JP3287642B2

JP3287642B2 - 水性顔料インク、これを用いたインクジェット記録方法及びかかるインクを用いた機器

Info

Publication number: JP3287642B2
Application number: JP9952893A
Authority: JP
Inventors: 昭夫柏崎; 祐子菅; 文高出
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-04-26
Filing date: 1993-04-26
Publication date: 2002-06-04
Anticipated expiration: 2017-06-04
Also published as: JPH06306318A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗工紙は勿論、一般
に、オフィスや家庭で使用されている非塗工紙、いわゆ
る普通紙に対しても、印字濃度が高く、印字品位に優れ
た記録が可能なインク、これを用いたインクジェット記
録方法及びかかるインクを用いた機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式は、記録時の騒
音の発生が少なく、高集積のヘッドを使用することによ
り、高解像の記録画像が高速で得られるという利点を有
している。このようなインクジェット記録方式では、イ
ンクとして各種の水溶性染料を水または、水と有機溶剤
との混合液に溶解させたものが使用されている。しかし
ながら、これらの水溶性染料は本来耐光性が劣るため、
記録画像の耐光性が問題になる場合が多い。

【０００３】また、染料が水溶性であるために、記録画
像の耐水性が問題となる場合が多い。すなわち、記録画
像に雨、汗、あるいは飲食用の水がかかったりした場
合、記録画像が滲んだり、消失したりすることがある。

【０００４】一方、ボールペンなどの染料を用いた文房
具においても同様の問題があり、耐光性、耐水性の問題
を解決するために種々の文房具用水性顔料インクの提案
がなされている。水性顔料インク実用化のため、分散安
定性、ペン先でのインクの固化防止、ボールペンのボー
ルの摩耗防止を検討している例として特開昭５８−８０
３６８号公報、特開昭６１−２００１８２号公報、特開
昭６１−２４７７７４号公報、特開昭６１−２７２２７
８号公報、特開昭６２−５６８号公報、特開昭６２−１
０１６７１号公報、特開昭６２−１０１６７２号公報、
特開平１−２４９８６９号公報、特開平１−３０１７６
０号公報等が挙げられる。最近では、水性顔料インクを
用いたボールペンや、マーカーが商品として市場にでる
ようになってきた。また、水性顔料インクを用いたイン
クジェット用インクとしては、特開昭５６−１４７８５
９号公報、５６−１４７８６０号公報等に、特定の水溶
性溶剤と高分子分散剤を用いた顔料インクが提案されて
いる。また、特開平４−５７８５９号公報、４−５７８
６０号公報等には、顔料と染料を併用したインクが提案
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
水性顔料インクは、特に、普通紙（コピー用紙、ボンド
紙などの一般にオフィスに普及している紙）に記録を行
った場合、紙の種類によっては、印字品位、印字濃度が
著しく劣化するという不都合が生じた。一般に、普通紙
は、インクジェット専用紙と異なり、紙の表面状態が一
定でないために、インクの吸収性、滲みかた等の違いに
より、印字物の品位が変化する。特に、印字物の品位を
大きく左右する印字濃度を考えた場合、水溶性染料を用
いたインクでは、染料が紙の繊維に染着し、紙の表面に
残りやすいために、紙の表面状態による印字濃度などへ
の影響は、比較的少ない。一方、水性顔料インクでは、
紙の表面に顔料を残存させることにより、印字濃度を得
ているために紙の表面状態が、印字物の印字濃度に与え
る影響は大きい。即ち、水性顔料インクは分散剤として
アルカリ可溶型樹脂を用いている例が多く、これが紙面
上で凝集することによって印字濃度を上昇させていると
考えられるが、この場合、紙の種類によっては著しく印
字品位、印字濃度が劣化するものがある。しかしなが
ら、この印字品位、印字濃度を満足させるにはアルカリ
可溶型樹脂、特に（メタ）アクリル酸系共重合体を用い
るのも顔料分散性等の面からも的を得ていることには変
わりはない。反面、選ぶ相手の疎水性モノマーによって
は分散状態を不安定にさせてしまい、インクジェット用
インクとしての吐出安定性、長期分散安定性、更に微細
ノズル先端における長期の放置による固化防止等多数の
信頼性にかかわる問題が残り、印字濃度、印字品位との
両立は困難な状態にある。

