JPH04132775A - インク及びこれを用いたインクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はとりわけインクジェット記録装置に適したイン
クに関し、更に詳しくは、記録ヘッドのオリフィスから
熱エネルギーの作用によってインクを飛翔させて記録を
行なう為のインク及びこれを用いたインクジェット記録
方法に関する。

（従来の技術及びその問題点） インクジェット記録方法において、記録物の耐水性や耐
光性を向上させる目的で、水性顔料インクをインクジェ
ット記録用に適用しようとする提案がなされている。か
かる水性顔料インクは、ボールペン等の文房具において
適用が試みられ使用されてきているが、文房具用の水性
顔料インクの実用化の為には、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等が
主要な技術課題であった。

しかしながら、従来の文房具用水性顔料インクを、記録
ヘッドのオリフィスから熱エネルギーの作用によって記
録液を飛翔させて記録を行う方式のインクジェット記録
装置に使用した場合には、吐出安定性に著しい障害を起
こし、印字不良を発生するという欠点がある。

特に、熱エネルギーを付与して液滴を吐出させて記録を
行うインクジェット記録装置においては、従来の文房具
用水性顔料インクを使用した場合、インクにパルスを印
加するとその熱により薄膜抵抗体上に堆積物ができ、イ
ンクの発泡が不完全となり、液滴の吐出が印加パルスに
応答出来ないで不吐出が発生してしまうという問題が生
じる。

即ち、インクをノズル先端から安定に吐出させる為には
、インクが薄膜抵抗体上で所望の体積で発泡し、更に、
所望の時間で発泡と消泡を繰り返すことが出来る性質を
有していなければならないが、従来の文房具用水性顔料
インクではこれらの諸性質を満足していない為、インク
ジェット記録装置に充填し記録を行うと上記の様な種々
の不都合が生じることになる。

又、顔料インクという分散系をインクジェット記録に使
用する場合、長時間の放置によるヘッド先端での固化防
止は重要な技術課題であり、インクの組成は、信頼性あ
る顔料インクを設計する上で重要なポイントである。こ
の点でも、従来の文房具用に開発された水性顔料インク
は、十分な信頼性を与えていない。

更に、従来の水性顔料インクの中には、比較的短時間で
の吐出性には優れるものの、記録ヘッドの駆動条件を変
えたり、長時間に渡って連続吐出を行った場合には吐出
が不安定になり、ついには吐出しな（なるという問題点
も生じている。

以上の様な従来技術におけるインクジェット記録用の水
性顔料インクの諸問題を解決する目的で、本発明者らは
既にインクジェット記録用の水性顔料インクの発明を幾
つか提案している。この結果、これらの発明により初め
てインクジェット記録装置に適した吐出安定性のあるイ
ンクが得られる様になってきている。しかしながら、こ
れらのインクを実際の製品であるインクジェット記録装
置に搭載して使うには未だ不十分な点が種々ある。

先ず第一の問題点は、インクを入れておく容器であるイ
ンクカートリッジ中での保存安定性が十分でないことで
ある。

従って本発明の目的は、この問題点を解決し、長期保存
安定性に優れ、同時に装置の駆動条件の変動や長時間の
使用でも常に安定した吐出を行うことが可能で、更には
、ヘッド先端におけるインクの固化を解消したインクジ
ェット記録装置用のインクを提供することにある。

又、実際の製品のインクジェット記録装置に搭載して使
う場合の水性顔料インクの第二の問題点は、印字物の耐
擦過性の不足、即ち、普通紙に印字したものを別の紙と
擦り合わせたり、或はマーカー等で上から文字をなぞっ
たりした時に汚れてしまうことである。

従って、本発明の別の目的は、得られる印字物の耐擦過
性を向上させることが出来るインクジェット記録装置用
のインクを提供することにある。

（問題点を解決する為の手段） 上記目的は以下の本発明によって達成される。

即ち、本発明は、カーボンブラック、水溶性樹脂、多価
アルコール及び／又はそのアルキルエーテル、脂肪族一
価アルコール及び水を含有するインクにおいて、溶解し
ている上記水溶性樹脂の量が２重量％以下であり、上記
水溶性樹脂が、少なくともスチレン及び／又はその誘導
体と、（メタ）アクリル酸、マレイン酸及びそれらの誘
導体から選ばれた一種以上の単量体からなるガラス転移
温度が５０℃以上の第一の水溶性樹脂と、少なくともア
クリル酸エステル類と、（メタ）アクリル酸及び／又は
マレイン酸及びそれらの誘導体とからなるガラス転移温
度が５０℃以下の第二の水溶性樹脂とからなり、且つ第
一の水溶性樹脂と第二の水溶性樹脂との重量比が９５：
５〜５０：５０であることを特徴とするインク及び上記
インクに熱エネルギーを付与して微細孔から液滴として
インクを吐出させて記録を行うインクジェット記録方法
である。

