JP2001098195A - インク、インクセット及びこれを用いたインクジェット記録方法 - Google Patents

インク、インクセット及びこれを用いたインクジェット記録方法

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JP2001098195A JP28041499A JP28041499A JP2001098195A JP 2001098195 A JP2001098195 A JP 2001098195A JP 28041499 A JP28041499 A JP 28041499A JP 28041499 A JP28041499 A JP 28041499A JP 2001098195 A JP2001098195 A JP 2001098195A
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resin
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Yutaka Kurabayashi
豊 倉林
Makiko Ichikawa
真紀子 市川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像濃度及び耐水性に優れる画像を与える顔
料系インクのメリットを損なわずに、更に、耐ラインマ
ーカー性、耐擦過性等のインクジェット記録画像の定着
性を改善し、しかも、インクジェット記録時の安定性
(吐出耐久性、吐出安定性、耐目詰まり性等)にも優れ
たインク、インクセット及びこれを用いたインクジェッ
ト記録方法の提供。 【解決手段】 着色剤が内包している着色剤内包樹脂、
顔料が分散している顔料分散体、及び溶剤を含有するイ
ンクであって、上記樹脂が造膜性を有することを特徴と
するインク、インクセット及びこれを用いたインクジェ
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、インクジェット記
録に適した信頼性に優れ、普通紙に対しても高い画像濃
度を与えることが可能であり、耐水性に優れ、耐擦過性
や耐ラインマーカー特性(以下、単に、耐マーカー性と
呼ぶ)等の定着性に優れたインクに関し、更に、ブラッ
クを含む普通紙上への多色印刷においてブラックと他の
色の境界部におけるカラーブリードの発生を抑制できる
をインクセット及びインクジェット記録方法に関する。
【0002】
【従来の技術】インクジェット記録方法は、インクの小
滴を飛翔させ、紙等の記録媒体にインクを付着させて記
録を行うものである。特に、特公昭61−59911号
公報、特公昭61−59912号公報、特公昭61−5
9914号公報において開示された方式、即ち、吐出エ
ネルギー供給手段として電気熱変換体を用い、熱エネル
ギーをインクに与えて気泡を発生させることにより液的
を発生させる方式のインクジェット記録方法によれば、
記録ヘッドの高密度マルチオリフィス化を容易に実現す
ることができ、高解像度及び高品位の画像を高速で記録
することができる。
【0003】しかしながら、インクジェット記録方法に
用いられるインクの色材には、通常、水溶性染料が使用
されており、特に、普通紙上に形成した記録画像の耐水
性、耐マーカー性が充分ではなかった。又、普通紙上
に、ブラックを少なくとも含む多色印刷を行なう場合
に、ブラック画像と他の色のカラー画像の境界部におい
て、インク同士の混合によって所謂カラーブリードが発
生し、画像品位が損なわれることがあった。このような
カラーブリードの発生を低減しつつ、上記の課題、即
ち、ブラック印刷部における高い画像濃度、耐水性、耐
マーカー性を同時に満足し得るインクジェット用ブラッ
クインクはこれまでに得られていない。
【0004】インクジェット記録画像の耐水性の問題を
改良する手段、及び、ブラックとカラー間のカラーブリ
ードの発生を低減する方法は、現在までに多数提案され
ている。例えば、記録画像の耐水性改良に関しては、下
記に挙げる(1)〜(4)等の方法が考えられている。
【0005】更には、特開平03−172362号公報
に記載されている、水と着色剤と固着剤としてのカチオ
ン性エマルジョンを必須成分として含有するインクや、
特開平08−239610号公報に示されるような、顔
料と着色樹脂及び保湿剤を必須成分とするインクが知ら
れている。
【0006】又、ブラックとカラー間のカラーブリード
の発生を低減させる方法としては、具体的には、例え
ば、下記に挙げる(5)及び(6)等の方法が考えられ
ている。
【0007】しかしながら、上記従来技術には次のよう
な課題があった。上記(1)の、記録画像の耐水性改良
に対しての水溶性染料自体の水への溶解度を抑制する方
法では、耐水性を充分向上させることが難しく、又、染
料の発色性に寄与しない部分の分子量が上がるために実
質的に分子吸光係数が低下し、画像濃度(OD)や発色
性が低下する等の問題点もあり、更に、上記方法では、
普通紙上での耐マーカー性も充分には改良されなかっ
た。
【0008】又、上記(2)の、記録画像の耐水性改良
に対しての、水溶性染料に種々の添加剤を添加する方
法、例えば、カチオン性界面活性剤等を加え、アニオン
性水溶性染料を造塩した後、その造塩染料を溶解し易い
溶剤と共に使用する方法では、耐水性の改善は、上記
(1)の染料自体の水への溶解度を制御する方法よりも
耐水性の改善効果は見られるものの、水溶性染料の可溶
化基であるアニオン性基と添加剤のカチオン性基の相互
作用のために、高いOD、発色性を得ることが困難に
り、更に、普通紙上に形成した記録画像での耐マーカー
性等もあまり改善されず、又、インク自体の安定性にも
劣るという欠点があった。
【0009】上記(3)の、色材として油溶性染料を使
用する方法の場合の問題点としては、発色性が水溶性染
料並みに得らない等のことがある。更に、上記(4)
の、色材に顔料を使用する方法では、特にカーボンブラ
ックを用いた場合に、高い画像濃度、優れた耐水性を実
現した記録画像が得られるものの、特に普通紙上に形成
した記録画像での、耐擦過性、耐マーカー性が充分でな
い等の問題がある。
【0010】更に、特開平03−172362号公報に
示されるような、水と着色剤と固着剤としてのカチオン
性エマルジョンを必須成分として含有するインクについ
ても、擦過性向上、耐マーカー性向上のために固着剤の
添加量を多くすると、インクの粘度が上昇するという問
題が生じ、低い固形分量では相対的に着色剤の含有率が
低下し、インクジェット記録により高い画像濃度を実現
できなくなる。又、特開平08−239610号公報に
示されるような、顔料と着色樹脂及び保湿剤を必須成分
とするインクの場合、樹脂への染料染着の程度が低いた
めに、ODの向上には大きく寄与しない。
【0011】このように、インクジェット用の顔料イン
クを設計する場合に、記録画像の耐擦過性、耐マーカー
性を向上させるには、インク中における顔料の分散剤の
量を増加させなければならないが、これは、保存安定
性、吐出安定性等に悪影響を与える因子として働き、結
局、画像濃度が高く、耐水性、耐擦過性、耐マーカー性
に優れ、且つ、普通紙に対してブラックを含む多色印刷
を行なった場合に、ブラックと他のカラーの間のカラー
ブリードを低減し、更に、インクの保存安定性、吐出安
定性に優れるインクジェット記録用インクは従来技術で
は得られなかった。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、以下に記載するインクジェット記録における従来技
術の課題(1)〜(7)を同時に満足し得るインクを提
供するためになされたものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、下記の本
発明によって達成される。即ち 本発明は、着色剤が内
包されている着色剤内包樹脂、顔料が分散している顔料
分散体、及び溶剤を含有するインクであって、上記樹脂
が造膜性を有することを特徴とするインク、少なくとも
