JP2005324409A

JP2005324409A - インクジェット記録ヘッド

Info

Publication number: JP2005324409A
Application number: JP2004143718A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Ito; 秀行伊藤; Kenichi Tsuburaya; 健一円谷
Original assignee: Canon Finetech Inc
Current assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Priority date: 2004-05-13
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2005-11-24

Abstract

【課題】使用するインクの組成に影響されず、かつ長期間に渡って使用しても、吐出口周辺の領域に不均一な濡れが生じにくくする。
【解決手段】インクを吐出する吐出口を複数有するインクジェット記録ヘッドの、吐出口が形成された面における少なくとも各吐出口周辺の領域を、化学処理によってインクに対して高い親和性を有する領域として形成し、各吐出口周辺の領域に均一なインクの濡れ４０１が生じるので、インク滴３０４は所定の方向へ吐出する。
【選択図】図４Ｂ

Description

本発明はインクジェット記録ヘッドに関し、より詳細には、インクを吐出する吐出口を複数有するインクジェット記録ヘッドの吐出口が形成された面の処理に関する。

インク滴を紙などの記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録方式は、記録時の発生騒音が極めて小さく、かつ高速記録が可能であり、しかも普通紙に記録を行う事ができる等の理由で広く使用されている。

インクジェット記録装置に使用されるインクジェット記録ヘッドにおいては、吐出口近傍表面の物性は吐出口よりインクを常時安定して吐出させるために極めて重要である。即ち、記録ヘッドの使用時に吐出口の外側周囲の表面（以降、吐出口面と呼ぶ）にインクが付着して吐出口周辺の領域の一部にでもインク溜りが生ずると、インクが吐出口から吐出される際にインク滴の飛翔方向が正規の方向（所定方向）からずれてしまい、いわゆる「よれ印字」が生じる場合があり、これにより記録品質が劣化してしまう。

このような欠点を解決するための方法としては、吐出口周辺の領域に撥水または撥油（撥液）性を持たせるべく、シリコンオイルやアラビヤゴム等で処理する方法や、例えば特開昭６４−３１６４２号公報（特許文献１）及び特開平２−１５３７４４号公報（特許文献２）に記載されているように、フッ素系の重合体および特定の重合硬化性モノマーおよび／またはオリゴマーを主体とする重合硬化性被覆膜形成組成物の硬化膜でこの部分を被覆する方法等が知られており、従来用いられてきた一般的な組成のインクには有効であった。

また、特開平１１−３３４０７４号公報（特許文献３）には、上記のようなよれ印字を防止するために、吐出口周辺の領域に粗面化処理を行う方法が記載されている。

一方、近年においては、インクに耐水性や耐光性が求められ、種々のインクの開発が検討され進められている。
特開昭６４−３１６４２号公報特開平２−１５３７４４号公報特開平１１−３３４０７４号公報

本発明者らの検討によれば、耐水性や耐光性が優れたインクは、従来より一般的に使用されているインクとは組成が異なり、インク安定化のための成分が混在している。そのため、このような成分の影響により記録ヘッドの吐出口面にインク残渣が多く付着して吐出口面が汚れやすい。このような汚れの影響で吐出口面に部分的にインク濡れ（溜り）が発生しやすく、上述のような「よれ印字」が発生して記録品質を著しく劣化させる場合があることがわかった。

更に、上記の耐水性や耐光性が優れたインクを用いて長期間に渡る耐久試験を行った場合には、上述の方法で吐出口周辺の領域に撥水処理を施しても、吐出口周辺の領域にインク溜りが生じインク滴の飛翔方向が所定方向からずれる現象が発生することが確認された。

図３Ａは、上述の従来の方法で吐出口面に撥水処理を施した記録ヘッドにおいて、累積印刷回数（吐出回数）が増加した場合の吐出口面の状態を示す模式図である。また、図３Ｂは、図３Ａの吐出口からインク滴が吐出される状態を模式的に示した断面図である。図中、１０１は吐出口、１０２は吐出口面、３０１は付着インク滴、３０２は液路内のインク、３０３は吐出口及び液路を画定する隔壁、３０４及び３０５は吐出されたインク滴をそれぞれ示している。

