JP4927648B2 - インクジェットヘッド用導入液、インクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録方法においてインクジェットヘッドへインクを導入する際に用いられるインクジェットヘッド用導入液およびこれを用いたインクジェットヘッド並びにインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録方法は、インクジェットヘッドによりインクを吐出させてインク滴を形成し、これらの一部または全部を紙等の被記録材に付着させて記録を行うものである。このようなインクジェット記録方法においては、インクジェットヘッドのノズル部やインク流路内で目詰まりを起こさず、安定した吐出を行え、鮮明な色調で十分に高い濃度の記録ができるインクが必要である。

ところで、インクジェットヘッドには、大きく分けてサーマル方式とピエゾ方式があり、さらに連続噴射型記録装置では吐出したインク液滴を電場で制御するような静電式などがある。詳しくは、サーマル方式では、インクをヒーターで瞬時に加熱してバブルを発生させ、このときの力を利用してインク液滴を吐出させる。ピエゾ方式では、圧電素子を振動させることによりインクに力を加えてインク液滴を吐出させる。ピエゾ方式でインクに力を加える手法としては、縦に振動する圧電素子でインクに力を加える方法と、たわみ振動するピエゾでインクに力を加える方法とがあり、これらにおいては圧電素子を積層することによりインクに加わる力を向上させることができる。このようなピエゾ方式のうち、高密度化、量産性を達成するためには、たわみ振動する圧電素子を使用したほうがよく、かつ積層ではないほうがよいと考えられる。

インクジェット記録方法においてインクの性能を十分に発揮するためには、特にピエゾ方式のインクジェットヘッドを使用する場合、振動によって発生した圧力波のロスを最小限にし、ノズル部まで効率よく力を伝達する必要があり、インクジェットヘッド内に気泡を残すことなく、完全にインクで満たされた状態を作り出すことが重要になる。インクジェットヘッド内に気泡が残留していると、吐出力が十分にインクに伝わらず、不吐出、噴射曲がり等の問題を生じ、インクジェット記録に要求される性能が満足されなくなってしまうからである。したがって、インクジェットヘッドへのインクの充填状態は、インクジェット記録の性能を左右する重要な要素であるといえる。

そこで、これまでに、インクジェットヘッド内に気泡を残さずにインクを充填する方法として、ロスマイルス法による起泡直後の泡高さが２ｍｍ以下、５分後の泡高さが０ｍｍであり、水と界面活性能を有し水よりも低揮発性の水溶性有機溶剤とを含む導入液を、インクジェットヘッドへのインクの導入に先立ちインクジェットヘッドへ充填することが提案されている（特許文献１参照）。
特開２０００−９４７０７号公報

しかしながら、インクジェットヘッドは様々な素材からなる部材で形成され、また各部材接着部には段差や微小な隙間が存在するため、前記特許文献１に記載の導入液を導入した際にさえ、インク流路内に気泡が残ってしまうことがあり、結果として、インク充填時に気泡を完全除去することは困難であった。

そこで、本発明の主たる課題は、インク流路内の気泡を残留するのを抑制し、それによって、インクジェット記録方法においてインクを吐出する際に、吐出欠陥を防止し、吐出安定性を確保することを可能にするインクジェットヘッド用導入液、インクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく、インクジェットヘッドへのインクの導入に先立ち該インクジェットヘッドに導入液を充填するにあたり、導入液の濡れ性を高めることを目指し、鋭意検討を行った。その結果、これまで、一般に、ウィルヘルミ法などによって測定された寿命１０００ｍｓｅｃ以上での表面張力が濡れ性の目安として着目されていたが、寿命１０ｍｓｅｃにおける表面張力と寿命１０００ｍｓｅｃにおける表面張力との差が特定範囲である導入液が、インク流路内の気泡の残留抑制に有効に作用することを見出した。つまり、表面寿命が短い時間での表面張力がインク流路内における濡れ性に大きく影響し、寿命１０ｍｓｅｃにおける表面張力と寿命１０００ｍｓｅｃにおける表面張力との差が本願範囲内であれば、導入液の導入時に気泡を持ち込まずに導入できる。したがって、インクと置換してもインク流路内に気泡が残留することなく、その後、吐出欠陥、インクの吐出安定性を確保することができる。
さらに、適用するインクジェットヘッドのインク流路部材の素材に応じて、該インク流路部材に対する接触角が２５度以下となる導入液を用いることも、インク流路内の気泡を残留するのを抑制するためには重要であることを見出した。そして、これら要件を兼ね備えた導入液であれば、前記課題を一挙に解決することができることを見出し、本発明を完成したのである。

