JP2001081378A

JP2001081378A - インク、インクセット、インクカートリッジ、記録ユニット、画像記録装置及びインクジェット記録方法

Info

Publication number: JP2001081378A
Application number: JP26461999A
Authority: JP
Inventors: Koichi Osumi; 孝一大角; Shinya Mishina; 伸也三品; Shinichi Sato; 真一佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2001-03-27

Abstract

(57)【要約】【課題】有機顔料を用いているにもかかわらず、記録
媒体の影響を緩和し、カラー画像の形成の際のブリード
の発生が有効に抑制され、高発色、高品位の画像が安定
して得られるインク、インクセット、インクジェット記
録装置類及びインクジェット記録方法の提供。【解決手段】（Ｍ₁)₂ＳＯ₄、ＣＨ₃ＣＯＯ(Ｍ₁)、Ｐｈ
−ＣＯＯ(Ｍ₁)、（Ｍ₁)ＮＯ₃、（Ｍ₁)Ｃｌ、（Ｍ₁)Ｂ
ｒ、（Ｍ₁)Ｉ、（Ｍ₁)₂ＳＯ₃及び（Ｍ₁)₂ＣＯ₃（但し、
Ｍ₁はアルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウ
ムを表わし、Ｐｈはフェニル基を表わす）から選ばれる
少なくとも１種の塩と、自己分散型有機顔料とを含むイ
ンク、インクセット、インクカートリッジ、記録ユニッ
ト、画像記録装置及びインクジェット記録方法。

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、該インクを
用いたインクセット、インクカートリッジ、記録ユニッ
ト、画像記録装置及びインクジェット記録方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、優れた発色性や安定性を求め
られる水性記録液（インク）の着色剤として染料が利用
されてきている。しかし、染料は上記長所を有している
ものの、染料から形成された画像は、耐水性、耐光性等
の問題を有しており、改善が要求されている。近年、こ
れらの問題点を改良するために、染料の代わりに有機顔
料を着色剤として用いた水性インクが数多く提案されて
いる。例えば、特開平９−４０８９８号公報には、イン
クの着色剤として、有機顔料表面に親水性の高い低分子
化合物を吸着させた顔料を用いることによって、インク
の保存安定性と形成される画像の印字品位を両立させる
アイディアが開示されている。又、従来より数多く提案
されている、分散剤を用いることなく水に安定に分散／
溶解させることを可能とした自己分散型カーボンブラッ
クと同様に、顔料表面に官能基を直接結合させた有機顔
料分散体等が、米国特許第５８３７０４５号等に開示さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】本発明者らは、着
色剤として分散剤を用いない自己分散型有機顔料を含む
インクをインクジェット記録に用いる場合について種々
の検討を行なったところ、このようなインクは、従来よ
りインクジェット記録に用いられている染料インクと比
較してインクの発色性に劣ることを見出した。これに対
し、インクを極力記録媒体に浸透させないようにするこ
とで、インクの発色性を向上させる手法が考えられる。
しかし、この場合には、インクの浸透性を低くしたこと
による別の問題が発生する。即ち、この場合には、イン
クが記録媒体に浸透せずに記録媒体上に残ることになる
ため、色間境界での異なる色同士の滲み（以降、ブリー
ドと表現する）が発生する。

【０００４】従って、本発明の目的は、上記従来技術の
問題点を解決し、着色剤として有機顔料を用いているに
もかかわらず、記録媒体の種類によらず発色性に優れ、
且つ、カラー画像の形成の際のブリードの発生が有効に
抑制され、高品位の画像が安定して得られるインク、イ
ンクセット、インクカートリッジ、記録ユニット、画像
記録装置及びインクジェット記録方法を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的は以下の本発
明によって達成される。即ち、本発明は、（Ｍ₁)₂Ｓ
Ｏ₄、ＣＨ₃ＣＯＯ(Ｍ₁）、Ｐｈ−ＣＯＯ(Ｍ₁)、（Ｍ₁)
ＮＯ₃、（Ｍ₁)Ｃｌ、（Ｍ₁)Ｂｒ、（Ｍ₁)Ｉ、（Ｍ₁)₂Ｓ
Ｏ₃及び（Ｍ₁)₂ＣＯ₃（但し、Ｍ₁はアルカリ金属、アン
モニウム又は有機アンモニウムを表わし、Ｐｈはフェニ
ル基を表わす）から選ばれる少なくとも１種の塩と、自
己分散型有機顔料とを含むことを特徴とするインクであ
る。

