JP2000198957A

JP2000198957A - インク、インクジェット記録方法、記録ユニット、インクカ―トリッジ及びインクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2000198957A
Application number: JP30560899A
Authority: JP
Inventors: Koichi Osumi; 孝一大角; Shinya Mishina; 伸也三品; Mikio Sanada; 幹雄真田; Hisashi Teraoka; 恒寺岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2000-07-18

Abstract

(57)【要約】【課題】耐水性、耐光性等の堅牢性、文字品位に優れ
た画像を形成でき、またインクジェット記録に適用した
ときに、印字環境によらず記録ヘッドからインクを安定
して吐出させることの出来るインクを提供すること。【解決手段】少なくとも１種の親水基をその表面に有
する自己分散型のカーボンブラッ粒子及びカルシウムを
水性媒体中に含有させてインクジェット記録用のインク
を調製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインク、インクジェ
ット記録方法、記録ユニット、インクカートリッジ及び
インクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録技術システムの普及
に伴い、印字物の品位向上、堅牢性の向上が進められて
いる。印字物の堅牢性、例えば耐水性については、特開
平４−２２６１７５号公報、ＵＳＰ５０５３４９５号明
細書等に耐水性が良好である新規な黒色染料およびイン
クが開示されている。

【０００３】また、普通紙に対する印字品位、耐水性、
耐光性等の堅牢性に優れた黒色画像を形成するため、顔
料を用いたブラックインクが報告されている。例えば、
特開平５−１７９１８３号公報では、ＡＢ、ＢＡＢタイ
プのブロックポリマーによって安定化した顔料インクが
開示されている。特開平６−１３６３１１公報では、塩
基性アミン官能基を有する疎水性ポリマーと非イオン性
および酸性官能基を有する親水性ポリマーとのブロック
ポリマーを有し、印字品位と分散安定性に優れる顔料イ
ンクが開示されている。特開平７−５３８４１公報にお
いてはＡＢＣタイプのトリブロックポリマーに分散安定
性が良好で、印字品位に優れるインクジェット顔料イン
クの提案がなされている。

【０００４】一方、顔料インクのインクジェット記録時
の吐出安定性の向上を目的として、インク中に分散剤を
添加する必要のない、いわゆる自己分散型カーボンブラ
ックを色材として用いた顔料インクが提案されている。
例えば米国特許公報第５５５４７３９号、及び米国特許
公報第５５７１３１１号には、ブロックポリマーを使用
せずに、カーボンブラック表面に少なくとも１種の親水
性基が直接若しくは他の原子団を介して結合している、
印字品位と分散安定性に優れる自己分散カーボンブラッ
クの製造方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】自己分散型カーボンブ
ラックを色材として含有するインクについての本発明者
らの検討によれば、このような顔料インクを用いるイン
クジェット記録を行った際に印字に関する装置側の設定
条件が同じであっても印字環境によってインクの吐出量
が変化する場合が認められた。そこで、本発明者らは、
このような吐出量の変動と自己分散型のカーボンブラッ
クを含有するインクの組成との関係を更に詳細に検討し
た結果、このような組成の顔料インクにカルシウムを含
有させることで、インクジェット記録に適用したときの
印字環境による吐出量の変動を有効に抑えることができ
るとの知見を得た。

【０００６】すなわち、本発明の目的は、耐水性、耐光
性等の堅牢性、文字品位に優れた画像を形成でき、また
インクジェット記録に適用したときにおいて、印字環境
によらず安定して記録ヘッドから吐出させることの出来
る顔料インクを提供する点にある。また、本発明は、耐
水性及び耐光性に優れ、且つ高品位の画像を安定して形
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
ことを目的とする。また、本発明は、耐水性及び耐光性
に優れ、且つ高品位のインクジェット記録画像を安定し
て与えることのできる記録ユニット、インクカートリッ
ジ、及びインクジェット記録装置を提供することを他の
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するこ
とのできるインクの一実施態様は、水性媒体中に、少な
くとも１種の親水性基を表面に有する自己分散型のカー
ボンブラック粒子及びカルシウムを含むことを特徴とす
る。また、本発明のインクジェット記録方法の一実施態
様は、かかるインクにエネルギーを与えてオリフィスか
ら記録媒体に向けて吐出させて該記録媒体に記録を行う
工程を有することを特徴とする。更に、このようなイン
クジェット記録方法に適用し得る本発明の記録ユニット
の一実施態様は、インクを収容した収容部、該インクを
インク滴として吐出させるためのヘッド部を備えた記録
ユニットにおいて、上記インクが上記組成のインクであ
ることを特徴とする。

