JPH03207663A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインクジェット記録装置に関し、詳しくは、記
録ヘッドのインク供給経路にフィルタを具えたインクジ
ェット記録装置に関する。

（従来の技術） この種装置の記録ヘッドでは、その駆動方式にかかわら
ず、安定したインクの液滴化およびその吐出を行うため
、吐出エネルギー発生素子の駆動およびこの駆動に伴な
うインク液滴の吐出に応答して正常なメニスカスが形成
されるよう速やかにインクが供給されなければならない
。

このため、記録ヘッドの構成において従来より様々な工
夫がなされてきた。

このような記録ヘッドの構成の１つとして、インク供給
路にフィルタを用いる構成が提案されてきた。

例えばオンデマンド方式の記録ヘッドでは絶対的な吐出
圧力や吐出に伴なうインク供給系内部の圧力は小さなも
のである。このため、例えば記録ヘッドを搭載したキャ
リッジの移動による振動や吐出エネルギー発生素子の駆
動に伴う共振等により、吐出口に連通し、吐出エネルギ
ーの作用部として機能するインク液路内やインク供給路
内に圧力変動を生じ易く、これにより吐出が不安定にな
る場合がある。

また、インク供給路の接続部等を介したごみや気泡の混
入、さらにはインク中の染料の凝集や会合などによって
インクが変質し、インク供給の不安定を引き起すことが
ある。

上述したような問題を解決し、また、吐出安定性を向上
させる意味において、従来よりインク供給路にフィルタ
を配設する構成がある。一般に、このような構成におけ
るフィルタの機能としては、以下に示すものを挙げるこ
とができる。

すなわち、１）吐出口側へ供給されるインクのごみ等を
除去する機能、２）インク液路側と例えばインクタンク
側（インク供給路側）との圧力差を適切なものとし、イ
ンク液路内に有効にインクを保つことや、吐出エネルギ
ー発生素子が発生する吐出エネルギーのインクタンク側
への不必要な伝播を阻止する等のためにインクの流体抵
抗を調整する機能、３）インク供給路等で混入した気泡
のインク液路側への移動を阻止する機能、４）キャリッ
ジの移動等によるインクタンク内やインク供給路内の圧
力変動のインク液路側への伝播を阻止する機能、を挙げ
ることができる。

また、フィルタの材質として、５）気泡の着きにくいも
のが求められる。

上述した各条件を満足するフィルタとして、例えば特開
昭５１−１５０９２０号公報において示されるように、
フィルタの開口部の口径（Ｄｆ）と吐出口の開口径（Ｄ
０）との関係がＤｒ＜０．０５００であるフィルタや、
また、特開昭５６−１５１５７０号公報において示され
るように、同様にそれぞれの径Ｄｆ＋Ｄｏが０．０５０
０＜Ｄｆ＜０．５Ｄ。なる関係を満足するフィルタが提
案されている。

これらフィルタは、さらに、６）フィルタ自身が目詰り
しないこと、７）上記流体抵抗を高くしすぎないこと、
の２つの作用をフィルタにもたせ、上記ｌ）〜５）の機
能とのバランスを考慮したものである。

一方、記録に用いるインクにおいても、記録ヘッドの吐
出方式およびそれに伴なう構成に応じて、その組成等の
インク物性を調整する必要があり、従来は、流体抵抗の
より低いインクが望まれていた。

ところで、インクジェット記録方式では、一般に記録に
用いるインクとして各種の水溶性染料を水または水と有
機溶剤との混合液Ｃ溶解させたものが使用されている。

しかしながら、水溶性染料を用いた場合には、これらの
水溶性染料が本来耐光性が劣るため、記録画像の耐光性
が問題になる場合が多い。

また、インクが水溶性であるために、記録画像の耐水性
が問題となる場合が多い。すなわち、記録画像に雨，汗
、あるいは飲食用の水分等がかかったりした場合、記録
画像がにじんだり、消失したりすることがある。

一方、ボールペンなど染料を用いた文房具においても同
様の問題があり、これらの問題を解決するために種々の
文房具用水性顔料インクの提案がなされている。

水性顔料インク実用化において、分散安定性、ペン先で
のインクの固化防止、ボールペンのボールの摩耗防止を
検討している例として、例えば特開昭５１１−８０３［
ｉ８号公報、特開昭６１−２００１８２号公報、特開昭
６１−２４７７７４号公報、特開昭６１−２７２２７８
号公報、特開昭６２−５６８号公報、特開昭６２−１０
１６７１．１０１６７２号公報等をあげることができる
。最近では、水性顔料インクを用いたボールペンや、マ
ーカーが商品として市場にでるようになってきた。

