JP4100884B2 - Ink, ink set, ink jet recording method, ink cartridge, recording unit, and ink jet recording apparatus - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク、特にインクジェット記録に用いた場合に好適であるインク、インクセット、インクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット、インクジェット記録装置、及びインクジェット用インクの発一性の改善方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インクジェット記録画像に対しては、発色が良好で、滲みのない、銀塩写真に匹敵する程の高い画質が求められてきている。インクジェットカラー画像のより一層の高画質化を実現するために重要な技術の一つとして、被記録媒体（普通紙等）上に複数の異なる色のインクが隣接して付与されたときの、境界領域におけるインク同士の滲み（以降「ブリーディング」と称する）の制御が挙げられる。ブリーディングを制御する方法の一つとして、インクにアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物等を添加して、該インクの被記録媒体に対する浸透性を高める方法がある。即ち、被記録媒体上に付与したのち、被記録媒体に速やかに浸透させることで、ブリードを緩和させることができる。例えば特開平８−１０４８３７号公報には、カウンターイオンの少なくとも一つがアンモニウムイオンである染料とアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物等の界面活性剤を併有することによって、種々の普通紙に対して耐水性良好な印字を可能とし、長期保存後においても吐出安定性に優れるインクを提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平８−１０４８３７号公報に記載されているように、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物は、インクジェット用インクに要求される保存性や吐出安定性と、ブリードの抑制に要求される被記録媒体への浸透性とを両立させることができる極めて優れた界面活性剤であるということができる。しかし、インクジェット記録画像に対する高画質化に伴なう、インクジェットプリンタの様々な制御方法の検討過程において、印字品質を維持しつつ、より一層の信頼性の向上を達成する為には、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物等を含有しているインクが技術課題を内包していることを見出した。即ち、このインクをインクジェット記録に使用して印字している過程において、あるノズルから当該インクの滴を吐出させた後、そのノズルから一定時間インク吐出を行わず、しかもノズルの回復動作も行わなかった場合に、そのノズルから次の１滴目のインクを吐出させようとすると、インクが吐出しなかったり、或いは安定した吐出を行えず、印字が乱れてしまうといった不都合をおこす場合があることが判明した。以下、一定時間の吐出停止後の１滴目の吐出を発一と呼び、この１滴目の吐出に何らかの不都合が生じる場合、発一性が悪い、と称することとする。
【０００４】
本発明は、この様な知見に鑑み、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物を含んでいるインクが示す種々の優れた特性を維持しつつ、発一性が改善されたインクを提供することにある。
【０００５】
また、本発明は高品位なカラー画像を安定して形成することのできるインクセットを提供することを他の目的とする。
【０００６】
また、本発明は、高品位な画像を安定して形成することのできるインクジェット記録方法を提供することを他の目的とする。
【０００７】
また、本発明は、高品位なカラー画像を安定して形成することのできるインクジェット記録方法を提供することを他の目的とする。
【０００８】
また、本発明は、高品位な画像を安定して得ることのできるインクジェット記録装置、およびそれに用いることのできる記録ユニット、及びインクジェットカートリッジを提供することを更に他の目的とする。
【０００９】
また、本発明は、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物と染料とを含んでいるインクジェット用インクの優れた特性を維持しつつ、インクジェット法に用いたときの発一性の改善を図る方法を提供することを他の目的とする。更にまた、本発明は、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物と染料とを含んでいるインクジェット用インクの優れた特性を維持しつつ、インクジェット法に用いたときの発一性の改善を図ったインクジェット用インクを提供することを他の目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成することのできるインクは、染料と、シリコン系界面活性剤及びアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物と、液媒体と、を含み、
該シリコン系界面活性剤の該アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物に対する質量比が１／５０００以上１／２０未満であり、
インク中におけるシリコン系界面活性剤の含有量が０．００１〜４．５質量％であることを特徴とするインクジェット記録用のインクである。
【００１１】
また、上記の目的を達成することのできるインクジェット記録方法は、上記のインクジェット用インクをインクジェット法で吐出させる工程を有することを特徴とする。
【００１２】
また、上記の目的を達成することのできるインクカートリッジは、上記のインクを収容しているインク収容部を具備していることを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記の目的を達成することのできる記録ユニットは、上記のインクジェット用インクを収容しているインク収容部と、該インクをインクジェット法で吐出させる記録ヘッドと、を具備していることを特徴とするものである。
【００１４】
また、上記の目的を達成することのできるインクジェット記録装置は、上記のインクジェット用インクを収容しているインク収容部と、該インクをインクジェット法で吐出させる記録ヘッドと、を具備していることを特徴とするものである。
【００１５】
また、上記の目的を達成することのできるインクセットは、互いに異なるカラートーンを有する第１の染料インクと第２の染料インクとを具備しているインクセットであって、該第１の染料インク及び第２の染料インクの少なくとも一方が、上記のインクであることを特徴とする。
【００１９】
そしてかかる態様を採用することによって発一性の大幅な改善を図ることができる。また、インクジェット記録において、一定時間休止後の１滴目の吐出である発一が多少乱れても、その１滴目に続く更に次の２滴目、３滴目の吐出、すなわち発二、発三におけるそれぞれの吐出性能である発二性、発三性が良好であれば、印字画像に殆ど影響しない場合も多く、この、発二、発三の吐出を良好にすることで、更に吐出間隔が長くなり発一が乱れ始めた場合でも印字画像に大きな悪影響を与えないようにすることができる。そして本発明にかかるインクの更なる効果として、例えば低温、低湿といった過酷な環境下におけるインクジェット記録時に、例え発一が乱れた場合であっても発二性、発三性に優れ、安定して高品位のインクジェット記録画像を形成することができる。本発明にかかるインクの更なる効果として、低温、環境下で連続吐出させたときにも吐出安定性に優れ、良好なインクジェット記録を行うことができる。
【００２０】
また、インク中における、シリコン系界面活性剤のアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物に対する割合（質量基準）を、１／５０００（シリコン界面活性剤／アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物）以上１／２０未満とすることで、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物を含有しているインクが示す優れた特性を損なうことなしに、当該インクの技術課題である発一性の改善を図ることができるものである。
【００２１】
なお、特開平８−２９０６５６号公報及び特開平８−１９３１７７号公報は、浸透剤としてのアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物と、シリコン系界面活性剤と、を含んでいるインクを開示している。しかし、これらの先行技術には、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物を添加して浸透系とした染料インクの技術課題については何ら開示されておらず、また、当該技術課題が特定の量のシリコン系界面活性剤の添加によって改善されるという効果を示唆する記載もない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に詳細に説明する。
【００２３】
本発明にかかるインクは、染料、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物、及び液媒体と、を含み、該シリコン系界面活性剤の該アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物に対する質量比が１／５０００以上１／２０未満である点に一つの特徴を有している。そしてこのインクは、発一性及び発二性、発三性、更には、低温、低湿環境下で連続吐出させたときの吐出安定性に優れ、高品位なインクジェット画像を安定して形成することができる。
【００２４】
（アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物）
ここで、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物としては、例えば下記構造式（Ｉ）で示される化合物を挙げることができる。
【００２５】
【化１】

【００２６】
上記式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はアルキル基、具体的には例えば炭素数１〜４の直鎖状または分岐状のアルキル基を表わし、ｍおよびｎは夫々整数を表わし、ｍ＝０かつｎ＝０、もしくは１≦ｍ＋ｎ≦３０であって、ｍ＋ｎ＝１の場合はｍまたはｎは０である。そして上記したアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物は、被記録媒体へのインクの浸透性を大きく左右する物質である。ここでインクの被記録媒体に対する浸透性について説明する。
【００２７】
インクの浸透性を１ｍ²当たりのインク量Ｖで表すと、インク滴を吐出してからの時間ｔにおけるインク浸透量Ｖ（単位はミリリットル／ｍ²＝μｍ）は、次に示すようなブリストウ方式により表されることが知られている。
Ｖ＝Ｖｒ＋Ｋａ（ｔ−ｔｗ）^1/2
（ただし、ｔ＞ｔｗ）
インク滴がプリント媒体表面に滴下した直後は、インク滴は表面の凹凸部分（プリントの媒体の表面の粗さの部分）において吸収されるのが殆どで、プリント媒体内部へは殆ど浸透していない。その時間がｔｗ（ウエットタイム）、その間の凹凸部への吸収量がＶｒである。インク滴の滴下後の経過時間がｔｗを超えると、超えた時間（ｔ−ｔｗ）の２分の１乗に比例した分だけ浸透量Ｖが増加する。Ｋａはこの増加分の比例係数であり、浸透速度に応じた値を示す。Ｋａ値は、ブリストウ法による液体の動的浸透性試験装置Ｓ（東洋精機製作所製）を用いて測定した。本実験では、本出願人であるキヤノン株式会社のＰＢ用紙をプリント媒体（記録紙）として用いた。このＰＢ用紙は、電子写真方式を用いた複写機やＬＢＰと、インクジェットプリント記録方式を用いたプリントの双方に使える記録紙である。また、キヤノン株式会社の電子写真用紙であるＰＰＣ用紙に対しても、同様の結果を得ることができた。そしてこのＫａ値は、界面活性剤の種類、添加量などによって決まり、例えば、上記構造式（Ｉ）で示される、エチレンオキサイド−２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｏｘｉｄｅ−２，４，７，９−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ−５−ｄｅｃｙｅｎ−４，７−ｄｉｏｌ（上記構造式（Ｉ）において、ｎ＋ｍ＝１０の化合物、以下、商品名「アセチレノールＥＨ」；川研ファインケミカル社製）という非イオン性界面活性剤を添加することにより、浸透性は高くなる。また、アセチレノールＥＨが混合されていない（含有割合が０％）インクの場合は浸透性が低く、後に規定する上乗せ系インクとしての性質を持つ。また、溶剤及び添加剤の量及び種類等のインク組成にもよるが、例えばアセチレノールＥＨが１％の含有割合で混合されている場合は短時間で記録紙内部に浸透する性質を持ち、後に規定する高浸透性インクとしての性質を持つ。また、例えばアセチレノールＥＨの量を０．３５％程度としたインクは、やはり溶剤及び添加剤の量及び種類等のインク組成にもよるが、両者の中間の半浸透性インクとしての性質を持つ。
【００２８】
【表１】

【００２９】
上記の表１は、「上乗せ系インク」、「半浸透性インク」、「高浸透性インク」のそれぞれについて、Ｋａ値、アセチレノールＥＨ含有量（％）、表面張力（ｍＮ／ｍ（ｄｙｎｅ／ｃｍ））について、一例を示している。プリント媒体である記録紙に対する各インクの浸透性は、Ｋａ値が大きいものほど高くなる。つまり、表面張力が小さいものほど高くなる。
【００３０】
表１におけるＫａ値は、前述のごとくブリストウ法による液体の動的浸透性試験装置Ｓ（東洋精機製作所製）を用いて測定したものである。実験には、前述のキヤノン株式会社のＰＢ用紙を記録用紙として用いた。また、前述のキヤノン株式会社のＰＰＣ用紙に対しても、同様の結果を得ることができた。ここで、「高浸透性インク」として規定される系のインクはアセチレノール含有割合が０．７％以上であり、浸透性に関して良好な結果が得られた範囲のものである。そして本実施態様にかかる染料インクがカラー（有彩色）インクである場合には、当該インクの浸透性の基準としては、「半浸透性インク」のＫａ値、即ち１．０（ml・m^-2・msec^-1/2）以上とすることが好ましく、特には５以上（ml・m^-2・msec^-1/2）が、カラーインク間のブリードを抑制する上で好ましい。
【００３１】
（シリコン系界面活性剤）
シリコン系界面活性剤としては、例えばシロキサン結合を有するものが好適に用いられる。
【００３２】
インクジェットプリンタは様々な環境下で使用される可能性がある。特に低湿度環境においてはインクジェットプリンタの吐出ノズル内のインクの蒸発が起こりやすいが、特開平８−３０２２５６号公報にあるように、シリコン系界面活性剤等の消泡剤を含有させることにより、消泡剤の膜がインク表面を覆いインクの蒸発が抑えられ、発一性が非常に良好になることが知られている。
【００３３】
ここで吐出ノズル内のインクの蒸発、およびインクジェットプリンタが記録ヘッドの室内のインクに記録信号に対応した熱エネルギーを与え該熱エネルギーにより液滴を発生させるサーマルインクジェットプリンタである場合、熱エネルギーを与えたことによる吐出ノズル内のインクの温度上昇による、更なるインク蒸発が原因で、シリコン系界面活性剤等の消泡剤がインクに溶解していられなくなり油状成分として分離してくる。そしてこの油状成分がノズル近傍に残り、一定時間休止後の吐出の乱れの原因となってしまう。さらに、この油状成分として出てきた消泡剤がインクに再溶解しづらいもの、言い換えると、消泡剤がインクへの溶解性が悪いものであると、ノズル近傍に残った油状成分がインクに再溶解しにくく、発一性だけではなく、発二性、発三性にも悪影響を与えてしまうということも考えられ、更には、その油状成分の蓄積により、連続吐出させたときの吐出安定性にも悪影響を与えてしまうということも考えられる。また、この油状成分が、熱エネルギーを与えるヒーター上に残るこげの原因となりやすく、このこげがヒーターからインクに与える熱エネルギーに悪影響を与えるため好ましくない。
【００３４】
そこで、２５℃での水に対する溶解度が１％以上のシリコン系界面活性剤（消泡効果が無いものも含まれる）が本発明に於いては好適に用いられる。これによって、吐出ノズル内のインクの蒸発によって、シリコン系界面活性剤がインクに溶解していられなくなり油状成分として分離してくるということを防ぎ、ヨレが発生するなど吐出性が悪化するのを防ぐ。
【００３５】
また、更にインクを記録媒体に印字した直後のインクの蒸発等により記録媒体上でインクがＣＯＮＣ．状態になった時に、上記消泡剤が油状となり色ムラが発生するといったことも、該消泡剤を２５℃での水に対する溶解度が１％以上の上記シリコン系界面活性剤とすることによって防ぐことができるということも考えられる。
【００３６】
また、上記を満たすシリコン系界面活性剤であれば、消泡効果の有無にかかわらず、インクジェット記録装置において、発一性及び発二性、発三性、更には、低温、低湿環境下で連続吐出させたときの吐出安定性に優れ、インクジェットプリンタに用いた場合吐出性に優れた効果を示すことが確認されており、該シリコン系界面活性剤が消泡剤である必要はない。
【００３７】
シリコン系界面活性剤の具体例としては、例えば以下に示すものが挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。Ｌ−７２０、Ｌ−７００１、Ｌ−７００２、Ｌ−７６０４、ＦＺ−２１１３、ＦＺ−２１０５、Ｙ−７００６、ＦＺ２１２０、ＦＺ−２１６１、Ｚ−２１６２、ＦＺ−２１６３、ＦＺ−２１６４及びＦＺ−２１６６（日本ユニカー社製）インク中におけるシリコン系界面活性剤の含有量は、０．００１〜４．５質量％の範囲内とする。また、インク中における、該シリコン界面活性剤の該アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物に対する量比（質量基準）が１／５０００以上１／２０（シリコン系界面活性剤の量／アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物の量）未満という条件を満たすことが好ましい。
【００３８】
即ち、シリコン系界面活性剤の含有量が上記の条件を満たした場合、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物を含んでいるインクの好ましい効果，即ち、被記録媒体への優れた浸透性や、安定したインクの長期保存性などを損なうことなしに、当該インクの発一性の改善を図ることができる。なお、シリコン系界面活性剤のみによっても、インクの被記録媒体への浸透性を向上させることは可能であるが、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物を浸透性向上のための主剤として用いたインクの方が、インクのインクジェット吐出特性や保存安定性等の点で、明らかに好ましい結果を示す。
【００３９】
また、該シリコン系界面活性剤の量が、該アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物の量に対して、質量基準で１／５０００以上１／２０未満である様に調整したインクが、この範囲外で調整されたものより、発一性及び発二性、発三性、更には、低温、低湿環境下で連続吐出させたときの吐出安定性の向上効果が大きいことの理由は定かではないが、インクジェットプリンタヘッドのノズル近傍でのインクからの水分の蒸発が影響していると考えられる。
【００４０】
また、上記したように、インクに対してシリコン系界面活性剤が溶解しきれずに分離して、油状成分の蓄積が起こりにくいように、インク中におけるシリコン系界面活性剤は、完全に溶解された状態を維持させることが好ましく、その為には、例えば、インク全質量を基準として４．５質量％のシリコン系界面活性剤を含有させる場合、溶解度が４．５％以上のシリコン系界面活性剤を選択して使用することが好ましい。
【００４１】
本発明において使用される色材は適宜選択して用いることができるが、従来より知られている染料や顔料の多くのものが有効である。本発明において有効に使用され得る染料は、前述したようなインクとしての信頼性を満足しうるものであり、一般的には例えば、直接染料、塩基性染料、酸性染料、食用染料、建染め染料、可溶性建染め染料、分散染料、油溶性染料、媒染染料の他、ヌレン染料、ナフトール染料、反応染料、クロム染料、アゾイック染料、カチオン染料等の水溶性もしくは油溶性染料が挙げられる。これらの中で特に好ましいのは水溶性の直接染料、塩基性染料あるいは酸性染料である。インク中におけるこれらの色材の含有量は０．１〜１５質量％の範囲、さらに好ましくは０．１〜１０質量％の範囲である。
【００４２】
また、本発明が特に有効に機能するインクとして、例えば色材としてＣ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９を含むシアンインクや、下記構造式（II）で示される色材を含むマゼンタインクが挙げられる。
【００４３】
【化２】