図３Ａに示すように、長期間に渡って多数の吐出を行うと、吐出口１０１の周辺の領域に付着インク滴３０１による不均一な濡れが生じる。そして図３Ｂに示すように、正常な方向に吐出されているインク滴３０４に対して、周辺の領域に付着インク滴３０１が存在する吐出口においては、吐出の際に付着インク滴３０１の方向に引っ張られて、インク滴３０５の吐出方向がずれて「よれ印字」が生じている。

また、上記の特許文献３に記載されているように吐出口周辺の領域に粗面化処理を行っても、該文献の検討結果に記載されている印刷量を超えるような長期間の使用や長期間の保存を行った場合には、ＵＶ／Ｏ₃（オゾン）による処理によって表面が活性化されるため、インク以外のものも付着しやすくなり、吐出口面の不均一な濡れによる「よれ印字」が生じて記録品質の低下が起こりうる。

本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、使用するインクの組成に影響されず、かつ長期間に渡って使用しても、吐出口周辺の領域に不均一な濡れが生じにくいインクジェット記録ヘッドを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の一態様としてのインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出する吐出口を複数有するインクジェット記録ヘッドであって、
前記吐出口が形成された面における少なくとも各吐出口周辺に、前記インクに対して高い親和性を有する親和性領域が設けられており、
該親和性領域が、粗面化処理と化学処理の少なくともいずれか一方によって形成されている。

このようにすると、吐出口周辺に形成される親和性領域のインクに対する高い親和性が、長期間に渡って維持され、該領域において濡れが均一となり、インク滴の吐出方向が一定となる。

従って、使用するインクの組成に影響されず、かつ長期間に渡って使用しても、「よれ印字」が発生しにくく、安定した記録品質が得られる。

なお、吐出口が形成された面全体を親和性領域としてもよい。また、親和性領域の表面が、インクの膜を有していてもよい。

使用するインクが水性インクである場合には、親和性領域を親水性領域とするのがよい。

親和性領域を形成する工程として、粗面化処理工程と、化学処理工程とを含んでいてもよく、粗面化処理工程の後に、該粗面化処理された面に対して化学処理工程を施すようにしてもよい。

粗面化処理工程は、加熱処理、研磨処理及びＵＶ／オゾン処理のいずれかの処理工程を含み、好ましい化学処理工程として、ｐＨが６から１２の範囲であり、かつ有機溶剤、高分子樹脂、無機顔料、染料及び界面活性剤から選ばれる少なくとも１種を含有する液体へ浸漬させる浸漬処理工程を含んでいてもよい。

インクが水性インクであり、化学処理工程が、吐出口が形成された面をインクに浸漬させる浸漬処理工程を含んでいてもよい。

また、本発明は上記のインクジェット記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置にも適用できる。

本発明によれば、吐出口周辺に形成される親和性領域のインクに対する高い親和性が、長期間に渡って維持され、該領域において濡れが均一となり、インク滴の吐出方向が一定となる。

以下に、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

なお、この明細書において、「記録」（印字とも称する）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。

また、「記録媒体」（シートとも称する）とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

さらに、「インク」とは、上記「記録」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。

以下の実施形態では、インクとして水性顔料インクを用いた場合を例に挙げて説明するが、本発明で使用できるインクはこの限りではない。

＜基本的構成＞
始めに、本発明に係るインクジェット記録ヘッドの実施形態の基本的構成について説明する。

図１は、本実施形態のインクジェット記録ヘッドを示す概略斜視図であり、図中１０１で示す複数の吐出口が吐出口面１０２内に所定方向に配列されており、各吐出口に連通するインク流路には、インクタンクに接続されるインク供給部１０３からインクが供給される。インクジェット記録ヘッド内部の構成については、周知であり本発明の特徴ではないので説明を省略する。

