WO2017126611A1 - インクジェット記録装置、及びインクジェット記録方法 - Google Patents

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WO2017126611A1
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ink jet
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藤井　一郎
尚史 羽橋
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株式会社リコー
藤井　一郎
尚史 羽橋
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    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C09D11/38—Inkjet printing inks characterised by non-macromolecular additives other than solvents, pigments or dyes

Definitions

  • the present invention relates to an ink jet recording apparatus and an ink jet recording method.
  • the inkjet recording method is a method of recording by ejecting ink droplets and attaching them to a recording medium.
  • This method has a simple recording process and can be multi-colored at low cost. Since it is non-contact printing, it can be overprinted, it is easy to improve printing quality, and high-speed recording can be performed without noise. It is widely used from printers for printers to commercial printers.
  • Patent Document 4 discloses an invention in which the ink supply hole has a diameter of 30 ⁇ m or less.
  • Patent Document 5 discloses an invention in which the diameter of the ink discharge port of the nozzle is 12 ⁇ m or more and 22 ⁇ m or less.
  • JP-A-64-1545 Japanese Patent No. 1839472 Japanese Patent No. 2859296 JP 2000-141655 A JP 2004-90233 A
  • the present invention can stably eject small droplets, and performs high-resolution recording without graininess without using a plurality of inks (dark inks) having the same color but different dye concentrations, with different dye concentrations. It is an object of the present invention to provide an ink jet recording apparatus capable of performing the above.
  • “no graininess” means smooth image quality that is not visually recognized as dots.
  • the ink jet recording apparatus of the present invention as means for solving the above-mentioned problems satisfies the following requirements (1) to (4).
  • (1) It has an ink discharge means.
  • (2) The nozzle diameter of the ink jet head of the ink discharge means is 17 ⁇ m or more and 19 ⁇ m or less.
  • (3) An ink repellent layer is provided on the nozzle plate surface of the inkjet head.
  • an aqueous dye ink containing a water-soluble dye and having a viscosity at 25 ° C. of 5 mPa ⁇ s to 12 mPa ⁇ s is used.
  • an ink jet recording apparatus capable of stably discharging small droplets and capable of performing high resolution recording without graininess without using dark and light ink.
  • FIG. 1 is a perspective explanatory view showing an example of the ink jet recording apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of the ink jet recording apparatus of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic enlarged view showing an example of the ink jet head of the present invention.
  • FIG. 4 is an element enlarged view showing an example of the ink jet head of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part in an inter-channel direction of an example of the ink jet head of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of nozzle holes provided in the nozzle plate of the inkjet head of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic view showing an example of an ink cartridge used in the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic view including the case of the ink cartridge of FIG.
  • the ink jet recording apparatus of the present invention satisfies the following requirements (1) to (4).
  • (1) It has an ink discharge means.
  • (2) The nozzle diameter of the ink jet head of the ink discharge means is 17 ⁇ m or more and 19 ⁇ m or less.
  • (3) An ink repellent layer is provided on the nozzle plate surface of the inkjet head.
  • an aqueous dye ink containing a water-soluble dye and having a viscosity at 25 ° C. of 5 mPa ⁇ s to 12 mPa ⁇ s is used.
  • the inkjet recording method of the present invention satisfies the following requirements (1) to (4).
  • (1) It has an ink ejection process for recording an image by ejecting ink.
  • (2) The nozzle diameter of the inkjet head used in the ink ejection step is 17 ⁇ m or more and 19 ⁇ m or less.
  • (3) An ink repellent layer is provided on the nozzle plate surface of the inkjet head.
  • an aqueous dye ink containing a water-soluble dye and having a viscosity at 25 ° C. of 5 mPa ⁇ s to 12 mPa ⁇ s is used.
  • Patent Document 4 discloses an invention in which an ink supply hole has a diameter of 30 ⁇ m or less. In view of the description in paragraph [0022] and the like, the ink supply hole has a diameter of 20 ⁇ m or less. It is not intended to be made, and no optimization with ink is attempted.
  • Patent Document 5 discloses an invention in which the nozzle diameter is 12 ⁇ m or more and 22 ⁇ m or less, but the nozzle diameter of the embodiment is 20 ⁇ m, which is different from the present invention.
  • the ink used is “an ink containing substantially no volatile component, that is, an ink having a content of water or an organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or less of less than 1% (paragraph [0056] of JP-A-2004-90233). And is different from the aqueous dye ink used in the present invention. Furthermore, the problem is that “higher image quality is achieved by ejecting ink with a small amount of droplets without reducing density unevenness or character quality due to missing nozzles (paragraph [0006] of Japanese Patent Laid-Open No. 2004-90233). This is different from recording without graininess according to the present invention.
  • the ink jet recording method of the present invention can be preferably carried out by the ink jet recording apparatus of the present invention, and the ink ejecting step can be suitably performed by the ink ejecting means. Moreover, the said other process can be suitably performed by the said other means.
  • the ink discharge means is a means for forming an image by discharging ink.
  • the ink ejecting step is a step of forming an image by ejecting ink.
  • an ink jet head is preferably used as the ink discharge means.
  • the ink jet head has a nozzle plate, and further includes other members as necessary.
  • the nozzle plate includes a nozzle substrate and the ink repellent layer on the nozzle substrate.
  • the nozzle substrate is provided with nozzle holes, and the shape, size, material, structure, etc. thereof are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the nozzle substrate has an ink ejection side surface from which ink is ejected from the nozzle holes, and a liquid chamber joining surface located on the opposite side of the ink ejection side surface.
  • the ink repellent layer is formed on the surface of the nozzle substrate on the ink ejection side.
  • the material of the nozzle substrate is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose, for example, stainless steel, nickel, Al, Bi, Cr, InSn , ITO, Nb, Nb 2 O 5, NiCr, Examples thereof include Si, SiO 2 , Sn, Ta 2 O 5 , Ti, W, ZAO (ZnO + Al 2 O 3 ), and Zn. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, stainless steel is preferable from the viewpoint of rust prevention.
  • the number, arrangement, interval, opening shape, opening size, opening cross-sectional shape, and the like of the nozzle holes are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
  • the arrangement of the nozzle holes is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose.
  • the plurality of nozzle holes are arranged at regular intervals along the length direction of the nozzle substrate. And the like.
  • the arrangement of the nozzle holes can be appropriately selected according to the type of ink to be ejected, but is preferably 1 to 4 rows, more preferably 1 to 4 rows.
  • the number of nozzle holes per row is not particularly limited and is appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 10 to 10,000, and more preferably 50 to 500.
  • the interval (pitch) P which is the shortest distance between the centers of the adjacent nozzle holes, is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, a range of 100 dpi to 1,200 dpi is preferable. There is no restriction
  • the nozzle diameter is not less than 17 ⁇ m and not more than 19 ⁇ m.
  • the nozzle plate has a nozzle diameter that decreases from an ink inflow side into which ink in the liquid chamber flows into an ink ejection side through which the ink that has flowed in is ejected, and the cross-sectional shape of the nozzle is formed in a curved shape.
  • a smooth curved shape (round shape) is preferable from the viewpoint that ink droplets can be stably ejected.
  • the ink repellent layer is formed on the surface of the nozzle substrate on the ink ejection side, and the shape, structure, material, thickness and the like are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the material of the ink repellent layer is not particularly limited as long as it repels ink, and examples thereof include silicone water repellent materials and fluorine water repellent materials. Among these, silicone-based water repellent materials are preferable. Examples of the silicone water repellent material include room temperature curable liquid silicone resin or elastomer, ultraviolet curable liquid silicone resin or elastomer, and the like. Examples of the fluorine-based water repellent material include a heat-curable liquid silicone resin or an elastomer.
  • An ink repellent layer can be formed by applying these materials to the surface of the nozzle substrate of the nozzle plate and leaving it in the atmosphere at room temperature, followed by polymerization curing, ultraviolet curing or heat curing, respectively.
  • the viscosity of the silicone resin is preferably 1,000 mPa ⁇ s or less.
  • the silicone resin is a resin having a siloxane bond composed of Si and O as a basic skeleton, and is commercially available in various forms such as oil, resin, elastomer, and the like. It has various properties such as moldability, antifoaming properties, and tackiness. Examples of commercially available products of the silicone resin include room temperature curing type silicone resin SR2411 (manufactured by Dow Corning Toray).
  • the ink repellent layer is preferably composed of a structure containing a silicone resin and / or a fluororesin.
  • the structure containing the silicone resin and / or fluororesin is composed of a silicone resin alone, a fluororesin alone, or another resin, or a mixture with a constituent component such as a metal, for example, silicone resin fine particles Are dispersed in a fluororesin, a kneaded product of a silicone resin and polypropylene, a eutectoid plating of a silicone resin or fluororesin and Ni, and the like.
  • silicone resin fine particles Are dispersed in a fluororesin, a kneaded product of a silicone resin and polypropylene, a eutectoid plating of a silicone resin or fluororesin and Ni, and the like.
  • a mixture of the silicone resin and other components is more effective.
  • the ink-repellent layer can be formed on the nozzle plate surface by curing after coating as described above, Ni eutectoid plating, fluorine electrodeposition coating, vacuum deposition, or plasma polymerization of silicone oil. There are also methods.
  • the ink repellent layer is formed by a method other than the electrodeposition coating method, the nozzle hole and the back surface of the nozzle plate are masked with a photoresist, a water-soluble resin, etc., and after forming the ink repellent layer, the resist is peeled and removed.
  • An ink repellent layer can be formed only on the nozzle plate surface. However, care should be taken because a strong alkaline stripping solution will damage the ink repellent layer.
  • the average thickness of the ink repellent layer is preferably from 0.1 ⁇ m to 5.0 ⁇ m, and more preferably from 0.1 ⁇ m to 1.0 ⁇ m.
  • the surface roughness (Ra) of the ink repellent layer is preferably 0.2 ⁇ m or less. When the surface roughness is 0.2 ⁇ m or less, wiping residue during wiping can be reduced.
  • the pressurizing chamber is a plurality of individual flow paths that are individually disposed corresponding to the plurality of nozzle holes provided in the nozzle plate and communicate with the nozzle holes, and include an ink flow path, a pressurized liquid chamber, It may be called a pressure chamber, a discharge chamber, a liquid chamber, etc.
  • the stimulus generating means is means for generating a stimulus to be applied to ink.
  • the stimulus generating means can select suitably, For example, heat
  • the stimulus generating means include a heating device, a pressurizing device, a piezoelectric element, a vibration generating device, an ultrasonic oscillator, and a light.
  • a piezoelectric actuator such as a piezoelectric element
  • a thermal actuator that uses a phase change caused by film boiling of ink using an electrothermal transducer such as a heating resistor
  • a metal phase change caused by a temperature change Shape memory alloy actuators using electrostatic force e.g., a temperature change Shape memory alloy actuators using electrostatic force, electrostatic actuators using electrostatic force, and the like.
  • thermal energy corresponding to the recording signal is applied to the ink in the ink ejection head using, for example, a thermal head.
  • a thermal head examples include a method in which bubbles are generated in the ink by the thermal energy, and the ink is ejected as droplets from the nozzle holes of the nozzle plate by the pressure of the bubbles.
  • the stimulus is “pressure”, for example, the piezoelectric element is bent by applying a voltage to the piezoelectric element bonded to the position called the pressure chamber in the ink flow path in the ink discharge head. .
  • the volume of the pressure chamber shrinks, and the ink is ejected as droplets from the nozzle holes of the ink ejection head.
  • a piezo method in which a voltage is applied to the piezo element and ink is ejected is preferable.
  • the size of the ejected ink droplet is preferably 1 to 7 pL in order to achieve photographic image quality, and needs to be as close to 1 pL as possible in order to achieve image quality without graininess.
  • the speed of discharge injection is preferably 5 to 20 m / s
  • the drive frequency of discharge injection is preferably 1 kHz or more
  • the resolution is preferably 300 dpi or more.
  • Examples of the other means include a heating means and a control means.
  • a heating process, a control process, etc. are mentioned, for example.
  • the control means is not particularly limited as long as the movement of each means can be controlled, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include devices such as sequencers and computers.
  • the ink jet recording apparatus and the ink jet recording method of the present invention can be applied to various types of recording by the ink jet recording method, and are particularly suitable for, for example, an ink jet recording printer, a facsimile apparatus, a copying apparatus, and a printer / fax / copier multifunction machine. Can be used.
  • the ink jet recording apparatus shown in FIG. 1 stocks an apparatus main body 101, a paper feed tray 102 for loading paper mounted on the apparatus main body 101, and paper on which an image is recorded (formed) mounted on the apparatus main body 101.
  • the sheet discharge tray 103 is provided.
  • the upper surface of the upper cover 111 of the apparatus main body 101 is a substantially flat surface, and the front surface 112 of the front cover of the apparatus main body 101 is inclined obliquely rearward with respect to the upper surface.
  • an end portion of the front surface 112 protrudes from the front surface 112 to the front side, and has an ink cartridge loading unit 104 at a position lower than the upper cover 111.
  • An operation key and a display are provided on the upper surface of the ink cartridge loading unit 104.
  • An operation unit 105 such as a vessel is arranged.
  • the ink cartridge loading unit 104 has a front cover 115 that can be opened and closed for attaching and detaching the ink cartridge.
  • a carriage 133 is slidably held in the main scanning direction by a guide rod 131 and a stay 132, which are guide members horizontally mounted on left and right side plates (not shown).
  • the main scanning motor (not shown) moves and scans in the carriage scanning direction of FIG.