一方、インクジェット記録方式は、記録時の騒音の発生
が少なく、また、カラー化対応が容易で、さらには、高
密度の記録ヘッド構成とすることができ、より高解像の
記録画像を高速で得られるという利点を有している。

（発明が解決しようとする課Ｍ） ところで、このように近年のインクジェット記録装置の
応用範囲が拡大し、システムとしての記録速度が高速化
されるのと同時に、インクとしても、カラー記録用の色
材、および堅牢性や品位向上を意図した色材等、種々の
新規な材料および物性のインクの使用が求められるよう
になりつつある。特に前述したように記録物の堅牢性に
対する要求に答えるためには、水性顔料インクのインク
ジェット記録方式への応用は必須のものである。

しかしながら、従来のフィルタ技術はおもに水性染料系
のインクに合わせた構成となっているために水性顔料イ
ンクにそのまま流用すると様々な不都合が生じる。特に
、顔料インクは分散体であるために、液室からインク液
路内にインクが供給される際に従来のフィルタでは、染
料インクに比べそのインク粒子によるいわゆるラッシュ
アワー現象によって流体抵抗が高くなり、インクの再充
填（リフィル）がヘッドの駆動に追いつかなくなり、規
則的に不吐出が発生してしまうという問題点があった。

また、一方ではインク精製技術およびインクの長期的な
物性安定化技術が進み、インク供給路を構成する部材あ
るいはインクそれ自体から目詰りやインク変質の原因と
なる物質が生じることは、極めて希れなこととなり、こ
の点における材料技術は大きな進展がなされた。

さらに、近年、記録ヘッドとインクタンクとを一体とし
た、いわゆるディスポーザブルタイブの記録ヘッドが用
いられるようになりつつあり、このような場合、インク
供給路等は外部からごみが混入することは少なく、ごみ
等による吐出不良の問題は、専らブレード等を用いた吐
出口面のワイビングや、インク吸引あるいは空吐出によ
る吐出回復ＩＡ埋によって解決されるべき問題となりつ
つある。

従って、水性顔料インクを用いた場合、特にリフィルの
駆動応答性を適切なものとするフィルタを具えた記録ヘ
ッドが望まれている。

本発明は、上述した従来のフィルタに関する課９ 題を解決するためになされたものであり、水性顔料イン
クが分散体であることに基づくフィルタでの流体抵抗の
増加を防止するようにしたインクジェット記録装置を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明ではインク貯留部材からインクジェッ
ト記録ヘッドの吐出エネルギー発生素子が配設されるイ
ンク液路に至るインク供給路にフィルタを具え、該供給
路によって供給される水性顔料インクを用いて記録を行
うインクジェット記録装置において、前記フィルタのイ
ンクに対する絶対除去率は４５μｍ以上２２５μｍ以下
であることを特徴とする。

〔作　用〕

以上の構成によれば、フィルタのインクに対する絶対除
去率を従来よりも大きなものとすることにより、フィル
タにおけるインク粒子によるラッシュアワー現象等によ
る流体抵抗が緩和される。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

まず、本発明を適用したフィルタの原理について説明す
る。

（１）上述したように、インク中に混入するごみ等につ
いて配慮する必要がなければフィルタの開口部の口径は
、従来のものより大きなものとすることができる。

（２）一方、従来用いられていｋようなインクの場合に
は、例えば特開昭６０−９９６６２号公報に示されるよ
うに、フィルタの開口部のような細管中のインク流動は
ポアズイユの式で説明でき、従って、フィルタ開口部の
物理的な口径（後述される絶対除去率）と、実際のイン
クの流れに有効な口径（公称除去率）とは、ほぼ一致す
るものであった。ところが、本発明において念頭におい
ている顔料インクの場合、フィルタとインクとの濡れや
、粘性１１ による流れの非線型性の顕著化によって、絶対除去率に
対して公称除去率はかなり小さくなることが知られてき
ｋ． また、上述したように顔料インクの場合、フィルタにお
いてラッシュアワー提案を生じ易いことも知られている
。

上記（１）および（２）の観点、および以下に示す実験
例の結果から、本発明によるフィルタは、その絶対除去
率は、４５μｍ以上２２５μｍ以下であることが望しい
という結果を得た。