すなわち、本発明は以下の構成からなる。
（１）インクジェットヘッドへのインクの導入に先立ち該インクジェットヘッドに充填される導入液であって、下記式（１）

を満足する表面張力を有し、適用するインクジェットヘッドのインク流路部材に対する接触角が２５度以下となる、ことを特徴とするインクジェットヘッド用導入液。
（２）水、界面活性剤および水溶性有機溶剤からなり、前記水溶性有機溶剤は、炭素数６〜８のジオール、および有機性値（ＯＶ）が１５０以上の多価アルコールアルキルエーテルから選ばれる少なくとも一種を含有する（１）に記載のインクジェットヘッド用導入液。
（３）前記水溶性有機溶剤は、その含有量が導入液全重量に対して、０．１〜３５重量％である、（２）に記載のインクジェットヘッド用導入液。
（４）前記インク流路部材が、エポキシ樹脂、ステンレス鋼、ニッケル合金、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、およびシリコーン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種からなる（１）に記載のインクジェットヘッド用導入液。
（５）（１）〜（４）のいずれかに記載の導入液が充填されてなる、インクジェットヘッド。
（６）（１）〜（４）のいずれかに記載の導入液が充填されたインクジェットヘッドを備えてなることを特徴とするインクジェット記録装置。
（７）（１）〜（４）のいずれかに記載の導入液をインクジェットヘッドのインク流路内に充填する工程と、インク流路内に充填された前記導入液をインクと置換する工程とを含むインクジェットヘッドへのインク導入方法。
（８）（１）〜（４）のいずれかに記載の導入液をインクジェットヘッドのインク流路内に充填する工程と、インク流路内に充填された前記導入液をインクと置換する工程と、置換したインクをノズルから記録媒体の表面に吐出させる工程とを含むインクジェット記録方法。

本発明によれば、インクジェット記録方法においてインクを吐出する際に、吐出欠陥を防止し、吐出安定性の向上を図ることができる、という効果がある。

本発明のインクジェットヘッド用導入液（以下、単に「本発明の導入液」と称する）は、インクジェットヘッドへのインクの導入に先立ち該インクジェットヘッドに充填される導入液である。つまり、本発明の導入液は、インクをインクジェットヘッド内へ導入する前にインクジェットヘッド内に充填し、その後にインクジェットヘッド内にインクを導入して導入液をインクに置換することによって、インクジェットヘッド内に気泡を残すことなく、インクを充填することを可能にするものである。そして、その結果、吐出欠陥を招くことなく、良好な吐出安定性でインクを吐出することを実現させるのである。

インクジェットヘッド内に充填した本発明の導入液をインクに置換する方法としては、特に制限されないが、例えば、インクジェットヘッドに、インクを内蔵するインクカートリッジを接続した状態で、インクジェットヘッドの吐出口側にキャップを被せてポンプでインクを吸引するか、あるいは、ポンプを用いてインクを輸送するか、あるいは、カートリッジもしくはサブタンクをエアーで加圧するなどしてインクを押出し輸送する、などの方法を採用することができる。

すなわち、本発明のインクジェットヘッドへのインク導入方法は、導入液をインクジェットヘッドのインク流路内に充填し、次いでインク流路内に充填された前記導入液をインクと置換して、インクジェットヘッドにインクを導入する方法である。

本発明の導入液は、下記式（１）

を満足する表面張力を有することが重要である。好ましくは、下記式（２）

を満足する表面張力を有するのがよい。（寿命１０ｍｓｅｃにおける表面張力−寿命１０００ｍｓｅｃにおける表面張力）の値が１６ｍＮ／ｍ以上であると、充分な濡れ性が得られず、インク流路内の気泡を残留するのを抑制することができない。他方、インクジェットヘッドに充填される、水と水溶性有機溶剤とを含有してなる通常の導入液において、（寿命１０ｍｓｅｃにおける表面張力−寿命１０００ｍｓｅｃにおける表面張力）の値が６ｍＮ／ｍ以下である導入液を得ることは、界面活性剤等を入れた場合、有機溶剤の水への溶解性のため、実質的に困難である。

