
また、比較例Aのインクを用いて、ｒ値＝１．３９に相当するＶｏｐ（駆動電圧）で同様の評価をしたものを比較例１とた。結果を第１表に示す。
【００６２】
吐出耐久性
前記装置と駆動条件で連続吐出を行い、１×１０6発おきに記録ヘッドから吐出される液滴を容器に収集して、電子天秤で秤量した。容器の増加量より １×１０6発における平均の吐出液滴量を算出した。尚、連続吐出は１×１０8発まで行い、下記の基準で評価した。
Ａ：９．９×１０7〜１×１０8発間の平均の吐出液滴量が０〜１×１０6発後の平均の吐出液滴量と比べて９０％以上。
Ｂ：９．９×１０7〜１×１０8発間の平均の吐出液滴量が０〜１×１０6発後の平均の吐出液滴量と比べて９０％未満〜７０％。
Ｃ：９．９×１０7〜１×１０8発間の平均の吐出液滴量が０〜１×１０6発後の平均の吐出液滴量と比べて７０％未満。
Ｄ：途中で吐出不能に陥った。
【００６３】
コゲ付着量
上記ヘッドの吐出耐久性で評価の終了した記録ヘッドを分解し、吐出耐久に使用したノズルのヒーター表面を光学顕微鏡（倍率４００倍）で目視して、コゲの付着量を下記の基準で評価した。
Ａ：コゲの付着が殆ど見られない。
Ｂ：コゲの付着が僅かに見られるが、実用上問題ない。
Ｃ：コゲの付着が多く見られる。
Ｄ：コゲの付着が非常に多く見られる。
【００６４】
【表１】
【００６５】
実施例４〜２４及び比較例２〜１５
下記に示す各成分を混合し、充分攪拌して溶解させた後、ポアサイズ０．２μｍのミクロフィルター（富士写真フィルム（株）製）にて加圧濾過して実施例４〜２４及び比較例５〜１８のインクを調整した。
【００６６】
実施例４のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ グリコール酸ナトリウム ３部
・ 水 ８５部
【００６７】
実施例５のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ ＤＬ−グリセリン酸４０％ａｑ ４部
・ 水酸化ナトリウム ０．６部
・ 水 ８３．４部
【００６８】
実施例６のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ Ｄ−エリスロノラクトン ２部
・ 水酸化ナトリウム ０．５部
・ 水 ８５．５部
【００６９】
実施例７のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ δ−リボノラクトン ２部
・ 水酸化ナトリウム ０．５部
・ 水 ８５．５部
【００７０】
実施例８のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ γ−Ｄ−ガラクトノラクトン ２部
・ 水酸化ナトリウム ０．４部
・ 水 ８５．６部
【００７１】
実施例９のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ δ−グルコノラクトン ２部
・ 水酸化ナトリウム ０．５部
・ 水 ８５．５部
【００７２】
実施例１０のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ グルコン酸５０％ａｑ ４部
・ 水酸化リチウム・１水和物 ０．４部
・ 水 ８３．６部
【００７３】
実施例１１のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ グルコヘプトン酸Ｎａ ２部
・ 水 ８６部
【００７４】
実施例１２のインク組成
・ プロジェットファストイエロー２（Ｚｅｎｅｃａ社） ３部
・ ジエチレングリコール １０部
・ グルコン酸ナトリウム ２部
・ 水 ８５部
【００７５】
実施例１３のインク組成
・ プロジェットファストマゼンタ２（Ｚｅｎｅｃａ社） ３部
・ ジエチレングリコール １０部
・ グルコン酸ナトリウム ２部
・ 水 ８５部
【００７６】
実施例１４のインク組成
・ プロジェットファストシアン２（Ｚｅｎｅｃａ社） ４部
・ ジエチレングリコール １０部
・ グルコン酸ナトリウム ２部
・ 水 ８４部
【００７７】
実施例１５のインク組成
・ Ｃ．Ｉ．フードブラック２ ３部
・ グリセリン ５部
・ エチレングリコール １０部
・ ２−プロパノール ３部
・ グルコン酸ナトリウム ０．５部
・ 水 ７８．５部
【００７８】
実施例１６のインク組成
・ Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３ ２部
・ グリセリン ５部
・ エチレングリコール １０部
・ ２−プロパノール ３部
・ グルコン酸マグネシウム ３部
・ 水酸化ナトリウム ０．１部
・ 水 ７６．９部
【００７９】
実施例１７のインク組成
・ Ｃ．Ｉ．レアクティブレッド１８０ ２．５部
・ グリセリン ５部
・ エチレングリコール １０部
・ ２−プロパノール ３部
・ グルコン酸ナトリウム ０．２部
・ 水 ７９．３部
【００８０】
実施例１８のインク組成
・ Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９ ３部
・ グリセリン ５部
・ エチレングリコール １０部
・ ２−プロパノール ３部
・ グルコン酸ナトリウム ０．５部
・ 水 ７８．５部
【００８１】
実施例１９のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ グリセリン ５部
・ ジエチレングリコール ５部
・ 尿素 ４部
・ ２−プロパノール ３．５部
・ グルコン酸ナトリウム １０部
・ 水酸化ナトリウム ０．１部
・ 硫酸アンモニウム ０．１部
・ 水 ７０．３部
【００８２】
実施例２０
（顔料分散液１の作成）
スチレンーアクリル酸ーアクリル酸ブチル共重合体 ５部
（酸価１１６、平均分子量３７００）
トリエタノールアミン ０．５部
ジエチレングリコール ５部
水 ６９．５部
【００８３】
上記成分を混合し、ウォーターバスで７０℃に加温し、樹脂成分を完全に溶解させる。この溶液にカーボンブラック「ＭＡ−１００」（ｐＨ３．５；三菱化学（株）製）１５部、２ープロパノール５部を加え、３０分間プレミキシングを行った後、下記の条件で分散処理を行った。
【００８４】
分散機 サンドグライダー（五十嵐機械製）
粉砕メディア ジルコニウムビーズ１ｍｍ径
粉砕メディアの充填率５０％（体積）
粉砕時間３時間
【００８５】
更に、遠心分散処理（１２０００ｒｐｍ、２０分間）を行い、粗大粒子を除去して顔料分散液１とした。
【００８６】
（実施例２０のインク作成）
以下の各成分をビーカーにて混合し、２５℃にて３時間撹拌したものを本発明に使用する実施例２０のインクとした。
・ 顔料分散液１ ３０部
・ ジエチレングリコール １０部
・ ２ープロパノール ２部
・ グルコン酸ナトリウム １部
・ 水 ５７部
【００８７】
実施例２１
（顔料分散液２の作成）
市販の酸性カーボンブラック「ＭＡ７７」（ｐＨ３；三菱化学（株）製）３００ｇを水１０００ｍｌによく混合した後、これに次亜塩素酸ソーダ（有効塩素濃度１２％）４５０ｇを滴下して、１００〜１０５℃で１０時間攪拌した。得られたスラリーを東洋ろ紙Ｎｏ２（アドバンティス社製）でろ過し、顔料粒子を十分に水洗した。この顔料ウェットケーキを水３０００ｍｌに再分散し、電導度０．２μｓまで逆浸透膜で脱塩した。さらに、この顔料分散液（ｐＨ＝８〜１０）を顔料濃度１０重量％に濃縮した。以上の方法によりカーボンブラックの表面に-COONa基を導入した。
【００８８】
（実施例２１のインク作成）
以下の各成分をビーカーにて混合し、２５℃にて３時間撹拌した。この混合物をポアサイズ３．０μｍのメンブランフィルター（住友電工（株）製）で加圧ろ過したものを本発明に使用する実施例２１のインクとした。
・ 顔料分散液２ ３０部
・ グリセリン ５部
・ トリメチロールプロパン ５部
・ アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物
（商品名：アセチレノールＥＨ、川研ファインケミカル製） ０．２部
・ グルコン酸ナトリウム １．０部
・ 水 ５８．８部
【００８９】
実施例２２
（顔料分散液３の調整）
スチレン−アクリル酸共重合体 ５．５部
（酸価２００、平均分子量７０００）
モノエタノールアミン １．０部
イオン交換水 ６７．５部
ジエチレングリコール ５．０部
【００９０】
上記成分を混合し、ウォーターバスで７０℃に加温し、、樹脂分を完全に溶解させた。
【００９１】
この溶液にＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｅ ９３を２０部、イソプロピルアルコールを１．０部加え、３０分間プレミキシングを行った後、下記の条件で分散処理を行なった。
【００９２】
分散機 ：サンドグラインダー
粉砕メディア ：ガラスビーズ １ｍｍ径
粉砕メディアの充填率 ：５０％（体積）
粉砕時間 ：３時間
【００９３】
さらに遠心分離処理（１２０００ｒｐｍ、２０分間）を行い、粗大粒子を除去して分散液とした。
【００９４】
（インクの調整）
以下の各成分をビーカーにて混合し、２５℃にて３時間撹拌したものを本発明に使用する実施例２２のインクとした。
・ 顔料分散液３ ２０部
・ グリセリン １５部
・ ジエチレングリコール １０部
・ アセチレノールＥＨ（川研ファインケミカル製） ０．３部
・ グルコン酸ナトリウム １部
・ 水 ５３．７部
【００９５】
実施例２３
実施例２３において調製した顔料分散液３の、C．I．Pigment Yellow 93をC．I．Pigment Red 122に代えた以外は顔料分散液３と同様にして顔料分散液４を調整した。
【００９６】