ブラックインクとブラック以外の少なくとも1色のカラ
ーインクとを含むインクセットにおいて、ブラックイン
クが、着色剤内包樹脂と顔料が分散している顔料分散体
とを少なくとも含有し、該樹脂が造膜性を有し、樹脂及
び/又は顔料がカチオン性の基を有するインクであり、
少なくともいずれかのカラーインクに、アニオン性基を
含有する染料又はアニオン性基を含有する化合物が少な
くとも含有されていることを特徴とするインクセット、
及びこれらのインク又はインクセットを用いるインクジ
ェット記録方法である。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を挙げ
て本発明を更に詳細に説明する。先ず、本発明のインク
又はインクセットの構成材料、及び、これらのインクを
使用して記録画像を形成する際に使用するインクジェッ
ト記録装置について、下記の順に説明する。
【0015】(1)着色剤を内包し、造膜性を有する樹
脂 本発明のインクは、着色剤が内包されている着色剤内包
樹脂を有し、且つ、該樹脂が造膜性を有することを特徴
とする。先ず、着色剤内包樹脂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できる着色剤として
は、顔料、油溶性染料等の水に不溶の着色剤が好適であ
る。ブラック(Bk)用顔料としては、カーボンブラッ
クが使用できる。本発明で使用するカーボンブラック
は、例えば、ファーネス法、チャネル法で製造されたカ
ーボンブラックであって、一次粒子径が、15〜40n
m、BET法による比表面積が50〜300m2/g、
DBP吸油量が40〜150ml/100g、揮発分が
0.5〜10%、pH値が2〜9等の特性を有するもの
が好ましく用いられる。
【0016】このような特性を有する市販品としては、
例えば、No.2300、No.900、MCF88、
No.33、No.40、No.45、No.52、M
A7、MA8、No.2200B(以上、三菱化学
製)、RAVEN1255(以上、コロンビア製)、R
EGAL400R、REGAL330R、REGAL6
60R、MOGUL L(以上、キャボット製)、Co
lor Black FW−1、Color Blac
k FW18、Color Black S170、C
olor Black S150、Prntex 3
5、PrintexU(以上、デグッサ製)等があり、
いずれも好ましく使用することができる。
【0017】又、油溶性染料としては、下記に挙げる如
き染料が好ましく使用されるが、これらに限定されるも
のではない。 C.I.ソルベントイエロー1、2、3、13、19、
22、29、36、37、38、39、40、43、4
4、45、47、62、63、71、76、81、8
5、86等。 C.I.ソルベントレッド8、27、35、36、3
7、38、39、40、58、60、65、69、8
1、86、89、91、92、97、99、100、0
9、118、119、122等 C.I.ソルベントブルー14、24、26、34、3
7、38、39、42、43、45、48、52、5
3、55、59、67等。 C.I.ソルベントブラック3、5、7、8、14、1
7、19、20、22、24、26、27、28、2
9、43、45等。
【0018】又、従来公知の各種水溶性染料であって
も、そのカウンターイオン(通常はナトリウム、カリウ
ム、アンモニウムイオン)を有機アミン等で交換して使
用することができる。これらの染料は、後述する顔料の
色調を整えるために、適宜混合して用いることができ
る。これら着色剤は、着色剤毎に別々に着色剤内包樹脂
を調製しもよいし、予め着色剤を混合した状態で樹脂に
内包させて着色剤内包樹脂としてもよい。
【0019】次に、上記したような着色剤を内包させて
着色剤内包樹脂を作製する方法について述べる。本発明
のインクに含有させる着色剤内包樹脂としては、例え
ば、着色剤をマイクロカプセル化した樹脂、油性溶剤に
溶解した染料いは顔料をエマルジョン化し、水性分散体
にした樹脂エマルジョン等の形態のものが好ましい。着
色剤をマイクロカプセル化した樹脂とは、上記に挙げた
ような着色剤を、油性の溶媒に溶解又は分散させ、これ
を水中で乳化分散し、更に従来知られている適当な方法
でマイクロカプセル化を行って得られる樹脂分散体のこ
とである。
【0020】着色剤をマイクロカプセル化させる際の、
着色剤を溶解又は分散させた油性溶媒を水中に乳化分散
させる方法としては、超音波による分散方法や、各種分
散機や攪拌機を用いる方法が挙げられる。この際必要に
応じて各種乳化剤や分散剤、更には保護コロイド等の乳
化又は分散助剤を用いることもできる。これらの乳化剤
又は分散助剤としては、PVA、PVP、アラビアゴム
等の高分子物質の他、カチオン性界面活性剤、非イオン
性界面活性剤等を使用することができる。
【0021】上記のような方法で得られる乳化体のマイ
クロカプセル化方法としては、水不溶性の有機溶媒(油
性溶剤)に着色剤と樹脂を溶解せしめた後、水系へ転相
することによる転相乳化方法、有機相及び水相との界面
で重合反応を起させてマイクロカプセル化せしめる界面
重合法、有機相のみに壁を形成する素材を溶解又は存在
せしめてマイクロカプセルを形成せしめる、所謂In−
Situ重合法、ポリマーの水溶液のpH、温度、濃度
等を変化させることによりポリマーの濃厚相を相分離さ
せ、マイクロカプセルを形成せしめるコアセルベーショ
ン法等が挙げられる。マイクロカプセルを形成した後に
油性溶剤を除去する工程が追加される。
【0022】上記のようにして得られる着色剤内包樹脂
の平均粒子径としては、0.01〜2.0μm、好まし
くは、0.05〜1μmの範囲のものであることが好ま
しい。又、本発明のインクを構成する着色剤内包樹脂
は、カチオン性基を有する重合体及びその塩であること
が好ましい。以下に、この場合のカチオン性基について
例示するが、本発明は、これらに限定されるわけではな
い。カチオン性基の例としては、例えば、N,N−ジメ
チルアミノエチルメタクリレート〔CH2=C(CH3)−
COO−C24N(CH3)2〕、N,N−ジメチルアミノ
エチルアクリレート〔CH2=CH−COO−C24
(CH3)2〕、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリ
レート〔CH2=C(CH3)−COO−C36N(C
3)2〕、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリレー
ト〔CH2=CH−COO−C36N(CH3)2〕、N,
N−ジメチルアクリルアミド〔CH2=CH−CON(C
3)2〕、N,N−ジメチルメタクリルアミド〔CH2
C(CH3)−CON(CH3)2〕、N,N−ジメチルアミ
ノエチルアクリルアミド〔CH2=CH−CONHC2
4N(CH3)2〕、N,N−ジメチルアミノエチルメタク
リルアミド〔CH2=C(CH3)−CONHC24N(C
3)2〕、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルア
ミド〔CH2=CH−CONH−C36N(CH3)2〕、
N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド〔C
2=C(CH3)−CONH−C36N(CH3)2〕等が挙
げられる。
【0023】本発明のインクに含有される着色剤内包樹
脂は、造膜性を有する樹脂によって構成されていること
を要する。即ち、樹脂が造膜性を有すると、インクが記
録媒体に定着後、樹脂の造膜作用により、普通紙上に形
成した記録画像の、耐水性、耐マーカー性、耐擦過性等
の性能が向上し、更に、光沢紙、光沢フィルム及びOH
P用記録媒体等のインクジェット用高画質専用記録媒体
に画像を形成する場合の定着性が向上し、記録画像の耐
擦過性が向上する。即ち、上記のようなインクジェット
用高画質専用記録媒体は、そのインク受容層に白色顔料
を使用している場合が多く、これらインク受容層の空隙
