JP2004106297A - インクと反応液とのセット、インクジェット記録方法及び記録物 - Google Patents

Abstract

【課題】カール防止剤を添加する方法における弊害を生じることなく、２液システムを利用することで印字後のカールの問題を抑制でき、且つ、輪郭部の不明瞭性を改善し、カラーブリードを生じることのない高品位の画像を形成することが可能な優れた特性のインクセット、インクジェット記録方法並びにその記録物の提供。
【解決手段】少なくとも１種のインクと、該インク中の少なくとも１成分と反応して該インクを凝集又はゲル化せしめる反応液とを具備している、インクと反応液とのセットであって、上記反応液と上記インクとが、記録媒体にそれぞれが付与された場合に、それぞれのカール方向が逆の関係となるように構成されていることを特徴とするインクと反応液とのセット、インクジェット記録方法及び記録物。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクと該インクと共に画像記録に用いられる反応液とのセット、インクジェット記録方法及び記録物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方式は、インクの小滴を飛翔させて、紙等の記録媒体に付着させて印刷を行う印刷方法であるが、該記録方式によれば、安価な装置で、高解像度、高品位なフルカラー画像を高速で印刷することが可能である。しかしながら、インクジェット記録方法は、インクが液体であるために、記録媒体上に着弾した際に、特に普通紙等の記録媒体を用いた場合には、インク液滴が記録媒体中に浸透して輪郭部が不明瞭となったり、又、隣接する異なる色間の境界滲み（所謂、カラーブリード）が発生するという現象を生じる場合があった。
【０００３】
これに対し、上記の問題を解決することを目的として、多価金属塩を含む溶液を記録媒体に付与した後、少なくとも一つのカルボキシル基を有する染料を含むインクを付与する方法が提案されている（特許文献１参照）。即ち、該方法によれば、多価金属イオンを含有する溶液（反応液）と、該イオンと反応し得る染料を含むインクが記録媒体上で接触することにより、不溶性物が形成され、その結果として、輪郭部の不明瞭性が改善され、及びカラーブリードを生じることがなく、更に、印字裏面への色材の裏抜けが低減された（以下、裏抜け性と呼ぶ）高品位の画像を得ることが可能となる。
【０００４】
又、塩との作用によって増粘又は凝集するブラックインクと、その塩を含有するカラーインクとを組合せて使用することにより、画像濃度が高く、且つカラーブリードがない高品位のカラー画像が得られる、という技術手段の提案もある（特許文献２参照）。即ち、上記した技術では、いずれも、混合されると互いに反応する２液をセットとして用い、画像形成の際に、これらの特性の異なる２液を用いて記録媒体上に印字物を形成することで、良好な画像を得ること（以下、２液システムと呼ぶ）を達成している。その他にも、２液を用いる各種の提案がなされている（特許文献３及び４等参照）。
【０００５】
本発明者らは、記録物の形成に、多価金属イオンを含有する反応液と、該反応液と混合されると反応するインクをセットで用いる２液システムについて種々の検討を行った。その結果、このようなインクセットを使用する２液システムでは、確かに、輪郭部の不明瞭性が改善され、且つ、異なる色のインクを複数用いた場合には、カラーブリードを生じることなく、更に、裏抜け性の優れた高品位の画像形成が可能となることを確認した。しかし、その一方で、検討の過程で、２液システムとしたがゆえの新たな課題を認識するに至った。
【０００６】
即ち、２液システムを用いた画像形成方法は、反応液中の多価金属イオンがインク中の色材と反応し（例えば、色材が染料の場合は染料凝集、顔料の場合は分散破壊等）、この結果、輪郭部の不明瞭性の改善、及びカラーブリードの発生の抑制といった効果が得られる。しかしながら、２液システムであるが故に、記録媒体上又は記録媒体中で、反応液とインクの２液を接触させて反応させる必要があるため、所謂、１液システム（画像形成にインクのみを用いるもの）に比べて、記録媒体に打ちこまれる液体量が増大してしまう。これによって、２液システムでの場合は、当然、印字後の紙のカールの発生傾向は増大し、１液システムの場合よりも厳しい方向になる。これに対しては、反応液及びインクに、従来より知られているカール防止剤を添加し、カールを抑制する手段が考えられる。
【０００７】
しかしながら、カールの発生傾向の高い２液システムに、カール防止剤を添加する方法を適用する場合には、１液システムの場合よりもその添加量を増大させる必要がある。この結果、反応液及びインクの粘度が増加し、例えば、インクジェット吐出特性が損なわれるといったインク等の物性面の問題を生じるのみならず、反応液及びインクの保存安定性といった信頼性の面にも影響を及ぼしかねない。
【０００８】
そこで、本発明者らは、単にカールを抑制するのみならず、２液システムを利用し、カールを抑制する新たな手段が必要であるとの結論に至った。これに対して、インクが付与された場合のカール方向を、記録媒体中に予め特定の化合物を含有させることで相殺させて、カールを抑制する手段が開示されている（特許文献５参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−２０２３２８号公報
【特許文献２】
特開平６−１０６７３５号公報
【特許文献３】
特開平３−２４０５５７号公報
【特許文献４】
特開平３−２４０５５８号公報
【特許文献５】
特開２００１−９８１９３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したカール方向を相殺する手段においては、個々の画像が要求する画像領域や、画像デューティ等によらず、一定量の化合物を記録媒体中に予め含有させているために、場合によっては、予め記録媒体中に含有させた化合物のカールに対する作用と、実際にインクを印字した場合のカールに対する作用を制御することが事実上不可能となって、両者のバランスが崩れて相殺せず、いずれかの作用が強過ぎて、結果として、どちらかにカールする現象を引き起こしかねず、最良の方法とは言えなかった。
【００１１】
従って、本発明の目的は、カール防止剤を添加する方法における弊害を生じることなく、２液システムを利用することで印字後のカールの問題を抑制でき、且つ、輪郭部の不明瞭性を改善し、カラーブリードを生じることのない高品位の画像を形成することが可能な優れた特性のインクと反応液とのセット、インクジェット記録方法及び記録物を提供することにある。
【００１２】
【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、少なくとも１種のインクと、該インク中の少なくとも１成分と反応して該インクを凝集又はゲル化せしめる反応液とを具備している、インクと反応液とのセットであって、上記反応液と上記インクとが、記録媒体にそれぞれが付与された場合に、それぞれのカール方向が逆の関係となるように構成されていることを特徴とするインクと反応液とのセット（以下、「インクセット」とも呼ぶ）である。
【００１３】
本発明の好ましい形態としては、上記構成において、反応液及びインクのいずれか一方のみに逆カール促進剤が含有され、反応液とインクのカール方向が逆の関係となるように構成されているインクセット、上記構成において、反応液の表面張力が、少なくとも該反応液と反応するインクの表面張力よりも高くなるように調整され、反応液とインクのカール方向が逆の関係となるように構成されているインクセット、上記構成において、インクを２種以上具備し、且つ反応液の表面張力が、複数のインクのいずれの表面張力よりも高くなるように調整され、反応液とこれらのインクのカール方向が逆の関係となるように構成されているインクセットが挙げられる。
【００１４】
更に、本発明の好ましい形態としては、上記構成において、反応液が、多価金属のイオン及びその塩から選ばれる少なくとも何れかを含むインクセット、該多価金属が、Ｃａ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂａ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｒ及びＹから選ばれる少なくとも一つであるインクセットが挙げられる。又、本発明の好ましい形態としては、上記構成において、インクを２種以上具備し、且つ反応液が、複数のインクのすべてと反応するインクセット、又、インク中の色材が、少なくとも顔料を含むインクセットが挙げられる。
【００１５】
更に、本発明の別の実施形態としては、記録媒体にインクと反応液を付与して記録を行う記録方法において、上記いずれかの構成のインクセットを用い、且つ少なくともインクの記録媒体への付与をインクジェット記録方式で行なうことを特徴とするインクジェット記録方法である。又、その好ましい形態としては、反応液をインクに先立って付与するインクジェット記録方法が挙げられる。更に、本発明の別の実施形態としては、上記した構成のインクジェット記録方法によって記録されたことを特徴とする記録物である。
【００１６】
【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。本発明者らは、前記した従来技術の課題に対して鋭意検討の結果、カール防止剤をインク及び反応液に添加する方法における弊害を生じることなく、印字後のカールの抑制が可能であり、しかも、個々の画像領域や、画像デューティ等が種々に異なる多様な画像形成においても、カール防止が有効に達成されるようにするためには、２液システムの特徴を利用し、これによって、画像領域、画像デューティに応じてバランスよくカール作用を相殺する手段が必要であるとの結論に至った。
【００１７】
更なる検討の結果、２液システムでセットとして使用する反応液とインクとが、記録媒体にそれぞれが付与された場合に、それぞれのカール方向が逆の関係となるように構成すれば、個々の画像領域、画像デューティに応じてバランスよくカール作用を相殺することができ、多様な画像に対して、印字後のカールの抑制が安定して達成できることを知見して本発明に至った。
【００１８】
そして、上記の具体的な方法としては、２液システムでセットとして使用する反応液とインクのいずれか一方のみに逆カール促進剤を含有させて、これによって反応液とインクのカール方向が逆の関係となるようにすることや、２液システムでセットとして使用する反応液とインクの表面張力の関係が、反応液の表面張力が、これと反応するインクの表面張力よりも高くなるように調整し、これによって反応液とインクのカール方向が逆の関係となるようにすることが有効であることを見いだした。更に、異なる色調等のインクを２種以上具備したインクセットの場合には、反応液の表面張力が、これら複数のインクのいずれの表面張力よりも高くなるように調整し、これによって反応液とインクのカール方向が逆の関係となるようにすることが有効である。以下に、これらについて説明する。