  • a plurality of ink discharge ports of a recording head 134 composed of four inkjet heads that discharge ink droplets of yellow, cyan, magenta, and black are arranged in a direction crossing the main scanning direction to discharge ink droplets. Wearing the direction downward.
  • a piezoelectric actuator such as a piezoelectric element, a thermal actuator that uses a phase change caused by film boiling of a liquid using an electrothermal transducer such as a heating resistor, and a metal phase change caused by a temperature change are used.
  • a shape memory alloy actuator, an electrostatic actuator using an electrostatic force, or the like provided as energy generating means for discharging ink can be used.
  • the carriage 133 is equipped with a sub tank 135 for each color for supplying ink of each color to the recording head 134. Ink is replenished and supplied to the sub tank 135 from an ink cartridge loaded in the ink cartridge loading unit 104 via an ink supply tube (not shown).
  • a paper feeding unit for feeding the paper 142 stacked on the paper stacking unit (pressure plate) 141 of the paper feed tray 102 half a month to separate and feed the paper 142 one by one from the paper stacking unit (pressure plate) 141.
  • a roller (paper supply roller) 143 and a separation pad 144 made of a material having a large friction coefficient are provided opposite to the paper supply roller 143, and the separation pad 144 is urged toward the paper supply roller 143 side.
  • a transport unit for transporting the paper 142 fed from the paper feed unit on the lower side of the recording head 134 As a transport unit for transporting the paper 142 fed from the paper feed unit on the lower side of the recording head 134, a transport belt 151 for electrostatically attracting and transporting the paper 142, and a paper feed unit A counter roller 152 for transporting the paper 142 fed through the guide 145 while sandwiching it between the transport belt 151 and the paper 142 fed substantially vertically upward are changed by approximately 90 ° and copied onto the transport belt 151.
  • a charging roller 156 that is a charging unit for charging the surface of the conveyance belt 151 is provided.
  • the conveyance belt 151 is an endless belt, and is configured to be looped around the conveyance roller 157 and the tension roller 158 in the belt conveyance direction.
  • This transport belt 151 is, for example, a surface layer that is a sheet adsorbing surface formed of a pure resin material having a thickness of about 40 ⁇ m that is not subjected to resistance control, for example, ETFE pure material, and resistance control by carbon with the same material as this surface layer.
  • a back layer medium resistance layer, ground layer.
  • a guide member 161 is disposed on the back side of the conveyance belt 151 so as to correspond to a printing area by the recording head 134.
  • a separation claw 171 for separating the paper 142 from the transport belt 151, a paper discharge roller 172, and a paper discharge roller 173 are provided as a paper discharge unit for discharging the paper 142 recorded by the recording head 134.
  • a paper discharge tray 103 is provided below the paper discharge roller 172.
  • FIG. 4 is an element enlarged view of an example of an ink jet head used in the present invention
  • FIG. The ink jet head has an ink supply port (not shown) (supplying ink from the front surface direction to the back direction (back surface direction of the paper) in FIG. 5) and a frame 10 formed with a carving that becomes a common liquid chamber 12.
  • the base 40 is made of a barium titanate ceramic, and the laminated piezoelectric elements 50 are arranged in two rows and joined.
  • the laminated piezoelectric element 50 is composed of lead zirconate titanate (PZT) piezoelectric layers 51 having a thickness of 10 ⁇ m to 50 ⁇ m / layer and internal electrode layers 52 made of silver / palladium (AgPd) having a thickness of several ⁇ m / layer alternately. Are stacked.
  • PZT lead zirconate titanate
  • the internal electrode layer 52 is connected to the external electrode 53 at both ends.
  • the laminated piezoelectric element 50 is divided on comb teeth by half-cut dicing and used as a drive unit 56 and a support unit 57 (non-drive unit) one by one (see FIG. 5).
  • the outer end of one of the two external electrodes 53 (continuous to one end of the internal electrode layer 52 in the front or back direction (the back side of the paper) in the figure) is cut out so as to be divided by half-cut dicing.
  • the length is limited by such processing, and these become a plurality of individual electrodes 54.
  • the other is conductive without being divided by dicing, and becomes the common electrode 55.
  • An FPC 80 is soldered to the individual electrode 54 of the drive unit 56.
  • the common electrode 55 is provided with an electrode layer at the end of the laminated piezoelectric element 50 and is wound around and joined to the Gnd electrode of the FPC 80.
  • a driver IC (not shown) is mounted on the FPC 80, thereby controlling application of drive voltage to the drive unit 56.
  • the diaphragm 60 includes a thin-film diaphragm portion 62, an island-shaped convex portion (island portion) 61 that is bonded to the laminated piezoelectric element 50 that is the driving portion 56 formed at the center portion of the diaphragm portion 62, and illustration is omitted.
  • a thick film portion including a beam to be joined to the supporting portion and an opening to be an ink inlet 63 are formed by stacking two Ni plating films by an electroforming method.
  • the diaphragm portion has a thickness of 3 ⁇ m and a width of 35 ⁇ m (one side).
  • the island-shaped convex portion 61 of the diaphragm 60 and the driving unit 56 of the laminated piezoelectric element 50, and the coupling of the diaphragm 60 and the frame 10 are bonded by patterning the adhesive layer 70 including a gap material.
  • the flow path plate 20 is made of a silicon single crystal substrate, and the engraving that becomes the fluid resistance portion 21 and the pressurizing liquid chamber 22 and the through-hole that becomes the communication port 23 at a position relative to the nozzle 41 are patterned by an etching method.
  • the portion left by etching becomes the partition wall 24 of the pressurized liquid chamber 22.
  • a portion for narrowing the etching width is provided as the fluid resistance portion 21.
  • the nozzle plate 30 is formed of a metal material (for example, an Ni plating film by an electroforming method), and has a large number of nozzles 41 that are fine discharge ports for discharging ink droplets.
  • the inner shape (inner shape) of the nozzle 41 is a horn shape, a substantially cylindrical shape, a substantially frustum shape, or the like.
  • the diameter of the nozzle 41 is 17 ⁇ m or more and 19 ⁇ m or less on the ink droplet outlet side. If it is out of this range, the ejection stability is lowered, and it becomes impossible to perform high resolution recording without graininess, which is the subject of the present invention.
  • the nozzle pitch of each row is 150 dpi.
  • An ink repellent layer 71 is provided on the ink ejection surface (nozzle surface side) of the nozzle plate 30.
  • the material of the ink repellent layer 71 is not particularly limited as long as it repels ink, and examples thereof include silicone water repellent materials and fluorine water repellent materials.
  • silicone water repellent material include room temperature curable liquid silicone resin or elastomer, and ultraviolet curable liquid silicone resin or elastomer.
  • fluorine water repellent material include heat curable liquid. A silicone resin or an elastomer is mentioned.
  • the ink repellent layer 71 can be formed by applying these materials to the surface of the substrate of the nozzle plate and allowing them to stand in the atmosphere at room temperature, followed by polymerization curing, ultraviolet curing, or heat curing, respectively.
  • the viscosity of the silicone resin is preferably 1,000 mPa ⁇ s or less.
  • the silicone resin is a resin having a siloxane bond composed of Si and O as a basic skeleton, and is commercially available in various forms such as oil, resin, elastomer, and the like. It has various properties such as moldability, antifoaming properties, and tackiness.
  • room temperature curing type silicone resin SR2411 (made by Toray Dow Corning Co., Ltd.) is mentioned, for example.
  • the ink repellent layer 71 is preferably composed of a structure containing a silicone resin and / or a fluororesin.
  • the structure containing a silicone resin and / or a fluororesin is composed of a silicone resin alone, a fluororesin alone, or a mixture with other components such as other resins and metals. Examples thereof include those dispersed in a resin, a kneaded product of a silicone resin and polypropylene, and a eutectoid plating of a silicone resin, a fluororesin and Ni.
  • a mixture of the silicone resin and other components is more effective.
  • the ink repellent layer 71 As a method for forming the ink repellent layer 71 on the surface of the nozzle plate, in addition to the above-described method of curing after coating, Ni eutectoid plating, a fluororesin electrodeposition coating method, a vacuum deposition method, or plasma polymerization of silicone oil. There are also methods.
  • the ink repellent layer 71 is formed by a method other than the electrodeposition coating method, the nozzle hole and the back of the nozzle plate are masked with a photoresist, a water-soluble resin, etc., and after the ink repellent layer is formed, the resist is peeled and removed.
  • the ink repellent layer can be formed only on the surface of the nozzle plate.
  • the average thickness of the ink repellent layer 71 is preferably 0.1 ⁇ m or more and 5.0 ⁇ m or less, and more preferably 0.1 ⁇ m or more and 1.0 ⁇ m or less. When the average thickness is 0.1 ⁇ m or more, durability against wiping is not deteriorated, and ink repellency is not deteriorated during long-term use. On the other hand, if the thickness exceeds 5.0 ⁇ m, the thickness becomes more than necessary, which only increases the manufacturing cost.
  • the surface roughness (Ra) of the ink repellent layer 71 is preferably 0.2 ⁇ m or less. When the surface roughness is 0.2 ⁇ m or less, wiping residue during wiping can be reduced.
  • a driving waveform (pulse voltage of 10 V to 50 V) is applied to the driving unit 56 in accordance with a recording signal, whereby a displacement in the stacking direction occurs in the driving unit 56 and the diaphragm 60 is moved.
  • the pressurized liquid chamber 22 is pressurized to increase the pressure, and ink droplets are ejected from the nozzle 41. Thereafter, the ink pressure in the pressurizing liquid chamber 22 decreases with the end of ink droplet ejection, and negative pressure is generated in the pressurizing liquid chamber 22 due to the inertia of the ink flow and the discharge process of the drive pulse, and the ink is filled. Move to the process.
  • the ink supplied from the ink tank flows into the common liquid chamber 12, passes from the common liquid chamber 12 through the ink inlet 63, passes through the fluid resistance portion 21, and is filled into the pressurized liquid chamber 22.
  • the fluid resistance portion 21 is effective in damping residual pressure vibration after ejection, but becomes resistant to refilling (refilling) due to surface tension. By appropriately selecting the fluid resistance portion, it is possible to balance the attenuation of the residual pressure and the refill time, and to shorten the time (drive cycle) until the transition to the next ink droplet ejection operation.
  • the nozzle 41 shown in FIG. 6 is a nozzle plate 1 that discharges ink in the liquid chamber from the nozzle.
  • the nozzle 41 discharges the ink that has flowed in from the ink inflow side into which the ink in the liquid chamber flows.
  • the cross-sectional shape is formed in a curved shape, and a smooth curved shape (round shape) makes it possible to stably eject small droplets.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-80716 for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-80716.
  • FIG. 7 is a view showing an example of the ink cartridge
  • FIG. 8 is a view including a case (exterior) of the ink cartridge 200 of FIG.
  • the ink inlet 242 is closed by fusion.
  • the needle of the apparatus main body is pierced into the ink discharge port 243 made of a rubber member and supplied to the apparatus.
  • the ink bag 241 is formed of a packaging member such as a non-permeable aluminum laminate film.
  • the ink bag 241 is usually housed in a plastic cartridge case 244 and is detachably mounted on various ink jet recording apparatuses.
  • the ink cartridge is detachably mounted on the ink jet recording apparatus so that it can be used.
  • the ink (ink jet recording ink, water-based dye ink) used in the present invention contains a water-soluble dye, preferably contains an organic solvent and water, and further contains other components as necessary.
  • water-soluble dye When a water-soluble dye is used as an ink colorant, a vivid hue can be obtained, and an image in which the gloss of the recording medium is maintained can be obtained.
  • the “water-soluble” means that 1% by mass or more dissolves in water as a dye solid content.
  • the durability of an image can be enhanced by using a water-soluble dye having high weather resistance for cyan, magenta, yellow, and black inks that are process colors. Examples of such highly weatherable water-soluble dyes include those described in the following documents.
  • water-soluble dyes can be added as complementary colors of the respective colors.
  • acid dyes and food dyes include C.I. I. Acid Yellow 17, 23, 42, 44, 79, 142; C.I. I. Acid Red 1, 8, 13, 14, 18, 26, 27, 35, 37, 42, 52, 82, 87, 89, 92, 97, 106, 111, 114, 115, 134, 186, 249, 254 289; C.I. I. Acid Blue 9, 29, 45, 92, 249; I. Acid Black 1, 2, 7, 24, 26, 94; I. Food Yellow 3, 4; I. Food Red 7, 9, 14; C.I. I. Food black 1, 2 etc. are mentioned.
  • Examples of direct dyes include C.I. I. Direct yellow 1, 12, 24, 26, 33, 44, 50, 120, 132, 142, 144, 86; I. Direct red 1, 4, 9, 13, 17, 20, 28, 31, 39, 80, 81, 83, 89, 225, 227; I. Direct Blue 1, 2, 6, 15, 22, 25, 71, 76, 79, 86, 87, 90, 98, 163, 165, 199, 202; C.I. I. Direct black 19, 22, 32, 38, 51, 56, 71, 74, 75, 77, 154, 168, 171 and the like.
  • Examples of basic dyes include C.I. I. Basic Yellow 1, 2, 11, 13, 14, 15, 19, 21, 23, 24, 25, 28, 29, 32, 36, 40, 41, 45, 49, 51, 53, 63, 465, 67 70, 73, 77, 87, 91; C.I. I. Basic Red 2, 12, 13, 14, 15, 18, 22, 23, 24, 27, 29, 35, 36, 38, 39, 46, 49, 51, 52, 54, 59, 68, 69, 70 73, 78, 82, 102, 104, 109, 112; I.