【００４４】
上記構造式（II）中、Ｒ₁は、置換若しくは未置換のアルコキシ基、又は置換若しくは未置換のアリール基を表し、Ｒ₂及びＲ₄は、各々独立に、水素原子又は置換若しくは未置換のアルキル基を表し、Ｒ₃は、水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基、置換若しくは未置換のアルコキシ基、置換若しくは未置換のアリールオキシ基又はハロゲン原子を表す。Ｘ₁は、カルボキシル基若しくはその塩、又はスルホン酸基若しくはその塩を表す。ｎは、１又は２を表す。また、当該マゼンタインクは、当該インクによる画像の色味の改善のために、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２及びＣ．Ｉ．アシッドレッド２８９から選ばれる少なくとも一方、または下記構造式（III）で示される色材、またはＣ．Ｉ．アシッドレッド５２及びＣ．Ｉ．アシッドレッド２８９の少なくとも一方と下記構造式（III)で示される色材とを更に含むインクであってもよい。
【００４５】
【化３】

【００４６】
上記構造式（III）中、Ａｒ₁は、置換もしくは未置換のフェニル基、または置換もしくは未置換のナフチル基を表わし、Ａｒ₂は、アセチル基、ベンゾイル基、１，３，５−トリアジン誘導体、ＳＯ₂−Ｃ₆Ｈ₅基又はＳＯ₂−Ｃ₆Ｈ₄−ＣＨ₃基のいずれかを表す。Ｍはスルホン酸基の対イオンであり、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウムのいずれかを表す。
【００４７】
つまり、これらのインクにおいては、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物を添加したときの、当該インクの発一性能の不安定化が、他のインクと比較すると比較的に緩やかな条件の下でも生じ易いことを本発明者らは確認しており、これらのインクを、他のインクと組み合わせて使用する場合、プリンタのヘッド制御、例えば予備吐出の頻度などを、発一性能が相対的に低いインクを基準として設計するなどの制約が生じることがある。しかし、これらのインクにシリコン系界面活性剤を添加することで、発一性に関して、他のインクと同等の性能を付与することができるため、上記したようなインクジェットプリンタの設計上の制約を払拭することが可能となる。
【００４８】
尚、本発明にかかるインクは、上記成分の他に必要に応じて水溶性有機溶剤、界面活性剤、ｐＨ調整剤、防錆剤、防カビ剤、酸化防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤及び水溶性ポリマー等の添加剤を添加してもよい。
【００４９】
本発明に使用される上記の色材、シリコン系界面活性剤及びアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物を溶解する液媒体としては、水、若しくは水を主体とする水性媒体が好ましい。この水性媒体としては、水単独、あるいは水と水溶性有機溶剤との混合物を挙げることができる。具体的な水溶性有機溶剤の例としては、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類；アセトンなどのケトン類；テトラヒドラフラン、ジオキサン等のエーテル類；ポリエチレングリコール、ポリプロピ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（又はエチル）エーテル、ジエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類；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、スルホラン、ジメチルサルフォオキサイド、２−ピロリドン、ε−カプロラクタム等の環状アミド化合物及びスクシンイミド等のイミド化合物等が挙げられる。これらの水溶性有機溶剤は、これらから選択された１種を、あるいは必要に応じてこれらの２種以上を組み合せて用いることができる。
【００５０】
上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般にはインクの全質量に対して、１〜４０質量％が好ましく、より好ましくは３〜３０質量％の範囲である。又、インク中の水の含有量は、３０〜９５質量％の範囲で使用される。有機溶剤量並びに水の量を上記の様に調整することによって、色材等の溶解性を良好に保ち、インクの高粘度化を抑え、また、ノズルの固着も有効に抑えることができる。
【００５１】
本発明にかかるインクは、一般の水性筆記用具としても使用出来るが、熱エネルギーによるインクの発泡現象によりインクを吐出させるタイプのインクジェット記録方法に適用する場合に特に好適であり、吐出が極めて安定となり、サテライトドットの発生等が生じないという特徴がある。但し、この場合には、熱的な物性値（例えば、比熱、熱膨張係数、熱伝導率等）を調整する場合もある。
【００５２】
更に、本発明にかかるインクはインクジェット用ヘッドに対するマッチングを良好にする面から、インク自体の物性として２５℃における表面張力が３０〜６８ｍＮ／ｍ（ｄｙｎｅ／ｃｍ）、粘度が１５ｃＰ以下、好ましくは１０ｃＰ以下、より好ましくは５ｃＰ以下に調整されることが望ましい。
【００５３】
本発明のインクを用いて記録を行なうのに好適な方法及び装置としては、記録ヘッドの室内のインクに記録信号に対応した熱エネルギーを与え、該熱エネルギーにより液滴を発生させるインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置が挙げられる。
【００５４】
その装置の主要部であるヘッド構成例を図１、図２及び図３に示す。ヘッド１３はインクを通す溝１４を有するガラス、セラミック又はプラスチック板等と、感熱記録に用いられる発熱ヘッド１５（図ではヘッドが示されているが、これに限定されるものではない）とを密着して得られる。発熱ヘッド１５は酸化シリコン等で形成される保護膜１６、アルミニウム電極１７−１及び１７−２、ニクロム等で形成される発熱抵抗体層１８、蓄熱層１９、アルミナ等の放熱性の良い基板２０より成っている。インク２１は吐出オリフィス（微細孔）２２迄来ており、不図示の圧力によりメニスカス２３を形成している。
【００５５】
今、電極１７−１、１７−２に電気信号が加わると、発熱ヘッド１５のｎで示される領域が急激に発熱し、ここに接しているインク２１に気泡が発生し、その圧力でメニスカス２３が突出し、インク２１が吐出し、オリフィス２２より記録小滴２４となり、被記録材２５に向かって飛翔する。
【００５６】
図３には図１に示すヘッドを多数並べたマルチヘッドの外観図を示す。該マルチヘッドはマルチ溝２６を有するガラス板２７と、図１に説明したものと同様な発熱ヘッド２８を密着して製作される。
【００５７】
尚、図１は、インク流路に沿ったヘッド１３の断面図であり、図２は図１のＡ−Ｂ線での切断面である。図４に、かかるヘッドを組み込んだインクジェット記録装置の１例を示す。
【００５８】
図４において、６１はワイピング部材としてのブレードであり、その一端はブレード保持部材によって保持されて固定端となり、カンチレバーの形態をなす。ブレード６１は記録ヘッドによる記録領域に隣接した位置に配設される。又、本例の場合、記録ヘッドの移動経路中に突出した形態で保持される。６２はキャップであり、ブレード６１に隣接するホームポジションに配設され、記録ヘッドの移動方向と垂直な方向に移動して吐出口面と当接し、キャッピングを行う構成を具備する。更に６３はブレード６１に隣接して配設されるインク吸収体であり、ブレード６１と同様、記録ヘッドの移動経路中に突出した形態で保持される。上記ブレード６１、キャップ６２、インク吸収体６３によって吐出回復部６４が構成され、ブレード６１及びインク吸収体６３によってインク吐出口面の水分、塵埃等の除去が行われる。
【００５９】
６５は吐出エネルギー発生手段を有し、吐出口を配した吐出口面に対向する被記録材にインクを吐出して記録を行う記録ヘッドであり、６６はこの記録ヘッド６５を搭載して記録ヘッド６５の移動を行う為のキャリッジである。キャリッジ６６はガイド軸６７と摺動可能に係合し、キャリッジ６６の一部はモータ６８によって駆動されるベルト６９と接続（不図示）している。これによりキャリッジ６６はガイド軸６７に沿って移動が可能となり、記録ヘッド６５による記録領域及びその隣接した領域の移動が可能となる。
【００６０】
５１は被記録材を挿入する為の給紙部であり、５２は不図示のモータにより駆動される紙送りローラである。これらの構成によって記録ヘッドの吐出口面と対向する位置へ被記録材が給紙され、記録が進行するにつれて排紙ローラ５３を配した排紙部へ排紙される。
【００６１】
上記の構成において、記録ヘッド６５が記録終了等でホームポジションに戻る際、ヘッド回復部６４のキャップ６２は記録ヘッド６５の移動経路から退避しているが、ブレード６１は移動経路中に突出している。この結果、記録ヘッド６５の吐出口面がワイピングされる。尚、キャップ６２が記録ヘッド６５の吐出面に当接してキャッピングを行う場合、キャップ６２は記録ヘッドの移動経路中に突出する様に移動する。
【００６２】
記録ヘッド６５がホームポジションから記録開始位置へ移動する場合、キャップ６２及びブレード６１は、上記したワイピング時の位置と同一の位置にある。この結果、この移動においても、記録ヘッド６５の吐出口面はワイピングされる。
【００６３】
上記の記録ヘッドのホームポジションへの移動は、記録終了時や吐出回復時ばかりでなく、記録ヘッドが記録の為に記録領域を移動する間に所定の間隔で記録領域に隣接したホームポジションへ移動し、この移動に伴って上記ワイピングが行われる。
【００６４】
図５は、ヘッドにインク供給部材、例えば、チューブを介して供給されるインクを収容したインクカートリッジの一例を示す図である。ここで４０は供給用インクを収容したインク収容部、例えば、インク袋であり、その先端にはゴム製の栓４２が設けられている。この栓４２に針（不図示）を挿入することにより、インク袋４０中のインクをヘッドに供給可能ならしめる。４４は廃インクを受容する吸収体である。インク収容部としては、インクとの接液面がポリプロピレン、ポリウレタン、セルロースやポリビニルアルコールなどで形成されているのが本発明にとって好ましい。
【００６５】
本発明で使用されるインクジェット記録装置としては、上記の如きヘッドとインクカートリッジとが別体となったものに限らず、図６に示す如きそれらが一体となったものにも好適に用いられる。
【００６６】
図６において、７０は記録ユニットであって、この中にはインクを収容したインク収容部、例えば、インク吸収体が収納されており、かかるインク吸収体中のインクが複数のオリフィスを有するヘッド部７１からインク滴として吐出される構成になっている。インク吸収体の材料としては、ポリウレタンやポリプロピレン等を用いることが好ましい。
【００６７】
７２は、記録ユニット内部を大気に連通させる為の大気連通口である。この記録ユニット７０は、図４で示す記録ヘッドに代えて用いられるものであって、キャリッジ６６に対し着脱自在になっている。
【００６８】
次に本発明に好適に使用できる記録装置および記録ヘッドの他の具体例を説明する。図７は、本発明に係る吐出時に気泡を大気と連通する吐出方式の液体吐出ヘッドとしての液体吐出ヘッドおよびこのヘッドを用いる液体吐出装置としてのインクジェットプリンタの一例の要部を示す概略斜視図である。図７においては、インクジェットプリンタは、ケーシング１００８内に長手方向に沿って設けられる記録媒体としての用紙１０２８を図７に示す矢印Ｐで示す方向に間欠的に搬送する搬送装置１０３０と、搬送装置１０３０による用紙１０２８の搬送方向Ｐに略直交する方向Ｓに略平行に往復運動せしめられる記録部１０１０と、記録部１０１０を往復運動させる駆動手段としての移動駆動部１００６とを含んで構成されている。
【００６９】
搬送装置１０３０は、互いに略平行に対向配置される一対のローラユニット１０２２ａおよび１０２２ｂと、一対のローラユニット１０２４ａおよび１０２４ｂと、これらの各ローラユニットを駆動させる駆動部１０２０とを備えている。これにより、駆動部１０２０が作動状態とされるとき、用紙１０２８が図７に示す矢印Ｐ方向にそれぞれのローラユニット１０２２ａおよび１０２２ｂと、ローラユニット１０２４ａおよび１０２４ｂにより狭持されて間欠送りで搬送されることとなる。
【００７０】
移動駆動部１００６は、所定の間隔をもって対向配置される回転軸に配されるプーリ１０２６ａおよび１０２６ｂに巻きかけられるベルト１０１６と、ローラユニット１０２２ａおよび１０２２ｂに略平行に配置され記録部１０１０のキャリッジ部材１０１０ａに連結されるベルト１０１６を順方向および逆方向に駆動させるモータ１０１８とを含んで構成されている。
【００７１】
モータ１０１８が作動状態とされてベルト１０１６が図７の矢印Ｒ方向に回転したとき、記録部１０１０のキャリッジ部材１０１０ａは図７の矢印Ｓ方向に所定の移動量だけ移動される。また、モータ１０１８が作動状態とされてベルト１０１６が図７の矢印Ｒ方向とは逆方向に回転したとき、記録部１０１０のキャリッジ部材１０１０ａは図７の矢印Ｓ方向とは反対の方向に所定の移動量だけ移動されることとなる。さらに、移動駆動部１００６の一端部には、キャリッジ部材１０１０ａのホームポジションとなる位置に、記録部１０１０の吐出回復処理を行うための回復ユニット１０２６が記録部１０１０のインク吐出口配列に対向して設けられている。
【００７２】
記録部１０１０は、インクジェットカートリッジ（以下、単にカートリッジと記述する場合がある）１０１２Ｙ，１０１２Ｍ，１０１２Ｃおよび１０１２Ｂが各色、例えばイエロー，マゼンタ，シアンおよびブラックごとにそれぞれ、キャリッジ部材１０１０ａに対して着脱自在に備えられる。
【００７３】
図８は上述のインクジェット記録装置に搭載可能なインクジェットカートリッジの一例を示す。本例におけるカートリッジ１０１２は、シリアルタイプのものであり、インクジェット記録ヘッド１００と、インクなどの液体を収容する液体タンク１００１とで主要部が構成されている。インクジェット記録ヘッド１００は液体を吐出するための多数の吐出口８３２が形成されており、インクなどの液体は、液体タンク１００１から図示しない液体供給通路を介して液体吐出ヘッド１００の共通液室（図９参照）へと導かれるようになっている。カートリッジ１０１２は、インクジェット記録ヘッド１００と液体タンク１００１とを一体的に形成し、必要に応じて液体タンク１００１内に液体を補給できるようにしたものであるが、この液体吐出ヘッド１００に対し、液体タンク１００１を交換可能に連結した構造を採用するようにしてもよい。
【００７４】
このような構成のインクジェットプリンタに搭載され得る上述の液体吐出ヘッドの具体例を以下にさらに詳しく説明する。図９は本発明の基本的な形態を示す液体吐出ヘッドの要部を模式的に示す概略斜視図であり、図１０〜図１３は図９に示した液体吐出ヘッドの吐出口形状を示す正面図である。なお、電気熱変換素子を駆動するための電気的な配線などは省略している。
【００７５】
本例の液体吐出ヘッドにおいては、例えば図９に示されるような、ガラス，セラミックス，プラスチックあるいは金属などからなる基板９３４が用いられる。このような基板の材質は、本発明の本質ではなく、流路構成部材の一部として機能し、インク吐出エネルギー発生素子、および後述する液流路，吐出口を形成する材料層の支持体として、機能し得るものであれば、特に限定されるものではない。そこで、本例では、Ｓｉ基板（ウエハ）を用いた場合で説明する。吐出口は、レーザー光による形成方法の他、例えば後述するオリフィスプレート（吐出口プレート）９３５を感光性樹脂として、ＭＰＡ（Ｍｉｒｒｏｒ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ａｌｉｎｅｒ）などの露光装置により形成することもできる。
【００７６】
図９において９３４は電気熱変換素子（以下、ヒータと記述する場合がある）９３１および共通液室部としての長溝状の貫通口からなるインク供給口９３３を備える基板であり、インク供給口９３３の長手方向の両側に熱エネルギ発生手段であるヒータ９３１がそれぞれ１列ずつ千鳥状に電気熱変換素子の間隔が、例えば３００ｄｐｉで配列されている。この基板９３４上にはインク流路を形成するためのインク流路壁９３６が設けられている。このインク流路壁９３６には、さらに吐出口８３２を備える吐出口プレート９３５が設けられている。
【００７７】
ここで、図９においてはインク流路壁９３６と吐出口プレート９３５とは、別部材として示されているが、このインク流路壁９３６を例えばスピンコートなどの手法によって基板９３４上に形成することによりインク流路壁９３６と吐出口プレート９３５とを同一部材として同時に形成することも可能である。本例では、さらに、吐出口面（上面）９３５ａ側は撥水処理が施されている。
【００７８】
本例では、図７の矢印Ｓ方向に走査しながら記録を行うシリアルタイプのヘッドを用い、例えば、１２００ｄｐｉで記録を行う。駆動周波数は１０ｋＨｚであり、一つの吐出口では最短時間間隔１００μｓごとに吐出を行うことになる。
【００７９】
また、ヘッドの実例寸法の一例としては、例えば、図１０に示すように、隣接するノズルを流体的に隔離する隔壁９３６ａは、幅ｗ＝１４μｍである。図１３に示すように、インク流路壁９３６により形成される発泡室１３３７は、Ｎ₁（発泡室の幅寸法）＝３３μｍ、Ｎ₂（発泡室の長さ寸法）＝３５μｍである。ヒータ９３１のサイズは３０μｍ×３０μｍでヒータ抵抗値は５３Ωであり、駆動電圧は１０．３Ｖである。また、インク流路壁９３６および隔壁９３６ａの高さは１２μｍで、吐出口プレート厚は１１μｍのものが使用できる。
【００８０】
吐出口８３２を含む吐出口プレートに設けられた吐出口部９４０の断面のうち、インクの吐出方向（オリフィスプレート９３５の厚み方向）に交差する方向で切断してみた断面の形状は概略星形となっており、鈍角の角を有する６つの起部８３２ａと、これら起部８３２ａの間に交互に配されかつ鋭角の角を有する６つの伏部８３２ｂとから概略構成されている。すなわち、吐出口の中心Ｏから局所的に離れた領域としての伏部８３２ｂをその頂部、この領域に隣接する吐出口の中心Ｏから局所的に近い領域としての起部８３２ａをその基部として、図９に示すオリフィスプレートの厚み方向（液体の吐出方向）に６つの溝１１４１が形成されている。
【００８１】
本例においては、吐出口部９４０は、例えばその厚み方向に交差する方向で切断した断面が一辺２７μｍの二つの正三角形を６０度回転させた状態で組み合わせた形状となっており、図１１に示すＴ₁は８μｍである。起部８３２ａの角度はすべて１２０度であり、伏部８３２ｂの角度はすべて６０度である。従って、吐出口の中心Ｏと、互いに隣接する溝の中心部（溝の頂部と、この頂部に隣接する２つの基部とを結んでできる図形の中心（重心））を結んで形成される多角形の重心Ｇとが一致するようになっている。本例の吐出口８３２の開口面積は４００μｍ²であり、溝部の開口面積（溝の頂部と、この頂部に隣接する２つの基部とを結んでできる図形の面積）は１つあたり約３３μｍ²となっている。図１２は図１１に示した吐出口の部分のインク付着状態を示す模式図である。同図中、「Ｃ」は、インク付着部を示している。
【００８２】
次に、上述の構成のインクジェット記録ヘッドによる液体の吐出動作について図１４〜図２１を用いて説明する。
【００８３】
図１４〜図２１は、図９〜図１３に記載の液体吐出ヘッドの液体吐出動作を説明するための断面図であり、図１３に示す発泡室１３３７のＸ−Ｘ断面図である。この断面において吐出口部９４０のオリフィスプレート厚み方向の端部は、溝１１４１の頂部１１４１ａとなっている。図１４はヒータ上に膜状の気泡が生成した状態を示し、図１５は図１４の約１μｓ後、図１６は図１４の約２μｓ後、図１７は図１４の約３μｓ後、図１８は図１４の約４μｓ後、図１９は図１４の約５μｓ後、図２０は図１４の約６μｓ後、図２１は図１４の約７μｓ後の状態をそれぞれ示している。なお、以下の説明において、「落下」または「落とし込み」，「落ち込み」とは、いわゆる重力方向への落下という意味ではなく、ヘッドの取り付け方向によらず、電気熱変換素子の方向への移動をいう。
【００８４】
まず、図１４に示すように、記録信号などに基づいたヒータ９３１への通電に伴いヒータ９３１上の液流路１３３８内に気泡１０１が生成されると、約２μｓ間に図１５および図１６に示すように急激に体積膨張して成長する。気泡１０１の最大体積時における高さは吐出口面９３５ａを上回るが、このとき、気泡の圧力は大気圧の数分の１から１０数分の１にまで減少している。次に、気泡１０１の生成から約２μｓ後の時点で気泡１０１は上述のように最大体積から体積減少に転じるが、これとほぼ同時にメニスカス１０２の形成も始まる。このメニスカス１０２も図１７に示すようにヒータ９３１側への方向に後退、すなわち落下してゆく。ここで、本例においては、吐出口部に複数の溝１１４１を分散させて有していることにより、メニスカス１０２が後退する際に、溝１１４１の部分ではメニスカス後退方向Ｆ_Mとは反対方向Ｆ_Cに毛管力が作用する。その結果、仮に何らかの原因により気泡１０１の状態に多少のバラツキが認められたとしても、メニスカスの後退時のメニスカスおよび主液滴（以下、液体またはインクと記述する場合がある）Ｉ_aの形状が、吐出口中心に対して略対称形状となるように補正される。
【００８５】
そして、本例では、このメニスカス１０２の落下速度が気泡１０１の収縮速度よりも速いために、図１８に示すように気泡の生成から約４μｓ後の時点で気泡１０１が吐出口８３２の下面近傍で大気に連通する。このとき、吐出口８３２の中心軸近傍の液体（インク）はヒータ９３１に向かって落ち込んでゆく。これは、大気に連通する前の気泡１０１の負圧によってヒータ９３１側に引き戻された液体（インク）Ｉ_aが、気泡１０１の大気連通後も慣性でヒータ９３１面方向の速度を保持しているからである。ヒータ９３１側に向かって落ち込んでいった液体（インク）は、図１９に示すように気泡１０１の生成から約５μｓ後の時点でヒータ９３１の表面に到達し、図２０に示すようにヒータ９３１の表面を覆うように拡がってゆく。このようにヒータ９３１の表面を覆うように拡がった液体はヒータ９３１の表面に沿った水平方向のベクトルを有するが、ヒータ９３１の表面に交差する、例えば垂直方向のベクトルは消滅し、ヒータ９３１の表面上に留まろうとし、それよりも上側の液体、すなわち吐出方向の速度ベクトルを保つ液体を下方向に引っ張ることになる。その後、ヒータ９３１の表面に拡がった液体と上側の液体（主液滴）との間の液体Ｉ_bが細くなってゆき、気泡１０１の生成から約７μｓ後の時点で図２１に示すようにヒータ１の表面の中央で液体Ｉ_bが切断され、吐出方向の速度ベクトルを保つ主液滴Ｉ_aとヒータ９３１の表面上に拡がった液体Ｉ_cとに分離される。このように分離の位置は液流路１３３８内部、より好ましくは吐出口８３２よりも電気熱変換素子９３１側が望ましい。主液滴Ｉ_aは吐出方向に偏りがなく、吐出ヨレすることなく、吐出口８３２の中央部分から吐出され、記録媒体の被記録面の所定位置に着弾される。また、ヒータ９３１の表面上に拡がった液体Ｉ_cは、従来であれば主液滴の後続としてサテライト滴となって飛翔するものであるが、ヒータ９３１の表面上に留まり、吐出されない。このようにサテライト滴の吐出を抑制することができるため、サテライト滴の吐出により発生し易いスプラッシュを防止することができ、霧状に浮遊するミストにより記録媒体の被記録面が汚れるのを確実に防止することができる。なお図１８〜２１において、Ｉ_dは溝部に付着したインク（溝内のインク）を、また、Ｉ_eは液流路内に残存しているインクを表している。
【００８６】
このように、本例の液体吐出ヘッドでは、気泡が最大体積に成長した後の体積減少段階で液体を吐出する際に、吐出口の中心に対して分散した複数の溝により、吐出時の主液滴の方向を安定化させることができる。その結果、吐出方向のヨレのない、着弾精度の高い液体吐出ヘッドを提供することができる。また、高い駆動周波数での発泡ばらつきに対しても吐出を安定して行うことができることによる、高速高精細印字を実現することができる。
【００８７】
特に、気泡の体積減少段階でこの気泡を始めて大気と連通させることで液体を吐出することにより、気泡を大気に連通させて液滴を吐出する際に発生するミストを防止できるので、所謂、突然不吐の要因となる、吐出口面に液滴が付着する状態を抑制することもできる。
【００８８】
また、本発明に好適に使用できる、吐出時に気泡を大気と連通する吐出方式の記録ヘッドの他の実施態様として、例えば日本特許登録第２７８３６４７号に記載のように、いわゆるエッジシュータータイプが挙げられる。
【００８９】
本発明のインクを用いて記録を行なうのに好適な方法及び装置としては、記録ヘッドの室内のインクに記録信号に対応した熱エネルギーを与え、該熱エネルギーにより液滴を発生させるインクジェット記録方法以外に、力学的エネルギーを利用するインクジェット記録にも用いることができる。
【００９０】
本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成し、記録を行うインク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。
【００９１】
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。この方式はいわゆるオンデマンド型、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一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ーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に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、少なくとも一つの滴を形成する。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なわれるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。
【００９２】
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、同第４３４５２６２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、更に優れた記録を行なうことができる。
【００９３】
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、電気熱変換体の組み合わせ構成（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。
【００９４】
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５９−１２３６７０号公報や熱エネルギー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５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても本発明は有効である。
【００９５】
さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の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としては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わ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成のいずれでもよいが、本発明は、上述した効果を一層有効に発揮することができる。
【００９６】
加えて、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記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが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。
【００９７】
また、本発明の記録装置の構成として設けられる、記録ヘッドに対しての回復手段、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、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるい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う予備吐出モードを行うことも安定した記録を行うために有効である。
【００９８】
さらに、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。
【００９９】
以上説明した本発明の実施例においては、インクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化するもの、もしくは液体であるもの、あるいは上述のインクジェット方式ではインク自体を温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであれば良い。
【０１００】
加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用せしめることで防止するか、またはインクの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクとして吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初めて液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能である。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても良い。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【０１０１】
さらに加えて、本発明に係る記録装置の形態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けられるものの他、リーダと組み合せた複写装置、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。
【０１０２】
次に、上述した液体吐出ヘッドを搭載する液体吐出装置の概略について説明する。図２２は、本発明の液体吐出ヘッドを装着して適用することのできる液体吐出装置の一例であるインクジェット記録装置６００の概略斜視図である。
【０１０３】
図２２において、インクジェットヘッドカートリッジ６０１は、上述した液体吐出ヘッドとこの液体吐出ヘッドに供給するインクを保持するインクタンクとが一体となったものである。このインクジェットヘッドカートリッジ６０１は、駆動モータ６０２の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア６０３，６０４を介して回転するリードスクリュ６０５の螺旋溝６０６に対して係合するキャリッジ６０７上に搭載されており、駆動モータ６０２の動力によってキャリッジ６０７とともにガイド６０８に沿って矢印ａ，ｂ方向に往復移動される。被記録材Ｐ’は、図示しない被記録材搬送手段によってプラテンローラ６０９上を搬送され、紙押え板６１０によりキャリッジ６０７の移動方向にわたってプラテンローラ６０９に対して押圧される。
【０１０４】
リードスクリュ６０５の一端の近傍には、フォトカプラ６１１，６１２が配設されている。これらはキャリッジ６０７のレバー６０７ａのこの域での存在を確認して駆動モータ６０２の回転方向切り換え等を行うためのホームポジション検知手段である。
【０１０５】
支持部材６１３は、上述のインクジェットヘッドカートリッジ６０１の吐出口のある前面（吐出口面）を覆うキャップ部材６１４を支持するものである。また、インク吸引手段６１５は、キャップ部材６１４の内部にインクジェットヘッドカートリッジ６０１から空吐出等されて溜まったインクを吸引するものである。このインク吸引手段６１５によりキャップ内開口部（不図示）を介してインクジェットヘッドカートリッジ６０１の吸引回復が行われる。インクジェットヘッドカートリッジ６０１の吐出口面を払拭するためのクリーニングブレード６１７は、移動部材６１８により前後方向（上記キャリッジ６０７の移動方向に直交する方向）に移動可能に設けられている。これらクリーニングブレード６１７及び移動部材６１８は、本体支持体６１９に支持されている。クリーニングブレード６１７は、この形態に限らず、他の周知のクリーニングブレードであってもよい。
【０１０６】
液体吐出ヘッドの吸引回復操作にあたって、吸引を開始させるためのレバー６２０は、キャリッジ６０７と係合するカム６２１の移動に伴って移動し、駆動モータ６０２からの駆動力がクラッチ切り換え等の公知の伝達手段で移動制御される。インクジェットヘッドカートリッジ６０１の液体吐出ヘッドに設けられた発熱体に信号を付与したり、前述した各機構の駆動制御を司ったりするインクジェット記録制御部は装置本体側に設けられており、ここには図示しない。
【０１０７】
上述の構成を有するインクジェット記録装置６００は、図示しない被記録材搬送手段によりプラテンローラ６０９上を搬送される被記録材Ｐに対し、インクジェットヘッドカートリッジ６０１は被記録材Ｐ’の全幅にわたって往復移動しながら記録を行う。
【０１０８】
【実施例】
次に実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。尚、文中、「部」及び「％」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。
（実施例１）
下記に示す各成分を混合し、十分攪拌して溶解後、ポアサイズが０．４５μｍのフロロポアフィルター（商品名：住友電工（株）製）を用いて加圧濾過し、実施例１のシアンインクを調整した。
（実施例１のシアンインクの組成）
Ｌ−７２０：０．０１部
（日本ユニカー製： ２５℃での水に対する溶解度２０％以上、消泡効果有り）
アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物：１部
（商品名：アセチレノールＥＨ；川研ファインケミカル（株）社製）
グリセリン：８部
エチレングリコール：７部
尿素：５部
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９：５部
水：７３．９９部
（実施例２）
実施例１の組成からＬ−７２０を除き、ＦＺ−２１６２（日本ユニカー製：２５℃での水に対する溶解度２０％以上、消泡効果無し）におきかえて実施例２のインクを調整した。
【０１０９】
（実施例３）
実施例１の組成からＬ−７２０を除き、ＦＺ−２１２３（日本ユニカー製： ２５℃での水に対する溶解度１％未満、消泡効果有り）におきかえて実施例３のインクを調整した。
【０１１０】
（実施例４）
実施例１の組成からＬ−７２０を除き、Ｌ−７７（日本ユニカー製：２５℃での水に対する溶解度１％未満、消泡効果無し）におきかえて実施例４のインクを調整した。
【０１１１】
（比較例１）
実施例４の組成のＬ−７７の添加量を１部として、水の量をその分調整し、合計で１００部とし比較例１のインクを調整した。
【０１１２】
（比較例２）
実施例１の組成からＬ−７２０及びアセチレングリコールエチレンオキサイド付加物を除き、純水におきかえて比較例２のインクを調整した。
【０１１３】
以下表１に上記各実施例及び比較例で得られたインクの特徴を示す。
【０１１４】
【表２】