本発明において、表面寿命に対する表面張力、すなわち寿命１０ｍｓｅｃにおける表面張力および寿命１０００ｍｓｅｃにおける表面張力は、バブルプレッシャー法に代表されるようなキャピラリーを使用した動的表面張力の測定法にて測定されるものである。具体的には、キャピラリーから液中に気泡を発生させ、その気泡にかかる圧力から表面張力を測定し、気泡周波数（例えば、０．０１〜１０Ｈｚ）を変化させることで、動的表面張力を測定することができる。

本発明の導入液は、適用するインクジェットヘッドのインク流路部材に対する接触角が２５度以下となるものであることが重要である。好ましくは、インク流路部材に対する接触角は２０度以下であるのがよい。インク流路部材に対する接触角が２５度を超えると、充分な濡れ性が得られず、インク流路内の気泡を残留するのを抑制することができない。なお、インクジェットヘッドが異なる素材からなる複数のインク流路部材で構成されている場合には、全てのインク流路部材に対する接触角が前記範囲であることが肝要である。また、このような場合には、各部材を接着するために用いられる接着剤も、インク流路部材の１つであるものとする。

本発明において、インク流路部材に対する接触角は、接触角計（例えば、協和界面科学（株）製「ＣＡ−Ｘ型」など）を用いて測定することができる。

本発明の導入液は、水、界面活性剤および水溶性有機溶剤を必須成分とするものであることが好ましい。
必須成分としての水には、脱イオン水（純水）を使用することが望ましい。水の含有量は、導入液全重量に対して６５〜９５重量％であるのが好ましい。

必須成分である界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤等があるが、これらの中でも特に、アニオン性界面活性剤もしくは非イオン性界面活性剤が好ましい。界面活性剤の含有量は、導入液全重量に対して０．１〜５．０重量％であるのが好ましい。なお、界面活性剤は、１種のみであってもよいし、２種以上であってもよい。

必須成分である水溶性有機溶剤は、炭素数６〜８のジオール、または有機性値（ＯＶ）が１５０以上の多価アルコールアルキルエーテルの少なくとも一方（以下「特定溶剤成分」と称することもある）を含有することが好ましい。前記炭素数６〜８のジオールは、その水酸基がどの位置にあってもよく、水酸基の位置は全ての組合せにおいて有効である。前記有機性値（ＯＶ）が１５０以上の多価アルコールアルキルエーテルの具体例としては、例えば、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。導入液全重量に対する前記特定溶剤成分の割合は、特に制限されないが、０．１〜３５重量％であるのが好ましい。また、前記特定溶剤成分は２種類以上であってもよく、その場合には、特定溶剤成分の導入液全重量に対する割合が０．１〜３５重量％であるのがよい。なお、水溶性有機溶剤は、前記特定溶剤成分以外の他の溶剤を含有していてもよいが、その場合、当該他の溶剤の含有量は、前記特定溶剤成分の含有割合が前記範囲となる範囲内とすることが望ましい。

必須成分である水溶性有機溶剤の含有量は、導入液全重量に対して、０．１〜３５重量％であるのが好ましく、０．５〜２５重量％であるのがより好ましい。水溶性有機溶剤の含有量が０．１重量％未満であると、インク流路部材に対して接触角２５度以下を達成することが困難になる場合が多くなり、一方、３５重量％を超えると、導入液の粘度が高くなるために、導入液自体の充填が困難になる恐れがある。

本発明の導入液は、前述した必須成分のほかに、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、例えば、粘度調整剤、pH調整剤、防腐防カビ剤等の各種添加剤を含有させることができる。なお、水溶性染料等の着色剤については、多量に存在すると起泡性が高くなる傾向があるので、基本的に含有させない方がよいが、本発明の効果を損なわない範囲であれば、視認性を得る目的で少量添加することは可能である。

本発明においては、前記インク流路部材が、エポキシ樹脂、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、ニッケル合金、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、およびシリコン樹脂からなる群より選ばれる１種以上からなるものであることが望ましい。インク流路部材が前記群から選ばれる素材からなるものであり、導入液が前述した範囲の表面張力を有するものであれば、両者の接触角は容易に２５度以下となる。勿論、本発明におけるインク流路部材は、前記群から選ばれるものに限定される訳ではない。

本発明の導入液を充填するインクジェットヘッドは、特に制限されるものではないが、１つのヘッドに対して４００ノズル以上を有するインクジェットヘッドであれば、本発明の効果がより顕著に現われるので、好適である。