【００１９】
（カール相殺方法）
本発明に用いる逆カール促進剤は、本発明のインクセットを構成するインク及び反応液のいずれか一方のみに含有させて使用するが、インクとして水系インクを使用し、且つ反応液中に逆カール促進剤を含有させる場合には、水を単独で印字した際のカールの方向と逆の関係となる逆カール促進剤を用いることが好ましい。即ち、通常、インクジェット方式を用いて記録した記録物は、水を主成分とした水系インクが用いられるため、印字面を内側としてカールする。これは、水を単独で印字した方向と同一である。本発明は、反応液とインクとをセットとして記録に用いる２液システムに関するが、この場合に、反応液とインクとを記録媒体に付与した際に、そのカール方向が互いに逆の関係になるようにすることで、両者のカール方向を相殺し、これによってカールの抑制を図る。
【００２０】
従って、前記した水を単独で印字した際のカールの方向と逆の関係となるカール防止剤は、本発明に極めて効果的である。このようなものの具体例としては、例えば、糖類、より具体的には、単糖類、オリゴ糖類及び糖アルコール類、又、１，１，１−トリス（ヒドロキシルメチル）プロパン、ポリエチレングリコール、ヘキサントリオール等が挙げられる。勿論、これらの化合物に限定されるものではない。反応液に含有させる場合の添加量としては、上記した逆カール促進剤を添加した場合に、実質的に水単独で印字した時のカール方向と逆側にカールする量であれば特に制約はない。本発明者らの検討によれば、例えば、反応液全量に対して、質量基準で、９％以上、より好ましくは１５％以上を添加することが、本発明の効果を顕著に発揮する上で好適である。
【００２１】
本発明の構成によって得られるカールの発生の抑制効果は、予め、反応液を記録媒体に塗布等の手段を利用して付与しておき、その後に、この反応液と反応するインクを用いてインクジェット記録する形態においても得られるが、特に、反応液についても、インクジェット記録方式で記録媒体に付与する方法の場合に、より顕著な効果が得られる。即ち、インク及び反応液のいずれについてもインクジェット記録方式で記録媒体に付与する形態とすれば、反応液が、インクによって形成する記録画像領域に応じた部分のみに付与されるので、これらの２液によって、個々の画像領域、画像デューティに応じて確実にバランスよくカール作用を相殺することが可能となるからである。
【００２２】
一般的に、カールの発生原因は、記録媒体を形成するセルロース等の繊維間の水の吸着及び蒸発の影響が大きいと考えられている。通常、水性インクを普通紙に印字させた際は、用紙は印字面を内側にしてカールする。これに対して、本発明者らの検討によれば、前述した逆カール防止剤として例示した化合物等を単独で用い、これを普通紙に印字した場合は、印字面を外側にしてカールする。従って、本発明のごとき、インクと該インクと反応する反応液をセットで用いる２液システムで画像を形成する場合には、インク単独或いは反応液単独でカールを抑制する方法とせずに、例えば、上記したような逆カール防止剤を用いることで、インク及び反応液の両者の特性を制御してカールを相殺し、これによって実質的にカールを抑制する手段とすることができる。尚、上記では、反応液に逆カール防止剤を添加した場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、インク及び反応液によって生じるカールの方向が互いに逆となる関係となればよく、インク中に前記したようなカール防止剤を添加して、互いのカールを相殺できるように構成してもよい。
【００２３】
インク及び反応液によって生じるカールの方向が互いに逆となる関係とするための手段としては、その他、両者の表面張力を、反応液の表面張力が、少なくとも該反応液と反応するインクの表面張力よりも高くなるように調整する方法を挙げることができる。具体的には、界面活性剤剤に代表されるような、表面張力を低下させる添加剤を添加させる、等の従来公知の手段を用いればよい。以下、本発明のインクセットを構成する反応液及びインクの上記以外の好ましい構成、更には、本発明のインクセットを用いる記録方法等について説明する。
【００２４】
［反応液］
本発明にかかる反応液は、少なくとも１種のインク中の少なくとも１成分と反応して、該インクを凝集或いはゲル化せしめる特性を有するが、より具体的には、例えば、水性媒体中に、イオン性基の作用によって安定に分散又は溶解させられている色材を有するインクに対して、記録媒体上等で混合された場合に、該インクの分散安定性を破壊及び凝集することができる、多価金属のイオン及びその塩から選ばれる少なくとも何れかを含むものが挙げられる。以下、これらについて説明する。
【００２５】
（多価金属イオン及びその塩）
本発明で使用する反応液に用いることのできる多価金属イオンとしては、具体的には、例えば、Ｃａ^２＋、Ｃｕ^２＋、Ｎｉ^２＋、Ｍｇ^２＋、Ｚｎ^２＋、及びＢａ^２＋等の二価の金属イオンや、Ａｌ^３＋、Ｆｅ^３＋、Ｃｒ^３＋、及びＹ^３＋等の三価の金属イオンが挙げられるがこれに限定されるものではない。又、その塩とは、上記に挙げたような多価金属イオンと、これらのイオンに結合する陰イオンとから構成される金属塩のことであるが、水に可溶なものであることを要する。塩を形成するための陰イオンとしては、例えば、Ｃｌ⁻、ＮＯ_３ ⁻、Ｉ⁻、Ｂｒ⁻、ＣｌＯ_３ ⁻、ＳＯ_４ ^２−、ＣＯ_３ ^２−、ＣＨ_３ＣＯＯ⁻、及びＨＣＯＯ⁻等が挙げられるが、これに限定されるものではない。又、反応液中の上記塩の含有量は、本発明にかかる効果を考慮すると、反応液全量に対して、多価金属塩として、０．０１〜２０質量％が好ましい。
【００２６】
又、本発明で使用する反応液は、無色であることが好ましいが、必ずしも可視域に吸収を示さないものである必要はない。即ち、可視域に吸収を示すものであっても、実質上、画像に影響を与えない範囲であれば、可視域に吸収を示す淡色のものであってもかまわない。
【００２７】
（水性媒体）
本発明で使用する反応液に用いられる水性媒体としては、例えば、水、或いは水と水溶性有機溶剤との混合溶媒が挙げられる。水溶性有機溶媒としては、反応液の乾燥防止効果を有するものが特に好ましい。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；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使用することが望ましい。
【００２８】
本発明で使用する反応液中に含有される水溶性有機溶剤の含有量は特に限定されないが、反応液全質量に対して、好ましくは３〜５０質量％の範囲が好適である。又、反応液に含有される水の含有量は反応液全質量に対して好ましくは５０〜９５質量％の範囲である。更に上記の成分のほかに、必要に応じて、所望の物性値を持つ反応液とするために、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る。
【００２９】
［インク］
上記したような構成を有する反応液は、少なくとも一種類のインクとともに画像を形成する際に用いられ、該インクと反応して、該インクを凝集又はゲル化せしめるが、その際に使用されるインクとしては、特に、色材がイオン性基によって水性媒体に分散又は溶解させられているインクと組合せて記録に用いることで、カールの抑制された、しかも高品質の画像が形成される等の好ましい効果を得られる。かかるインクに用いることのできる色材としては、例えば、染料、顔料（自己分散型顔料、マイクロカプセル化顔料を含む）、更には着色樹脂等が挙げられるが、本発明においては、特に、色材として顔料を用いることが好ましい。以下これらの色材について詳述する。
【００３０】
＜染料＞
インクの色材として用いる染料としては従来から公知の物を用いることができ、例えば、酸性染料、直接染料、分散染料等を用いることができる。例えば、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適度な色調と濃度とを有するものであれば、大抵のものを用いることができる。又、これらのうちのいずれかを混合して用いることも可能である。アニオン性染料の具体例を以下に挙げる。
【００３１】
（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、８７、８８、８９、９８、１００、１１０、１３２
Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１、３、７、１１、１７、２３、２５、２９、３６、３８、４０、４２、４４、７６、９８、９９
Ｃ．Ｉ．リィアクティブイエロー２、３、１７、２５、３７、４２
Ｃ．Ｉ．フードイエロー３
【００３２】
（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、８０、８３、８９、９５、１９７、２０１、２１８、２２０、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０
Ｃ．Ｉ．アシッドレッド６、８、９、１３、１４、１８、２６、２７、３２、３５、４２、５１、５２、８０、８３、８７、８９、９２、１０６、１１４、１１５、１３３、１３４、１４５、１５８、１９８、２４９、２６５、２８９
Ｃ．Ｉ．リィアクティブレッド７、１２、１３、１５、１７、２０、２３、２４、３１、４２、４５、４６、５９
Ｃ．Ｉ．フードレッド８７、９２、９４
【００３３】
（ブルー用の色材）
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、１５、２２、２５、４１、７６、７７、８０、８６、９０、９８、１０６、１０８、１２０、１５８、１６３、１６８、１９９、２２６
Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、７、９、１５、２２、２３、２５、２９、４０、４３、５９、６２、７４、７８、８０、９０、１００、１０２、１０４、１１７、１２７、１３８、１５８、１６１
Ｃ．Ｉ．リィアクティブブルー４、５、７、１３、１４、１５、１８、１９、２１、２６、２７、２９、３２、３８、４０、４４、１００
【００３４】
（ブラック用色材）
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、１９、２２、３１、３２、５１、６２、７１、７４、１１２、１１３、１５４、１６８、１９５
Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２、４８、５１、５２、１１０、１１５、１５６
Ｃ．Ｉ．フードブラック１、２
【００３５】
＜顔料＞
顔料としては、例えばカーボンブラックや有機顔料等が挙げられる。
（カーボンブラック）