図２は、図１のインク吐出口面１０２の部分拡大図であり、図中各吐出口１０１周辺の高濃度で示されている領域が親水性領域となっている。

次に、本発明による記録ヘッドの製造方法に基づく浸漬処理に関して、図６を用いて説明する。図６は、本発明による浸漬処理の様子を模式的に示す図である。

バット６０１内に充填されたインク６０２に、記録ヘッド６０３の吐出口面１０２を約５秒間ジャブ漬けし、取り出し後１０分間常温放置後、インクを拭き取りを行い浸漬処理は完了する。尚インク６０２は、記録に使用するインクと同等なものである。

上記浸漬処理を行なったものと、そうでないものを記録動作に使用した後、ハロゲンランプにて白色光を照射し、顕微鏡で吐出口の周りを比較観察した。

図７（ａ）は従来の撥水処理した記録ヘッドの吐出口の周りの様子を示しており、吐出口７０１の周り７０２は不均一に濡れており、７０３で示すような干渉縞が観察された。一方、図７（ｂ）は浸漬処理を施した記録ヘッドの吐出口の周りの様子を示しており、吐出口７０１の周り７０４が均一に濡れており、７０５で示すような干渉縞が観察された。

つまり、本発明による浸漬処理を施した記録ヘッドでは、吐出口周辺の領域がインクに対して高い親和性を有しているので、該領域において濡れが均一となり、従ってインク滴の吐出方向が安定する。

尚、上記観察に用いた記録ヘッドは分解能が６００ｄｐｉ（dot per inch）で記録幅が最大４インチのものであり、観察装置としては、オリンパス社製マイクロスコープ（OLYMPUS MEASURING MICROSCOPE）：ＳＴＭ−ＵＭを使用した。

このように、本発明に係るインクジェット記録ヘッドにおいては、吐出口面の少なくとも吐出口周辺の領域が、インクに対する親和性の高い領域、好ましくは親水性領域として形成されている。

図４Ａは、本実施形態のインクジェット記録ヘッドの吐出口周辺を図３Ａと同様に示す拡大図である。また、図４Ｂは、図４Ａの吐出口からインク滴が吐出される状態を模式的に示した断面図である。

図４Ａに示すように、吐出口１０１周辺の領域には均一なインクの濡れ４０１が広がっている。このため、図４Ｂに示すように、各吐出口から吐出するインク滴３０４は、いずれも薄いインクの層を突き破って所定の方向へ吐出することとなり、図３Ｂのようにインク滴が一部の方向に引っ張られてよれ印字を生じることがない。この状態は、長期間に渡る吐出試験でもほとんど変化しない。

＜親水性領域の形成方法＞
吐出口周辺の領域を親水性の高い領域として形成する方法としては、オリフィスプレートを構成する材料に親水性の高い表面を構成できる材料、例えば親水性材料を用いる方法、オリフィスプレートを表面処理により親水性の高い表面とする方法、オリフィスプレートの所定面に親水性膜を付与する方法等を用いることができる。

ここで、表面処理により親水性の高い表面とする方法が、表面を粗面化、活性化する処理を含んでいてもよい。この場合における表面処理としては、例えば、レーザー照射処理、プラズマ処理、加熱処理、酸化処理、研磨処理及びエンボス加工処理から選択された処理であればよい。好ましい処理方法の例としては、簡便な装置で安全に処理が可能であるＵＶ／Ｏ₃処理又は研磨処理を挙げることができる。なかでも、ＵＶ／Ｏ₃処理は、表面を一層効果的かつ均一に活性化、粗面化することが可能であるので、特に好ましい。

更に、インクジェット記録ヘッドの吐出口面の少なくとも吐出口周辺の領域を親水性領域とする方法として、親水性の膜を施す方法を採用する場合、この親水性膜としては、親水性の表面を提供し得る樹脂膜や金属膜を挙げることができるが、最も簡便であるのが実際に使用するインク（又は組成が同様な液体）を浸漬などによって膜状に付着（コーティング）させることである。