の大きさは、通常、インクジェット記録に使用されるカ
ーボンブラック、有機顔料等の分散系インクに使用され
る色材の平均粒子径0.05〜1μmに比較して小さ
く、このため、分散系インクを用いてインクジェット用
高画質専用記録媒体に画像を形成した場合には、これら
の色材がインク受容層の内部に浸透しないため、得られ
る画像が耐擦過性に劣るものとなり易い。これに対し、
本発明のインクを用いれば、印字された場合に、これら
の記録媒体上で樹脂が容易に造膜するので、色材がイン
ク受容層に浸透しなくても、インクジェット用高画質専
用記録媒体上でより強固に定着するので、耐擦過性が向
上する。
【0024】本発明に用いることのできる樹脂として
は、例えば、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエス
テル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、
ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹
脂等ののホモポリマー、及び、2種以上の重合体からな
るコポリマーを挙げることができる。しかし、これらに
限られるものではない。
【0025】本発明のインクに使用する造膜性を有する
樹脂としては、特に、その最低造膜温度が35℃以下で
ある樹脂を使用することが好ましい。更に好ましくは、
最低造膜温度が10℃以下の樹脂を用いることがよい。
このような最低造膜温度を有する樹脂は、下記の方法に
よって得ることができる。
【0026】一般に、樹脂がホモポリマーで構成される
場合には、そのポリマー固有のガラス転移点(Tg)を
持つ。しかし、様々なポリマーを共重合させて得られる
コポリマーにより構成される樹脂に関しては、各ポリマ
ーの重合比率を調整することによってある程度の自由度
をもってTgを制御することができる。又、ポリマー
は、ペンダントグループを増やしたり、フレキシブルサ
イドを長くすることにより、Tgを下げることができ、
一方、α置換基や極性基を増やしたり、架橋密度を増す
ことによってTgを上げることができることが知られて
いる。一方、MFTは、Tgと連動して上下するのが一
般的である。従って、上記に挙げたような方法で樹脂の
Tgを適宜に調整することで、本発明に使用する樹脂の
MFTを最適な温度に制御することができる。
【0027】(2)顔料が分散している顔料分散体、好
ましくは、顔料がカチオン性を有する顔料分散体 (i)顔料 本発明のインクに含まれる顔料分散体を構成する顔料と
しては、従来公知のカーボンブラックや有機顔料が問題
なく使用できるが、特に好ましくは、少なくとも一種の
親水性基がカーボンブラックの表面に直接若しくは他の
原子団を介して結合した自己分散型のカーボンブラック
を用いる。このような自己分散型カーボンブラックを顔
料インクの色材として使用すると、インク中のカーボン
ブラックを、分散剤を用いることなく水性媒体に安定し
た状態で分散させることができるので、分散剤を添加す
ることによって生じる弊害をなくすことが可能になる。
本発明においては、特に、カーボンブラックの表面に直
接若しくは他の原子団を介して結合されている親水性基
が、カチオン性基であることが好ましい。
【0028】例えば、フェニル基、ベンジル基、フェナ
シル基、ナフチル基等の少なくとも1つの芳香族基、又
は、ピリジル基等の複素環基と、少なくとも1つのカチ
オン性基とからなっていることが好ましい。又、更に好
ましくは、カーボンブラックの表面に結合されているカ
チオン性基が、第4級アンモニウム基であることが好ま
しい。又、第4級アンモニウム基の代わりに第4級ホス
ホニウム基を有するものも用いられる。
【0029】本発明において好ましく使用されるカーボ
ンブラックの表面に結合される親水性基としては、具体
的には、下記に挙げる構造を有するカチオン性ものが挙
げられる。しかし、本発明はこれらに限定されるもので
はない。但し、下記式中、Rは炭素原子数1〜12の直
鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、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。
【0030】
【0031】本発明では、上記したようなカチオン性の
親水性基を有する自己分散型カーボンブラックを自己分
散させた顔料分散体を用いることが好ましいが、カチオ
ン性基を含有する分散剤で前述した従来公知のカーボン
ブラックを分散させた顔料分散体を使用してもよい。以
下に、この場合に用いるカチオン性分散剤を例示する
が、本発明で使用できるカチオン性分散剤は、これらに
限定されるわけではない。
【0032】カチオン性分散剤としては、例えば、ビニ
ルモノマーの重合によって得られるものであって、得ら
れる重合体の少なくとも一部を構成するためのモノマー
としてカチオン性モノマーを使用したカチオン性高分子
分散剤、或いは、アミン塩型又は第4級アンモニウム塩
型陽イオン界面活性剤が挙げられる。
【0033】この際に使用されるカチオン性モノマーと
しては、例えば、N,N−ジメチルアミノエチルメタク
リレート〔CH2=C(CH3)−COO−C24N(CH3)
2〕、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート〔C
2=CH−COO−C24N(CH3)2〕、N,N−ジ
メチルアミノプロピルメタクリレート〔CH2=C(CH
3)−COO−C36N(CH3)2〕、N,N−ジメチルア
ミノプロピルアクリレート〔CH2=CH−COO−C3
6N(CH3)2〕、N,N−ジメチルアクリルアミド
〔CH2=CH−CON(CH3)2〕、N,N−ジメチル
メタクリルアミド〔CH2=C(CH3)−CON(C
3)2〕、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミ
ド〔CH2=CH−CONHC24N(CH3)2〕、N,
N−ジメチルアミノエチルメタクリルアミド〔CH2
C(CH3)−CONHC24N(CH3)2〕、N,N−ジ
メチルアミノプロピルアクリルアミド〔CH2=CH−
CONH−C36N(CH3)2〕、N,N−ジメチルアミ
ノプロピルメタクリルアミド〔CH2=C(CH3)−CO
NH−C36N(CH3)2〕等が挙げられる。
【0034】又、塩を形成するための化合物としては、
第3級アミン型の場合においては、塩酸、硫酸、酢酸等
を使用し、4級化に用いられる化合物としては、塩化メ
チル、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド、エピクロロ
ヒドリン等を使用する。この中で塩化メチル、ジメチル
硫酸等が本発明で使用する分散剤を調製する上で好まし
い。以上のような第3級アミンの塩或いは第アンモニウ
ム化合物は、水中ではカチオンとして振るまい、中和さ
れた条件では酸性が安定溶解領域である。これらのモノ
マーの重合体中での含有率は20〜60重量%の範囲が
好ましい。
【0035】上記カチオン性高分子分散剤の構成に用い
られるその他のモノマーとしては、例えば、2−ヒドロ
キシエチルメタクリレート、長鎖のエチレンオキシド鎖
を側鎖に有するアクリル酸エステル等のヒドロキシ基を
有するアクリル酸エステル、スチレン系モノマー等の疎
水性モノマー類、及び、pH7近傍の水に融解可能な水
溶性モンマーとして、アクリルアミド類、ビニルエーテ
ル類、ビニルピロリドン類、ビニルピリジン類、ビニル
オキサゾリン類が挙げられる。疎水性モノマーとして
は、例えば、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、(メタ)アクリル酸の
アルキルエステル、アクリルニトリル等の疎水性モノマ
ーが用いられる。共重合によって得られる高分子分散剤
中において水溶性モノマーは、共重合体を水溶液中で安
定に存在させるために15〜35重量%の範囲で用い、