【０００６】又、本発明は、異なる色のインクを２以上
有するカラー記録用インクセットにおいて、ブラック
用、シアン用、マゼンタ用、イエロー用、レッド用、グ
リーン用及びブルー用のインクの少なくとも１種のイン
クが、上記のインクであることを特徴とするインクセッ
トである。

【０００７】又、本発明は、上記のインクを収容してい
るインクタンクを備えていることを特徴とするインクカ
ートリッジ；上記のインクを収容したインク収容部及び
該インクを吐出させるためのヘッド部を備えたことを特
徴とする記録ユニット；上記のインクカートリッジ、該
インクカートリッジに収容されているインクを吐出させ
るための記録ヘッド及び該記録ヘッドに該インクカート
リッジからインクを供給する手段を備えていることを特
徴とする画像記録装置；及び上記の記録ユニットを備え
ていることを特徴とする画像記録装置である。

【０００８】又、本発明は、上記のインクを収容したイ
ンク収容部及び各々のインク収容部に収容されているイ
ンクを各々吐出させるためのヘッド部を備えていること
を特徴とする画像記録装置；上記の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、各々のインク
収容部に収容されているインクを各々吐出させるための
ヘッド部及び各々のインクを各々のインクカートリッジ
から各々のヘッド部に供給するための手段を備えている
ことを特徴とする画像記録装置：及び上記のインクを記
録媒体表面に向けて飛翔させて、記録媒体表面に付着さ
せることにより画像を記録することを特徴とするインク
ジェット記録方法である。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に好ましい実施の形態を挙げて
本発明を更に詳細に説明する。本発明のインクは、着色
剤の少なくとも一つとして、分散剤を用いない自己分散
型有機顔料を含み、更に、これに加えて特定の塩を含ん
でいることを特徴とする。本発明のインクは、通常、こ
れらの成分が水性媒体に分散乃至溶解されることで構成
されている。

【００１０】先ず、本発明で使用する塩について詳述す
る。本発明で使用する塩は、（Ｍ₁)₂ＳＯ₄、ＣＨ₃ＣＯ
Ｏ(Ｍ₁)、Ｐｈ−ＣＯＯ(Ｍ₁)、（Ｍ₁)ＮＯ₃、（Ｍ₁)Ｃ
ｌ、（Ｍ₁)Ｂｒ、（Ｍ₁)Ｉ、（Ｍ₁)₂ＳＯ₃及び（Ｍ₁)₂
ＣＯ₃から選ばれる少なくとも１種である。ここでＭ
₁は、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、Ｐｈはフェニル基を表わす。上記のアルカ
リ金属としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ
等が挙げらる。又、有機アンモニウムとしては、例え
ば、メチルアンモニウム、ジメチルアンモニウム、トリ
メチルアンモニウム、エチルアンモニウム、ジエチルア
ンモニウム、トリエチルアンモニウム、トリヒドロキシ
メチルアミン、ジヒドロキシメチルアミン、モノヒドロ
キシメチルアミン、モノエタノールアンモニウム、ジエ
タノールアンモニウム、トリエタノールアンモニウム、
Ｎ−メチルモノエタノールアンモニウム、Ｎ−メチルジ
エタノールアンモニウム、モノプロパノールアンモニウ
ム、ジプロパノールアンモニウム、トリプロパノールア
ンモニウム等が挙げられる。これらのアンモニウムは夫
々に相当する有機アミンから誘導される。

【００１１】上記したような塩を、自己分散型有機顔料
を着色剤として含むインク中に含有させることによっ
て、カラー画像の形成においてブリードの発生が有効に
抑制され、しかも、記録媒体の種類によって画像品質が
大きく変化することがなく、普通紙においても安定的に
高発色、高品位画像を形成することが可能になる。かか
る効果が得られる詳細な理由やメカニズムは明らかでな
いが、本発明者らは、以下のように考えている。

【００１２】例えば、上記インクをインクジェット記録
方法によって紙面等の記録媒体上に飛翔させ、付着させ
た場合に、インクが紙面に付着した後、記録媒体上でイ
ンクの固液分離が速やかに起るためであると考えてい
る。即ち、インクの固液分離が速いと、着色剤が紙内部
へと浸透しづらくなり、紙等の記録媒体中深くまで着色
剤が浸透することが起こらないため、記録媒体の影響を
緩和し、発色性に優れ、シャープネスさ等が損なわれる
ことのない高品位画像が得られる。更に、インクの固液
分離が速いと、記録媒体上にインクが付着すると、直ち
にインク中の溶剤が着色剤と分かれて紙中深くまで浸透
するので、着色剤の固化が速やかに起こる。この結果、
カラー画像を形成する際に、異なる色彩のインクが隣接
された場合においても、インク中の着色剤が隣接する他
の色のインク側に滲み出すことが生じにくくなり、色間
境界で生じる異なる色同士の滲みの発生が有効に抑制さ
れる。