【０００６】この印字濃度、印字品位を改善させる手段
として、例えば特開昭５６−１４７８６３号公報、特開
昭５６−１４７８６８号公報、特開昭５６−１５７４７
０号公報、特開昭６０−２２３０７４号公報、特開昭６
０−２２３０７５号公報等には、アルカリ可溶型樹脂を
分散剤として用いたインクが記載されている。しかしこ
の方法ではインクジェット用として用いるには満足な印
字濃度、印字品位は得られない。

【０００７】従って、インクジェット用インクとしての
信頼性、とりわけ、分散安定性、吐出安定性を満足しつ
つ、印字濃度、印字品位を改善させる手段の確立が望ま
れている。

【０００８】そこで本発明の目的は、前述した従来技術
の問題点を解消し、各種の普通紙上においても、良好な
印字濃度、印字品位を与え、ノズル先端でのインクの固
着防止、長期保存安定性等の信頼性に優れたインク及び
これを用いたインクジェット記録方法を提供することに
ある。

【０００９】又本発明の目的は、上記インクを用いたイ
ンク機器を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段及び作用】上記の目的は、
以下の本発明によって達成されることが検討の結果明ら
かになった。

【００１１】すなわち本発明の一実施態様にかかる水性
顔料インクは、顔料、分散剤、水溶性有機溶剤及び水を
含む水性顔料インクであって、前記分散剤が親水部と疎
水部を有するポリマーであって、該疎水部が、下記式
（ＩＩ）で示されるモノマーの重合物を含み、且つ該ポ
リマーの５〜７０モル％が、該モノマーに由来する部分
であることを特徴とする水性顔料インクである：

【００１２】ＣＨ _２＝Ｃ（Ｒ _１）ＣＨ _２ＯＣＯＲ _２（ＩＩ）（但し、Ｒ_１はＨもしくはＣＨ_３であり、Ｒ_２は炭素数
１〜５のアルキル基を表す）。また本発明の他の実施態
様にかかる水性顔料インクは、顔料、分散剤、水溶性有
機溶剤及び水を含むインクジェット用の水性顔料インク
であって、前記分散剤が親水部と疎水部を有するポリマ
ーであって、該疎水部が、下記式（ＩＩ）で示されるモ
ノマーの重合物を含み、且つ該ポリマーの５〜７０モル
％が、該モノマーに由来する部分であることを特徴とす
る：ＣＨ _２＝Ｃ（Ｒ _１）ＣＨ _２ＯＣＯＲ _２（ＩＩ）（上記式中、Ｒ１はＨもしくはＣＨ _３であり、Ｒ２は炭
素数１〜５のアルキル基を表す）。更に本発明にかかる
インクジェット記録方法は、上記のインクジェット用の
水性顔料インクに記録信号に応じたエネルギー、好まし
くは熱エネルギーを付与することにより微細孔からイン
クを吐出させて記録を行うことを特徴とし、また本発明
にかかる記録ユニットは、上記のインクジェット用の水
性顔料インクを収容しているインク収容部と、該インク
を吐出させる為のインクジェットヘッド部と、を備えて
いることを特徴とし、また本発明にかかるインクカート
リッジは、上記の水性顔料インクを収容しているインク
収容部を備えていることを特徴とし、また本発明にかか
るインクジェット記録装置の一態様は、上記のインクジ
ェット用の水性顔料インクを収容しているインク収容部
と、該インクを吐出させる為のインクジェットヘッド部
と、を有している記録ユニットを備えていることを特徴
とし、更に本発明にかかるインクジェット記録装置の他
の態様は、インクを吐出する為のインクジェット記録ヘ
ッド、上記のインクジェット用の水性顔料インクを収容
しているインク収容部を有しているインクカートリッジ
及び該インクカートリッジから該インクジェット記録ヘ
ッドに該インクを供給する為のインク供給部を備えてい
ることを特徴とするものである。

