JP2003266685A

JP2003266685A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2003266685A
Application number: JP2002070978A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yatake; 正弘矢竹
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2003-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】クリーニング機構等の動作回数を低減できる
とともに、長期に渡って安定した印刷品質を維持するこ
とができるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】記録ヘッド１を具備するとともに、着色
剤としての顔料と水とを含有する顔料インクを記録ヘッ
ド１によりインクジェット記録するインクジェット記録
装置２であって、記録ヘッド１を構成する部材の顔料イ
ンクと接触する表面のゼータ電位（ただし、前記顔料イ
ンクがとり得るｐＨ範囲におけるゼータ電位）が、顔料
インクのゼータ電位と同極であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、着色剤として顔料
を含有する顔料インクをインクジェット記録するための
インクジェット記録装置に関し、より具体的には、顔料
がインクジェット記録装置を構成する部材の表面に析出
・付着することに起因する目詰まり等の不都合を防止す
ることによって、クリーニング機構等の動作回数を低減
できるとともに、長期に渡って安定した印刷性能を発揮
できる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方法は、微細なノズ
ルからインクジェット記録用インクを小滴として吐出し
て、文字や図形を紙等の記録媒体表面に記録する方法で
ある。インクジェット記録方法としては、電歪素子を用
いて電気信号を機械信号に変化して、ノズルヘッド部分
に貯えたインクを断続的に吐出して記録媒体表面に文字
や記号を記録する方法や、ノズルヘッド部分に貯えたイ
ンクを吐出部分に極めて近い個所で急速に加熱し泡を発
生させ、その泡による体積膨張で断続的に吐出すること
で記録媒体表面に文字や記号を記録する方法などが開
発、実用化されている。そして、インクジェット記録方
法によれば、高解像度で高品位な画像を高速且つ簡便に
印刷することが可能で、特に、近年はカラー印刷におい
ては写真に代わりうる画像形成方法となってきている。

【０００３】このようなインクジェット記録方法に使用
されるインクジェット記録用インクとしては、従来よ
り、染料を着色剤とした染料インクが主に使用されてき
たが、耐水性や耐光性等の堅牢性に優れる顔料を着色剤
とした顔料インクも利用されている。

【０００４】ところが、顔料インクとインクジェット記
録装置とを使用してインクジェット記録を行うと、染料
インクを使用した場合と比較して、顔料インク中の顔料
粒子が、インク供給系の流路内面やノズル開口部に付着
・析出しやすく、これによりインクの供給不良や目詰ま
りといった不都合が生じやすいという問題があった。

【０００５】そこで、このような不都合の発生を抑止す
るため、従来のインクジェット記録装置には、通常、一
定量のインクを強制排出する動作とノズル開口付近に付
着している古いインクを排除する動作とを連動実施する
ことによりノズルや流路内の目詰まりを解消するクリー
ニング機構が設けられている。

【０００６】しかし、このようなクリーニング機構を用
いて適時にクリーニング動作を実行させても、顔料粒子
の付着・析出に起因する上記不具合の解消は不十分であ
った。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述した問
題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、インク
ジェット記録装置内のインク流路やノズル開口部に対し
て、顔料インク中の顔料粒子の析出・付着の発生を抑え
ることによって、クリーニング機構等の動作回数を低減
できるとともに、長期に渡って安定した印刷品質を維持
することができるインクジェット記録装置を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者は、鋭意検討した結果、顔料インクを使用
するインクジェット記録装置内でのインクの供給系を構
成する部材の電位が顔料インクの電位（顔料がアニオン
性顔料である場合は負の電位、顔料がカチオン性顔料で
ある場合は正の電位）に対して同極であると、異極であ
る場合と比較して、顔料粒子の析出・付着の発生が生じ
にくいことを見出し、本発明を完成したものである。す
なわち、本発明の技術的構成は以下の通りである。

【０００９】請求項１に係るインクジェット記録装置
は、記録ヘッドを具備するとともに、着色剤としての顔
料と水とを含有する顔料インクを記録ヘッドによりイン
クジェット記録するインクジェット記録装置であって、
記録ヘッドを構成する部材の顔料インクと接触する表面
のゼータ電位（ただし、前記顔料インクがとり得るｐＨ
範囲におけるゼータ電位）が、顔料インクのゼータ電位
と同極であることを特徴としている。このような構成に
よれば、顔料インク中の顔料粒子が、記録ヘッド内のイ
ンク流路を構成する部材等の内壁面に対して電気的に吸
引・吸着されにくく、その結果、インクが流れる記録ヘ
ッド内のインク流路やノズルにおける顔料粒子の析出・
付着を大幅に軽減できる。これにより、クリーニング機
構等の動作回数を低減できるとともに、長期に渡って安
定した印刷品質を維持することができる。