【０１１５】
（評価方法及び評価結果）
（１）発一性の評価
温度１５℃／湿度１０ＲＨ％の恒温恒湿槽にインクジェットプリンタ（商品名：ＢＪＦ−６００（キヤノン（株）社製）の改造機）を１時間以上放置し、その後あるノズルからインク滴を吐出させ、２０秒間そのノズルを使用せず、次にそのノズルからインク滴を１発吐出させた時の吐出安定性の程度を目視にて評価した。
【０１１６】
その結果、実施例１〜４のインクの発一性は、シリコン系界面活性剤を含まない比較例２のインクよりも明らかに向上した。
【０１１７】
（２）発二性及び発三性の評価
温度１５℃／湿度１０ＲＨ％の恒温恒湿槽にインクジェットプリンタを１時間以上放置し、その後あるノズルからインク滴を吐出させ、４０秒間そのノズルを使用せず、次にそのノズルからインク滴を１５発吐出させた時の二発目と三発目の吐出安定性の程度を目視にて評価した。
【０１１８】
その結果、該シリコン系界面活性剤の量を、該アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物の１／１００に調整した実施例１、実施例２、実施例３及び実施例４のインクは、比較例１のインク並びに比較例２のインクよりも良好であった。
【０１１９】
（３）低温、低湿環境下で連続吐出させたときの吐出安定性の評価
温度１５℃／湿度１０ＲＨ％の恒温恒湿槽にインクジェットプリンタを１時間以上放置し、その後全てのノズルからインク滴を連続させて吐出させベタ画像を書かせ、そのベタ部のかすれから吐出安定性を目視にて評価した。
【０１２０】
その結果、該シリコン系界面活性剤が、比較例１及び比較例２のインクは明らかにかすれており、吐出安定性が悪かったのに対し、実施例１、実施例２、実施例３及び実施例４のインクは、何の問題もなくベタ画像を印字できた。
【０１２１】
（実施例５）
下記に示すシアンインク、マゼンタインク及びイエローインクからなるインクセットを用意した。そして、これらのインクを、カラーインクジェットプリンタ（商品名：ＢＪＦ−６００（キヤノン（株）社製）の改造機）の各インクタンクに充填し、当該プリンタに装着して下記の発一性能の評価を行った。
・シアンインク
実施例１のシアンインク。
・マゼンタインク
実施例１で用いたシアンインクの染料であるＣ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９を、下記構造式で示される染料に代えた以外は、実施例１のシアンインクと同様に調製。
【０１２２】
【化４】

【０１２３】
・イエローインク
実施例１のシアンインクの染料であるＣ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９を、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー８６に代え、またＬ−７２０を除き、純水に置き換えた以外は、実施例１のシアンインクと同様に調製。
【０１２４】
【表３】

【０１２５】
（比較例３）
下記に示すシアンインク、マゼンタインクおよびイエローインクからなるインクセットを用意した。そして、これらのインクを、フルカラーインクジェットプリンタの各インクタンクに充填し、以下に記載の発一性能の評価を行った。
・シアンインク
実施例５のシアンインクのＬ−７２０を除き、純水におきかえたシアンインク。
・マゼンタインク
実施例５のマゼンタインクのＬ−７２０を除き、純水におきかえたマゼンタインク。
・イエローインク
実施例５のイエローインク。
【０１２６】
【表４】

【０１２７】
（４）発一性からみた実施例５ならびに比較例３のインクセットのインクジェット適性の評価
実施例５のインクセット及び比較例３のインクセットについて、発一性の評価を前記（１）と同じ条件で試験を行ったところ、実施例５のインクセットは夫々のインクの発一性能がほぼ同等であり、インクジェット用のインクセットとして用いたときにシーケンスを高いレベルで設定できた。長時間これに対して、比較例３のインクセットは、イエローインクに関しては、シリコン系界面活性剤を添加しなくてもその発一性の低下は殆ど観察されなかったが、シアンインクとマゼンタインクについては発一性能の低下が認められた。即ち、比較例３のインクセットを構成する３色のインク中で，発一性能にバラツキが生じた。従って、比較例３のインクセットをインクジェットプリンタに搭載した場合には、発一性能の低いシアンインクとマゼンタインクとに合わせた、高いレベルとは言いがたいシーケンスでしか使用できず、インクジェット適正において明らかに実施例５のインクセットは比較例３のインクセットよりも優れているという結果になった。なお、ここで高いレベルのシーケンスとは、具体的には例えば、ノズルの回復動作の頻度を少なくする等を挙げることができる。
【０１２８】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明のインクによれば、発一性及び発二性、発三性、更には、低温、低湿環境下で連続吐出させたときの吐出安定性に優れ、インクジェット記録システムに用いても何らの問題のない信頼性の高い記録を行なうことができるインクが得られる。
【０１２９】
また、上記のインクを用いてインクジェット記録を行った時、発一性及び発二性、発三性、更には、低温、低湿環境下で連続吐出させたときの吐出安定性に優れた高品位な画像を得ることができる。
【０１３０】
また、本発明によれば、カラーインクジェットプリンタに搭載される複数のカラーインク間での発一性能を均一化することができる為、インクジェット記録のシーケンスをより高いレベルに設定することができる。その結果としては、高品位なカラー画像を高速で形成することが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット記録装置のヘッドの一実施態様を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ｂ線断面図である。
【図３】マルチヘッドの概略説明図である。
【図４】インクジェット記録装置の一実施態様を示す概略斜視図である。
【図５】インクカートリッジの一実施態様を示す縦断面図である。
【図６】記録ユニットの一例を示す斜視図である。
【図７】液体吐出ヘッドを搭載可能なインクジェットプリンタの一例の要部を示す概略斜視図である。
【図８】液体吐出ヘッドを備えたインクジェットカートリッジの一例を示す概略斜視図である。
【図９】液体吐出ヘッドの一例の要部を模式的に示す概略斜視図である。
【図１０】液体吐出ヘッドの一例の一部を抽出した概念図である。
【図１１】図１０に示した吐出口の部分の拡大図である。
【図１２】図１１に示した吐出口の部分のインク付着状態を示す模式図である。
【図１３】図１０における主要部の模式図である。
【図１４】図１３中のＸ−Ｘ矢視断面形状に対応し、図１５〜図２１と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図１５】図１３中のＸ−Ｘ矢視断面形状に対応し、図１４および図１６〜図２１と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図１６】図１３中のＸ−Ｘ矢視断面形状に対応し、図１４，図１５および図１７〜図２１と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図１７】図１３中のＸ−Ｘ矢視断面形状に対応し、図１４〜図１６および図１８〜図２１と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図１８】図１３中のＸ−Ｘ矢視断面形状に対応し、図１４〜図１７および図１９〜図２１と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図１９】図１３中のＸ−Ｘ矢視断面形状に対応し、図１４〜図１８，図２０および図２１と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図２０】図１３中のＸ−Ｘ矢視断面形状に対応し、図１４〜図１９および図２１と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図２１】図１３中のＸ−Ｘ矢視断面形状に対応し、図１４〜図２０と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図２２】本発明が適用し得るインクジェット記録装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１３ ヘッド
１４ インク溝
１５ 発熱ヘッド
１６ 保護膜
１７−１、１７−２ 電極
１８ 発熱抵抗体層
１９ 蓄熱層
２０ 基板
２１ インク
２２ 吐出オリフィス（微細孔）
２３ メニスカス
２４ インク小滴
２５ 被記録材
２６ マルチ溝
２７ ガラス板
２８ 発熱ヘッド
４０ インク袋
４２ 栓
４４ インク吸収体
４５ インクカートリッジ
５１ 給紙部
５２ 紙送りローラー
５３ 排紙ローラー
６１ ブレード
６２ キャップ
６３ インク吸収体
６４ 吐出回復部
６５ 記録ヘッド
６６ キャリッジ
６７ ガイド軸
６８ モーター
６９ ベルト
７０ 記録ユニット
７１ ヘッド部
７２ 大気連通口
８３２ 吐出口
８３２ａ 起部
８３２ｂ 伏部
９３１ 電気熱変換素子（ヒータ，インク吐出エネルギ発生素子）
９３３ インク供給口（開口部）
９３４ 基板
９３５ オリフィスプレート（吐出口プレート）
９３５ａ 吐出口面
９３６ インク流路壁
９３６ａ 隔壁
９４０ 吐出口部
１３３７ 発泡室
１３３８ 液流路
１１４１ 溝
１１４１ａ 頂部
１００ インクジェット記録ヘッド
１０１ 気泡
１０２ メニスカス
１００１ 液体タンク
１００６ 移動駆動部
１００８ ケーシング
１０１０ 記録部
１０１０ａ キャリッジ部材
１０１２ カートリッジ
１０１２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ インクジェットカートリッジ
１０１６ ベルト
１０１８ モータ
１０２０ 駆動部
１０２２ａ，１０２２ｂ ローラユニット
１０２４ａ，１０２４ｂ ローラユニット
１０２６ 回復ユニット
１０２６ａ，１０２６ｂ プーリ
１０２８ 用紙
１０３０ 搬送装置
Ｃ 濡れインク
Ｆ_M メニスカス後退方向
Ｆ_C メニスカス後退方向と反対方向
Ｇ 重心
Ｉ インク
Ｉ_a 主液滴（液体，インク）
Ｉ_b，Ｉ_c：液体（インク）
Ｉ_d：溝部に付着したインク（溝内のインク）
Ｉ_e：液流路内に残存しているインク
Ｌ：液室（インク供給口）から吐出口に向かう線
Ｎ₁：発泡室の幅寸法
Ｎ₂：発泡室の長さ寸法
Ｏ：吐出口の中心
Ｐ：用紙の搬送方向
Ｒ ベルトの回転方向
Ｓ ：用紙の搬送方向と略直交する方向
ｗ 隔壁の幅寸法[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink, particularly an ink, an ink set, an ink jet recording method, an ink cartridge, a recording unit, an ink jet recording apparatus, and a method for improving the ink jetness of ink jet ink that are suitable for use in ink jet recording.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an ink-jet recorded image has been demanded to have a high color quality that is comparable to that of a silver salt photograph with good color development and no blur. One of the important technologies for achieving higher image quality of inkjet color images is the boundary when multiple different color inks are applied adjacent to the recording medium (plain paper, etc.) Control of bleeding between inks in the region (hereinafter referred to as “bleeding”) is exemplified. One method for controlling bleeding is to add an ethylene oxide adduct of acetylene glycol or the like to the ink to increase the permeability of the ink to the recording medium. That is, the bleeding can be alleviated by applying the recording medium to the recording medium and then quickly penetrating the recording medium. For example, in JP-A-8-104837, a dye having at least one counter ion is an ammonium ion and a surfactant such as an ethylene oxide adduct of acetylene glycol are used to provide water resistance to various plain papers. We have proposed an ink that enables good printing and has excellent ejection stability even after long-term storage.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described in JP-A-8-104837, the ethylene oxide adduct of acetylene glycol is a recording medium required for storability and ejection stability required for ink-jet ink and for suppression of bleeding. It can be said that it is an extremely excellent surfactant capable of achieving both good permeability to water. However, in the process of studying various control methods for ink jet printers accompanying the improvement in image quality of ink jet recorded images, in order to achieve further improvement in reliability while maintaining print quality, acetylene glycol It has been found that an ink containing an ethylene oxide adduct contains a technical problem. That is, in the process of printing using this ink for inkjet recording, after ejecting a drop of the ink from a certain nozzle, no ink is ejected from the nozzle for a certain period of time, and no nozzle recovery operation is performed. In such a case, if the next first drop of ink is ejected from the nozzle, the ink may not be ejected, or stable ejection may not be performed, and printing may be disturbed. found. Hereinafter, the discharge of the first drop after the discharge is stopped for a certain period of time is referred to as firing, and if any inconvenience occurs in the ejection of the first drop, it is referred to as poor firing.
[0004]
In view of such knowledge, an object of the present invention is to provide an ink with improved light emission while maintaining various excellent characteristics exhibited by an ink containing an ethylene oxide adduct of acetylene glycol.
[0005]
Another object of the present invention is to provide an ink set that can stably form a high-quality color image.
[0006]
Another object of the present invention is to provide an ink jet recording method capable of stably forming a high-quality image.
[0007]
Another object of the present invention is to provide an ink jet recording method capable of stably forming a high-quality color image.
[0008]
Another object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus that can stably obtain high-quality images, a recording unit that can be used in the ink jet recording apparatus, and an ink jet cartridge.
[0009]
In addition, the present invention provides a method for improving the light emission when used in an ink jet method while maintaining the excellent properties of an ink jet ink containing an ethylene oxide adduct of acetylene glycol and a dye. For other purposes. Furthermore, the present invention provides an ink jet ink that improves the light-emitting property when used in an ink jet method while maintaining the excellent characteristics of an ink jet ink containing an ethylene oxide adduct of acetylene glycol and a dye. Another object is to provide ink.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  An ink that can achieve the above object includes a dye, a silicon-based surfactant and an ethylene oxide adduct of acetylene glycol, and a liquid medium.
  The mass ratio of the silicon-based surfactant to the ethylene oxide adduct of the acetylene glycol is 1/5000 or more and less than 1/20.The
The content of the silicon-based surfactant in the ink is 0.001 to 4.5% by massIt is characterized byFor inkjet recordingInk.
[0011]
In addition, an ink jet recording method capable of achieving the above object includes a step of discharging the above ink jet ink by an ink jet method.
[0012]
In addition, an ink cartridge that can achieve the above object is characterized by including an ink containing portion that contains the above ink.
[0013]
In addition, a recording unit that can achieve the above object includes an ink storage portion that stores the ink-jet ink, and a recording head that discharges the ink by an ink-jet method. It is what.
[0014]
In addition, an ink jet recording apparatus that can achieve the above object includes an ink containing portion that contains the ink jet ink and a recording head that ejects the ink by an ink jet method. It is a feature.
[0015]
An ink set that can achieve the above object is an ink set including a first dye ink and a second dye ink having different color tones, and the first dye ink. And at least one of the second dye ink is the ink described above.
[0019]
By adopting such a mode, it is possible to greatly improve the uniformity. In addition, in the ink jet recording, even if the first droplet ejection after a certain period of pause is somewhat disturbed, the next second and third droplet ejection following the first droplet, that is, the second ejection and the second ejection. If the discharge performance in each of the three is good, the print image is often hardly affected, and the discharge interval is further improved by improving the discharge of the second and third. Even if the length becomes longer and the shot starts to be disturbed, it is possible to prevent the printed image from being adversely affected. As a further effect of the ink according to the present invention, for example, when ink-jet recording is performed in a harsh environment such as low temperature and low humidity, even if the occurrence is disturbed, it is excellent in radiability and radiance, and is stable. A high-quality inkjet recording image can be formed. As a further effect of the ink according to the present invention, even when the ink is continuously ejected at a low temperature and in an environment, the ink is excellent in ejection stability and good ink jet recording can be performed.
[0020]
Further, the ratio (mass basis) of the silicon-based surfactant to the ethylene oxide adduct of the acetylene glycol in the ink is 1/5000 (silicon surfactant / ethylene oxide adduct of acetylene glycol) and less than 1/20. By doing so, it is possible to improve the uniformity of the technical problem of the ink without impairing the excellent characteristics exhibited by the ink containing the ethylene oxide adduct of acetylene glycol.
[0021]
JP-A-8-290656 and JP-A-8-193177 disclose an ink containing an ethylene oxide adduct of acetylene glycol as a penetrating agent and a silicon surfactant. However, these prior arts do not disclose any technical problem of the dye ink that is made into a penetrating system by adding an ethylene oxide adduct of acetylene glycol, and the technical problem is a specific amount of silicon-based ink. There is no description suggesting the effect of improvement by the addition of a surfactant.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
[0023]
The ink according to the present invention includes a dye, an ethylene oxide adduct of acetylene glycol, and a liquid medium, and a mass ratio of the silicon surfactant to the ethylene oxide adduct of the acetylene glycol is 1/5000 or more. One feature is that it is less than 20. And this ink has excellent ejection stability when ejected continuously under low temperature and low humidity environment, and can stably form high quality inkjet images. Can do.
[0024]
(Acetylene glycol ethylene oxide adduct)
Here, examples of the ethylene oxide adduct of acetylene glycol include compounds represented by the following structural formula (I).
[0025]
[Chemical 1]