このことを換言するならば、上記範囲の絶対除去率のフ
ィルタを具えた記録ヘッドにより、従来用いられていた
ようなインク、すなわち、例えばその径が０．２μｍ以
上の比較的大きな異物等が存在しないインクを用いて記
録ヘッドの駆動を行なった場合でも、駆動周波数に応答
してリフィル（正常な位置にメニスカスを形成するため
のインク再充填）が支障なく行なわれ、実質的なフィル
タリング作用も充分であるということである。

ここで、フィルタの絶対除去率とは、フィルタ１２ の開口部を通過できる硬質球形粒子の最大径のことであ
る。

以上説明したフィルタを具えたインクジェット記録ヘッ
ドおよびこの記録ヘッドを用いた駆動実験例について、
図面を参照して以下に説明する。

第１図〜第６図は、本発明のフィルタを用いたインクジ
ェット記録ヘッドの例を模式的に示している。これら図
に例示された記録ヘッドの特徴は、インクを吐出するた
めの吐出口および該吐出口に連通ずるインク液路から最
も近い位置に第１のフィルタがあり、そのフィルタのイ
ンクに対する絶対除去率が４５μｍ以上２２５μｍ以下
であること社ある。

第１図〜第６図に共通して、ＩＡは吐出口、１は吐出口
ＩＡに連通しインクに吐出エネルギーを作用させる作用
室としてのインク液路であり、２はインク液路１の各々
に連通しこれら液路にインクを供給するための共通液室
である。４はインクタンクより共通液室２ヘインクを供
給するためのインク供給路、５はインクタンク、６は圧
電素子や、薄膜抵抗体からなる電気熱変換素子のような
吐出エネルギー発生素子を表している。３は上述の本発
明によるフィルタであり、共通液室２と、インク供給路
４またはインクタンク５′との間に配設される。

フィルタの材質としては、それ自体からごみなどの発生
が無いセラミクスや金属などの耐薬品性材料からなる焼
結金網、エレクトロフォーミングで加工された金属メッ
シュ、プラスチック微多孔フィルムなどが良い。フィル
タを設置する位置としては、フィルタの面積を大きくす
るためにフィルタの前方および／または後方に大きなイ
ンク容積を有する位置が好ましく図に示される位置が選
択される。

インクタンクと記録ヘッドとが一体となった、いわゆる
デイスポーザブルタイプの記録ヘッドのようにインクタ
ンクがキャリッジに搭載される場合、インクタンク内は
多孔質のインク吸収体を設けてインクの振動を緩和する
ことがおこなわれている。本発明の場合、第１のフィル
タ３を用いることに加えて、この吸収体をインクタンク
内に取り付け、この吸収体の口径（ボアサイズ）をフィ
ルタ３の絶対除去率よりも小さくすることにより、異物
をトラップすることもできる。この場合、ボアサイズと
しては４０μｍ以下にすることが好ましい。インク吸収
体を用いない場合には、第６図に示すように４０μｍ以
下の口径で、より広い面積を有する第２のフィルタを設
けても良い。

このような記録ヘッドを用いると水性顔料インクでもイ
ンクの再充填が速やかに行われ、前述のような記録に伴
なって発生する不吐出がなくなり、記録物の信頼性が高
く、高速の記録が可能になる。

本発明で用いられる水性顔料インクとしては粘度が１．
５ｃｐｓから１０ｃｐｓ　，表面張力は３０−７０６ｙ
ｎｅ／ｃｍが好ましい。本発明に使用する水性顔料イン
クに用いる顔料としては、従来公知の有機及び無機顔料
がすべて使用できる。例えばアゾレーキ，不溶性アゾ顔
料．縮合アゾ顔料，キレートアゾ顔料などのアゾ顔料や
、フタロシアニン顔料，ベリレン１　５ 及び、ベリレン顔料，アントラキノン顔料，キナクリド
ン顔料，ジオキサジン顔料，チオインジゴ顔料，イソイ
ンドリノン顔料，キノフタロニ顔料などの多環式顔料や
、塩基性染料型レーキ，酸性染料型レーキ等の染料レー
キや、ニトロ顔料，ニトロソ顔料，アニリンブラック，
昼光蛍光顔料などの有機顔料、酸化チタン，酸化鉄系．
カーボンブラック系等の無機顔料があげられる。またカ
ラーインデックスに記載されていない顔料であっても水
性に分散可能なら、いずれも使用できる。