【００１０】また、本発明者は、顔料インクの顔料とし
てアニオン性顔料を使用する場合は、前記記録ヘッドを
構成する部材の前記表面のｐＨ７〜９でのゼータ電位が
負電位であることによって、一方、顔料としてカチオン
性顔料を使用する場合は、前記記録ヘッドを構成する部
材の前記表面のｐＨ４〜７でのゼータ電位が正電位であ
ることによって、上記課題を解決できることを見出し
た。よって、請求項２に係るインクジェット記録装置
は、前記顔料がアニオン性顔料であるとともに、前記記
録ヘッドを構成する部材の前記表面のｐＨ７〜９でのゼ
ータ電位が、負電位であることを特徴としている。ま
た、請求項３に係るインクジェット記録装置は、前記顔
料がカチオン性顔料であるとともに、前記記録ヘッドを
構成する部材の前記表面のｐＨ４〜７でのゼータ電位
が、正電位であることを特徴としている。

【００１１】請求項４に係るインクジェット記録装置
は、着色剤としての顔料と水とを含有する顔料インクを
インクジェット記録するインクジェット記録装置であっ
て、インクジェット記録装置を構成する部材の前記顔料
インクと接触する表面のゼータ電位（ただし、前記顔料
インクがとり得るｐＨ範囲におけるゼータ電位）が、前
記顔料インクのゼータ電位と同極であることを特徴とし
ている。このような構成によれば、記録ヘッドのみなら
ず、顔料インクを接触する他の部材（インクカートリッ
ジやクリーニング機構等）についても、前記のように表
面のゼータ電位が規定されるので、インクジェット記録
装置内のインク流路やノズル開口における顔料粒子の析
出・付着を大幅に軽減でき、より確実に、クリーニング
機構等の動作回数を低減できるとともに、長期に渡って
安定した印刷品質を維持することができる。

【００１２】また、本発明者は、顔料インクの顔料とし
てアニオン性顔料を使用する場合は、前記インクジェッ
ト記録装置を構成する部材の前記表面のｐＨ７〜９での
ゼータ電位が負電位であることによって、一方、顔料と
してカチオン性顔料を使用する場合は、前記記録ヘッド
を構成する部材の前記表面のｐＨ４〜７でのゼータ電位
が正電位であることによって、上記課題を解決できるこ
とを見出した。よって、請求項５に係るインクジェット
記録装置は、前記顔料がアニオン性顔料であるととも
に、前記インクジェット記録装置を構成する部材の前記
表面のｐＨ４〜７でのゼータ電位が負電位であることを
特徴としている。また、請求項６に係るインクジェット
記録装置は、前記顔料がカチオン性顔料であるととも
に、前記インクジェット記録装置を構成する部材の前記
表面のｐＨ４〜７でのゼータ電位が正電位であることを
特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態に係る
インクジェット記録装置の構成を図面に基づいて説明す
る。図１は、コンピュータ（図示せず）から受信した印
刷データに基づいて顔料インクを記録用紙７にインクジ
ェット記録するインクジェット記録装置（プリンタ）２
を示している。このインクジェット記録装置２は、キャ
リッジ３がタイミングベルト４を介してキャリッジモー
タ５に接続され、ガイド部材６に案内されて記録用紙７
の紙幅方向に往復動するように構成されている。また、
このインクジェット記録装置２には、紙送りローラ１７
を用いた紙送り機構も設けられている。

【００１４】キャリッジ３の記録用紙７と対向する面
（即ち、本実施の形態では下面）には、記録ヘッド１が
取り付けられている。この記録ヘッド１は、キャリッジ
３の上部に取り付けられたホルダ８にセットされている
インクカートリッジ９からアニオン性顔料インクの供給
を受けて、キャリッジ３の移動に合わせて、記録用紙７
にインク滴を発射・着弾させることによって、画像や文
字等を印刷する。