次に、親水性領域を形成する処理方法の具体例について説明する。

図５は、本実施形態のインクジェット記録ヘッドに対して親水化処理を施すときに吐出口面１０２にメカマスク５０１を装着した状態を示している。このメカマスク５０１は、吐出口１０１とその周辺領域が露出するような開口部が設けられている。

このように記録ヘッドの吐出口面にメカマスクを装着した状態で、開口部を介して吐出口周辺の領域に対してＵＶ／Ｏ₃処理を行い、粗面化、活性化させる。その後、吐出口面１０２を実際に使用するインクに浸漬する。ここで、各処理時間の例としては、ＵＶ／Ｏ₃処理を約１５分間行い、その後表面が活性化している約２４時間以内に吐出口面をインクで約１０秒間浸漬する。

また、研磨による表面処理を行う場合、吐出口面をインクに浸漬させながらインクを擦り込むように研磨し、表面の粗面化、活性化と同時にインクを付着させるのがよい。ここで使用するインクは、実際に使用するインクを濃縮して成分濃度を高くしたものの方がより効果的であることが実験により確認されている。

或は、加熱による表面処理を行う場合、吐出口面をインクに浸漬させながら加熱し、表面の粗面化、活性化と同時にインクを付着させるのがよい。ここでも使用するインクとしては濃縮して成分濃度を高くしたものの方がより効果的であることが実験により確認されている。具体的な加熱温度の例としては約６０℃である。

以下に、具体的な処理の実施例を示す。

インクジェット記録ヘッドの吐出口面を約６０℃で加熱処理しながらインクに２４時間浸漬させた。該記録ヘッドを記録装置にセットして、インクの吐出試験を行ったところ良好な吐出安定性が得られた。

インクジェット記録ヘッドの吐出口面をインクに浸漬させながら研磨処理した。外記録ヘッドを記録装置にセットして、インクの吐出試験を行ったところ良好な吐出安定性が得られた。

インクジェット記録ヘッドの吐出口面を約１５分間ＵＶ／Ｏ₃処理した後、インクに約１０秒間浸漬させた。該記録ヘッドを記録装置にセットして、インクの吐出試験を行ったところ良好な吐出安定性が得られた。

＜他の実施形態＞
なお、以上説明した実施形態のインクジェット記録ヘッドは、例えば、インクを吐出する為のエネルギーとして発熱素子から発生される熱エネルギーを用いた、いわゆるバブルジェット（登録商標）記録方式、あるいは圧電素子を用いたピエゾ方式等の様々な記録方式を採用したインクジェット記録ヘッドに適用できる。

また、本発明に係るインクジェット記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置の機械的構成としては、記録ヘッドを搭載したキャリッジを移動させる間に記録を行うシリアル記録方式であっても、記録媒体の幅に対応した長さの記録ヘッドに対して記録媒体を相対的に移動させつつ記録を行うフルライン記録方式であってもよい。

本発明に用いられるインクには顔料が用いられるが、水性顔料インクに含有される顔料の量は重量比で１〜２０（％）、好ましくは２〜１２（％）の範囲で用いるのが好ましい。

黒インクに使用されるカーボンブラックとしては、ファーネス法、チャネル法、或は石油コークスを多量のアルカリを用いて賦活化して製造される高比表面積カーボン、そして以上の様なカーボンブラック素材に対して気相からの弗素処理、親水性を有する重合性モノマーのプラズマ処理、親水性を有するモノマーの液相からのグラフト重合等の処理が為されたカーボンブラックであっても良い。

以上の様なカーボンブラックは、一次粒径が１５〜４０（μｍ）、ＢＥＴ法による比表面積が５０〜３０００（ｍ²／ｇ）、ＤＢＰ吸油量が４０〜１５０（ｍｌ／１００ｇ）、揮発分が０．５〜１０（％）、ｐＨ値が２〜９を有するものである。