【００１３】本発明者らは顔料を使用した水性顔料イン
クを用いて、非塗工紙である普通紙の上にインクジェッ
ト記録を行った場合、紙の種類によって、印字品位、印
字濃度が、著しく劣化する原因を鋭意検討した結果、紙
の表面状態が印字品位、特に印字濃度に与える影響が大
きいことを見いだし、本発明に至った。つまり、水性顔
料インクは、吐出したインクが紙の表面に到達した直後
にインクが凝集し、紙の表面に留まることによって印字
濃度が得られ、紙の表面状態が、インクの安定性を壊す
ものであれば、良好な印字濃度が得られ、逆に、インク
の凝集より、浸透が先に起これば、望ましい印字濃度は
得られないということである。一方、普通紙は、大きく
酸性紙と中性紙に分類されるが、その表面状態は、紙の
用途により、いろいろな処理が施されており、全ての紙
において、表面で瞬時に凝集が開始するようなインクを
設計することは、困難である。また、前述したように、
インクの分散状態を不安定にして、印字濃度を得るとい
うインク設計は、インクジェット用インクに要求される
吐出安定性、長期の貯蔵安定性、さらに、微細なノズル
先端における長期の放置による固化防止とは、相反する
ものである。

【００１４】本発明者等はこの分散剤に着目し、そのモ
ノマー組成について検討を行った結果、疎水性モノマー
として上記のモノマーを５−７０％モル含有することに
より、インクジェット用インクに要求される吐出安定
性、長期の貯蔵安定性、さらに、微細なノズル先端にお
ける長期の放置による固化防止と印字濃度、印字品位の
両立が可能となる事が明らかになった。

【００１５】以下、本発明を詳細に述べる。

【００１６】本発明で使用される分散剤としての水溶性
樹脂は、疎水性部を持つモノマーとして上記式（ＩＩ）
の構造を持つモノマーを共重合体中に５−７０モル％含
有するものである。具体的には酢酸アリル、プロピオン
酸アリル、酪酸アリル等を挙げることが出来る。

【００１７】共重合時に用いられる他の疎水性モノマー
としては、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等が挙げられる。

【００１８】共重合時に用いられる親水性モノマーとし
は、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレ
イン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマー
ル酸、フマール酸誘導体等が挙げられる。

【００１９】これらのモノマーを用いた本発明による分
散剤の重合は、通常のラジカル共重合により簡便に行う
ことが出来る。

【００２０】これらの重合体の重量平均分子量は５００
から３００００の範囲が好ましい。さらに、好ましくは
１０００から１５０００の範囲である。

【００２１】さらに、これらの重合体の含有量はインク
全量に対して０．１から５重量％の範囲である事が好ま
しい。

【００２２】本発明のインクに含有される顔料の量はイ
ンク全重量に対して１−２０重量％、好ましくは２−１
２重量％の範囲である事が好ましい。本発明で使用する
顔料は上記性能を満足するものならばどのようなもので
も使用可能だが、黒インクに使用されるカーボンブラッ
クとしては、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、一次粒子径が１５から４０ｎｍ、Ｂ
ＥＴ法による比表面積が５０から３００ｍ² ／ｇ、ＤＢ
Ｐ吸油量が４０から１５０ｍｌ／１００ｇ、揮発分が
０．５から１０％、ｐＨ値が２から９を有し、例えば、
ＮＯ．２３００、ＮＯ．９００、ＭＣＦ８８、ＮＯ．３
３、ＮＯ．４０、ＮＯ．４５、ＮＯ．５２、ＭＡ７、Ｍ
Ａ８、ＮＯ．２２００Ｂ（以上三菱化成製）、ＲＡＶＥ
Ｎ１２５５（コロンビア製）、ＲＥＧＡＬ４００Ｒ、Ｒ
ＥＧＡＬ３３０Ｒ、ＲＥＧＡＬ６６０Ｒ、ＭＯＧＵＬ
Ｌ（キャボット製）、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ
１、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ１８、Ｃｏｌｏｒ
ＢｌａｃｋＳ１７０、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＳ１５
０、Ｐｒｉｎｔｅｘ３５、ＰｒｉｎｔｅｘＵ（デグ
ッサ）等の市販品を使用することが出来る。また、本発
明のために新たに試作されたものでもよい。イエローイ
ンクに使用される顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎ
ｔＹｅｌｌｏｗ１、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅ
ｌｌｏｗ２、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ
３、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１３、
Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１６、Ｃ．
Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ８３、マゼンタイ
ンクとして使用される顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍ
ｅｎｔＲｅｄ５、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ
７、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１２、Ｃ．
Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ４８（Ｃａ）、Ｃ．Ｉ．
ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ４８（Ｍｎ）、Ｃ．Ｉ．Ｐｉ
ｇｍｅｎｔＲｅｄ５７（Ｃａ）、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍ
ｅｎｔＲｅｄ１１２、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅ
ｄ１２２、シアンインクとして使用される顔料として
は、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１、Ｃ．Ｉ．
ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ２、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎ
ｔＢｌｕｅ３、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ
１５：３、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１
６、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ２２、Ｃ．
Ｉ．ＶａｔＢｌｕｅ４、Ｃ．Ｉ．ＶａｔＢｌｕｅ
６等が挙げられるが、本発明のために新たに製造され
たものでも使用可能である。