そして顔料分散液４を用いた以外は実施例２２のインクと同様にして実施例２３のインクを調製した。
【００９７】
実施例２４
実施例２３において調製した顔料分散液３の、C．I．Pigment Yellow 93をＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３に代えた以外は顔料分散液３と同様にして顔料分散液５を調整した。そして顔料分散液５を用いた以外は実施例２２のインクと同様にして実施例２４のインクを調製した。
【００９８】
比較例２〜１５
下記に示す各成分を混合し、充分攪拌して溶解させた後、ポアサイズ０．２μｍのミクロフィルター（富士写真フィルム（株）製）にて加圧濾過して比較例５〜１３のインクを夫々調整した。
【００９９】
比較例２のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ 水酸化ナトリウム ０．１部
・ 水 ８７．９部
【０１００】
比較例３のインク組成
・ プロジェットファストイエロー２（Ｚｅｎｅｃａ社） ３部
・ ジエチレングリコール １０部
・ 水 ８７部
【０１０１】
比較例４のインク組成
・ プロジェットファストマゼンタ２（Ｚｅｎｅｃａ社） ３部
・ ジエチレングリコール １０部
・ 水 ８７部
【０１０２】
比較例５のインク組成
・ プロジェットファストシアン２（Ｚｅｎｅｃａ社） ４部
・ ジエチレングリコール １０部
・ 水 ８６部
【０１０３】
比較例６のインク組成
・ Ｃ．Ｉ．フードブラック２ ３部
・ グリセリン ５部
・ エチレングリコール １０部
・ ２−プロパノール ３部
・ 水 ７９部
【０１０４】
比較例７のインク組成
・ Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３ ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ 水 ８８部
【０１０５】
比較例８のインク組成
・ Ｃ．Ｉ．リアクティブ レッド１８０ ３部
・ ジエチレングリコール １０部
・ 水 ８７部
【０１０６】
比較例９のインク組成
・ Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９ ５部
・ ジエチレングリコール １０部
・ 水 ８５部
【０１０７】
比較例１０のインク組成
・ Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１９５ ２部
・ グリセリン ５部
・ ジエチレングリコール ５部
・ 尿素 ５部
・ 水酸化ナトリウム ０．１部
・ 硫酸アンモニウム ０．１部
・ 水 ８２．８部
【０１０８】
比較例１１のインク組成
以下の各成分をビーカーにて混合し、２５℃にて３時間撹拌したものを比較例１１のインクとした。
・ 顔料分散液１ ３０部
・ ジエチレングリコール １０部
・ ２ープロパノール ２部
・ 水 ５８部
【０１０９】
比較例１２のインク組成
以下の各成分をビーカーにて混合し、２５℃にて３時間撹拌した。この混合物をポアサイズ３．０μｍのメンブランフィルター（住友電工（株）製）で加圧ろ過したものを比較例１２のインクとした。
・ 顔料分散液２ ３０部
・ グリセリン ５部
・ トリメチロールプロパン ５部
・ アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物
（商品名：アセチレノールＥＨ、川研ファインケミカル製） ０．２部
・ 水 ５９．８部
【０１１０】
比較例１３
以下の各成分をビーカーにて混合し、２５℃にて３時間撹拌したものを本発明に使用する比較例１３のインクとした。
・ 顔料分散液３ ２０部
・ グリセリン １５部
・ ジエチレングリコール １０部
・ アセチレノールＥＨ（川研ファインケミカル製） ０．３部
・ 水 ５４．７部
【０１１１】
比較例１４
以下の各成分をビーカーにて混合し、２５℃にて３時間撹拌したものを比較例１４のインクとした。
・ 顔料分散液４ ２０部
・ グリセリン １５部
・ ジエチレングリコール １０部
・ アセチレノールＥＨ（川研ファインケミカル製） ０．３部
・ 水 ５４．７部
【０１１２】
比較例１５
以下の各成分をビーカーにて混合し、２５℃にて３時間撹拌したものを比較例１５のインクとした。
・ 顔料分散液５ ２０部
・ グリセリン １５部
・ ジエチレングリコール １０部
・ アセチレノールＥＨ（川研ファインケミカル製） ０．３部
・ 水 ５４．７部
【０１１３】
〔評価２〕
上記の実施例４〜２４及び比較例〜１５のインクを用いて、記録信号に応じた熱エネルギーをインクに付与することによりインクを吐出させるオンデマンド型マルチ記録ヘッド（ＢＣ−０２（キヤノン（株）製）：ヒーター上の最表面保護層はタンタル及びタンタルの酸化物より成る）を有するインクジェット記録装置を用いて、パルス幅１．１μｓ（Ｏｎ）＋３．０μｓ（Ｏｆｆ）＋３．２μｓ（Oｎ）、駆動周波数６２５０Ｈｚで、Ｖｔｈ（吐出するぎりぎりの臨界電圧）を実測し、ｒ値＝１．３９に相当するＶｏｐ（駆動電圧）で下記の評価を行った。結果を第２表に示す。
【０１１４】
吐出耐久性
前記装置と駆動条件で連続吐出を行い、１×１０6発おきに記録ヘッドから吐出される液滴を容器に収集して、電子天秤で秤量した。容器の増加量より １×１０6発における平均の吐出液滴量を算出した。尚、連続吐出は１×１０8発まで行い、下記の基準で評価した。
Ａ：９．９×１０7〜１×１０8発間の平均の吐出液滴量が０〜１×１０6発後の平均の吐出液滴量と比べて９０％以上。
Ｂ：９．９×１０7〜１×１０8発間の平均の吐出液滴量が０〜１×１０6発後の平均の吐出液滴量と比べて９０％未満〜７０％。
Ｃ：９．９×１０7〜１×１０8発間の平均の吐出液滴量が０〜１×１０6発後の平均の吐出液滴量と比べて７０％未満。
Ｄ：途中で吐出不能に陥った。
【０１１５】
コゲ付着量
上記ヘッドの吐出耐久性で評価の終了した記録ヘッドを分解し、吐出耐久に使用したノズルのヒーター表面を光学顕微鏡（倍率４００倍）で目視して、コゲの付着量を下記の基準で評価した。
Ａ：コゲの付着が殆ど見られない。
Ｂ：コゲの付着が僅かに見られる。
Ｃ：コゲの付着が多く見られる。
Ｄ：コゲの付着が非常に多く見られる。
【０１１６】
【表２】
【０１１７】
【表３】
【０１１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、熱エネルギーを利用したインクジェット記録に用いた場合に、記録ヘッドのヒーター上のコゲを低減することにより記録ヘッドの寿命を向上させるインク、記録ヘッドのヒーター上のコゲを低減することにより記録ヘッドの寿命を向上させる方法、該インクを用いたインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置が提供される。
【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例を示す縦断面図である。
【図２】インクジェット記録装置のヘッドの一例を示す横断面図である。
【図３】図１に示したヘッドをマルチ化したヘッドの外観斜視図である。
【図４】インクジェット記録装置の一例を示す概略斜視図である。
【図５】インクカートリッジの一例を示す縦断面図である。
【図６】記録ユニットの一例を示す斜視図である。
【図７】実施例に係るオンデマンド型マルチ記録ヘッドの駆動パルスを示す図である。
【符号の説明】
１３ ヘッド
１４ インク流路（ノズル）
１５ 発熱素子基板
１６−１ 保護層
１６−２ 最表面保護層
１７−１、１７−２ 電極
１８ 発熱抵抗体層
１９ 蓄熱層
２０ 基板
２１ インク
２２ 吐出オリフィス（微細孔）
２３ メニスカス
２４ インク小滴
２５ 被記録材
２６ マルチ溝
２７ ガラス板
２８ 発熱ヘッド
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 キャップ
６３ インク吸収体
６４ 吐出回復部
６５ 記録ヘッド
６６ キャリッジ
６７ ガイド軸
６８ モーター
６９ ベルト
７０ 記録ユニット
７１ ヘッド部
７２ 大気連通口
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクに熱エネルギーを印加する為のヒーター表面へのコゲの付着を低減する方法、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、記録ユニット、及びインクジェット記録ヘッドの長寿命化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりインクジェット方式を用いた印刷には様々な方式が案出されているが、その中でも例えば特開昭５４−５１８３７号公報などに記載されているインクを熱エネルギーの作用によりインク滴として吐出させるインクジェット方式（所謂バブルジェット方式）は高密度マルチノズルが非常に簡単であるため、高画質の画像が高速で且つ非常に安いコストで得られ、しかも特別なコート層などを有しない普通紙にも印刷できるという特徴を有している。この方式は記録ヘッドのヒーターが急速に加熱されることによりヒーター上の液体が気泡を発生し、急激な体積の増大を起こす。この急激な体積の増大に基づく作用力によって記録ヘッド部先端のノズルより液滴が吐出、飛翔して被記録材に付着して印刷が行われるものである。
【０００３】