  • Basic Blue 1 3, 5, 7, 9, 21, 22, 26, 35, 41, 45, 47, 54, 62, 65, 66, 67, 69, 75, 77, 78, 89, 92, 93 105, 117, 120, 122, 124, 129, 137, 141, 147, 155; I. Basic black 2, 8 etc. are mentioned.
  • reactive dyes include C.I. I. Reactive Black 3, 4, 7, 11, 12, 17; C.I. I. Reactive Yellow 1, 5, 11, 13, 14, 20, 21, 22, 25, 40, 47, 51, 55, 65, 67; C.I. I. Reactive Red 1, 14, 17, 25, 26, 32, 37, 44, 46, 55, 60, 66, 74, 79, 96, 97; C.I. I. Reactive Blue 1, 2, 7, 14, 15, 23, 32, 35, 38, 41, 63, 80, 95 and the like.
  • water-soluble dye used in the intermediate hue ink commercially available water-soluble dyes from yellow to orange and red can be used alone or in combination.
  • water-soluble dyes used in the intermediate hue ink include C.I. I. Direct Orange 6, 8, 10, 26, 29, 39, 41, 49, 51, 62, 102; C.I. I. Acid Orange 7, 8, 10, 33, 56, 64; C.I. I. Food Yellow 3, 4, 5 etc. are mentioned.
  • C.I. I. Acid Orange 33, C.I. I. Food Yellow5 is preferred.
  • the content of the water-soluble dye (the total content when two or more types are used) is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less, and more preferably 2% by mass or more and 6% by mass or less with respect to the total amount of the ink. .
  • the content is in the above range, there is coloring power, light resistance and ozone resistance are good, no dye is deposited, and the ejection stability in the ink jet is good.
  • the content is 2% by mass or more and 6% by mass or less because the graininess in photographs is improved.
  • the content of the organic solvent is preferably 30% by mass to 60% by mass and more preferably 35% by mass to 55% by mass with respect to the total amount of the ink.
  • the content is 30% by mass or more, it is excellent in ensuring ejection stability and preventing waste ink sticking in an ink ejection apparatus.
  • the solubility of the dye is good, there is no precipitation of the dye, the ejection property is good, the drying property on the paper surface is excellent, and the color stability on the glossy paper Is good.
  • an organic solvent having an equilibrium water content of less than 30% by mass in an environment of 23 ° C. and 80% relative humidity can be used in combination.
  • the organic solvent having an equilibrium water content of less than 30% by mass in an environment of 23 ° C. and 80% relative humidity include, for example, polyhydric alcohols, polyhydric alcohol alkyl ethers, polyhydric alcohol aryl ethers, cyclic ethers, amines Amides, sulfur-containing compounds, propylene carbonate, ethylene carbonate and the like.
  • the content of the organic solvent having an equilibrium water content of less than 30% by mass in an environment of 23 ° C. and 80% relative humidity is preferably 30% by mass or less based on the total amount of the ink.
  • polyhydric alcohols examples include ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol, 3-methyl-1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 2- Methyl-2,4-pentanediol, hexylene glycol, 1,6-hexanediol, 1,2,6-hexanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 3-methyl-1,3-hexanediol, propylpropylene Diglycol etc. are mentioned.
  • polyhydric alcohol alkyl ethers examples include ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, propylene glycol monoethyl ether. And triethylene glycol dimethyl ether.
  • polyhydric alcohol aryl ethers include ethylene glycol monophenyl ether and ethylene glycol monobenzyl ether.
  • the cyclic ethers include epoxies, oxetanes, tetrahydrofurans, tetrahydropyrans, and crown ethers.
  • Examples of the amines include monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N, N-dimethylmonoethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-methylethanolamine, N-phenylethanolamine, and 3-aminopropyldiethylamine. Is mentioned.
  • Examples of the amide compounds include 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, ⁇ -caprolactam, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -methoxy-N, N-dimethyl.
  • Examples include propionamide and ⁇ -butoxy-N, N-dimethylpropionamide.
  • the amide compound has the effect of solubilizing the dye and has the effect of suppressing crystal precipitation when the ink is dried.
  • Formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, and N, N-diethylformamide also exist as amide compounds, but they are highly harmful and are not preferred for use.
  • sulfur-containing compounds include dimethyl sulfoxide, sulfolane, thiodiglycol, and the like.
  • the water content in the ink is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 10% by mass or more and 90% by mass or less, and 20% by mass from the viewpoint of ink drying property and ejection reliability. % To 60% by mass is more preferable.
  • surfactant for example, surfactant, pH adjuster, antiseptic / antifungal agent, chelating reagent, rust preventive agent, antioxidant, ultraviolet rays
  • examples thereof include an absorbent, an oxygen absorbent, a light stabilizer, and a water-soluble resin.
  • silicone surfactants any of silicone surfactants, fluorine surfactants, amphoteric surfactants, nonionic surfactants, and anionic surfactants can be used.
  • silicone type surfactant there is no restriction
  • those that do not decompose even at high pH are preferable, and examples thereof include side chain modified polydimethylsiloxane, both terminal modified polydimethylsiloxane, one terminal modified polydimethylsiloxane, and side chain both terminal modified polydimethylsiloxane.
  • Those having a polyoxyethylene group or a polyoxyethylene polyoxypropylene group as a group are particularly preferred because they exhibit good properties as an aqueous surfactant.
  • a polyether-modified silicone surfactant can be used, and examples thereof include a compound in which a polyalkylene oxide structure is introduced into the side chain of the Si portion of dimethylsiloxane.
  • fluorosurfactant examples include a perfluoroalkyl sulfonic acid compound, a perfluoroalkyl carboxylic acid compound, a perfluoroalkyl phosphate compound, a perfluoroalkyl ethylene oxide adduct, and a perfluoroalkyl ether group in the side chain.
  • Polyoxyalkylene ether polymer compounds are particularly preferred because of their low foaming properties.
  • the perfluoroalkyl sulfonic acid compound include perfluoroalkyl sulfonic acid, perfluoroalkyl sulfonate, and the like.
  • Examples of the perfluoroalkylcarboxylic acid compound include perfluoroalkylcarboxylic acid and perfluoroalkylcarboxylate.
  • Examples of the polyoxyalkylene ether polymer compound having a perfluoroalkyl ether group in the side chain include a sulfate ester salt of a polyoxyalkylene ether polymer having a perfluoroalkyl ether group in the side chain and a perfluoroalkyl ether group in the side chain. Examples thereof include salts of polyoxyalkylene ether polymers.
  • amphoteric surfactants include lauryl aminopropionate, lauryl dimethyl betaine, stearyl dimethyl betaine, and lauryl dihydroxyethyl betaine.
  • Nonionic surfactants include, for example, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene alkyl ester, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxyethylene propylene block polymer, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan Examples include fatty acid esters and ethylene oxide adducts of acetylene alcohol.
  • anionic surfactant examples include polyoxyethylene alkyl ether acetate, dodecylbenzene sulfonate, laurate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate salt, and the like.
  • the said surfactant may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
  • the silicone surfactant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
  • side chain modified polydimethylsiloxane, both terminal modified polydimethylsiloxane, one terminal modified polydimethylsiloxane, side Since both ends of the chain are modified with polydimethylsiloxane a polyether-modified silicone surfactant having a polyoxyethylene group or a polyoxyethylene polyoxypropylene group as a modifying group exhibits good properties as an aqueous surfactant.
  • a surfactant an appropriately synthesized product or a commercially available product may be used.
  • the polyether-modified silicone surfactant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
  • a polyalkylene oxide structure represented by the general formula (S-1) is represented by dimethylpolysiloxane. And those introduced into the side chain of the Si part.
  • polyether-modified silicone surfactants such as KF-618, KF-642, KF-643 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), EMALEX-SS-5602, SS- 1906EX (Japan Emulsion Co., Ltd.), FZ-2105, FZ-2118, FZ-2154, FZ-2161, FZ-2162, FZ-2163, FZ-2164 (Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.), BYK-33, BYK-387 (Bic Chemie Co., Ltd.), TSF4440, TSF4452, TSF4453 (Toshiba Silicone Co., Ltd.) and the like can be mentioned. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
  • the content of the surfactant in the ink is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, it is excellent in wettability and ejection stability and improves image quality.
  • the content is preferably 5% by mass or less and more preferably 0.05% by mass or more and 5% by mass or less.
  • the antiseptic / antifungal agent is not particularly limited, and examples thereof include 1,2-benzisothiazolin-3-one.
  • the pH adjuster is not particularly limited as long as the pH can be adjusted to 7 or more, and examples thereof include amines such as diethanolamine and triethanolamine.
  • chelating reagent examples include sodium ethylenediaminetetraacetate, sodium nitrilotriacetate, sodium hydroxyethylethylenediaminetriacetate, sodium diethylenetriaminepentaacetate, sodium uramil diacetate, and the like.
  • antioxidants include phenol antioxidants (including hindered phenol antioxidants), amine antioxidants, sulfur antioxidants, phosphorus antioxidants, and the like.
  • UV absorber-- examples include a benzophenone ultraviolet absorber, a benzotriazole ultraviolet absorber, a salicylate ultraviolet absorber, a cyanoacrylate ultraviolet absorber, and a nickel complex ultraviolet absorber.
  • Water dispersible resin- A water-dispersible resin may be added to the ink.
  • the water-dispersible resin those having excellent film-forming properties (image forming properties) and high water repellency, high water resistance, and high weather resistance are images having high water resistance and high image density (high color development).
  • Useful for recording and examples thereof include condensation-type synthetic resins, addition-type synthetic resins, and natural polymer compounds.
  • the particle size of the water-dispersible resin is related to the viscosity of the dispersion. When the composition is the same, the smaller the particle size, the larger the viscosity at the same solid content.
  • the volume average particle diameter of the water-dispersible resin is desirably 50 nm or more so that the ink does not become excessively high in viscosity.
  • the volume average particle size is several tens of ⁇ m, it becomes larger than the nozzle opening of the ink jet head and cannot be used.
  • the volume average particle diameter is preferably 500 nm or less, and more preferably 150 nm or less.
  • the water-dispersible resin has a function of fixing the colorant to the paper surface, and it is desired that the water-dispersible resin be coated at room temperature to improve the fixability of the colorant. Therefore, the minimum film-forming temperature (MFT) is preferably room temperature or lower, and more preferably 20 ° C. or lower. However, when the glass transition point is ⁇ 40 ° C. or lower, the resin film becomes more viscous and the printed matter is tacky. Therefore, the glass transition point is preferably ⁇ 30 ° C. or higher. When such a water-dispersible resin is used, image fixability, water resistance, and gas resistance can be improved, but depending on the recording medium, the water-dispersible resin may form a film and change glossiness. . If added in a large amount, a film is formed when the meniscus of the ink jet head is dried. Therefore, the amount added to the ink is 5% by mass or less in terms of resin solids.
  • MFT minimum film-forming temperature
  • the physical properties of the ink are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
  • the viscosity and static surface tension are preferably in the following ranges.
  • the viscosity of the ink is 25 mC to 5 mPa ⁇ s to 12 mPa ⁇ s, and preferably 6 mPa ⁇ s to 10 mPa ⁇ s.
  • the ink viscosity is 5 mPa ⁇ s or more, residual vibration of the ink at the time of ejection hardly occurs, and it becomes easy to suppress the vibration after ejection by the drive waveform. As a result, the next discharge can be performed in a short time, which is suitable for high-speed printing.
  • the ink viscosity when the ink viscosity is suppressed to 12 mPa ⁇ s or less, the discharge property is easily stabilized. Since the ink viscosity changes depending on the use environment, it is preferable that the ink viscosity satisfies the above range within the assumed use range.
  • the viscosity of the ink can be measured, for example, by adjusting the temperature to 25 ° C. using a viscometer (RE-550L, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
  • the static surface tension of the ink is preferably 30 mN / m or more and 45 mN / m or less at 25 ° C. If the static surface tension is within this range, stable droplet formation is possible.
  • the static surface tension of the ink can be measured at 25 ° C. using, for example, a fully automatic surface tension meter (CBVP-Z, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
  • the ink is produced by dispersing or dissolving a water-soluble dye, an organic solvent, water and, if necessary, other components in an aqueous medium, and stirring and mixing appropriately.
  • the stirring and mixing can be performed, for example, with a sand mill, a homogenizer, a ball mill, a paint shaker, an ultrasonic disperser, or the like, and can be performed with a stirrer using a normal stirring blade, a magnetic stirrer, a high-speed disperser, or the like.
  • the recording medium to which the present invention is applicable is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
  • plain paper, coated paper for printing, glossy paper, special paper, cloth, film, OHP A sheet etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. According to the present invention, an image having no graininess can be obtained even when used for glossy media such as glossy paper and photographic coated paper.
  • a recording medium having a gloss layer on the ink receiving layer is preferably used, and a glossy medium, that is, a recording medium having gloss values of 20 ° and 60 ° of 10 or more is preferably used.
  • Examples of the glossy media include glossy paper crispia (manufactured by Seiko Epson Corporation), 20 ° gloss: 51.3, 60 ° gloss: 65.0, PM photo paper (manufactured by Seiko Epson Corporation), or supermarket.
  • Examples include fine gloss films (manufactured by Seiko Epson Corporation). It is considered that the graininess is recognized by both a result caused by visually invisible dots and a result caused by an impression received from the surface state of the recording medium. The point where the dot cannot be visually recognized is considered to be a result of the dot being small, that is, the amount of droplets by controlling the nozzle diameter, and the presence or absence of bleeding due to ink or media.