カーボンブラックとしては、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顔料で、例えば、レイヴァン（Ｒａｖｅｎ）７０００、レイヴァン５７５０、レイヴァン５２５０、レイヴァン５０００、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１２００、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（Ｂｌａｃｋ　Ｐｅａｒｌｓ）Ｌ、リーガル（Ｒｅｇａｌ）４００Ｒ、リーガル３３０Ｒ、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１１００、モナク１３００、モナク１４００、ヴァルカン（Ｖａｌｃａｎ）ＸＣ−７２Ｒ（以上キャボット社製）、カラーブラック（Ｃｏｌｏｒ　Ｂｌａｃｋ）ＦＷ１、カラーブラックＦＷ２、カラーブラックＦＷ２Ｖ、カラーブラックＦＷ１８、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（Ｓｐｅｃｉａｌ　Ｂｌａｃｋ）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）等を使用することができるが、これらに限定されるものではなく従来公知のカーボンブラックを使用することが可能である。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。
【００３６】
（有機顔料）
有機顔料として具体的には、トルイジンレッド、トルイジンマルーン、ハンザエロー、ベンジジンエロー、ピラゾロンレッド等の不溶性アゾ顔料、リトールレッド、ヘリオボルドー、ピグメントスカーレット、パーマネントレッド２Ｂ等の溶性アゾ顔料、アリザリン、インダントロン、チオインジゴマルーン等の建染染料からの誘導体、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等のフタロシアニン系顔料、キナクリドンレッド、キナクリドンマゼンタ等のキナクリドン系顔料、ペリレンレッド、ペリレンスカーレット等のペリレン系顔料、イソインドリノンエロー、イソインドリノンオレンジ等のイソインドリノン系顔料、ベンズイミダゾロンエロー、ベンズイミダゾロンオレンジ、ベンズイミダゾロンレッド等のイミダゾロン系顔料、ピランスロンレッド、ピランスロンオレンジ等のピランスロン系顔料、インジゴ系顔料、縮合アゾ系顔料、チオインジゴ系顔料、フラバンスロンエロー、アシルアミドエロー、キノフタロンエロー、ニッケルアゾエロー、銅アゾメチンエロー、ペリノンオレンジ、アンスロンオレンジ、ジアンスラキノニルレッド、ジオキサジンバイオレット等のその他の顔料が例示できる。
【００３７】
又、有機顔料をカラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）ナンバーにて示すと、Ｃ．Ｉ．ピグメントエロー１２、１３、１４、１７、２０、２４、７４、８３、８６、９３、１０９、１１０、１１７、１２０、１２５、１２８、１３７、１３８、１４７、１４８、１５１、１５３、１５４、１６６、１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１６、３６、４３、５１、５５、５９、６１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド９、４８、４９、５２、５３、５７、９７、１２２、１２３、１４９、１６８、１７５、１７６、１７７、１８０、１９２、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２３８、２４０、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、２３、２９、３０、３７、４０、５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、１５：３、１５：１、１５：４、１５：６、２２、６０、６４、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２３、２５、２６等が例示できる。勿論上記以外でも従来公知の有機顔料が使用可能である。
【００３８】
（分散剤）
上記したカーボンブラックや有機顔料を用いる場合には分散剤を併用することが好ましい。分散剤としては、アニオン性基の作用によって上記の顔料を水性媒体に安定に分散させることのできるものが好適に用いられる。分散剤の具体例は、例えば、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸ハーフエステル共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸−マレイン酸ハーフエステル共重合体或いはこれらの塩等が含まれる。又、これらの分散剤は、重量平均分子量が１，０００〜３０，０００の範囲のものが好ましく、特には３，０００〜１５，０００の範囲のものが好ましい。
【００３９】
（自己分散型顔料）
色材として、顔料表面にイオン性基（アニオン性基）を結合させることによって分散剤なしで水性媒体に分散させることのできる顔料、所謂、自己分散型顔料を用いることもでき、このような顔料の一例として例えば、自己分散型カーボンブラックを挙げることができる。自己分散型カーボンブラックとしては、例えば、アニオン性基がカーボンブラック表面に結合したものを挙げることができる。
【００４０】
（アニオン性ＣＢ）
アニオン性カーボンブラックとしては、カーボンブラックの表面に、例えば、−ＣＯＯ（Ｍ２）、−ＳＯ_３（Ｍ２）、−ＰＯ_３Ｈ（Ｍ２）、−ＰＯ_３（Ｍ２）_２から選ばれる少なくとも１つのアニオン性基を結合させたものが挙げられる。
上記式中、Ｍ２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わす。これらの中では特に、−ＣＯＯ（Ｍ２）や−ＳＯ_３（Ｍ２）をカーボンブラック表面に結合してアニオン性に帯電せしめたカーボンブラックはインク中の分散性が良好なため本実施態様に特に好適に用い得るものである。
【００４１】
ところで、上記親水性基中「Ｍ２」として表したもののうち、アルカリ金属の具体例としては例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓ等が挙げられ、又、有機アンモニウムの具体例としては、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、メタノールアンモニウム、ジメタノールアンモニウム、トリメタノールアンモニウム等が挙げられる。そして、Ｍ２をアンモニウム或いは有機アンモニウムとした自己分散型カーボンブラックを含むインクは、記録画像の耐水性をより向上させることができ、この点において特に好適に用いることのできる。これは、当該インクが記録媒体上に付与されると、アンモニウムが分解し、アンモニアが蒸発する影響によるものと考えられる。
【００４２】
ここでＭ２をアンモニウムとした自己分散型カーボンブラックは、例えば、Ｍ２がアルカリ金属である自己分散型カーボンブラックをイオン交換法を用いてＭ２をアンモニウムに置換する方法や酸を加えてＨ型とした後に水酸化アンモニウムを添加してＭ２をアンモニウムにする方法等が挙げられる。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の製造方法としては、例えば、カーボンブラックを次亜塩素酸ソーダで酸化処理する方法が挙げられ、この方法によってカーボンブラック表面に−ＣＯＯＮａ基を化学結合させることができる。
【００４３】
ところで、上記したような種々の親水性基は、カーボンブラックの表面に直接結合させてもよい。或いは他の原子団をカーボンブラック表面と該親水性基との間に介在させ、該親水性基をカーボンブラック表面に間接的に結合させてもよい。ここで他の原子団の具体例としては、例えば、炭素原子数１〜１２の直鎖状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、置換若しくは未置換のナフチレン基が挙げられる。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の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。又、他の原子団と親水性基の組合わせの具体例としては、例えば、−Ｃ_２Ｈ_４ＣＯＯ（Ｍ２）、−Ｐｈ−ＳＯ_３（Ｍ２）、−Ｐｈ−ＣＯＯ（Ｍ２）等（但し、Ｐｈはフェニル基を表す）が挙げられる。
【００４４】
ところで、本発明においては、上記した自己分散型カーボンブラックの中から２種、若しくはそれ以上を適宜選択してインクの色材に用いてもよい。又、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、インク全質量に対して、０．１〜１５質量％、特には１〜１０質量％の範囲とすることが好ましい。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、インクの色調の調整等を目的として、自己分散型カーボンブラックに加えて染料を色材として添加してもよい。
【００４５】
（着色微粒子／マイクロカプセル化顔料）
色材として上記したものの他に、ポリマー等でマイクロカプセル化した顔料や樹脂粒子の周囲を色材で被覆した着色微粒子等も用いることができる。マイクロカプセルに関しては、本来的に水性媒体に対する分散性を有すが、分散安定性を高めるために上記したような分散剤を更にインク中に共存させてもよい。又、着色微粒子を色材として用いる場合には、上記したアニオン系分散剤等を用いることが好ましい。
【００４６】
＜水性媒体＞
上記したような色材を分散させる水性媒体は、特に限定されるものでなく、反応液に用いる水性媒体として前記したものと同様のものを用いることができる。又、該カラーインクをインクジェット法（例えば、バブルジェット（登録商標）法等）で記録媒体に付着せしめる場合には、インクジェット吐出特性を有するようにインクが所望の粘度、及び表面張力を有するように調整することが好ましい。更に、本発明においては、反応液との兼ね合いで、インクの表面張力を適宜に調整することで、２液システムで画像を形成した場合にカールの抑制効果を発現させることが可能となるため、かかる目的で、使用する水性媒体を下記に例示するものの中から適宜に選択して調整して構成することが好ましい。
【００４７】
本発明で使用するインクに用いられる水性媒体の例としては、例えば、水、或いは水と水溶性有機溶剤との混合溶媒が挙げられる。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。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；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使用することが望ましい。
【００４８】