【００１５】また、記録用紙７から外れた非印刷領域
（非記録領域）には、キャッピング装置１０が配設さ
れ、印刷の休止中に記録ヘッド１のノズル開口を封止す
る。従って、印刷の休止中、キャッピング装置１０によ
るノズル開口の封止により残留しているインクが乾燥し
て増粘あるいはインク膜を形成することを抑制すること
ができる。また、キャッピング装置１０は、図面には示
していないが吸引パイプを介してポンプに接続してお
り、インクを充填する際やクリーニング時にノズル開口
から吸引して記録ヘッド１内のインク流路内にある気泡
を排除する。そして、キャッピング装置１０の近傍に配
置されたワイピング装置１１により、記録ヘッド１の表
面（ノズル開口のある下面）を払拭して、そこに付着し
たインク滓や紙粉等を除去するように構成されている。

【００１６】図２は記録ヘッド１の分解斜視図、図３は
記録ヘッド１の断面図、図４は記録ヘッド１に使用して
いる流路形成板１２の平面図である。図２及び図３に示
す記録ヘッド１を製造するには、行列状にノズル開口１
３が形成されたノズルプレート１４、ノズル開口１３の
それぞれに連通する圧力発生室２０が形成された流路形
成板１２、及び圧力発生室２０のそれぞれに重なる振動
領域が島状に形成された弾性板２１を、この順に積層し
て流路ユニット２２を構成した後、流路ユニット２２を
圧力発生素子２３が支持されたヘッドケース２４に重ね
合わせて、各圧力発生素子２３の先端部分を弾性板２１
の各振動領域にそれぞれ当接して接着し、ノズルプレー
ト１４側に縁カバー２５を被せる。

【００１７】ノズルプレート１４は、ステンレス板など
の薄板に直径２０μｍから３０μｍのノズル開口１３が
印刷画像のドット形成密度に対応したピッチで形成され
たものである。また、流路形成板１２は、図４に示すよ
うに、厚さが４００μｍ程度のシリコン基板に対してウ
ェットエッチングなどによって貫通穴を形成したもので
あり、この貫通穴により、共通インク室２６、この共通
インク室２６からノズルプレート１４のノズル開口１３
と重なる位置まで細長く形成されたインク供給路２７及
び圧力発生室２０が構成される。

【００１８】弾性板２１は、基板２９と樹脂フィルム３
０からなる複合板に対して、圧力発生室２０と重なる領
域にステンレス部分が島状の振動領域（アイランド部）
３１として残され、この振動領域３１の周りは樹脂フィ
ルム３０だけが残されている。また、この弾性板２１に
は、共通インク室２６に重なる領域にインク供給穴３２
が形成されている。

【００１９】ヘッドケース２４には、その先端面に窓３
３が開設され、このヘッドケース２４内に、ステンレス
製固定基板３４に基端を固定して複数本櫛歯状に形成さ
れた圧力発生素子２３を差し込むと、窓３３の内側に圧
力発生素子２３の先端部分が入り込む。なお、ヘッドケ
ース２４には、インク供給管３５が形成されている。

【００２０】このように構成された記録ヘッド１におい
て、電圧パルスが圧力発生素子２３に印加されると、圧
力発生素子２３は圧力発生室２０の容積を膨張させる方
向に撓み（即ち、収縮し）、圧力発生室２０に負圧を生
じさせる。その結果、インクのメニスカスはノズル開口
１３の内部に引き込まれ、共通インク室２６からは各イ
ンク供給路２７を介して各圧力発生室２０にインクが流
れ込む。一方、放電パルスを印加すると、圧力発生素子
２３は圧力発生室２０の容積を収縮させる方向（即ち、
伸長する方向）に撓み、圧力発生室２０に正圧が発生す
る。その結果、ノズル開口１３からインク滴が発射され
る。このような動作は、何れも、圧力発生素子２３の伸
長、収縮が弾性板２１の振動領域３１を介して伝達され
る。

【００２１】図４に示した流路形成板１２は、インク供
給管３５が共通インク室２６の一方の端部に連通してい
るので、このインク供給管３５から遠く離隔した他方の
端部の領域で連通しているインク供給路２７の幅がノズ
ル番号＃４から＃１の方向に徐々に広げられている。換
言すると、共通インク室２６中央側から先端に位置する
ものほど、その幅が徐々に広げられている。