【００１３】かかる効果は、上記塩の含有量を、インク
全重量に対して、好ましくは０．０５〜１０重量％、よ
り好ましくは０．１〜５重量％とした場合に最も良好に
得られる。又、上記に挙げた塩の中でも、特に、（Ｍ₁)
₂ＳＯ₄（例えば、硫酸カリウム等）、或いは、Ｐｈ−Ｃ
ＯＯ(Ｍ₁）（例えば、安息香酸アンモニウム等）は、自
己分散型有機顔料との相性がよく、インクに特に優れた
固液分離効果をもたらす。

【００１４】次に、上記した塩と共に本発明のインクを
構成する着色剤について説明する。本発明のインクに使
用する着色剤は、自己分散型有機顔料である。本発明で
用いる自己分散型有機顔料としては、米国特許第５８３
７０４５号等で提案されている通り、従来より数多く提
案されている分散剤を用いずに水に安定して分散／溶解
可能なカーボンブラックと同様に、顔料表面に官能基を
直接結合させる有機顔料分散体等が好適に用いられる。
顔料表面に官能基を直接結合させるための有機顔料とし
ては、第一級アミンを持たない有機顔料である必要があ
り、この中でも特に、フタロシアニン系有機顔料、キナ
クリドン系有機顔料、アントラキノン系有機顔料、ペリ
レン系有機顔料、チオインジゴ系有機顔料、アゾ系有機
顔料等からなる群より選ばれる１種乃至２種以上が好適
に用いられる。

【００１５】具体的な有機顔料としては、ピグメントブ
ルー１５等のフタロシアニンブルー等のフタロシアニン
系有機顔料、ピグメントオレンジ４８、４９、ピグメン
トレッド１２２、１９２、２０２、２０６、２０７、２
０９、ピグメントバイオレット１９、４２等のキナクリ
ドン系有機顔料、ピグメントレッド４３、１９４、２１
６、２２６等のアントラキノン系有機顔料、ピグメント
レッド１２３、１４９、１７９、１８９、１９０、２２
４等のペリレン系有機顔料、ピグメントレッド８６、８
７、８８、１８１、１９８、ピグメントバイオレット３
６、３８等のチオインジゴ系有機顔料等が例示できる。
導入される官能基としては、例えば、下記のものが挙げ
られる。

【００１６】次に、本発明のインクの媒体について説明
する。本発明のインクは、上述した塩及び自己分散型有
機顔料とを含有してなるが、これらは、通常、水性媒体
に溶解乃至分散されて水性インクを構成する。水性媒体
としては、例えば、水、或いは水と水溶性有機溶媒との
混合溶媒が挙げられるが、本発明においては、水と水溶
性有機溶媒との混合溶媒を使用することが好ましい。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
ものが特に好ましい。

【００１７】水溶性有機溶媒としては、例えば、メチル
アルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコー
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、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトアルコー
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
を含むポリオール類；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。上記のような水溶性有
機溶媒は、単独でも或いは混合物としても使用すること
ができる。又、水としては脱イオン水を用いることが望
ましい。

【００１８】本発明のインク中に含有される水溶性有機
溶媒の量は特に限定されないが、インク全重量に対して
３〜５０重量％の範囲が好適である。又、インクに含有
される水の量は、インク全重量に対して５０〜９５重量
％の範囲が好適である。

【００１９】本発明のインクは、筆記具用インクやイン
クジェット記録用インクに用いることができる。本発明
のインクは、特に、インクジェット記録用インクとして
用いることが好ましい。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、インク液滴
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インク液滴を吐出する記録方法があ
るが、本発明のインクは、これらの何れの記録方法にも
好適である。

【００２０】ところで、本発明のインクをインクジェッ
ト記録用に用いる場合には、インクジェット記録ヘッド
から吐出可能である特性を有するように調製することが
好ましい。インクジェット記録ヘッドからの吐出性とい
う観点からは、インクの特性としては、例えば、その粘
度が１〜１５ｃＰｓ、表面張力が２５ｄｙｎ／ｃｍ以上
とすることが好ましく、特には、粘度が１〜５ｃＰｓ、
表面張力が２５〜５０ｄｙｎ／ｃｍとすることがより好
ましい。そして、本発明のインクに上記したような特性
を担持させることのできる水性媒体の好ましい組成とし
ては、水及び水溶性有機溶媒からなる混合溶媒を用い、
更に、水溶性有機溶媒として、前述のものの中でも、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、イソ
プロピルアルコール、アセチレンアルコールを使用する
ことが挙げられる。