【００２３】さらに、本発明のインクは、好ましくはイ
ンク全体が中性またはアルカリ性に調整されていること
が、前記水溶性樹脂の溶解性を向上させ、一層の長期保
存性に優れたインクとすることができるので望ましい。
但し、この場合、インクジェット記録装置に使われてい
る種々の部材の腐食の原因となる場合があるので、好ま
しくは７−１０ｐＨ範囲とされるのが望ましい。

【００２４】また、ｐＨ調整剤としては、例えば、ジエ
タノールアミン、トリエタノールアミン等の各種有機ア
ミン、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリ
ウム等のアルカリ金属の水酸物等の無機アルカリ剤、有
機酸や、鉱酸があげられる。

【００２５】以上のごとき、顔料、及び水溶性樹脂は水
溶性媒体中に分散または溶解される。

【００２６】本発明のインクにおいて好適な水性媒体
は、水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒であり、水として
は各種のイオンを含有する一般の水ではなく、イオン交
換水（脱イオン水）を使用するのが好ましい。

【００２７】また、その他、併用しうる任意の溶剤成分
として、水と混合して使用され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
トンまたはケトアルコール類；テトラヒドロフラン、ジ
オキサン等のエーテル類；ポリエチレングリコール、ポ
リプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール
類；エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチ
レングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６
−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレン
グリコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基が
２−６個の炭素原子を含むアルキレングリコール類；グ
リセリン；エチレングリコールモノメチル（またはエチ
ル）エーテル、ジエチレングリコールメチル（またはエ
チル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル
（またはエチル）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；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
等があげられる。これらの多くの水溶性有機溶剤の中で
もジエチレングリコール等の多価アルコール、トリエチ
レングリコールモノメチル（またはエチル）エーテル等
の多価アルコールの低級アルキルエーテルが好ましい。

【００２８】さらに、吐出の安定性を得るためにはエタ
ノール、あるいは、イソプロピルアルコール、または多
価アルコールの低級アルキルエーテル類を添加すること
が効果的である。これはこれら溶剤を添加することによ
って記録液の薄膜抵抗体上での発泡をより安定に行うこ
とができるからと考えられる。

【００２９】本発明のインク中の上記水溶性有機溶剤の
含有量は、インク全重量の３−５０重量％の範囲であ
り、好ましくは３−４０重量％の範囲であり、使用する
水はインク全重量の１０−９０重量％、好ましくは３０
−８０重量％の範囲である。

【００３０】又、本発明のインクは、上記の成分のほか
に必要に応じて所望の物性値を持つインクとするため
に、界面活性剤、消泡剤、防腐剤等を添加することがで
き、さらに、市販の水溶性染料などを添加することもで
きる。

【００３１】例えば界面活性剤としては前述したような
ものでインクに対して保存安定性等の悪影響を及ぼさな
いものであれば限られるものではなく、例えば、脂肪酸
塩類、高級アルコール硫酸エステル塩類、液体脂肪油硫
酸エステル塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類等の陰
イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類、アルキルアリル
スルホン酸塩類等の陰イオン界面活性剤、ポリオキシエ
チレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキ
ルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキル
エステル類、アセチレンアルコール、アセチレングリコ
ール等の非イオン性界面活性剤があり、これらの１種ま
たは、２種以上を適宜選択して使用できる。その使用量
は分散剤により異なるが、インク全量に対して０．０１
から５重量％が望ましい。この際、インクの表面張力は
３０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上になるように活性剤の添加する
量を決定する事が好ましい。なぜなら、インクの表面張
力がこれより小さい値を示す事は、本発明のような記録
方法においてはノズル先端のぬれによる印字よれ（イン
ク滴の着弾点のズレ）等好ましくない事態を引き起こし
てしまうからである。