【０００８】更に、本発明のインクカートリッジの一実
施態様は、インクを収容したインク収容部を備えたイン
クカートリッジにおいて、該インクが上記組成のインク
であることを特徴とする。更に、本発明のインクジェッ
ト記録装置の一実施態様は、上記組成のインクを収容し
たインク収容部と、該インク収容部から供給されるイン
クにエネルギーを印加してオリフィスから吐出させるた
めの記録ヘッドとを有する記録ユニットを備えているこ
とを特徴とする。

【０００９】そして、上記の本発明にかかる各構成を採
用することによって、インクジェット記録において、耐
水性・耐光性等の堅牢性に優れ、また高品位の画像を安
定して形成することができるという効果を得ることがで
きる。

【００１０】本発明においてカルシウムイオンを添加す
ることにより吐出量の変動を抑制できる理由としては以
下のことが考えられる。

【００１１】まず、本発明にかかる印字環境には、種々
の因子が含まれるが、なかでも、印字を行う際の記録条
件によっては、同一ヘッド内においてもかなり吐出の多
いノズルもあればほとんど吐出しないノズルが生じる場
合があり、このようなノズル間での吐出量の差も印字環
境として考慮される。そして、印字環境が異ると、同じ
装置側の設定条件下でもノズルによってはインクの吐出
量にバラツキが生じるという現象について種々検討した
結果、本発明者らは、顔料インクをバブルジェット法
（インクにヒータを用いて熱エネルギーを印加してオリ
フィスから吐出させる方式）で吐出させる際に、ヒータ
表面に形成される顔料の膜の形状によりインクの吐出量
が変化し、各ヒーター表面上の顔料の膜の形状に差異が
少ないほど、各ヒーターから吐出されるインクの吐出量
の差異が少なくなり、更に、少なくとも１つの親水性基
が他の原子団を介してカーボンブラック表面に結合して
いる自己分散型カーボンブラックを含む顔料インク中の
不純物、特に親水性基が他の原子団を介してカーボンブ
ラック表面に結合している様な自己分散型カーボンブラ
ックに由来する不純物が吐出安定性に関与している、と
の新たな知見を得るに至り、これらの知見から以下のよ
うな作用により本発明の効果が達成されると考えられ
る。

【００１２】すなわち、例えばインクに熱エネルギーを
付与してインクを吐出させるインクジェット記録方法に
おいては、ヒーターに電圧を印加し、ヒーターを急激に
加熱することにより、ヒーター表面に隣接するインクが
加熱限界に到達し、泡を生成させ、インクを吐出させ
る。この泡の生成はヒーター表面の状態に影響を受けや
すいため、インクの吐出はヒーター表面の状態に大きく
左右される。しかし本発明に係る顔料インクにおいて
は、すべてのノズルからこのインクを多少吐出させてお
けば、カルシウムと顔料インク中の上記不純物の相互作
用によって安定した顔料の膜を各ヒーター表面に即座に
形成することが可能となる。この膜が今後の吐出の多い
少ないに関わらず常に安定して存在することにより、各
ノズルの吐出の多い少ないに関わらず、各ヒーター上の
顔料の膜の形状はほぼ同一となる。このことにより各ノ
ズルの吐出量がほぼ同一となり、印字環境による各ノズ
ルの吐出量のばらつきも小さくなるものと考えられる。

【００１３】

【発明の実施の形態】（水性顔料インク）以下、本発明
の好ましい実施の態様をあげて本発明を詳細に説明す
る。本発明の一実施態様に係る顔料インクは、少なくと
も１種の親水性基が、必要に応じて原子団を介してカー
ボンブラック表面に結合している自己分散型のカーボン
ブラック粒子と、カルシウムとを水性媒体中に含んでい
る点に特徴を有している。以下、本発明のインクの構成
材料について順次説明する。