【００２１】更に上記の成分の他に、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、ｐＨ調整剤、酸化防止剤等を添加
することができ、更に、調色等を目的として、市販の水
溶性染料等を添加してもよい。

【００２２】次に、本発明の異なる色のインクを２以上
有するインクセットについて説明する。上記で説明した
本発明のインクは、特定の塩と自己分散型有機顔料とを
含有するが、本発明のインクセットは、適宜に自己分散
型有機顔料を選択することで、例えば、シアン用、マゼ
ンタ用及びイエロー用の本発明のインクを夫々調製し、
これらを組み合わせることによって、或いは、少なくと
も１色の本発明のインクと、他のインクとを組合わせる
ことによって、カラー画像の形成に好適なインクセット
として提供することができる。この際、本発明のインク
と組み合わせてインクセットを構成する場合の他のイン
ク（以下、単に他のインクと呼ぶ）を調製する場合に用
いる着色剤としては、下記に挙げるような公知の染料や
顔料を用いることができる。他のインク中に含有させる
着色剤の含有量としては、インク全重量に対して、０．
１〜１５重量％、特には１〜１０重量％の範囲とするこ
とが好ましい。

【００２３】先ず、他のインク中に含有させる染料とし
ては、例えば、酸性染料、反応染料、直接染料、食用染
料等を用いることができる。これらのアニオン性染料と
しては既存のものでも、新規に合成したものでもよく、
画像を形成した場合に、適度な色調と濃度を有する画像
が得られるものであれば大抵のものを用いることができ
る。又、これらのうちの何れかを混合して用いることも
可能である。

【００２４】下記に、他のインクに用いることのできる
アニオン性染料の具体例について、インクの色調別に例
示する。（イエロー用の色材）Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー：８、１１、１２、２７、
２８、３３、３９、４４、５０、５８、８５、８６、８
７、８８、８９、９８、１００、１１０Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー：１、３、７、１１、１７、
２３、２５、２９、３６、３８、４０、４２、４４、７
６、９８、９９Ｃ．Ｉ．リィアクティブイエロー：２、３、１７、２
５、３７、４２Ｃ．Ｉ．フードイエロー：３

【００２５】（レッド用の色材）Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド：２、４、９、１１、２０、
２３、２４、３１、３９、４６、６２、７５、７９、８
０、８３、８９、９５、１９７、２０１、２１８、２２
０、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２
９、２３０Ｃ．Ｉ．アシッドレッド：６、８、９、１３、１４、１
８、２６、２７、３２、３５、４２、５１、５２、８
０、８３、８７、８９、９２、１０６、１１４、１１
５、１３３、１３４、１４５、１５８、１９８、２４
９、２６５、２８９Ｃ．Ｉ．リィアクティブレッド：７、１２、１３、１
５、１７、２０、２３、２４、３１、４２、４５、４
６、５９Ｃ．Ｉ．フードレッド：８７、９２、９４

【００２６】（ブルー用の色材）Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー：１、１５、２２、２５、４
１、７６、７７、８０、８６、９０、９８、１０６、１
０８、１２０、１５８、１６３、１６８、１９９、２２
６Ｃ．Ｉ．アシッドブルー：１、７、９、１５、２２、２
３、２５、２９、４０、４３、５９、６２、７４、７
８、８０、９０、１００、１０２、１０４、１１７、１
２７、１３８、１５８、１６１Ｃ．Ｉ．リィアクティブブルー：４、５、７、１３、１
４、１５、１８、１９、２１、２６、２７、２９、３
２、３８、４０、４４、１００

【００２７】（ブラック用色材）Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック：１７、１９、２２、３
１、３２、５１、６２、７１、７４、１１２、１１３、
１５４、１６８、１９５Ｃ．Ｉ．アシッドブラック：２、４８、５１、５２、１
１０、１１５、１５６Ｃ．Ｉ．フードブラック１、２

【００２８】更に、他のインクの着色剤として用いるこ
とができる顔料としては、下記に挙げるカーボンブラッ
クが挙げられる。（カーボンブラック）例えば、ファーネスブラック、ラ
ンプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラッ
ク等のカーボンブラックが挙げられる。市販されている
カーボンブラックとしては、例えば、下記に挙げるもの
を使用できる。

