(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンブラックの表面に、少なくとも１つのアニオン性の親水性基が直接若しくは他の原子団を介して結合している自己分散型カーボンブラックを少なくとも含む色材、及び水性媒体を含み、且つブリストウ法によって求められるＫａ値が１．５未満のインクにおいて、１価のカチオンイオンの総量が０．１９〜０．５ｍｏｌ／ｌであり、前記１価のカチオンイオンがナトリウムイオン又はアンモニウムイオンであることを特徴とするインク。
【請求項２】
該親水性基が、下記に列記した中から選択される請求項１に記載のインク。
−ＣＯＯＭ、−ＳＯ３Ｍ、−ＰＯ３ＨＭ、−ＰＯ３Ｍ２（但し、式中のＭ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。）
【請求項３】
前記Ｋａ値が０．２以上１．５未満である請求項１又は２に記載のインク。
【請求項４】
前記自己分散型カーボンブラックを分散するための分散剤を含まない請求項１〜３のいずれかに記載のインク。
【請求項５】
インクジェット記録ヘッドのインク流路内のインクに対してエネルギーを与え、該インクをオリフィスから吐出させる手段を備えたインクジェット記録装置の間欠吐出性を改善する方法であって、カーボンブラックの表面に、少なくとも１つのアニオン性の親水性基が直接若しくは他の原子団を介して結合している自己分散型カーボンブラックを少なくとも含む色材、及び水性媒体を含み、且つブリストウ法によって求められるＫａ値が１．５未満であり、且つ１価のカチオンイオンの総量が０．１９〜０．５ｍｏｌ／ｌであり、前記１価のカチオンイオンがナトリウムイオン又はアンモニウムイオンであるインクを該インク流路内に位置させることを特徴とするインクジェット記録装置の間欠吐出性の改善方法。
【請求項６】
該親水性基が、下記に列記した中から選択される請求項５に記載の改善方法。
−ＣＯＯＭ、−ＳＯ３Ｍ、−ＰＯ３ＨＭ、−ＰＯ３Ｍ２（但し、式中のＭ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。）
【請求項７】
前記Ｋａ値が０．２以上１．５未満である請求項５又は６に記載の改善方法。
【請求項８】
前記自己分散型カーボンブラックを分散するための分散剤を含まない請求項５〜７のいずれかに記載の改善方法。
【請求項９】
インクにエネルギ−を与えて、インクを記録ヘッドから吐出させ、記録媒体に付着させる工程を有する画像記録記録方法において、該インクが請求項１〜４のいずれかに記載のインクであることを特徴とする画像記録方法。
【請求項１０】
シアン用、マゼンタ用、イエロー用、レッド用、グリーン用及びブルー用の各色材から選ばれる少なくとも１つの色材を含むインクと請求項１〜４のいずれかに記載のインクとを組合わせたことを特徴とするインクセット。
【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、インクジェット記録装置の間欠吐出性の改善方法、インクジェット記録方法及びインクセットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、印刷インキの黒色着色剤として印字物の濃度が高く、堅牢性等に優れたカーボンブラックを用いた筆記具（万年筆、サインペン、水性ボールペン等）用インク及びインクジェット用インクが、実に様々な組成で報告されている。中でも近年はオフィスで一般に使用されているコピー用紙、レポート用紙、ノート、便箋、ボンド紙及び連続伝票用紙等の普通紙に対しても良好な記録を行うことが出来る様に、カーボンブラック自体の組成や物性、それを含むインクの組成及び物性等について詳細な研究開発が為されている。
【０００３】
例えば、特開平３−２１０３７３号公報には、酸性カーボンブラックとアルカリ可溶性の重合体を用いたインクが記載されている。又、特開平３−１３４０７３号公報には、保存安定性、バブルジェット記録装置における吐出性に優れた分散体が得られ易いインクジェット用インクが記載されている。また特開平８−３４９８号は、カーボンブラックを分散剤と共に含むインクがインクジェット用インクとしては吐出が不安定となったり、十分な印字濃度が得られない等の技術課題を提示し、それを解決し得るインクとして、分散剤を用いることなしに溶剤に分散可能な自己分散型のカーボンブラックを用いたインクを開示している。国際公開番号９６／１８６９５（特表平１０−５１０８６２号）やUSP５７４６８１８号（特開平１０−９５９４１号）も自己分散型のカーボンブラックを含むインクジェット用インクを開示し、それによって高品質な画像が得られることを記載している。
【０００４】
ところで、従来の顔料インクについては、吐出安定性が不安定になる場合があることが知られている。具体的には例えばインクジェット記録ヘッドの所定のノズルからインクを吐出させた後、そのノズルからのインクの吐出が一定時間（例えば２０秒程度）停止された後に再びそのノズルからインクを再吐出させたときに、インクの再吐出が安定して行われず、、印字が乱れてしまうことがある（以降、所定のノズルからインクを吐出させ、該ノズルからの吐出が所定の時間停止された後にそのノズルからインクを再吐出させる動作を「インクの間欠吐出」と称し、インクの再吐出が安定しないことを「間欠吐出性が悪い」と呼ぶ）。
【０００５】