しかし、この方式は、大量の印刷を行うとインクを吐出させる為に記録ヘッドのヒーターが繰返し加熱される結果、ヒーター面にインクの分解物（所謂コゲ）が堆積することがある。コゲが堆積するとヒーターからインクに熱エネルギーが有効に伝わらず、吐出する液滴量や吐出する液滴の速度が初期と比べて減少し、それが画像品質に影響を及ぼしてしまうといった問題が生じることがある。この場合高い品質の印刷を続けて得ようとすると記録ヘッドを交換する必要があり、このような状況はユーザにとってトータルでの印刷コストの上昇につながってしまう。従って、このような状況をもたらす可能性のあるヒータ上へのコゲの付着をより一層減少させ、記録ヘッドのより一層の長寿命化を図ることはバブルジェット方式においては常により一層の改善を目指すべき重要な技術課題の一つとなっている。
【０００４】
例えば、特開平３−１６００７０号公報にはオキソ陰イオンを含むインクが提案されている。オキソ陰イオンとしてリン酸塩、ポリリン酸塩、リン酸エステル、ヒ酸塩、モリブデン酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、シュウ酸塩が挙げられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、記録ヘッド内のインクに対して熱エネルギーを印可して、該インクを記録ヘッドから吐出させる為のヒータ表面へのコゲの付着をより一層低減する方法を提供することを目的とする。また本発明は、より一層の高品質な印刷を可能とし、また記録ヘッドのより一層の長寿命化を達成することのできるインクジェット記録装置を提供することを他の目的とする。また本発明は、より長期間に亘り高品質な印刷を行なうことのできる記録ユニットを提供することを他の目的とする。更に本発明は、優れた品質の印刷のより一層の低コスト化を達成する記録ヘッドの長寿命化方法を提供することを他の目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成することのできるインクジェットプリンタのヒータへのコゲの付着低減方法の一実施態様は、インクに熱エネルギーを印加してオリフィスから該インクを吐出させる為のヒータを備えた記録ヘッドを有するインクジェットプリンタの、該ヒータへのコゲの付着低減方法であって、該ヒータがタンタル及びタンタルの酸化物よりなる最表面保護層を備え、且つ該インクが（ａ）色材、（ｂ）液媒体、及び（ｃ）アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩の群から選択される少なくとも一つを含むインクであり、該インクを吐出させる為に該ヒータに投入するエネルギーをＥｏｐとし、該記録ヘッドから該インクを吐出させるために最低限必要な該ヒータへのエネルギー投入量をＥｔｈとしたとき、Ｅｏｐが下記
１．１０≦Ｅｏｐ／Ｅｔｈ≦１．５０
の関係を満たすことを特徴とする。
【０００７】
そして係る構成によってヒータの最表面保護層へのコゲの付着を極めて有効に低減させることが可能である。このインクを用いることでこのような効果が得られる理由は明らかでないが、インク中のアルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩の群から選択される少なくとも一つが該ヒータの最表面保護層を構成する金属及び／または金属酸化物と相互作用し、コゲの付着を防止、あるいはコゲの分解、コゲのヒータ表面からの剥離を促進するものと考えられる。
【０００８】
そしてヒータの最表面保護層に含まれる金属をタンタル、または金属酸化物をタンタルの酸化物とした場合、その効果はより顕著なものとなる。更に該ヒータに対して投入するエネルギー量をＥop、インクを吐出させる為に最低限必要な該ヒータへの投入エネルギー量をＥthとしたときにEopが下記の関係を満たす様に該ヒータへのエネルギー投入量を設定することで本発明のコゲ防止効果はより一層優れたものとなる。
【０００９】
１．１０≦Ｅop／Ｅth≦１．５０
【００１０】
また上記の目的を達成することのできるインクジェット記録方法の一実施態様は、タンタル及びタンタルの酸化物よりなる最表面保護層を備えたヒータから熱エネルギーを作用させることによりインクをオリフィスから吐出させる工程を含むインクジェット記録方法において、該インクが（ａ）色材、（ｂ）液媒体、及び（ｃ）アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩の群から選択される少なくとも一つを含むインクであり、該インクを吐出させる為に該ヒータに投入するエネルギーをＥｏｐとし、該記録ヘッドから該インクを吐出させるために最低限必要な該ヒータへのエネルギー投入量をＥｔｈとしたとき、Ｅｏｐが下記
１．１０≦Ｅｏｐ／Ｅｔｈ≦１．５０
の関係を満たすことを特徴とする。
【００１１】
また上記の目的を達成することのできるインクジェット記録装置の一実施態様は、インクを収容しているインク収容部、該インク収納部から導かれたインク流路内のインクに熱エネルギーを付与するヒータを有するインクジェット記録用ヘッド、及び記録情報に応じて該ヒータにパルス状の電気信号を印加する手段を具備しているインクジェット記録装置であって、該ヒータがタンタル及びタンタルの酸化物よりなる最表面保護層を具備し、該インクが（ａ）色材、（ｂ）液媒体、及び（ｃ）アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩の群から選択される少なくとも一つを含み、該インクを吐出させる為に該ヒータに投入するエネルギーをＥｏｐとし、該記録ヘッドから該インクを吐出させるために最低限必要な該ヒータへのエネルギー投入量をＥｔｈとしたとき、Ｅｏｐが下記
１．１０≦Ｅｏｐ／Ｅｔｈ≦１．５０
の関係を満たすことを特徴とする。
【００１２】
また上記の目的を達成することのできる記録ユニットの一実施態様は、インクを収容しているインク収容部と、該インクを熱エネルギーの作用によりオリフィスから吐出させるためのインクジェット記録用ヘッド部とを有する記録ユニットであって、該インクジェット記録用ヘッド部は該インクに熱エネルギーを印加する為の、タンタル及びタンタルの酸化物よりなる最表面保護層を備えたヒータを具備し、且つ該インクが（ａ）色材、（ｂ）液媒体、及び（ｃ）アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩の群から選択される少なくとも一つを含むインクであり、該インクを吐出させる為に該ヒータに投入するエネルギーをＥｏｐとし、該記録ヘッドから該インクを吐出させるために最低限必要な該ヒータへのエネルギー投入量をＥｔｈとしたとき、Ｅｏｐが下記
１．１０≦Ｅｏｐ／Ｅｔｈ≦１．５０
の関係を満たすことを特徴とする。
【００１３】
更に上記目的を達成することのできる記録ヘッドの長寿命化方法の一実施態様は、インクに熱エネルギーを印加してオリフィスから吐出させる工程を含むインクジェット記録方法に用いる、インクに熱エネルギーを付与するヒータを具備している記録ヘッドの長寿命化方法であって、該ヒータにタンタル及びタンタルの酸化物よりなる最表面保護層を設けると共に、該インクとして（ａ）色材、（ｂ）液媒体、及び（ｃ）アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩の群から選択される少なくとも一つを含むインクを用い、該インクを吐出させる為に該ヒータに投入するエネルギーをＥｏｐとし、該記録ヘッドから該インクを吐出させるために最低限必要な該ヒータへのエネルギー投入量をＥｔｈとしたとき、Ｅｏｐが下記
１．１０≦Ｅｏｐ／Ｅｔｈ≦１．５０
の関係を満たすようにすることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、好ましい実施の形態を挙げて、本発明をより詳細に説明する。
【００１５】
（アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩）
先ず、アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩について述べる。本発明者らは、インクを熱エネルギーの作用によりインク滴として吐出させるインクジェット記録方法において、該インクジェット記録用ヘッドのヒーター上に付着するコゲを低減する方法を鋭意検討した結果、該インクにアルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、及びアルドン酸塩、特に好ましくはグルコン酸、γ−グルコノラクトン、δ−グルコノラクトン、及びグルコン酸塩から選択される少なくとも一種を含ませることにより、非常に効果的にコゲが低減することを知見して本発明に至った。
【００１６】
アルドン酸はアルドースのアルデヒド基を酸化してカルボキシル基としたものに相当するポリオキシカルボン酸であり、下記一般式で表される。
【００１７】
ＨＯＣＨ2（Ｃ*ＨＯＨ）ｎＣＯＯＨ
（但し、ｎは０以上の整数。Ｃ*不斉炭素原子を表わす。）
【００１８】
上記一般式に示す様にアルドン酸は不斉炭素原子を有するので、光学異性体が多く存在する。炭素数５個以上（前記一般式のｎ＝３以上）のアルドン酸は単独で水溶液中に存在することはまれで、通常アルドン酸の一部はγ位あるいはδ位の水酸基との間にラクトンを形成し、それぞれγ―アルドノラクトン及びδ―アルドノラクトンになり、アルドン酸、γ―アルドノラクトン及びδ―アルドノラクトン３者の平衡混合物として存在すると言われる。又、炭素数４個（前記一般式のｎ＝２）のアルドン酸も単独で水溶液中に存在することはまれで、通常アルドン酸の一部はγ位の水酸基との間にラクトンを形成し、それぞれγ―アルドノラクトンになり、アルドン酸及びγ―アルドノラクトン２者の平衡混合物として存在すると言われる。
【００１９】