【００２９】レイヴァン（Ｒａｖｅｎ）７０００、レイ
ヴァン５７５０、レイヴァン５２５０、レイヴァン５０
００、レイヴァン３５００、レイヴァン２０００、レイ
ヴァン１５００、レイヴァン１２５０、レイヴァン１２
００、レイヴァン１１９０ＵＬＴＲＡ−ＩＩ、レイヴァ
ン１１７０、レイヴァン１２５５（以上、コロンビア社
製）、ブラックパールズ（ＢｌａｃｋＰｅａｒｌｓ）
Ｌ、リーガル（Ｒｅｇａｌ）４００Ｒ、リーガル３３０
Ｒ、リーガル６６０Ｒ、モウグル（Ｍｏｇｕｌ）Ｌ、モ
ナク（Ｍｏｎａｒｃｈ）７００、モナク８００、モナク
８８０、モナク９００、モナク１０００、モナク１１０
０、モナク１３００、モナク１４００、ヴァルカン（Ｖ
ａｌｃａｎ）ＸＣ−７２Ｒ（以上、キャボット社製）、
カラーブラック（ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ）ＦＷ１、カ
ラーブラックＦＷ２、カラーブラックＦＷ２Ｖ、カラー
ブラック１８、カラーブラックＦＷ２００、カラーブラ
ックＳ１５０、カラーブラックＳ１６０、カラーブラッ
クＳ１７０、プリンテックス（Ｐｒｉｎｔｅｘ）３５、
プリンテックスＵ、プリンテックスＶ、プリンテックス
１４０Ｕ、プリンテックス１４０Ｖ、スペシャルブラッ
ク（ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ）６、スペシャルブラ
ック５、スペシャルブラック４Ａ、スペシャルブラック
４（以上、デグッサ社製）、Ｎｏ．２５、Ｎｏ．３３、
Ｎｏ．４０、Ｎｏ．４７、Ｎｏ．５２、Ｎｏ．９００、
Ｎｏ．２３００、ＭＣＦ−８８、ＭＡ６００、ＭＡ７、
ＭＡ８、ＭＡ１００（以上、三菱化学社製）等。又、マ
グネタイト、フェライト等の磁性体微粒子やチタンブラ
ック等を黒色顔料として用いてもよい

【００３０】他のインク中に含有させる上記した着色剤
の含有量は、例えば、インクジェット記録に用いる場合
には、該インクが優れたインクジェット吐出特性を備
え、又、所望の色調や濃度を有するように適宜選択すれ
ばよいが、目安としては、インク全重量に対して３〜５
０重量％の範囲が好ましい。又、インクに含有される水
の量は、インク全重量に対して５０〜９５重量％の範囲
が好ましい。

【００３１】更に、上記の他のインクを調製する際に用
いる溶媒又は分散媒としては、例えば、水、或いは水と
水溶性有機溶媒との混合溶媒が挙げられる。水溶性有機
溶媒としては、前記した本発明のインクに使用するもの
と同様のものが使用できる。又、上記のインクをインク
ジェット記録方法（例えば、バブルジェット法等）で記
録媒体に付着させる場合には、本発明のインクの場合と
同様に、優れたインクジェット吐出特性を有するよう
に、インクが、前述した所望の粘度、表面張力を有する
ように調製することが好ましい。

【００３２】上記のようにして構成した本発明のインク
セットを用いて、カラー画像を形成し、２色以上のイン
クが隣接するような記録を行なった場合に、ブリーディ
ングの発生を極めて有効に抑えることができる。前述し
たように、このような構成のインクセットがブリーディ
ングを有効に抑制できる理由は、本発明のインク中に特
定の塩を併存させた効果として、該インクが記録媒体に
付着した後の固液分離と、それに引き続く色材の固化が
速やかに起こる結果、カラー画像の異なる色の境界部に
おいて、インクが隣接する他の色のインク側に滲み出に
くくなるためと考えられる。

【００３３】次に、本発明のインク又はインクセットを
好適に用いることができるインクジェット記録技術につ
いて説明する。インクジェット記録装置として、インク
の吐出に熱エネルギーを利用する装置の主要部であるヘ
ッド構成例を、図１及び図２に示した。

【００３４】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１５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
及び１７−２、ＨｆＢ₂、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。

【００３５】上記ヘッド１３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２３が突出し、インクがヘッド１３のノズル１
４を通して吐出し、吐出オリフィス２２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。

【００３６】図３に、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した。このマルチヘッドは、
マルチノズル２６を有するガラス板２７と、図１に説明
したものと同じような発熱ヘッド２８を接着して作られ
ている。

【００３７】図４に、このヘッド１３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。

【００３８】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。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。