これらの顔料の含有量は、構造により異なるが一般的に
はインクに対して重量比で３〜２０重量％、好ましくは
３〜１２重量％の範囲で用いられる。

分散剤としては顔料分散に用いられる水溶性樹脂が使用
でき、水溶性樹脂としては、アミンを溶解させた水溶液
に可溶であるものならどんなものでも使用可能であり、
リグニンスルホン酸塩，セラック等の天然高分子，ポリ
アクリル酸，スチレンーアクリル酸共重合体，スチレン
ーアクリル酸１　６ −アクリル酸アルキルエステル共重合体，スチレンーマ
レイン酸共重合体，スチレンーマレイン酸−アクリル酸
アルキルエステル共重合体，スチレンーメタクリル酸共
重合体．スチレンーメタクリル酸一アクリル酸アルキル
エステル共重合体．スチレンーマレイン酸ハーフエステ
ル共重合体，ビニルナフタレンーアクリル酸共重合体，
ビニルナフタレンーマレイン酸共重合体．あるいは、こ
れらの塩、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物
のナトリウム塩，リン酸塩等の陰イオン性高分子等が挙
げられる。

本発明では、インク作成に際して前述の顔料とこれらの
分散剤を所定量のアミン類を加えてアルカリ性にした水
溶液中に混合した後、後述する分散手段を用いて分散処
理したものを分散液とし、この分散液に後述する水溶性
溶剤や、水等を添加しインクとする。また、この分散液
中に必要に応じて水溶性溶剤、消泡剤等を添加してもよ
い。また、分散液そのものをインクとしてもよい。

分散液に添加されるア主ン類としては、モノエタノール
アミン．ジエタノールア主ン，トリエタノールアミン，
アミノメチルブロバノール．アンモニア等の有機アミン
が好ましい。

界面活性剤としては脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エ
ステル塩類．液体脂肪油硫酸エステル塩類，アルキルア
リルスルホン酸塩類等の陰イオン界面活性剤，ポリオキ
シエチレンアルキルエーテル類，ポリオキシエチレンア
ルキルエステル類，ポリオキシエチレンソルビタンアル
キルエステル類等の非イオン性界面活性剤があり、これ
らの１種または、２種以上を適宜選択して使用できる。

その使用量は分散剤により異なるがインク全量に対して
０．０１から５重量％が望ましい。この際、記録液の表
面張力は３０ｄｙｎｅ／ｃｎ＋以上になるように活性剤
の添加する量を決定する事が好ましい。

なぜなら、記録液の表面張力がこれより小さい値を示す
ことは、本発明のような記録方式においては吐出口近傍
におけるぬれによる記録の際のよれ等好ましくない事態
を引き起こしてしまうからである。

一方、所望の物性値を持つ記録液とするために、水溶性
有機溶剤，　ｐＨ調整剤，消泡剤，防腐剤などを添加す
ることができる。さらに、市販の水溶性染料などを添加
することも可能である。

水と混合して使用される水溶性有機溶剤としては、例え
ば、メチルアルコール．エチルアルコール，ｎ−プロビ
ルアルコール，イソブロビルアルコール，ｎ−プメチル
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等の炭素数
１〜４のアルキルアルコール類；ジメチルホルムア主ド
，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また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；ポリ
エチレングリコール，ポリブロビレングリコール等のポ
リアルキレングリコール類；エチレングリコール，プロ
ピレングリコール，ブチレングリコール．トリエチレン
グリコール，　１，２．６　−ヘキサントリオール，チ
オジグリコール，ヘキシレングリコール，ジエチレング
リコール等のアル１　９ 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；エチレングリコールモノメチル（
またはエチル）エーテル，ジエチレングリコールメチル
（またはエチル）エーテル，トリエチレングリコールモ
ノメチル（またはエチル）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；Ｎ−メチル−２−ピロリド
ン，１．３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等があげ
られる。これらの多くの水溶性有機溶剤の中でもジエチ
レングリコール等の多価アルコール，トリエチレングリ
コールモノメチル（またはエチル）エーテル等の多価ア
ルコールの低級アルキルエーテルが好ましい。さらに、
インクの使用時及び、ヘッド保存時における吐出口およ
び液路でのインクの固化を防止するためには多価アルコ
ールの含有量をｌＯ％以上にすることが好ましい。また
、ｐ｝Ｉ調整剤としては、例えば、ジエタノールアミン
，トリエタノールアミン等の各種有機アミン、水酸化ナ
トリウム，水酸化リチウム，水酸化カリウム等のアルカ
リ金属の水酸化物等の無機アルカリ剤、有２　０ 機酸や、鉱酸があげられる。