【００１４】（自己分散型カーボンブラック）本発明の
水性顔料インクは、少なくとも１種の親水性基を表面に
有する自己分散型カーボンブラック粒子を色材として含
有しているものであり、親水性基は必要に応じて原子団
として機能する原子団を介してカーボンブラック粒子に
結合しているのが好ましい。係るカーボンブラックを色
材として用いることで、従来の顔料インクのように、カ
ーボンブラックを分散させるための分散剤の添加が不要
となる。この自己分散型カーボンブラックとしては、イ
ンク中での分散性を考慮した場合、イオン性を有するも
のが好ましく、例えばアニオン性に帯電したものやカチ
オン性に帯電したものが好適に用いられる。

【００１５】アニオン性に帯電したカーボンブラックの
場合、表面に原子団を介して結合されている親水性基
が、例えば、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ₃Ｍ、−ＰＯ₃ＨＭ、−
ＰＯ₃Ｍ₂（但し、式中のＭはそれぞれ独立して水素原
子、アルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウム
を表わす。）である場合が挙げられ、これらの中でも−
ＣＯＯＭ及び−ＳＯ₃Ｍの少なくとも一方がカーボンブ
ラック表面に原子団を介して結合し、アニオン性に帯電
している自己分散型カーボンブラックはインク中におけ
る分散性が良好であり、特に好適に用いられる。尚、上
記親水性基中の［Ｍ］については、アルカリ金属として
は、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられ、有
機アンモニウムとしては、モノ、ジまたはトリメチルア
ンモニウム、モノ、ジまたはトリエチルアンモニウム、
モノ、ジまたはトリメタノールアンモニウムが挙げられ
る。

【００１６】アニオン性に帯電している自己分散型カー
ボンブラックを製造する方法としては、例えば、ＮＨ₂
−Ａｒ−ＣＯＯＮａ基に亜硝酸を作用させジアゾニウム
塩とし、カーボンブラック表面に結合させるなどして、
カーボンブラック表面に−Ａｒ−ＣＯＯＮａ基（但し、
Ａｒはアリール基を表す。）を結合させる方法を挙げる
ことができ、勿論、本発明はこれに限定されるわけでは
ない。カチオン性に帯電したカーボンブラックとして
は、カーボンブラック表面に例えば下記に示す第４級ア
ンモニウム基から選ばれる少なくとも１つを結合させた
ものが挙げられる。 −ＮＨ₃ ⁺、−ＮＲ₃ ⁺、−ＳＯ₂ＮＨ₂、−ＳＯ₂ＮＨＣＯ
Ｒ、

【００１７】

【化２】（上記式中、Ｒは炭素原子数１〜１２アルキル基、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す。）上記したような親水性基が結合されてカチオン性に帯電
している自己分散型カーボンブラックを製造する方法と
しては、例えば、下記に示す構造：

【００１８】

【化３】のＮ−エチルピリジル基を結合させる方法を例にとって
説明すると、カーボンブラックを３−アミノ−Ｎ−エチ
ルピリジウムブロマイドで処理する方法が挙げられる。
勿論、本発明はこれに限定されない。この様に、カーボ
ンブラック表面への親水性基の導入によってアニオン性
若しくはカチオン性に帯電させたカーボンブラックは、
イオンの反発によって優れた水分散性を有する為、水性
インク中に含有させた場合にも分散剤等を添加しなくて
も安定した分散状態を維持する。

【００１９】ところで上記した様な種々の親水性基は原
子団を介してカーボンの重合体鎖に結合しているものが
好ましい。原子団としては炭素原子数１〜１２の直鎖若
しくは分岐鎖状のアルキレン基、置換若しくは未置換の
フェニレン基、又は置換若しくは未置換のナフチレン基
等が挙げられる。ここでフェニレン基及びナフチレン基
の置換基としては例えば、炭素数１〜６の直鎖若しくは
分岐鎖のアルキル基等が挙げられる。また、原子団と親
水性基の組み合わせの具体例としては、例えば、−Ｃ₂
Ｈ₄ＣＯＯＭ、−ＰｈＳＯ₃Ｍ、−ＰｈＣＯＯＭ等（但
し、Ｐｈはフェニル基を、Ｍは水素原子、アルカリ金
属、アンモニウム又は有機アンモニウムを表す）が挙げ
られるが、勿論、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。なお、Ｍにおけるアルカリ金属としては、リチウ
ム、ナトリウム、カリウム等が挙げられ、有機アンモニ
ウムとしては、モノ、ジまたはトリメチルアンモニウ
ム、モノ、ジまたはトリエチルアンモニウム、モノ、ジ
またはトリメタノールアンモニウムが挙げられる。