且つ、疎水性モノマーは、共重合体の顔料に対する分散
効果を高めるために20〜40重量%の範囲で用いるこ
とが好ましい。
【0036】上記したカチオン系水溶性高分子を分散剤
として使用して顔料を分散させる際に、物性面から好ま
しい顔料としては、等電点が6以上に調節された顔料、
或いは、顔料を特徴づける単純水分散体のpHが、中性
或いは塩基性のpHを有するもの、例えば、pHが7〜
10であるような顔料が分散性の点で好ましい。これ
は、顔料とカチオン系水溶性高分子とのイオン的な相互
作用が強いためと理解されている。
【0037】以上の如き材料を用いて顔料の微粒子水性
分散体を得るには、例えば、カーボンブラックをカチオ
ン分散剤溶液中にてプレミキシング処理を行い。引き続
き高ずり速度の分散装置でミリングし、希釈後粗大粒子
を除去するために遠心分離処理を行う。その後、インク
処方のための所望の材料を添加し、場合によってはエイ
ジング処理を施す。然る後、最終的に所望の平均粒径を
有する水性分散体を得ることができる。このようにして
作製されるインクのpHは、3〜7の範囲とするのが好
ましい。
【0038】(3)着色剤内包樹脂及び顔料分散体の以
外の溶剤、添加剤等 本発明のインクは、上記のようにして得られた着色剤内
包樹脂と顔料分散体の他に、これらを分散させるための
水性媒体、及び必要に応じて添加される各種の添加剤か
らなる。水性媒体としては、水及び水溶性有機溶剤が用
いられ、添加剤としては、例えば、界面活性剤、pH調
整剤、防黴剤等の各種の添加剤を、目的に応じて添加す
ればよい。
【0039】本発明で好ましく用いられる水溶性有機溶
剤について説明する。本発明のインクをインクジェット
記録方式等の画像形成に用いた場合には、インク中の、
水分、揮発性溶剤が蒸発してインクが増粘し、色材であ
る顔料や着色剤内包樹脂が凝集することが考えられる。
このため、本発明においては、このような場合に、再び
インクに接することにより、凝集した顔料或いは樹脂が
容易に再分散するような溶剤を選択して使用することが
好ましい。このように構成すれば、記録ヘッドのノズル
周辺に対するインクの付着による吐出よれを有効に防止
することが可能となる。
【0040】このような溶剤として特に好ましい溶剤
は、例えば、グリセリン、グリセリン誘導体、ポリエチ
レングリコール、ポリエチレングリコール誘導体、エチ
レングリコール、ヘキシレングリコール、トリメチロー
ルプロパン等の溶剤であり、その添加量は、インク中の
重量%として、2〜30wt%、更に好適な使用範囲
は、5〜15wt%である。本発明のインクを調製する
場合に、更に好適な水溶性有機溶剤としては、グリセリ
ンと、ジエチレングリコール又はエチレングリコールを
含有する混合溶剤である。この場合に、グリセリンとエ
チレングリコール又はエチレングリコールの混合物とし
て、インク中に2〜30wt%、更に好適な使用範囲と
しては、5〜15wt%の範囲とするとよい。
【0041】これらのグリセリン、又は、グリセリンと
ジエチレングリコール又はエチレングリコールとの混合
体は、他の水溶性有機溶剤と更に混合して用いることも
可能である。以下に、本発明で好適に使用できる水溶性
有機溶剤を列挙する。インク中におけるこれらの水溶性
有機溶剤のトータル量としては、インク全体の量に対し
て重量基準で、2〜60wt%、更に好適な範囲として
は、5〜25wt%である。
【0042】本発明に好適に使用できる水溶性有機溶剤
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、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アルキレングリコ
ール類、エチレングリコールメチルエーテル、エチレン
グリコールエチルエーテル、トリエチレンモノメチルエ
ーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等
の多価アルコール等のアルキルエーテル類、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が、これらに限
定されるわけではない。
【0043】更に、本発明のインクを調製する場合の好
ましい表面張力は、15〜60mN/m(dyn/c
m)、更に好適な範囲は、20〜50mN/m(dyn
/cm)である。pHの範囲としては3〜11が好まし
く、更に好適な範囲は5〜10である。
【0044】本発明のインクは、インクジェット記録方
法に好適に用いられるが、その際に使用する記録媒体と
しては、特に限定されるものではなく、例えば、コピー
用紙、ボンド紙等の普通紙や、インクジェット記録用に
特別に調製されたコート紙、光沢紙やOHPフィルム等
が好適に使用される。
【0045】上記のようにして構成される本発明のブラ
ックインクは、該ブラックインクと他のカラーインクを
組み合わせてインクセットとし、該インクセットを使用
することで、特に、普通紙に対する2色以上の多色印刷
におけるブラックとカラーの間のカラーブリードを低減
することが可能なインクジェット記録方法の実現が可能
となる。この際に使用されるカラーインクとしては、ブ
ラックインクに用いられる着色剤内包樹脂或いは顔料と
逆の極性を有する染料や化合物を有するものが好適であ
る。即ち、かかる構成によって、ブラックインク中の脂
或いは顔料と、カラーインク中の染料とがイオン反応す
るので、ブラックインクとカラーインクの間で生じるブ
リーディングを低減することが可能となる。
【0046】例えば、ブラックインク中の樹脂及び/又
は顔料に、カチオン性の基を有するものを用いた場合に
は、いずれかのカラーインクに、アニオン性基を含有す
る染料又はアニオン性基を含有する化合物が少なくとも
含有されているものを用いる。アニオン性基を含有する
染料の例としては、従来公知の直接染料、酸性染料等が
挙げられるがこれらに限定されない。又、アニオン性基
を含有する化合物の例としては、従来公知のアニオン性
界面活性剤、アニオン性基含有高分子化合物等が挙げら
れる。これらの中には、顔料分散剤等も含まれる。
【0047】(4)本発明のインクが好適に用いられる
インクジェット記録ヘッド、記録ユニット、記録装置等 本発明のインクは、特に、インクジェット記録方式に好
適に利用できる。このような記録方式の画像記録装置の
一例として、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、該熱エネルギーよりに滴を
発生させる装置が挙げられるが、以下にこれについて説
明する。図1及び図2は、その画像記録装置の主要部で
あるヘッド構成の一実施態様の概略断面図であり、具体
的には、図1はインク流路に沿ったヘッド13の概略断
面図であり、図2は、図1のA−B線における切断面図
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、セラミックス、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膜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
い材料で形成された基板20よりなっている。
【0048】上記ヘッド13の電極17−1、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1
5のnで示される領域が急激に発熱し、この表面に接し
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がヘッドのノズル14を通
して吐出し、吐出オリフィス22よりインク21が吐出
して記録媒体25に向かって飛翔する。図3は図1に示
すヘッドを多数並べたマルチヘッドの1例の外観図を示
す。該マルチヘッドはマルチ溝26を有するガラス板2
7と、図1に説明したものと同様な発熱ヘッド28を密
着して製作されている。