【００２２】流路形成板１２に形成される共通インク室
２６の深さは均一であるので、インク供給路２７の入口
（＃１〜＃４に対応する供給口）の断面積が徐々に大き
くなり、ノズル番号＃４〜＃１にかけて生じるインク速
度とインク量の変動を抑制することができる。

【００２３】そして、本発明の実施形態に係るインクジ
ェット記録装置においては、記録ヘッド１を構成する部
材の顔料インクと接触する表面のゼータ電位（ただし、
前記顔料インクがとり得るｐＨ範囲におけるゼータ電
位）が、顔料インクのゼータ電位と同極になるように構
成される。

【００２４】より具体的には、顔料がアニオン性顔料と
されたアニオン性顔料インク（ｐＨ７〜９）を使用する
場合は、記録ヘッド１を構成する部材の顔料インクと接
触する表面のｐＨ７〜９でのゼータ電位が負電位とされ
る。ここで、アニオン性顔料としては、“アニオン性基
を有する分散剤”が表面に存在する顔料を好適に例示で
き、アニオン性基を有する分散剤としては、アニオン性
基として−ＣＯＯ^-や−ＳＯ₃ ^-を有する分散剤を挙げる
ことができる。

【００２５】一方、顔料がカチオン性顔料とされたカチ
オン性顔料インク（ｐＨ４〜７）を使用する場合は、記
録ヘッド１を構成する部材の顔料インクと接触する表面
のｐＨ４〜７でのゼータ電位が正電位とされる。ここ
で、カチオン性顔料としては、“カチオン性基を有する
分散剤”が表面に存在する顔料を好適に例示でき、カチ
オン性基を有する分散剤としては、カチオン性基として
−ＮＨ₃ ⁺や−ＮＨ₂ ⁺−を有する分散剤を挙げることがで
きる。

【００２６】記録ヘッド１を構成するとともに、顔料イ
ンクと接触する表面を有する部材としては、インク供給
穴３２を有するヘッドケース２４、流路ユニット２２
（弾性板２１、流路形成板１２、ノズルプレート１４）
を挙げることができ、これらの部材の表面のゼータ電位
は、部材の素材を変更することによって好適に調整でき
る。また、これらインクと接触する部材の素材は、市販
のものから選択することもできるが、より大きいゼータ
電位を得るために、素材に添加剤を加えたり、表面コー
トを施すことも可能である。

【００２７】弾性板２１を構成する基板２９、流路形成
板１２およびノズルプレート１４の素材であって、表面
のｐＨ７〜９でのゼータ電位が負電位であるものとして
は、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ４１０等のステンレス類、ニ
ッケル、クロムなどを挙げることができる。弾性板２１
を構成する樹脂フィルム３０の素材であって、表面のｐ
Ｈ７〜９でのゼータ電位が負電位であるものとしては、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、
ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン等
を挙げることができる。すなわち、アニオン性顔料を使
用するためのインクジェット記録装置においては、これ
らの素材が好適に使用される。

【００２８】一方、弾性板２１を構成する基板２９、流
路形成板１２およびノズルプレート１４の素材であっ
て、表面のｐＨ４〜７でのゼータ電位が正電位であるも
のとしては、アルミナ，シリカ等のセラミックス、カチ
オン変成層コート金属などを挙げることができる。弾性
板２１を構成する樹脂フィルム３０の素材であって、表
面のｐＨ４〜７でのゼータ電位が正電位であるものとし
ては、ナイロン６６、ポリエチレンイミン、ポリビニル
アミン、ポリアリルアミン、ポリアミド、ポリイミド、
ポリオルニチン、ポリリジン、カチオン変成ポリエステ
ル等のカチオン変成ポリマーなどを挙げることができ
る。すなわち、カチオン性顔料を使用するためのインク
ジェット記録装置においては、これらの素材が好適に使
用される。

【００２９】以上に説明したインクジェット記録装置２
によれば、顔料インク中の顔料粒子が、記録ヘッド１内
のインク流路を構成する部材等の内壁面に対して電気的
に吸引・吸着されにくく、その結果、インクが流れる記
録ヘッド１内のインク流路やノズル開口１３における顔
料粒子の析出・付着を大幅に軽減できる。これにより、
クリーニング機構等の動作回数の低減が図れるので、長
期に渡って安定した印刷品質を維持することができる。