また黒色インクを他の色（例えばマゼンタ、シアン、イエロー、レッド、グリーン及びブルーから選ばれる少なくとも１つ）のインクと共に用いて多色の印刷を行なった場合、記録媒体上で黒色画像部とカラー画像部との境界において色が滲んだり、インクが不均一に混合され、画像の品位が低下（以降「ブリーディング」）が観察されることがある。そしてこのようなブリーディングについてはいわゆる界面活性剤の添加によってインクの記録媒体への浸透性を向上させるアイデア（例えば特開昭５５−６５２６９号等）やインクの溶剤として揮発性溶剤を用いるアイデア（例えば特開昭５５−６６９７６号等）が提案されている。特に文字等の印刷に多用される黒インクは、より高い光学濃度（ＯＤ）と、よりエッジのシャープな画像をもたらすことが求められており、例えば上記の記録媒体に対する浸透性を上げることでブリーディングを抑える方法では高い光学濃度と画像のエッジのシャープネスさとを高いレベルで両立させることは難しいとの知見を得ている。
【０００６】
この様にインクジェット用の黒色インクに対しては、近年のインクジェット記録画像の超高画質化に伴って要求される特性も極めて高度化しつつある。しかし前記した自己分散型カーボンブラックを色材として含む顔料インクに関しては、ブリーディングを抑え、また高いＯＤやシャープなエッジを与え、且つ間欠吐出性等のインクジェット吐出特性を達成するための技術的知見が十分に蓄積されているとは言えず、インクジェット記録用インクとしての挙動に明確でない部分がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らはこのような技術的背景に鑑み自己分散型カーボンブラックを用いたインクについて検討を重ねた結果、普通紙に対して浸透性を比較的低く調整した、自己分散型カーボンブラックを含むインク中の１価のカチオンイオンの量を所定の範囲内としたときに、インクの間欠吐出性が向上し、またそのインクにより定着性や画像品質も満足し得るものであることを見出し本発明を為すに至った。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、色材として自己分散型のカーボンブラックを含み、且つインクジェット記録特性に優れたインクを提供することにある。
【０００９】
また本発明は、インクジェットの間欠吐出性を改善する方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また本発明は、ブリーディングが少ない画像を安定して得られるインクセットを提供することを他の目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成することのできるインクは、カーボンブラックの表面に、少なくとも１つのアニオン性の親水性基が直接若しくは他の原子団を介して結合している自己分散型カーボンブラックを少なくとも含む色材、及び水性媒体を含み、且つブリストウ法によって求められるＫａ値が１．５未満のインクにおいて、１価のカチオンイオンの総量が０．１９〜０．５ｍｏｌ／ｌであり、前記１価のカチオンイオンがナトリウムイオン又はアンモニウムイオンであることを特徴とする。
【００１３】
また上記の目的を達成することのできるインクジェット記録装置の間欠吐出性の改善方法は、インクジェット記録ヘッドのインク流路内のインクに対してエネルギーを与え、該インクをオリフィスから吐出させる手段を備えたインクジェット記録装置の間欠吐出性を改善する方法であって、カーボンブラックの表面に、少なくとも１つのアニオン性の親水性基が直接若しくは他の原子団を介して結合している自己分散型カーボンブラックを少なくとも含む色材、及び水性媒体を含み、且つブリストウ法によって求められるＫａ値が１．５未満であり、且つ１価のカチオンイオンの総量が０．１９〜０．５ｍｏｌ／ｌであり、前記１価のカチオンイオンがナトリウムイオン又はアンモニウムイオンであるインクを該インク流路内に位置させることを特徴とする。
【００１４】
また上記の目的を達成することのできる画像記録方法は、インクにエネルギ−を与えて、インクを記録ヘッドから吐出させ、記録媒体に付着させる工程を有する画像記録方法において、該インクが例えばカーボンブラックの表面に、少なくとも１つのアニオン性の親水性基が直接若しくは他の原子団を介して結合している自己分散型カーボンブラックを少なくとも含む色材、及び水性媒体を含み、且つブリストウ法によって求められるＫａ値が１．５未満であり、さらに１価のカチオンイオンの総量が０．１９〜０．５ｍｏｌ／ｌであり、前記１価のカチオンイオンがナトリウムイオン又はアンモニウムイオンであるインクであることを特徴とする。
【００１９】
さらに上記目的を達成することのできるインクセットは、シアン用、マゼンタ用、イエロー用、レッド用、グリーン用及びブルー用の各色材から選ばれる少なくとも１つの色材を含むインクと例えばカーボンブラックの表面に、少なくとも１つのアニオン性の親水性基が直接若しくは他の原子団を介して結合している自己分散型カーボンブラックを少なくとも含む色材及び水性媒体を含み、且つブリストウ法によって求められるＫａ値が１．５未満であって、且つ１価のカチオンイオンの総量が０．１９〜０．５ｍｏｌ／ｌであり、前記１価のカチオンイオンがナトリウムイオン又はアンモニウムイオンであるインクとを組合わせたことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、好ましい実施の形態を挙げて、本発明をより詳細に説明する。
【００２１】