[0026]
In the above formula, R 1, R 2, R 3 and R 4 represent an alkyl group, specifically, for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, m and n each represents an integer, and m = 0 And when n = 0 or 1 ≦ m + n ≦ 30 and m + n = 1, m or n is 0. The ethylene oxide adduct of acetylene glycol described above is a substance that greatly affects the permeability of the ink into the recording medium. Here, the permeability of the ink to the recording medium will be described.
[0027]
1m ink permeability²The ink permeation amount V (unit: milliliter / m) at time t after ink droplet ejection²= Μm) is known to be expressed by the Bristow method as shown below.
V = Vr + Ka (t−tw)^1/2
(However, t> tw)
Immediately after the ink droplets are dropped on the surface of the print medium, the ink droplets are mostly absorbed in the uneven portion of the surface (rough portion of the surface of the print medium) and hardly penetrate into the print medium. . The time is tw (wet time), and the amount of absorption to the concavo-convex portion during that time is Vr. When the elapsed time after the ink droplet is dropped exceeds tw, the penetration amount V increases by an amount proportional to the half power of the excess time (t-tw). Ka is a proportional coefficient of this increase, and shows a value corresponding to the penetration rate. The Ka value was measured using a liquid dynamic permeability test apparatus S (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho) by the Bristow method. In this experiment, PB paper of Canon Inc., the present applicant, was used as a print medium (recording paper). This PB paper is a recording paper that can be used for both copying machines and LBPs using an electrophotographic system and printing using an inkjet print recording system. Similar results were obtained for PPC paper, which is an electrophotographic paper manufactured by Canon Inc. And this Ka value is determined by the kind of surfactant, the amount added, etc., for example, ethylene oxide-2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4, represented by the above structural formula (I), 7-diol (Ethylene oxide-2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol (a compound of n + m = 10 in the above structural formula (I), hereinafter trade name “acetylenol EH”); Permeability is increased by adding a nonionic surfactant (made by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.) In the case of an ink not containing acetylenol EH (content ratio 0%), the permeability is low. It has properties as an overlay ink, which will be specified later, and depends on the ink composition such as the amount and type of solvent and additives. When Nord EH is mixed at a content rate of 1%, it has the property of penetrating into the recording paper in a short time, and has the property as a highly penetrable ink specified later, and the amount of acetylenol EH is reduced to 0, for example. The ink of about 35% has properties as a semi-permeable ink between the two, although it depends on the ink composition such as the amount and type of the solvent and additive.
[0028]
[Table 1]

[0029]
Table 1 shows the Ka value, the acetylenol EH content (%), the surface tension (mN / m (dyne / cm) for each of the “upper ink”, “semi-permeable ink”, and “highly permeable ink”. )) Is an example. The permeability of each ink to the recording paper as a print medium increases as the Ka value increases. That is, the smaller the surface tension, the higher.
[0030]
The Ka values in Table 1 were measured using the liquid dynamic permeability test apparatus S (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho) using the Bristow method as described above. In the experiment, the aforementioned PB paper from Canon Inc. was used as the recording paper. Similar results were obtained for the above-mentioned PPC paper from Canon Inc. Here, the ink of the system defined as “highly penetrating ink” has an acetylenol content ratio of 0.7% or more, and is in a range in which good results regarding penetrability are obtained. When the dye ink according to the present embodiment is a color (chromatic color) ink, the Ka value of the “semi-permeable ink”, that is, 1.0 (ml · m · m) is used as a reference for the permeability of the ink.^-2・ Msec^-1/2) Or more, particularly 5 or more (ml · m^-2・ Msec^-1/2) Is preferable for suppressing bleeding between color inks.
[0031]
(Silicon surfactant)
As the silicon surfactant, for example, one having a siloxane bond is preferably used.
[0032]
Inkjet printers can be used in a variety of environments. In particular, in a low-humidity environment, the ink in the discharge nozzles of an ink-jet printer tends to evaporate. However, as disclosed in JP-A-8-302256, by adding an antifoaming agent such as a silicon-based surfactant, It is known that a film of foaming agent covers the ink surface and the evaporation of the ink is suppressed, and the foaming property is very good.
[0033]
Here, when the ink in the ejection nozzle evaporates and the ink jet printer is a thermal ink jet printer that generates thermal droplets by applying thermal energy corresponding to the recording signal to the ink in the recording head chamber, thermal energy is applied. Due to further ink evaporation due to the temperature rise of the ink in the discharge nozzle, an antifoaming agent such as a silicone-based surfactant cannot be dissolved in the ink and is separated as an oily component. This oily component remains in the vicinity of the nozzle, causing a discharge disturbance after a certain period of inactivity. Furthermore, if the antifoaming agent that has come out as an oily component is difficult to redissolve in the ink, in other words, if the antifoaming agent has poor solubility in the ink, the oily component remaining in the vicinity of the nozzle is in the ink. It is difficult to re-dissolve, and it is possible that not only the uni-formation but also the bi- and tri-generational properties will be adversely affected. In addition, due to the accumulation of oily components, stable ejection when continuously ejected It can also have an adverse effect on sex. In addition, this oily component is liable to cause burns remaining on the heater that gives heat energy, and this burn has an adverse effect on the heat energy given from the heater to the ink.
[0034]
Therefore, a silicon surfactant having a solubility in water at 25 ° C. of 1% or more (including those having no antifoaming effect) is preferably used in the present invention. This prevents the silicone surfactant from being dissolved in the ink due to the evaporation of the ink in the discharge nozzle and separated as an oily component, and prevents the discharge performance from deteriorating, such as the occurrence of twisting. .
[0035]
In addition, the ink on the recording medium is caused to evaporate immediately after the ink is printed on the recording medium. When the antifoaming agent becomes oily and becomes uneven in color when it enters a state, the antifoaming agent is prevented by using the above-mentioned silicon surfactant having a solubility in water at 25 ° C. of 1% or more. It is also possible that
[0036]
In addition, if it is a silicon-based surfactant satisfying the above, regardless of the presence or absence of the defoaming effect, in the ink jet recording apparatus, it is continuous in a low temperature, low humidity environment. It has been confirmed that it has excellent ejection stability when ejected and exhibits excellent ejection properties when used in an ink jet printer, and the silicon surfactant need not be an antifoaming agent.
[0037]
  Specific examples of the silicon-based surfactant include those shown below, but the present invention is not limited to these. L-720, L-7001, L-7002, L-7604, FZ-2113, FZ-2105, Y-7006, FZ2120, FZ-2161, Z-2162, FZ-2163, FZ-2164 and FZ-2166 ( Nihon Unicar Co., Ltd.) Silicon surfactant content in inkIsWithin the range of 0.001 to 4.5% by massAndIn the ink, the amount ratio (mass basis) of the silicon surfactant to the ethylene oxide adduct of the acetylene glycol is from 1/5000 to 1/20 (amount of silicon surfactant / ethylene oxide addition of acetylene glycol) It is preferable to satisfy the condition of less than the amount of the product.
[0038]
That is, when the content of the silicon-based surfactant satisfies the above-mentioned conditions, a preferable effect of the ink containing the ethylene oxide adduct of acetylene glycol, that is, excellent permeability to the recording medium and stable It is possible to improve the uniformity of the ink without impairing the long-term storability of the ink. Although it is possible to improve the permeability of the ink to the recording medium only with the silicon surfactant, the ink of the ink using the ethylene oxide adduct of acetylene glycol as the main agent for improving the permeability. This clearly shows preferable results in terms of ink jet discharge characteristics and storage stability of the ink.
[0039]
In addition, an ink adjusted such that the amount of the silicon surfactant is 1/5000 or more and less than 1/20 on a mass basis with respect to the amount of the ethylene oxide adduct of the acetylene glycol is outside this range. Although it is not clear why the effect of improving the ejection stability when continuously ejected in a low temperature, low humidity environment is greater than the adjusted one, it is not obvious. It is considered that the evaporation of moisture from the ink in the vicinity of the nozzles of the inkjet printer head has an effect.
[0040]
In addition, as described above, the silicon-based surfactant in the ink was completely dissolved so that the silicone-based surfactant could not be completely dissolved in the ink and separated, and the accumulation of oily components hardly occurred. It is preferable to maintain the state. For this purpose, for example, when a silicon surfactant of 4.5% by mass based on the total mass of the ink is contained, a silicon surfactant having a solubility of 4.5% or more is used. It is preferable to select and use.
[0041]
The color material used in the present invention can be appropriately selected and used, but many conventionally known dyes and pigments are effective. The dye that can be used effectively in the present invention can satisfy the reliability as the ink as described above, and generally includes, for example, a direct dye, a basic dye, an acid dye, a food dye, and a vat dye. In addition to soluble vat dyes, disperse dyes, oil-soluble dyes, and mordant dyes, water-soluble or oil-soluble dyes such as nurene dyes, naphthol dyes, reactive dyes, chromium dyes, azoic dyes, and cationic dyes can be used. Of these, water-soluble direct dyes, basic dyes, and acid dyes are particularly preferable. The content of these color materials in the ink is in the range of 0.1 to 15% by mass, more preferably in the range of 0.1 to 10% by mass.
[0042]
Further, as an ink for which the present invention functions particularly effectively, for example, C.I. I. Examples thereof include cyan ink containing Direct Blue 199 and magenta ink containing a color material represented by the following structural formula (II).
[0043]
[Chemical formula 2]

[0044]
In the above structural formula (II), R₁Represents a substituted or unsubstituted alkoxy group or a substituted or unsubstituted aryl group;₂And R_FourEach independently represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group;_ThreeRepresents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted aryloxy group, or a halogen atom. X₁Represents a carboxyl group or a salt thereof, or a sulfonic acid group or a salt thereof. n represents 1 or 2. In addition, the magenta ink has C.I. I. Acid Red 52 and C.I. I. At least one selected from Acid Red 289, or a colorant represented by the following structural formula (III), or C.I. I. Acid Red 52 and C.I. I. The ink may further include at least one of Acid Red 289 and a color material represented by the following structural formula (III).
[0045]
[Chemical Formula 3]