（作　　用） インクジェット記録用の水性顔料インクの構成成分の一
つである水溶性樹脂を、特定のガラス転移温度を有する
２種類の水溶性樹脂を特定割合で構成することにより、
長期保存安定性に優れ、長時間放置してもヘッド先端に
おけるインクの固化を生じることがない。

又、実用的な保存安定性を有し、インクジェット記録装
置の駆動条件の変動や長時間の使用でも安定した吐出が
可能となる。

更に、得られる印字物は、耐光性、耐水性等の堅牢性に
優れることは勿論、耐擦過性についても同等問題のない
実用性を有する印字品位の優れたものとなる。

単量体の構成において異なる２種類の水溶性樹脂を併用
した本発明のインクにおいて、何故上記の優れた作用・
効果が得られるのかについては、その本質は未だ明らか
ではないが以下の理由によるものと思われる。

先ず、第一の水溶性樹脂は、スチレン系の単量体の存在
により、Ｔｇが高（、疎水性も高い為、疎水性部分がカ
ーボンブラック表面への吸着性に優れ、これが保存安定
性に寄与しているものと考えられる。更に、熱エネルギ
ーを利用してインク自身の発泡による圧力を吐出エネル
ギーとしているインクジェット記録装置に本発明のイン
クを用いる場合、第一の水溶性樹脂を主要な分散剤とす
る方が熱的安定性に好ましい影響を与えるものと考えら
れる。

一方、第二の水溶性樹脂はアクリル酸エステル系の単量
体を含む為、第一の水溶性樹脂と比較して疎水性は低下
するものの、水性媒体中にあって粒子間の立体障害を高
め、凝集を妨げる効果が高いと考えられる。又、同時に
第二の水溶性樹脂はＴｇが低い為、固着したインク層に
柔軟性を与え、引っ掻きによるインク層の剥がれを防止
する働きが生じ、耐擦過性が向上するものと考えられる
。

（好ましい実施態様） 次に好ましい実施態様を挙げて本発明を更に詳細に説明
する。

インクジェット記録用のインクとして要求される一般的
な物性としては、粒子化性能、吐出性、応答性等が挙げ
られる。従って、この点だけがらいえば、インクは、表
面張力が高（、低粘度の液体であればある程好ましいと
いえる。

しかしながら、水性の顔料分散系のインクにおいて固形
分を下げて低粘度にすると、印字濃度が薄くなり、沈降
も早く、得られる印字物の印字性能、保存性が低下する
という問題点が生じる。

方、粘度を高（すると沈降は遅（なり、得られる印字物
の保存性は改良されるものの、応答周波数の低下、吐出
安定性の悪化を引き起こすという別の問題点を生じる。

又、これ迄に提案されているインクジェット記録用の水
性顔料インクでは、比較的樹脂成分の量が少なく、且つ
記録紙の表面でインクを定着させる為に耐擦過性が不モ
分であった。これに対し、摩擦に抵抗性のある結着剤を
添加すれば、インクを記録紙の表面で定着したとしても
耐擦過性の改善はなされるが、この様に樹脂分を高める
と、吐出性、応答性が悪化してしまうという問題点があ
る。

本発明者らは、上記のインクジェット記録用水性顔料イ
ンクにおける従来技術の種々の問題点を解決すべく、溶
解している水溶性樹脂が２重量％以下という吐出性が保
証される制約条件下において、保存安定性、耐擦過性の
向上が達成される分散剤について鋭意研究した結果、ガ
ラス転移温度の異なる２種類の水溶性樹脂を顔料の分散
剤に用いることにより、従来技術の問題点が解決される
ことを見出し本発明を完成した。