それらのカーボンブラック顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌａｃｋ７）としてはNo.2300, No.900, MCF-88, No.33, No.40, No.45, No.52, MA7, MA8, MA100,No.2200B（以上三菱化成社製）、
Raven 700, Raven 5750, Raven 5250, Raven 5000, Raven 3500, Raven 1255（以上コロンビア社製）、
Regal 400R, Regal 330R, Regal 660R, Mogul L, Monarch 700, Monarch 800,Monarch 880, Monarch 900, Monarch 1000, Monarch 1100, Monarch 1300, Monarch 1400（以上キャボット社製）、
Color Black FW1, Color Black FW2, Color Black FW2V, Color Black FW18,Color Black FW200, Color Black S150, Color Black S160, Color Black S170,Printex 35, Printex U, Printex V, Printex 140U, Printex 140V, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special Black 4（以上デグッサ社製）、
マックスソーブＧ−４０、マックスソーブＧ−１５、マックスソーブＧ−０８（以上関西熱化学（株）社製）等を使用することが出来る。

イエローインクに使用される顔料としては、C.I.Pigment Yellow 1, C.I.Pigment Yellow 2, C.I.Pigment Yellow 3,C.I.Pigment Yellow 12, C.I.Pigment Yellow 13, C.I.Pigment Yellow 14,C.I.Pigment Yellow 16, C.I.Pigment Yellow 17, C.I.Pigment Yellow 73,C.I.Pigment Yellow 74, C.I.Pigment Yellow 75, C.I.Pigment Yellow 83,C.I.Pigment Yellow 93, C.I.Pigment Yellow 95, C.I.Pigment Yellow 97,C.I.Pigment Yellow 98, C.I.Pigment Yellow 114, C.I.Pigment Yellow 128,C.I.Pigment Yellow 129, C.I.Pigment Yellow 151, C.I.Pigment Yellow 154,
マゼンタインクとして使用される顔料としては、C.I.Pigment Red 5, C.I.Pigment Red 7, C.I.Pigment Red 12,C.I.Pigment Red 48(Ca), C.I.Pigment Red 48(Mn), C.I.Pigment Red 57(Ca),C.I.Pigment Red 57:1, C.I.Pigment Red 112, C.I.Pigment Red 123,C.I.Pigment Red 168, C.I.Pigment Red 184, C.I.Pigment Red 202,
シアンインクとして使用される顔料としては、C.I.Pigment Blue 1, C.I.Pigment Blue 2, C.I.Pigment Blue 3,C.I.Pigment Blue 15:3, C.I.Pigment Blue 15:34, C.I.Pigment Blue 16,C.I.Pigment Blue 22, C.I.Pigment Blue 60,C.I.Vat Blue 4, C.I.Vat Blue 60,等が挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。また新規に合成されたものやインクに溶解あるいは分散された染料も使用可能である。

本発明に用いられる分散剤は、アルカリ可溶型の水溶性樹脂であり、重量平均分子量は１０００〜３００００であり、好ましくは３０００〜１５０００の範囲である。具体的には、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸のアルキルエステル、メタクリル酸のアルキルエステル等の疎水性モノマーと、アルファ、ベーターエチレン性不飽和カルボン酸及びその脂肪族アルコールエステル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマール酸、及びそれらの誘導体等の親水性モノマーからなる共重合体及びそれらの塩である。

共重合体はランダム、ブロック、グラフト等のいずれの構造を有していてもよく、酸価は１００〜４３０、好ましくは１３０〜３６０の範囲である。

さらにポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等の水溶性ポリマー、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ポリスチレンスルホン酸等の水溶性樹脂も使用することが可能である。

しかし、アルカリ可溶性の水溶性樹脂の方が分散液の低粘度化が可能で、分散も容易であるという利点がある。これらの分散剤の使用量は、顔料の重量：分散剤の重量＝１０：３〜１０：０．５の範囲である。適性な比率は選択した顔料と分散剤とを用いて実験的に決定される。

本発明に用いられる分散剤を水系にて用いるには塩基が必要である。

そのために好適な塩基としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎーエチルジエタノールアミン、２ーアミノー２ーメチルプロパノール、２ーエチルー２ーアミノー１，３ープロパンジオール、２ー（２ーアミノエチル）エタノールアミン、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン、アンモニア、ピペリジン、モルフォリン、ベータージヒドロキシエチル尿素などの有機塩基；水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどの無機塩基が用いられる。