[0046]
In the structural formula (III), Ar₁Represents a substituted or unsubstituted phenyl group or a substituted or unsubstituted naphthyl group; Ar₂Acetyl group, benzoyl group, 1,3,5-triazine derivative, SO₂-C₆H_FiveGroup or SO₂-C₆H_Four-CH_ThreeRepresents any of the groups. M is a counter ion of the sulfonic acid group, and represents any of a hydrogen atom, an alkali metal, ammonium, or organic ammonium.
[0047]
In other words, in these inks, when the ethylene oxide adduct of acetylene glycol is added, the instability of the ink is likely to be unstable even under relatively mild conditions as compared with other inks. The present inventors have confirmed that when these inks are used in combination with other inks, the head control of the printer, for example, the frequency of preliminary ejection, etc. Restrictions such as designing as a reference may occur. However, by adding a silicone-based surfactant to these inks, the same performance as other inks can be imparted with respect to the light-emitting property, thus eliminating the above-described restrictions on the design of inkjet printers. It becomes possible to do.
[0048]
In addition to the above components, the ink according to the present invention includes a water-soluble organic solvent, a surfactant, a pH adjuster, a rust inhibitor, an antifungal agent, an antioxidant, an evaporation accelerator, and a chelating agent as necessary. In addition, additives such as a water-soluble polymer may be added.
[0049]
As the liquid medium for dissolving the above-described coloring material, silicon surfactant, and ethylene oxide adduct of acetylene glycol used in the present invention, water or an aqueous medium mainly composed of water is preferable. Examples of the aqueous medium include water alone or a mixture of water and a water-soluble organic solvent. Specific examples of water-soluble organic solvents include, for example, amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; ketones such as acetone; ethers such as tetrahydrafuran and dioxane; polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol Alkylene glycols in which the alkylene group contains 2 to 6 carbon atoms, such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, triethylene glycol, 1,2,6-hexanetriol, thiodiglycol, hexylene glycol, diethylene glycol, etc. Glycerin; ethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, diethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, triethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether Lower alkyl ethers of polyhydric alcohols such as N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, sulfolane, dimethyl sulfoxide, 2-pyrrolidone, and ε-caprolactam And imide compounds such as succinimide. These water-soluble organic solvents can be used alone or in combination of two or more if necessary.
[0050]
In general, the content of the water-soluble organic solvent is preferably 1 to 40% by mass, more preferably 3 to 30% by mass with respect to the total mass of the ink. Further, the water content in the ink is used in the range of 30 to 95% by mass. By adjusting the amount of the organic solvent and the amount of water as described above, the solubility of the coloring material and the like can be kept good, the increase in the viscosity of the ink can be suppressed, and the adhesion of the nozzle can be effectively suppressed.
[0051]
The ink according to the present invention can be used as a general water-based writing instrument, but is particularly suitable when applied to an ink jet recording method in which ink is ejected due to the foaming phenomenon of ink due to thermal energy, and the ejection becomes extremely stable. There is a feature that satellite dots are not generated. However, in this case, thermal physical property values (for example, specific heat, thermal expansion coefficient, thermal conductivity, etc.) may be adjusted.
[0052]
Furthermore, the ink according to the present invention has a surface tension of 30 to 68 mN / m (dyne / cm) at 25 ° C. and a viscosity of 15 cP or less, preferably 10 cP, as physical properties of the ink itself from the viewpoint of good matching with the inkjet head. Hereinafter, it is desirable to adjust to 5 cP or less.
[0053]
As a method and apparatus suitable for recording using the ink of the present invention, an ink jet recording method for applying thermal energy corresponding to a recording signal to ink in a recording head chamber and generating droplets by the thermal energy, and An ink jet recording apparatus is mentioned.
[0054]
An example of a head configuration which is a main part of the apparatus is shown in FIGS. The head 13 is in close contact with a glass, ceramic or plastic plate having a groove 14 through which ink passes and a heat generating head 15 (the head is shown but not limited to this) used for thermal recording. Is obtained. The heat generating head 15 includes a protective film 16 formed of silicon oxide or the like, aluminum electrodes 17-1 and 17-2, a heat generating resistor layer 18 formed of nichrome or the like, a heat storage layer 19, and a substrate 20 with good heat dissipation such as alumina. Is made up of. The ink 21 comes to the ejection orifice (fine hole) 22 and forms a meniscus 23 by a pressure (not shown).
[0055]
Now, when an electrical signal is applied to the electrodes 17-1 and 17-2, the region indicated by n of the heat generating head 15 rapidly generates heat, bubbles are generated in the ink 21 in contact therewith, and the meniscus 23 is generated by the pressure. Protrudes and ink 21 is ejected to form recording droplets 24 from the orifice 22 and fly toward the recording material 25.
[0056]
FIG. 3 shows an external view of a multi-head in which a large number of heads shown in FIG. 1 are arranged. The multi-head is manufactured by adhering a glass plate 27 having multi-grooves 26 and a heating head 28 similar to that described in FIG.
[0057]
1 is a cross-sectional view of the head 13 along the ink flow path, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AB in FIG. FIG. 4 shows an example of an ink jet recording apparatus incorporating such a head.
[0058]
In FIG. 4, reference numeral 61 denotes a blade as a wiping member. One end of the blade 61 is held by a blade holding member to become a fixed end, and forms a cantilever. The blade 61 is disposed at a position adjacent to a recording area by the recording head. In the case of this example, the recording head is held in a protruding form in the moving path of the recording head. Reference numeral 62 denotes a cap which is disposed at a home position adjacent to the blade 61 and has a configuration in which capping is performed by moving in a direction perpendicular to the moving direction of the recording head and abutting against the ejection port surface. Further, 63 is an ink absorber disposed adjacent to the blade 61 and, like the blade 61, is held in a form protruding in the moving path of the recording head. The blade 61, the cap 62, and the ink absorber 63 constitute a discharge recovery portion 64, and the blade 61 and the ink absorber 63 remove moisture, dust, and the like from the ink discharge port surface.
[0059]
Reference numeral 65 denotes a recording head that has discharge energy generating means and performs recording by discharging ink onto a recording material facing the discharge port surface on which the discharge ports are arranged. Reference numeral 66 denotes a recording head on which the recording head 65 is mounted. This is a carriage for moving 65. The carriage 66 is slidably engaged with the guide shaft 67, and a part of the carriage 66 is connected to a belt 69 (not shown) driven by a motor 68. As a result, the carriage 66 can move along the guide shaft 67, and the recording area by the recording head 65 and its adjacent area can be moved.
[0060]
Reference numeral 51 denotes a paper feed unit for inserting a recording material, and 52 denotes a paper feed roller driven by a motor (not shown). With these configurations, the recording material is fed to a position facing the ejection port surface of the recording head, and is discharged to a paper discharge portion provided with a paper discharge roller 53 as recording progresses.
[0061]
In the above configuration, when the recording head 65 returns to the home position due to the end of recording or the like, the cap 62 of the head recovery unit 64 is retracted from the moving path of the recording head 65, but the blade 61 protrudes into the moving path. . As a result, the ejection port surface of the recording head 65 is wiped. When the cap 62 is in contact with the ejection surface of the recording head 65 to perform capping, the cap 62 moves so as to protrude into the moving path of the recording head.
[0062]
When the recording head 65 moves from the home position to the recording start position, the cap 62 and the blade 61 are at the same position as the above-described wiping position. As a result, even in this movement, the ejection port surface of the recording head 65 is wiped.
[0063]
The recording head moves to the home position adjacent to the recording area at a predetermined interval while the recording head moves the recording area for recording as well as at the end of recording or when the ejection is recovered. Then, the wiping is performed with this movement.
[0064]
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an ink cartridge that stores ink supplied to the head via an ink supply member, for example, a tube. Reference numeral 40 denotes an ink container, for example, an ink bag, which contains ink for supply, and a rubber plug 42 is provided at the tip thereof. By inserting a needle (not shown) into the stopper 42, the ink in the ink bag 40 can be supplied to the head. Reference numeral 44 denotes an absorber that receives waste ink. As the ink container, it is preferable for the present invention that the liquid contact surface with the ink is formed of polypropylene, polyurethane, cellulose, polyvinyl alcohol, or the like.
[0065]
The ink jet recording apparatus used in the present invention is not limited to the one in which the head and the ink cartridge are separated as described above, but is preferably used in an apparatus in which they are integrated as shown in FIG.
[0066]
In FIG. 6, reference numeral 70 denotes a recording unit, in which an ink storage portion that stores ink, for example, an ink absorber is stored, and the ink in the ink absorber has a plurality of orifices. 71 is ejected as ink droplets. As a material for the ink absorber, it is preferable to use polyurethane, polypropylene, or the like.
[0067]
Reference numeral 72 denotes an atmosphere communication port for communicating the inside of the recording unit with the atmosphere. The recording unit 70 is used in place of the recording head shown in FIG. 4 and is detachable from the carriage 66.
[0068]
Next, other specific examples of a recording apparatus and a recording head that can be suitably used in the present invention will be described. FIG. 7 is a schematic perspective view showing a main part of an example of a liquid discharge head as a liquid discharge head of a discharge method for communicating bubbles with the atmosphere during discharge according to the present invention, and an ink jet printer as a liquid discharge apparatus using the head. is there. 7, the ink jet printer includes a transport device 1030 that intermittently transports a sheet 1028 serving as a recording medium provided in the casing 1008 along the longitudinal direction in a direction indicated by an arrow P illustrated in FIG. 7, and a transport device 1030. The recording unit 1010 is configured to reciprocate substantially parallel to a direction S substantially perpendicular to the conveyance direction P of the paper 1028, and a moving drive unit 1006 as a driving unit that reciprocates the recording unit 1010.
[0069]
The transport device 1030 includes a pair of roller units 1022a and 1022b that are disposed to face each other substantially in parallel, a pair of roller units 1024a and 1024b, and a drive unit 1020 that drives each of these roller units. As a result, when the driving unit 1020 is activated, the paper 1028 is nipped by the roller units 1022a and 1022b and the roller units 1024a and 1024b in the direction of arrow P shown in FIG. It will be.
[0070]
The movement drive unit 1006 is disposed substantially parallel to the belt 1016 wound around pulleys 1026a and 1026b disposed on the rotation shafts opposed to each other with a predetermined interval, and the roller units 1022a and 1022b, and the carriage member 1010a of the recording unit 1010. And a motor 1018 for driving the belt 1016 coupled to the forward and backward directions.
[0071]
When the motor 1018 is activated and the belt 1016 rotates in the direction of arrow R in FIG. 7, the carriage member 1010a of the recording unit 1010 is moved by a predetermined amount of movement in the direction of arrow S in FIG. When the motor 1018 is activated and the belt 1016 rotates in the direction opposite to the arrow R direction in FIG. 7, the carriage member 1010a of the recording unit 1010 has a predetermined direction in the direction opposite to the arrow S direction in FIG. It will be moved by the amount of movement. Further, a recovery unit 1026 for performing an ejection recovery process of the recording unit 1010 is opposed to the ink ejection port array of the recording unit 1010 at one end of the movement driving unit 1006 at a position that is the home position of the carriage member 1010a. Is provided.
[0072]
The recording unit 1010 includes ink jet cartridges (hereinafter simply referred to as cartridges) 1012Y, 1012M, 1012C, and 1012B that are detachable from the carriage member 1010a for each color, for example, yellow, magenta, cyan, and black. Provided.
[0073]
FIG. 8 shows an example of an ink jet cartridge that can be mounted on the above-described ink jet recording apparatus. The cartridge 1012 in this example is of a serial type, and the main part is composed of the ink jet recording head 100 and a liquid tank 1001 that stores a liquid such as ink. The ink jet recording head 100 is formed with a large number of ejection ports 832 for ejecting liquid, and liquid such as ink is supplied from a liquid tank 1001 through a liquid supply passage (not shown) to a common liquid chamber (see FIG. 9)). The cartridge 1012 integrally forms the ink jet recording head 100 and the liquid tank 1001 so that liquid can be supplied into the liquid tank 1001 as necessary. You may make it employ | adopt the structure which connected the tank 1001 so that replacement | exchange was possible.
[0074]
A specific example of the above-described liquid discharge head that can be mounted on the ink jet printer having such a configuration will be described in more detail below. FIG. 9 is a schematic perspective view schematically showing the main part of the liquid discharge head showing the basic form of the present invention, and FIGS. 10 to 13 are front views showing the discharge port shape of the liquid discharge head shown in FIG. FIG. It should be noted that electrical wiring for driving the electrothermal transducer is omitted.
[0075]
In the liquid discharge head of this example, a substrate 934 made of glass, ceramics, plastic, metal, or the like as shown in FIG. 9 is used. The material of such a substrate is not the essence of the present invention, but functions as a part of the flow path component, as an ink discharge energy generating element, and a support for a material layer that forms a liquid flow path and a discharge port to be described later. As long as it can function, it is not particularly limited. Therefore, in this example, a case where a Si substrate (wafer) is used will be described. In addition to the formation method using laser light, the discharge port can be formed by, for example, an exposure apparatus such as MPA (Mirror Projector Aliner) using an orifice plate (discharge port plate) 935 described later as a photosensitive resin.
[0076]
In FIG. 9, reference numeral 934 denotes a substrate including an electrothermal conversion element (hereinafter sometimes referred to as a heater) 931 and an ink supply port 933 including a long groove-like through-hole as a common liquid chamber portion. On both sides in the longitudinal direction, heaters 931 that are thermal energy generating means are arranged in a staggered manner with one row of heaters 931 arranged at intervals of 300 dpi, for example. An ink flow path wall 936 for forming an ink flow path is provided on the substrate 934. The ink flow path wall 936 is further provided with a discharge port plate 935 having a discharge port 832.
[0077]
In FIG. 9, the ink flow path wall 936 and the ejection port plate 935 are shown as separate members. However, the ink flow path wall 936 is formed on the substrate 934 by a technique such as spin coating. Thus, the ink flow path wall 936 and the discharge port plate 935 can be formed simultaneously as the same member. In the present example, the discharge port surface (upper surface) 935a side is further subjected to water repellent treatment.
[0078]
In this example, a serial type head that performs recording while scanning in the direction of arrow S in FIG. 7 is used, for example, recording is performed at 1200 dpi. The drive frequency is 10 kHz, and one discharge port performs discharge at the shortest time interval of 100 μs.
[0079]
As an example of the actual dimensions of the head, for example, as shown in FIG. 10, the partition wall 936a that fluidly isolates adjacent nozzles has a width w = 14 μm. As shown in FIG. 13, the foaming chamber 1337 formed by the ink flow path wall 936 has N₁(Width dimension of foaming chamber) = 33 μm, N₂(Length of foaming chamber) = 35 μm. The size of the heater 931 is 30 μm × 30 μm, the heater resistance value is 53Ω, and the driving voltage is 10.3V. Further, the ink flow path wall 936 and the partition wall 936a can be 12 μm in height and the discharge port plate thickness can be 11 μm.
[0080]
Of the cross section of the discharge port portion 940 provided in the discharge port plate including the discharge port 832, the cross-sectional shape cut in the direction intersecting the ink discharge direction (thickness direction of the orifice plate 935) is a substantially star shape. It is schematically configured from six raised portions 832a having obtuse corners and six slender portions 832b alternately arranged between the raised portions 832a and having acute angles. That is, the bottom portion 832b as a region locally distant from the center O of the discharge port is the top portion, and the raised portion 832a as a region locally close to the center O of the discharge port adjacent to this region is the base portion. Six grooves 1141 are formed in the thickness direction (liquid ejection direction) of the orifice plate shown in FIG.
[0081]