本発明にかかるインクの一実施態様は、自己分散型カーボンブラック及び水性媒体を含み、ブリストウ法によるＫａ値が１．５未満であって、且つ１価のカチオンイオンの総量が０．１９〜０．５ｍｏｌ／ｌであるインクである。以下、このインクの構成材料について夫々説明する。
【００２２】
（自己分散型カーボンブラック）
自己分散型カーボンブラックは、少なくとも一つのアニオン性の親水性基がカーボンブラック表面に直接、若しくは他の原子団を介して結合しているカーボンブラックである。この親水性基をカーボンブラック表面に導入した結果、従来のインクのように、カーボンブラックを分散させるための分散剤が不要となる。自己分散型カーボンブラックとしては、イオン性を有するものが好ましい。
【００２９】
（アニオン性カーボンブラック）
アニオン性に帯電した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以下に示した様な親水性基を結合させたものが挙げられる。
−COOM、−SO3M、−PO3HM、−PO3M2
上記式中、Ｍ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し、これらの中で特に−COOMや−SO3M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。ところで上記親水性基中Ｍ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、また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Ｍ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本実施態様のインクは、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ものである。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。ここでＭ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Ｍ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Ｍ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Ｍをアンモニウムにする方法等が挙げられる。
【００３０】
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。
【００３１】
ところで上記した様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良い。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、置換もしくは未置換のフェニレン基、置換も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の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。また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−C2H4-COOM、−Ph-SO3M、−Ph-COOM 等(但し、Phはフェニル基を表す)が挙げられる。
【００３２】
又、本発明において、インク中に含有させる自己分散型カーボンブラックは、1種類に限定されるものではなく、2種以上を混合して使用して色調を調製してもよい。又、本発明の顔料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、インク全重量に対して、好ましくは0.1〜15重量%、より好ましくは1〜10重量%の範囲とする。更に、自己分散型カーボンブラックに加えて染料を使用してインクの色調を調製してもよい。
【００３３】
（１価のカチオンイオン）
本態様にかかるインク中の１価のカチオンイオンの総量は、水性顔料インク全量に対して、０．１９〜０．５ｍｏｌ／ｌである。即ち１価のカチオンイオン総量をこの範囲内とした場合、間欠吐出性の改善が顕著であり、またインクとしての特性、例えば保存安定性等にも問題が生じることはない。
【００３４】
ここで１価のカチオンイオンの総量とは、インク中に含まれるすべての１価のカチオンイオンの量を指す。即ち、例えば自己分散型カーボンブラックの表面官能基のカウンターイオン、ｐＨ調整剤として添加したカチオンイオン、塩の形態で添加したカチオンイオン等のインク中にカチオンイオンとして存在し、且つカチオンイオンとして検出することのできるすべてのカチオンイオンの量を意味する。ここでインク中のカチオンイオンの総量の測定方法としては、例えばプラズマ発光分光分析装置による金属イオン量の定量とイオンクロマトグラフィーによるアンモニウムイオン等のカチオンイオンの定量との組合わせが挙げられる。
【００３５】
そして、１価のカチオンイオンとしては、ナトリウムイオン及びアンモニウムイオンが挙げられる。
【００３６】
本発明のインクが上記特性を発揮する詳細な理由は不明であるが、本発明のインクは前記特定のカチオンイオンが０．１９〜０．５ｍｏｌ／ｌ含有されていることにより、あるノズルからインクを吐出させた後、そのノズルから一定時間インクの吐出が行われなかった場合に、ノズル部でカーボンブラックとカチオンイオンの薄い膜が形成され、それ以上のノズル部からのインク蒸発を抑え、そのことにより、インクの物性変化を最小限に抑えることができるためであると考えられる。
【００３７】