【0049】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、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6
3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6
4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。
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。
【0050】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
と対向する位置へ記録媒体が供給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。上
記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、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。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6
2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。
【0051】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は上述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。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。
【0052】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
クカートリッジの一例を示す図である。ここで40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ならしめる。4
4は廃インクを受容する吸収体である。インク収容部4
0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。
【0053】(記録ユニット)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になったものに限らず、図6に
示す如き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、インク収納部
が内部にバネ等を仕込んだインク袋等であるような構造
でもよい。72は記録ユニット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。
【0054】(ピエゾ素子を用いたインクジェット記録
装置・記録方法)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好ましい一例としては、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
ドを挙げることができる。
【0055】その記録装置の主要部である記録ヘッドの
構成の1例を図7に示す。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、振動板82を支持固定するための
基板84とから構成されている。
【0056】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。
【0057】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、歪み応力を発生させ、
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81の吐出口85
より吐出して記録を行なうように動作する。このような
記録ヘッドは図4に示したものと同様なインクジェット
記録装置に組込んで使用される。インクジェット記録装
置の細部の動作は、先述と同様に行なうこので差し支え
ない。
【0058】図8は、図7の記録ヘッドユニットを示す
斜視図である。キャリッジ101には、Bk、C、M、
Yの各色のインクを吐出する記録ヘッド102と、Bk
用インクタンク20Bk、C用インクタンク20C、M
用インクタンク20M、Y用インクタンク20Yが搭載
される。各タンクは記録ヘッドとの接続部を介して記録
ヘッドと接続し、吐出口にインクを供給する。この例以
外にも、例えば、CとMとYの各色インクのタンクが一
体構造であっても良い。
【0059】図9は、記録ヘッドの発熱体付近の拡大断
面図である。この例のインクジェット記録装置は、各イ
ンク吐出口に対応して、電気・熱変換体である発熱体を
配置し、記録情報に対応する駆動信号を発熱体に印加し
て、ノズルからインクを吐出させる記録方式を採用する
ものである。発熱体30は、全てのノズルに対して夫々
独立に発熱可能な構成となっている。
【0060】
【実施例】<実施例1〜6>先ず、下記のようにして、
カーボンブラックが分散されている顔料分散体であるC
−1及びC−2を用意した。
【0061】(顔料分散体C−1の調製)スチレン−ア
クリル酸メチルアクリレート水溶液(酸価350、重量
平均分子量3000、固形分濃度20wt%の水溶液、
中和剤=水酸化カリウム)を分散剤として用い、以下に
示す材料をバッチ式サンドミル(アイメックス社製)に
仕込み、1mm径のガラスビーズをメディアとして充填
し、水冷しつつ3時間かけて分散処理を行なった。以上
のようにして得られたカーボンブラックと分散剤とを有
する顔料分散体C−1の平均粒子径は、0.1μm、p
H=10.0であった。
【0062】 ・上記分散剤水溶液(20wt%水溶液) 30重量部 ・カーボンブラック(商品名:モーグル(Mogul)L;キャブラック社製) 20重量部 ・グリセリン 10重量部 ・水 30重量部
【0063】(顔料分散体C−2の調製)キャボット社
製の自己分散型カーボンブラックCAB−O−JET3
00(固形分濃度20wt%、表面官能基としてカルボ
キシル基を有する)を使用した。分散剤を含有しない顔
料分散体C−2の平均粒子径は0.13μmであり、p
H=7であった。
【0064】(着色剤内包樹脂分散液MC−1及びC−
2の調製)次に、下記のようにして、着色剤を内包する
樹脂が分散している着色剤内包樹脂分散液MC−1及び
MC−2を用意した。 (着色剤内包樹脂分散液MC−1の調製) ・C.I.ソルベントブラック3 10重量部 ・スチレン−アクリル酸共重合体(酸価300、分子量5,000)40重量部 ・メチルエチルケトン 50重量部 上記材料を混合して混合物を得た。次に、得られた混合
物を水酸化ナトリウムを中和剤として水中にで転相乳化
を行い、メチルエチルケトンを除去して、最終的に、固
形分濃度20wt%、平均粒子径0.15μmのマイク
ロカプセル水系分散液を得た。上記で使用した樹脂のM
FTは30℃であった。
【0065】(着色剤内包樹脂分散液MC−2の調製)
MC−1で使用した樹脂を、スチレン−メタクリル酸−
エチルアクリレート共重合体(酸価350、分子量5,
000)に代えた以外は同様にして、最終的に、固形分
濃度20wt%、平均粒子径0.1μmのマイクロカプ
セル水系分散液を得た。上記で使用した樹脂のMFTは
5℃であった。
【0066】(ブラックインクの調製)以上のようにし
て得られた顔料分散体C−1及びC−2、及び着色剤内
包樹脂分散液MC−1及びMC−2を用い、各固形分が
夫々表1に示す割合になるように調整して混合した後、
更に、グリセリンが16wt%、イソプロピルアルコー
ルが4.0wt%になるように各溶媒を混合した。そし
て、最終的に、カーボンブラックと着色剤内包樹脂のイ
ンク中の総固形分が8wt%になるように各インクを調
製した。
【0067】表1に示すC.B./MCの値は、でき上
がったインクの最終固形分濃度を示している。例えば、