即ち、本発明のインクにおいてカーボンブラックの分散
剤として含有される水溶性樹脂は、下記の如き第一の水
溶性樹脂と第二の水溶性樹脂の２種類から構成される。

第一の水溶性樹脂はビニル単量体の共重合体であり、こ
の第一の水溶性樹脂に必須のものとして含有される単量
体は、スチレン及び／又はその誘導体と、　（メタ）ア
クリル酸、マレイン酸及びそれらの誘導体から選ばれた
一種以上の単量体であり、且つガラス転移温度が５０℃
以上のものである。

スチレン系単量体としては、例えば、スチレン、α−メ
チルスチレン、２−エチルスチレン等のアルキル置換体
、４−エトキシスチレン、４−メトキシスチレン等のア
ルコキシ置換体、２−クロロスチレン、２．４−ジクロ
ロスチレン等のハロゲン置換体、４−アセチルスチレン
等のアセチル置換体等である。

又、カルボキシル基含有単量体である（メタ）アクリル
酸、マレイン酸及びそれらの誘導体としては、アクリル
酸、メタアクリル酸、マイレン酸、マイレン酸のハーフ
エステル、２−カルボキシスチレン、４−カルボキシス
チレン等である。

尚、水溶性樹脂のカルボキシル基は、アミン、アンモニ
ア、無機塩基で中和された塩でもよい。

又、第一の水溶性樹脂の単量体の構成は、スチレン系単
量体が３０〜６５重置％、及びカルボキシル基含有単量
体が２０〜５０重量％の範囲のものであり、第一の水溶
性樹脂の重量平均分子量は３０００〜２００００の範囲
が好適である。

第二の水溶性樹脂もビニル単量体の共重合体であり、こ
の第二の水溶性樹脂に必須のものとじて含有される単量
体としては、少なくともアクリル酸エステル類と、（メ
タ）アクリル酸及び／又はマイレン酸及びそれらの誘導
体から選ばれた一種以上の単量体であり、且つガラス転
移温度が５０℃以下のものである。

アクリル酸のアルキルエステル類は、例えば、２−エチ
ルへキシルアクリレートｎ−ブチルアクリレート、４−
ヒドロキシブチルアクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルアク
リレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、
ジメチルアミノエチルアクリレート、２−ヒドロキシア
クリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、メチ
ルメタアクリレート等の（メタ）アクリル酸アルキルエ
ステル類から少なくとも一種以上選ばれる。

更に、必須のものとして含有されるカルボキシル基含有
単量体としては、アクリル酸、メタアクリル酸、マイレ
ン酸、マイレン酸のハーフエステル、２−カルボキシス
チレン、４−カルボキシスチレン等がある。尚、水溶性
樹脂のカルボキシル基は、アミン、アンモニア、無機塩
基で中和された塩でもよい。

又、第二の水溶性樹脂の単量体の構成も第一のものと同
様に、アクリル酸エステル系単量体が３０〜６５重量％
、及びカルボキシル基含有単量体が２０〜５０重量％の
範囲のものであり、第二の水溶性樹脂の重量平均分子量
も３０００〜２００００の範囲が好適である。

又、これらの第一の水溶性樹脂と第二の水溶性樹脂との
使用割合は重量比で９５：５〜５０：５０の範囲である
。

上記の様な構成の水溶性樹脂は、インク全量に対して０
．１〜５重量％の範囲で含有されることが好ましく、よ
り好ましくは、０．３〜２重量％である。

尚、水溶性樹脂のＴｇの測定方法としては、示差熱分析
計（ＤＴＡ）、示差熱量分析計（ＤＳＣ）を用いて行う
。

本発明で使用するカーボンブラックとしては、Ｎｏ、　
２３００、Ｎｏ、　９００、ＭＣＦ８８　、Ｎｏ、３３
　、　Ｎｏ、４０、Ｎｏ、４５　、Ｎｏ、５２　、ＭＡ
７　、ＭＡ８　、＃２２００Ｂ　（以上三菱化成製）　
、ＲＡＶＥＮ１２５５　　（：２０：／ビア製）　、Ｒ
ＥＧＡＬ４ＱＯＲ，ＲＥＧＡＬ３３０Ｒ、旺ＧＡＬ６６
０Ｒ、ＭＯＧＵＬ　Ｌ　　（ギヤポット製）　、Ｃｏ１
ｏｒ　Ｂｌａｃｋ　ＦＷＩ　、　Ｃｏ１ｏｒ　Ｂｌａｃ
ｋＦＷｌｇ、Ｃｏ１ｏｒ　Ｂｌａｃｋ　５１７０、Ｃｏ
１ｏｒ　Ｂｌａｃｋ　５１５０、Ｐｒ１ｎｔｅｘ　３５
、Ｐｒ１ｎｔｅｘ　Ｕ　　（デグッサ製）等の市販品、
更には、本発明の目的の為に新たに製造されたものでも
使用可能である。又、これらのカーボンブラックを２種
類以上併用することも可能である。これらの本発明で使
用するカーボンブラックのインク中における含有量は、
重量比で３〜２０重量％の範囲で用いるのが好ましい。