本発明で使用するインク中に含有される水溶性有機溶剤の含有量は、特に限定されないが、インク全質量に対して、好ましくは３〜５０質量％の範囲が好適である。又、インクに含有される水の含有量は、インク全量に対して、好ましくは５０〜９５質量％の範囲である。更に、上記の成分の他に、必要に応じて、保湿剤を添加することは勿論、所望の物性値を持つ反応液とするために、界面活性剤、消泡剤、防腐剤、防黴剤等を添加しても構わない。
【００４９】
［インクセット］
前記で説明した反応液と組み合わせて、本発明にかかるインクセットを構成するインクの色調は特に限定されず、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、レッド、グリーン、ブルー及びブラックから選ばれる１つの色調を示すインクとすればよい。具体的には、所望の色調のインクとなるように適宜前記した色材のなかから選択して用いることができる。ここで各インク中の色材の含有量は、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時選択すればよいが、目安としては、例えば、インク全量に対して１〜５０質量％の範囲が好ましい。
【００５０】
又、反応液と組み合わせるインクは、１種類に限定されるものでなく、異なる色調のインクを２つ以上組み合わせて、多色画像の形成に適したインクセットとすることがより好ましい。この場合２つ以上のインクのうち、少なくとも１つのインクが反応液と反応すればよい。
【００５１】
水性媒体に色材がイオン性基の作用によって分散させられているインクであれば、他のインクを染料を色材として含むインクとしてもよく、勿論、全てのインクを水性媒体に色材がイオン性基の作用によって分散させられているインクとしてもよい。このようなインクセットによれば、多色画像をインクジェット装置で形成する場合に問題とされる、異なる色調のインクが記録媒体上で隣接して付与されたときのブリーディングを抑えることができる。より具体的には、インクジェット多色画像において問題とされるブリーディングは、黒色インクと他のカラーインク（例えば、イエローインク、マゼンタインク、シアンインク、レッドインク、グリーンインク及びブルーインクから選ばれる少なくとも１つのインク）との間が特に顕著になり易いため、本態様においても反応液と相互作用するように水性媒体にイオン性基の作用によって色材を分散させた構成とするインクとしては黒色インクを組み合わせることが好ましい。そして他のカラーインクについては、染料を水性媒体に溶解したインクとしてもよく、もちろん黒色インクと同様に色材をイオン性基の作用によって水性媒体に分散させたインクとしてもよい。
【００５２】
［記録方法］
本発明のインクセットは、インクと、該インク中の少なくとも１成分と反応して該インクを凝集又はゲル化せしめる反応液とを組み合わせたセットとして、画像を形成に用いられるが、その際の記録方法としては、少なくともインクによる記録をインクジェット記録方式で行なう記録方法が好適である。より具体的には、（ｉ）インクを記録媒体にインクジェット方式で付与する工程；及び（ｉｉ）反応液を記録媒体の少なくともインクが付与される領域に付与する工程、を有する記録方法を採用することで、本発明で使用する反応液によってインクが記録媒体上で凝集或いはゲル化し、特に、カラーブリードを生じることのない、更には、印字裏面への色材の裏抜けが低減した、高濃度で高発色の高品位画像を、カールが発生しない良好な状態で得ることが可能となる。
【００５３】
本発明で使用する反応液の記録媒体への付与は、先述したように、２液システムによって、多様な画像に対して適確にカール発生を防止する目的から、特にインクと同様にインクジェット記録方式によって行なうことが特に好ましい。しかし、反応液をローラ等で付与した場合にも、勿論、カール防止の効果を得ることができる。尚、このようなインクセットによって、高濃度及び高発色の印字品位に優れる画像が形成できる理由は、定かではないが、例えば、反応液とインクをインクジェット法によって紙面上に飛翔させ、両者を付着させた場合に、インク中では安定し存在していた顔料等が、紙面に付着された際に反応液によって不安定化され、急速に凝集或いはゲル化することで、紙面上の着弾位置に顔料が残存するためと考えられる。
【００５４】
本発明にかかるインクジェット記録方法で、本発明のインクセットを構成するインクと反応液のいずれをも記録媒体上に付与する場合の、記録媒体上へ付与する順序は、下記に挙げる方法等、様々な記録方法が考えられるが、いずれであってもよく、適宜選択すればよい。
ａ：反応液を印字した後にインクを印字する。
ｂ：インクを印字した後に反応液を印字する。
ｃ：インクを印字した後に反応液を印字させ更にインクを印字させる。
ｄ：反応液を印字した後にインクを印字させ更に反応液を印字させる。
そして、これらから、インクと反応液との記録方法を適宜選択すればよい。しかし、本発明の目的を鑑みれば、反応液をインクに先だって記録媒体に記録する工程を少なくとも含むａ）又はｄ）が好ましい。
【００５５】
以下、反応液の付与を、インクジェット方式による吐出手段以外で行なう場合について説明する。例えば、ローラー塗布、バーコート等の従来公知のいかなる手段を用いることができ、その反応液付与手段は、記録装置と一体であっても別体であっても構わない。吐出手段を用いて反応液を付与する場合には、吐出適性等の確保の制約もあり、むしろローラー塗布等の方法が好ましい場合もある。具体的には、上記ａ）の場合には、実質的に記録媒体の全面にインクジェット方式と別の方式を用いて反応液を付与することも可能である。
【００５６】
以下に、反応液付与方法の一例を挙げる。図３２及び図３３に反応液付与方法の一例を示す。図３２において、記録媒体は紙送りローラー３２１と反応液３２２を付与するためのコーティングローラー３２３との間に挟み込まれて通過する。その際コーティングローラー３２３は反応液３２２が蓄えられたタンク３２４に浸されながら回転し、反応液を常に補充しながら記録媒体に反応液を付与する。図３３においては反応液が充填された多孔質のコーティングローラー３３１が回転しながら記録媒体に反応液を付与する。勿論、図３２及び図３３の類の装置をユニット化して本体に組みこんでも構わない。又、上記方法に限定させるものではなく従来公知の方法であっても構わない。
【００５７】
これまでの発明者らの検討によれば以下のように考えられる。ａ）又はｄ）の記録方法においては、先ず反応液９１が記録媒体２５に付与され（図８（ａ）参照）、ついで反応液が付与された部位にインク９２が付与される（図８（ｂ）参照）。そのためインク中の色材は、記録媒体２５に付与された直後から記録媒体表面に存在する反応液と反応することによりインク中の色材をより多く記録媒体２５の表面に留めることができる結果、輪郭部の不明瞭性改善及びカラーブリードを生じることのなく更に裏抜け性の優れた高品位の画像を形成することが可能になると考えられるからである。
【００５８】
又、上記反応液とインクとのインクセットを複数、若しくは上記反応液とインクとのインクセットと他のインクを組み合わせることによってカラー画像の形成に好適に用い得るインクセットを提供することができる。そしてこのようなインクセットを用いて、例えば、ブラックインクに上記インクセットを用いて黒色画像部及びカラー画像部と隣接するような記録を行った場合、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。
【００５９】
（インク特性；インクジェット吐出特性、記録媒体への浸透性について）
上記のインクセットは、インクジェット記録用のインクセットとして好適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セットを構成する反応液及びインクは特に好適である。ところで上記各実施態様にかかる反応液及びインクをインクジェット記録用に用いる場合には、反応液及びインクは、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、液体の特性としては、例えば、その粘度を１〜１５ｃｐｓ、表面張力が２５ｍＮ／ｍ（ｄｙｎｅ／ｃｍ）以上、特には粘度を１〜５ｃｐｓ、表面張力が２５〜５０ｍＮ／ｍ（ｄｙｎｅ／ｃｍ）とすることが好ましい。更に、先に述べたように、本発明においては、カール抑制効果が得られるように、反応液及びインクの表面張力を決定する。本発明の効果をより効果的に発揮するためには、先に記録媒体に付与される液体組成物、即ち反応液の表面張力を後から付与するインク組成物よりも高くすることが望ましい。何故ならば、先に付与された反応液と、後から付与されるインクの相乗作用でカールを抑制するためには、先に付与された反応液と、後から付与されるインクが近接して記録媒体中に存在することが効果的であると現状推定している。
【００６０】
（インクジェット記録方法）
次に本実施態様の各々の反応液及びインクを好適に用い得るインクジェット記録方法について説明する。
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、ＨｆＢ_２、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畜熱層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良い材料で形成される基板２０より成り立っている。
【００６１】
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２３が突出し、インクがヘッドのノズル１４を通して吐出し、吐出オリフィス２２よりインク小滴２４となり、記録媒体２５に向かって飛翔する。
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。
【００６２】
（インクジェット記録装置）
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。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によって吐出口面の水分、塵埃等の除去が行われる。又、キャップを介して不図示のポンプによって記録へッドの各インク、更には反応液の吐出口の位置しているインク等を吸引して、記録ヘッド本来のインク、或いはインク及び反応液の本来の吐出性能を回復させる回復系ユニットを構成している。そして本発明のようなインクセットを用い、反応液とインクの双方をインクジェット装置で吐出させる構成とした場合にもインクと反応液とで回復系を各々分けて設ける必要がない。なぜなら前記したように反応液と色材をイオン性基を用いて水性媒体に分散させたインクとは単に混合しただけで反応するわけではないため、反応液とインクとの回復系を共通化しても、回復系の機能が経時的に損なわれることは無いためである。
【００６３】
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。
【００６４】
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。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。