【００３９】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記録媒体にインクを
吐出して記録を行う記録ヘッド、６６は、記録ヘッド６
５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
能に係合し、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、記録媒体を
挿入するための給紙部、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。

【００４０】これらの構成により、記録ヘッド６５の吐
出口面と対向する位置へ記録媒体が給紙され、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。

【００４１】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。

【００４２】上述の記録ヘッド６５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。

【００４３】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イ
ンクカートリッジ４５の一例を示す図である。ここで４
０は、供給用インクを収納したインク収容部、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。４４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。

【００４４】本発明のインク又はインクセットを好適に
用いることができるインクジェット記録装置としては、
上述のよう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
いることが好ましい。

【００４５】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に代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。

【００４６】次に、力学的エネルギーを利用したインク
ジェット記録装置の形態として、複数のノズルを有する
ノズル形成基板と、ノズルに対向して配置される圧電材
料と導電材料からなる圧力発生素子と、この圧力発生素
子の周囲を満たすインクを備え、印加電圧により圧力発
生素子を変位させ、インクの小液滴をノズルから吐出さ
せるオンデマンドインクジェット記録ヘッドを挙げる。
その記録装置の主要部である記録ヘッドの構成例を図７
に示す。

【００４７】ヘッドは、インク室（不図示）に連通した
インク流路８０と、所望の体積のインク滴を吐出するた
めのオリフィスプレート８１と、インクに直接圧力を作
用させる振動板８２と、この振動板８２に接合され、電
気信号により変位する圧電素子８３と、オリフィスプレ
ート８１と、振動板等を指示固定するための基板８４と
から構成されている。

【００４８】図７において、インク流路８０は、感光性
樹脂等で形成され、オリフィスプレート８１は、ステン
レス、ニッケル等の金属を電鋳やプレス加工による穴あ
け等により吐出口８５が形成され、振動板８２は、ステ
ンレス、ニッケル、チタン等の金属フィルム及び高弾性
樹脂フィルム等で形成され、圧電素子８３は、チタン酸
バリウム、ＰＺＴ等の誘電体材料で形成される。

【００４９】以上のような構成の記録ヘッドは、圧電素
子８３にパルス状の電圧を与え、ひずみ応力を発生さ
せ、そのエネルギーが圧電素子８３に接合された振動板
を変形させ、インク流路８０内のインクを垂直に加圧し
インク滴（不図示）をオリフィスプレートの吐出口８５
より吐出して記録を行うように動作する。このような記
録ヘッドは、図４に示したものと同様な記録装置に組み
込んで使用される。記録装置の細部の動作は先述と同様
に行うもので差し支えない。

【００５０】本発明のインクセットを用いてカラー画像
を記録する場合には、例えば、前記図３に示した記録ヘ
ッドを４つキャリッジ上に並べた記録装置を好適に用い
ることができる。図８はその一例であり、９１、９２、
９３及び９４は、各々イエロー、マゼンタ、シアン及び
ブラックのインクを吐出するための記録ユニットであ
る。該記録ユニットは、前記した記録装置のキャリッジ
上に配置され、記録信号に応じて各色のインクを吐出す
る。

【００５１】又、図９では記録ユニットを４つ使用した
例を示したが、これに限定されず、例えば、図８に示し
たように、１つの記録ヘッドで上記の４色のインクを各
々含むインクカートリッジ８６〜８９から供給される各
色のインクを、各々個別に吐出させることができるよう
にインク流路を分けて構成した記録ヘッド９０に取付け
て記録を行なうこともできる。

【００５２】

【実施例】以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更
に具体的に説明するが、本発明は、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」及び
「％」とあるものは特に断らない限り重量基準である。＜実施例１＞（自己分散型有機顔料分散液）７０℃のウォーターバス
内のビーカーで、２０ｇのフタロシアニンブルー（Ｃ．
Ｉ．ピグメントブルー１５）と４ｇのスルファニル酸を
混合する。７４．３２ｇの蒸留水に１．６８ｇの亜硝酸
ナトリウムを溶かした溶液を、上記の顔料スラリーによ
く攪拌しながら混合する。このスラリーに、ｐＨが２に
なるまで塩酸を加え、マグネット・スターラーを用い、
７０℃の環境下で１時間よく攪拌し、その後、７０℃の
オーブンで乾燥させる。こうして得られたものが、顔料
表面に、Ｃ₆Ｈ₄ＳＯ₃−Ｎａ^＋基が導入された乾燥した
有機顔料である。更に、これから反応副生成物を取り除
き、６ｇの表面に上記官能基が導入された自己分散型有
機顔料を抽出した。更に、この自己分散型有機顔料に水
を足して、顔料分が１０重量％の自己分散型有機顔料分
散液を作製した。