本発明のインクは、水溶性樹脂の溶解性を向上させ、−
層の長期保存性に優れたものとする為、好ましくはイン
ク全体が中性又はアルカリ性に調整されていることが望
ましい。但し、この場合、強アルカリであるとインクジ
ェット記録装置に使われている種々の部材の腐蝕の原因
となることがあるので、ｐＨ７〜１０の範囲とするのが
好ましい。その際使用されるｐＨ調整剤としては、アミ
ン或は塩基、例えば、ジェタノールアミン、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
化物等の無機アルカリ剤、有機酸や鉱酸等が用いられる
。

以上の如き、カーボンブラック、水溶性樹脂及びアミン
等は水性媒体中に分散又は溶解される。

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、種々のイオ
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。

又、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、５ｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−
ブチルアルコール、イソ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−ヘキサドリオール、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（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：Ｎ−メチル−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。

これらの多くの水溶性有機溶剤の中でも特に、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（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−チル類が好ましい。又、これら
の多（の水溶性有機溶剤の中でアルカリ調整剤は必須成
分として、本発明のインク中に好ましくはインク全体の
０．００１〜１０重量％含有される。

本発明のインクにおいて、更に高い吐出安定性を得る為
には、エチルアルコール或はイソプロピルアルコール等
の脂肪族一価アルコールを３重量％〜１５重量％の割合
で水性媒体中に添加することが有効である。これは、エ
チルアルコール或はイソプロピルアルコールを添加する
ことにより、インクの薄膜抵抗体上での発泡をより安定
に行うことが出来る為と考えられる。しかしながら、エ
チルアルコール或はイソプロピルアルコールを過剰に加
えると、印字物の印字品位が損なわれるという欠点が生
じる為、より適切な添加濃度としては３重量％〜１０重
量％とするのが好ましい。

又、分散液へのエチルアルコール或はイソプロピルアル
コールの添加の他の効果としては、分散時における泡の
発生を抑え、効率的な分散が行える点も挙げられる。

本発明のインクに使用する上記の水溶性有機溶剤の含有
量は、−射的にはインク全重量の３〜５０重量％の範囲
であり、好ましくは３〜４０重量％の範囲である。又、
使用する水は、インク全重量の１０〜９０重量％の範囲
であり、好ましくは３０〜８０重量％の範囲である。

本発明のインクを構成する主要成分は以上の通りである
が、その他所型の物性値のインクとする為、必要に応じ
て界面活性剤、保湿剤、消泡剤、防腐剤等を使用しても
よいし、市販の水溶性染料等を添加することも出来る。

尚、保湿剤としては、従来用いられているものはいかな
るものでも使用可能であるが、尿素、チオ尿素やこれら
の誘導体が好ましい。その添加量としては、インク全重
量の２〜１０重量％の範囲であり、好ましくは２〜５重
量％の範囲である。

界面活性剤としては、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
ルキルエステル類等の非イオン性界面活性剤があり、こ
れらの１種又は２種以上を適宜選択して使用出来る。又
、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０．０１〜５重量％であることが望ましく、この際
には、インクの表面張力が３０　ｄｙｎｅ／　ｃｍ以上
になる様に界面活性剤の添加量を決定することが好まし
い。なぜなら、インクの表面張力がこれより小さい値を
示すと、本発明の如きインクジェット配録方式において
はノズル先端の濡れによる印字よれ（記録紙上でのイン
ク滴の着弾点のずれ）等、好ましくない事態を引き起こ
してしまうからである。

一般にインクジェット用インクに要求される性能として
は、インクの粘度、表面張力、ｐＨ等の物性が挙げられ
るが、本発明の水性顔料インクの様な分散系では、これ
らの物性を満足していても、インクの発泡が不安定であ
る場合が多（あった７ そこで１本発明のインクでは更にもう一つの特徴として
、インク中に溶解している水溶性樹脂の量をインク全量
の２重量％以下、好ましくは１重量％以下としたことに
ある。この結果、熱に安定で、更に、薄膜抵抗体上にお
いてインクが記録装置のどの様な駆動条件でも正確に発
泡し、更に、長期に渡っても薄膜抵抗体上に堆積物を発
生しないインクジェット記録に有用なインクとすること
が出来る。