実施例1のインクAは、カーボンブラック(C.B.)
と着色剤内包樹脂(MC)の固形分が、各々2.5wt
%と5.5wt%に調製されていることを示している。
尚、表1に示した実施例1〜3におけるカーボンブラッ
クの量(C.B.)は、顔料分散体C−1では、分散剤
を用いてカーボンブラックを分散させているので、カー
ボンブラックと分散剤とを合わせた総固形分を表してい
る。これに対して、実施例4〜6においては、顔料分散
体C−1では、自己分散型カーボンブラックを使用して
いるので分散剤を用いておらず、従って、表1に示した
実施例1〜3におけるカーボンブラックの量(C.
B.)は、純粋なカーボン量を表している。
【0068】<比較例1〜3>表1に示したように、比
較例1及び2では、顔料分散体C−1又はC−2のみを
用い、比較例3では着色剤内包樹脂分散液MC−1のみ
を用いる以外は実施例と同様にして、比較例1〜3のイ
ンクを調製した。
【0069】
【0070】<評価>上記で得られた実施例1〜6の6
種のブラックインクA、B、C、D、E、F、及び比較
例1〜3のG、H、Iを、カラーBJプリンター(商品
名:BJC−420J;キヤノン(株)社製)に搭載さ
れているBJカートリッジBC−21のブラック用イン
クタンクに夫々充填し、このカートリッジをBJC−4
20Jにセットし、BJC−420Jの「普通紙、36
0×360DPI、HQモード」にて、記録紙(BJ−
電子写真共用紙キヤノンPB紙;キヤノン(株)社製)
に、夫々印字を行ない、印字物を得た。得られた印字物
について、下記の方法及び基準で評価を行なった。
【0071】(画像濃度)ベタ画像を印字後12時間放
置し、放置後の印字物について反射濃度計マクベスRD
−918(マクベス社製)を使用して、画像濃度を測定
した。得られた測定値を用いて、評価結果を以下のよう
に分類して評価した。表2に、得られた結果を示した。 A:画像濃度が1.35以上 B:画像濃度が1.2〜1.34 C:画像濃度が1.2未満
【0072】(耐水性)画像濃度を評価したのと同様の
ベタ画像を用い、印字後12時間放置する。そして、印
字物を水道水中に3秒間静置し、水を乾燥させた後の反
射濃度を測定し、耐水性試験前と耐水性試験後の反射濃
度の残存率を求め耐水性の尺度とした。評価結果は下記
のように分類して評価した。表2に、得られた結果を示
した。
【0073】(耐ラインマーカー性)パイロット社製イ
エロー蛍光ペンスポットライターイエローを用い、文字
印刷後、1時間してから文字部を通常の筆圧で1度マー
クし、耐ラインマーカー性を下記の基準で評価した。表
2に、得られた結果を示した。
【0074】(耐擦過性)画像印字から4時間経過した
後、印字した紙上にシルボン紙を載せ、更にその上に一
辺が5cm、重さ1kgの錘を載せた状態でシルボン紙
を引っ張った時に、記録紙の非印字部(白地部)及びシ
ルボン紙に印字部の擦れによって汚れが生じるか否かを
目視にて観察し、下記の基準で評価した。表2に、得ら
れた結果を示した。
【0075】
【0076】(吐出安定性)先ず、BC−21カートリ
ッジの使い始めに1ドットの縦線を記録紙上に印字し
た。又、BC−21カートリッジを使い切るまでテキス
トの印字を行ない、使い終わる直前の該カートリッジを
用いて、別の記録紙上に1ドットの縦線を印字を行っ
た。これらの記録紙を、夫々25cm離れた距離から目
視にて観察し、使い始めのカートリッジによる印字結果
と、使い終わり直前のカートリッジによる印字結果を下
記の基準で評価した。表2に、得られた結果を示した。
【0077】
【0078】
【0079】上記表2から明らかなように、本発明のイ
ンクを使用することにより、普通紙上に、画像濃度が充
分に高く、耐水性、耐ラインマーカー特性、耐擦過性が
充分に良好なインクジェット記録画像が得られことがわ
かった。しかも、本発明のインクは、吐出安定性が良好
であり、インクジェット特性に優れていることが確認で
きた。一方、比較例1及び2のカーボンブラック単独
系、或いは、比較例3の着色剤内包樹脂単独系のインク
をインクジェット記録に用いた場合は、実施例の場合と
異なり、画像濃度、耐水性、耐ラインマーカー特性、耐
擦過性の全てを高いレベルで満足できるようなインクジ
ェット記録画像は得られなかった。
【0080】<実施例7〜12>先ず、下記のようにし
て、カーボンブラックが分散している顔料分散体C−3
及びC−4を用意した。
【0081】(顔料分散体C−3の調製)アクリルアミ
ド及びトリメチルアミノプロピルアクリルアミド硫酸塩
を単量体の重量比率で60:40で含有するカチオン重
合体P−1(重量平均分子量=5,000、水溶液のp
H=4)を分散剤として用い、以下の組成及び方法で、
カーボンブラックと分散体とを有する顔料分散体C−3
を作製した。
【0082】 ・上記カチオン重合体P−1水溶液(固形分20重量%) 20重量部 ・カーボンブラック #2600(三菱化学製) 10重量部 ・ジエチレングリコール 5重量部 ・イソプロピルアルコール 5重量部 ・水 60重量部
【0083】これらの材料をバッチ式縦型サンドミル
(アイメックス製)に仕込み、1mm径のガラスビーズ
をメディアとして充填し、水冷しつつ3時間分散処理を
行った。分散後の液の粘度は28cps、pHは4.0
5であった。この分散液を遠心分離機にかけ粗大粒子を
除去し、平均粒径0.12μmの分散体C−3を得た。
この分散体の総固形分重量は10wt%であった。
【0084】(顔料分散体C−4の調製)表面積が23
0m2/gでDBP吸油量が70ml/100gのカー
ボンブラック10gと、3−アミノ−N−エチルピリジ
ニウムブロマイド3.06gを水72gによく混合した
後、これに硝酸1.62gを滴下して70℃で攪拌し
た。ここに更に数分後、5gの水に1.07gの亜硝酸
ナトリウムを溶かした溶液を加え、更に1時間攪拌し
た。得られたスラリーを濾紙(商品名:東洋濾紙No.
2;アドバンティス社製)で濾過し、顔料粒子を充分に
水洗し、110℃のオーブンで乾燥させ、更にこの顔料
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下記
化学式に示す基を導入した。得られたカーボンブラック
は、自己分散性を示すものであった。
【0085】
【0086】(着色剤内包樹脂分散液MC−3及びMC
−4の調製)次に、下記のようにして、着色剤を内包す
る樹脂が分散している着色剤内包樹脂分散液MC−3及
びMC−4を用意した。
【0087】 (着色剤内包樹脂分散液MC−3の調製) ・C.I.ソルベントブラック3 10重量部 ・スチレン−N,N−ジエチルアミノエチルメタクリレート共重合体(分子量 10,000) 40重量部 ・メチルエチルケトン 50重量部 上記材料を混合して混合物を得た。次に、得られた混合
物を酢酸を中和剤として転相乳化を行い、メチルエチル
ケトンを除去して最終的に固形分濃度20wt%、平均
粒子径0.08μmのマイクロカプセルの水系分散体を
得た。この樹脂のMFTは30℃であった。
【0088】(着色剤内包樹脂分散液MC−4の調製)
MC−3で使用した樹脂をスチレン−N,N−ジメチル
アミノプロピルメタクリレート共重合体(分子量5,0
00)に代えた以外は、同様にして最終的に固形分濃度
20wt%、平均粒子径0.13μmのマイクロカプセ
ルの水系分散体を得た。この樹脂のMFTは5℃であっ
た。
【0089】(実施例7〜12)以上のようにして得ら
れた顔料分散体C−3及びC−4、及び着色剤内包樹脂
分散液MC−3及びMC−4を用い、各固形分が夫々表
3に示す割合になるように調整して混合した後、更に、
グリセリン16wt%、イソプロピルアルコール4.0
wt%になるように各溶媒を混合し、最終的に、カーボ
ンブラックと着色剤内包樹脂のインク中の総固形分が8
wt%になるようにインクを調製した。
【0090】表3に示すC.B./MCの値は、でき上
がったインクの最終固形分濃度を示している。例えば、
実施例7のインクJは、カーボンブラック(C.B.)