本発明のインクジェットヘッドは、前述した本発明の導入液が充填されてなるのが好ましい。前記導入液は、上記したように、インクをインクジェットヘッド内へ導入する前にインクジェットヘッド内に充填する。導入液の充填においては、図１に示すように、導入液は、導入液カートリッジ（図示しない）からの配管とこの配管を接続するためのジョイント部１１を介して前記インクジェットヘッド２１に供給する。前記カートリッジとジョイント部１１との間にはポンプ（図示しない）が配置してあり、導入液を輸送することができる。ポンプは、チューブポンプやギヤポンプ、電磁ポンプなど目的に合わせて使用することができる。

導入液が充填された本発明のインクジェットヘッドは、吐出側（吐出用ノズル孔など）にはキャップを、インクの出入部には弁や栓などをして、大気連通箇所をなくし、導入液の漏れや蒸発を防止するようにしてもよい。また、本発明のインクジェットヘッドは、導入液を満たした状態で、インクカートリッジやキャップから外して単独で輸送することができるが、その際には、吐出用ノズル孔およびカートリッジとの接続口を、粘着テープまたはゴム等の蓋などでおおって、導入液の漏れや蒸発を抑制するようにしてもよい。

図１に本発明のインクジェットヘッドの一例として、積層圧電素子８と個別電極９とを含む圧電アクチュエータを取り付ける前の状態のものを示す。図の例におけるインクジェットヘッド２１は、１枚の基板１上に、加圧室２とそれに連通するノズル３とを含むドット形成部を複数個、配列したものである。

また図２（ａ）は、上記例のインクジェットヘッド２１において、圧電アクチュエータＡＣを取り付けた状態での、１つのドット形成部を拡大して示す部分断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の底面図である。図３は図２（ａ）のノズル３付近の拡大図である。ドット形成部のノズル３は、図１に白矢印で示す主走査方向（記録媒体の搬送方向）に複数列並んでいる。図の例では４列に並んでおり、同一列内のドット形成部間のピッチは１５０ｄｐｉであって、インクジェットヘッド２１の全体として６００ｄｐｉを実現している。

各ドット形成部は、基板１の上面側に形成した、平板形状を有する加圧室２と、上記基板１の下面側のノズル３と、これらを連通させるノズル流路４とを備える。前記加圧室２は、矩形部の幅方向の中央部に中心を有し、径が幅長さと等しく、かつ水平断面形状が半円形である端部を前記矩形部の長手方向の両端に備えている。加圧室２は、該加圧室２の他端側の端部の半円と中心が同じである円柱形の供給口５を介して共通流路６に連通している。前記ノズル３は、前記加圧室２の一端側の端部の半円と中心が同じで円錐台形を有している。前記ノズル流路４は、前記端部の半円と中心が同じで同径の円柱形を有している。また前記共通流路６は、基板１内に、各ドット形成部と連通させるように形成されている。なお、上記したインク流路は、少なくとも、前記共通流路６、加圧室２、およびノズル流路４から構成されている。

上記各部は、図の例では、加圧室２を形成した第１基板１ａと、ノズル流路４の上部４ａと供給口５とを形成した第２基板１ｂと、ノズル流路４の下部４ｂと共通流路６とを形成した第３基板１ｃと、ノズルプレートとしての、ノズル３を形成した第４基板１ｄとを、この順に積層し、一体化することで形成してある。

またノズル３は、図３に示すように、インク滴吐出側の先端の開口３０を、基板１の下面側である第４基板１ｄの下側の表面１ｅに円形に形成してある。それと共にノズル３は、この先端側の開口３０が、加圧室２側の開口３１よりも小さくなるように、テーパー状（円錐状）に形成してある。

第１基板１ａと第２基板１ｂには、図１に示すように、第３基板１ｃに形成した共通流路６を、基板１の上面側で、インクカートリッジ（図示しない）からの配管と接続するためのジョイント部１１を構成するための通孔１１ａを形成してある。さらに各基板１ａ〜１ｄは、例えば樹脂や金属などからなり、フォトリソグラフ法を利用したエッチングなどによって上記各部となる通孔を設けた、所定の厚みを有する板状体にて形成してある。

基板１の上面側には、平面形状かつ横振動モードの薄板状の積層圧電素子８と、略矩形状の同じ平面形状を有する個別電極９とを、この順に積層することで圧電アクチュエータＡＣを構成してある。前記積層圧電素子８は、該基板１とほぼ同じ大きさであり、共通電極７をその内部に有している。前記個別電極９は、各ドット形成部の加圧室２の中央部と重なる位置に個別に設けてある。