アルドン酸は炭素数で分類され、炭素数４個（前記一般式のｎ＝２）のものはテトロン酸；炭素数５個（前記一般式のｎ＝３）のものはペントン酸；炭素数６個（前記一般式のｎ＝４）のものはヘキソン酸と総称されている。アルドン酸の具体例として例えば、炭素数２個（前記一般式のｎ＝０）のグリコール酸（別名：ヒドロキシ酢酸）；炭素数３個（前記一般式のｎ＝１）のグリセリン酸；炭素数４個（前記一般式のｎ＝２）のエリトロン酸、トレオン酸；炭素数５個（前記一般式のｎ＝３）のリボン酸、アラボン酸、キシロン酸、リキソン酸；炭素数６個（前記一般式のｎ＝４）のグルコン酸、アロン酸、アルトロン酸、マンノン酸、グロン酸、イドン酸、ガラクトン酸、タロン酸；炭素数７個（前記一般式のｎ＝４）のグルコヘプトン酸等が挙げられ、それぞれにＤ体、Ｌ体及びＤＬ体が存在するものもある。
【００２０】
本発明のアルドン酸の中で特に好ましいグルコン酸について述べる。グルコン酸は単独で水溶液中に存在することはまれで、通常グルコン酸の一部はγ位あるいはδ位の水酸基との間にそれぞれラクトンを形成し、それぞれγ−グルコノラクトンやδ−グルコノラクトンになり、グルコン酸、γ−グルコノラクトン及びδ−グルコノラクトン３者の平衡混合物として存在すると言われている。グルコン酸はＤ体、Ｌ体、ＤＬ体が存在しており、どれを使用してもよいが、一般的にＤ体のＤ−グルコン酸が容易に入手出来る。又、グルコン酸の光学異性体として、アロン酸、アルトロン酸、マンノン酸、グロン酸、イドン酸、ガラクトン酸、タロン酸等が存在し、グルコン酸と似た性質を示すので、これらを使用してもよい。
【００２１】
又、グルコン酸塩としては、グルコン酸リチウム、グルコン酸ナトリウム、グルコン酸カリウム、グルコン酸マグネシウム、グルコン酸カルシウム、、グルコン酸バリウム、グルコン酸鉄（ＩＩ）、グルコン酸銅（ＩＩ）等が挙げられるが、好ましくは、グルコン酸リチウム、グルコン酸ナトリウム、グルコン酸カリウムを使用することが好ましい。又、これら化合物は単独で使用することはもちろん、２種類以上併用して使用することも出来る。
【００２２】
グルコン酸、γ−グルコノラクトン、δ−グルコノラクトン、グルコン酸塩から少なくとも一種選択される化合物の総含有量はインク全量に対して０．００５〜２０重量％であり、好ましくは、グルコン酸、γ−グルコノラクトン、δ−グルコノラクトン、グルコン酸リチウム、グルコン酸ナトリウム、グルコン酸カリウムから少なくとも一種選択される化合物の総含有量がインク全量に対して０．０５〜１２重量％である。０．００５重量％より少ないとコゲの低減効果が発現せず、２０重量％より多くしても、もはやそれ以上の効果は期待できない為、コスト等で不利になる。
【００２３】
（色材）
本発明に用いられる色材について説明する。色材としては、染料又は顔料を用いるのが好ましい。
【００２４】
（染料）
染料としては直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料などあらゆる染料を用ーいることが出来る。具体的には、例えば、
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック−４，−９，−１１，−１７，−１９，−２２，−３２，−８０，−１５１，−１５４，−１６８，−１７１，−１９４、−１９５、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー−１，−２，−６，−８，−２２，−３４，−７０，−７１，−７６，−７８，−８６，−１４２，−１９９，−２００，−２０１，−２０２，−２０３，−２０７，−２１８，−２３６，−２８７、
Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド−１，−２，−４，−８，−９，−１１，−１３，−１５，−２０，−２８，−３１，−３３，−３７，−３９，−５１，−５９，−６２，−６３，−７３，−７５，−８０，−８１，−８３，−８７，−９０，−９４，−９５，−９９，−１０１，−１１０，−１８９,−２２５，−２２７，
Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー−１，−２，−４，−８，−１１，−１２，−２６，−２７，−２８，−３３，−３４，−４１，−４４，−４８，−８６，−８７，−８８，−１３２，−１３５，−１４２，−１４４、
Ｃ．Ｉ．フードブラック−１，−２、
Ｃ．Ｉ．アシッドブラック−１，−２，−７，−１６，−２４，−２６，−２８，−３１，−４８，−５２，−６３，−１０７，−１１２，−１１８，−１１９，−１２１，−１７２，−１９４，−２０８、
Ｃ．Ｉ．アシッドブルー−１，−７，−９，−１５，−２２，−２３，−２７，−２９，−４０，−４３，−５５，−５９，−６２，−７８，−８０，−８１，−９０，−１０２，−１０４，−１１１，−１８５，−２５４、
Ｃ．Ｉ．アシッドレッド−１，−４，−８，−１３，−１４，−１５，−１８，−２１，−２６，−３５，−３７，−５２，−２４９，−２５７、−２８９，
Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー−１，−３，−４，−７，−１１，−１２，−１３，−１４，−１９，−２３，−２５，−３４，−３８，−４１，−４２，−４４，−５３，−５５，−６１，−７１，−７６，−７９、
Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー−１、−２、−３、−４、−５、−７、−８、−９、−１３、−１４、−１５、−１７、−１８、−１９、−２０、−２１、−２５、−２６、−２７、−２８、−２９、−３１、−３２、−３３、−３４、−３７、−３８、−３９、−４０、−４１、−４３、−４４、−４６、
Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド−１、−２、−３、−４、−５、−６、−７、−８、−１１、−１２、−１３、−１５、−１６、−１７、１９、−２０、−２１、−２２、−２３、−２４、−２８、−２９、−３１、−３２、−３３、−３４、−３５、−３６、−３７、−３８、−３９、−４０、−４１、−４２、−４３、−４５、−４６、−４９、−５０、−５８、−５９、−６３、−６４、−１８０、
Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー−１、−２、−３、−４、−６、−７、−１１、−１２、−１３、−１４、−１５、−１６、−１７、−１８、−２２、−２３、−２４、−２５、−２６、−２７、−３７、−４２、
Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック−１、−３、−４、−５、−６、−８、−９、−１０、−１２、−１３、−１４、−１８、
プロジェットファストシアン２（Ｚｅｎｅｃａ社）、プロジェットファストマゼンタ２（Ｚｅｎｅｃａ社）、プロジェットファストイエロー２（Ｚｅｎｅｃａ社）、プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２５】
（顔料）
顔料としては無機顔料や有機顔料などあらゆる顔料を用いることが出来る。
【００２６】
具体的にはカーボンブラック、
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、−２、−３、−１２、−１３、−１４、−１６、−１７、−７３、−７４、−７５、−８３、−９３、−９５、−９７，−９８，−１１４，−１２８，−１２９，−１５１，−１５４、−１９５、
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド−５、−７、−１２、−４８（Ｃａ）、−４８（Ｍｎ）、−５７（Ｃａ）、５７：１、５７（Ｓｒ）、１１２、１２２、１２３、１６８、１８４、２０２．
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー−１、−２、−３、−１５：３、−１５：３４、−１６、−２２、−６０、
Ｃ．Ｉ．ヴァットブルー−４、−６
等が挙げられる。
【００２７】
（分散剤）
これら顔料を使用した場合は、顔料をインク中で安定に分散させるために分散剤を使用することが好ましい。分散剤としては高分子分散剤や界面活性剤系分散剤等が挙げられる。高分子分散剤の具体例としては、ポリアクリル酸塩、スチレンーアクリル酸共重合物塩、スチレンーメタクリル酸共重合物塩、スチレンーアクリル酸―アクリル酸エステル共重合物塩、スチレンーマレイン酸共重合物塩、アクリル酸エステルーマレイン酸共重合物塩、スチレンーメタクリルスルホン酸共重合物塩、ビニルナフタレンーマレイン酸共重合物塩、β―ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール等が挙げられる。重量平均分子量は１０００〜３００００で、酸価は１００〜４３０の範囲が好ましい。界面活性剤系分散剤としてはラウリルベンゼンスルホン酸塩、ラウリルスルホン酸塩、ラウリルベンゼンカルボン酸塩、ラウリルナフタレンスルホン酸塩、脂肪族アミン塩、ポリエチレンオキサイド縮合物等が挙げられる。これらの分散剤の使用量は顔料の重量：分散剤の重量＝１０：５〜１０：０．５の範囲が好ましい。
【００２８】
（自己分散型ＣＢ）
また、特開平５−１８６７０４号公報や特開平８−３４９８号公報に記載されているようなカーボンブラックの表面に水溶性基を導入することにより自己分散が可能になったカーボンブラックを使用出来る。自己分散が可能なカーボンブラックを使用する際は、分散剤を使用しなくても良い。
【００２９】
これら染料及び顔料を１種類で用いるか、または２種以上を組合わせて用いても良い。また、これら染料及び顔料の濃度は通常はインク全量に対して０．１〜２０重量％の範囲から適宜選択される。
【００３０】
（液媒体）
次に、本発明に用いられる液媒体について説明する。液媒体としては水と水溶性有機溶剤を併用することが好ましい。