  • an ink jet recording method that uses a recording medium having a gloss value of 20 ° and 60 ° of 10 or more as the recording medium and satisfies the following requirements (1) to (4). It is done.
  • (1) It has an ink ejection process for recording an image by ejecting ink.
  • (2) The nozzle diameter of the inkjet head used in the ink ejection step is 17 ⁇ m or more and 19 ⁇ m or less.
  • An ink repellent layer is provided on the nozzle plate surface of the inkjet head.
  • an aqueous dye ink containing a water-soluble dye and having a viscosity at 25 ° C. of 5 mPa ⁇ s to 12 mPa ⁇ s is used.
  • the recorded matter obtained by the ink jet recording apparatus and the ink jet recording method of the present invention has high image quality, no bleeding, and is excellent in gloss, and is suitably used for various applications as materials on which various prints or images are recorded. be able to.
  • image formation”, “recording”, “printing”, “printing” and the like in the terms of the present invention are all synonymous. Ink ejection and ink flight are synonymous.
  • an organic solvent, a surfactant, and water were mixed and stirred for 30 minutes, then an aqueous dye solution or a pigment dispersion was added, and the remaining amount of water was added so that the total amount was 100% by mass, followed by stirring for 30 minutes. Then, while confirming the pH of the ink, triethanolamine was added and stirred to adjust the pH to 9. Subsequently, pressure filtration was performed using a cellulose acetate membrane filter having an average pore size of 0.2 ⁇ m, and coarse particles were removed to obtain each ink.
  • Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 5 Each ink of Preparation Examples 1 to 11 is filled in the ink cartridge shown in FIGS. 7 to 8 and shown in Table 3 for the ink jet printer (IPSiO G707, manufactured by Ricoh Co., Ltd.) having the structure shown in FIGS.
  • the ink jet heads produced by changing the nozzle diameter as described above were set in combination as shown in Table 3, and the printers of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 5 were produced.
  • an ink repellent layer silicone resin
  • an average thickness of 1 ⁇ m is formed on a nickel nozzle substrate having a length of 40 mm ⁇ width of 23 mm and an average thickness of 640 ⁇ m.
  • two nozzle hole rows in which 192 nozzle holes having the nozzle diameters shown in Table 3 are arranged are provided in parallel.
  • the nozzle holes in the rows are arranged so that the pitch between adjacent nozzle holes is a distance corresponding to 150 dpi, and the nozzle hole positions are arranged with a half pitch (300 dpi) shifted between the rows.
  • the nozzle holes are arranged in a staggered manner by the rows.
  • the nozzle diameter of the nozzle plate that discharges ink in the liquid chamber from the nozzle 41 is such that the ink discharge side discharges the inflowed ink from the ink inflow side into which the ink in the liquid chamber flows.
  • a nozzle plate having a smaller round shape and a smooth round cross-section was used.
  • the drive frequency of the inkjet head was set to 5 kHz
  • the ink droplet size was adjusted to 1 pL
  • the continuous discharge property and the intermittent discharge property were examined as follows. .
  • the drive frequency of the ink jet head is 5 kHz
  • the waveform is such that the droplet volume of small droplets can be stably discharged between 0.5 pl and 2.0 pl.
  • the ink adhesion amount is 8 mg / m 2 or more
  • B The ink adhesion amount is 6 mg / m 2 or more and less than 8 mg / m 2
  • C The ink adhesion amount is less than 6 mg / m 2
  • the drive frequency of the inkjet head is set to 5 kHz, and the waveform is set so that the droplet volume can be stably discharged between 0.5 pl and 2.0 pl.
  • Examples 1 to 6 are particularly preferable examples, and the ejection stability is good.
  • Examples 7 to 10 are examples in which the surface tension is not 30 to 45 mN / m or the content of the organic solvent is not 30 to 60% by mass, although the ejection stability is slightly inferior to Examples 1 to 6. It is a practical level.
  • Comparative Examples 1 to 5 were at a level where the discharge stability was unacceptable for practical use. In particular, Comparative Example 5 could not be discharged satisfactorily and was worse than “C”, so it was not listed in Table 4. .
  • An ink jet recording apparatus satisfying the following requirements (1) to (4).
  • (1) It has an ink discharge means.
  • (2) The nozzle diameter of the ink jet head of the ink discharge means is 17 ⁇ m or more and 19 ⁇ m or less.
  • An ink repellent layer is provided on the nozzle plate surface of the inkjet head.
  • an aqueous dye ink containing a water-soluble dye and having a viscosity at 25 ° C. of 5 mPa ⁇ s to 12 mPa ⁇ s is used.
  • the ink repellent layer includes a silicone water repellent material.
  • the nozzle plate has a nozzle diameter that decreases from an ink inflow side into which ink in a liquid chamber flows into an ink ejection side through which the ink that has flowed in is ejected, and a cross-sectional shape of the nozzle is formed in a curved shape.
  • the inkjet recording apparatus according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 2>.
  • ⁇ 4> The ink jet recording apparatus according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the ink has a static surface tension at 25 ° C. of 30 mN / m or more and 45 mN / m or less.
  • ⁇ 5> The ink according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the ink contains an organic solvent, and the content of the organic solvent in the ink is 30% by mass to 60% by mass with respect to the total amount of the ink.
  • ⁇ 6> The inkjet recording apparatus according to ⁇ 5>, wherein the organic solvent is a polyhydric alcohol having an equilibrium water content of 30% by mass or more in an environment of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 80%.
  • ⁇ 7> The ink jet recording apparatus according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein four inks of black, cyan, magenta, and yellow are used as the ink.
  • An inkjet recording method characterized by satisfying the following requirements (1) to (4).
  • (1) It has an ink ejection process for recording an image by ejecting ink.
  • (2) The nozzle diameter of the inkjet head used in the ink ejection step is 17 ⁇ m or more and 19 ⁇ m or less.
  • An ink repellent layer is provided on the nozzle plate surface of the inkjet head.
  • an aqueous dye ink containing a water-soluble dye and having a viscosity at 25 ° C. of 5 mPa ⁇ s to 12 mPa ⁇ s is used.
  • the nozzle plate has a nozzle diameter that decreases from an ink inflow side into which ink in a liquid chamber flows into an ink ejection side through which the ink that has flowed in is ejected, and a cross-sectional shape of the nozzle is formed in a curved shape.
  • ⁇ 11> The inkjet recording method according to any one of ⁇ 8> to ⁇ 10>, wherein the ink has a static surface tension at 25 ° C.
  • ⁇ 12> The ink according to any one of ⁇ 8> to ⁇ 11>, wherein the ink contains an organic solvent, and the content of the organic solvent in the ink is 30% by mass to 60% by mass with respect to the total amount of the ink.
  • Ink jet recording method ⁇ 13> The inkjet recording method according to ⁇ 12>, wherein the organic solvent is a polyhydric alcohol having an equilibrium water content of 30% by mass or more in an environment of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 80%.
  • ⁇ 14> The inkjet recording method according to any one of ⁇ 8> to ⁇ 13>, wherein the ink is composed of four color inks of black, cyan, magenta, and yellow.

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Abstract