本実施例に使用するインクの作成方法としては、はじめ
に、分散樹脂，アよン．水を少なくとも含有する水溶液
に顔料を添加し、かくはんした後、後述の分散手段を用
いて分散を行い、必要に応じて任意の遠心分ＩＩＩＩＡ
理を行い、所望の分散液を得る。次に、この分散液に上
記で挙げたような成分を加え、かくはんし、インクとす
る。

一方、本発明に使用できる分散機は、一般に使用される
分散機なら、如何なるものでも良いが、たとえば、ボー
ルミル，ロールミル．サンドミルなどが挙げられる。

その中でも、高速型のサンドミルが好ましく、たとえば
、スーパーミル（■井上製作所），サンドグラインダー
（五十嵐機械■），アジテータ主ル（アシザワ■），ダ
イノーミル（■シナマルエンターブライゼス），パール
ミル（アシザワ■），コボルミル（神鋼ファウドラー■
），ウルトラビスコくル（五十嵐機械■）（いずれも商
品名）等が挙げられる。

本実施例において、所望の粒度分布を有する顔料を得る
方法としては、分散機の粉砕メディアのサイズを小さく
する、粉砕メディアの充填率を大きくする、また処理時
間を長くする、吐出速度を遅くする、粉砕後フィルタや
遠心分離機分等で分級するなどの手法が用いられる。ま
たそれらの手法の組合せが挙げられる。

以下、上述した本発明によるフィルタを具えた記録装置
に上記組成のインクを用いた記録実験例およびそれとの
比較例について説明する。

実験例１ 第１図に示すバブルジェット方式の記録ヘッドにおいて
、下記仕様の記録装置を製作した。

液路の径：３０μｍ×３０μｍ 吐出口密度：　３００ｄｐｉ．　５０吐出口フィルタ：
リジメッシュ焼結金網．絶対除去率４５μｍ，面積５ｍ
ｍＸ５ｍｍ 駆動周波数：４ｋＨｚ インク組成 （顔料分散液の組成） スチレンーアクリル酸一アクリル酸エチル　共重合体（
酸価１９５，平均分子量２２０００）　　　　６部モノ
エタノールアくン　　　　　　　　２部イオン交換水　
　　　　　　　　　　　７０部エチレングリコール　　
　　　　　　　５部上記威分の材料を混合し、ウォータ
ーバスで７０℃に加温し、樹脂分を完全に溶解させる。

この際、溶解させる別脂の濃度が低いと完全に溶解しな
いことがあるため、樹脂を溶解する際は高濃度溶液を予
め作成しておき、希釈して所望の樹脂溶液を調整しても
よい。この溶液にカーボンブラック（ＭＣＦ８Ｂ．三菱
化成製）１２部、エタノール５部を加え、３０分間プレ
主キシングをおこなった後、下記の条件で分散処理を行
った。

分散機　　　　サントクラインクー　（五十嵐機械製）
粉砕メディア　　セラくツクスビーズ１ｍＩＩ１径粉砕
メディアの充填率　　　４５％（体積）粉砕時間　　　
３時間 さらに遠心分ｔｌｉ’ＡＮ　（１２０ＧＯＲＰＭ，　ｚ
ｏ分間）　ヲオこない、粗大粒子を除去して分散液とし
た。

２３ （インクの組成） 上記分散液　　　　　　　　　　　　　５０部グリセリ
ン　　　　　　　　　　　　８部ジエチレングリコール
　　　　　　　　ｌＯ部エタノール　　　　　　　　　
　　　　　４部イオン交換水　　　　　　　　　　　　
２８部上記成分を混合し、１時間かくはんしインクを得
た。

インクはヘッドとは別のカートリッジに詰め上記の条件
で２０００枚の記録を行った。その結果、途中で目詰ま
り，不吐出を起こすことも無く濃度の高い鮮明な記録を
行うことができた。また、記録物は耐光性，耐水性にお
いて優れていた。