また本発明において、インク中に、後述する水溶性の有機溶剤や保湿剤を含有させることは特に有効である。水溶性の有機溶剤や保湿剤をインク中に含有させることによって、当該インクの間欠吐出性を改善することができるが、本発明において観察される間欠吐出性の改善効果は、単に水溶性の有機溶剤や保湿剤を用いたことによる間欠吐出性の改善効果を上回るものであった。このような結果が得られる理由は明らかでないが、本発明にかかる１価のカチオンイオンの総量の規定による効果と水溶性の有機溶剤や保湿剤の使用の効果とが相乗的に作用しているものと考えられる。
【００３８】
インク中のカチオンイオン総量を調整には、例えば上記したようなカチオンを塩の形態で添加する方法が挙げられる。そして塩の形態でカチオンイオンを添加する場合のカチオンイオン及びそのカウンターになるアニオンイオンの組合わせにおいて、カチオンイオンとしてアンモニウムイオン、ナトリウムイオンから選ばれる１つ、及びアニオンイオンとしてハロゲンイオン（塩素イオン等）、酢酸イオン、安息香酸イオン等から選ばれる１つとの塩は、自己分散型カーボンブラックとの相性が優れている為か、間欠吐出性において特に優れたインクを与えるものである。
【００３９】
（Ka値について）
またインクの記録媒体への浸透性を表わす尺度として、ブリストウ法によって求められるKa値がある。即ち、インクの浸透性を１m2あたりのインク量Ｖで表わすと、インク滴を吐出してから所定時間ｔが経過した後におけるインクの記録媒体への浸透量Ｖ(ml/m2＝μm)は、下記に示すブリストウの式によって示される。
【００４０】
Ｖ＝Ｖｒ＋Ka（ｔ−ｔｗ）1/2
ここでインク滴が記録媒体表面に付着した直後には、インクは記録媒体表面の凹凸部分（記録媒体の表面の荒さの部分）において吸収されるのが殆どで、記録媒体内部へは殆ど浸透していない。その間の時間がコンタクトタイム（ｔｗ）、コンタクトタイムに記録媒体の凹凸部に吸収されたインク量がＶｒである。そしてインクが付着した後、コンタクトタイムを越えると、該コンタクトタイムを越えた時間、即ち（ｔ−ｔｗ）の１／２乗べきに比例した分だけ記録媒体への浸透量が増加する。Ｋａはこの増加分の比例係数であり、浸透速度に応じた値を示す。そしてKa値はブリストウ法による液体の動的浸透性試験装置（例えば商品名：動的浸透性試験装置Ｓ；東洋精機製作所製等）等を用いて測定可能である。そして前記した本発明の各実施態様にかかるインクにおいて、このKa値を１．５未満とすることは記録画像品質をより一層向上させるうえで好ましく、更に好ましくは０．２以上１．５未満である。即ちＫａ値が１．５未満である場合に、インクの記録媒体への浸透過程の早い段階で固液分離が起こり、フェザリングが極めて少ない高品質な画像を形成することができると思われる。なお本発明におけるブリストウ法によるKa値は、普通紙（例えばキヤノン株式会社製の、電子写真方式を用いた複写機やページプリンタ（レーザビームプリンタ）やインクジェット記録方式を用いたプリンタ用として用いられるＰＢ紙や電子写真方式を用いた複写機用の紙であるＰＰＣ用紙等）を記録媒体として用いて測定した値である。また測定環境としては通常のオフィス環境、例えば温度２０〜２５℃、湿度４０〜６０％を想定している。尚、Ｋａ値の次元は、〔ｍｌ・ｍ-2・ｍｓｅｃ-1/2〕で示される。
【００４１】
（水性媒体）
そして上記各実施態様に係るインクに上記したような特性を担持させられる好ましい水性媒体は、水と水溶性有機溶剤との混合溶媒からなるものであるが、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く、又、水は、種々のイオンを含有する一般の水ではなく、脱イオン水を使用することが望ましい。
【００４２】
（水溶性有機溶剤）
本発明で使用する水溶性有機溶剤としては、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ー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−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−イミダゾリジノン及びアセチレンアルコール等が挙げられる。上記のごとき水溶性有機溶剤は、単独でもあるいは混合物としても使用することができる。
【００４３】
本発明の水性顔料インク中に含有される上記したような水溶性有機溶剤の含有量は特に限定されないが、インク全重量に対して、好ましくは3〜50重量%の範囲である。又、インクに含有される水の含有量は、インク全重量に対して、好ましくは50〜95重量%の範囲である。
【００４４】
また、特に上記した様にKa値を1.5未満とする場合には、浸透性溶剤や例えば下記化学式で示されるアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物等の界面活性剤や浸透性溶剤等の適宜所定量添加することが有効である。
【００４５】
【外３】
0004474008.tif 000002
【００４６】
又、本発明の水性顔料インキは、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、防黴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。
【００４７】