次の要件（１）～（４）を満たすインクジェット記録装置を提供する。　（１）インク吐出手段を有する。　（２）前記インク吐出手段のインクジェットヘッドのノズル径が１７μｍ以上１９μｍ以下である。　（３）前記インクジェットヘッドのノズル板表面に撥インク層を有する。　（４）前記インクとして、水溶性染料を含有し、２５℃における粘度が５ｍＰａ・ｓ以上１２ｍＰａ・ｓ以下の水性染料インクを用いる。

Description

インクジェット記録装置、及びインクジェット記録方法
　本発明は、インクジェット記録装置、及びインクジェット記録方法に関する。
　インクジェット記録方法は、インク液滴を吐出させ記録用メディアに付着させて記録する方法である。この方法は、記録プロセスが単純なことから低コストで多色化が可能であり、非接触印字であるため、重ね印字が可能で印字品位を上げ易く、騒音無しで高速記録ができるので、家庭用プリンタから商業用プリンタまで幅広く利用されている。
　インクジェット記録方法による画質は、文字画像から写真画像までを満たすので、近年ではデジタルカメラやスキャナーの普及により、銀塩写真の代りに写真を出力する方法として広く用いられている。これに伴って、ユーザーは、コンピュータディスプレイ上の画像と印字出力画像を比較するためディスプレイ上に近い発色を求めており、銀塩写真を凌駕する画像品質が求められている。
　インクジェット記録による写真画質としては、特に高解像度や階調性とともに、粒状感の発生を抑制することが求められており、同一色相で染料濃度が異なる２種類のインクを用いて階調表現を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１～３参照）。
　また、高画質化のためにインク液滴を微小化することも検討されており、例えば、特許文献４には、インク供給孔を３０μｍ以下の直径とする発明が開示されている。
　更に、特許文献５には、ノズルのインク吐出口の径を１２μｍ以上２２μｍ以下にする発明が開示されている。
特開昭６４－１５４５号公報 特許第１８３９４７２号公報 特許第２８５９２９６号公報 特開２０００－１４１６５５号公報 特開２００４－９０２３３号公報
　本発明は、小滴を安定に吐出することができ、染料の濃度を変えた、同一色で染料濃度が異なる複数のインク（濃淡インク）を用いることなく粒状感のない高解像度の記録を行うことが可能なインクジェット記録装置の提供を目的とする。
　なお、ここでいう「粒状感のない」とは、ドットとして視認されないような滑らかな画質であることを意味する。
　前記課題を解決するための手段としての本発明のインクジェット記録装置は、次の要件（１）～（４）を満たす。
　（１）インク吐出手段を有する。
　（２）前記インク吐出手段のインクジェットヘッドのノズル径が１７μｍ以上１９μｍ以下である。
　（３）前記インクジェットヘッドのノズル板表面に撥インク層を有する。
　（４）前記インクとして、水溶性染料を含有し、２５℃における粘度が５ｍＰａ・ｓ以上１２ｍＰａ・ｓ以下の水性染料インクを用いる。
　本発明によると、小滴を安定に吐出することができ、濃淡インクを用いることなく粒状感のない高解像度の記録を行うことが可能なインクジェット記録装置を提供することができる。
図１は、本発明のインクジェット記録装置の一例を示す斜視説明図である。 図２は、本発明のインクジェット記録装置の全体構成の一例を示す概略図である。 図３は、本発明のインクジェットヘッドの一例を示す概略拡大図である。 図４は、本発明のインクジェットヘッドの一例を示す要素拡大図である。 図５は、本発明のインクジェットヘッドの一例のチャンネル間方向の要部拡大断面図である。 図６は、本発明のインクジェットヘットのノズル板に設けられたノズル孔の断面図である。 図７は、本発明で用いられるインクカートリッジの一例を示す概略図である。 図８は、図７のインクカートリッジのケースも含めた概略図である。
（インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法）
　本発明のインクジェット記録装置は、次の要件（１）～（４）を満たす。
　（１）インク吐出手段を有する。
　（２）前記インク吐出手段のインクジェットヘッドのノズル径が１７μｍ以上１９μｍ以下である。
　（３）前記インクジェットヘッドのノズル板表面に撥インク層を有する。
　（４）前記インクとして、水溶性染料を含有し、２５℃における粘度が５ｍＰａ・ｓ以上１２ｍＰａ・ｓ以下の水性染料インクを用いる。
　本発明のインクジェット記録方法は、次の要件（１）～（４）を満たす。
　（１）インクを吐出させて画像を記録するインク吐出工程を有する。
　（２）前記インク吐出工程で用いるインクジェットヘッドのノズル径が１７μｍ以上１９μｍ以下である。
　（３）前記インクジェットヘッドのノズル板表面に撥インク層を有する。
　（４）前記インクとして、水溶性染料を含有し、２５℃における粘度が５ｍＰａ・ｓ以上１２ｍＰａ・ｓ以下の水性染料インクを用いる。
　特開２０００－１４１６５５号公報（特許文献４）には、インク供給孔を３０μｍ以下の直径とする発明が開示されているが、その段落［００２２］などの記載からみて、インク供給孔を２０μｍ以下にすることは意図しておらず、インクとの適正化が何ら図られていない。
　また、特開２００４－９０２３３号公報（特許文献５）では、ノズル径を１２μｍ以上２２μｍ以下にする発明が開示されているが、実施例のノズル径は２０μｍであって本発明とは異なる。また、使用するインクは「実質的に揮発性成分を含まないインク、即ち水又は沸点１５０℃以下の有機溶剤の含有量が１％未満のインク（特開２００４－９０２３３号公報の段落［００５６］）」であって、本発明で用いる水性染料インクとは異なる。更に、その課題は「ノズル欠によって濃度ムラや文字品質が低下することなく、小液滴量でインクを吐出することにより高画質化を図ること（特開２００４－９０２３３号公報の段落［０００６］）」であって、本発明の粒状感のない記録を行うこととは異なる。
　本発明のインクジェット記録方法は、本発明のインクジェット記録装置により好適に実施することができ、前記インク吐出工程は前記インク吐出手段により好適に行うことができる。また、前記その他の工程は、前記その他の手段により好適に行うことができる。
＜インク吐出手段（飛翔手段）及びインク吐出工程（飛翔工程）＞
　前記インク吐出手段は、インクを吐出させて画像を形成する手段である。
　前記インク吐出工程は、インクを吐出させて画像を形成する工程である。
　前記インク吐出手段としては、インクジェットヘッドを用いることが好ましい。
＜＜インクジェットヘッド＞＞
　前記インクジェットヘッドは、ノズル板を有し、更に必要に応じてその他の部材を有する。
－ノズル板－
　前記ノズル板は、ノズル基板と、前記ノズル基板上に前記撥インク層とを有する。
　前記ノズル基板は、ノズル孔が設けられており、その形状、大きさ、材質、構造などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
　前記ノズル基板は、前記ノズル孔からインクが吐出されるインク吐出側の面と、前記インク吐出側の面とは反対側に位置する液室接合面とを有する。
　前記撥インク層は、前記ノズル基板のインク吐出側の面に形成されている。
　前記ノズル基板の平面形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、長方形、正方形、菱形、円形、楕円形などが挙げられる。また、前記ノズル基板の断面形状としては、例えば、平板状、プレート状などが挙げられる。
　前記ノズル基板の大きさとしては、特に制限はなく、前記ノズル板の大きさに応じて適宜選択することができる。
　前記ノズル基板の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、Ａｌ、Ｂｉ、Ｃｒ、ＩｎＳｎ、ＩＴＯ、Ｎｂ、Ｎｂ２Ｏ５、ＮｉＣｒ、Ｓｉ、ＳｉＯ２、Ｓｎ、Ｔａ２Ｏ５、Ｔｉ、Ｗ、ＺＡＯ（ＺｎＯ＋Ａｌ２Ｏ３）、Ｚｎなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、防錆性の点から、ステンレス鋼が好ましい。
　前記ノズル孔としては、その数、配列、間隔、開口形状、開口の大きさ、開口の断面形状などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
　前記ノズル孔の配列としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、複数の前記ノズル孔が、前記ノズル基板の長さ方向に沿って等間隔に並んで配列されている態様などが挙げられる。
　前記ノズル孔の配列は、吐出するインクの種類に応じて適宜選択することができるが、１列～複数列が好ましく、１列～４列がより好ましい。
　前記１列当たりの前記ノズル孔の数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択されるが、１０個～１０，０００個が好ましく、５０個～５００個がより好ましい。
　隣接する前記ノズル孔の中心間の最短距離である間隔（ピッチ）Ｐとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、１００ｄｐｉ～１，２００ｄｐｉの範囲が好ましい。
　前記ノズル孔の開口形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、円形、楕円形、四角形などが挙げられる。これらの中でも、インク液滴を吐出する点から、円形が好ましい。
　前記ノズル径は１７μｍ以上１９μｍ以下である。前記ノズル径が１７μｍ以上１９μｍ以下であると、吐出安定性が向上し、本発明の課題である粒状感のない高解像度の記録を行うことができる。
　前記ノズル板は、ノズルの径が液室内のインクが流入するインク流入側から当該流入したインクを吐出させるインク吐出側へと小さくなると共に、前記ノズルの断面形状が、曲線状に形成されており、滑らかな曲線状（ラウンド形状）であることが、インクの小滴を安定に吐出できる点から好ましい。
－撥インク層－
　前記撥インク層は、前記ノズル基板におけるインク吐出側の面上に形成されており、その形状、構造、材料、厚みなどについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
　前記撥インク層の材料は、インクをはじく材料であれば特に限定されないが、例えば、シリコーン系撥水材料やフッ素系撥水材料などが挙げられる。これらの中でも、シリコーン系撥水材料が好ましい。
　前記シリコーン系撥水材料としては、例えば、室温硬化型の液状シリコーン樹脂又はエラストマー、紫外線硬化型の液状シリコーン樹脂又はエラストマーなどが挙げられる。
　前記フッ素系撥水材料としては、例えば、加熱硬化型の液状シリコーン樹脂又はエラストマーなどが挙げられる。
　これらの材料をノズル板のノズル基板表面に塗布し、室温で大気中に放置して、それぞれ重合硬化、紫外線硬化又は加熱硬化させることにより、撥インク層を形成することができる。
　前記シリコーン樹脂の粘度は、１,０００ｍＰａ・ｓ以下が好ましい。
　前記シリコーン樹脂は、ＳｉとＯからなるシロキサン結合を基本骨格とする樹脂で、オイル、レジン、エラストマー等の種々の形態で市販されており、本発明で重要な撥インク性以外に耐熱性、離型性、消泡性、粘着性等の種々の特性を有する。
　前記シリコーン樹脂の市販品としては、例えば、常温硬化型シリコーンレジンＳＲ２４１１（東レ・ダウコーニング株式会社製）などが挙げられる。
　また、フッ素系界面活性剤を含有するインクに対しても十分な撥インク性を保持するためには、撥インク層はシリコーン樹脂及び／又はフッ素樹脂を含む構造体で構成することが好ましい。
　前記シリコーン樹脂及び／又はフッ素樹脂を含む構造体とは、シリコーン樹脂単独、フッ素樹脂単独、又は他の樹脂、あるいは金属等の構成成分との混合により構成されたものであり、例えば、シリコーン樹脂微粒子がフッ素樹脂中に分散されたもの、シリコーン樹脂とポリプロピレンの混練物、シリコーン樹脂やフッ素樹脂とＮｉの共析めっき等が挙げられる。シリコーン樹脂の溶出を抑えるには、シリコーン樹脂と他の構成成分との混合体がより効果的である。
　前記撥インク層をノズル板表面上に形成する方法としては、前述した塗布後に硬化させる方法、Ｎｉ共析めっきの他に、フッ素樹脂の電着塗装法や真空蒸着法、シリコーンオイルをプラズマ重合させる方法などもある。
　電着塗装法以外の方法で撥インク層を形成する際には、ノズル孔及びノズル板裏面をフォトレジスト、水溶性樹脂等でマスキングし、撥インク層を形成した後、レジストを剥離除去すれば、ノズル板表面のみに撥インク層を形成することができる。しかし、アルカリ性の強い剥離液を使用すると撥インク層へダメージを与えるので注意が必要である。
　前記撥インク層の平均厚みは、０．１μｍ以上５．０μｍ以下が好ましく、０．１μｍ以上１．０μｍ以下がより好ましい。前記平均厚みが、０．１μｍ以上であれば、ワイピングに対する耐久性が悪化したり、長期間使用時に撥インク性が低下したりすることはない。また、前記厚みが５．０μｍを超えると、必要以上の厚みとなり、製造コストが高くなるだけである。
　前記撥インク層の表面粗さ（Ｒａ）は、０．２μｍ以下が好ましい。前記表面粗さを０．２μｍ以下にすると、ワイピング時の拭き残しを低減することができる。
－その他の部材－
　前記その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加圧室、刺激発生手段などが挙げられる。
－－加圧室－－
　前記加圧室は、前記ノズルプレートに設けられた複数の前記ノズル孔に個別に対応して配置され、前記ノズル孔と連通する複数の個別流路であり、インク流路、加圧液室、圧力室、吐出室、液室などと称することもある。
－－刺激発生手段－－
　前記刺激発生手段は、インクに印加する刺激を発生する手段である。
　前記刺激発生手段における刺激としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱（温度）、圧力、振動、光などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、熱、圧力が好適に挙げられる。
　前記刺激発生手段としては、例えば、加熱装置、加圧装置、圧電素子、振動発生装置、超音波発振器、ライトなどが挙げられる。前記刺激発生手段としては、具体的には、圧電素子等の圧電アクチュエータ、発熱抵抗体等の電気熱変換素子を用いてインクの膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどが挙げられる。
　前記刺激が「熱」の場合、前記インク吐出ヘッド内のインクに対し、記録信号に対応した熱エネルギーを、例えば、サーマルヘッド等を用いて付与する。前記熱エネルギーにより前記インクに気泡を発生させ、前記気泡の圧力により、前記ノズルプレートの前記ノズル孔から前記インクを液滴として吐出させる方法などが挙げられる。
　前記刺激が「圧力」の場合、例えば、前記インク吐出ヘッド内のインク流路内にある前記圧力室と呼ばれる位置に接着された前記圧電素子に電圧を印加することにより、前記圧電素子が撓む。それにより、前記圧力室の容積が収縮して、前記インク吐出ヘッドの前記ノズル孔から前記インクを液滴として吐出させる方法などが挙げられる。
　これらの中でも、ピエゾ素子に電圧を印加してインクを吐出させるピエゾ方式が好ましい。
　前記吐出させるインクの液滴の大きさは、写真画質を達成するために１～７ｐＬが好ましく、粒状感のない画質を達成するためには、可能な限り１ｐＬに近づける必要がある。また、吐出噴射の速さは５～２０ｍ／ｓが好ましく、吐出噴射の駆動周波数は１ｋＨｚ以上が好ましく、解像度は３００ｄｐｉ以上が好ましい。
＜その他の工程及びその他の手段＞
　前記その他の手段としては、例えば、加熱手段、制御手段などが挙げられる。
　前記その他の工程としては、例えば、加熱工程、制御工程などが挙げられる。
　前記制御手段は、前記各手段の動きを制御できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
　本発明のインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法は、インクジェット記録方式による各種記録に適用することができ、例えば、インクジェット記録用プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ／ファックス／コピア複合機などに特に好適に用いることができる。
　ここで、本発明のインクジェット記録装置の一例について、図面を参照しながら説明する。
　図１に示すインクジェット記録装置は、装置本体１０１と、装置本体１０１に装着した用紙を装填するための給紙トレイ１０２と装置本体１０１に装着され画像が記録（形成）された用紙をストックするための排紙トレイ１０３とを備えている。装置本体１０１の上カバー１１１の上面は略平坦な面であり、装置本体１０１の前カバーの前面１１２が上面に対して斜め後方に傾斜し、この傾斜した前面１１２の下方側に、前方（手前側）に突き出した排紙トレイ１０３及び給紙トレイ１０２を備えている。更に、前面１１２の端部側には、前面１１２から前方側に突き出し、上カバー１１１よりも低くなった箇所にインクカートリッジ装填部１０４を有し、インクカートリッジ装填部１０４の上面に操作キーや表示器などの操作部１０５を配置している。インクカートリッジ装填部１０４にはインクカートリッジの脱着を行うための開閉可能な前カバー１１５を有している。