【００３１】
本発明に使用する水は、種々のイオンを含有する一般の水ではなく、脱イオン水を使用することが望ましい。又、水の含有量としては、インク全量に対して、好ましくは３５〜９６重量％の範囲である。
【００３２】
水溶性有機溶剤はインクの粘度を使用上好ましい適当な粘度に調整するためと、インクの乾燥速度を遅らせたり、色材の溶解性を高め記録ヘッドのノズルの目詰まりを防止するために使用する。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共重合体；エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール等のアルキレン基が２〜６個の炭素原子を含むアルキレングリコール類；グリセリン；トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン；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；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類；スルホラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。上記のごとき水溶性有機溶剤は、単独でも或いは混合物としても使用することができる。
【００３３】
（添加剤）
又、本発明のインクのｐＨ値を一定にしてインク中における染料の溶解性及び顔料の分散性を安定化させる為に、インク中にｐＨ調整剤を含有させてもよい。ｐＨ調整剤として具体的には、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化アンモニウム等の水酸化物、硫酸、塩酸等の酸類、及びこれら水酸化物と酸との塩、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム及び硫酸アンモニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウムカリウム、炭酸アンモニウム及び炭酸水素アンモニウム等の炭酸塩、リン酸リチウム、リン酸一ナトリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸一カリウム、リン酸二カリウム、リン酸三カリウム、リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウム、リン酸三アンモニウム等のリン酸塩、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム及び酢酸アンモニウム等の酢酸塩等が挙げられる。
【００３４】
これらの塩は、単独でインク中に添加させて使用してもよいが、これらのうちの２種類以上の塩を併用するのが更に好ましい。又、これらの塩の総添加量は、好ましくは０．１〜１０重量％、更に好ましくは１〜８重量％である。該添加量が０．１重量％より少ないとインクのｐＨを一定に保つことが困難であり、インク中に含まれている水性染料の溶解安定性に効果が少ない。一方、１０重量％より多いと、これらの塩の結晶が析出してノズルの目詰まり等を引き起こす為、かえって好ましくない。
【００３５】
更に、本発明のインクには、上記の成分の他に必要に応じて、従来公知の一般的な各種添加剤、例えば、粘度調整剤、防かび剤、防腐剤、酸化防止剤、消泡剤、界面活性剤、尿素等のノズル乾燥防止剤を適宜併用することが出来る。
【００３６】
（インク物性）
又、本発明のインクの物性として好適な範囲は、２５℃付近でｐＨが好ましくは３〜１２、より好ましくは４〜１０、表面張力が好ましくは１０〜６０ｄｙｎ／ｃｍ、より好ましくは１５〜５０ｄｙｎ／ｃｍ、粘度が好ましくは１〜３０ｃｐｓ、より好ましくは１〜１０ｃｐｓの範囲である。
【００３７】
（記録方法）
本発明のインクを用いて記録を行うのに好適な記録方法は、記録ヘッドの室内のインクに記録信号に対応した熱エネルギーを与え、該エネルギーにより液滴を発生させるインクジェット記録方法であるが、この様な本発明のインクが好適に使用される記録装置について図を用いて以下に説明する。
【００３８】
先ず、熱エネルギーを利用したインクジェット記録装置の主要部であるヘッド構成の一例を図１及び図２に示す。図１は、インク流路に沿ったヘッド１３の断面図であり、図２は図１のＡ−Ｂ線での切断面図である。ヘッド１３はインクを通す流路（ノズル）１４を有するガラス、セラミック、シリコン、ポリサルホン又はプラスチック板等と発熱素子基板１５とを接着して得られる。発熱素子基板１５は、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン等で形成される保護層１６−１、金属または金属酸化物、好ましくはタンタル又はタンタルの酸化物等で形成される最表面保護層１６−２、アルミニウム、金、アルミニウム−銅合金等で形成される電極１７−１及び１７−２、ハフニウムボライド、窒化タンタル、タンタルアルミニウム等の高融点材料から形成される発熱抵抗体層１８、酸化シリコン、酸化アルミニウム等で形成される蓄熱層１９、シリコン、アルミニウム、窒化アルミニウム等の放熱性のよい材料で形成される基板２０よりなっている。
【００３９】
上記ヘッド１３の電極１７−１及び１７−２にパルス状の電気信号が印加されると、発熱素子基板１５のｎで示される領域（ヒーター）が急速に発熱し、この表面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がヘッドのノズル１４を通して吐出し、吐出オリフィス２２よりインク小滴２４となり、被記録材２５に向かって飛翔する。図３には、図１に示したヘッドを多数並べたマルチヘッドの一例の外観図を示す。このマルチヘッドは、マルチノズル２６を有するガラス板２７と、図１に説明したものと同じような発熱ヘッド２８を接着して作られている。
【００４０】
（ヒータへの印加エネルギー量）
次にヒータへの印加エネルギーについて説明する。バブルジェットヘッドがぎりぎり吐出可能な臨界エネルギーをEthとし、実際に投入するエネルギーをEopとしたときに、これらの比（Eop／Eth）をｒと表わすこととする。すなわち、バブルジェットヘッドに印加するパルスの幅をＰとし（複数のパルスを分割して与える時はその合計幅）、印加する電圧をＶ、ヒーターの抵抗をＲとする時、投入エネルギーＥは、
Ｅ＝Ｐ×Ｖ2／Ｒ （１）
と表わすことができる。この時、バブルジェットヘッドがぎりぎり吐出できるエネルギーをＥthとし、実際に駆動を行う時の投入エネルギーをＥopとすれば、ｒ値は、
ｒ＝Ｅop／Ｅth （２）
で与えられる。そしてバブルジェットヘッドの駆動条件からｒ値を求める方法は、例えば以下の二つの方法で行うことが可能である。
【００４１】
（方法１） パルス幅が固定している場合
まず、与えられたパルス幅で、バブルジェットヘッドが吐出する適当な電圧を見つけて駆動する。次に、徐々に電圧を下げてゆき、吐出が止まる電圧を見つける。この電圧の直前の吐出可能な最小電圧をＶthとする。実際に駆動で使用されている電圧をＶopとすれば、ｒ値は、
ｒ＝（Ｖop／Ｖth）2
で求められる。
【００４２】
（方法２） 電圧が固定している場合
まず、与えられた電圧で、バブルジェットヘッドが吐出する適当なパルス幅を見つけて駆動する。次に、徐々にパルス幅を短くしてゆき、吐出が止まるパルス幅を見つける。このパルス幅の直前の吐出可能な最小パルス幅をＰthとする。実際に駆動で使用されているパルス幅をＰopとすれば、ｒ値は、
ｒ＝Ｐop／Ｐth
で求められる。
【００４３】
なお、ここでの電圧値はＢＪヒーターを発熱させるためにヒーター部に実際にかかる電圧である。ヘッドの外部から投入した電圧は、接点や配線抵抗等で電圧降下することがあるが、ヘッドの外部からＶthとＶopの測定を行う場合、これらの電圧変動分が両方の値に含めて測定されるので、電圧変動分が大きくない限り、これらの値を直接用いてｒ値を計算しても誤差は少なく、これによる値を ｒ値として用いても差し支えない。
【００４４】
また、実際のプリンターで記録を行っている際には、複数のヒーターが駆動されるために１つのヒーターに対する電圧がこの影響を受けて変動する可能性があることに注意する必要がある。
【００４５】
更に、前記式（１）と式（２）から、同一ｒ値においては、Ｖの２乗とＰは反比例するように見えるが、実際には、パルス波形が矩形にならない等の電気的問題、パルス波形が異なるとヒーター周辺の熱拡散が異なる等の熱的問題、電圧が異なるとヒーターからインクへの熱流束が異なり発泡状態が変化する等のバブルジェット特有の問題等があって、Ｖの２乗とＰは単純な関係には無い。従って、上記の方法１及び２は、それぞれ独立して扱われなければならず、一方の値から計算で他方の値に変換することは誤差があることを注意しなければならない。本願では、特に断らない限り上記の方法１で求めた値をｒ値として用いることとする。
【００４６】
インクの安定的な吐出のためには、ｒ値を１．１２〜１．９６程度で駆動するのが一般的である。しかしアルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩から含まれる少なくとも１つを含むインクに熱エネルギーを印加して記録ヘッドから吐出させる場合、ｒ値を所定の範囲、具体的には1.１〜1.５で駆動することがヒータへのコゲの付着を防止し、ひいては記録ヘッドのより一層の長寿命化を図ることができ好ましいものである。この範囲でコゲの付着が特に有効に防止でき、また記録ヘッドの長寿命化を図れる理由は明らかでないが、ヒーターに過大にエネルギーが供給されることによってヒーター表面温度が過大に高くなることがなく、アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩による金属の侵食が過度に起こることが無いためであると考えられる。