【００３２】本発明のインクの作成方法としては、はじ
めに、分散樹脂、水を少なくとも含有する水溶液に顔料
を添加し、撹拌した後、後述の分散手段を用いて分散を
行い、必要に応じて遠心分離処理を行い、所望の分散液
を得る。次に、この分散液に上記で挙げたような成分を
加え、撹拌しインクとする。

【００３３】更に、顔料を含む水溶液を分散処理する前
にプレミキシングを３０分間以上行うことも又必要であ
る。このプレミキシング操作は、顔料表面の濡れ性を改
善し、顔料表面への吸着を促進するものである。

【００３４】アルカリ可溶型樹脂を使用する場合の分散
液に添加される塩基類としては、モノエタノールアミ
ン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アミ
ンメチルプロパノール、アンモニア等の有機アミン、あ
るいは、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の無機塩
基が好ましい。

【００３５】一方、本発明に使用する分散機は、一般に
使用される分散機なら、如何なるものでも良いが、たと
えば、ボールミル、ロールミル、サンドミルなどが挙げ
られる。

【００３６】その中でも、高速型のサンドミルが好まし
く、たとえば、スーパーミル、サンドグラインダー、ビ
ーズミル、アジテータミル、グレンミル、ダイノーミ
ル、パールミル、コボルミル（いずれも商品名）等が挙
げられる。

【００３７】本発明において、所望の粒度分布を有する
顔料の分散体を得る方法としては、分散機の粉砕メディ
アのサイズを小さくする、粉砕メディアの充填率を大き
くする。また処理時間を長くする、吐出速度を遅くす
る、粉砕後フィルターや遠心分離機等で分級するなどの
手法が用いられる。またはそれらの手法の組合わせが挙
げられる。

【００３８】本発明のインクを用いて記録を行うのに好
適な記録装置としては、記録ヘッドの室内の記録液に記
録信号に対応した熱エネルギーを与え、該エネルギーに
より液滴を発生させる装置が挙げられる。

【００３９】主要部であるヘッド構成例を図１（ａ）、
図１（ｂ）、図２に示す。ヘッド１３は、インクを通す
溝１４を有するガラス、セラミクス、またはプラスチッ
ク板などと、感熱記録に用いられる発熱ヘッド１５（図
では薄膜ヘッドが示されているが、これに限定されるも
のではない）とを接着して得られる。発熱ヘッド１５
は、酸化シリコンなどで形成される保護膜１６、アルミ
ニウム電極１７−１、１７−２、ニクロム等で形成され
る発熱抵抗体層１８、蓄熱層１９、アルミナ等の放熱性
の良い基板２０より成っている。

【００４０】インク２１は吐出オリフィス（微細孔）２
２まで来ており、圧力Ｐによりメニスカス２３を形成し
ている。

【００４１】いま、電極１７−１、１７−２に電気信号
が加わると、発熱ヘッド１５のｎで示される領域が急激
に発熱し、ここ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
吐出し、オリフィス２２より記録小滴２４となり被記録
体２５に向かって飛翔する。図２には、図１（ａ）に示
すヘッドを多数並べたマルチヘッドの外観図を示す。該
マルチヘッドはマルチ溝２６を有するガラス板２７と、
図１（ａ）に説明したものと同様な発熱ヘッド２８を接
着して作られている。

【００４２】尚、図１（ａ）はインク流路に沿ったヘッ
ド１３の断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−
Ｂ線での切断面である。

【００４３】図３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３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
ポジションに配設され、記録ヘッドの移動方向と垂直な
方向に移動して吐出面と当接しキャッピングを行う構成
を具える。さらに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、吸収体６３によって吐出回
復部６４が構成され、ブレード６１及び吸収体６３によ
ってインク吐出口面の水分、塵やほこり等の除去が行わ
れり。６５は吐出エネルギー発生手段を有し、吐出口を
配した吐出口面に対向する被記録材にインクを吐出して
記録を行う記録ヘッド、６６は記録ヘッド６５を搭載し
て記録ヘッド６５の移動を行うためのキャリッジであ
る。キャリッジ６６は、ガイド軸６７と摺動可能に係合
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。