【００６５】
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。
【００６６】
（インクカートリッジ）
図５は、記録ヘッドにインク若しくは反応液を供給する部材、例えば、チューブを介して供給されるインク若しくは反応液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は供給用のインク又は反応液を収納した収容部、例えば、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、袋４０中のインク又は反応液をヘッドに供給可能にする。４４は廃インク又は廃反応液を受容する吸収体である。収容部４０としてはインク又は反応液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。このようなカートリッジは、例えば図９に示したようにインク又は反応液を吐出せしめる記録ヘッド９０１に着脱可能に構成されてなるとともに、該カートリッジ４５を記録ヘッドに装着した状態ではインク又は反応液が記録ヘッド９０１に供給されるように構成されている。
【００６７】
又、本発明にかかるカートリッジの他の態様として、反応液とインクとを各々個別に収容した２つの収容部を有し、インク及び反応液を吐出させるためのヘッドに対して着脱可能に構成され、且つインク及び反応液が記録ヘッドに供給可能に構成されているカートリッジを挙げることができる。
図１０はそのようなカートリッジ１００１の一例を示すものであり、１００３は反応液の収容部、１００５がインクの収容部であり、該カートリッジは図１１に示すようにインク及び反応液の各々を吐出せしめる記録ヘッド１１０１に着脱可能に構成されてなると共に、該カートリッジ１００１を記録ヘッド１１０１に装着した状態では反応液及びインクが記録ヘッド１１０１に供給されるように構成されているものである。
【００６８】
又、本発明では、図１０に示したように反応液とインクとが物理的に一体化されているものばかりでなく、例えば図１２に示すように、反応液を収納したカートリッジ１２０１とインクを収納したカートリッジ１２０３とを反応液及びインクの各々を吐出させる共通の記録ヘッド１２０５に装着し、反応液及びインクとを用いてインクジェット画像の記録を行なうことのできるように構成されているものも又本発明の範囲内のものである。
【００６９】
（記録ユニット）
本発明で使用されるインクジェット装置としては、上述のようにヘッドと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、この中にはインク又は反応液を収容した収容部である。例えばインクを収容する場合には、インク吸収体を収納し、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、吸収体を用いず、収容部が内部にバネ等を仕込んだ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。
【００７０】
更に本発明にかかる記録ユニットの他の実施態様として、反応液と黒、イエロー、マゼンタ、シアン、レッド、グリーン、ブルー及びブラックの色相を有するカラーインクから選ばれる少なくとも１つのインクとを、１個のインクタンク内の各々のインク収納部に収納し、且つ各々のインクを吐出させるための記録ヘッドを一体的に備えた記録ユニット、具体的には例えば図１３に示すように反応液を収容部１３０１Ｌに、イオン性基によって水性媒体に分散させられている黒インクを収納部１３０１Ｂｋに、又イエロー、シアン及びマゼンタのカラーインクを各々カラーインク収納部１３０１Ｙ、１３０１Ｃ及び１３０１Ｍに収納し、更に反応液と他の４つの色調の異なる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１３０３を備えているような記録ユニット１３０１が挙げられる。
【００７１】
次に、第二の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ことができる。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。
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、振動板等を指示固定するための基板８４とから構成されている。
【００７２】
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。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つかえない。
【００７３】
（インクセットを用いた記録装置、記録方法）
次に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にしめした記録ヘッドを５つキャリッジ１４０１上にならべた記録装置を用いることができる。図１４はその一実施例であり、１４０１Ｌ、１４０１Ｂｋ、１４０１Ｙ、１４０１Ｍ及び１４０１Ｃはそれぞれ、反応液、黒色インク、及びシアン、マゼンタ、イエロー各色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。又、反応液は、各色の或いは各色の中の少なくとも１色の記録インクが記録紙（記録媒体）に付着する部分に、先立って或いはインク付着後に付着させる。又、図１４では記録ユニットを５つ使用した例を示したが、これに限定されず例えば図１５に示したように１つの記録ヘッドで上記の反応液、黒色インク及びＹＭＣの３色のインクを各々含むインクカートリッジ１５０１Ｌ、１５０１Ｂｋ、１５０１Ｙ、１５０１Ｍ及び１５０１Ｃから供給される反応液及び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１５０１に取り付けて記録を行う態様も挙げられる。
【００７４】
次に本発明に好適に使用できる記録装置及び記録ヘッドの他の具体例を説明する。図１６は、本発明にかかるインクセットを構成する反応液やインクの吐出時に気泡が大気と連通する吐出方式の液体吐出ヘッド及びこのヘッドを用いた液体吐出装置としてのインクジェットプリンタの一例の要部を示す概略斜視図である。
図１６においては、インクジェットプリンタは、ケーシング１００８内に長手方向に沿って設けられる記録媒体としての用紙１０２８を図１６に示す矢印Ｐで示す方向に間欠的に搬送する搬送装置１０３０と、搬送装置１０３０による用紙１０２８の搬送方向Ｐに略直交する方向Ｓに略平行に往復運動せしめられる記録部１０１０と、記録部１０１０を往復運動させる駆動手段としての移動駆動部１００６とを含んで構成されている。
【００７５】
移動駆動部１００６は、所定の間隔をもって対向配置される回転軸に配されるプーリ１０２６ａ及び１０２６ｂに巻きかけられるベルト１０１６と、ローラユニット１０２２ａ及び１０２２ｂに略平行に配置され記録部１０１０のキャリッジ部材１０１０ａに連結されるベルト１０１６を順方向及び逆方向に駆動させるモータ１０１８とを含んで構成されている。
モータ１０１８が作動状態とされてベルト１０１６が図１６の矢印Ｒ方向に回転したき、記録部１０１０のキャリッジ部材１０１０ａは図１６の矢印Ｓ方向に所定の移動量だけ移動される。又、モータ１０１８が作動状態とされてベルト１０１６が図１６の矢印Ｒ方向とは逆方向に回転したとき、記録部１０１０のキャリッジ部材１０１０ａは図１６の矢印Ｓ方向とは反対の方向に所定の移動量だけ移動されることとなる。更に、移動駆動部１００６の一端部には、キャリッジ部材１０１０ａのホームポジションとなる位置に、記録部１０１０の吐出回復処理を行うための回復ユニット１０２６が記録部１０１０のインク吐出口配列に対向して設けられている。
【００７６】
記録部１０１０は、インクジェットカートリッジ（以下、単にカートリッジと記述する場合がある）１０１２Ｙ、１０１２Ｍ、１０１２Ｃ及び１０１２Ｂが各色、例えばイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックごとにそれぞれ、キャリッジ部材１０１０ａに対して着脱自在に備えられる。
図１７は上述のインクジェット記録装置に搭載可能なインクジェットカートリッジの一例を示す。本例におけるカートリッジ１０１２は、シリアルタイプのものであり、インクジェット記録ヘッド１００と、インク等の液体を収容する液体タンク１００２とで主要部が構成されている。
【００７７】
インクジェット記録ヘッド１００は液体を吐出するための多数の吐出口８３２が形成されており、インク等の液体は、液体タンク１００２から図示しない液体供給通路を介して液体吐出ヘッド１００の共通液室（図１８参照）へと導かれるようになっている。カートリッジ１０１２は、インクジェット記録ヘッド１００と液体タンク１００１とを一体的に形成し、必要に応じて液体タンク１００１内に液体を補給できるようにしたものであるが、この液体吐出ヘッド１００に対し、液体タンク１００１を交換可能に連結した構造を採用するようにしてもよい。
【００７８】
このような構成のインクジェットプリンタに搭載され得る上述の液体吐出ヘッドの具体例を以下に更に詳しく説明する。
図１８は本発明の基本的な形態を示す液体吐出ヘッドの要部を模式的に示す概略斜視図であり、図１９〜図２２は図１８に示した液体吐出ヘッドの吐出口形状を示す正面図である。尚、電気熱変換素子を駆動するための電気的な配線等は省略している。
【００７９】
本例の液体吐出ヘッドにおいては、例えば、図１８に示されるような、ガラス、セラミックス、プラスチック或いは金属等からなる基板９３４が用いられる。このような基板の材質は、本発明の本質ではなく、流路構成部材の一部として機能し、インク吐出エネルギー発生素子、及び後述する液流路、吐出口を形成する材料層の支持体として、機能し得るものであれば、特に限定されるものではない。そこで、本例では、Ｓｉ基板（ウエハ）を用いた場合で説明する。吐出口は、レーザー光による形成方法の他、例えば後述するオリフィスプレート（吐出口プレート）９３５を感光性樹脂として、ＭＰＡ（Ｍｉｒｒｏｒ　Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　Ａｌｉｎｅｒ）等の露光装置により形成することもできる。
【００８０】
図１８において９３４は電気熱変換素子（以下、ヒータと記述する場合がある）９３１及び共通液室部としての長溝状の貫通口からなるインク供給口９３３を備える基板であり、インク供給口９３３の長手方向の両側に熱エネルギ発生手段であるヒータ９３１がそれぞれ１列ずつ千鳥状に電気熱変換素子の間隔が、例えば３００ｄｐｉで配列されている。この基板９３４上にはインク流路を形成するためのインク流路壁９３６が設けられている。このインク流路壁９３６には、更に吐出口８３２を備える吐出口プレート９３５が設けられている。