　装置本体１０１内では、図２、図３に示すように、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１３１とステー１３２とでキャリッジ１３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モーターによって図３のキャリッジ走査方向に移動走査する。キャリッジ１３３にはイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のインク滴を吐出する４個のインクジェットヘッドからなる記録ヘッド１３４の複数のインク吐出口を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。記録ヘッド１３４を構成するヘッドとしては、圧電素子等の圧電アクチュエータ、発熱抵抗体等の電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、インクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどが使用できる。
　また、キャリッジ１３３には、記録ヘッド１３４に各色のインクを供給するための各色のサブタンク１３５を搭載している。このサブタンク１３５に、インク供給チューブ（不図示）を介して、インクカートリッジ装填部１０４に装填されたインクカートリッジからインクが補充供給される。
　一方、給紙トレイ１０２の用紙積載部（圧板）１４１上に積載した用紙１４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部（圧板）１４１から用紙１４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）１４３、及び給紙コロ１４３に対向し摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４４を備え、分離パッド１４４は給紙コロ１４３側に付勢されている。
　そして、この給紙部から給紙された用紙１４２を記録ヘッド１３４の下方側で搬送するための搬送部として、用紙１４２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト１５１と、給紙部からガイド１４５を介して送られる用紙１４２を搬送ベルト１５１との間で挟んで搬送するためのカウンターローラ１５２と、略鉛直上方に送られる用紙１４２を略９０°方向転換させて搬送ベルト１５１上に倣わせるための搬送ガイド１５３と、押さえ部材１５４で搬送ベルト１５１側に付勢された先端加圧コロ１５５とを備えている。また搬送ベルト１５１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１５６を備えている。
　ここで、搬送ベルト１５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１５７とテンションローラ１５８との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向に周回するように構成されている。この搬送ベルト１５１は、例えば，抵抗制御を行っていない純粋な厚み４０μｍ程度の樹脂材、例えば、ＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）とを有している。また、搬送ベルト１５１の裏側には、記録ヘッド１３４による印写領域に対応してガイド部材１６１を配置している。更に、記録ヘッド１３４で記録された用紙１４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト１５１から用紙１４２を分離するための分離爪１７１と、排紙ローラ１７２及び排紙コロ１７３とを備え、排紙ローラ１７２の下方に排紙トレイ１０３を備えている。
　ここで、図４は本発明で用いられるインクジェットヘッドの一例の要素拡大図、図５はインクジェットヘッドの一例のチャンネル間方向の要部拡大断面図である。
　前記インクジェットヘッドは、図示を省略しているインク供給口（図５の表面方向から奥方向（紙の裏面方向）に向かってインクを供給する）と共通液室１２となる彫り込みを形成したフレーム１０と、流体抵抗部２１、加圧液室２２となる彫り込みとノズル４１に連通する連通口２３を形成した流路板２０と、ノズル４１を形成するノズル板３０と、凸部６１、ダイヤフラム部６２及びインク流入口６３を有する振動板６０と、振動板６０に接着層７０を介して接合された積層圧電素子５０と、該積層圧電素子５０を固定しているベース４０を備えている。ベース４０はチタン酸バリウム系セラミックからなり、積層圧電素子５０を２列配置して接合している。
　積層圧電素子５０は、厚み１０μｍ～５０μｍ／１層のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の圧電層５１と、厚み数μｍ／１層の銀・パラジウム（ＡｇＰｄ）からなる内部電極層５２とを交互に積層している。内部電極層５２は両端で外部電極５３に接続する。積層圧電素子５０はハーフカットのダイシング加工により櫛歯上に分割され、１つ毎に駆動部５６と支持部５７（非駆動部）として使用する（図５参照）。
　２つの外部電極５３のうち一方〔図の表面方向又は奥方向（紙の裏面方向）で内部電極層５２の一端に連なる〕の外側端はハーフカットのダイシング加工で分割されるように、切り欠き等の加工により長さを制限しており、これらは複数の個別電極５４となる。他方はダイシングでは分割されずに導通しており、共通電極５５となる。
　駆動部５６の個別電極５４にはＦＰＣ８０が半田接合されている。また、共通電極５５は積層圧電素子５０の端部に電極層を設けて回し込んでＦＰＣ８０のＧｎｄ電極に接合している。ＦＰＣ８０には図示しないドライバＩＣが実装されており、これにより駆動部５６への駆動電圧印加を制御している。
　振動板６０は、薄膜のダイヤフラム部６２と、このダイヤフラム部６２の中央部に形成した駆動部５６となる積層圧電素子５０と接合する島状凸部（アイランド部）６１と、図示を省略している支持部に接合する梁を含む厚膜部と、インク流入口６３となる開口を電鋳工法によるＮｉメッキ膜を２層重ねて形成している。ダイヤフラム部の厚みは３μｍ、幅は３５μｍ（片側）である。
　この振動板６０の島状凸部６１と積層圧電素子５０の駆動部５６、振動板６０とフレーム１０の結合は、ギャップ材を含んだ接着層７０をパターニングして接着している。
　流路板２０はシリコン単結晶基板を用いて、流体抵抗部２１、加圧液室２２となる彫り込み、及びノズル４１に対する位置に連通口２３となる貫通口がエッチング工法でパターニングされている。エッチングで残された部分が加圧液室２２の隔壁２４となる。また、このヘッドではエッチング幅を狭くする部分を設けて流体抵抗部２１としている。
　ノズル板３０は金属材料（例えば、電鋳工法によるＮｉメッキ膜等）で形成したもので、インク滴を吐出させるための微細な吐出口であるノズル４１を多数形成している。ノズル４１の内部形状（内側形状）は、ホーン形状、略円柱形状、略円錘台形状などにする。
　ノズル４１の径はインク滴出口側の直径で１７μｍ以上１９μｍ以下である。この範囲を外れると、吐出安定性が低下し、本発明の課題である粒状感のない高解像度の記録を行うことができなくなる。また、各列のノズルピッチは１５０ｄｐｉとする。
　このノズル板３０のインク吐出面（ノズル表面側）には撥インク層７１を設ける。
　撥インク層７１の材料は、インクをはじく材料であれば特に限定されないが、例えば、シリコーン系撥水材料やフッ素系撥水材料が挙げられる。
　前記シリコーン系撥水材料の例としては、室温硬化型の液状シリコーン樹脂又はエラストマー、紫外線硬化型の液状シリコーン樹脂又はエラストマーが挙げられ、前記フッ素系撥水材料の例としては、加熱硬化型の液状シリコーン樹脂又はエラストマーが挙げられる。これらの材料をノズル板の基材表面に塗布し、室温で大気中に放置して、それぞれ重合硬化、紫外線硬化又は加熱硬化させれば、撥インク層７１を形成できる。
　前記シリコーン樹脂の粘度は１,０００ｍＰａ・ｓ以下が好ましい。
　前記シリコーン樹脂は、ＳｉとＯからなるシロキサン結合を基本骨格とする樹脂で、オイル、レジン、エラストマー等の種々の形態で市販されており、本発明で重要な撥インク性以外に耐熱性、離型性、消泡性、粘着性等の種々の特性を有する。
　シリコーン樹脂の市販品としては、例えば、常温硬化型シリコーンレジンＳＲ２４１１（東レ・ダウコーニング株式会社製）が挙げられる。
　また、フッ素系界面活性剤を含有するインクに対しても十分な撥インク性を保持するためには、撥インク層７１はシリコーン樹脂及び／又はフッ素樹脂を含む構造体で構成することが好ましい。シリコーン樹脂及び／又はフッ素樹脂を含む構造体とは、シリコーン樹脂単独、フッ素樹脂単独、又は他の樹脂、金属等の構成成分との混合により構成されたものであり、例えば、シリコーン樹脂微粒子がフッ素樹脂中に分散されたもの、シリコーン樹脂とポリプロピレンの混練物、シリコーン樹脂やフッ素樹脂とＮｉの共析めっき等が挙げられる。シリコーン樹脂の溶出を抑えるには、シリコーン樹脂と他の構成成分との混合体がより効果的である。
　撥インク層７１をノズル板表面上に形成する方法としては、前述した塗布後に硬化させる方法、Ｎｉ共析めっきの他に、フッ素樹脂の電着塗装法や真空蒸着法、シリコーンオイルをプラズマ重合させる方法などもある。
　電着塗装法以外の方法で撥インク層７１を形成する際には、ノズル孔及びノズル板裏面をフォトレジスト、水溶性樹脂等でマスキングし、撥インク層を形成した後、レジストを剥離除去すれば、ノズル板表面のみに撥インク層を形成することができる。しかし、アルカリ性の強い剥離液を使用すると撥インク層へダメージを与えるので注意が必要である。
　撥インク層７１の平均厚みは、０．１μｍ以上５．０μｍ以下が好ましく、０．１μｍ以上１．０μｍ以下がより好ましい。前記平均厚みが０．１μｍ以上であれば、ワイピングに対する耐久性が悪化したり、長期間使用時に撥インク性が低下したりすることはない。また、厚みが５．０μｍを超えると、必要以上の厚みとなり、製造コストが高くなるだけである。
　撥インク層７１の表面粗さ（Ｒａ）は、０．２μｍ以下が好ましい。前記表面粗さを０．２μｍ以下にすると、ワイピング時の拭き残しを低減することができる。
　このように構成したインクジェットヘッドは、記録信号に応じて駆動部５６に駆動波形（１０Ｖ～５０Ｖのパルス電圧）を印加することによって、駆動部５６に積層方向の変位が生起し、振動板６０を介して加圧液室２２が加圧されて圧力が上昇し、ノズル４１からインク滴が吐出される。
　その後、インク滴吐出の終了に伴い、加圧液室２２内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性と駆動パルスの放電過程によって加圧液室２２内に負圧が発生してインク充填行程へ移行する。このとき、インクタンクから供給されたインクは共通液室１２に流入し、共通液室１２からインク流入口６３を経て流体抵抗部２１を通り、加圧液室２２内に充填される。
　流体抵抗部２１は、吐出後の残留圧力振動の減衰に効果がある反面、表面張力による再充填（リフィル）に対して抵抗になる。流体抵抗部を適宜に選択することで、残留圧力の減衰とリフィル時間のバランスが取れ、次のインク滴吐出動作に移行するまでの時間（駆動周期）を短くできる。
　図６に記載のノズル４１は、液室内のインクをノズルから吐出させるノズル板１において、前記ノズル４１は、その径が、前記液室内のインクが流入するインク流入側から当該流入したインクを吐出させるインク吐出側へと小さくなるとともに、その断面形状が、曲線状に形成されており、滑らかな曲線状（ラウンド形状）であることにより、小滴を安定して吐出することができる。
　このようなノズルについては、例えば、特開２００３－８０７１６号公報を参照することができる。
＜インクカートリッジ＞
　本発明で用いられるインクカートリッジについて、図７及び図８を参照して説明する。図７はインクカートリッジの一例を示す図であり、図８は図７のインクカートリッジ２００のケース（外装）も含めた図である。
　図７に示すように、インクをインク注入口２４２からインク袋２４１内に充填し、排気した後、該インク注入口２４２を融着により閉じる。使用時にはゴム部材からなるインク排出口２４３に装置本体の針を刺して装置に供給する。インク袋２４１は透気性のないアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成されている。インク袋２４１は、図８に示すように、通常、プラスチック製のカートリッジケース２４４内に収容され、各種インクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いられるようになっている。
　インクカートリッジは、インクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いることができるようにする。
＜インク＞
　本発明で使用するインク（インクジェット記録用インク、水性染料インク）は、水溶性染料を含有し、有機溶剤、及び水を含有することが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
－水溶性染料－
　インクの着色剤として水溶性染料を用いると、鮮やかな色相を得ることができ、記録用メディアの光沢性を維持した画像が得られる。ここで、前記「水溶性」とは、水に染料固形分として１質量％以上溶解することを意味する。
　また、プロセスカラーであるシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのインクに耐候性が高い水溶性染料を用いることにより、画像の耐久性を高めることができる。このような高耐候性の水溶性染料としては、例えば、次の文献に記載されたものなどが挙げられる。
　・特開２００３－１９２９３０号公報
　・特開２００５－００８８６８号公報
　・特開２００７－２２４２７４号公報の段落［００１６］～［０１１８］、［０１３２］～［０２３１］
　・特開２００９－０６２５１５号公報の段落［００２５］～［０１３０］、［０１５２］～［０１８２］、［０１８９］～［０２５９］
　・特開２０１２－１９３３３２号公報の段落［０２８９］～［０３０５］
　・特許第４７８３５８１号公報の段落［００７６］～［００８７］
　・国際公開第２００６／０７５７０６号パンフレット
　・国際公開第２００９／０６０６５４号パンフレット
　また、前記水溶性染料以外に、以下の水溶性染料を各色の補色として添加することも可能である。
　・酸性染料及び食用染料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．アシッド・イエロー１７、２３、４２、４４、７９、１４２；Ｃ．Ｉ．アシッド・レッド１、８、１３、１４、１８、２６、２７、３５、３７、４２、５２、８２、８７、８９、９２、９７、１０６、１１１、１１４、１１５、１３４、１８６、２４９、２５４、２８９；Ｃ．Ｉ．アシッド・ブルー９、２９、４５、９２、２４９；Ｃ．Ｉ．アシッド・ブラック１、２、７、２４、２６、９４；Ｃ．Ｉ．フード・イエロー３、４；Ｃ．Ｉ．フード・レッド７、９、１４；Ｃ．Ｉ．フード・ブラック１、２などが挙げられる。
　・直接性染料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクト・イエロー１、１２、２４、２６、３３、４４、５０、１２０、１３２、１４２、１４４、８６；Ｃ．Ｉ．ダイレクト・レッド１、４、９、１３、１７、２０、２８、３１、３９、８０、８１、８３、８９、２２５、２２７；Ｃ．Ｉ．ダイレクト・ブルー１、２、６、１５、２２、２５、７１、７６、７９、８６、８７、９０、９８、１６３、１６５、１９９、２０２；Ｃ．Ｉ．ダイレクト・ブラック１９、２２、３２、３８、５１、５６、７１、７４、７５、７７、１５４、１６８、１７１などが挙げられる。
　・塩基性染料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ベーシック・イエロー１、２、１１、１３、１４、１５、１９、２１、２３、２４、２５、２８、２９、３２、３６、４０、４１、４５、４９、５１、５３、６３、４６５、６７、７０、７３、７７、８７、９１；Ｃ．Ｉ．ベーシック・レッド２、１２、１３、１４、１５、１８、２２、２３、２４、２７、２９、３５、３６、３８、３９、４６、４９、５１、５２、５４、５９、６８、６９、７０、７３、７８、８２、１０２、１０４、１０９、１１２；Ｃ．Ｉ．ベーシック・ブルー１、３、５、７、９、２１、２２、２６、３５、４１、４５、４７、５４、６２、６５、６６、６７、６９、７５、７７、７８、８９、９２、９３、１０５、１１７、１２０、１２２、１２４、１２９、１３７、１４１、１４７、１５５；Ｃ．Ｉ．ベーシック・ブラック２、８などが挙げられる。
　・反応性染料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．リアクティブ・ブラック３、４、７、１１、１２、１７；Ｃ．Ｉ．リアクティブ・イエロー１、５、１１、１３、１４、２０、２１、２２、２５、４０、４７、５１、５５、６５、６７；Ｃ．Ｉ．リアクティブ・レッド１、１４、１７、２５、２６、３２、３７、４４、４６、５５、６０、６６、７４、７９、９６、９７；Ｃ．Ｉ．リアクティブ・ブルー１、２、７、１４、１５、２３、３２、３５、
３８、４１、６３、８０、９５などが挙げられる。
　また、中間色相のインクに用いる水溶性染料としては、一般に市販されているイエローからオレンジ、レッドまでの水溶性染料を単独で又は混合して使用することができる。