【００４４】５１は被記録材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。これら構成によって記録ヘッドの吐出口面と対向
する位置へ被記録材が給紙され、記録が進行するにつれ
て排紙ローラ５３を配した排紙部へ排紙される。

【００４５】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、ヘッド回復部６４
のキャリッジ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。なお、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へ突出するように移動する。

【００４６】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。

【００４７】上述した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。

【００４８】図４は、ヘッドにインク供給チューブを介
して供給されるインクを収容したインクカートリッジ４
５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
可能にできる。４４は廃インクを受容するインク吸収体
である。

【００４９】本発明で使用されるインクジェット記録装
置としては、上記のごと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５に示すごときそれ
らが一体になったものも好適に用いられる。

【００５０】図５において、７０はインクジェットカー
トリッジであって、この中にはインクを含浸させたイン
ク吸収体が収納されており、かかるインク吸収体中のイ
ンクが複雑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。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。

【００５１】このインクジェットカートリッジ７０は、
図３で示す記録ヘッド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。

【００５２】

【実施例】参考例１（インクの調整）（顔料分散液の作成）スチレン−酢酸ビニル−アクリル酸（重合時モル仕込比；４５：２０：３５）共重合体１．５部（酸価１４６、重量平均分子量８８００）モノエタノールアミン１部イオン交換水８１．５部ジエチレングリコール５部上記成分を混合し、ウォーターバスで７０℃に加温し、
樹脂分を完全に溶解させる。この溶液に新たに試作され
たカーボンブラック（ＭＣＦ８８三菱化成製１次粒径１
８ｎｍ）１０部、イソプロピルアルコール１部を加え、
３０分間プレミキシングをおこなった後、下記の条件で
分散処理を行った。分散機サンドグラインダー（五十嵐
機械製）粉砕メディアジルコニウムビーズ１ｍｍ径粉砕
メディアの充填率５０％（体積）粉砕時間３時間さらに
遠心分離処理（１２０００ＲＰＭ、２０分間）を行な
い、粗大粒子を除去して分散液とした。（インクの作成）上記分散液３０部グリセリン２部ジエチレングリコール１５部Ｎ−メチルピロリドン５部イソプロビルアルコール３部エマルボンＴ−８３（有機ホウ素系界面活性剤、東邦化学製）０．５部イオン交換水４４．５部上記成分を混合し、ｐＨをモノエタノールアミンで８か
ら１０になるように調整した。このように調整したイン
クを、記録信号に応じた熱エネルギーを付与することに
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を用いて後述する評
価項目に基づいて試験を行った。

【００５３】実施例１（インクの調整）（顔料分散液の作成）スチレン−マレイン酸−酢酸アリル（重合時モル仕込比５０：４２：８）共重合体３部（酸価２１０、重量平均分子量１１０００）アミノメチルプロパノール２部イオン交換水７５部ジエチレングリコール５部上記成分を混合し、ウォーターバスで７０℃に加温し、
樹脂分を完全に溶解させる。この溶液にカーボンブラッ
ク（ＭＣＦ８８三菱化成製１次粒径１８ｎｍ）１５部を
加え、３０分間プレミキシングをおこなった後、下記の
条件で分散処理を行った。分散機パールミル（アシザワ製）粉砕メディアガラスビーズ１ｍｍ径粉砕メディアの充填率５０％（体積）吐出速度１００ｍｌ／ｍｉｎ．さらに遠心分離処理（１２０００ＲＰＭ、２０分間）を
おこない、粗大粒子を除去して分散液とした。

【００５４】（インクの作成）上記分散液２５部グリセリン８部エチレングリコール５部エタノール５部イオン交換水５７部上記成分を混合し、ｐＨが８から１０になるようにアミ
ノメチルプロパノールで調整し、記録液を得た。

【００５５】このように調整したインクを、記録信号に
応じた熱エネルギーを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
ジェット記録装置を用いて後述する評価項目に基づいて
試験を行った。