【００４７】
図４に、この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固定されており、カンチレバーの形態をなす。ブレード６１は記録ヘッド６５による記録領域に隣接した位置に配置され、又、本例の場合、記録ヘッド６５の移動経路中に突出した形態で保持される。
【００４８】
６２は記録ヘッド６５の突出口面のキャップであり、ブレード６１に隣接するホームポジションに配置され、記録ヘッド６５の移動方向と垂直な方向に移動して、インク吐出口面と当接し、キャッピングを行う構成を備える。更に、６３はブレード６１に隣接して設けられるインク吸収体であり、ブレード６１と同様、記録ヘッド６５の移動経路中に突出した形態で保持される。上記ブレード６１、キャップ６２及びインク吸収体６３によって吐出回復部６４が構成され、ブレード６１及びインク吸収体６３によって吐出口面に水分、塵埃等の除去が行われる。
【００４９】
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の移動を行うためのキャリッジである。キャリッジ６６はガイド軸６７と摺動可能に系合し、キャリッジ６６の一部はモーター６８によって駆動されるベルト６９と接続（不図示）している。これによりキャリッジ６６はガイド軸６７に沿った移動が可能となり、記録ヘッド６５による記録領域及びその隣接した領域の移動が可能となる。
【００５０】
５１は被記録材を挿入するための紙給部、５２は不図示のモーターにより駆動される紙送りローラーである。これらの構成により記録ヘッドの６５吐出口面と対向する位置へ被記録材が給紙され、記録が進行につれて排紙ローラー５３を配した排紙部へ排紙される。以上の構成において記録ヘッド６５が記録終了してホームポジションへ戻る際、吐出回復部６４のキャップ６２は記録ヘッド６５の移動経路から退避しているが、ブレード６１は移動経路中に突出している。その結果、記録ヘッド６５の吐出口がワイピングされる。
【００５１】
尚、キャップ６２が記録ヘッド６５の吐出面に当接してキャッピングを行う場合、キャップ６２は記録ヘッドの移動経路中に突出するように移動する。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は上記したワイピングの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ために記録領域を移動する間に所定の間隔で記録領域に隣接したホームポジションへ移動し、この移動に伴って上記ワイピングが行われる。
【００５２】
図５は、記録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。ここでインクカートリッジ４５の一部を構成している部材４０は供給用インクを収納したインク収容部、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にする。４４は廃インクを受容するインク吸収体である。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好ましい。
【００５３】
本発明で使用されるインクジェット記録装置としては、上述のように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に示すようなそれらが一体になったものにも好適に用いられる。図６において、７０は記録ユニットであり、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。又、インク吸収体を用いず、インク収容部が内部にバネ等を仕込んだインク袋であるような構造でもよい。７２はカートリッジ内部を大気に連通させるための大気連通口である。この記録ユニット７０は図４に示す記録ヘッド６５に換えて用いられるものであって、キャリッジ６６に対して着脱自在になっている。
【００５４】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、下記実施例により限定されるものではない。尚、文中「部」及び「％」とあるのは、特に断りのない限り重量基準である。
【００５５】
実施例１〜３及び比較例１
下記に示す各成分を混合し、充分攪拌して溶解させた後、ポアサイズ０．２μｍのミクロフィルター（富士写真フィルム（株）製）にて加圧濾過して実施例A及び実施例Aのインクよりグルコン酸ナトリウムを抜いた比較例Aのインクを調整した。
【００５６】
実施例 A のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ グルコン酸ナトリウム ２部
・ 水酸化ナトリウム ０．１部
・ 水 ８５．９部
比較例 A のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ 水酸化ナトリウム ０．１部
・ 水 ８７．９部
【００５７】
〔評価１〕
上記の実施例Aのインクを用いて、記録信号に応じた熱エネルギーをインクに付与することによりインクを吐出させるオンデマンド型マルチ記録ヘッド（ＢＣ−０２（キヤノン（株）製）：ヒーター上の最表面保護層はタンタル及びタンタルの酸化物より成る）を有するインクジェット記録装置を用いて、図７に示す様に、パルス幅１．１μｓ（Ｏｎ）＋３．０μｓ（Ｏｆｆ）＋３．２μｓ（Oｎ）、駆動周波数６２５０Ｈｚで、Ｖｔｈ（吐出するぎりぎりの臨界電圧）を実測し、ｒ値＝１．３９に相当するＶｏｐ（駆動電圧）で評価をしたものを実施例１として下記の評価を行った。尚、Ｖｏｐ（駆動電圧）は次の式より算出した。
【００５８】
【外１】
また、実施例Aのインクを用いて、ｒ値＝１．１０に相当するＶｏｐ（駆動電圧）で同様の評価をしたものを実施例２、ｒ値＝１．４８に相当するＶｏｐ（駆動電圧）で同様の評価をしたものを実施例３とした。
【００６０】
また、ｒ値＝１．５６に相当するＶｏｐ（駆動電圧）で同様の評価をしたものを参考例１、ｒ値＝１．６１に相当するＶｏｐ（駆動電圧）で同様の評価をしたものを参考例２、ｒ値＝１．６９のＶｏｐ（駆動電圧）で同様の評価をしたものを参考例３とした。
【００６１】
また、比較例Aのインクを用いて、ｒ値＝１．３９に相当するＶｏｐ（駆動電圧）で同様の評価をしたものを比較例１とた。結果を第１表に示す。
【００６２】
吐出耐久性
前記装置と駆動条件で連続吐出を行い、１×１０6発おきに記録ヘッドから吐出される液滴を容器に収集して、電子天秤で秤量した。容器の増加量より １×１０6発における平均の吐出液滴量を算出した。尚、連続吐出は１×１０8発まで行い、下記の基準で評価した。
Ａ：９．９×１０7〜１×１０8発間の平均の吐出液滴量が０〜１×１０6発後の平均の吐出液滴量と比べて９０％以上。
Ｂ：９．９×１０7〜１×１０8発間の平均の吐出液滴量が０〜１×１０6発後の平均の吐出液滴量と比べて９０％未満〜７０％。
Ｃ：９．９×１０7〜１×１０8発間の平均の吐出液滴量が０〜１×１０6発後の平均の吐出液滴量と比べて７０％未満。
Ｄ：途中で吐出不能に陥った。
【００６３】
コゲ付着量
上記ヘッドの吐出耐久性で評価の終了した記録ヘッドを分解し、吐出耐久に使用したノズルのヒーター表面を光学顕微鏡（倍率４００倍）で目視して、コゲの付着量を下記の基準で評価した。
Ａ：コゲの付着が殆ど見られない。
Ｂ：コゲの付着が僅かに見られるが、実用上問題ない。
Ｃ：コゲの付着が多く見られる。
Ｄ：コゲの付着が非常に多く見られる。
【００６４】
【表１】
実施例４〜２４及び比較例２〜１５
下記に示す各成分を混合し、充分攪拌して溶解させた後、ポアサイズ０．２μｍのミクロフィルター（富士写真フィルム（株）製）にて加圧濾過して実施例４〜２４及び比較例５〜１８のインクを調整した。
【００６６】
実施例４のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ グリコール酸ナトリウム ３部
・ 水 ８５部
【００６７】
実施例５のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ ＤＬ−グリセリン酸４０％ａｑ ４部
・ 水酸化ナトリウム ０．６部
・ 水 ８３．４部
【００６８】
実施例６のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ Ｄ−エリスロノラクトン ２部
・ 水酸化ナトリウム ０．５部
・ 水 ８５．５部
【００６９】
実施例７のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ δ−リボノラクトン ２部
・ 水酸化ナトリウム ０．５部
・ 水 ８５．５部
【００７０】
実施例８のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ γ−Ｄ−ガラクトノラクトン ２部
・ 水酸化ナトリウム ０．４部
・ 水 ８５．６部
【００７１】
実施例９のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ δ−グルコノラクトン ２部
・ 水酸化ナトリウム ０．５部
・ 水 ８５．５部
【００７２】
実施例１０のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ グルコン酸５０％ａｑ ４部
・ 水酸化リチウム・１水和物 ０．４部
・ 水 ８３．６部
【００７３】
実施例１１のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ グルコヘプトン酸Ｎａ ２部