以上のように本発明のインクは、インクジェット記録で用いられる際に特に効果的である。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−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−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は特に好適である。
【００４８】
（インクジェット記録装置、インクジェット記録方法）
インクジェット記録装置として、第一に熱エネルギ−を利用した装置の主要部であるヘッド構成例を図1及び図2に示す。
【００４９】
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、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。
【００５０】
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、被記録材25に向かって飛翔する。
【００５１】
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様な発熱ヘッド28を接着して作られている。
【００５２】
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。
【００５３】
図4において、61はワイピング部材としてのブレ−ドであり、その一端はブレ−ド保持部材によって保持固定されており、カンチレバ−の形態をなす。ブレ−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。
【００５４】
62は記録ヘッド65の突出口面のキャップであり、ブレ−ド61に隣接するホ−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−ド61に隣接して設けられるインク吸収体であり、ブレ−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−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−ド61及びインク吸収体63によって吐出口面に水分、塵埃等の除去が行われる。
【００５５】
65は、吐出エネルギ−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と摺動可能に系合し、キャリッジ66の一部はモ−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。51は被記録材を挿入するための紙給部、52は不図示のモ−タ−により駆動される紙送りロ−ラ−である。
【００５６】
これらの構成により記録ヘッドの65吐出口面と対向する位置へ被記録材が給紙され、記録が進行につれて排紙ロ−ラ−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−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−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−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−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。
【００５７】
上述の記録ヘッドのホ−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−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。
【００５８】
図5は、記録ヘッドにインク供給部材、例えば、チュ−ブを介して供給されるインクを収容したインクカ−トリッジ45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にする。44は廃インクを受容するインク吸収体である。インク収容部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。
【００５９】
本発明で使用されるインクジェット記録装置としては、上述の様にヘッドとインクカ−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。
【００６０】
又、インク吸収体を用いず、インク収容部が内部にバネ等を仕込んだインク袋であるような構造でもよい。72はカ−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。
【００６１】
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。
【００６２】
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、電気信号により変形する圧伝素子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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
この様な記録ヘッドは図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。
【００６６】
（インクセット）