【００３０】また、インクジェット記録装置２は、イン
クジェット記録装置２を構成する部材の顔料インクと接
触する表面のゼータ電位（ただし、前記顔料インクがと
り得るｐＨ範囲におけるゼータ電位）が、顔料インクの
ゼータ電位と同極であれば、記録ヘッド１内のインク流
路のみならず、インクジェット記録装置２内のインク流
路やノズル開口１３における顔料粒子の析出・付着を大
幅に軽減できるので、より確実に長期に渡って安定した
印刷品質を維持することができる。インクジェット記録
装置２を構成するとともに、顔料インクと接触する表面
を有する部材としては、前記した記録ヘッド１を構成す
る部材に加え、顔料インクを収容したインクカートリッ
ジ９、印刷終了時や休止時にノズル開口１３を塞ぐキャ
ッピング装置１０のキャップ、ノズル開口１３の周辺等
をクリーニングするクリーニング機構のワイピング装置
１１などを挙げることができ、これらの部材の表面のゼ
ータ電位は、部材の素材を変更することによって好適に
調整できる。

【００３１】より具体的には、顔料がアニオン性顔料と
されたアニオン性顔料インク（ｐＨ７〜９）を使用する
場合は、アニオン性顔料インクのゼータ電位は負であり
（図５（ａ）参照）、インクジェット記録装置２を構成
する部材の顔料インクと接触する表面のｐＨ７〜９での
ゼータ電位が負電位とされる。前記部材としては、少な
くともｐＨ７〜９でのゼータ電位が負電位であるアニオ
ン性材料であれば、ｐＨ７未満におけるゼータ電位が正
電位であってもよい（図６（ａ）参照）。

【００３２】一方、顔料がカチオン性顔料とされたカチ
オン性顔料インク（ｐＨ４〜７）を使用する場合は、カ
チオン性顔料インクのゼータ電位は正であり（図５
（ｂ）参照）、インクジェット記録装置２を構成する部
材の顔料インクと接触する表面のｐＨ４〜７でのゼータ
電位が正電位とされる。前記部材としては、少なくとも
ｐＨ４〜７でのゼータ電位が正電位であるカチオン性材
料であれば、ｐＨ７を超える領域においてゼータ電位が
負電位であってもよい（図６（ｂ）参照）。

【００３３】記録ヘッド１を構成する部材の素材であっ
て、表面のｐＨ７〜９でのゼータ電位が負電位であるも
のとしては、前記したものを挙げることができる。ま
た、顔料インクを収容したインクカートリッジ９および
ヘッドケース２４の素材であって、表面のｐＨ７〜９で
のゼータ電位が負電位であるものとしては、ポリプロピ
レン（ＰＰ），ポリエチレン（ＰＥ），ポリスチレン
（ＰＳ），ＡＢＳ，ＡＳ，ＰＯＭ，ＰＰＳ，エポキシ樹
脂，フェノール樹脂，アルキッド樹脂等を挙げることが
できる。また、キャッピング装置１０のキャップの素材
であって、表面のｐＨ７〜９でのゼータ電位が負電位で
あるものとしては、ブチルゴム，イソプレンゴム，ウレ
タンゴム，クロロプレンゴム，シリコンゴム，ブタジエ
ンゴム，エチレンブタジエンゴム等を挙げることができ
る。また、ワイピング装置１１の素材であって、表面の
ｐＨ７〜９でのゼータ電位が負電位であるものとして
は、ブチルゴム，イソプレンゴム，シリコンゴム，ブタ
ジエンゴム，スチレンブタジエンゴム等を挙げることが
できる。すなわち、アニオン性顔料を使用するためのイ
ンクジェット記録装置においては、これらの素材が好適
に使用される。

【００３４】一方、記録ヘッド１を構成する部材の素材
であって、表面のｐＨ４〜７でのゼータ電位が正電位で
あるものとしては、前記したものを挙げることができ
る。また、顔料インクを収容したインクカートリッジ９
およびヘッドケース２４の素材であって、表面のｐＨ４
〜７でのゼータ電位が正電位であるものとしては、ポリ
アミドイミド，ポリアミド，ポリイミド，カチオン変成
ポリエステル等を挙げることができる。また、キャッピ
ング装置１０のキャップの素材であって、表面のｐＨ４
〜７でのゼータ電位が正電位であるものとしては、ポリ
エチレンポリプロピレンジエンゴム，イソプレンゴム，
ブタジエンゴム，ブチルゴム，シリコンゴム，エチレン
ブタジエンゴム等のゴムをカチオン変成してなるカチオ
ン変成ゴム、アミノ変成シリコンゴム等を挙げることが
できる。また、ワイピング装置１１の素材であって、表
面のｐＨ４〜７でのゼータ電位が正電位であるものとし
ては、ポリエチレンポリプロピレンジエンゴム，イソプ
レンゴム，ブタジエンゴム，ブチルゴム，シリコンゴ
ム，エチレンブタジエンゴム等のゴムをカチオン変成し
てなるカチオン変成ゴム、アミノ変成シリコンゴム等を
挙げることができる。すなわち、カチオン性顔料を使用
するためのインクジェット記録装置においては、これら
の素材が好適に使用される。