In this example, the discharge port portion 940 has, for example, a shape obtained by combining two equilateral triangles each having a cross-section cut in a direction intersecting the thickness direction thereof with a side of 27 μm and rotated by 60 degrees. T₁Is 8 μm. The angles of the raised parts 832a are all 120 degrees, and the angles of the protuberance parts 832b are all 60 degrees. Therefore, a polygon formed by connecting the center O of the discharge port and the center of the groove adjacent to each other (the center (center of gravity) of the figure formed by connecting the top of the groove and the two bases adjacent to the top). The center of gravity G of the two coincides with each other. The opening area of the discharge port 832 in this example is 400 μm.²The opening area of the groove (the area of the figure formed by connecting the top of the groove and the two bases adjacent to the top) is about 33 μm per one.²It has become. FIG. 12 is a schematic diagram showing an ink adhesion state at the discharge port portion shown in FIG. In the figure, “C” indicates an ink adhering portion.
[0082]
Next, a liquid discharge operation by the ink jet recording head having the above-described configuration will be described with reference to FIGS.
[0083]
14 to 21 are cross-sectional views for explaining the liquid discharge operation of the liquid discharge head described in FIGS. 9 to 13 and are cross-sectional views taken along line XX of the foaming chamber 1337 shown in FIG. In this cross section, the end of the discharge port portion 940 in the thickness direction of the orifice plate is a top portion 1141 a of the groove 1141. 14 shows a state in which film-like bubbles are generated on the heater, FIG. 15 shows about 1 μs after FIG. 14, FIG. 16 shows about 2 μs after FIG. 14, FIG. 17 shows about 3 μs after FIG. 14 shows a state after about 4 μs, FIG. 19 shows a state after about 5 μs in FIG. 14, FIG. 20 shows a state after about 6 μs in FIG. 14, and FIG. 21 shows a state after about 7 μs in FIG. In the following description, “falling” or “falling” and “falling” do not mean dropping in the so-called gravitational direction, and the movement in the direction of the electrothermal conversion element is independent of the head mounting direction. Say.
[0084]
First, as shown in FIG. 14, when the bubble 101 is generated in the liquid flow path 1338 on the heater 931 due to the energization of the heater 931 based on the recording signal or the like, it is shown in FIGS. 15 and 16 for about 2 μs. As shown, it grows with rapid volume expansion. The height of the bubble 101 at the maximum volume exceeds the discharge port surface 935a, but at this time, the pressure of the bubble is reduced from a fraction of atmospheric pressure to a fraction of ten. Next, at about 2 μs after the generation of the bubble 101, the bubble 101 changes from the maximum volume to the volume reduction as described above, and the formation of the meniscus 102 also starts almost simultaneously with this. This meniscus 102 also moves backward, that is, falls in the direction toward the heater 931 as shown in FIG. Here, in this example, since the plurality of grooves 1141 are dispersed in the discharge port portion, when the meniscus 102 is retracted, the meniscus retracting direction F in the groove 1141 portion._MDirection F opposite_CCapillary force acts on. As a result, even if some variation in the state of the bubble 101 is recognized for some reason, the meniscus and the main liquid droplet (hereinafter sometimes referred to as liquid or ink) I when the meniscus is retracted I_aIs corrected so as to be substantially symmetrical with respect to the center of the discharge port.
[0085]
In this example, since the falling speed of the meniscus 102 is faster than the contraction speed of the bubbles 101, the bubbles 101 are in the vicinity of the lower surface of the discharge port 832 at about 4 μs after the generation of the bubbles as shown in FIG. Communicate with the atmosphere. At this time, the liquid (ink) in the vicinity of the central axis of the ejection port 832 falls toward the heater 931. This is because the liquid (ink) I drawn back to the heater 931 side by the negative pressure of the bubbles 101 before communicating with the atmosphere._aThis is because the velocity in the surface direction of the heater 931 is maintained by inertia even after the bubbles 101 communicate with the atmosphere. The liquid (ink) that has fallen toward the heater 931 side reaches the surface of the heater 931 at about 5 μs after the generation of the bubble 101 as shown in FIG. 19, and as shown in FIG. It spreads to cover the surface. The liquid spreading so as to cover the surface of the heater 931 in this way has a horizontal vector along the surface of the heater 931, but the vector intersecting the surface of the heater 931, for example, the vertical vector disappears, and the heater 931 It tries to stay on the surface and pulls the liquid above it, that is, the liquid that maintains the velocity vector in the discharge direction, downward. Thereafter, the liquid I between the liquid spread on the surface of the heater 931 and the upper liquid (main droplet)._bAs shown in FIG. 21, the liquid I is formed at the center of the surface of the heater 1 at about 7 μs after the bubble 101 is formed._bAnd the main droplet I which keeps the velocity vector in the discharge direction is cut_aAnd liquid I spreading on the surface of the heater 931_cAnd separated. As described above, the separation position is preferably inside the liquid flow path 1338, more preferably on the electrothermal conversion element 931 side than the discharge port 832. Main droplet I_aIs discharged from the central portion of the discharge port 832 without being biased in the discharge direction and landed at a predetermined position on the recording surface of the recording medium. Further, the liquid I spread on the surface of the heater 931._cIn the prior art, the droplets fly as satellite droplets following the main droplets, but stay on the surface of the heater 931 and are not discharged. As described above, since it is possible to suppress the discharge of the satellite droplets, it is possible to prevent the splash that is likely to occur due to the discharge of the satellite droplets, and to ensure that the recording surface of the recording medium is contaminated by the mist floating in the form of mist. Can be prevented. 18 to 21, I_dIndicates ink adhering to the groove (ink in the groove), and I_eRepresents ink remaining in the liquid flow path.
[0086]
As described above, in the liquid discharge head of the present example, when discharging liquid at the volume reduction stage after the bubbles grow to the maximum volume, the plurality of grooves dispersed with respect to the center of the discharge port causes the main at the time of discharge. The direction of the droplet can be stabilized. As a result, it is possible to provide a liquid ejection head with no landing deviation and high landing accuracy. In addition, high-speed and high-definition printing can be realized due to stable ejection even with respect to foaming variation at a high driving frequency.
[0087]
In particular, since the liquid is discharged by starting the bubble in communication with the atmosphere at the volume reduction stage of the bubble, it is possible to prevent mist generated when the bubble is discharged to the atmosphere and the droplet is discharged. It is also possible to suppress a state in which droplets adhere to the discharge port surface, which causes non-discharge.
[0088]
In addition, as another embodiment of a recording head of an ejection method that can be suitably used in the present invention and communicates air bubbles with the atmosphere at the time of ejection, there is a so-called edge shooter type as described in Japanese Patent Registration No. 2783647, for example. .
[0089]
A method and apparatus suitable for recording using the ink of the present invention include methods other than the ink jet recording method in which thermal energy corresponding to a recording signal is applied to the ink in the recording head chamber and droplets are generated by the thermal energy. In addition, it can also be used for ink jet recording utilizing mechanical energy.
[0090]
The present invention provides an excellent effect particularly in an ink jet recording head and a recording apparatus that perform recording by forming flying droplets using thermal energy among ink jet recording methods.
[0091]
As its typical configuration and principle, for example, those performed using the basic principle disclosed in US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740,796 are preferable. This method can be applied to both the so-called on-demand type and continuous type. In particular, in the case of the on-demand type, it is arranged corresponding to the sheet or liquid path holding the liquid (ink). By applying at least one drive signal corresponding to the recorded information and giving a rapid temperature rise exceeding the nucleate boiling to the electrothermal transducer, the thermal energy is generated in the electrothermal transducer, and the recording head This is effective because film boiling occurs on the heat acting surface of the liquid and, as a result, bubbles in the liquid (ink) corresponding to the drive signal on a one-to-one basis can be formed. By the growth and contraction of the bubbles, liquid (ink) is ejected through the ejection opening to form at least one droplet. It is more preferable that the drive signal has a pulse shape, since the bubble growth and contraction is performed immediately and appropriately, and thus it is possible to achieve discharge of liquid (ink) having particularly excellent responsiveness.
[0092]
As this pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. Further excellent recording can be performed by employing the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 of the invention relating to the temperature rise rate of the heat acting surface.
[0093]
As the configuration of the recording head, in addition to the combination configuration (straight liquid channel or right-angle liquid channel) of the discharge port, the liquid channel, and the electrothermal transducer as disclosed in each of the above-mentioned specifications, the thermal action A configuration using US Pat. No. 4,558,333 and US Pat. No. 4,459,600, which disclose a configuration in which the portion is arranged in a bent region, is also included in the present invention.
[0094]
In addition, for a plurality of electrothermal transducers, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-123670 that discloses a configuration in which a common slit is used as a discharge portion of the electrothermal transducer, or an aperture that absorbs pressure waves of thermal energy is provided. The present invention is also effective as a configuration based on Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-138461 which discloses a configuration corresponding to the discharge unit.
[0095]
Furthermore, as a full-line type recording head having a length corresponding to the width of the maximum recording medium that can be recorded by the recording apparatus, the length is satisfied by a combination of a plurality of recording heads as disclosed in the above specification. Either the configuration or the configuration as a single recording head formed integrally may be used, but the present invention can exhibit the above-described effects more effectively.
[0096]
In addition, the ink is integrated into the replaceable chip type recording head or the recording head itself, which can be electrically connected to the apparatus main body and supplied with ink from the apparatus main body by being attached to the apparatus main body. The present invention is also effective when a cartridge type recording head provided with a tank is used.
[0097]
In addition, it is preferable to add recovery means for the recording head, preliminary auxiliary means, and the like provided as the configuration of the recording apparatus of the present invention, since the effects of the present invention can be further stabilized. Specifically, capping means, cleaning means, pressurizing or suction means for the recording head, preheating means using a heating element different from this, or a combination thereof, or recording is used. Performing a preliminary discharge mode for performing another discharge is also effective for performing stable recording.
[0098]
Further, the recording mode of the recording apparatus is not limited to the recording mode of only the mainstream color such as black, but the recording head may be integrally formed or may be a combination of a plurality of colors. The present invention is extremely effective for an apparatus having at least one of full colors.
[0099]
In the embodiments of the present invention described above, the ink is described as a liquid. However, the ink is solidified at room temperature or lower and softens at room temperature, or is a liquid, or the above-described ink jet system. In general, the temperature of the ink itself is adjusted to control the temperature of the ink so that the viscosity of the ink falls within the stable ejection range.
[0100]
In addition, it is possible to prevent the temperature rise by heat energy from being used as the energy for changing the state of the ink from the solid state to the liquid state, or to use ink that solidifies in the standing state for the purpose of preventing ink evaporation. In any case, thermal energy such as ink that liquefies by application according to a recording signal of thermal energy and ejects as liquid ink, or that starts to solidify when it reaches the recording medium, etc. The use of ink having the property of being liquefied for the first time is also applicable to the invention. In such a case, the ink is held as a liquid or solid in a porous sheet recess or through-hole as described in JP-A-54-56847 or JP-A-60-71260, It is good also as a form which opposes with respect to an electrothermal converter. In the present invention, the most effective one for each of the above-described inks is to execute the above-described film boiling method.
[0101]
In addition, as a form of the recording apparatus according to the present invention, in addition to an image output terminal of an information processing device such as a word processor or a computer, a copying apparatus combined with a reader and a transmission / reception function are provided. It may be in the form of a facsimile machine having the same.
[0102]
Next, an outline of a liquid discharge apparatus equipped with the above-described liquid discharge head will be described. FIG. 22 is a schematic perspective view of an ink jet recording apparatus 600 that is an example of a liquid discharge apparatus that can be applied with the liquid discharge head of the present invention.
[0103]
In FIG. 22, an ink jet head cartridge 601 is one in which the above-described liquid discharge head and an ink tank that holds ink to be supplied to the liquid discharge head are integrated. The inkjet head cartridge 601 is mounted on a carriage 607 that engages with a spiral groove 606 of a lead screw 605 that rotates via driving force transmission gears 603 and 604 in conjunction with forward and reverse rotation of a driving motor 602. Then, it is reciprocated in the directions of arrows a and b along the guide 608 together with the carriage 607 by the power of the drive motor 602. The recording material P ′ is conveyed on the platen roller 609 by a recording material conveying means (not shown), and is pressed against the platen roller 609 by the paper pressing plate 610 in the moving direction of the carriage 607.
[0104]
Photocouplers 611 and 612 are disposed in the vicinity of one end of the lead screw 605. These are home position detecting means for confirming the presence of the lever 607a of the carriage 607 in this region and switching the rotation direction of the drive motor 602.
[0105]
The support member 613 supports the cap member 614 that covers the front surface (discharge port surface) where the above-described inkjet head cartridge 601 has the discharge port. Further, the ink suction unit 615 sucks the ink that has been ejected from the inkjet head cartridge 601 and accumulated in the cap member 614. The ink suction means 615 recovers the suction of the ink jet head cartridge 601 through the opening in the cap (not shown). A cleaning blade 617 for wiping the discharge port surface of the inkjet head cartridge 601 is provided so as to be movable in the front-rear direction (a direction perpendicular to the moving direction of the carriage 607) by a moving member 618. The cleaning blade 617 and the moving member 618 are supported by the main body support 619. The cleaning blade 617 is not limited to this form, and may be another known cleaning blade.
[0106]
In the suction recovery operation of the liquid ejection head, the lever 620 for starting suction moves with the movement of the cam 621 engaged with the carriage 607, and the driving force from the driving motor 602 is a known transmission such as clutch switching. The movement is controlled by means. An ink jet recording control unit for providing a signal to a heating element provided in the liquid discharge head of the ink jet head cartridge 601 and for controlling driving of each mechanism described above is provided on the apparatus main body side. Not shown.
[0107]
In the inkjet recording apparatus 600 having the above-described configuration, the inkjet head cartridge 601 reciprocates over the entire width of the recording material P ′ with respect to the recording material P conveyed on the platen roller 609 by a recording material conveyance means (not shown). While recording.
[0108]
【Example】
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In the text, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.
Example 1
The components shown below were mixed, sufficiently stirred and dissolved, followed by pressure filtration using a fluoropore filter having a pore size of 0.45 μm (trade name: manufactured by Sumitomo Electric Co., Ltd.), and the cyan ink of Example 1 Adjusted.
(Composition of cyan ink of Example 1)
L-720: 0.01 part
(Manufactured by Nihon Unicar: solubility in water at 25 ° C of 20% or more, with defoaming effect)
Ethylene oxide adduct of acetylene glycol: 1 part
(Product name: Acetylenol EH; Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.)
Glycerin: 8 parts
Ethylene glycol: 7 parts
Urea: 5 parts
C. I. Direct Blue 199: 5 parts
Water: 73.99 parts
(Example 2)
The ink of Example 2 was prepared by removing L-720 from the composition of Example 1 and replacing it with FZ-2162 (manufactured by Nihon Unicar: water solubility at 25 ° C. of 20% or more, no defoaming effect).
[0109]
(Example 3)
The ink of Example 3 was prepared by replacing L-720 from the composition of Example 1 and replacing it with FZ-2123 (manufactured by Nihon Unicar: solubility in water at 25 ° C. of less than 1% and having a defoaming effect).
[0110]
Example 4
The ink of Example 4 was prepared by removing L-720 from the composition of Example 1 and replacing it with L-77 (manufactured by Nihon Unicar: solubility in water at 25 ° C. of less than 1%, no defoaming effect).
[0111]
(Comparative Example 1)
The amount of L-77 having the composition of Example 4 was set to 1 part, and the amount of water was adjusted accordingly, so that the total amount was 100 parts, and the ink of Comparative Example 1 was adjusted.
[0112]
(Comparative Example 2)
The ink of Comparative Example 2 was prepared by removing L-720 and the acetylene glycol ethylene oxide adduct from the composition of Example 1 and replacing with pure water.
[0113]
Table 1 below shows the characteristics of the inks obtained in the above examples and comparative examples.
[0114]
[Table 2]