【００５３】（ブルーインク１）上記で得られた自己分
散型有機顔料分散液を含む下記の成分を混合撹拌後、再
び遠心分離機にて粗粒分を除去し、本実施例のブルーイ
ンク１とした。・上記自己分散型有機顔料分散液５０重量部・硫酸カリウム１重量部・ジエチレングリコール１０重量部・イソプロピルアルコール３重量部・サーフィノール４６５（日信化学工業製）０．０５重量部・超純水３５．９５重量部

【００５４】＜比較例１＞実施例１のブルーインク中に
硫酸カリウムを添加しない以外は全く同様のブルーイン
クを作製し、これを比較例１のブルーインクとした。

【００５５】＜評価＞上記で得られた実施例１及び比較
例１のブルーインクを用いて、以下のテストを実施し、
夫々評価した。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−４０００；キヤノン（株）社製）
で、下記の５種類のコピー用普通紙Ａ〜Ｅに記録を行な
った。そして、この記録結果について、下記で説明した
ようにして評価を行い、その結果を表１に示した。

【００５６】評価に用いた記録媒体としてのコピー用普
通紙Ａ〜Ｅには、下記のものを使用した。以下における
コピー用普通紙Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは全てこのコピー用
普通紙Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに対応するものとする

【００５７】（発色性）上記の実施例１及び比較例１の
ブルーインクインクを用い、上記したインクジェット記
録装置で、上記の５種類のコピー用普通紙に文字印字を
行い、その時の文字の発色性を下記の基準で評価した。
その結果を表１に示した。

【００５８】

【００５９】＜実施例２＞下記のブルーインクと、以下
に示す他のインクを組み合わせてインクセットとした。（ブルーインク２）上記実施例１のブルーインク中の硫
酸カリウムを、安息香酸アンモニウムに代えた以外は全
く同様にして、本実施例の自己分散型有機顔料分散液を
含むブルーインク２を作製した。

【００６０】（イエローインク）以下の成分を混合し、
十分攪拌して溶解後、ポアサイズ０．２μｍのミクロフ
ィルター（富士フィルム製）にて加圧濾過し、イエロー
インクを調製した。・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物（商品名：アセチレノールＥＨ川研ファインケミカル（株）社製）１部・ジエチレングリコール１０部・グリセリン５部・Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー８６３部・水８１部

【００６１】（マゼンタインク）以下の成分を用いて、
上記のイエローインクと同様にしてマゼンタインクを調
製した。・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物（商品名：アセチレノールＥＨ川研ファインケミカル（株）社製）１部・チオジグリコール２０部・Ｃ．Ｉ．アシッドレッド３５３部・水７６部

【００６２】（ブラックインク）以下の成分を用いて、
上記イエローインクと同様にしてブラックインクを調製
した。・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物（商品名：アセチレノールＥＨ川研ファインケミカル（株）社製）１部・ジエチレングリコール３５部・Ｃ．Ｉ．フードブラック２３部・水６１部

【００６３】上記で調製したブルーインク２、イエロー
インク、マゼンタインク、ブラックインクを下記の様に
組合わせてインクセットを作製した。

【００６４】＜比較例２＞実施例２と同様に、比較例１
のブルーインクと実施例２で使用したイエローインク、
マゼンタインク、ブラックインクを用いてインクセット
とした。

【００６５】＜評価＞上記で得られた実施例２及び比較
例２のインクセットを用いて、以下の印字テストを実施
した。これらのインクセットを用いて、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：ＢＪＣ４０００；キヤ
ノン（株）社製）で、先の５種類のコピー用普通紙Ａ〜
Ｅに記録を行なった。そして、この記録結果について、
下記で説明したようにして、各色間の境界滲み（ブリー
ディング）の発生について評価を行い、その結果を表２
に示した。

【００６６】（ブリーディング）ブリーディングを評価
するための印字画像は、上記した各普通紙の１０ｃｍ四
方の正方形内に５×５のマス目で仕切り、各カラーイン
クを交互にベタ印字したものを用いた。そして、ブルー
インクの印字部と、他の色のインクの印字部の境界のブ
リーデイングを目視で観察し、下記の基準で評価した。