即ち、顔料に対して多量に余剰の水溶性樹脂がインク中
に存在すると、薄膜抵抗体上において所定の熱エネルギ
ーを与えても、インクが発泡しなかったり、パルス印加
時の熱によってこれら余剰の水溶性樹脂が不溶物となり
薄膜抵抗体上に堆積してしまい、不吐出や印字の乱れを
引き起こす原因となる。

尚、溶解している水溶性樹脂とは、インク中において顔
料に吸着していないで液媒体中に溶解した状態の樹脂を
指す。

溶解している水溶性樹脂の量を減らす一つの手段として
は、インク作成時に顔料と水溶性樹脂の比率を重量比で
３：１〜１０：１、好ましくは１０：３〜１０：１の範
囲に調整する。更に、分散液中に一定濃度以上の顔料と
水溶性樹脂が存在しないと分散を効率的に行い最適な分
散状態を得ることが出来ない為、分散液中の顔料と水溶
性樹脂の総量を重量基準で１０％以上、好ましくは３０
％以下とする。

本発明のインクの作成方法としては、始めに、水溶性樹
脂、アミン又は塩基及び水を少なくとも含有する水溶液
にカーボンブラックを添加し、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
挙げた様な成分を加え、撹拌し本発明のインクとする。

とりわけ顔料に未吸着の溶解している水溶性樹脂量を２
重量％以下にする為には、インクの作成方法において、
水溶性樹脂、アミン又は塩基及び水を含む水溶液を６０
℃以上で、３０分間以上撹拌して樹脂を予め完全に溶解
させることが必要である。

又、樹脂を溶解させるアミン又は塩基の量を、水溶性樹
脂の酸価から計算によって求めた量の１．２倍以上添加
することが必要である。このアミン又は塩基の量は以下
の式によって求められる。

アミン又は塩基の量（ｇ）＝ 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
面への樹脂の吸着を促進するものである。

分散液に添加されるアミン類としては、モノエタノール
アミン、ジェタノールアミン、トリエタノールアミン、
アミノメチルプロパツール、アンモニア等の有機アミン
が好ましい。又、塩基としては、水酸化ナトリウム、水
酸化リチウム、水酸化カリウム等が好ましい。

一方、本発明で使用する分散機は、一般に使用される分
散機なら如何なるものでもよいが、例えば、ボールミル
、ロールミル、サンドミル等が挙げられる。その中でも
、特に高速型のサンドミルが好ましく、例えば、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、バールミル、コボル
ミル（いずれも商品名）等が挙げられる。

本発明において、所望の粒度分布を有する顔料を得る方
法としては、分散機の粉砕メディアのサイズを小さ（す
る、粉砕メディアの゛充填率を大きくする、又、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等の手法が用いられる。又は
それらの組合せが挙げられる。

尚、本発明に係る未吸着樹脂の量を測定する方法として
は、超遠心機等を用いて顔料分と顔料に吸着された樹脂
分を沈殿させ、この上澄み液に含有される残存樹脂量を
Ｔ　ＯＣ（Ｔｏｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ（：ａｒｂｏｎ
、全有機炭素計）や、重量法（上澄みを蒸発乾固させ、
樹脂量を測定する方法）等が好適に用いられる。

本発明のインクは、熱エネルギーの作用により液滴を吐
出させて記録を行なうインクジェット記録方法にとりわ
け好適に用いられるが、一般の筆記具用としても使用出
来ることはいうまでもない。

本発明のインクを用いて記録を行うのに好適な装置とし
ては、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、該熱エネルギーにより液滴を発生
させる装置が挙げられる。

その主要部であるヘッド構成例を第１−ａ図、第１−ｂ
図及び第２図に示す。

ヘッド１３はインクを通す溝１４を有するガラス、セラ
ミックス又はプラスチック板等と、感熱記録に用いられ
る発熱ヘッド１５（図では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は酸価シリコン等で形成される保護膜１
６、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。

インク２１は吐出オリフィス（微細孔）２２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。

今、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、被記録材２５に向か
って飛翔する。第２図には第１−ａ図に示すヘッドを多
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、第１−ａ図に
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。