実験例２ 第２図に示すデイスポーザプルタイプのバブルジェット
方式の記録ヘッドにおいて、下記仕様のヘッドを製作し
た。

液路の径：３（ｌμｍｘ３０μｍ 吐出口密度：　３００ｄｐｉ，　５０吐出口２　４ フィルタ：リジメッシュ焼結金網，絶対除去率７０μｍ
，面積５ｍｍＸ５ｍａ＋ インクタンク容量：　４０ｃｃ 吸収体：ボアサイズが約４０μｍのウレタン発泡体 駆動周波数：４ｋＨｚ インク組成 （顔料分散液の作成） アクリル酸−アクリル酸ブチルーメタクリル　酸メチル
　共重合体（酸価８０，平均分子量６７００）　　　　
　　５部アミノメチルブロバノール　　　　　　１部イ
オン交換水　　　　　　　　　　　　７２部ジエチレン
グリコール　　　　　　　　５部上記成分の各材料を混
合し、ウォーターバスで８０℃に加温し、樹脂分を完全
に溶解させる。この溶液にカーボンブラック（ＭＣＦ−
８８，三菱化成製）１２部、エタノール５部を加え、３
０分間プレミキシングをおこなった後、下記の条件で分
散処理を行った。

分散機　　　　サ）ＩＦグラインダー　　（五十嵐機械
製）粉砕メディア　　ガラスビーズ１ｍｍ径粉砕メディ
アの充填率　　　３５％（体積）粉砕時間　　　３時間 さらに遠心分離処理（２００００ＲＰＭ，　２０分間）
をおこない、粗大粒子を除去して分散液とした。

（インクの組成） 上記分散液　　　　　　　　　　　　　４０部チオジグ
リコール　　　　　　　　　　　１０部ジエチレングリ
コール　　　　　　　　１０部エタノール　　　　　　
　　　　　　　　４部イオン交換水　　　　　　　　　
　　　３６部上記威分の材料を混合し、１時間かくはん
しインクを得た。

以上のようにして製造した記録装置を用いてインクを使
いきるまでの記録を行った。その結果、途中で目詰まり
や、不吐出を起こすことも無く安定して記録を行うこと
ができた。記録された文書，画像等は、耐光性，耐水性
にすぐれたものであった。

実験例３ 第３図に示すデスポーザプルタイプのバブルジェット方
式の記録ヘッドにおいて、下記仕様の記録装置を製作し
た。

液路の径：３０μｍ×３０μｍ 吐出口密度：　３００ｄｐｉ，　５０吐出口フィルタ：
リジメッシュ焼結金網，絶対除去率１０５μｍ，径直径
８■ インクタンク容量：　４０ｃｃ 吸収体：ボアサイズが約４０μｍのウレタン発泡体 駆動周波数：４ｋＨｚ （顔料分散液の組成） スチレンーマレイン酸ハーフエステルー無水マレイン酸
共重合体（酸価２０５，平均分子量７０００）　　　　
　８部モノエタノールア尖ン　　　　　　　　　４部イ
オン交換水　　　　　　　　　　　　８１部エチレング
リコール　　　　　　　　　５部上記成分の材料を混合
し、ウォーターパスで７０℃に加温し、別脂分を完全じ
溶解させる。この溶２７ 液にカーボンブラック（Ｍ八ＩＯＯ，三菱化成製）　１
５部、エタノール７部を加え、３０分間プレミキシング
をおこなった後、下記の条件で分散処理を行った。

分ｔ機　　パール主ル（アシザワ製） 粉砕メディア　　ガラスビーズ１ｍｍ径粉砕メディアの
充填率　　　４５％（体積）吐出速度　　　　　　　　
　　１００ｍｌ／ｍｉｎ．さらに遠心分離処理（１２０
００ＲＰＭ，　２０分間）をおこない、粗大粒子を除去
して分散液とした。

（インクの組成） 上記分散液　　　　　　　　　　　　　４０部グリセリ
ン　　　　　　　　　　　　６部エチレングリコール　
　　　　　　　　　１０部エタノール　　　　　　　　
　　　　　　５部イオン交換水　　　　　　　　　　　
　３９部上記威分の材料を混合し、１時間かくはんしイ
ンクを得た。

以上のようにして製造した記録装置を用いてインクを使
いきるまでの記録を行った。その結果、２　８ 途中で目詰まりや不吐出を起こすことも無く安定に記録
を行う事ができた。記録された文書は極めて鮮明で濃度
の高い、耐水性，耐光性にすぐれたものであった。