【００２０】本発明において、上記した自己分散型カー
ボンブラックは、１種類に限定されるものではなく、２
種以上を混合して使用して色調を調整してもよい。又、
本発明の顔料インク中の自己分散型カーボンブラックの
添加量としては、インク全重量に対して、好ましくは
０．１〜１５重量％、より好ましくは１〜１０重量％の
範囲とする。この範囲とすることで自己分散型カーボン
ブラックはインク中で十分な分散状態を維持することが
できる。更にインクの色調の調節等を目的として、自己
分散型カーボンブラックに加えて染料を添加してもよ
い。

【００２１】（水性媒体）本発明の水性顔料インクに含
まれる水性媒体は、水単独あるいは水と水溶性有機溶剤
との混合溶媒からなるが、水溶性有機溶媒としては、イ
ンクの乾燥防止効果を有するものが特に好ましく、又、
水は、種々のイオンを含有する一般の水ではなく、脱イ
オン水を使用することが望ましい。本発明で使用する水
溶性有機溶剤としては、具体的には、例えば、メチルア
ルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコー
ル、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、
ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコー
ル等の炭素数１〜４のアルキルアルコール類；ジメチル
ホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；ア
セトン、ジアセトンアルコール等のケトンまたはケトア
ルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエー
テル類；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
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；ポリエチレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート等の低級アルキルエ
ーテルアセテート；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；トリメチロールプロパ
ン、トリメチロールエタン等の多価アルコール；Ｎ−メ
チル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１、３−ジメ
チル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。上記のご
とき水溶性有機溶剤は、単独でもあるいは混合物として
も使用することができる。

【００２２】本発明の水性顔料インク中に含有される上
記したような水溶性有機溶剤の含有量は特に限定されな
いが、インク全重量に対して、好ましくは３〜５０重量
％の範囲である。又、インクに含有される水の含有量
は、インク全重量に対して、好ましくは５０〜９５重量
％の範囲である。

【００２３】（カルシウム）カルシウムは上記水性媒体
中にカルシウムイオンとして存在していることが好まし
い。カルシウムイオンとして存在できるのであれば、水
酸化カルシウムとしての添加、カルシウム塩としての添
加、及びその両方の添加の全てが可能である。

【００２４】（カルシウム含有量）水性顔料インク中の
カルシウムの含有量は、化合物によって異なるがインク
中のＣａの濃度が０．１〜１００ｐｐｍ、特には０．１
〜５０ｐｐｍ、更には０．１〜１０ｐｐｍとなるように
含有されている場合、自己分散型カーボンブラック含有
顔料インクの吐出効率、吐出安定性向上の効果をもたら
す一方で、インクの保存安定性に影響を与えることもな
い為、好ましい範囲である。

【００２５】（他の成分について）又、本発明の水性顔
料インクは、蒸気の成分のほかに必要に応じて所望の物
性値を持つインクとするために、界面活性剤、消泡剤、
防腐剤、防黴剤等を添加することができ、さらに、市販
の水溶性染料などを添加することもできる。界面活性剤
としては、アニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤及
びカチオン界面活性剤から選ばれる１つを用いることが
可能である。

【００２６】（インクのインクジェット吐出特性につい
て）本発明にかかる顔料インクは、筆記用具インクやイ
ンクジェット記録用インクに用いることができる。イン
クジェット記録方法としては、インクに力学的エネルギ
ーを作用させ、液滴を吐出する記録方法、及びインクに
熱エネルギーを加えてインクの発泡により液滴を吐出し
する記録方法があり、それらの記録方法に本発明のイン
クは好適に用いることができ、特に熱エネルギーを用い
るインクジェット記録方法に用いた場合はこのインクに
よる効果を最もよく享受できる。ところでこのインクを
インクジェット記録用に用いる場合には、該インクはイ
ンクジェットヘッドから吐出可能である特性を有するこ
とが好ましい。インクジェットヘッドからの吐出性とい
う観点からは、該液体の特性としては、例えばその粘度
を１〜１５ｃｐｓ、表面張力が２５×１０^-3Ｎ／ｍ（２
５ｄｙｎ／ｃｍ）以上、特には粘度を１〜５ｃｐｓ、表
面張力が２５×１０^-3〜５０×１０^-3Ｎ／ｍ（２５〜５
０ｄｙｎ／ｃｍ）とすることが好ましい。そして上記各
実施態様に係るインクに上記したような特性を担持させ
られる好ましい水性媒体の組成としては、例えばグリセ
リン、トリメチロールプロパン、チオジグリコール、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、イソプロピルアルコール及びアセチレン
アルコールを含むものとすることが好ましい。尚、アセ
チレンアルコールとしては、例えば下記化学式で示され
るアセチレンアルコールを挙げることができる。