【００３５】本発明において、インクジェット記録装置
を構成する部材に使用するための素材の表面のゼータ電
位は、流動電位方式によって好適に測定することができ
る。詳しくは、測定セルに適当な大きさとされた測定対
象物をセットして、その測定セルの両端に圧力差をつけ
て、ｐＨが所定値とされた電解質溶液を流すことによっ
て生じる電荷の偏位から電位差、即ち流動電位を測定
し、測定セル両端の圧力差による流動電位の変化率か
ら、測定対象物の表面のゼータ電位を求めることができ
る。なお、流動電位方式によるゼータ電位計としては、
アントンパール社からゼータ電位測定装置ＥＫＡ型が市
販されている。

【００３６】本発明において、顔料インクは公知のもの
を限定なく使用でき、顔料インクのゼータ電位は、大塚
電子株式会社製のＥＬＳ−８０００，ＥＬＳ−６００
０、マルバーン（英国）製のＺＥＴＡＳＩＳＥＲ２０
００，３０００ＨＳ、日機装株式会社製のＺｅｔａｐｌ
ｕｓ等の市販の装置を用い、顔料インクを希釈してｐＨ
を順次変更する常法に従って測定できる。なお、公知の
顔料インクは、アニオン性顔料インクとカチオン性顔料
とに大別でき、アニオン性顔料インク（ｐＨ７〜９）は
ゼータ電位が負電位であり、カチオン性顔料インク（ｐ
Ｈ４〜７）はゼータ電位が正電位である。

【００３７】

【実施例】（インクセットの作成）以下の“目詰まり回
復性試験”及び“クリーニング試験”に使用するインク
セットを作成した。インクセットは、四色（ブラック，
シアン，マゼンタ，イエロー）のアニオン性顔料インク
から構成されるアニオン性顔料インクセットと、四色
（ブラック，シアン，マゼンタ，イエロー）のカチオン
性顔料インクセットを使用した。

【００３８】各インクの調製は、表１及び表２の組成に
基づいて、各成分を吉田機械工業株式会社製のナノマイ
ザーを用いて、２時間分散させることにより行った。ア
ニオン分散体、カチオン分散体の製造は以下の通りであ
る。

【００３９】（アニオン分散体の製造）撹拌機、温度
計、還流管および滴下ロートを備えた反応容器を窒素置
換した後、スチレン２０部、α−メチルスチレン５部、
ブチルメタクリレート１５部、ラウリルメタクリレート
１０部、アクリル酸２部、ｔ−ドデシルメルカプタン
０．３部を入れて７０℃に加熱し、別に用意したスチレ
ン１５０部、アクリル酸１５部、ブチルメタクリレート
５０部、ｔ−ドデシルメルカプタン１部、メチルエチル
ケトン２０部およびアゾビスイソブチロニトリル３部を
滴下ロートに入れて４時間かけて反応容器に滴下しなが
ら分散ポリマーを重合反応させる。次に、反応容器にメ
チルエチルケトンを添加して４０％濃度の分散ポリマー
溶液を作成する。上記分散ポリマー溶液４０部、カーボ
ンブラックであるＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌａｃｋ
７を３０部、０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水
溶液１００部、メチルエチルケトン３０部を混合し、ホ
モジナイザーで３０分撹拌する。その後、イオン交換水
を３００部添加して、さらに１時間撹拌する。そして、
ロータリーエバポレーターを用いてメチルエチルケトン
の全量と水の一部を留去して、０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸
化ナトリウムで中和してｐＨ８．５に調整してから０．
３μｍのメンブレンフィルターでろ過して固形分（アニ
オン性分散剤とカーボンブラック）が２０％のアニオン
分散体とした。また、顔料及び分散樹脂の量を表１に示
す比に代えた以外は、上記と同様に行うことで、シアン
インク用、マゼンタインク用、イエローインク用のアニ
オン分散体を、それぞれ製造した。