【００５６】参考例２（インクの調整）（顔料分散液の作成）スチレン−メタクリル酸−プロピオン酸ビニル（重合時モル仕込比２０：５０：３０）共重合体１．５部（酸価２３０、重量平均分子量１３０００）イオン交換水８１．５部エチレングリコール５部上記成分を混合し、ウォーターバスで７０℃に加温し、
樹脂分を完全に溶解させる。この溶液に新たに試作され
たカーボンブラック（Ｓ１７０，デグサ製、１次粒径１
７ｎｍ）１１部、イソプロピルアルコール１部を加え、
６０分間プレミキシングをおこなった後、下記の条件で
分散処理を行った。分散機サンドグラインダー（五十嵐機械製）粉砕メディアジルコニウムビーズ０．５ｍｍ径粉砕メディアの充填率７０％（体積）粉砕時間１０時間さらに遠心分離処理（１２０００ＲＰＭ、２０分間）を
おこない、粗大粒子を除去して分散液とした。

【００５７】（インクの作成）上記分散液３０部グリセリン１２部ジエチレングリコール１５部２−ピロリドン５部イソプロピルアルコール３部アセチレノールＥＨ（川研ファインケミカル工業製）０．３部イオン交換水３４．７部上記成分を混合し、ｐＨをモノエタノールアミンで８か
ら１０になるように調整した。このように調整したイン
クを、記録信号に応じた熱エネルギーを付与することに
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を用いて後述する評
価項目に基づいて試験を行った。

【００５８】参考例３参考例１においてカーボンブラックをＭｏｇｕｌＬ（キ
ャボット製、１次粒径２４ｎｍ）に変更した以外は全く
同様にしてインクを調整し、記録信号に応じた熱エネル
ギーを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
置を用いて試験を行った。

【００５９】参考例４実施例１においてカーボンブラックをＭｏｇｕｌＬ（キ
ャボット製、１次粒径２４ｎｍ）に変更した以外は全く
同様にしてインクを調整し、記録信号に応じた熱エネル
ギーを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
置を用いて試験を行った。

【００６０】比較例１参考例１において分散樹脂をスチレン−アクリル酸ブチ
ルランダム共重合体（試作品、酸価１３５、重量平均分
子量５５００）に変更し、他は全く参考例１と同様にし
て顔料分散液、インクを作成し、印字試験を行った。

【００６１】比較例２実施例１において分散樹脂をスチレン−マレイン酸ラン
ダム共重合体ＳＭＡレジン１４４０（商品名、ＡＲＣＯ
Ｃｈｅｍ．Ｃｏ．製、酸価１７５、重量平均分子量２５
００）に変更し、他は全く実施例１と同様にして顔料分
散液、インクを作成し、印字試験を行った。

【００６２】比較例３参考例２において分散樹脂を縮合ナフタレンスルホン酸
ソーダ塩ローマＤ（商品名、サンノプコ製、重量平均分
子量１８００）に変更し、他は全く参考例２と同様にし
て顔料分散液、インクを作成し、印字試験を行った。

【００６３】（評価１）印字物の印字濃度上記のインクジェット記録装置を用いて、Ｘｅｒｏｘ４
０２４コピー用紙、キヤノンＮＰ−ＤＲＹコピー用紙
に印字を行い、印字物の印字濃度をマクベス濃度計（Ｔ
Ｒ９１８）で測定した。

【００６４】（評価２）上記のインクジェット記録装置
を用いて、連続印字を行い、インクの不吐出が発生した
枚数目をチェックした。

【００６５】（評価３）水性顔料インクの保存安定性上記水性顔料インクをガラス容器に密閉し、６０°Ｃで
６ケ月間保存した後、顔料粒子の凝集が起こったり増粘
といった問題が発生したものを×、発生しなかったもの
を○とした。

【００６６】表１に評価結果を記載する。

【００６７】

【表１】

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように本発明のインクは、
熱エネルギーを利用したインクジェットプリンターに適
用したとき、印字物の堅牢性に優れることはもちろんの
こと、駆動条件の変動や長時間の使用で常に安定した吐
出を行うことが出来、信頼性、長期保存安定性に優れ、
各種の普通紙に印字した場合にも印字品位、印字濃度に
優れるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明のヘッドの構成例を説明する断
面図である。（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ｂ線での切断面
を説明する断面図である。