【００２７】

【化４】（上記式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁴はそれぞれ独立して
アルキル基、具体的には例えば炭素数１〜４の直鎖状ま
たは分岐上のアルキル基を表し、ｍ及び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。）（インクジェット記録装置）インクジェット記録装置と
して、第１に熱エネルギーを利用した装置の主要部であ
るヘッド構成例を図１、図２及び図３に示す。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ＡＡ線での切断面図である。ヘッド１３はインク
を通す流路（ノズル）１４を有するガラス、セラミッ
ク、シリコン又はプラスチック板等と発熱素子基板１５
とを接着して得られる。発熱素子基板（発熱ヘッド）１
５は酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン等で形
成される保護層１６、アルミニウム、金、アルミニウム
−銅合金等で形成される電極１７−１、１７−２、Ｈｆ
Ｒ２、ＴａＮ、ＴａＡｌ等の高融点材料から形成される
発熱抵抗体層１８、熱酸化シリコン、酸化アルミニウム
等で形成される蓄熱層１９、シリコン、アルミニウム、
窒化アルミニウム等の放熱性のよい材料で形成される基
板２０より成り立っている。上記ヘッドの電極１７−１
及び１７−２にパルス状の電気信号が印加されると、発
熱素子基板１５のｎで示される領域が急速に発熱し、こ
の表面に接しているインクに気泡が発生し、その発生す
る圧力でメニスカス（不図示）が突出し、インクがヘッ
ドのノズル１４の開口端である吐出オリフィス（不図
示）よりインク小滴２４となり、記録媒体２５に向かっ
て飛翔する。

【００２８】一方、図３には図１に示したヘッドを多数
並べたマルチヘッドの外観図を示す。このマルチヘッド
はマルチ化のための溝２６を有するガラス板２７と、図
１に説明したものと同じ様な発熱ヘッド２８を接着して
作られている。図４に、このヘッドを組み込んだインク
ジェット記録装置の一例を示す。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固定されており、カンチレ
バーの形態をなす。ブレード６１は記録ヘッド６５によ
る記録領域に隣接した位置に配置され、又、本例の場
合、記録ヘッド６５の移動経路中に突出した形態で保持
される。６２は記録ヘッド６５の突出口面のキャップで
あり、ブレード６１に隣接するホームポジションに配置
され、記録ヘッド６５の移動方向と垂直な方向に移動し
て、インク吐出口面と当接し、キャッピングを行う構成
を備える。

【００２９】更に、６３はブレード６１に隣接して設け
られるインク吸収体であり、ブレード６１と同様、記録
ヘッド６５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及びインク吸収体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によって吐出口面に水分、塵埃等の除
去が行われる。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、６６は記録ヘッド
６５を搭載して記録ヘッド６５の移動を行うためのキャ
リッジである。キャリッジ６６はガイド軸６７と摺動可
能に系合し、キャリッジ６６の一部はモーター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に沿った移動
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。５１は被記録材を挿
入するための紙給部、５２は不図示のモーターにより駆
動される紙送りローラーである。

【００３０】これらの構成により記録ヘッドの６５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
につれて排紙ローラー５３を配した排紙部へ排紙され
る。以上の構成において記録ヘッド６５が記録終了して
ホームポジションへ戻る際、吐出回復部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。その結果、
記録ヘッド６５の吐出口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
中に突出するように移動する。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の時の位置
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。

【００３１】上述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
ッドが記録のため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。