尚、第１−ａ図は、インク流路に沿ったヘッド１３の断
面図であり、第１−ｂ図は第１−ａ図のＡ−Ｂ線での切
断面である。

第３図に、かかるヘッドを組み込んだインクジェット記
録装置の１例を示す。

第３図において、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に水分
、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の移動を行う為のキャリッジである。キャリ
ッジ６６はガイド軸６７と慴動可能に係合し、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６
９と接続（不図示）している。これによりキャリッジ６
６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は被記録材を挿入する為の給紙部、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。

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
に突出する様に移動する。

記録へラド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
為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。

第４図は、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ならしめる
。４４は廃インクを受容するインク吸収体である。

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となっ
たものに限らず、第５図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。

第５図において、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数
のオリフィスを有するヘッド部７１からインク摘として
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為の大気連
通口である。

このインクジェットカートリッジ７０は、第３図で示す
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。

（実施例） 次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。尚、文中部又は％とあるのは特に断りにない限
り重量基準である。

実施例１ （顔料分散液の調製） スチレン−アクリル酸−アクリル酸エチル共重合体（重
量比５５／３０／１５、重量平均分子量１２０００、Ｔ
ｇ７０℃）２．０部 アクリル酸エチル−アクリル酸−２−エチルへキシルメ
タクリレート共重合体（重量比４０／３０／３０重量平
均分子量９５００．７ｇ２５℃）１．５部 モノエタノールアミン　　　　　　　２．０部イオン交
換水　　　　　　　　　　７０．５部エチレングリコー
ル　　　　　　　　５．Ｏ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（Ｍｏｇｕｌ−Ｌ、キャ
ブラック■製）１４部、エタノール５部を加え、３０分
間プレミキシングを行った後、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：ガラスピーズ（１ｍｍ径）粉砕メディア
の充填率：５０％（体積）粉砕時間＝４時間 分散後見に遠心分離処理（１２００Ｏｒｐｍ、３０分間
）を行い、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部ジエチレ
ングリコール　　　　　　　　２０部エチレングリコー
ル　　　　　　　　　１０部エタノール　　　　　　　
　　　　　　　　５部イオン交換水　　　　　　　　　
　　　３５部上記成分を混合し、ｐＨをモノエタノール
アミンで８〜１０の範囲になる様に調整し、本発明のイ
ンク（Ａ）を得た。

実施例２ （顔料分散液の調製） スチレン−エチルメタクリレート−アクリル酸共重合体
（モル比４５／３０／２５、重量平均分子量８５００、
Ｔｇ８５℃）２．５部 メチルメタクリルレート−アクリル酸−アクリル酸ブチ
ル共重合体（重量比２５／３５／４０、重量平均分子量
１２５００．Ｔｇ１５℃）　２．５部モノエタノールア
ミン　　　　　　　　１．５部イオン交換水　　　　　
　　　　　６３．５部エチレングリコール　　　　　　
　　５．０部カーボンブラックをＭＡｌｏｏ（三菱化成
■製）２０部に代えた以外は実施例１と同様にして分散
液を作成した。

（インクの作成） 上記分散液　　　　　　　　　　　　　３０部トリエチ
レングリコール　　　　　　　２部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　　　　　　　　　
　　　４０部上記成分を混合し、ｐＨをモノエタノール
アミンで８〜１０の範囲になる様に調整し、本発明のイ
ンク（Ｂ）を得た。

実施例３ （顔料分散液の調製） α−メチルスチレン−アクリル酸−２−エチルへキシル
メタクリレート共重合体（重量比４０／２５／３５、重
量平均分子量１３０００、Ｔｇ７９℃）２．５部 メチルメタクリレート−メタクリル酸−２−ヒドロキシ
エチルアクリレート共重合体（重量比３０／２０１５０
、重量平均分子量１２０００、Ｔｇ３０℃）１．５部 モノエタノールアミン　　　　　　　　２０部イオン交
換水　　　　　　　　　　６４．５部エチレングリコー
ル　　　　　　　　　　５部カーボンブラックをＭＣＦ
−８８（三菱化成■製）１８部に代えた以外は実施例１
と同様にして分散液を作成した。

（インクの作成） 上記分散液　　　　　　　　　　　　　３０部ジエチレ
ングリコール　　　　　　　　２０部チオジグリコール
　　　　　　　　　　　７部エタノール　　　　　　　
　　　　　　　　５部イオン交換水　　　　　　　　　
　　　３８部上記成分を混合し、ｐＨをモノエタノール
アミンで８〜１０の範囲になる様に調整し、本発明のイ
ンク（Ｃ）を得た。