・ 水 ８６部
【００７４】
実施例１２のインク組成
・ プロジェットファストイエロー２（Ｚｅｎｅｃａ社） ３部
・ ジエチレングリコール １０部
・ グルコン酸ナトリウム ２部
・ 水 ８５部
【００７５】
実施例１３のインク組成
・ プロジェットファストマゼンタ２（Ｚｅｎｅｃａ社） ３部
・ ジエチレングリコール １０部
・ グルコン酸ナトリウム ２部
・ 水 ８５部
【００７６】
実施例１４のインク組成
・ プロジェットファストシアン２（Ｚｅｎｅｃａ社） ４部
・ ジエチレングリコール １０部
・ グルコン酸ナトリウム ２部
・ 水 ８４部
【００７７】
実施例１５のインク組成
・ Ｃ．Ｉ．フードブラック２ ３部
・ グリセリン ５部
・ エチレングリコール １０部
・ ２−プロパノール ３部
・ グルコン酸ナトリウム ０．５部
・ 水 ７８．５部
【００７８】
実施例１６のインク組成
・ Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３ ２部
・ グリセリン ５部
・ エチレングリコール １０部
・ ２−プロパノール ３部
・ グルコン酸マグネシウム ３部
・ 水酸化ナトリウム ０．１部
・ 水 ７６．９部
【００７９】
実施例１７のインク組成
・ Ｃ．Ｉ．レアクティブレッド１８０ ２．５部
・ グリセリン ５部
・ エチレングリコール １０部
・ ２−プロパノール ３部
・ グルコン酸ナトリウム ０．２部
・ 水 ７９．３部
【００８０】
実施例１８のインク組成
・ Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９ ３部
・ グリセリン ５部
・ エチレングリコール １０部
・ ２−プロパノール ３部
・ グルコン酸ナトリウム ０．５部
・ 水 ７８．５部
【００８１】
実施例１９のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ グリセリン ５部
・ ジエチレングリコール ５部
・ 尿素 ４部
・ ２−プロパノール ３．５部
・ グルコン酸ナトリウム １０部
・ 水酸化ナトリウム ０．１部
・ 硫酸アンモニウム ０．１部
・ 水 ７０．３部
【００８２】
実施例２０
（顔料分散液１の作成）
スチレンーアクリル酸ーアクリル酸ブチル共重合体 ５部
（酸価１１６、平均分子量３７００）
トリエタノールアミン ０．５部
ジエチレングリコール ５部
水 ６９．５部
【００８３】
上記成分を混合し、ウォーターバスで７０℃に加温し、樹脂成分を完全に溶解させる。この溶液にカーボンブラック「ＭＡ−１００」（ｐＨ３．５；三菱化学（株）製）１５部、２ープロパノール５部を加え、３０分間プレミキシングを行った後、下記の条件で分散処理を行った。
【００８４】
分散機 サンドグライダー（五十嵐機械製）
粉砕メディア ジルコニウムビーズ１ｍｍ径
粉砕メディアの充填率５０％（体積）
粉砕時間３時間
【００８５】
更に、遠心分散処理（１２０００ｒｐｍ、２０分間）を行い、粗大粒子を除去して顔料分散液１とした。
【００８６】
（実施例２０のインク作成）
以下の各成分をビーカーにて混合し、２５℃にて３時間撹拌したものを本発明に使用する実施例２０のインクとした。
・ 顔料分散液１ ３０部
・ ジエチレングリコール １０部
・ ２ープロパノール ２部
・ グルコン酸ナトリウム １部
・ 水 ５７部
【００８７】
実施例２１
（顔料分散液２の作成）
市販の酸性カーボンブラック「ＭＡ７７」（ｐＨ３；三菱化学（株）製）３００ｇを水１０００ｍｌによく混合した後、これに次亜塩素酸ソーダ（有効塩素濃度１２％）４５０ｇを滴下して、１００〜１０５℃で１０時間攪拌した。得られたスラリーを東洋ろ紙Ｎｏ２（アドバンティス社製）でろ過し、顔料粒子を十分に水洗した。この顔料ウェットケーキを水３０００ｍｌに再分散し、電導度０．２μｓまで逆浸透膜で脱塩した。さらに、この顔料分散液（ｐＨ＝８〜１０）を顔料濃度１０重量％に濃縮した。以上の方法によりカーボンブラックの表面に-COONa基を導入した。
【００８８】
（実施例２１のインク作成）
以下の各成分をビーカーにて混合し、２５℃にて３時間撹拌した。この混合物をポアサイズ３．０μｍのメンブランフィルター（住友電工（株）製）で加圧ろ過したものを本発明に使用する実施例２１のインクとした。
・ 顔料分散液２ ３０部
・ グリセリン ５部
・ トリメチロールプロパン ５部
・ アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物
（商品名：アセチレノールＥＨ、川研ファインケミカル製） ０．２部
・ グルコン酸ナトリウム １．０部
・ 水 ５８．８部
【００８９】
実施例２２
（顔料分散液３の調整）
スチレン−アクリル酸共重合体 ５．５部
（酸価２００、平均分子量７０００）
モノエタノールアミン １．０部
イオン交換水 ６７．５部
ジエチレングリコール ５．０部
【００９０】
上記成分を混合し、ウォーターバスで７０℃に加温し、、樹脂分を完全に溶解させた。
【００９１】
この溶液にＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｅ ９３を２０部、イソプロピルアルコールを１．０部加え、３０分間プレミキシングを行った後、下記の条件で分散処理を行なった。
【００９２】
分散機 ：サンドグラインダー
粉砕メディア ：ガラスビーズ １ｍｍ径
粉砕メディアの充填率 ：５０％（体積）
粉砕時間 ：３時間
【００９３】
さらに遠心分離処理（１２０００ｒｐｍ、２０分間）を行い、粗大粒子を除去して分散液とした。
【００９４】
（インクの調整）
以下の各成分をビーカーにて混合し、２５℃にて３時間撹拌したものを本発明に使用する実施例２２のインクとした。
・ 顔料分散液３ ２０部
・ グリセリン １５部
・ ジエチレングリコール １０部
・ アセチレノールＥＨ（川研ファインケミカル製） ０．３部
・ グルコン酸ナトリウム １部
・ 水 ５３．７部
【００９５】
実施例２３
実施例２３において調製した顔料分散液３の、C．I．Pigment Yellow 93をC．I．Pigment Red 122に代えた以外は顔料分散液３と同様にして顔料分散液４を調整した。
【００９６】
そして顔料分散液４を用いた以外は実施例２２のインクと同様にして実施例２３のインクを調製した。
【００９７】
実施例２４
実施例２３において調製した顔料分散液３の、C．I．Pigment Yellow 93をＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３に代えた以外は顔料分散液３と同様にして顔料分散液５を調整した。そして顔料分散液５を用いた以外は実施例２２のインクと同様にして実施例２４のインクを調製した。
【００９８】
比較例２〜１５
下記に示す各成分を混合し、充分攪拌して溶解させた後、ポアサイズ０．２μｍのミクロフィルター（富士写真フィルム（株）製）にて加圧濾過して比較例５〜１３のインクを夫々調整した。
【００９９】
比較例２のインク組成
・ プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社） ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ 水酸化ナトリウム ０．１部
・ 水 ８７．９部
【０１００】
比較例３のインク組成
・ プロジェットファストイエロー２（Ｚｅｎｅｃａ社） ３部
・ ジエチレングリコール １０部
・ 水 ８７部
【０１０１】
比較例４のインク組成
・ プロジェットファストマゼンタ２（Ｚｅｎｅｃａ社） ３部
・ ジエチレングリコール １０部
・ 水 ８７部
【０１０２】
比較例５のインク組成
・ プロジェットファストシアン２（Ｚｅｎｅｃａ社） ４部
・ ジエチレングリコール １０部
・ 水 ８６部
【０１０３】
比較例６のインク組成
・ Ｃ．Ｉ．フードブラック２ ３部
・ グリセリン ５部
・ エチレングリコール １０部
・ ２−プロパノール ３部
・ 水 ７９部
【０１０４】
比較例７のインク組成
・ Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３ ２部
・ ジエチレングリコール １０部
・ 水 ８８部
【０１０５】
比較例８のインク組成
・ Ｃ．Ｉ．リアクティブ レッド１８０ ３部
・ ジエチレングリコール １０部
・ 水 ８７部
【０１０６】
比較例９のインク組成
・ Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９ ５部
・ ジエチレングリコール １０部
・ 水 ８５部
【０１０７】
比較例１０のインク組成
・ Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１９５ ２部
・ グリセリン ５部
・ ジエチレングリコール ５部
・ 尿素 ５部
・ 水酸化ナトリウム ０．１部
・ 硫酸アンモニウム ０．１部
・ 水 ８２．８部
【０１０８】
比較例１１のインク組成
以下の各成分をビーカーにて混合し、２５℃にて３時間撹拌したものを比較例１１のインクとした。
・ 顔料分散液１ ３０部
・ ジエチレングリコール １０部
・ ２ープロパノール ２部
・ 水 ５８部
【０１０９】
比較例１２のインク組成
以下の各成分をビーカーにて混合し、２５℃にて３時間撹拌した。この混合物をポアサイズ３．０μｍのメンブランフィルター（住友電工（株）製）で加圧ろ過したものを比較例１２のインクとした。
・ 顔料分散液２ ３０部
・ グリセリン ５部
・ トリメチロールプロパン ５部
・ アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物
（商品名：アセチレノールＥＨ、川研ファインケミカル製） ０．２部
・ 水 ５９．８部
【０１１０】
比較例１３
以下の各成分をビーカーにて混合し、２５℃にて３時間撹拌したものを本発明に使用する比較例１３のインクとした。
・ 顔料分散液３ ２０部
・ グリセリン １５部
・ ジエチレングリコール １０部
・ アセチレノールＥＨ（川研ファインケミカル製） ０．３部
・ 水 ５４．７部
【０１１１】
比較例１４
以下の各成分をビーカーにて混合し、２５℃にて３時間撹拌したものを比較例１４のインクとした。
・ 顔料分散液４ ２０部
・ グリセリン １５部
・ ジエチレングリコール １０部
・ アセチレノールＥＨ（川研ファインケミカル製） ０．３部
・ 水 ５４．７部
【０１１２】
比較例１５
以下の各成分をビーカーにて混合し、２５℃にて３時間撹拌したものを比較例１５のインクとした。
・ 顔料分散液５ ２０部
・ グリセリン １５部
・ ジエチレングリコール １０部
・ アセチレノールＥＨ（川研ファインケミカル製） ０．３部
・ 水 ５４．７部
【０１１３】
〔評価２〕
上記の実施例４〜２４及び比較例〜１５のインクを用いて、記録信号に応じた熱エネルギーをインクに付与することによりインクを吐出させるオンデマンド型マルチ記録ヘッド（ＢＣ−０２（キヤノン（株）製）：ヒーター上の最表面保護層はタンタル及びタンタルの酸化物より成る）を有するインクジェット記録装置を用いて、パルス幅１．１μｓ（Ｏｎ）＋３．０μｓ（Ｏｆｆ）＋３．２μｓ（Oｎ）、駆動周波数６２５０Ｈｚで、Ｖｔｈ（吐出するぎりぎりの臨界電圧）を実測し、ｒ値＝１．３９に相当するＶｏｐ（駆動電圧）で下記の評価を行った。結果を第２表に示す。
【０１１４】
吐出耐久性
前記装置と駆動条件で連続吐出を行い、１×１０6発おきに記録ヘッドから吐出される液滴を容器に収集して、電子天秤で秤量した。容器の増加量より １×１０6発における平均の吐出液滴量を算出した。尚、連続吐出は１×１０8発まで行い、下記の基準で評価した。
Ａ：９．９×１０7〜１×１０8発間の平均の吐出液滴量が０〜１×１０6発後の平均の吐出液滴量と比べて９０％以上。
Ｂ：９．９×１０7〜１×１０8発間の平均の吐出液滴量が０〜１×１０6発後の平均の吐出液滴量と比べて９０％未満〜７０％。
Ｃ：９．９×１０7〜１×１０8発間の平均の吐出液滴量が０〜１×１０6発後の平均の吐出液滴量と比べて７０％未満。
Ｄ：途中で吐出不能に陥った。
【０１１５】
コゲ付着量
上記ヘッドの吐出耐久性で評価の終了した記録ヘッドを分解し、吐出耐久に使用したノズルのヒーター表面を光学顕微鏡（倍率４００倍）で目視して、コゲの付着量を下記の基準で評価した。
Ａ：コゲの付着が殆ど見られない。
Ｂ：コゲの付着が僅かに見られる。
Ｃ：コゲの付着が多く見られる。
Ｄ：コゲの付着が非常に多く見られる。
【０１１６】
【表２】
【表３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、熱エネルギーを利用したインクジェット記録に用いた場合に、記録ヘッドのヒーター上のコゲを低減することにより記録ヘッドの寿命を向上させるインク、記録ヘッドのヒーター上のコゲを低減することにより記録ヘッドの寿命を向上させる方法、該インクを用いたインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置が提供される。
【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例を示す縦断面図である。
【図２】インクジェット記録装置のヘッドの一例を示す横断面図である。
【図３】図１に示したヘッドをマルチ化したヘッドの外観斜視図である。
【図４】インクジェット記録装置の一例を示す概略斜視図である。
【図５】インクカートリッジの一例を示す縦断面図である。
【図６】記録ユニットの一例を示す斜視図である。
【図７】実施例に係るオンデマンド型マルチ記録ヘッドの駆動パルスを示す図である。
【符号の説明】
１３ ヘッド
１４ インク流路（ノズル）
１５ 発熱素子基板
１６−１ 保護層
１６−２ 最表面保護層
１７−１、１７−２ 電極
１８ 発熱抵抗体層
１９ 蓄熱層
２０ 基板
２１ インク
２２ 吐出オリフィス（微細孔）
２３ メニスカス
２４ インク小滴
２５ 被記録材
２６ マルチ溝
２７ ガラス板
２８ 発熱ヘッド
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 キャップ
６３ インク吸収体
６４ 吐出回復部
６５ 記録ヘッド
６６ キャリッジ
６７ ガイド軸
６８ モーター
６９ ベルト
７０ 記録ユニット
７１ ヘッド部
７２ 大気連通口
Claims (7)
- インクに熱エネルギーを印加してオリフィスから該インクを吐出させる為のヒータを備えた記録ヘッドを有するインクジェットプリンタの、該ヒータへのコゲの付着低減方法であって、
該ヒータがタンタル及びタンタルの酸化物よりなる最表面保護層を備え、且つ該インクが（ａ）色材、（ｂ）液媒体、及び（ｃ）アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩の群から選択される少なくとも一つを含むインクであり、
該インクを吐出させる為に該ヒータに投入するエネルギーをＥｏｐとし、該記録ヘッドから該インクを吐出させるために最低限必要な該ヒータへのエネルギー投入量をＥｔｈとしたとき、Ｅｏｐが下記
１．１０≦Ｅｏｐ／Ｅｔｈ≦１．５０
の関係を満たすことを特徴とするヒータ表面へのコゲ付着低減方法。 - 前記（ｃ）アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩の群から選択される少なくとも一つが、グルコン酸、γ−グルコノラクトン、δ−グルコノラクトン、グルコン酸塩の群から選択される少なくとも一つである請求項１に記載のヒータへのコゲ付着低減方法。
- 前記グルコン酸塩が、グルコン酸リチウム、グルコン酸ナトリウム、グルコン酸カリウムの群から選択される少なくとも一つである請求項２に記載のヒータ表面へのコゲの付着低減方法。
- タンタル及びタンタルの酸化物よりなる最表面保護層を備えたヒータから熱エネルギーを作用させることによりインクをオリフィスから吐出させる工程を含むインクジェット記録方法において、該インクが（ａ）色材、（ｂ）液媒体、及び（ｃ）アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩の群から選択される少なくとも一つを含むインクであり、
該インクを吐出させる為に該ヒータに投入するエネルギーをＥｏｐとし、該記録ヘッドから該インクを吐出させるために最低限必要な該ヒータへのエネルギー投入量をＥｔｈとしたとき、Ｅｏｐが下記
１．１０≦Ｅｏｐ／Ｅｔｈ≦１．５０
の関係を満たすことを特徴とするインクジェット記録方法。 - インクを収容しているインク収容部、
該インク収納部から導かれたインク流路内のインクに熱エネルギーを付与するヒータを有するインクジェット記録用ヘッド、及び
記録情報に応じて該ヒータにパルス状の電気信号を印加する手段を具備しているインクジェット記録装置であって、
該ヒータがタンタル及びタンタルの酸化物よりなる最表面保護層を具備し、該インクが（ａ）色材、（ｂ）液媒体、及び（ｃ）アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩の群から選択される少なくとも一つを含み、
該インクを吐出させる為に該ヒータに投入するエネルギーをＥｏｐとし、該記録ヘッドから該インクを吐出させるために最低限必要な該ヒータへのエネルギー投入量をＥｔｈとしたとき、Ｅｏｐが下記
１．１０≦Ｅｏｐ／Ｅｔｈ≦１．５０
の関係を満たすことを特徴とするインクジェット記録装置。 - インクを収容しているインク収容部と、該インクを熱エネルギーの作用によりオリフィスから吐出させるためのインクジェット記録用ヘッド部とを有する記録ユニットであって、該インクジェット記録用ヘッド部は該インクに熱エネルギーを印加する為の、タンタル及びタンタルの酸化物よりなる最表面保護層を備えたヒータを具備し、且つ該インクが（ａ）色材、（ｂ）液媒体、及び（ｃ）アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩の群から選択される少なくとも一つを含むインクであり、
該インクを吐出させる為に該ヒータに投入するエネルギーをＥｏｐとし、該記録ヘッドから該インクを吐出させるために最低限必要な該ヒータへのエネルギー投入量をＥｔｈとしたとき、Ｅｏｐが下記
１．１０≦Ｅｏｐ／Ｅｔｈ≦１．５０
の関係を満たすことを特徴とする記録ユニット。 - インクに熱エネルギーを印加してオリフィスから吐出させる工程を含むインクジェット記録方法に用いる、インクに熱エネルギーを付与するヒータを具備している記録ヘッドの長寿命化方法であって、該ヒータにタンタル及びタンタルの酸化物よりなる最表面保護層を設けると共に、該インクとして（ａ）色材、（ｂ）液媒体、及び（ｃ）アルドン酸、γ―アルドノラクトン、δ―アルドノラクトン、アルドン酸塩の群から選択される少なくとも一つを含むインクを用い、
該インクを吐出させる為に該ヒータに投入するエネルギーをＥｏｐとし、該記録ヘッドから該インクを吐出させるために最低限必要な該ヒータへのエネルギー投入量をＥｔｈとしたとき、Ｅｏｐが下記
１．１０≦Ｅｏｐ／Ｅｔｈ≦１．５０
の関係を満たすようにすることを特徴とする記録ヘッドの長寿命化方法。
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