共通電極７、個別電極９は、共に金、銀、白金、銅、アルミニウムなどの導電性に優れた金属の箔や、これらの金属からなるめっき被膜、真空蒸着被膜などで形成してある。
圧電素子８を形成する圧電材料としては、例えばジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）や、当該ＰＺＴにランタン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガンなどの酸化物の１種または２種以上を添加したもの、例えばＰＬＺＴなどの、ＰＺＴ系の圧電材料を挙げることができる。また、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）、ニッケルニオブ酸鉛（ＰＮＮ）、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウムなどを主要成分とするものを挙げることもできる。

圧電素子８は、例えば上記の圧電材料を焼結して形成した焼結体を薄板状に研磨した所定の平面形状を有するチップを、所定の位置に接着、固定したり、いわゆるゾル−ゲル法（またはＭＯＤ法）によって、圧電材料のもとになる有機金属化合物から形成したペーストを所定の平面形状に印刷し、乾燥、仮焼成、焼成の工程を経て形成する。あるいは反応性スパッタリング法、反応性真空蒸着法、反応性イオンプレーティング法などの気相成長法によって、圧電材料の薄膜を所定の平面形状に形成したりすることによって、形成することができる。

圧電素子８の表面粗さは、焼成条件での粒子成長促進や、機械研磨、エッチング等を用いて表面加工をすることにより所望の表面粗さを得ることができる。前記圧電素子８の表面粗さは、例えば光干渉型表面粗さ測定装置（Ｖｅｅｃｏ社製Ｗｙｋｏ ＮＴ１１００)を用いて測定を行い、平均表面粗さＲａとして評価できる。

圧電素子８を、例えば横振動モードとして駆動するためには、圧電材料の分極方向を、前記圧電素子８の厚み方向、より詳しくは個別電極９から共通電極７に向かう方向に配向させる。そのためには、例えば高温分極法、室温分極法、交流電界重畳法、電界冷却法などの従来公知の分極法を採用することができる。また、分極後の圧電素子８をエージング処理してもよい。

圧電材料の分極方向を上記の方向に配向させた圧電素子８は、共通電極７を接地した状態で、個別電極９から正の駆動電圧を印加することによって、分極方向と直交する面内で収縮する。このため、撓みが発生する際の力が加圧室２内のインクに圧力波として伝えられ、この圧力波によって、供給口５、加圧室２、ノズル流路４、およびノズル３内のインクが振動を起こす。そして振動の速度が、結果的にノズル３の外に向かうことによって、ノズル３内のインクメニスカスが、インク滴吐出側の先端の開口３０から外部へと押し出されて、インク柱が形成される。振動の速度は、やがてノズル内方向に向かうが、インク柱はそのまま外方向に運動を続けるため、インクメニスカスから切り離されて１〜２滴程度のインク滴にまとまり、それが紙面の方向に飛翔して、紙面にドットを形成する。

インク滴が飛翔して減少した分のインクは、ノズル３内のインクメニスカスの表面張力によって、インクカートリッジから、当該インクカートリッジの配管、ジョイント部１１、共通流路６、供給口５、加圧室２、およびノズル流路４を介してノズル３に再充填される。

基板１の下面側である第４基板１ｄの下側の表面１ｅには、前記のように、所定の平面形状を有する撥水処理されない領域Ａ１を、ノズル３のインク滴吐出側の先端の、円形の開口３０と重ねて設けてある。すなわち、この領域Ａ１を除くそれ以外の表面１ｅに撥水層１２を積層して撥水処理する。そして領域Ａ１内は撥水層１２を形成せずに、第４基板１ｄの表面を露出させて、撥水処理されていない状態としてある。

撥水層１２の厚みは、特に限定されないが、０．５〜２μｍであるのが好ましい。撥水層１２の厚みがこの範囲未満では、撥水性が低下して、インクの付着によるインク滴の吐出不良を生じるおそれがある。また、膜厚が２μｍを超える撥水層１２は膜形成が容易でない上、形成できたとしても、それ以上の効果が得られないおそれがある。