　前記中間色相のインクに用いる水溶性染料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ　Ｏｒａｎｇｅ６、８、１０、２６、２９、３９、４１、４９、５１、６２、１０２；Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ　Ｏｒａｎｇｅ７、８、１０、３３、５６、６４；Ｃ．Ｉ．Ｆｏｏｄ　Ｙｅｌｌｏｗ３、４、５などが挙げられる。これらの中でも、色相と発色面から、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ　Ｏｒａｎｇｅ３３、Ｃ．Ｉ．Ｆｏｏｄ　Ｙｅｌｌｏｗ５が好ましい。
　前記水溶性染料の含有量（２種以上を用いる場合には合計含有量）は、インク全量に対して、１質量％以上１０質量％以下が好ましく、２質量％以上６質量％以下がより好ましい。前記含有量が前記範囲であると、着色力があり、耐光性や耐オゾン性も良好で、染料が析出することもなく、インクジェットにおける吐出安定性が良好である。更に、含有量が２質量％以上６質量％以下であると、写真での粒状感が向上するのでより好ましい。
－有機溶剤－
　前記有機溶剤としては、例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類、多価アルコールアリールエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレンなどが挙げられる。
　前記有機溶剤としては、温度２３℃、相対湿度８０％環境下での平衡水分量が３０質量％以上の多価アルコール類が好ましい。その具体例としては、１，２，３－ブタントリオール（平衡水分量：３８質量％）、１，２，４－ブタントリオール（平衡水分量：４１質量％）、グリセリン（平衡水分量：４９質量％）、ジグリセリン（平衡水分量：３８質量％）、トリエチレングリコール（平衡水分量：３９質量％）、テトラエチレングリコール（平衡水分量：３７質量％）、ジエチレングリコール（平衡水分量：４３質量％）、１，３－ブタンジオール（平衡水分量：３５質量％）などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、水分を含んだ際に低粘度化する点から、グリセリン、１，３－ブタンジオールが好ましい。
　前記有機溶剤の含有量は、インク全量に対して、３０質量％以上６０質量％以下が好ましく、３５質量％以上５５質量％以下がより好ましい。前記含有量が、３０質量％以上であれば、吐出安定性確保やインク吐出装置での廃インク固着防止に優れる。また、前記含有量が、６０質量％以下であると、染料の溶解性が良好であり、染料の析出がなく吐出性が良好であり、紙面上での乾燥性に優れ、光沢紙上の色安定が良好である。
　更に必要に応じて、２３℃、相対湿度８０％環境下の平衡水分量が３０質量％未満の有機溶剤を併用することができる。２３℃、相対湿度８０％環境下の平衡水分量が３０質量％未満の有機溶剤としては、例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類、多価アルコールアリールエーテル類、環状エーテル類、アミン類、アミド類、含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレンなどが挙げられる。
　２３℃、相対湿度８０％環境下の平衡水分量が３０質量％未満の有機溶剤の含有量は、インク全量に対して、３０質量％以下であることが好ましい。
　前記多価アルコール類としては、例えば、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、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、ポリプロピレングリコール、３－メチル－１，３－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、２－メチル－２，４－ペンタンジオール、ヘキシレングリコール、１，６－ヘキサンジオール、１，２，６－ヘキサントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、３－メチル－１，３－ヘキサンジオール、プロピルプロピレンジグリコールなどが挙げられる。
　前記多価アルコールアルキルエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノ－２－エチルヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテルなどが挙げられる。
　前記多価アルコールアリールエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテルなどが挙げられる。
　前記環状エーテル類としては、例えば、エポキシ類、オキセタン類、テトラヒドロフラン類、テトラヒドロピラン類、クラウンエーテルなどが挙げられる。
　前記アミン類としては、例えば、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、Ｎ，Ｎ－ジメチルモノエタノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、Ｎ－メチルエタノールアミン、Ｎ－フェニルエタノールアミン、３－アミノプロピルジエチルアミンなどが挙げられる。
　前記アミド化合物類としては、例えば、２－ピロリドン、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、ε－カプロラクタム、γ－ブチロラクトン、β－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロピオンアミド、β－ブトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロピオンアミドなどが挙げられる。アミド化合物は染料を可溶化する作用を持ち、インク乾燥時の結晶析出を抑制する効果がある。なお、ホルムアミド、Ｎ－メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルホルムアミドもアミド化合物として存在するが、有害性が高く使用することは好ましくない。
　前記含硫黄化合物類としては、例えば、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジグリコールなどが挙げられる。
－水－
　インクにおける水の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、１０質量％以上９０質量％以下が好ましく、２０質量％以上６０質量％以下がより好ましい。
－その他の成分－
　前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、界面活性剤、ｐＨ調整剤、防腐防黴剤、キレート試薬、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、光安定化剤、水溶性樹脂などが挙げられる。
－－界面活性剤－－
　界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、及びアニオン系界面活性剤のいずれも使用可能である。
　シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。これらの中でも、高ｐＨでも分解しないものが好ましく、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するものが、水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。また、前記シリコーン系界面活性剤として、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤を用いることもでき、例えば、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルシロキサンのＳｉ部側鎖に導入した化合物等が挙げられる。
　フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物が、起泡性が小さいので特に好ましい。前記パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルカルボン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩等が挙げられる。これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、ＮＨ４、ＮＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ、ＮＨ２（ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）２、ＮＨ（ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）３等が挙げられる。
　両性界面活性剤としては、例えば、ラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタインなどが挙げられる。
　ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。
　アニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩、などが挙げられる。
　前記界面活性剤は、１種を単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
　前記シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサンなどが挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤が水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。
　このような界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、ビックケミー株式会社、信越化学工業株式会社、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社、日本エマルジョン株式会社、共栄社化学などから入手できる。
　上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、一般式（Ｓ－１）式で表わされる、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのＳｉ部側鎖に導入したものなどが挙げられる。
［一般式（Ｓ－１）］
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 （但し、前記一般式（Ｓ－１）式中、ｍ、ｎ、ａ、及びｂは整数を表す。Ｒ及びＲ′はアルキル基、アルキレン基を表す。）
　上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、市販品を用いることができ、例えば、ＫＦ－６１８、ＫＦ－６４２、ＫＦ－６４３（信越化学工業株式会社）、ＥＭＡＬＥＸ－ＳＳ－５６０２、ＳＳ－１９０６ＥＸ（日本エマルジョン株式会社）、ＦＺ－２１０５、ＦＺ－２１１８、ＦＺ－２１５４、ＦＺ－２１６１、ＦＺ－２１６２、ＦＺ－２１６３、ＦＺ－２１６４（東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社）、ＢＹＫ－３３、ＢＹＫ－３８７（ビックケミー株式会社）、ＴＳＦ４４４０、ＴＳＦ４４５２、ＴＳＦ４４５３（東芝シリコーン株式会社）などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
　インク中の界面活性剤の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、濡れ性、吐出安定性に優れ、画像品質が向上する点から、０．００１質量％以上５質量％以下が好ましく、０．０５質量％以上５質量％以下がより好ましい。
－－防腐防黴剤－－
　防腐防黴剤としては、特に制限はなく、例えば、１，２－ベンズイソチアゾリン－３－オンなどが挙げられる。
－－防錆剤－－
　防錆剤としては、特に制限はなく、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
－－ｐＨ調整剤－－
　ｐＨ調整剤としては、ｐＨを７以上に調整することが可能であれば、特に制限はなく、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミンなどが挙げられる。
－－キレート試薬－－
　キレート試薬としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等が挙げられる。
－－酸化防止剤－－
　酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤（ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む）、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、りん系酸化防止剤などが挙げられる。
－－紫外線吸収剤－－
　紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤などが挙げられる。
－－水分散性樹脂－－
　インクには水分散性樹脂を添加してもよい。前記水分散性樹脂としては、造膜性（画像形成性）に優れ且つ高撥水性、高耐水性、高耐候性を備えたものが、高耐水性で高画像濃度（高発色性）の画像記録に有用であり、例えば、縮合系合成樹脂、付加系合成樹脂、天然高分子化合物などが挙げられる。
　前記水分散性樹脂の粒径は分散液の粘度と関係しており、組成が同じものでは粒径が小さくなるほど同一固形分での粘度が大きくなる。インク化した時に過剰な高粘度にならないためにも水分散性樹脂の体積平均粒子径は５０ｎｍ以上が望ましい。また、体積平均粒径が数十μｍになるとインクジェットヘッドのノズル口より大きくなるため使用できない。ノズル口より小さくても粒子径の大きな粒子がインク中に存在すると吐出性を悪化させるため、体積平均粒子径は５００ｎｍ以下が好ましく、１５０ｎｍ以下がより好ましい。
　前記水分散性樹脂は、着色剤を紙面に定着させる機能を有し、常温で被膜化して着色剤の定着性を向上させることが望まれている。そのため、最低造膜温度（ＭＦＴ）が常温以下であることが好ましく、２０℃以下であることがより好ましい。しかし、ガラス転移点が－４０℃以下になると、樹脂皮膜の粘稠性が強くなり、印字物にタックが生じるため、ガラス転移点が－３０℃以上であることが望ましい。
　このような水分散性樹脂を用いると、画像の定着性、耐水性、耐ガス性を向上させることができるが、記録用メディアによっては水分散性樹脂が被膜化して光沢性を変化させてしまう。また多量に添加すると、インクジェットヘッドのメニスカスの乾燥時に被膜を形成してしまう。したがって、インクへの添加量は、樹脂固形分で５質量％以下とする。
＜インクの物性＞
　インクの物性は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、粘度、静的表面張力などが以下の範囲であることが好ましい。
　インクの粘度は、２５℃で、５ｍＰａ・ｓ以上１２ｍＰａ・ｓ以下であり、６ｍＰａ・ｓ以上１０ｍＰａ・ｓ以下が好ましい。インク粘度が５ｍＰａ・ｓ以上であると、吐出時のインクの残留振動が起こりにくく、駆動波形による吐出後の振動抑制を行いやすくなる。その結果、短時間で次の吐出ができるようになり高速印字に適するようになる。一方、インク粘度を１２ｍＰａ・ｓ以下に抑えると吐出性を安定させやすくなる。インク粘度は使用環境に応じて変化するため、使用想定範囲でインク粘度が上記範囲を満たすことが好ましい。
　インクの粘度は、例えば、粘度計（ＲＥ－５５０Ｌ、東機産業株式会社製）を使用し、２５℃に調温することにより測定することができる。
　インクの静的表面張力は、２５℃で、３０ｍＮ／ｍ以上４５ｍＮ／ｍ以下が好ましい。静的表面張力がこの範囲にあれば、安定した液滴の形成が可能になる。
　インクの静的表面張力は、例えば、全自動表面張力計（ＣＢＶＰ－Ｚ、協和界面科学株式会社製）を用いて、２５℃で測定することができる。
＜インクの製造方法＞
　前記インクは、水溶性染料、有機溶剤、水、及び必要に応じてその他の成分を、水性媒体中に分散又は溶解させ、適宜攪拌混合して製造する。攪拌混合は、例えば、サンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ペイントシャイカー、超音波分散機等により行うことができ、通常の攪拌羽を用いた攪拌機、マグネチックスターラー、高速の分散機等で行うことができる。
＜記録用メディア＞
　本発明が適用可能な記録用メディアとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、普通紙、印刷用塗工紙、光沢紙、特殊紙、布、フィルム、ＯＨＰシートなどが挙げられる。これらは１種を単独で使用しても２種以上を併用してもよい。
　本発明によれば、光沢紙や、写真用塗工紙などの、光沢系メディアに用いた場合にも、粒状感のない画像を得ることができる。記録用メディアとしては、インク受容層の上に光沢層を有する記録媒体を用いることが好ましく、光沢系メディア、すなわち２０゜及び６０゜のグロス値が１０以上である記録媒体を用いることが好ましい。
　前記光沢系メディアとしては、例えば、光沢紙クリスピア（セイコーエプソン株式会社製）２０°光沢：５１．３、６０°光沢：６５．０、その他、ＰＭ写真用紙（セイコーエプソン株式会社製）、又はスーパーファイン専用光沢フィルム（セイコーエプソン株式会社製）などを挙げることができる。