ところで前記した本実施態様にかかるインクは黒色インクを構成するが、このインクはイエロー用の色材を含むカラーインク、マゼンタ用の色材を含むカラーインク、シアン用の色材を含むカラーインク、レッド用の色材を含むカラーインク、ブルー用の色材を含むカラーインク及びグリーン用の色材を含むカラーインクから選ばれる少なくとも１つのカラーインクと組合わせることによって良好なカラー画像の形成に用い得るインクセットを提供することができる。
【００６７】
【実施例】
以下、実施例および比較例を用いてさら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重量基準である。
【００６８】
（顔料分散液の調製）
5.3gの水に5gの濃塩酸をとかした溶液に5℃においてアントラニル酸1.58gを加えた。これに、アイスバスで攪拌することにより常に10℃以下に保たれた状態で、5℃の8.7gの水に1.78gの亜硝酸ナトリウムを加えた溶液を加えた。これに更に、15分攪拌後、表面積が320m2/gでDBP吸油量が120ml/100gのカ−ボンブラック20gを混合した状態のまま加えた。後、さらに15分攪拌した。得られたスラリ−を東洋濾紙No2（アドバンティス社製）で濾過し、顔料粒子を十分に水洗し、110℃のオ−ブンで乾燥させ、さらに、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−Ph−COONa基を導入した自己分散型カーボンブラックが分散された顔料分散体を得た。
【００６９】
実施例1
以下の成分を混合し、十分攪拌して溶解後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター（富士フィルム製）にて加圧濾過し、本発明のインクを調製した。
・ 上記の顔料分散液                                          50部
・ 塩化ナトリウム                                             1部
・ トリメチロ−ルプロパン                                     6部
・ グリセリン                                                 6部
・ ジエチレングリコ−ル                                       6部
・ アセチレングリコ−ルエチレンオキサイド付加物
（商品名：アセチレノ−ルEH）                              0.2部
・ 水                                                      30.8部
【００７０】
なお、このインクをプラズマ発光分光分析装置（ICP）（商品名：ＳＰＳ４０００；セイコー電子株式会社製）及びイオンクロマトグラフィ（商品名：イオンクロマトグラフＤＸ−１００；日本ダイオネスク株式会社製）を用いてトータルカチオンイオン量を測定したところ、0.19mol/lであった。また、このインクを動的浸透性試験装置（商品名：動的浸透性試験装置Ｓ；東洋精機製作所製）を用いてブリストウ法によるKa値を下記に示すコピー用普通紙Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅにおいて測定したところ、その平均値は1.1であった。
【００７１】
Ａ：キヤノン (株) 社製ＰＰＣ用紙 ＮＳＫ
Ｂ：キヤノン (株) 社製ＰＰＣ用紙 ＮＤＫ
Ｃ：ゼロックス (株) 社製ＰＰＣ用紙 ４０２４
Ｄ：フォックスリバー社製ＰＰＣ用紙プローバーボンド
Ｅ：ノイジドラ社製 キヤノン用ＰＰＣ用紙
【００７２】
以下におけるコピー用普通紙Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは全てこのコピー用普通紙Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに対応するものとする。
【００７３】
実施例2
以下の成分を混合し、十分攪拌して溶解後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター（富士フィルム製）にて加圧濾過し、本発明のインクを調製した。
・ 上記の顔料分散液                                              45部
・ 安息香酸アンモニウム                                           5部
・ トリメチロ−ルプロパン                                         6部
・ アセチレングリコ−ルエチレンオキサイド付加物
（商品名：アセチレノ−ルEH）                                  0.15部
・ グリセリン                                                     5部
・ エチレングリコ−ル                                             5部
・ 水                                                         33.85部
【００７４】
なお、このインクを実施例１と同様にしてトータルカチオンイオン量を測定したところ、0.38mol/lであった。また、このインクのブリストウ法によるKa値を実施例１と同様にして、コピー用普通紙Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅにおいて測定したところ、その平均値は1.2であった。