本発明のインクジェットヘッド２１は、引き打ち式および押し打ち式のいずれの駆動方法によって駆動しても良い。引き打ち式では、ドット形成の直前に加圧室２の容量を拡大させる方向に圧電素子８を変形させることで、ノズル内のインクメニスカスを引き込む。その後、加圧室２の容量を縮小させる方向に圧電素子８を変形させることで、インク滴をインクメニスカスから分離させて吐出させる。押し打ち式では、ドット形成時に、加圧室２の容量を縮小させる方向に圧電素子８を変形させることで、ノズル３内のインクメニスカスを押し出す。次いで、加圧室２の容量を拡大させる方向に圧電素子を変形させることで、インクメニスカスを引き込んで、インク滴をインクメニスカスから分離させて吐出させる。

本発明のインクジェット記録装置は、高速プリントを達成するため、前記インクジェットヘッド２１がノズル数を６００個以上有し、またその駆動周波数が１５ｋＨｚ以上であるのがよい。前記インクジェットヘッド２１は記録媒体の搬送方向に直交しかつ水平方向に２個以上、好ましくは２〜８個、より好ましくは２〜４個配置してなるのがよい。また記録媒体の幅以上に複数個配置することによって、ラインヘッドとしても使用することができる。

本発明のインクジェット記録方法は、導入液をインクジェットヘッド２１のインク流路４内に充填し、次いでインク流路内に充填された前記導入液をインクと置換し、この置換したインクをノズル３から記録媒体の表面に吐出させる記録方法である。

カラープリントを行う場合には、インクは前記インクジェットヘッド２１と組み合わせて、多色セットを形成し、通常はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色を含むインクセットを形成し、これらをセットとして、インクおよびインクジェットヘッド２１を組み合わせたインクジェット記録装置とすることが好ましい。

以下、実施例および比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、導入液の各物性は以下の方法で測定した。

＜表面張力＞
自動表面張力計（協和界面科学（株）製「ＢＰ−Ｄ４」）を用い、ＪＩＳ Ｋ ３３６２に従い２５℃にて表面張力を測定し、寿命１０ｍｓｅｃにおける表面張力Ａおよび寿命１０００ｍｓｅｃにおける表面張力Ｂを求め、その差（Ａ−Ｂ）を算出した。
＜接触角＞
接触角計（協和界面科学（株）製「ＣＡ−Ｘ型」）を用い、常温（２５℃）環境下で、測定しようとする導入滴５μＬを、シリンジから構成部材であるインク供給チューブ内面上に載せて測定した。

（インクジェットヘッドの作製）
インクジェットヘッド２１としては、たわみ振動するピエゾでインクに力を加える方式のもので、周波数１〜４０ｋＨｚ、駆動電圧１０〜３０Ｖの範囲で駆動可能であり、４００ノズル以上を有し、そのインク流路部材はステンレス鋼（ＳＵＳ）からなるものを用いた。前記インクジェットヘッド２１は、図１および図２（ａ）、（ｂ）に示す構造を有し、その各寸法は、加圧室２の面積が０．２ｍｍ²、幅が２００μｍ、深さが１００μｍ、ノズル流路４の直径が２００μｍ、長さが８００μｍ、供給口５の直径が３０μｍ、長さが４０μｍ、ノズル３の長さが３０μｍ、インク吐出側の開口３０および加圧室２側の開口３１の形状がそれぞれ半径１０μｍおよび２０μｍの円形であると共に、この各部位から構成されるドット形成部が１列あたり１６６個、全体（４列）で６６４個のドット形成部が基板１上に配列されたインクジェットヘッド２１を用いた。
同一列内のドット形成部間のピッチは１５０ｄｐｉとし、また隣り合う各列を１／２ピッチずつずらすことで、全体として６００ｄｐｉとした。

（実施例１〜４および比較例１〜５）
表1に示す組成で各成分を十分に混合、攪拌した後、１．０μｍのメンブランフィルタで濾過し、導入液を得た。なお、表１に示した各成分のうち、「アセチレンジオールのＥＯ付加物」は、アセチレンジオールにエチレンオキサイドを１０モル付加させた付加物（エアープロダクツ社製「サーフィノール４６５」）である。また、表１に示した各成分のうち、エチレングリコールモノブチルエーテルの有機性値（ＯＶ）は１２０であり、トリエチレングリコールモノブチルエーテルの有機性値（ＯＶ）は２００である。得られた各導入液の物性は表１に示す通りであった。
次に、得られた導入液をインクジェットヘッド２１に充填した。そして、２５℃、５０％ＲＨの環境下で１ヶ月間放置した後、インクカートリッジを装着し、ポンプでインクを輸送して、導入液をインク（エプソン社製「ＩＣＣ３1」）に置換し、下記の評価を行った。結果を表１に示す。