【００６７】上記表２の結果から明らかなように、比較例２のインク
セットを使用した場合は、ブリーディングの点で満足の
いくものではなかった。これに対し、実施例２のインク
セットを用いた場合は、いずれの記録媒体においても、
ブリーディングが抑制された良好なカラーインクジェッ
ト記録画像が安定して得られた。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えば下記の効果を得られる。（１）いずれの記録媒体においても、ブリーディングを
有効に抑えることのできるインクセットを得ることがで
きる。（２）画像品位に与える記録媒体の影響を緩和し、高品
位な画像を安定して形成できるインク、画像形成装置、
画像形成方法及びそれらに用いられるインクカートリッ
ジ、及び記録ユニットを得ることができる。

【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】インクジェット記録ヘッドの別の構成例を示す
概略斜視図である。

【図８】４つのインクカートリッジが取り付けられた記
録ヘッドの概略説明図である。

【図９】４つの記録ヘッドがキャリッジ上に並べられて
いる構成を示す概略説明図である。

【符号の説明】

１３：ヘッド１４：流路（ノズル）１５：発熱素子基板１６：保護層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：記録媒体２６：マルチノズル２７：ガラス板２８：発熱ヘッド４０：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：モーター６９：ベルト７０：記録ユニット７１：ヘッド部７２：大気連通口８０：インク流路８１：オリフィスプレート８２：振動板８３：圧電素子８４：基板８５：吐出口８６、８７、８８、８９：インクカートリッジ９０：記録ヘッド９１、９２、９３、９４：記録ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤真一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Ｆターム(参考） 2C056 FC01 2H086 BA03 BA55 BA59 BA62 4J039 BA10 BA16 BA17 BA18 BA29 BC17 BC19 BC33 BC35 BC60 BE01 CA06 EA15 EA16 EA17 EA19 EA20 EA42 EA44 EA47 GA24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ｍ₁)₂ＳＯ₄、ＣＨ₃ＣＯＯ（Ｍ₁）、Ｐ
ｈ−ＣＯＯ(Ｍ₁)、（Ｍ₁)ＮＯ₃、（Ｍ₁)Ｃｌ、（Ｍ₁)Ｂ
ｒ、（Ｍ₁)Ｉ、（Ｍ₁)₂ＳＯ₃及び（Ｍ₁)₂ＣＯ₃（但し、
Ｍ₁はアルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウ
ムを表わし、Ｐｈはフェニル基を表わす。）から選ばれ
る少なくとも１種の塩と、自己分散型有機顔料とを含む
ことを特徴とするインク。
【請求項２】塩を、インク全重量に対して０．０５〜
１０重量％含む請求項１に記載のインク。
【請求項３】塩を、インク全重量に対して０．１〜５
重量％含む請求項２に記載のインク。
【請求項４】異なる色のインクを２以上有するカラー
記録用インクセットにおいて、ブラック用、シアン用、
マゼンタ用、イエロー用、レッド用、グリーン用及びブ
ルー用のインクの少なくとも１種のインクが、請求項１
〜３の何れか１項に記載のインクであることを特徴とす
るインクセット。
【請求項５】請求項１〜３の何れか１項に記載のイン
クを収容しているインクタンクを備えていることを特徴
とするインクカートリッジ。
【請求項６】請求項１〜３の何れか１項に記載のイン
クを収容したインク収容部及び該インクを吐出させるた
めのヘッド部を備えていることことを特徴とする記録ユ
ニット。
【請求項７】請求項５に記載のインクカートリッジ、
該インクカートリッジに収容されているインクを吐出さ
せるための記録ヘッド及び該記録ヘッドに該インクカー
トリッジからインクを供給する手段を備えていることを
特徴とする画像記録装置。
【請求項８】請求項６に記載の記録ユニットを備えて
いることを特徴とする画像記録装置。
【請求項９】請求項１〜３の何れか１項に記載のイン
クを収容したインク収容部及び各々のインク収容部に収
容されているインクを各々吐出させるためのヘッド部を
備えていることを特徴とする画像記録装置。
【請求項１０】請求項１〜３の何れか１項に記載のイ
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、各々のインク収容部に収容されているインクを各々
吐出させるためのヘッド部及び各々のインクを各々のイ
ンクカートリッジから各々のヘッド部に供給するための
手段を備えていることを特徴とする画像記録装置。
【請求項１１】請求項１〜３の何れか１項に記載のイ
ンクを記録媒体表面に向けて飛翔させて、該記録媒体表
面に付着させることにより画像を記録することを特徴と
するインクジェット記録方法。
【請求項１２】インクを飛翔させるためのエネルギー
が、熱エネルギーである請求項１１に記載のインクジェ
ット記録方法。
【請求項１３】インクを飛翔させるためのエネルギー
が、力学的エネルギーである請求項１１に記載のインク
ジェット記録方法。