【００４０】（カチオン分散体の製造）撹拌機、温度
計、還流管および滴下ロートを備えた反応容器を窒素置
換した後、スチレン２０部、α−メチルスチレン５部、
ブチルメタクリレート１５部、アリルアミンモノマー３
部、ｔ−ドデシルメルカプタン０．３部を入れて７０℃
に加熱し、別に用意したスチレン１５０部、ブチルメタ
クリレート３０部、アリルアミンモノマー５部、ｔ−ド
デシルメルカプタン１部、メチルエチルケトン２０部お
よびアゾビスイソブチロニトリル３部を滴下ロートに入
れて４時間かけて反応容器に滴下しながら分散ポリマー
を重合反応させる。次に、反応容器にメチルエチルケト
ンを添加して４０％濃度の分散ポリマー溶液を作成す
る。上記分散ポリマー溶液４０部、カーボンブラックで
あるＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌａｃｋ７を３０
部、メチルエチルケトン３０部を混合し、ホモジナイザ
ーで３０分撹拌する。その後、イオン交換水を３００部
添加して、さらに１時間撹拌する。そして、ロータリー
エバポレーターを用いてメチルエチルケトンの全量と水
の一部を留去して、トリエタノールアミンでｐＨ調整し
てｐＨ５．５に調整してから０．３μｍのメンブレンフ
ィルターでろ過して固形分（カチオン性分散剤とカーボ
ンブラック）が２０％のカチオン分散体とした。また、
顔料及び分散樹脂の量を表２に示す比に代えた以外は、
上記と同様に行うことで、シアンインク用、マゼンタイ
ンク用、イエローインク用のカチオン分散体を、それぞ
れ製造した。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【表２】

【００４３】（クリーニング回数試験）インクジェット
記録装置２と同様の構成であって、前記したヘッドケー
ス２４が表３のように変更された２種類のインクジェッ
ト記録装置と、前記のように作製した２種類のインクセ
ットとを組み合わせて印刷を行った後、インクジェット
記録装置を、４０℃、湿度２０％の環境下で１週間放置
した。放置後、印刷を再開する際に要したクリーニング
回数を試験した。結果を表３に示す。このように、ヘッ
ドケースのゼータ電位と、インクのゼータ電位とを同極
とすることにより、クリーニング回数を１０回より少な
くできることを確認した。

【００４４】

【表３】

【００４５】（ワイピング回復性）インクジェット記録
装置２と同様の構成であって、前記したワイピング装置
１１が表４のように変更された２種類のインクジェット
記録装置と、前記のように作製した２種類のインクセッ
トとを組み合わせて印刷を行った後、インクジェット記
録装置を、４０℃、湿度２０％の環境下で１週間放置し
た。放置後、印刷を再開する際に要したワイピング装置
よるワイピング数を測定した。ワイピング数が少ないも
のは、ワイピング回復性に優れる。

【００４６】

【表４】

【００４７】このように、ワイピング装置のゼータ電位
と、インクのゼータ電位とを同極とすることにより、優
れたワイピング回復性が得られることを確認した。

【００４８】

【発明の効果】請求項１に係るインクジェット記録装置
によれば、記録ヘッドを具備するとともに、着色剤とし
ての顔料と水とを含有する顔料インクを記録ヘッドによ
りインクジェット記録するインクジェット記録装置であ
って、記録ヘッドを構成する部材の顔料インクと接触す
る表面のゼータ電位（ただし、前記顔料インクがとり得
るｐＨ範囲におけるゼータ電位）が、顔料インクのゼー
タ電位と同極であるので、クリーニング機構等の動作回
数を低減できるとともに、長期に渡って安定した印刷品
質を維持することができるインクジェット記録装置を提
供できる。

【００４９】請求項２に係るインクジェット記録装置に
よれば、顔料がアニオン性顔料であるとともに、記録ヘ
ッドを構成する部材の前記表面のｐＨ７〜９でのゼータ
電位が負電位であるので、クリーニング機構等の動作回
数を低減できるとともに、長期に渡って安定した印刷品
質を維持することができるインクジェット記録装置を提
供できる。