　粒状感は、視覚的にドットを視認できないことに起因する結果と、記録用メディアの表面状態から受ける印象による結果の両方により認識されると考えられる。視覚的にドットを視認できない点については、ドットが小さくなること、つまり、ノズル径を制御することによる滴量や、インク、メディアに起因する滲みの発生有無の結果と考えられる。
　一方、記録用メディアの表面状態から受ける印象については、光沢系メディアを用いることにより、ドットの平滑性が得られるだけでなく、形成されるドットの形状が真円に近く、しかも径が小さく締まった形状となるため、一滴あたりのドットが視認されにくくなる。ドットあたりの画像濃度は上がるため識別性は上がるが、ドット径が小さくなるためドットは視認されにくくなり、粒状感のない画像を得ることができる。
　本発明のインクジェット記録方法の一態様として、記録メディアとして、２０゜及び６０゜のグロス値が１０以上である記録メディアを用い、次の要件（１）～（４）を満たすインクジェット記録方法が挙げられる。
　（１）インクを吐出させて画像を記録するインク吐出工程を有する。
　（２）前記インク吐出工程で用いるインクジェットヘッドのノズル径が１７μｍ以上１９μｍ以下である。
　（３）前記インクジェットヘッドのノズル板表面に撥インク層を有する。
　（４）前記インクとして、水溶性染料を含有し、２５℃における粘度が５ｍＰａ・ｓ以上１２ｍＰａ・ｓ以下の水性染料インクを用いる。
＜記録物＞
　本発明のインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法によって得られる記録物は、高画質で滲みがなく、光沢性に優れており、各種の印字乃至画像が記録された資料などとして各種用途に好適に使用することができる。
　本発明の用語における、画像形成、記録、印字、印刷等は、いずれも同義語とする。インク吐出、インク飛翔は、同義語とする。
　以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
（顔料分散液の調製例）
－シアン顔料分散液の調製－
　下記処方における界面活性剤をイオン交換水に溶解し、顔料を混合して充分に湿潤したところで、湿式分散機（ダイノーミル　ＫＤＬ　Ａ型、ＷＡＢ社製）に直径０．５ｍｍのジルコニアビーズを充填し、２,０００ｒｐｍで２時間分散を行い、シアン顔料分散液を得た。このシアン顔料分散液中の顔料の累積５０％粒子径（Ｄ５０）を測定したところ、７８ｎｍであった。なお、前記累積５０％粒子径（Ｄ５０）の測定には、粒度分布測定装置（日機装株式会社製、ナノトラックＵＰＡ－ＥＸ１５０）を用いた。
＜顔料分散液処方＞
　・フタロシアニン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、大日精化工業株式会社製）：３０．０質量部
　・ポリオキシエチレンスチレンフェニルエーテル（ノニオン系界面活性剤、第一工業製薬株式会社製、ノイゲンＥＡ－１７７、ＨＬＢ値＝１５．７）：１０．０質量部
　・イオン交換水：６０．０質量部
（インクの調製例１～１１）
　表１－１及び表１－２の調製例１～１１の各欄に示す材料を用いて、以下の手順で各インクを調製した。表中の数値は質量％である。染料及び顔料についてはインク中の固形分の割合を示しており、それ以外の材料については製品状態を示している。最下段の有機溶剤含有量の欄は、使用した有機溶剤の合計量を示している。
　また、ディスパノールＴＯＣとエマルゲンＬＳ－１０６はノニオン系界面活性剤、Ｚｏｎｙｌ　ＦＳＯ－１００はフッ素系界面活性剤であり、プロキセルＬＶは防黴剤である。
　まず、有機溶剤、界面活性剤及び水を３０分間混合攪拌した後、染料水溶液、又は顔料分散液を添加し、合計１００質量％となるように残量の水を添加して３０分間撹拌した。その後、インクのｐＨを確認しながらトリエタノールアミンを添加して攪拌しｐＨを９に調整した。次いで、平均孔径０．２μｍのセルロースアセテートメンブランフィルターを用いて加圧濾過し、粗大粒子を除去して各インクを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　前記各インクについて、以下のようにして、特性を評価した。結果を表２に示す。
＜粘度の測定＞
　Ｒ型粘度計（ＲＥ－５５０Ｌ、東機産業株式会社製）を用いて、２５℃でインクの粘度を測定した。
＜静的表面張力の測定＞
　全自動表面張力計（ＣＢＶＰ－Ｚ、協和界面科学株式会社製）を用いて、２５℃でインクの静的表面張力を測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
（実施例１～１０、及び比較例１～５）
　調製例１～１１の各インクを、図７～図８に示すインクカートリッジに充填し、図１～図２に示す構造のインクジェットプリンタ（株式会社リコー製、ＩＰＳｉＯ　Ｇ７０７）に対し、表３に示すようにノズル径を変化させて作製したインクジェットヘッドを、表３に示すように組合せてセットし、実施例１～１０及び比較例１～５の各プリンタを作製した。
　インクジェットヘッドは、縦４０ｍｍ×横２３ｍｍ、平均厚み６４０μｍのニッケル製のノズル基板に、平均厚み１μｍの撥インク層（シリコーン樹脂）が形成されている。
　前記ノズル基板には、表３に示すノズル径のノズル孔が１９２個配列したノズル孔列が２列平行に設けられている。列内のノズル孔は、隣接するノズル孔間のピッチが１５０ｄｐｉ相当の距離となるように配置されるとともに、列間ではノズル孔位置が半ピッチ（３００ｄｐｉ）ずれて配置され、２列のノズル孔列によりノズル孔は千鳥配置となっている。
　ノズル板としては、図６に示すとおり、液室内のインクをノズル４１から吐出させるノズル板におけるノズルの径が、液室内のインクが流入するインク流入側から当該流入したインクを吐出させるインク吐出側へと小さくなると共に、ノズルの断面形状が、滑らかなラウンド形状に形成されているノズル板を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　上記実施例及び比較例の各プリンタを用い、インクジェットヘッドの駆動周波数を５ｋＨｚとし、インク液滴の大きさを１ｐＬに調整して、以下のようにして、連続吐出性及び間欠吐出性を調べた。
（１）連続吐出性評価
　プリンタの主走査方向の途中でヘッドを固定し、吐出状態を観察できるようにカメラを設置した。この状態で１０分間連続吐出を実施し、ヘッドの先端から１ｍｍの距離における着弾位置のずれについて、次の基準で評価した。結果を表４に示す。
［評価基準］
　　　Ａ：初期とのずれがない
　　　Ｂ：初期とのずれが１５μｍ以下である
　　　Ｃ：初期とのずれが１５μｍよりも大きい
（２）間欠吐出性評価
　インクを吐出させずに、プリンタの主走査方向にヘッドを所定回数往復（空スキャン）させた後、前記（１）の場合と同じ状態で光沢紙クリスピア（セイコーエプソン株式会社製）（２０°光沢：５１．３、６０°光沢：６５．０）上にインク滴を印字し、正常状態からずれが生じる空スキャン回数を次の基準で評価した。結果を表４に示す。
［評価基準］
　　　Ａ：正常吐出する空スキャン回数が、３０回以上である
　　　Ｂ：正常吐出する空スキャン回数が、１０回以上３０回未満である
　　　Ｃ：正常吐出する空スキャン回数が、１０回未満である
（３）インク付着量評価
　上記実施例及び比較例の各プリンタを用い、インクジェットヘッドの駆動周波数を５ｋＨｚとし、小滴の滴量が０．５ｐｌから２．０ｐｌの間で安定吐出できるように波形をセットして、安定した大滴波形にて１２００ｄｐｉ×１２００ｄｐｉのベタ画像でスーパーファイン紙（セイコーエプソン株式会社製）上に印字し、付着したインク重量を次の基準で評価した。
結果を表４に示す。
［評価基準］
　　Ａ：インク付着量が８ｍｇ／ｍ２以上
　　Ｂ：インク付着量が６ｍｇ／ｍ２以上８ｍｇ／ｍ２未満
　　Ｃ：インク付着量が６ｍｇ／ｍ２未満
（４）粒状感評価
　上記実施例及び比較例の各プリンタを用い、インクジェットヘッドの駆動周波数を５ｋＨｚとし、小滴の滴量が０．５ｐｌから２．０ｐｌの間で安定吐出できるように波形をセットして、安定した小滴波形にて１２００ｄｐｉ×１２００ｄｐｉで記録デューティが５％のベタ画像を光沢紙クリスピア（セイコーエプソン株式会社製）上に印字し、得られた画像を眼前１０ｃｍ、室内光下、目視で確認して、次の基準で評価した。結果を表４に示す。
［評価基準］
　　Ａ：画像に粒子が見られず、ざらつきが認められず、粒状感がなかった
　　Ｂ：画像に粒子が見られず、ややざらつきが感じられた
　　Ｃ：画像に粒子が見られ、ざらつきが認められ、粒状感があった
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表４の結果から判るように、実施例１～６は特に好ましい例であり、吐出安定性が良好である。また、実施例７～１０は表面張力が３０～４５ｍＮ／ｍでないか又は有機溶剤の含有量が３０～６０質量％でない例であり、実施例１～６と比較すると若干吐出安定性が劣るが、実用可能なレベルである。
　一方、比較例１～５は、吐出安定性が実用に耐えないレベルであり、特に比較例５は、満足に吐出できず、「Ｃ」よりも更に悪かったため、表４には記載しなかった。
　本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
　＜１＞　次の要件（１）～（４）を満たすことを特徴とするインクジェット記録装置である。
　（１）インク吐出手段を有する。
　（２）前記インク吐出手段のインクジェットヘッドのノズル径が１７μｍ以上１９μｍ以下である。
　（３）前記インクジェットヘッドのノズル板表面に撥インク層を有する。
　（４）前記インクとして、水溶性染料を含有し、２５℃における粘度が５ｍＰａ・ｓ以上１２ｍＰａ・ｓ以下の水性染料インクを用いる。
　＜２＞　前記撥インク層が、シリコーン系撥水材料を有する前記＜１＞に記載のインクジェット記録装置である。
　＜３＞　前記ノズル板は、ノズルの径が液室内のインクが流入するインク流入側から当該流入したインクを吐出させるインク吐出側へと小さくなると共に、前記ノズルの断面形状が、曲線状に形成されている前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
　＜４＞　前記インクの２５℃における静的表面張力が３０ｍＮ／ｍ以上４５ｍＮ／ｍ以下である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
　＜５＞　前記インクが有機溶剤を含有し、前記インク中の前記有機溶剤の含有量が、インク全量の３０質量％以上６０質量％以下である前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
　＜６＞　前記有機溶剤が、温度２３℃、相対湿度８０％環境下での平衡水分量が３０質量％以上の多価アルコールである前記＜５＞に記載のインクジェット記録装置である。
　＜７＞　前記インクとして、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色のインクを用いる前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
　＜８＞　次の要件（１）～（４）を満たすことを特徴とするインクジェット記録方法である。
　（１）インクを吐出させて画像を記録するインク吐出工程を有する。
　（２）前記インク吐出工程で用いるインクジェットヘッドのノズル径が１７μｍ以上１９μｍ以下である。
　（３）前記インクジェットヘッドのノズル板表面に撥インク層を有する。
　（４）前記インクとして、水溶性染料を含有し、２５℃における粘度が５ｍＰａ・ｓ以上１２ｍＰａ・ｓ以下の水性染料インクを用いる。
　＜９＞　前記撥インク層が、シリコーン系撥水材料を有する前記＜８＞に記載のインクジェット記録方法である。
　＜１０＞　前記ノズル板は、ノズルの径が液室内のインクが流入するインク流入側から当該流入したインクを吐出させるインク吐出側へと小さくなると共に、前記ノズルの断面形状が、曲線状に形成されている前記＜８＞から＜９＞のいずれかに記載のインクジェット記録方法である。
　＜１１＞　前記インクの２５℃における静的表面張力が３０ｍＮ／ｍ以上４５ｍＮ／ｍ以下である前記＜８＞から＜１０＞のいずれかに記載のインクジェット記録方法である。
　＜１２＞　前記インクが有機溶剤を含有し、前記インク中の前記有機溶剤の含有量が、インク全量の３０質量％以上６０質量％以下である前記＜８＞から＜１１＞のいずれかに記載のインクジェット記録方法である。
　＜１３＞　前記有機溶剤が、温度２３℃、相対湿度８０％環境下での平衡水分量が３０質量％以上の多価アルコールである前記＜１２＞に記載のインクジェット記録方法である。
　＜１４＞　前記インクが、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色のインクで構成される前記＜８＞から＜１３＞のいずれかに記載のインクジェット記録方法である。
　前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載のインクジェット記録装置、及び前記＜８＞から＜１４＞のいずれかに記載のインクジェット記録方法によると、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。
　　　３０　　　ノズル板
　　　３１　　　撥インク層
　　　３２　　　ノズル板
　　　３３　　　インク
　　　４１　　　ノズル
　　　７１　　　撥インク層
　　１３４　　　記録ヘッド

Claims (14)

  1. 　次の要件（１）～（４）を満たすことを特徴とするインクジェット記録装置。
    　（１）インク吐出手段を有する。
    　（２）前記インク吐出手段のインクジェットヘッドのノズル径が１７μｍ以上１９μｍ以下である。
    　（３）前記インクジェットヘッドのノズル板表面に撥インク層を有する。
    　（４）前記インクとして、水溶性染料を含有し、２５℃における粘度が５ｍＰａ・ｓ以上１２ｍＰａ・ｓ以下の水性染料インクを用いる。
  2. 　前記撥インク層が、シリコーン系撥水材料を有する請求項１に記載のインクジェット記録装置。
  3. 　前記ノズル板は、ノズルの径が液室内のインクが流入するインク流入側から当該流入したインクを吐出させるインク吐出側へと小さくなると共に、前記ノズルの断面形状が、曲線状に形成されている請求項１から２のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
  4. 　前記インクの２５℃における静的表面張力が３０ｍＮ／ｍ以上４５ｍＮ／ｍ以下である請求項１から３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
  5. 　前記インクが有機溶剤を含有し、前記インク中の前記有機溶剤の含有量が、インク全量の３０質量％以上６０質量％以下である請求項１から４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
  6. 　前記有機溶剤が、温度２３℃、相対湿度８０％環境下での平衡水分量が３０質量％以上の多価アルコールである請求項５に記載のインクジェット記録装置。
  7. 　前記インクとして、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色のインクを用いる請求項１から６のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
  8. 　次の要件（１）～（４）を満たすことを特徴とするインクジェット記録方法。
    　（１）インクを吐出させて画像を記録するインク吐出工程を有する。
    　（２）前記インク吐出工程で用いるインクジェットヘッドのノズル径が１７μｍ以上１９μｍ以下である。
    　（３）前記インクジェットヘッドのノズル板表面に撥インク層を有する。
    　（４）前記インクとして、水溶性染料を含有し、２５℃における粘度が５ｍＰａ・ｓ以上１２ｍＰａ・ｓ以下の水性染料インクを用いる。
  9. 　前記撥インク層が、シリコーン系撥水材料を有する請求項８に記載のインクジェット記録方法。
  10. 　前記ノズル板は、ノズルの径が液室内のインクが流入するインク流入側から当該流入したインクを吐出させるインク吐出側へと小さくなると共に、前記ノズルの断面形状が、曲線状に形成されている請求項８から９のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
  11. 　前記インクの２５℃における静的表面張力が３０ｍＮ／ｍ以上４５ｍＮ／ｍ以下である請求項８から１０のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
  12. 　前記インクが有機溶剤を含有し、前記インク中の前記有機溶剤の含有量が、インク全量の３０質量％以上６０質量％以下である請求項８から１１のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
  13. 　前記有機溶剤が、温度２３℃、相対湿度８０％環境下での平衡水分量が３０質量％以上の多価アルコールである請求項１２に記載のインクジェット記録方法。
  14. 　前記インクが、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色のインクで構成される請求項８から１３のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
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