実験例４ 第４図に示すグルード型の記録ヘッドにおいて、下記仕
様の記録装置を製作した。

ノズルの口径：直径４０μｍ ノズル密度：　１８０ｄｐｉ，　１０ノズルフィルタ：
リジメッシュ焼結金網．絶対除去率２２ＦＨｚｍ，径直
径５ｆｉｌｆｆｌ 駆動周波数：６ｋ｝Ｉｚ インク組成 （分散液の組成） スチレンーマレイン酸八一７エステルー無水マレイン酸
共重合イ本（酸価１９３，平均分子量２８０００）　　
　　　　６部モノエタノールアミン　　　　　　　　　
２部イオン交換水　　　　　　　　　　　　６４部エチ
レングリコール　　　　　　　　　５部上記成分の材料
を混合し、ウォーターバスで７０℃に加温し、樹脂分を
完全に溶解させる。この溶液にカーボンブラック（ＭＡ
ＩＯＯ，三菱化成製）１５部、エタノール８部を加え、
３０分間プレミキシングをおこなった後、下記の条件で
分散処理を行った。

分散機　　サンドクラ什ダー　（五十嵐機械製）粉砕メ
ディ　ア　　　　ジルコニウムビーズ　　　２■径粉砕
メディアの充填率　　　４０％（体積）粉砕時間　　　
　　　１．５時間 さらに遠心分離処理（１２０００ＲＰＭ，　２０分間）
をおこない、粗大粒子を除去して分散液とした。

（インクの組成） 上記分散液　　　　　　　　　　　　　２０部エチレン
グリコール　　　　　　　　　　１０部チオジグリコー
ル　　　　　　　　　　６部エタノール　　　　　　　
　　　　　　　４部イオン交換水　　　　　　　　　　
　　６０部上記成分の材料を混合し、１時間かくはんし
インクを得た。インクは別のインクカートリッジに４０
ｃｃ充填し１００枚の画像の記録をおこなった。その結
果、途中で目詰まりを起こす事も無く安定に記録を行う
事ができた。記録された画像は極めて鮮明で耐光性，耐
水性にすぐれたものであった。

実験例５ 第６図に示すオンデマンド型の記録ヘッドにおいて、下
記仕様の記録装置を製作した。

液路の径：３０μｍｘ３０ｐｍ 吐出口密度：　３００ｄｐｉ，　５０吐出口第１のフィ
ルタ：リジメッシュ焼結金網，絶対除去率２２５μｍ，
面積５ｍｍＸ５ｍｍ 第２のフィルタ：多孔質セラ主ツクス製，　１０ｍｍ径
駆動周波数：４ｋＨｚ インク組成 （分散液の組成） スチレンーマレイン酸ハーフエステルー無水マレイン酸
共重合体（酸価１９３，平均分子量２８０００）　　　
　　　３部モノエタノールア主ン　　　　　　　　　２
部３１ イオン交換水　　　　　　　　　　　　６７部エチレン
グリコール　　　　　　　　　５部上記成分の材料を混
合し、ウォーターバスで７０℃に加温し、別脂分を完全
に溶解させる。この溶液にカーボンブラック（ＭＣＦ８
８，三菱化威製）１５部、エタノール８部を加え、３０
分間プレミキシングをおこなった後、下記の条件で分散
処理を行った。

分散機　　　　サ）Ｆクラインクー　　（五十嵐機械製
）粉砕メディ　ア　　　　ジルコニウムどーズ　　　２
ｍｒｎ径粉砕メ・ディアの充填率　　　４０％（体積）
粉砕時間　　　　　　３時間 さラニ遠心分ｌａｌ処理（１２０００ＲＰＭ，　１５分
間）　’ｒオこない、粗大粒子を除去して分散液とした
。

（インクの組成） 上記分散液　　　　　　　　　　　　　３０部エチレン
グリコール　　　　　　　　　５部チオジグリコール　
　　　　　　　　　　１６部エタノール　　　　　　　
　　　　　　　４部イオン交換水　　　　　　　　　　
　　５０部３　２ 上記成分の材料を混合し、１時間かくはんしインクを得
た。

インクは記録ヘッドとは別のカートリッジに詰め上記の
条件で２０００枚の記録を行った。その結果、途中で目
詰まり，不吐出を起こすことも無く濃度の高い鮮明な記
録を行うことができた。また、記録物は耐光性，耐水性
においても優れていた。