ここで、図１８においてはインク流路壁９３６と吐出口プレート９３５とは、別部材として示されているが、このインク流路壁９３６を例えばスピンコート等の手法によって基板９３４上に形成することによりインク流路壁９３６と吐出口プレート９３５とを同一部材として同時に形成することも可能である。本例では、更に、吐出口面（上面）９３５ａ側は撥水処理が施されている。
本例では、図１６の矢印Ｓ方向に走査しながら記録を行うシリアルタイプのヘッドを用い、例えば、１，２００ｄｐｉで記録を行う。駆動周波数は１０ｋＨｚであり、一つの吐出口では最短時間間隔１００μｓごとに吐出を行うことになる。
【００８１】
又、ヘッドの実例寸法の一例としては、例えば、図１９に示すように、隣接するノズルを流体的に隔離する隔壁９３６ａは、幅ｗ＝１４μｍである。図２２に示すように、インク流路壁９３６により形成される発泡室１３３７は、Ｎ_１（発泡室の幅寸法）＝３３μｍ、Ｎ_２（発泡室の長さ寸法）＝３５μｍである。ヒータ９３１のサイズは３０μｍでヒータ抵抗値は５３Ωであり、駆動電圧は１０．３Ｖである。又、インク流路壁９３６及び隔壁９３６ａの高さは１２μｍで、吐出口プレート厚は１１μｍのものが使用できる。
吐出口８３２を含む吐出口プレートに設けられた吐出口部９４０の断面のうち、インクの吐出方向（オリフィスプレート９３５の厚み方向）に交差する方向で切断してみた断面の形状は概略星形となっており、鈍角の角を有する６つの起部８３２ａと、これら起部８３２ａの間に交互に配され且つ鋭角の角を有する６つの伏部８３２ｂとから概略構成されている。即ち、吐出口の中心Ｏから局所的に離れた領域としての伏部８３２ｂをその頂部、この領域に隣接する吐出口の中心Ｏから局所的に近い領域としての起部８３２ａをその基部として、図１８に示すオリフィスプレートの厚み方向（液体の吐出方向）に６つの溝が形成されている。（溝部の位置については図２３の１１４１ａ参照）
【００８２】
本例においては、吐出口部９４０は、例えばその厚み方向に交差する方向で切断した断面が一辺２７μｍの二つの正三角形を６０度回転させた状態で組み合わせた形状となっており、図２０に示すＴ_１は８μｍである。起部８３２ａの角度はすべて１２０度であり、伏部８３２ｂの角度はすべて６０度である。
従って、吐出口の中心Ｏと、互いに隣接する溝の中心部（溝の頂部と、この頂部に隣接する２つの基部とを結んでできる図形の中心（重心））を結んで形成される多角形の重心Ｇとが一致するようになっている。本例の吐出口８３２の開口面積は４００μｍ^２であり、溝部の開口面積（溝の頂部と、この頂部に隣接する２つの基部とを結んでできる図形の面積）は１つあたり約３３μｍ^２となっている。
【００８３】
図２１は図２０に示した吐出口の部分のインク付着状態を示す模式図である。
次に、上述の構成のインクジェット記録ヘッドによる液体の吐出動作について図２３〜図３０を用いて説明する。
図２３〜図３０は、図１８〜図２２に記載の液体吐出ヘッドの液体吐出動作を説明するための断面図であり、図２２に示す発泡室１３３７のＸ−Ｘ断面図である。この断面において吐出口部９４０のオリフィスプレート厚み方向の端部は、溝１１４１の頂部１１４１ａとなっている。
図２３はヒータ上に膜状の気泡が生成した状態を示し、図２４は図２３の約１μｓ後、図２５は図２３の約２μｓ後、図２６は図２３の約３μｓ後、図２７は図２３の約４μｓ後、図２８は図２３の約５μｓ後、図２９は図２３の約６μｓ後、図３０は図２３の約７μｓ後の状態をそれぞれ示している。尚、以下の説明において、「落下」又は「落とし込み」、「落ち込み」とは、いわゆる重力方向への落下という意味ではなく、ヘッドの取り付け方向によらず、電気熱変換素子の方向への移動をいう。
【００８４】
先ず、図２３に示すように、記録信号等に基づいたヒータ９３１への通電に伴いヒータ９３１上の液流路１３３８内に気泡１０１が生成されると、約２μｓ間に図２４及び図２５に示すように急激に体積膨張して成長する。気泡１０１の最大体積時における高さは吐出口面９３５ａを上回るが、このとき、気泡の圧力は大気圧の数分の１から１０数分の１にまで減少している。
次に、気泡１０１の生成から約２μｓ後の時点で気泡１０１は上述のように最大体積から体積減少に転じるが、これとほぼ同時にメニスカス１０２の形成も始まる。このメニスカス１０２も図２６に示すようにヒータ９３１側への方向に後退、即ち落下してゆく。
【００８５】
ここで、本例においては、吐出口部に複数の溝１１４１を分散させて有していることにより、メニスカス１０２が後退する際に、溝１１４１の部分ではメニスカス後退方向Ｆ_Ｍとは反対方向Ｆ_Ｃに毛管力が作用する。その結果、仮に何らかの原因により気泡１０１の状態に多少のバラツキが認められたとしても、メニスカスの後退時のメニスカス及び主液滴（以下、液体又はインクと記述する場合がある）Ｉ_ａの形状が、吐出口中心に対して略対称形状となるように補正される。
そして、本例では、このメニスカス１０２の落下速度が気泡１０１の収縮速度よりも速いために、図２７に示すように気泡の生成から約４μｓ後の時点で気泡１０１が吐出口８３２の下面近傍で大気に連通する。このとき、吐出口８３２の中心軸近傍の液体（インク）はヒータ９３１に向かって落ち込んでゆく。これは、大気に連通する前の気泡１０１の負圧によってヒータ９３１側に引き戻された液体（インク）Ｉ_ａが、気泡１０１の大気連通後も慣性でヒータ９３１面方向の速度を保持しているからである。
【００８６】
ヒータ９３１側に向かって落ち込んでいった液体（インク）は、図２８に示すように気泡１０１の生成から約５μｓ後の時点でヒータ９３１の表面に到達し、図２９に示すようにヒータ９３１の表面を覆うように拡がってゆく。このようにヒータ９３１の表面を覆うように拡がった液体はヒータ９３１の表面に沿った水平方向のベクトルを有するが、ヒータ９３１の表面に交差する、例えば垂直方向のベクトルは消滅し、ヒータ９３１の表面上に留まろうとし、それよりも上側の液体、即ち吐出方向の速度ベクトルを保つ液体を下方向に引っ張ることになる。
その後、ヒータ９３１の表面に拡がった液体と上側の液体（主液滴）との間の液体部分Ｉ_ｂが細くなってゆき、気泡１０１の生成から約７μｓ後の時点で図３０に示すようにヒータ１の表面の中央で液体部分Ｉ_ｂが切断され、吐出方向の速度ベクトルを保つ主液滴Ｉ_ａとヒータ９３１の表面上に拡がった液体Ｉ_ｃとに分離される。このように分離の位置は液流路１３３８内部、より好ましくは吐出口８３２よりも電気熱変換素子９３１側が望ましい。
主液滴Ｉ_ａは吐出方向に偏りがなく、吐出ヨレすることなく、吐出口８３２の中央部分から吐出され、記録媒体の被記録面の所定位置に着弾される。又、ヒータ９３１の表面上に拡がった液体Ｉ_ｃは、従来であれば主液滴の後続としてサテライト滴となって飛翔するものであるが、ヒータ９３１の表面上に留まり、吐出されない。
【００８７】
このようにサテライト滴の吐出を抑制することができるため、サテライト滴の吐出により発生し易いスプラッシュを防止することができ、霧状に浮遊するミストにより記録媒体の被記録面が汚れるのを確実に防止することができる。尚、図２７〜２９において、Ｉ_ｄは溝部に付着したインク（溝内のインク）を、又、Ｉ_ｅは液流路内に残存しているインクを表している。
このように、本例の液体吐出ヘッドでは、気泡が最大体積に成長した後の体積減少段階で液体を吐出する際に、吐出口の中心に対して分散した複数の溝により、吐出時の主液滴の方向を安定化させることができる。その結果、吐出方向のヨレのない、着弾精度の高い液体吐出ヘッドを提供することができる。又、高い駆動周波数での発泡ばらつきに対しても吐出を安定して行うことができることによる、高速高精細印字を実現することができる。
特に、気泡の体積減少段階でこの気泡を始めて大気と連通させることで液体を吐出することにより、気泡を大気に連通させて液滴を吐出する際に発生するミストを防止できるので、所謂、突然不吐の要因となる、吐出口面に液滴が付着する状態を抑制することもできる。
【００８８】
又、本発明に好適に使用できる、吐出時に気泡を大気と連通する吐出方式の記録ヘッドの他の実施態様として、例えば日本特許登録第２７８３６４７号公報に記載のように、いわゆるエッジシュータータイプが挙げられる。
本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成し、記録を行うインクジェット方式の記録ヘッド、記録装置において、優れた効果をもたらすものである。
【００８９】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４，７２３，１２９号明細書、同第４，７４０，７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて膜沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行なわれるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。
【００９０】
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４，４６３，３５９号明細書、同第４，３４５，２６２号明細書に記載されているようなものが適している。尚、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４，３１３，１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、更に優れた記録を行なうことができる。
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路又は直角液流路）の他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４，５５８，３３３号明細書、米国特許第４，４５９，６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。
【００９１】
加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても本発明は有効である。
【００９２】
更に、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよいが、本発明は、上述した効果を一層有効に発揮することができる。
加えて、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、或いは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。
又、本発明の記録装置の構成として設けられる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或いは吸引手段、電気熱変換体或いはこれとは別の加熱素子或いはこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを行うことも安定した記録を行うために有効である。
【００９３】