【００３２】図５は、記録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カ
ートリッジ４５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にする。４
４は廃インクを受容するインク吸収体である。インク収
容部としてはインクとの接液面がポリオレフィン、特に
ポリエチレンで形成されているものが好ましい。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
様に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に示すようなそれらが一体になったもの
にも好適に用いられる。図６において、７０は記録ユニ
ットであり、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を用いる
ことが本発明にとって好ましい。又、インク吸収体を用
いず、インク収容部が内部にバネ等を仕込んだインク袋
であるような構造でもよい。７２はカートリッジ内部を
大気に連通させるための大気連通口である。この記録ユ
ニット７０は図４に示す記録ヘッド６５に換えて用いら
れるものであって、キャリッジ６６に対して着脱自在に
なっている。

【００３３】

【実施例】以下、実施例および比較例を用いてさらに具
体的に説明するが、本発明は、その要旨を越えない限
り、下記実施例により限定されるものではない。尚、以
下の記載で、部、％とあるものは特に断らない限り重量
基準である。

【００３４】製造例（顔料分散体）５．３ｇの水に５ｇの濃塩酸をとかした溶液に５℃にお
いてアントラニル酸１．５８ｇを加えた。これに、アイ
スバスで攪拌することにより常に１０℃以下に保たれた
状態で、５℃の８．７ｇの水に１．７８ｇの亜硝酸ナト
リウムを加えた溶液を加えた。１５分攪拌後、これに更
に表面積が３２０ｍ²／ｇでＤＢＰ吸油量が１２０ｍｌ
／１００ｇのカーボンブラック２０ｇを混合した状態の
まま加えた後、さらに１５分攪拌した。攪拌終了後に得
られたスラリーを東洋濾紙Ｎｏ２（アドバンティス社
製）で濾過し、顔料粒子を十分に水洗し、１１０℃のオ
ーブンで乾燥させ、さらに、この顔料に水を足して顔料
濃度１０重量％の顔料水溶液を作製した。以上の方法に
よりカーボンブラックの表面に−Ｐｈ−ＣＯＯＮａが導
入された。

【００３５】実施例下記表１に記載の成分を混合し、十分攪拌して溶解後、
ポアサイズ３．０μｍのミクロフィルター（富士フィル
ム製）にて加圧濾過し、本発明のインクを調整した。

【００３６】

【表１】比較例下記表２に記載の成分を混合し、十分攪拌して溶解後、
ポアサイズ３．０μｍのミクロフィルター（富士フィル
ム製）にて加圧濾過し、本発明のインクを調整した。

【００３７】

【表２】上記の実施例及び比較例の各々のインクを、記録信号に
応じた熱エネルギーをインクに付与することによりイン
クを吐出させるオンデマンド型マルチ記録ヘッドを有す
るインクジェット記録装置（商品名：ＢＪＣ−４００；
キヤノン（株）社製）用のインクカートリッジに充填
し、このインクジェット記録装置に装着して、記録ヘッ
ドの駆動条件、即ち熱発生手段（ヒーター）への通電条
件を、印加電圧２４Ｖ、パルス幅４．５μｓ、駆動周波
数６．２５ｋＨｚとして、各々のインクについて、多く
（１×１０⁷）のパルスを吐出させるノズルを５ノズ
ル、及び少ない（１×１０²）パルスを吐出させるノズ
ルを５ノズル用意し、これらのノズルからインクを吐出
させ、その後のヒーター面を顕微鏡により観察した。そ
の結果、実施例のインクではパルス数の大小によりヒー
ター面についた顔料の膜にほとんど差異が無いが、比較
例のインクでは膜に差が見られた。そして、各々のイン
クで、大小異なったパルスでインクを吐出させたときの
ノズルのヒーター面に付着した顔料の膜がパルス数の大
小によって大きく異なる場合には、その各々のノズルか
らの吐出量の差が大きくなる蓋然性が高く、またパルス
数の大小によってノズルのヒーター面に付着した顔料の
膜の状態に殆ど差異がなければその各々のノズルからの
吐出量の差も小さいか、あるいは殆ど無い蓋然性が高
い。このことから、実施例のインクは、比較例のインク
に対し、ノズルからのインク吐出量の安定化という点で
優れていることが分かった。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクに
よれば、文字品位、耐水性、耐光性等の堅牢性、に優れ
た画像が得られる。更に印字環境によらず安定した吐出
量が得られる。その結果、耐水性、耐光性等の堅牢性に
優れ、且つ高品位なインクジェット記録画像を安定して
形成することができる。

【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ＡＡ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。