最適な塩基種は選択した顔料、分散剤の種類によって異なるが、不揮発性で安定、かつ保水性の高いものが好ましい。

用いる塩基の量は基本的には分散剤の酸価から計算される量から、それを中和するに必要な塩基量としてそれぞれ用いられる。

場合によっては、酸の当量を上回る量の塩基を用いる場合がある。それは、分散性向上、インクのｐＨ調整、記録性能の調整、保湿性の向上などの目的で行う。

以上のごとき顔料、分散剤は水性媒体中に分散される。
本発明に用いられるインクは水を主体とし、水溶性有機溶剤を混合して用いる。水溶性有機溶剤の総量はおおむねインク全体に対して５〜４０重量％である。

本発明の水性顔料インクを調製する上で、保存安定性と保湿性そして普通紙における定着性を調節するために、溶剤系の選択は重要である。水溶性有機溶剤は、以下の３群に分類して考えるのが便利である。

第１群の溶剤は、保湿性、分散安定性に適性を持ち、普通紙に対する抑制されたぬれ性のゆえに印字品位が良い。含有率はインク中で５重量％以上、好ましくは１０重量％以上の含有率が良い。第１群の溶剤は比較的多量に用いても、浸透性を高め過ぎ印字品位を悪くしてしまうことはない。

第２群の溶剤は、普通紙に対するぬれ性が非常に良いので、少量の添加でインクの紙に対する初期の湿潤性を改善し、定着性を向上させる。インク中では、５重量％以下の範囲で使用する。

第３群の溶剤は、ぬれ性では第１群と第２群の中間の大きさに位置し、第２群の溶剤よりも多く加えても品位の低下は少なく、主として吐出安定性を付与するために添加される。ここで吐出安定性とは、液滴の体積と飛翔速度のばらつき、周波数応答性等を意味している。

第１群に属する溶剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、グリセリン、１，２，４ーブタントリオール、１，２，６ーヘキサントリオール、１，２，５ーペンタントリオール、１，２ーブタンジオール、１，３ーブタンジオール、１，４ーブタンジオ−ル、ジメチルスルホキシキド、ダイアセトンアルコール、グリセリンモノアリルエーテル、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコール３００、チオジグリコール、Ｎーメチル２ーピロリドン、２ーピロリドン、ガンマーブチロラクトン、１，３ージメチルー２ーイミダゾリジノン、スルフォラン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ネオペンチルグリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコーリモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ベータージヒドロキシエチルウレア、ウレア、アセトニルアセトン、ペンタエリスリトール、１，４ーシクロヘキサンジオール等である。

第２群に属する溶剤としては、ヘキシレングリコール、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、グリセリンモノアセテート、グリセリンジアセテート、グリセリントリアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノール、１，２ーシクロヘキサンジオール、１ーブタノール、３ーメチルー１，５ーペンタンジオール、３ーヘキセンー２，５ージオール、２，３ーブタンジオール、１，５ーペンタンジオール、２，４ーペンタンジオール、２，５ーヘキサンジオール等である。

第３群に属する溶剤としては、エタノール、ｎープロパノール、２ープロパノール、１ーメトキシー２ープロパノール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール等である。

本発明のインクにおいて好適な水性媒体は、水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒であり、水は種々のイオンを含有する一般の水ではなく、イオン交換水（脱イオン水）を使用するのが好ましい。本発明のインクに含有される水の含有量は、通常１０〜８０重量％、好ましくは３０〜６０重量％の範囲が望ましい。