【図２】図１（ａ）に示されるヘッドを多数並べたマル
チヘッドを説明する外観図である。

【図３】本発明のヘッドを組み込んだインクジェット記
録装置を説明する斜視図である。

【図４】ヘッドにインク供給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説明す
る断面図である。

【図５】ヘッドとインクカートリッジが一体となったイ
ンクジェット記録装置の例を説明する斜視図である。

【符号の説明】

１３ヘッド１４溝１５発熱ヘッド１６保護膜１７−１、１７−２アルミニウム電極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２３メニスカス２４記録小滴２５被記録体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５３排紙ローラ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６８モータ６９ベルト７０インクジェットカートリッジ７１ヘッド部７２大気連通口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−287227（ＪＰ，Ａ) 特開平６−88047（ＪＰ，Ａ) 特開平６−41480（ＪＰ，Ａ) 特開平５−156189（ＪＰ，Ａ) 特開平６−145574（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 11/00 - 11/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】顔料、分散剤、水溶性有機溶剤及び水を
含む水性顔料インクであって、前記分散剤が親水部と疎
水部を有するポリマーであって、該疎水部が、下記式
（ＩＩ）で示されるモノマーの重合物を含み、且つ該ポ
リマーの５〜７０モル％が、該モノマーに由来する部分
であることを特徴とする水性顔料インク：ＣＨ _２＝Ｃ（Ｒ _１）ＣＨ _２ＯＣＯＲ _２（ＩＩ）（上記式中、Ｒ_１はＨもしくはＣＨ_３であり、Ｒ_２は炭
素数１〜５のアルキル基を表す）。
【請求項２】式（ＩＩ）で表されるモノマーが、酢酸
アリル、プロピオン酸アリル及び酪酸アリルから選択さ
れる請求項１に記載の水性顔料インク。
【請求項３】水性顔料インクが、インクジェット用で
ある請求項１または２に記載の水性顔料インク。
【請求項４】インクの液滴を記録信号に応じて記録ヘ
ッドのオリフィスから吐出させて被記録材に記録を行な
うインクジェット記録方法において、請求項３に記載さ
れた水性顔料インクを使用することを特徴とするインク
ジェット記録方法。
【請求項５】被記録材が非塗工紙である請求項４に記
載のインクジェット記録方法。
【請求項６】前記インクの液滴を、インクに熱エネル
ギーを作用させることで形成する請求項４に記載のイン
クジェット記録方法。
【請求項７】インクを収容しているインク収容部と、
該インクを吐出させる為のインクジェットヘッド部と、
を備えた記録ユニットにおいて、前記インクが請求項３
に記載の水性顔料インクであることを特徴とする記録ユ
ニット。
【請求項８】インクジェットヘッド部が、インクに熱
エネルギーを作用させてインクを吐出させるインクジェ
ットヘッドを含む請求項７に記載の記録ユニット。
【請求項９】インクを収容しているインク収容部を備
えているインクカートリッジにおいて、前記インクが請
求項１〜３の何れかに記載の水性顔料インクであること
を特徴とするインクカートリッジ。
【請求項１０】インクを収容しているインク収容部
と、該インクを吐出させる為のインクジェットヘッド部
と、を有している記録ユニットを備えているインクジェ
ット記録装置において、前記インクが請求項３に記載の
水性顔料インク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１１】インクジェットヘッド部が、インクに
熱エネルギーを作用させてインクを吐出させるインクジ
ェットヘッドを含む請求項１０に記載のインクジェット
記録装置。
【請求項１２】インクを吐出する為のインクジェット
記録ヘッド、インクを収容しているインク収容部を有し
ているインクカートリッジ及び該インクカートリッジか
ら該インクジェット記録ヘッドに該インクを供給する為
のインク供給部を備えているインクジェット記録装置に
おいて、前記インクが請求項３に記載の水性顔料インク
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１３】インクジェット記録ヘッドが、インク
に熱エネルギーを作用させてインクを吐出させるインク
ジェット記録ヘッドである請求項１２に記載のインクジ
ェット記録装置。