[0115]
(Evaluation method and evaluation results)
(1) Evaluation of uniqueness
Inkjet printer (trade name: BJF-600 (manufactured by Canon Inc.)) is left in a constant temperature and humidity chamber at a temperature of 15 ° C / humidity of 10RH% for more than 1 hour, after which ink droplets are ejected from certain nozzles. The nozzle was not used for 20 seconds, and then the degree of ejection stability when one ink droplet was ejected from the nozzle was visually evaluated.
[0116]
As a result, the uniformity of the inks of Examples 1 to 4 was clearly improved as compared with the ink of Comparative Example 2 that did not contain a silicon surfactant.
[0117]
(2) Evaluation of sexuality and sexuality
The ink jet printer is left in a constant temperature and humidity chamber at a temperature of 15 ° C./humidity of 10 RH% for 1 hour or more, and then ink droplets are ejected from a nozzle. The degree of ejection stability of the second and third shots when ejected was visually evaluated.
[0118]
As a result, the ink of Example 1, Example 2, Example 3 and Example 4 in which the amount of the silicon surfactant was adjusted to 1/100 of the ethylene oxide adduct of acetylene glycol was Comparative Example 1. And the ink of Comparative Example 2 were better.
[0119]
(3) Evaluation of ejection stability when continuously ejecting at low temperature and low humidity
Let the inkjet printer stand in a constant temperature and humidity chamber at a temperature of 15 ° C / humidity of 10RH% for 1 hour or longer, and then continuously eject ink droplets from all nozzles to write a solid image. Was visually evaluated.
[0120]
As a result, the silicon-based surfactant was clearly faint in the inks of Comparative Examples 1 and 2, and the ejection stability was poor, whereas Examples 1, 2 and 3 were carried out. The ink of Example 4 was able to print a solid image without any problems.
[0121]
(Example 5)
An ink set composed of cyan ink, magenta ink, and yellow ink shown below was prepared. These inks are filled in each ink tank of a color ink jet printer (trade name: BJF-600 (manufactured by Canon Inc.)) and mounted on the printer to evaluate the following performance. Went.
・ Cyan ink
Cyan ink of Example 1.
・ Magenta ink
C.I. which is a dye of the cyan ink used in Example 1. I. Prepared in the same manner as the cyan ink of Example 1 except that Direct Blue 199 was replaced with a dye represented by the following structural formula.
[0122]
[Formula 4]