本発明の水性顔料インクには、前記の各材料に加えて、界面活性剤、防腐剤、酸化防止剤、その他の物性調節の為の補助材料を添加することが出来る。

界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ソルビタンエステル類、ソルビタンエステルエーテル類、オキシエチレンオキシプロピレンブロックポリマー類、オキシエチレンアルキルアミン類、脂肪酸のアルコールアミド類、多価アルコールの脂肪酸エステル類、アセチレングリコールのエチレンオキシド付加化合物、等のノニオン界面活性剤；ジメチルアルキル（ヤシ）ベタイン、ジメチルアルキルラウリルベタイン、アルキルグリシン、アミドベタイン型、イミダゾリン型等の両性界面活性剤；オクタデシルアミン酢酸塩、テトラデシルアミン酢酸塩、牛脂アルキルプロピレンジアミン酢酸塩、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、アルキル（牛脂）トリメチルアンモニウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、アルキル（ヤシ）トリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ベヘニルトリメチルアンモニウムクロライド、アルキル（牛脂）イミダゾリノン４級塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、オクタデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ジオレイルジメチルアンモニウムクロライド、ポリオキシエチレンドデシルメチルアンモニウムクロライド等のカチオン界面活性剤である。

これらの界面活性剤は、紙への浸透性アップ、吐出デバイス部材とのぬれ性、流動特性、分散安定に対する補助剤として等、添加の目的は多様である。

本発明のインクの作成方法としては、はじめに分散剤の水溶液に顔料を添加し、撹拌した後、後述の分散手段を用いて分散を行い、粗大粒子を除く為に遠心分離、メンプランを用いた加圧濾過などを行い、所望の分散液を得る。次に、この分散液に前記した溶剤を加え、必要に応じその他の添加剤（界面活性剤、ｐＨ調整剤、防腐剤など）を加え撹拌して記録液とする。

更に、上述のように上記の実施形態ではインクとして水性顔料インクを用いた場合を例に挙げて説明したが、本発明で使用できるインクはこの限りではなく、各吐出口周辺の領域においてインクの濡れ状態が均一となるように、使用するインクに対して高い親和性を有するようにすればよい。

本発明に係るインクジェット記録ヘッドを示す概略斜視図である。図１のインクジェット記録ヘッドの吐出口面の拡大図である。吐出口面を撥水処理した場合のインクの濡れの状況を示す模式図である。図３Ａの吐出口からインク滴が吐出される状態を模式的に示す断面図である。吐出口面を親水化処理した場合のインクの濡れの状況を示す模式図である。図４Ａの吐出口からインク滴が吐出される状態を模式的に示す断面図である。図１のインクジェット記録ヘッドにメカマスクを装着した状態を示す図である。本発明に基づく記録ヘッドの浸漬処理を模式的に示す図である。浸漬処理をしないものと比較する為の観察結果を示す図である。

符号の説明

１０１吐出口
１０２吐出口面
１０３インク供給部
３０１付着インク滴
３０２インク
３０３隔壁
３０４正常な吐出インク滴
３０５よれ吐出インク滴
４０１均一な濡れ
５０１メカマスク

Claims

インクを吐出する吐出口を複数有するインクジェット記録ヘッドであって、
前記吐出口が形成された面における少なくとも各吐出口周辺に、前記インクに対して高い親和性を有する親和性領域が設けられており、
該親和性領域が、粗面化処理と化学処理の少なくともいずれか一方によって形成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
前記親和性領域が、該粗面化処理された面に対して、前記化学処理工程を施すことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
前記粗面化処理は、加熱処理、研磨処理及びＵＶ／オゾン処理のいずれかを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録ヘッド。
前記化学処理は、有機溶剤、高分子樹脂、無機顔料、染料及び界面活性剤から選ばれる少なくとも一種を含有するアルカリ性液体へ浸漬させる浸漬処理を含むことを特徴とする請求項１から３に記載のインクジェット記録ヘッド。
前記化学処理がインクジェット記録用水性インクへの浸漬処理であることを特徴とする請求項４に記載のインクジェト記録ヘッド。
前記吐出口が形成された面全体が前記親和性領域であることを特徴とする請求項１から５に記載のインクジェット記録ヘッド。
前記親和性領域の表面に、前記インクの膜を有することを特徴とする請求項１から６に記載のインクジェット記録ヘッド。
請求項１から７のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドを用い、前記インクが水性インクであり、前記親和性領域が親水性領域であることを特徴とする記録装置。