実施例４ （顔料分散液の調製） スチレン−メタクリル酸共重合体く重量比６５／３５、
重量平均分子量１３０００．Ｔｇ９７’Ｃ）　　　　　
　　　　　　　　　１．５部２−ヒドロキシエチルメタ
クリレート−アクリル酸−エチルアクリレート共重合体
（重量比３０／２５／３５、重量平均分子量１２０００
．７ｇ２５”Ｃ）　　　　　　　　　　　　　　１．５
部モノエタノールアミン　　　　　　　２．５部イオン
交換水　　　　　　　　　　７０．０部エチレングリコ
ール　　　　　　　　　　５部カーボンブラックをＲＥ
ＧＡＬ　６６０Ｒ（キャボット■製）１６部に代えた以
外は実施例１と同様にして分散液を作成した。

（インクの作成） 上記分散液　　　　　　　　　　　　　３０部トリエチ
レングリコール　　　　　　　２０部１．３−ジメチル
イミダゾリジノン　　　　　７部イソプロピルアルコー
ル　　　　　　　　５部イオン交換水　　　　　　　　
　　　　３８部上記成分を混合し、ｐＨをモノエタノー
ルアミンで８〜１０の範囲になる様に調整し、本発明の
インク（Ｄ）を得た。

比較例１ 上記実実例１における水溶性樹脂に代えて、スチレン−
アクリル酸−アクリル酸エチル共重合体（重量比５５／
３０／１５、重量平均分子量１２０００、Ｔｇ７０℃）
３．５部の一種類の水溶性樹脂を用い、他は実施例１と
同様にして分散液及びインクを作成し、比較例のインク
（Ｅ）とした。

比較例２ 上記実実例１における水溶性樹脂に代えて、アクリル酸
エチル−アクリル酸−２−エチルへキシルメタクリレー
ト共重合体（重量比４０／３０／３０、重量平均分子量
９５００，７ｇ２５℃）５部の一種類の水溶性樹脂を用
い、他は実施例１と同様にして分散液及びインクを作成
し、比較例のインク（Ｆ）を得た。

（評　価） 上記実施例及び比較例のインクを夫々用いて、バブルジ
ェット方式の記録ヘッドを有するインクジェット記録装
置を用いて下記の試験を行った。

Ｔｏ　；溶解している水溶性樹脂の量 得られたインクを超高速冷却遠心機（ベックマン社製）
で５５０００ｒｐｍ、５時間遠心処理し、顔料分と顔料
に吸着している樹脂分を沈澱させた後、上澄み液を一定
量採取し、真空乾燥機にて（６０℃、２４時間）乾燥固
化する。この樹脂量から仕込インクに対する百分率を算
出し残存樹脂濃度とする。

Ｔ１　；駆動条件と吐出安定性 駆動電圧を２５Ｖに設定し、各々の電圧で周波数２ＫＨ
ｚ、４ＫＨｚの２種の条件により、室温で印字を行い、
印字の乱れ、欠け、不吐出等の有無を観察し、吐出安定
性を評価した。

Ａニー文字目からきれいに吐出し、連続印字中玉吐出、
欠け、印字の乱れが全くない。

Ｂ：文字部分はきれいに吐出するが、べた印字の部分で
数箇所の不吐出が発生した。

Ｃ：文字部分においても、数ケ所印字させると不吐出が
発生し、文字の判読が不可能なくくらい印字の乱れを生
じる。

Ｔ２　；長期保存性 各々のインクをインクカセット（キャノン製バブルジェ
ットプリンターＢＪ−１３０用のインクカセット）に所
定量注入充填し、６０℃にて３ケ月保存し、その後イン
クの粘度変化及び沈澱発生を観測する。

粘度変化； Ａ：粘度変化が±１　ｃｐｓ以下である。

Ｂ；粘度変化が±１　ｃｐｓより太き（、±３　ｃｐｓ
以下である。

Ｃ：粘度変化が±３　ｃｐｓより大きい。

沈澱物発生； Ａ：沈澱物が見られない。

Ｂ：袋の内側に僅かに沈澱物が見られるが、実用的には
問題がない。

Ｃ：沈澱物が激しく発生している。

Ｔ、；耐擦過性 印字物の文字上をオレンジ色のＰＩＬＯＴ蛍光スポット
ライター（パイロット■製）にてゆつ（つと擦り、文字
周辺部の汚れを判定し、耐擦過性を以下の様に評価した
。