[0123]
・ Yellow ink
C. a cyan ink dye of Example 1 I. Direct Blue 199, C.I. I. Prepared in the same manner as the cyan ink of Example 1 except that it was replaced with direct yellow 86 and replaced with pure water except for L-720.
[0124]
[Table 3]

[0125]
(Comparative Example 3)
An ink set consisting of the following cyan ink, magenta ink and yellow ink was prepared. These inks were filled in each ink tank of a full-color ink jet printer, and the following performance evaluation was performed.
・ Cyan ink
Cyan ink replaced with pure water except for L-720 of cyan ink of Example 5.
・ Magenta ink
A magenta ink replaced with pure water except for L-720 of the magenta ink of Example 5.
・ Yellow ink
Yellow ink of Example 5.
[0126]
[Table 4]

[0127]
(4) Evaluation of ink jet suitability of ink sets of Example 5 and Comparative Example 3 from the viewpoint of uniformity.
For the ink set of Example 5 and the ink set of Comparative Example 3, the evaluation of the light emitting property was tested under the same conditions as in (1) above. As a result, the ink set of Example 5 has the ability to emit each ink. The sequence was almost the same, and the sequence could be set at a high level when used as an ink set for inkjet. On the other hand, in the ink set of Comparative Example 3, with respect to the yellow ink, a decrease in the uniformity of the yellow ink was hardly observed without the addition of the silicon-based surfactant, but the cyan ink and the magenta ink. As for, a drop in performance was observed. That is, variation in the light emission performance occurred among the three colors of ink constituting the ink set of Comparative Example 3. Therefore, when the ink set of Comparative Example 3 is mounted on an ink jet printer, it can be used only in a sequence that cannot be said to be a high level according to cyan ink and magenta ink with low firing performance. Clearly, the result was that the ink set of Example 5 was superior to the ink set of Comparative Example 3. Here, the high-level sequence can specifically include, for example, reducing the frequency of the nozzle recovery operation.
[0128]
【The invention's effect】
As described above, according to the ink of the present invention, the ink jet recording system is excellent in ejection properties when it is continuously ejected in a low temperature and low humidity environment. Thus, an ink capable of performing highly reliable recording without any problems can be obtained.
[0129]
In addition, when ink jet recording is performed using the above-described ink, it has high quality with excellent discharge stability when continuously discharged in a low temperature and low humidity environment. Can be obtained.
[0130]
In addition, according to the present invention, it is possible to make uniform the performance of a plurality of color inks mounted on a color inkjet printer, so that the sequence of inkjet recording can be set to a higher level. As a result, a high-quality color image can be formed at high speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a head of an ink jet recording apparatus.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AB in FIG.
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of a multi-head.
FIG. 4 is a schematic perspective view showing an embodiment of an ink jet recording apparatus.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of an ink cartridge.
FIG. 6 is a perspective view illustrating an example of a recording unit.
FIG. 7 is a schematic perspective view illustrating a main part of an example of an ink jet printer on which a liquid discharge head can be mounted.
FIG. 8 is a schematic perspective view illustrating an example of an ink jet cartridge including a liquid discharge head.
FIG. 9 is a schematic perspective view schematically illustrating a main part of an example of a liquid discharge head.
FIG. 10 is a conceptual diagram in which a part of an example of a liquid discharge head is extracted.
11 is an enlarged view of a portion of the discharge port shown in FIG.
12 is a schematic diagram illustrating an ink adhesion state at a portion of the ejection port illustrated in FIG.
13 is a schematic diagram of the main part in FIG.
14 is a schematic cross-sectional view corresponding to the cross-sectional shape taken along the line XX in FIG. 13 and illustrating the liquid discharge operation of the liquid discharge head over time together with FIGS. 15 to 21. FIG.
15 is a schematic cross-sectional view for explaining the liquid discharge operation of the liquid discharge head over time corresponding to FIG. 13 and FIG.
16 is a schematic cross-sectional view for explaining the liquid discharge operation of the liquid discharge head over time in conjunction with FIGS. 14, 15 and 17 to 21 corresponding to the cross-sectional shape taken along the line XX in FIG. is there.
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view for explaining the liquid discharge operation of the liquid discharge head over time in conjunction with FIGS. 14 to 16 and FIGS. is there.
18 is a schematic cross-sectional view corresponding to the cross-sectional shape taken along the line XX in FIG. 13 and illustrating the liquid discharge operation of the liquid discharge head over time together with FIGS. 14 to 17 and 19 to 21. FIG. is there.
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view for explaining the liquid discharge operation of the liquid discharge head over time in conjunction with FIGS. 14 to 18, 20, and 21, corresponding to the cross-sectional shape of FIG. is there.
20 is a schematic cross-sectional view for explaining the liquid discharge operation of the liquid discharge head over time corresponding to FIGS. 14 to 19 and FIG. 21 corresponding to the cross-sectional shape taken along the line XX in FIG.
FIG. 21 is a schematic cross-sectional view for explaining the liquid discharge operation of the liquid discharge head with the passage of time along with FIGS.
FIG. 22 is a diagram showing a configuration of an ink jet recording apparatus to which the present invention can be applied.
[Explanation of symbols]
13 heads
14 Ink groove
15 Heat generation head
16 Protective film
17-1, 17-2 Electrodes
18 Heating resistor layer
19 Heat storage layer
20 substrates
21 ink
22 Discharge orifice (micro hole)
23 Meniscus
24 ink droplets
25 Recording material
26 Multi-slot
27 Glass plate
28 Heating head
40 ink bag
42 stoppers
44 Ink absorber
45 Ink cartridge
51 Paper feeder
52 Paper feed roller
53 Paper discharge roller
61 blade
62 cap
63 Ink absorber
64 Discharge recovery section
65 Recording head
66 Carriage
67 Guide shaft
68 motor
69 belt
70 recording units
71 Head
72 Air communication port
832 Discharge port
832a Starting part
832b
931 Electrothermal conversion element (heater, ink discharge energy generating element)
933 Ink supply port (opening)
934 substrate
935 Orifice plate (Discharge port plate)
935a Discharge port surface
936 Ink channel wall
936a Bulkhead
940 Discharge port
1337 Foaming chamber
1338 Liquid flow path
1141 groove
1141a top
100 Inkjet recording head
101 bubbles
102 Meniscus
1001 Liquid tank
1006 Moving drive unit
1008 Casing
1010 Recording unit
1010a Carriage member
1012 cartridge
1012Y, M, C, B Inkjet cartridge
1016 belt
1018 motor
1020 Drive unit
1022a, 1022b Roller unit
1024a, 1024b Roller unit
1026 Recovery unit
1026a, 1026b Pulley
1028 paper
1030 Conveyor
C Wet ink
F_M    Meniscus backward direction
F_C    Opposite direction of meniscus retraction
G center of gravity
I ink
I_a    Main droplet (liquid, ink)
I_b, I_c: Liquid (ink)
I_d: Ink adhering to the groove (ink in the groove)
I_e: Ink remaining in the liquid flow path
L: Line from the liquid chamber (ink supply port) to the discharge port
N₁: Width of foaming chamber
N₂: Length of foaming chamber
O: Center of discharge port
P: Paper transport direction
R Belt rotation direction
S: direction substantially orthogonal to the paper transport direction
w Bulkhead width dimension

Claims (14)

染料と、シリコン系界面活性剤及びアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物と、液媒体と、を含み、
該シリコン系界面活性剤の該アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物に対する質量比が１／５０００以上１／２０未満であり、
インク中におけるシリコン系界面活性剤の含有量が０．００１〜４．５質量％であることを特徴とするインクジェット記録用のインク。A dye, a silicon surfactant and an ethylene oxide adduct of acetylene glycol, and a liquid medium,
The weight ratio of ethylene oxide adduct of the acetylene glycol of the silicon-based surfactant Ri der less 1/20 or 1/5000,
The ink for ink jet recording that the silicone surfactant content in the ink is characterized by from 0.001 to 4.5% by mass Rukoto. 前記シリコン系界面活性剤がシロキサン結合を有する請求項１に記載のインク。  The ink according to claim 1, wherein the silicon-based surfactant has a siloxane bond. 前記シリコン系界面活性剤が０．０１〜４．５質量％である請求項１または２に記載のインク。  The ink according to claim 1, wherein the silicon-based surfactant is 0.01 to 4.5% by mass. 請求項１〜３のいずれかに記載のインクをインクジェット法で吐出させる工程を有することを特徴とするインクジェット記録方法。An ink jet recording method characterized by comprising the step of ejecting an inkjet method an ink according to any one of claims 1 to 3. 該インクジェット法が、インクに熱エネルギーを印加する工程を有する請求項４に記載のインクジェット記録方法。The inkjet recording method according to claim 4 , wherein the inkjet method includes a step of applying thermal energy to the ink. 請求項１〜３のいずれかに記載のインクを収容しているインク収容部を具備していることを特徴とするインクカートリッジ。An ink cartridge comprising an ink containing portion containing the ink according to claim 1 . 該インク収容部が、ポリプロピレン、ポリウレタン、セルロース及びポリビニルアセテートから選ばれる少なくとも１つの材料を含むインク接液面を具備している請求項６に記載のインクカートリッジ。The ink cartridge according to claim 6 , wherein the ink container includes an ink wetted surface containing at least one material selected from polypropylene, polyurethane, cellulose, and polyvinyl acetate. 請求項１〜３のいずれかに記載のインクを収容しているインク収容部と、該インクをインクジェット法で吐出させる記録ヘッドと、を具備していることを特徴とする記録ユニット。A recording unit comprising: an ink storage portion that stores the ink according to claim 1 ; and a recording head that discharges the ink by an inkjet method. 該記録ヘッドが、該インクに熱エネルギーを印加するヒータを具備している請求項８に記載の記録ユニット。The recording unit according to claim 8 , wherein the recording head includes a heater that applies thermal energy to the ink. 該インク収容部が、ポリプロピレン、ポリウレタン、セルロース及びポリビニルアセテートから選ばれる少なくとも１つの材料を含むインク接液面を具備している請求項８または９に記載の記録ユニット。The recording unit according to claim 8 or 9 , wherein the ink container includes an ink contact surface containing at least one material selected from polypropylene, polyurethane, cellulose, and polyvinyl acetate. 請求項１〜３のいずれかに記載のインクを収容しているインク収容部と、該インクをインクジェット法で吐出させる記録ヘッドと、を具備していることを特徴とするインクジェット記録装置。An ink jet recording apparatus comprising: an ink containing portion that contains the ink according to claim 1 ; and a recording head that discharges the ink by an ink jet method. 該記録ヘッドが、該インクに熱エネルギーを印加するヒータを具備している請求項１１に記載のインクジェット記録装置。The inkjet recording apparatus according to claim 11 , wherein the recording head includes a heater that applies thermal energy to the ink. 該インク収容部が、ポリプロピレン、ポリウレタン、セルロース及びポリビニルアセテートから選ばれる少なくとも１つを含むインク接液面を具備している請求項１１または１２に記載のインクジェット記録装置。The ink jet recording apparatus according to claim 11 , wherein the ink containing portion includes an ink wetted surface containing at least one selected from polypropylene, polyurethane, cellulose, and polyvinyl acetate. 互いに異なるカラートーンを有する第１の染料インクと第２の染料インクとを具備しているインクセットであって、該第１の染料インク及び第２の染料インクの少なくとも一方が、請求項１〜３の何れかに記載の染料インクであることを特徴とするインクセット。 An ink set comprising a first dye ink and a second dye ink having different color tones, wherein at least one of the first dye ink and the second dye ink comprises: 4. An ink set comprising the dye ink according to any one of 3 above .

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