【００７５】
比較例1
以下の成分を混合し、十分攪拌して溶解後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター（富士フィルム製）にて加圧濾過し、本発明のインクを調製した。
・ 上記の顔料分散液                                              50部
・ トリメチロ−ルプロパン                                         6部
・ アセチレングリコ−ルエチレンオキサイド付加物
（商品名：アセチレノ−ルEH）                                  0.15部
・ グリセリン                                                     5部
・ エチレングリコ−ル                                            5部
・ 水                                                        33.85部
【００７６】
なお、このインクを実施例１と同様にしてトータルカチオンイオン量を測定したところ、0.02mol/lであった。また、このインクのブリストウ法によるKa値を実施例１と同様にして、コピー用普通紙Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅにおいて測定したところ、その平均値は0.6であった。
【００７７】
下記表１に実施例1、2及び比較例1のブラックインクの主な特徴をまとめて示した。
【００７８】
【表１】
0004474008.tif 000003
【００７９】
上記の実施例1、2及び比較例1のインクを用いて、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-600（キヤノン製）を用いて下記評価を行った。その結果を表2に示す。
【００８０】
1）間欠吐出性
（1）上記各インクを上記インクジェット記録装置を、１５℃／１０％の恒温恒湿槽に１時間放置し、その後、各ノズルから１dotづつ吐出させて、5秒後、又各ノズルから１ドットづつ吐出させる印字サイクルを10回繰り返した。その各１ドットの印字を下記の基準で評価した。
ａ；10回の印字サイクル全てで全ノズルの印字の乱れが全くない
ｂ；10回の印字サイクル全てで全ノズルの印字の乱れがほとんどない
ｃ；10回の印字サイクルで実際の使用上では問題ないレベルの印字の乱れがあるｄ；10回の印字サイクルで印字の乱れがある
【００８１】
2） 印字濃度
上記各インクを上記インクジェット記録装置を用い、上記コピー用普通紙Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに印字を行いその時の印字濃度を、マクベス製印字濃度測定器を用い測定し、下記の基準で評価した。
ａ；コピー用普通紙Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ の印字濃度の平均が1.4以上
ｂ；コピー用普通紙Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ の印字濃度の平均が1.3以上1.4未満
ｃ；コピー用普通紙Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ の印字濃度の平均が1.3未満
【００８２】
（３）定着性
上記各インクと上記インクジェット記録装置とを用いて、上記コピー用紙Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの各々に英数文字の印字を連続して行なった。そのときの各用紙の裏面への、直前の印字物のインクの付着の程度を目視にて観察し、下記の基準で評価した。
ａ；各用紙とも、裏面へのインクの付着による汚れは殆ど認められない。
ｂ；各用紙とも、裏面へのインクの付着による汚れが多少認められる。
ｃ；各用紙とも、裏面へのインクの付着による汚れが目立つ。
【００８３】
【表２】
0004474008.tif 000004
【００８４】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば濃度が高く、エッジシャープネスも良好なインクジェット記録物を得ることができる。また高品質なインクジェット記録物を安定して形成することができる。
【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。
【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  被記録材
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
【図１】
0004474008.tif 000005
【図２】
0004474008.tif 000006
【図３】
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【図４】
0004474008.tif 000008
【図５】
0004474008.tif 000009
【図６】
0004474008.tif 000010
【図７】
0004474008.tif 000011