と着色剤内包樹脂(MC)の固形分が、各々2.5wt
%と5.5wt%に調製されていることを示している。
尚、表3に示した実施例7〜9におけるカーボンブラッ
クの量(C.B.)は、顔料分散体C−3では、分散剤
を用いてカーボンブラックを分散させているので、カー
ボンブラックと分散剤とを合わせた総固形分を表してい
る。これに対して、実施例10〜12においては、顔料
分散体C−4では、自己分散型カーボンブラックを使用
しているので分散剤を用いておらず、従って、表3に示
した実施例10〜12におけるカーボンブラックの量
(C.B.)は、純粋なカーボン量を表している。
【0091】<比較例4〜6>表3に示したように、比
較例4及び5では、顔料分散体C−3又はC−4のみを
用い、比較例6では着色剤内包樹脂分散液MC−3のみ
を用いる以外は実施例と同様にして、比較例4〜6のイ
ンクを調製した。
【0092】
【0093】<評価>上記で得られた実施例7〜12の
6種のブラックインクJ、K、L、M、N、O、及び比
較例4〜6のP、Q、Rを、カラーBJプリンター(商
品名:BJC−420J;キヤノン(株)社製)に搭載
されているBJカートリッジBC−21のブラック用イ
ンクタンクに夫々充填し、このカートリッジをBJC−
420Jにセットし、BJC−420Jの「普通紙、3
60×360DPI、HQモード」にて、記録紙(BJ
−電子写真共用紙キヤノンPB紙;キヤノン(株)社
製)に、夫々印字を行ない、印字物を得た。得られた印
字物について、下記の方法及び基準で評価を行なった。
【0094】(画像濃度)ベタ画像を、キヤノン製のバ
ブルジェット用普通紙ブリリアントホワイト紙(Bri
lliant White Paper)に印字後、1
2時間放置した印字物について、反射濃度計マクベスR
D−918(マクベス社製)を使用して測定した。得ら
れた結果を以下のように分類し、評価した。表4に、得
られた結果を示した。以下、特に断らない限り、印字す
る紙はこの紙を使用して評価を行った。 A:画像濃度が1.35以上 B:画像濃度が1.2〜1.34 C:画像濃度が1.2未満
【0095】(耐水性)画像濃度を評価したのと同様の
ベタ画像を用い、印字後12時間放置する。そして、印
字物を水道水中に3秒間静置し、水を乾燥させた後の反
射濃度を測定し、耐水性試験前と耐水性試験後の反射濃
度の残存率を求め耐水性の尺度とした。評価結果は下記
のように分類して評価した。表4に、得られた結果を示
した。
【0096】(耐ラインマーカー性)パイロット社製イ
エロー蛍光ペンスポットライターイエローを用い、文字
印刷後、1時間してから文字部を通常の筆圧で1度マー
クした。耐ラインマーカー性の評価は、下記のように分
類した。この際使用した紙種は、前述のキヤノン製ブリ
リアントホワイト紙の他に、ゼロックス社製普通紙ゼロ
ックス4024紙、キヤノン製電子写真、バブルジェッ
ト共用紙PB紙を使用した。以下、耐ラインマーカー性
の評価は、特に断らない限り、全ての実施例及び比較例
で上記と同様にして評価を行った。表4に、得られた結
果を示した。
【0097】
【0098】(耐擦過性)画像印字から4時間経過した
後、印字した紙上にシルボン紙を載せ、更にその上に一
辺が5cm、重さ1kgの錘を載せた状態でシルボン紙
を引っ張った時に、記録紙の非印字部(白地部)及びシ
ルボン紙に印字部の擦れによって汚れが生じるか否かを
目視にて観察し、下記の基準で評価した。表4に、得ら
れた結果を示した。
【0099】
【0100】(吐出安定性)先ず、BC−21カートリ
ッジの使い始めに1ドットの縦線を記録紙上に印字し
た。又、BC−21カートリッジを使い切るまでテキス
トの印字を行ない、使い終わる直前の該カートリッジを
用いて、別の記録紙上に1ドットの縦線を印字を行っ
た。これらの記録紙を、夫々25cm離れた距離から目
視にて観察し、使い始めのカートリッジによる印字結果
と、使い終わり直前のカートリッジによる印字結果を下
記の基準で評価した。表4に、得られた結果を示した。
【0101】
【0102】
【0103】上記表4から明らかなように、本発明のイ
ンクを使用することにより、普通紙上に、画像濃度が充
分に高く、耐水性、耐ラインマーカー特性、耐擦過性が
充分に満足し得る定着性が良好なインクジェット記録画
像が得られことがわかった。しかも、本発明のインク
は、吐出安定性が良好であり、インクジェット特性に優
れていることが確認できた。一方、比較例4及び5のカ
ーボンブラック単独系、或いは、比較例6の着色剤内包
樹脂単独系のインクをインクジェット記録に用いた場合
は、実施例の場合と異なり、画像濃度、耐水性、耐ライ
ンマーカー特性、耐擦過性の全てを高いレベルで満足で
きるようなインクジェット記録画像は得られなかった。
【0104】<実施例13〜18>上記実施例7〜12
に用いたインクJ〜Oをキヤノン製カラーBJプリンタ
ーBJC−610JWのブラック用インクタンクに充填
し、他に、下記の組成のカラーインクを夫々充填して実
施例13〜18のインクセットとした。実施例13〜1
8で用いたカラーインクの組成は全て同じで、以下の通
りである。 (イエローインク) ・C.I.ダイレクトイエロー 86 3.5重量% ・グリセリン 7重量% ・ジエチレングリコール 5重量% ・アセチレノール EH(アセチレングリコール系活性剤 川研ファインケミ カル(株)製) 1重量% ・水 残部
【0105】(マゼンタインク)染料を、C.I.ダイ
レクトイエロー86からC.I.アシッドレッド52に
代えた以外は上記イエローインクと全く同一の組成で、
マゼンタインクを作製した。
【0106】(シアンインク)染料をC.I.ダイレク
トイエロー86からC.I.ダイレクトブルー199に
代えた以外は上記イエローインクと全く同一の組成D
で、シアンインクを作製した。
【0107】<比較例7>キヤノン製カラーBJプリン
ターBJC−610JWの専用のブラックインク及びカ
ラーインクを本比較例のインクセットとした。
【0108】<評価>上記で得られた実施例13〜18
の6種のインクセットと、比較例7のインクセットを用
いて、キヤノン製PB用紙上にカラーベタ背景の中にブ
ラックの文字を印刷することにより、各々のインクセッ
トによって形成されたブラック画像とカラー画像との間
のカラーブリードを評価した。具体的には、ブラックと
イエローの間のカラーブリード、ブラックとシアンの間
のカラーブリード、及びブラックとマゼンタの間のカラ
ーブリードを夫々評価した。
【0109】その結果、実施例13〜18のインクセッ
トを用いた場合は、いずれも比較例7のインクセットを
用いた場合と比較して、カラーブリードが低減してお
り、ブラックの文字のカラー背景への滲み出しがなく、
比較例7のインクセットを用いた場合を対照として観察
したところ、ブラック文字のシャープネスの向上が確認
できた。
【0110】又、この時、実施例13〜18の各々のイ
ンクセットを構成するブラックインクで形成した印字物
(印字は、Bk(ブラック)強調モードで行なった)に
ついて、実施例7〜12と同様にして、画像濃度、耐水
性、耐マーカー性及び耐擦過性を評価したところ、実施
例7〜12と同様に良好な結果が得られた。
【0111】<実施例19〜24>次に、下記のように
して、着色剤であるカーボンブラックを内包する樹脂が
分散している着色剤内包樹脂分散液MC−5を用意し
た。
【0112】 (着色剤内包樹脂分散液のMC−5の調製) ・カーボンブラック MCF−88(三菱化学製) 20重量部 ・スチレン−N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート共重合体(分子量 4,000) 40重量部 ・メチルエチルケトン 40重量部
【0113】上記材料を混合して混合物を得た。次に、
得られた混合物を酢酸を中和剤として転相乳化を行い、
メチルエチルケトンを除去して、最終的に、固形分濃度
20wt%、平均粒子径0.10μmのカーボンブラッ
ク含有カチオン性樹脂の水系分散体を得た。この樹脂の
MFTは10℃であった。
【0114】以上のようにして準備したカーボンブラッ
ク内包樹脂分散液MC−5と、前記実施例7〜12にて
調製したカーボンブラック分散液C−3又はC−4とを
使用して、夫々表5に示す割合になるように調整して混
合した。その後、更に、インク中における含有量が、グ
リセリン7wt%、プロピレングリコール8wt%、イ
ソプロピルアルコール4.0wt%になるように各溶媒
を混合し、最終的に、カーボンブラックとカーボンブラ
ックを内包する樹脂のインク中の総固形分が8wt%に
なるようにして実施例19〜24のインクを調整した。
【0115】
【0116】上記で得られた実施例19〜24のインク
を用いた印字物についての評価を、実施例7〜12の場
合と同様に行った。但し、画像濃度の評価結果は、下記
の基準に従った。
【0117】画像濃度の評価方法 ベタ画像を印字後12時間放置した後、反射濃度マクベ