【符号の説明】

１３ヘッド１４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２５被記録材２６溝２７ガラス板４０インク袋（インク収容部）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６９ベルト７０記録ユニット７１ヘッド部７２大気連通口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者真田幹雄東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者寺岡恒東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水性媒体中に、少なくとも１種の親水性
基を表面に有する自己分散型のカーボンブラック粒子及
びカルシウムを含むことを特徴とするインク。
【請求項２】前記親水性基が前記カーボンブラック粒
子表面に結合している請求項１に記載のインク。
【請求項３】前記親水性基が前記カーボンブラック粒
子表面に原子団を介して結合している請求項１または２
に記載のインク。
【請求項４】前記原子団が、炭素原子数１〜２の直鎖
状もしくは分岐鎖状のアルキレン基、置換若しくは未置
換のフェニレン基又は置換若しくは未置換のナフチレン
基である請求項３に記載のインク。
【請求項５】該親水性基が、下記式で示す基から選ば
れる少なくとも一種である請求項１記載のインク。 −ＣＯＯＭ、−ＳＯ₃Ｍ、−ＰＯ₃ＨＭ、−ＰＯ₃Ｍ₂、−
ＳＯ₂ＮＨ₂、−ＳＯ₂ＮＨＣＯＲ、−ＮＨ₃ ⁺、−Ｎ
Ｒ₃ ⁺、【化１】（但し、式中のＭはそれぞれ独立して水素原子、アルカ
リ金属、アンモニウム又は有機アンモニウムを表わし、
Ｒはそれぞれ独立して炭素原子数１〜１２のアルキル
基、置換若しくは未置換のフェニル基、又は置換若しく
は未置換のナフチル基を表わす。）
【請求項６】前記カルシウムがカルシウムイオンとし
て前記水性媒体中に存在する請求項１に記載のインク。
【請求項７】インクにエネルギーを与えてオリフィス
から記録媒体に向けて吐出させて該記録媒体に記録を行
う工程を有するインクジェット記録方法において、該イ
ンクが水性媒体中に、少なくとも１種の親水性基を表面
に有する自己分散型のカーボンブラック粒子およびカル
シウムを含むことを特徴とするインクジェット記録方
法。
【請求項８】該エネルギーが熱エネルギーである請求
項７に記載のインクジェット記録方法。
【請求項９】インクを収容した収容部、該インクを吐
出させるためのヘッド部を備えた記録ユニットにおい
て、該インクが水性媒体中に、少なくとも１種の親水性
基を表面に有する自己分散型のカーボンブラック粒子お
よびカルシウムを含むインクであることを特徴とする記
録ユニット。
【請求項１０】インクを収容したインク収容部を備え
たインクカートリッジにおいて、該インクが水性媒体中
に、少なくとも１種の親水性基を表面に有する自己分散
型のカーボンブラック粒子およびカルシウムを含むイン
クであることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項１１】インクにエネルギーを印加することに
よってオリフィスから該インクを吐出せしめる為の記録
ヘッドに接続して用いられるものであり、該記録ヘッド
に対して該インクを供給するための手段を備えている請
求項１０記載のインクカートリッジ。
【請求項１２】水性媒体中に、少なくとも１種の親水
性基を表面に有する自己分散型のカーボンブラック粒子
およびカルシウムを含むインクを収容したインク収容部
と、該インク収容部から供給される顔料インクにエネル
ギーを印加してオリフィスから吐出させるための記録ヘ
ッドとを有する記録ユニットを備えていることを特徴と
するインクジェット記録装置。
【請求項１３】水性媒体中に、少なくとも１種の親水
性基を表面に有する自己分散型のカーボンブラック粒子
およびカルシウムを含むインクを収容したインク収容部
を備えたインクカートリッジと、該インクカートリッジ
から供給される顔料インクにエネルギーを印加すること
によってオリフィスから吐出させるための記録ヘッドと
を備えていることを特徴とするインクジェット記録装
置。
【請求項１４】該エネルギーが熱エネルギーである請
求項１２又は１３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１５】前記熱エネルギーをインクに印加する
手段として、熱発生手段を具備している請求項１４に記
載のインクジェット記録装置。
【請求項１６】前記インクカートリッジに収容したイ
ンクを、前記記録ヘッドに対して供給するインク供給部
を有する請求項１３に記載のインクジェット記録装置。