〔吐出安定性（１）〕 周波数２０ｋＨｚ、駆動電圧２０Ｖにて４８時間連続吐出を行ったときのインクの飛翔状態を、任意に１０ノズルを選択して高速度カメラにて撮影し、ラインを印画してこのラインを目視にて観察した。そして以下の基準で吐出安定性を評価した。
○：吐出速度が８ｍ／ｓ以上で、かつ、ラインに途切れがない。
△：吐出速度が８ｍ／ｓ以上だが、ラインに途切れがある。
×：吐出速度が８ｍ／ｓ未満である。

〔吐出安定性（２）〕 周波数２０ｋＨｚ、駆動電圧２０Ｖにて４８時間連続吐出を行ったときのインク滴の吐出状態を、任意に５０ノズルを選択して高速度カメラにて撮影し、1時間ごとにインクの着弾精度チェックパターンを印画して、以下の基準で吐出安定性を評価した。
○：吐出速度が８ｍ／ｓ以上であり、着弾精度が±１０μｍ以内である。
△：吐出速度が８ｍ／ｓ以上だが、着弾精度が±１０μｍより悪い。
×：吐出速度が８ｍ／ｓ未満で、着弾精度が±１０μｍ以上である。

〔吐出欠陥〕 周波数２０ｋＨｚ、駆動電圧２０Ｖにて光沢紙にノズルチェックパターンを印画し、以下の基準で吐出欠陥を評価した。
○：不吐出ノズルが無く、着弾精度が±１０μｍ以内である。
△：不吐出ノズルが無いが、着弾精度が±１０μｍより悪い。
×：不吐出ノズルがある。

表１に示すように、導入液の表面張力および接触角が本発明の範囲内である実施例１〜４は吐出安定性が良好であり、不吐出ノズルの発生もなく吐出欠陥が生じなかった。これに対して、導入液の表面張力および接触角が本発明の範囲外である比較例１〜５は、吐出安定性が悪いか、不吐出ノズルが発生した。

本発明に係るインクジェットヘッドの実施の形態を示す平面図である。 （ａ）は本発明に係るインクジェットヘッドの一部拡大縦断面図、(ｂ)は（ａ）の底面図ある。 図２（ａ）のノズル部分の拡大図である。

符号の説明

１ 基板
２ 加圧室
３ ノズル
４ ノズル流路
５ 供給口
６ 共通流路
７ 共通電極
８ 圧電素子
９ 個別電極
１１ ジョイント部
１２ 撥水層
３０ 開口
Ａ１ 領域
ＡＣ 圧電アクチュエータ

Claims (8)

1. インクジェットヘッドへのインクの導入に先立ち該インクジェットヘッドに充填される導入液であって、下記式（１）
   

   

   を満足する表面張力を有し、適用するインクジェットヘッドのインク流路部材に対する接触角が２５度以下となる、ことを特徴とするインクジェットヘッド用導入液。
2. 水、界面活性剤および水溶性有機溶剤からなり、前記水溶性有機溶剤は、炭素数６〜８のジオール、および有機性値（ＯＶ）が１５０以上の多価アルコールアルキルエーテルから選ばれる少なくとも一種を含有する請求項１記載のインクジェットヘッド用導入液。
3. 前記水溶性有機溶剤は、その含有量が導入液全重量に対して、０．１〜３５重量％である、請求項２記載のインクジェットヘッド用導入液。
4. 前記インク流路部材が、エポキシ樹脂、ステンレス鋼、ニッケル合金、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、およびシリコーン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種からなる請求項１に記載のインクジェットヘッド用導入液。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の導入液が充填されてなる、インクジェットヘッド。
6. 請求項１〜４のいずれかに記載の導入液が充填されたインクジェットヘッドを備えてなることを特徴とするインクジェット記録装置。
7. 請求項１〜４のいずれかに記載の導入液をインクジェットヘッドのインク流路内に充填する工程と、インク流路内に充填された前記導入液をインクと置換する工程とを含むインクジェットヘッドへのインク導入方法。
8. 請求項１〜４のいずれかに記載の導入液をインクジェットヘッドのインク流路内に充填する工程と、インク流路内に充填された前記導入液をインクと置換する工程と、置換したインクをノズルから記録媒体の表面に吐出させる工程とを含むインクジェット記録方法。

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