比較例 第１図に示すバブルジェット方式の記録ヘッドにおいて
、下記仕様の記録装置を製作した。

液路の径＝３０μｍ×３０μｍ 吐出口密度：　３００ｄｐｉ．　５０吐出口フィルタ：
リジメッシュ焼結金網，絶対除去率２５μｍ，面積５ｉ
ｍＸ５ｍｍ 駆動周波数：４ｋＨｚ インク組成：実験例１に使用したインクインクはヘッド
とは別のカートリッジに詰め上記の条件で記録を行った
。その結果、この装置で３３ は一行目よりインクの吐出が駆動周波数に対して応答で
きず一定の周波数をこえると不吐出を起こすという不都
合が生じた。

（その他） なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも
バブルジェット方式の記録ヘッド、記録装置において優
れた効果をもたらすものである。

かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が達成で
きるからである。

その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許
第４７２３１２９号明細書．同第４７４０７９６号明細
書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好
ましい。この方式は所謂オンデマンド型，コンティニュ
アス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマ
ンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシ
ートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、
記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇
を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによ
って、電気熱変換体に熱エネルギを発生甘しめ、記録ヘ
ッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的じこの駆
動信号は一対一で対応した液体（インク）内の気泡を形
成できるので有効である。この気泡の成長．収縮により
吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少な
くとも１つの滴を形戒する。この駆動信号をパルス形状
とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、
特に応答性に優れｋ液体（インク）の吐出が達成でき、
より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米
国特許第４４６３３５９号明細書，同′ｓ４３４５２６
２号明細書に記載されているようなものが適している。

なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特
許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採
用すると、さらに優れた記録を行うことができる。

記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示され
ているような吐出口，液路，電気熱変換体の組合せ構成
（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用部が屈
曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第
４５５８３３３号明細３　５ 書，米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も
本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変
換体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出
部とする構成を開示する特開昭５９−１２３８７０号公
報や熱エネルギの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応
させる構成を開示する特開昭５９−　１３８４１ｉｌ号
公報に基いた構成としても本発明の効果は有効である。

すなわち、記録ヘッドの形態がどのようなものであって
も、記録を確実じ効率よく行いうるからである。

さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に対応
した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対し
ても本発明は有効に適用できる。

そのような記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合
せによってその長さを満たす構成や、一体的に形成され
た１個の記録ヘッドとしての構威のいずれでもよい。加
えて、上例のようなシリアルタイプのものでも装置本体
に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置
本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップ
タイプの３６ 記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的に設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも
本発明は有効である。

また、本発明に記録装置の構成として設けられる、記録
ヘッドＣ対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加
することは本発明の効果を一層安定できるので、好まし
いものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッド
に対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧
或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子
或はこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは
別の吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定し
た記録を行なうために有効である。

また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数について
も、例えば単色のインクに対応して１個のみが設けられ
たものの他、記録色や濃度を異にする複数のインク社対
応して複数個数設けられるものであってもよい。

さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態と
しては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末
として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写装
置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形
態を採るものであってもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によればフィル
タのインクに対する絶対除去率を従来よりも大きなもの
とすることにより、フィルタにおけるインク粒子による
ラッシュアワー現象等による流体抵抗が緩和される。

この結果、水性顔料インクを用いた場合にも、インクの
りフィルが速やかに行なわれ、高速な記録が可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は、それぞれ本発明の実施例に関するイ
ンクジェット記録装置および該装置へのインク供給系ま
たはその一部を示す模式的断面図である。 １・・・インク液路、 ＩＡ・・・吐出口、 ２・・・共通液室、 ３・・・フィルタ、 ４・・・インク供給路、 ５・・・インクタンク、 ６・・・吐出エネルギー発生素子、 ７・・・第２のフィルタ。 ３ ９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）インク貯留部材からインクジェット記録ヘッドの吐
   出エネルギー発生素子が配設されるインク液路に至るイ
   ンク供給路にフィルタを具え、該供給路によって供給さ
   れる水性顔料インクを用いて記録を行うインクジェット
   記録装置において、 前記フィルタのインクに対する絶対除去率は４５μｍ以
   上２２５μｍ以下であることを特徴とするインクジェッ
   ト記録装置。 ２）前記インク供給路において前記フィルタよりも前記
   インク液路から遠い位置に配設される第２のフィルタを
   具え、該第２のフィルタの絶対除去率が４０μｍ以下で
   あることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット
   記録装置。 ３）前記インク貯留部材にインク吸収体が配設され、該
   吸収体に形成される開口の口径は４０μｍ以下であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装
   置。 ４）前記インク液路の口径は５０μｍ以下であることを
   特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインク
   ジェット記録装置。