【００５０】請求項３に係るインクジェット記録装置に
よれば、顔料がカチオン性顔料であるとともに、前記記
録ヘッドを構成する部材の前記表面のｐＨ４〜７でのゼ
ータ電位が正電位であるので、クリーニング機構等の動
作回数を低減できるとともに、長期に渡って安定した印
刷品質を維持することができるインクジェット記録装置
を提供できる。

【００５１】請求項４に係るインクジェット記録装置に
よれば、着色剤としての顔料と水とを含有する顔料イン
クをインクジェット記録するインクジェット記録装置で
あって、インクジェット記録装置を構成する部材の前記
顔料インクと接触する表面のゼータ電位（ただし、前記
顔料インクがとり得るｐＨ範囲におけるゼータ電位）
が、前記顔料インクのゼータ電位と同極であるので、よ
り確実に、クリーニング機構等の動作回数を低減できる
とともに、長期に渡って安定した印刷品質を維持するこ
とができるインクジェット記録装置を提供できる。

【００５２】請求項５に係るインクジェット記録装置に
よれば、顔料がアニオン性顔料であるとともに、インク
ジェット記録装置を構成する部材の前記表面のｐＨ７〜
９でのゼータ電位が負電位であるので、より確実に、ク
リーニング機構等の動作回数を低減できるとともに、長
期に渡って安定した印刷品質を維持することができるイ
ンクジェット記録装置を提供できる。

【００５３】請求項６に係るインクジェット記録装置に
よれば、顔料がカチオン性顔料であるとともに、インク
ジェット記録装置を構成する部材の前記表面のｐＨ４〜
７でのゼータ電位が、正電位であるので、より確実に、
クリーニング機構等の動作回数を低減できるとともに、
長期に渡って安定した印刷品質を維持することができる
インクジェット記録装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の一実施
の形態の斜視図である。

【図２】図１に示したインクジェット記録装置における
記録ヘッドの分解斜視図である。

【図３】図２に示した記録ヘッドの断面図である。

【図４】図２に示した記録ヘッドで使用している流路形
成板の平面図である。

【図５】アニオン性材料のｐＨとゼータ電位との関係を
説明する図である。

【図６】カチオン性材料のｐＨとゼータ電位との関係を
説明する図である。

【符号の説明】

１記録ヘッド２インクジェット記録装置３キャリッジ４タイミングベルト５キャリッジモータ６ガイド部材７記録用紙８ホルダ９インクカートリッジ１０キャッピング装置１１ワイピング装置１２流路形成板１３ノズル開口１４ノズルプレート１７紙送りローラ２０圧力発生室２１弾性板２２流路ユニット２３圧力発生素子２４ヘッドケース２５縁カバー２６共通インク室２７インク供給路２９基板３０樹脂フィルム３１振動領域（アイランド部）３２インク供給穴３３窓３４ステンレス製固定基板３５インク供給管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録ヘッドを具備するとともに、着色剤
としての顔料と水とを含有する顔料インクを前記記録ヘ
ッドによりインクジェット記録するインクジェット記録
装置であって、前記記録ヘッドを構成する部材の前記顔
料インクと接触する表面のゼータ電位（ただし、前記顔
料インクがとり得るｐＨ範囲におけるゼータ電位）が、
前記顔料インクのゼータ電位と同極であることを特徴と
するインクジェット記録装置。
【請求項２】前記顔料がアニオン性顔料であるととも
に、前記記録ヘッドを構成する部材の前記表面のｐＨ７
〜９でのゼータ電位が、負電位であることを特徴とする
請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】前記顔料がカチオン性顔料であるととも
に、前記記録ヘッドを構成する部材の前記表面のｐＨ４
〜７でのゼータ電位が、正電位であることを特徴とする
請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】着色剤としての顔料と水とを含有する顔
料インクをインクジェット記録するインクジェット記録
装置であって、インクジェット記録装置を構成する部材
の前記顔料インクと接触する表面のゼータ電位（ただ
し、前記顔料インクがとり得るｐＨ範囲におけるゼータ
電位）が、前記顔料インクのゼータ電位と同極であるこ
とを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】前記顔料がアニオン性顔料であるととも
に、前記インクジェット記録装置を構成する部材の前記
表面のｐＨ７〜９でのゼータ電位が負電位であることを
特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】前記顔料がカチオン性顔料であるととも
に、前記インクジェット記録装置を構成する部材の前記
表面のｐＨ４〜７でのゼータ電位が正電位であることを
特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。