Ａ：文字周辺部の汚れは全（起こらない。

Ｂ：汚れが認められる。

Ｃ：かなりの汚れが発生している。

尚、評価結果を下記筒−表に示した。表中の評価につい
ては、上記の判定基準に基づ（結果を記載した。

芝Ｕ （評価結果） （発明の効果） 以上説明した様に本発明のインクは、インクジェットプ
リンターに適用した場合に、長時間放置してもヘッド先
端におけるインクの固化を生じることがない。

又、本発明のインクは実用的な保存安定性を有し、駆動
条件の変動や長時間の使用でも安定した吐出を行うこと
が出来る。

更に、本発明のインクは信頼性にも優れ、得られる印字
物は、耐光性、耐水性等の堅牢性に優れることは勿論の
こと、とりわけ耐擦過性にも問題がなく優れた実用性を
有するものと出来る。

【図面の簡単な説明】

第１−ａ図、第１−ｂ図はインクジェット記録装置のヘ
ッド部の縦断面図及び横断面図である。 第２図は第１図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。 第３図はインクジェット記録装置の一例を示す斜視図で
ある。 第４図はインクカートリッジの縦断面図である。 第５図はインクジェットカートリッジの斜視図である。 ６１：ワイピング部材 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

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）カーボンブラック、水溶性樹脂、多価アルコール
   及び／又はそのアルキルエーテル、脂肪族一価アルコー
   ル及び水を含有するインクにおいて、溶解している上記
   水溶性樹脂の量が２重量％以下であり、上記水溶性樹脂
   が、少なくともスチレン及び／又はその誘導体と、（メ
   タ）アクリル酸、マレイン酸及びそれらの誘導体から選
   ばれた一種以上の単量体からなるガラス転移温度が５０
   ℃以上の第一の水溶性樹脂と、少なくともアクリル酸エ
   ステル類と、（メタ）アクリル酸及び／又はマレイン酸
   及びそれらの誘導体とからなるガラス転移温度が５０℃
   以下の第二の水溶性樹脂とからなり、且つ第一の水溶性
   樹脂と第二の水溶性樹脂との重量比が９５：５〜５０：
   ５０であることを特徴とするインク。
2. （２）脂肪族一価アルコールがエチルアルコール又はイ
   ソプロピルアルコールである請求項１に記載のインク。
3. （３）脂肪族一価アルコールの含有量が３〜１５重量％
   の範囲にある請求項１に記載のインク。
4. （４）多価アルコール及び／又はそのアルキルエーテル
   の含有量が１０〜５０重量％の範囲にある請求項１に記
   載のインク。
5. （５）インクに記録信号に応じた熱エネルギーを付与し
   て微細孔から液滴としてインクを吐出させて記録を行う
   インクジェット記録方法において、前記インクが、カー
   ボンブラック、水溶性樹脂、多価アルコール及び／又は
   そのアルキルエーテル、脂肪族一価アルコール及び水を
   含有し、溶解している上記水溶性樹脂の量が２重量％以
   下であるものであって、上記水溶性樹脂が、少なくとも
   スチレン及び／又はその誘導体と、（メタ）アクリル酸
   、マレイン酸及びそれらの誘導体から選ばれた一種以上
   の単量体からなるガラス転移温度が５０℃以上の第一の
   水溶性樹脂と、少なくともアクリル酸エステル類と、（
   メタ）アクリル酸及び／又はマレイン酸及びそれらの誘
   導体とからなるガラス転移温度が５０℃以下の第二の水
   溶性樹脂とからなり、且つ第一の水溶性樹脂と第二の水
   溶性樹脂との重量比が９５：５〜５０：５０であること
   を特徴とするインクジェット記録方法。
6. （６）脂肪族一価アルコールがエチルアルコール又はイ
   ソプロピルアルコールである請求項５に記載のインクジ
   ェット記録方法。
7. （７）脂肪族一価アルコールの含有量が３〜１５重量％
   の範囲にある請求項５に記載のインクジェット記録方法
   。
8. （８）多価アルコール及び／又はそのアルキルエーテル
   の含有量が１０〜５０重量％の範囲にある請求項５に記
   載のインクジェット記録方法。