更に、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでもよいが、異なる色の複色カラー、又は混色によるフルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。
【００９４】
以上説明した本発明の実施例においては、インクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化するもの、若しくは液体であるもの、或いは上述のインクジェット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであれば良い。
【００９５】
加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用せしめることで防止するか、又はインクの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクとして吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初めて液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能である。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報或いは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部又は貫通孔に液状又は固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても良い。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
更に加えて、本発明に係る記録装置の形態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体又は別体に設けられるものの他、リーダと組み合せた複写装置、更には送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採るものであってもよい。
【００９６】
次に、上述した液体吐出ヘッドを搭載する液体吐出装置の概略について説明する。図３１は、本発明の液体吐出ヘッドを装着して適用することのできる液体吐出装置の一例であるインクジェット記録装置６００の概略斜視図である。図３１において、インクジェットヘッドカートリッジ６０１は、上述した液体吐出ヘッドとこの液体吐出ヘッドに供給するインクを保持するインクタンクとが一体となったものである。このインクジェットヘッドカートリッジ６０１は、駆動モータ６０２の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア６０３、６０４を介して回転するリードスクリュ６０５の螺旋溝６０６に対して係合するキャリッジ６０７上に搭載されており、駆動モータ６０２の動力によってキャリッジ６０７とともにガイド６０８に沿って矢印ａ、ｂ方向に往復移動される。記録媒体Ｐは、図示しない記録媒体搬送手段によってプラテンローラ６０９上を搬送され、紙押え板６１０によりキャリッジ６０７の移動方向にわたってプラテンローラ６０９に対して押圧される。
【００９７】
リードスクリュ６０５の一端の近傍には、フォトカプラ６１１、６１２が配設されている。これらはキャリッジ６０７のレバー６０７ａのこの域での存在を確認して駆動モータ６０２の回転方向切り換え等を行うためのホームポジション検知手段である。支持部材６１３は、上述のインクジェットヘッドカートリッジ６０１の吐出口のある前面（吐出口面）を覆うキャップ部材６１４を支持するものである。又、インク吸引手段６１５は、キャップ部材６１４の内部にインクジェットヘッドカートリッジ６０１から空吐出等されて溜まったインクを吸引するものである。このインク吸引手段６１５によりキャップ内開口部（不図示）を介してインクジェットヘッドカートリッジ６０１の吸引回復が行われる。インクジェットヘッドカートリッジ６０１の吐出口面を払拭するためのクリーニングブレード６１７は、移動部材６１８により前後方向（上記キャリッジ６０７の移動方向に直交する方向）に移動可能に設けられている。これらクリーニングブレード６１７及び移動部材６１８は、本体支持体６１９に支持されている。クリーニングブレード６１７は、この形態に限らず、他の周知のクリーニングブレードであってもよい。
【００９８】
液体吐出ヘッドの吸引回復操作にあたって、吸引を開始させるためのレバー６２０は、キャリッジ６０７と係合するカム６２１の移動に伴って移動し、駆動モータ６０２からの駆動力がクラッチ切り換え等の公知の伝達手段で移動制御される。インクジェットヘッドカートリッジ６０１の液体吐出ヘッドに設けられた発熱体に信号を付与したり、前述した各機構の駆動制御を司ったりするインクジェット記録制御部は装置本体側に設けられており、ここには図示しない。
【００９９】
上述の構成を有するインクジェット記録装置６００は、図示しない記録媒体搬送手段によりプラテンローラ６０９上を搬送される記録媒体Ｐ’に対し、インクジェットヘッドカートリッジ６０１は記録媒体Ｐ’の全幅にわたって往復移動しながら記録を行う。
【０１００】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を用いて更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質量基準である。
（反応液の調製）
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、反応液を調製した。

【０１０１】

【０１０２】
上記で得られた反応液１の表面張力は、３１ｍＮ／ｍであり、反応液２の表面張力は、３０ｍＮ／ｍであった。又、反応液１及び２をＡ４サイズの前述の被プリント材全域に５０％デューティーで印字し、３０℃／１５％環境に３日間放置しカールの度合いを目視にて評価した。この結果、これらの反応液の付与によって、印字面を外側にしてカールが生じることがわかった。
【０１０３】
（Ｂｋインクの調製）
アニオン系高分子Ｐ−１（スチレン−メタクリル酸−エチルアクリレート、酸価４００、重量平均分子量６，０００、固形分２０％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。分散後の粘度は９ｍＮ／ｍであり、ｐＨは１０．０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、重量平均粒径１００ｎｍのカーボンブラック分散体を作製した。
【０１０４】

【０１０５】
次に、上記で得られたカーボンブラック分散体を十分に攪拌して、顔料が含有されたインクジェット用の顔料インクを得た。最終調整物の固形分は、約５．８％であった。又、インクの表面張力は、約４３ｍＮ／ｍであった。又、上記で得たインクをＡ４サイズの前述の被プリント材全域に５０％デューティーで印字し、３０℃／１５％環境に３日間放置しカールの度合いを目視にて評価した。この結果、Ｂｋインクの付与によって、印字面を内側にしてカールが生じることがわかった。
【０１０６】
（Ｃインクの調製）
ブラック顔料インクの作製の際に使用したアニオン系高分子Ｐ−１を分散剤として用い、以下に示す材料を用いて、重量平均粒径１２０ｎｍのシアン色分散体を作製した。

【０１０７】
次に、上記で得られた分散体を十分に攪拌して、顔料が含有されたインクジェット用の顔料インクを得た。最終調整物の固形分は、約５．９％であった。又、得られたインクの表面張力は、約３８ｍＮ／ｍであった。又、上記で得たインクをＡ４サイズの前述の被プリント材全域に５０％デューティーで印字し、３０℃／１５％環境に３日間放置しカールの度合いを目視にて評価した。この結果、Ｃインクの付与によって、印字面を内側にしてカールが生じることがわかった。
【０１０８】
（Ｍインクの調製）
先ず、ブラック顔料インクの作製の際に使用したアニオン系高分子Ｐ−１を分散剤として用い、以下に示す材料を用いて、重量平均粒径１１５ｎｍのマゼンタ色分散体を作製した。

【０１０９】
次に、上記で得られた分散体を十分に攪拌して、顔料が含有されたインクジェット用の顔料インクを得た。最終調整物の固形物は、約６．３％であった。又、得られたインクの表面張力は、約４０ｍＮ／ｍであった。又、上記で得たインクをＡ４サイズの前述の被プリント材全域に５０％デューティーで印字し、３０℃／１５％環境に３日間放置しカールの度合いを目視にて評価した。この結果、Ｍインクの付与によって、印字面を内側にしてカールが生じることがわかった。
【０１１０】
（Ｙインクの調製）
アニオン系高分子Ｐ−１（スチレン−メタクリル酸−エチルアクリレート、酸価４００、重量平均分子量６，０００、固形分２０％の水溶液、中和剤：水酸化カリウム）を分散剤として用い、以下に示す材料を用いて、重要平均粒径１０３ｎｍのイエロー色分散体を作製した。
（イエロー顔料インクの組成）

【０１１１】
次に、上記で得られた分散体を十分に攪拌して、顔料が含有されたインクジェット用の顔料インクを得た。最終調整物の固形分は、約６％であった。又、得られたインクの表面張力は、約４１ｍＮ／ｍであった。又、上記で得たインクをＡ４サイズの前述の被プリント材全域に５０％デューティーで印字し、３０℃／１５％環境に３日間放置しカールの度合いを目視にて評価した。この結果、Ｙインク反応液の付与によって、印字面を内側にしてカールが生じることがわかった。
【０１１２】
＜実施例１＞
上記で調製した反応液１に、上記で調製したブラックインク、イエローインク、マゼンタインク及びシアンインクを組み合わせて、本実施例のインクセット１とした。
【０１１３】
［評価］
上記インクセット１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ＢＪＦ−８００（キヤノン製）を用いて画像を形成した。次に、得られた画像について、下記のようにして、カールの発生、及びブリードについての評価を行った。その際の評価方法及び評価基準を以下に示した。被プリント材としては、市販のコピー用紙、ボンド紙、再生紙を使用した。評価結果を表１に示した。
【０１１４】
（カール）
印字画像は、Ａ４サイズの前述の被プリント材全域に、各反応液を５０％デューティーで、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、及びＹインクを各々２０％デューティーで印字し、３０℃／１５％環境に１週間放置し、その後、カールの度合いを目視にて観察して、下記の基準で評価した。
ａ：全ての紙でカールが殆ど発生していない。
ｂ：一部の紙でカールが発生した。
ｃ：全ての紙でカールが発生している。
【０１１５】
（ブリード）
印字画像は、１０ｃｍ四方の正方形内を、５×５のマス目（１マスのサイズ：２ｃｍ×２ｃｍ）で仕切り、ブラックインクと各カラーインクで交互にベタ印字したものにより、ブラック印字部とカラー印字部との境界のブリードを目視で観察し、以下の基準にて評価した。