スRD−918(マクベス社製)を使用して測定した。
評価結果を以下のように分類した。 AA:画像濃度が1.4以上 A :画像濃度が1.35〜1.39 B :画像濃度が1.2〜1.34 C :画像濃度が1.2未満
【0118】表6に、実施例19〜24のインクを用い
た印字物についての画像濃度、耐水性、耐ラインマーカ
ー性、耐擦過性、吐出安定性の評価結果を示したが、表
6からも明らかなように、いずれの場合も非常に良好で
あった。
【0119】
【0120】(実施例25〜30)実施例19〜24の
ブラックインクS〜XをBJC−610JWのブラック
タンクに充填し、同様に、下記の組成のカラーインクを
キヤノン製カラーBJプリンターBJC−610JWの
カラー用タンクに夫々充填して実施例25〜30のイン
クセットとした。実施例25〜30で用いたカラーイン
クの組成は全て同じで、以下の通りである。
【0121】 (イエローインク) ・C.I.Acid Yellow 23 3.5重量部 ・グリセリン 10.0重量部 ・アセチレノール EH(川研ファインケミカル製アセチレングリコール系界 面活性剤) 1.0重量部 ・水 85.5重量部
【0122】 (マゼンタインク) ・C.I.Acid Red 289 3.5重量部 ・グリセリン 10.0重量部 ・アセチレノール EH(同上) 1.0重量部 ・水 85.5重量部
【0123】 (シアンインク) ・C.I.Direct Blue 199 3.5重量部 ・グリセリン 10.0重量部 ・アセチレノール EH(同上) 1.0重量部 ・水 85.5重量部
【0124】<評価>上記で得られた、実施例25〜3
0のインクセットを用い、実施例13〜18のインクセ
ットで行ったのと同様にして、ブラックインクS〜Xの
夫々のインクと上述したイエロー、マゼンタ、シアンイ
ンクのカラーインクとの間のカラーブリードを評価し
た。
【0125】その結果は、実施例19〜24のインクセ
ットを用いた場合と同様であり、ブラックインクS〜X
を用いて形成された画像は、カラー背景への滲み出しが
なく、ブラック文字のシャープネスも比較例7のそれか
ら見て向上していた。又、この時、同時に、印字をBk
強調モードで行って、ブラックインクのみの画像濃度、
耐水性、耐マーカー性、耐擦過性を評価した。この結
果、実施例19〜24のインクセットの場合と同様に良
好な結果が得られた。
【0126】実施例31 次に、実施例1〜6のブラックインクA〜Fをシャーレ
に各々10g取り、60℃のオーブン中に蓋をせずに1
2時間放置した。その後、新たに同じインクを夫々5g
シャーレに追加して混合し、1時間後にシャーレを軽く
振動させ、顔料及び着色剤内包樹脂の分散状態を観察し
た。この結果、インクA〜Fは上記のような再分散性の
テストを行うと、いずれも、ペースト状になった色材が
均一にインク中に分散しているのが観察され、これらの
インクの再分散性が良好であることが確認できた。
【0127】次に、これらのブラックインクA〜Fを使
用して以下のようにして、耐固着性テストを行った。先
ず、BJC−420Jのブラックインクカートリッジ
に、上記の各インクを充填してプリントヘッドに装着
し、印字を行った後、プリントヘッドにインクカートリ
ッジをつけたままプリンターから外し、そのままの状態
で35℃、湿度20%の環境下に10日間放置し、再び
プリンターに装着して印字を行い、印字の状態を確認し
た。この結果、いずれのインクも吐出よれがなく、正常
に印字することが可能であった。又、このような耐固着
性試験後にプリントヘッドのノズル周辺部を顕微鏡で観
察したところ、インクの付着物は全く観察されなかっ
た。
【0128】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像濃度及び耐水性に優れる画像を与える顔料系インク
のメリットを損なわずに、更に、耐ラインマーカー性、
耐擦過性等のインクジェット記録画像の定着性を改善
し、しかも、インクジェット記録時の安定性(吐出耐久
性、吐出安定性、耐目詰まり性等)にも優れたインクが
提供される。具体的には、上記インクを用いれば、画像
濃度が高く、耐水性に優れ、且つ耐ラインマーカー性、
耐擦過性等の定着性に優れたインクジェット記録画像を
安定して得ることができる。
【0129】又、樹脂に着色剤を包含させてカプセル化
してインクに添加することによって、樹脂が有する疎水
性基は基本的にはカプセルの内側に並び、カプセル外側
には親水性基が並ぶため、記録ヘッドの吐出面が撥水処
理されている場合に樹脂が容易には付着しないため、記
録ヘッドの吐出面に樹脂が析出することを有効に避ける
ことができる。又、これによってインクの吐出安定性を
より一層向上させることができる。
【0130】更に、本発明によれば、少なくとも2色以
上のインクを用いて多色のインクジェット記録画像を形
成した場合には、上記の効果に加え、記録媒体上でのブ
リーディングを有効に低減させることができ、高品位の
カラーのインクジェット記録画像の提供が可能となる。
【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。
【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ヤ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:インク溝 15:発熱ヘッド 16:保護膜 17−1、17−2:電極 18:発熱抵抗体槽 19:蓄熱層 20:基板 21:インク 22:吐出オリフィス 23:メニスカス 24:インク滴 25:被記録材 26:マルチ溝 27:ガラス板 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:キヤップ 63:インク吸収体 64:吐出回復部 65:記録ヘッド 66:キヤリッジ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 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 Fターム(参考) 2C056 FC01 2H086 BA02 BA04 BA53 BA55 BA56 4J039 AD10 AD12 BA04 BC07 BC09 BC12 BC13 BC16 BC31 BC36 BC37 BC50 BC51 BD03 BE01 BE02 BE07 BE12 CA06 EA15 EA16 EA17 EA36 EA38 EA41 EA42 EA43 EA44 EA47 FA02 GA24

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 着色剤が内包されている着色剤内包樹
    脂、顔料が分散している顔料分散体、及び溶剤を含有す
    るインクであって、上記樹脂が造膜性を有することを特
    徴とするインク。
  2. 【請求項2】 溶剤が、凝集した顔料若しくは着色剤内
    包樹脂を再分散させることのできる溶剤を含む請求項1
    に記載のインク。
  3. 【請求項3】 顔料が、カーボンブラックである請求項
    1又は2に記載のインク。
  4. 【請求項4】 カーボンブラックが、その表面に少なく
    とも1種のカチオン性親水基が直接若しくは他の原子団
    を介して結合された自己分散型カーボンブラックである
    請求項3に記載のインク。
  5. 【請求項5】 樹脂がカチオン性基を有するものである
    請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインク。
  6. 【請求項6】 樹脂に内包されている着色剤が、水不溶
    性染料又は顔料である請求項1乃至5のいずれか1項に
    記載のインク。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項に記載のイ
    ンクを用いることを特徴とするインクジェット記録方
    法。
  8. 【請求項8】 少なくともブラックインクとブラック以
    外の少なくとも1色のカラーインクとを含むインクセッ
    トにおいて、ブラックインクが、着色剤内包樹脂と顔料
    が分散している顔料分散体とを少なくとも含有し、該樹
    脂が造膜性を有し、樹脂及び/又は顔料がカチオン性の
    基を有するインクであり、少なくともいずれかのカラー
    インクに、アニオン性基を含有する染料又はアニオン性
    基を含有する化合物が少なくとも含有されていることを
    特徴とするインクセット。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載のインクセットを用いる
    ことを特徴とするインクジェット記録方法。
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