ａ：２色間の境界線が鮮明で、境界部に滲みや混色が見られない。
ｂ：２色間の境界線が存在することは明らかであるが、一部の紙で境界部に多少の滲みや混色が見られる。
ｃ：２色間の境界線の識別不能である。
【０１１６】
＜実施例２＞
実施例２として、反応液１のかわりに反応液２を用いた以外は実施例１と全く同様にして、インクセット２を得、これを用いて実施例１と同様の方法で評価を行った。
【０１１７】
＜比較例１＞
更に、比較例として、下記の組成からなる反応液３を用いた以外は実施例１と全く同様にして、インクセット３を得た。得られた反応液３は、反応液１及び２とは異なり、印字面を内側にしてカールが生じ、印字面と逆方向にカールすることはなかった。更に、反応液１のかわりに反応液３を用いた以外は実施例１と全く同様の方法で、インクセット３の評価を行った。
【０１１８】

上記で得られた反応液３の表面張力は、３１ｍＮ／ｍであった。
【０１１９】

【０１２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、２液システムを利用することで印字後のカールが有効に抑制でき、且つ、輪郭部の不明瞭性が改善され、カラーブリードを生じることのない、高品位の画像を形成することが可能となるインクと反応液とのセット、インクジェット記録方法及び記録物が提供される。
【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例を示す縦断面図である。
【図２】インクジェット記録装置のヘッドの一例を示す横断面図である。
【図３】図１に示したヘッドをマルチ化したヘッドの外観斜視図である。
【図４】インクジェット記録装置の一例を示す概略斜視図である。
【図５】インクカートリッジの一例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断面図である。
【図８】本発明の一実施態様にかかる記録方法の概略説明図である。
【図９】本発明の一実施態様にかかるインクカートリッジが記録ヘッドに装着された状態を示す概略平面図である。
【図１０】本発明の一実施態様にかかるインクカートリッジの他の実施態様を示す概略平面図である。
【図１１】図１０のインクカートリッジが記録ヘッドに装着された状態を示す概略平面図である。
【図１２】本発明にかかるインクセットの他の実施態様を示す概略平面図である。
【図１３】本発明にかかる記録ユニットの他の実施態様を示す概略斜視図である。
【図１４】本発明のインクセットの一実施態様にかかる、反応液を収納した記録ユニット、黒色インクを収納した記録ユニット、及びＣＭＹの各カラーインクを収納した記録ユニットが同一キヤリッジ上に装着された状態を示す該略図である。
【図１５】図４のインクジェット装置の記録ヘッド部の一態様のオリフィス部の拡大図である。
【図１６】液体吐出ヘッドを搭載可能なインクジェットプリンタの一例の要部を示す概略斜視図である。
【図１７】液体吐出ヘッドを備えたインクジェトカートリッジの一例を示す概略斜視図である。
【図１８】液体吐出ヘッドの一例の要部を模式的に示す概略斜視図である。
【図１９】液体吐出ヘッドの一例の一部を抽出した概念図である。
【図２０】図１９に示した吐出口の部分の拡大図である。
【図２１】図２０に示した吐出口の部分のインク付着状態を示す模式図である。
【図２２】図１９における主要部の模式図である。
【図２３】図２２中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図２４〜図３０と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図２４】図２２中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図２３及び図２５〜図３０と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図２５】図２２中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図２３、図２４及び図２６〜図３０と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図２６】図２２中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図２３〜図２５及び図２７〜図３０と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図２７】図２２中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図２３〜図２６及び図２８〜図３０と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図２８】図２２中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図２３〜図２７及び図２９、図３０と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図２９】図２２中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図２３〜図２８及び図３０と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図３０】図２２中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図２３〜図２９と共に液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図３１】本発明の液体吐出ヘッドを装着して適用することのできる液体吐出装置の一例であるインクジェット記録装置６００の概略斜視図である。
【図３２】反応液を記録媒体に付与する方法の一例を示す模式図である。
【図３３】反応液を記録媒体に付与する方法の他の例を示す模式図である。
【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：マルチ溝
２７：ガラス板
２８：発熱ヘッド
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
９１：反応液
９２：インク
３２１：紙送りローラー
３２２：反応液
３２３：コーティングローラー
３２４：タンク
３３１：コーティングローラー
６００：インクジェット記録装置
６０１：インクジェットヘッドカートリッジ
６０２：駆動モータ
６０３、６０４：駆動力伝達ギア
６０５：リードスクリュ
６０６：螺旋溝
６０７：キャリッジ
６０７ａ：レバー
６０８：ガイド
６０９：プラテンローラ
６１０：紙押え板
６１１、６１２：フォトカプラ
６１３：支持部材
６１４：キャップ部材
６１５：インク吸引手段
６１６：キャップ内開口部
６１７：クリーニングブレード
６１８：移動部材
６１９：本体支持体
６２０：（吸引開始）レバー
６２１：カム
８３２：吐出口
８３２ａ：起部
８３２ｂ：伏部
９０１：記録ヘッド
９３１：電気熱変換素子（ヒータ、インク吐出エネルギ発生素子）
９３３：インク供給口（開口部）
９３４：基板
９３５：オリフィスプレート（吐出口プレート）
９３５ａ：吐出口面
９３６：インク流路壁
９３６ａ：隔壁
９４０：吐出口部
１００１：カートリッジ
１００３：反応液の収容部
１００５：インクの収容部
１１０１：記録ヘッド
１２０１、１２０３：カートリッジ
１２０５：記録ヘッド
１３０１：記録ユニット
１３０３：記録ヘッド
１４０１：キャリッジ
１５０１：記録ヘッド
１３３７：発泡室
１３３８：液流路
１１４１：溝
１１４１ａ：頂部
１００：インクジェット記録ヘッド
１０１：気泡
１０２：メニスカス
１００２：液体タンク
１００６：移動駆動部
１００８：ケーシング
１０１０：記録部
１０１０ａ：キャリッジ部材
１０１２：カートリッジ
１０１２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ：インクジェットカートリッジ
１０１６：ベルト
１０１８：モータ
１０２０：駆動部
１０２２ａ、１０２２ｂ：ローラユニット
１０２４ａ、１０２４ｂ：ローラユニット
１０２６：回復ユニット
１０２６ａ、１０２６ｂ：プーリ
１０２８：用紙
１０３０：搬送装置

Claims (11)

1. 少なくとも１種のインクと、該インク中の少なくとも１成分と反応して該インクを凝集又はゲル化せしめる反応液とを具備している、インクと反応液とのセットであって、上記反応液と上記インクとが、記録媒体にそれぞれが付与された場合に、それぞれのカール方向が逆の関係となるように構成されていることを特徴とするインクと反応液とのセット。
2. 前記反応液及び前記インクのいずれか一方のみに逆カール促進剤が含有され、反応液とインクのカール方向が逆の関係となるように構成されている請求項１に記載のセット。
3. 前記反応液の表面張力が、少なくとも該反応液と反応するインクの表面張力よりも高くなるように調整され、反応液とインクのカール方向が逆の関係となるように構成されている請求項１に記載のセット。
4. インクを２種以上具備し、且つ前記反応液の表面張力が、複数のインクのいずれの表面張力よりも高くなるように調整され、反応液とこれらのインクのカール方向が逆の関係となるように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のセット。
5. 前記反応液が、多価金属のイオン及びその塩から選ばれる少なくとも何れかを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載のセット。
6. 前記多価金属が、Ｃａ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂａ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｒ及びＹから選ばれる少なくとも一つである請求項５に記載のセット。
7. インクを２種以上具備し、且つ前記反応液が、複数のインクのすべてと反応する請求項１〜６のいずれか１項に記載のセット。
8. 前記インク中の色材が、少なくとも顔料を含む請求項１〜７のいずれか１項に記載のセット。
9. 記録媒体にインクと反応液を付与して記録を行う記録方法において、請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクと反応液とのセットを用い、且つ少なくともインクの記録媒体への付与をインクジェット記録方式で行なうことを特徴とするインクジェット記録方法。
10. 前記反応液を前記インクに先立って付与する請求項９に記載のインクジェット記録方法。
11. 請求項９又は１０に記載のインクジェット記録方法によって記録されたことを特徴とする記録物。

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