JP2001164161A - インクセット、これを用いるインクジェット記録方法、インクジェット記録装置、インクカートリッジ、記録ユニット及びブリードの緩和方法 - Google Patents
インクセット、これを用いるインクジェット記録方法、インクジェット記録装置、インクカートリッジ、記録ユニット及びブリードの緩和方法Info
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- JP2001164161A JP2001164161A JP2000298754A JP2000298754A JP2001164161A JP 2001164161 A JP2001164161 A JP 2001164161A JP 2000298754 A JP2000298754 A JP 2000298754A JP 2000298754 A JP2000298754 A JP 2000298754A JP 2001164161 A JP2001164161 A JP 2001164161A
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Abstract
堅牢性等の種々の性能を満たし、このブラックインクが
他の色のインクとの間にブリードを生じることがないカ
ラーインクジェット記録用インクセットの提供。 【解決手段】 ブラックインクとカラーインクを含むイ
ンクジェット記録用インクセットにおいて、ブラックイ
ンクが、色材として表面に少なくとも1種類のカチオン
性基が直接若しくは他の原子団を介して結合された自己
分散型カーボンブラックを有し、且つ、カラーインク
が、アニオン性物質を有し、且つ、水素イオン濃度の変
化に対して緩衝作用を持つものであるインクセット、該
インクセットを収容したインクカートリッジ及び記録ユ
ニット、これらを用いたインクジェット記録方法及び記
録装置。
Description
含む複数の色のインクを用い、これらのインクを組み合
わせて被記録媒体にカラー画像を記録する際に使用する
カラーインクセット、インクジェット記録方法及びイン
クジェット機器類に関し、とりわけ、普通紙に対して、
充分な画像濃度を有し、鮮明で高品質な画像を得られ、
更に、印字物の耐水性、耐光性に優れるカラーインクセ
ット、これを用いるインクジェット記録方法及びインク
ジェット機器類に関する。
おいて、特に普通紙に対しての印字濃度、印字品位、耐
水性及び耐光性等の堅牢性に優れた黒色画像を形成する
ことを目的とした顔料を用いたブラックインクやブラッ
クインクで印字された画像とカラーインクで印字された
画像との境界部に滲み(以下、ブリードと呼ぶ)を生じ
ることのないインクセット、及びそれを用いたインクジ
ェット記録方法や機器が報告されている。
は、酸性カーボンブラックとアルカリ可溶性の重合体を
有するブラック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
インクジェット記録用インクが記載されている。
ラックインク中に少なくとも1種のアニオン染料を有
し、イエローインク中に、少なくとも1種のカチオン染
料と多価沈殿剤とを含む、ブリードを防止し得るインク
ジェット用のインクセットが記載されている。又、特開
平7−145336号公報には、アニオン性インクと、
カチオン性インクとを用い、少なくとも一方のインク中
に、そのインクのイオン特性を有するポリマーを含有さ
せておき、該ポリマーの存在下、多色印刷時にアニオン
性インクとカチオン性インクとを接触させることでブリ
ードを低減させることのできるインクセットが記載され
ている。
からなる着色剤と、特定のpH環境下で不溶化する分散
剤からなるブラックインクと、分散剤が不溶化するpH
としたカラーインクとを用いたブリードを防止し得るイ
ンクジェットプリント方法及びインクセットが記載され
ている。又、特開平10−183046号公報には、カ
チオン性基をその表面に有してなるカーボンブラックを
着色剤としたブラックインクと、アニオン性染料を着色
剤としたカラーインクを用いたブリードを防止し得るイ
ンクジェットプリント方法及びインクセットが記載され
ている。
開平3−210373号公報に記載されているような、
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
たインクの場合は、アルカリ可溶性の重合体によりカー
ボンブラックが分散されるが、この分散体は粘度が高
く、保存安定性を確保する上での制約が多い。又、上記
特開平3−134073号公報に記載されているインク
は、保存安定性及び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を得易いが、印字濃度が不足しがち
になる。
載されているような、ブラックインクの色材に少なくと
も1つのアニオン染料を含み、イエローインクに少なく
とも1つのカチオン染料と多価沈殿剤を含むインクジェ
ットインクセットの場合は、ブリードはかなり抑えられ
るものの、ブラックインクの印字濃度、印字品位、画像
堅牢性を全て充分に満足させることが困難であり、又、
イエローインクの発色性等に問題が生じる。
記載されているような、多色印字時にポリマーの存在
下、アニオン性インクとカチオン性インクとを互いに接
触させることでブリードを低減させる場合には、含有さ
せるポリマーの種類によってはインクの信頼性に悪影響
を及ぼす場合がある。特に印字中に、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(例え
ば、1分程度)インクの吐出を行わなかった場合に、そ
のノズルから次の1滴目のインクを吐出させた場合に安
定した吐出が行えず、印字が乱れてしまうといった不具
合が生じる場合がある。本件明細書においては、以降、
このような状態を「発一性が悪い」といい、又、間欠吐
出の安定性のことを発一性と呼ぶ。
ているような、顔料からなる着色剤と、特定のpH環境
下で不溶化する分散剤からなるブラックインクと、分散
剤が不溶化するpHを有するカラーインクとを用いたイ
ンクセットの場合は、ブリードはかなり抑えられるが、
カラーインクのpHを酸性とする必要があるため、染料
の選択性が狭くなり、カラーインクとして必要な他の性
能との両立が困難である。又、色材の極性に関しては記
載されていない。
載されているような、カチオン性基をその表面に有して
なるカーボンブラックを着色剤としたブラックインク
と、アニオン性染料を着色剤としたカラーインクとを用
いたインクセットの場合は、ブラックインクの印字濃
度、印字品位、画像堅牢性等を満足させることはできる
が、ブリードを抑える効果は不充分である。
に求められる印字品位、画像堅牢性等の種々の性能を満
たし、且つ、被記録媒体上に形成されたブラック画像と
カラー画像との境界領域におけるブリードがより有効に
緩和された画像を獲得することのできるインクセットを
提供することにある。
ー画像との境界領域におけるブリードがより有効に抑制
された高品位なインクジェット記録画像を形成すること
のできるインクジェット記録方法を提供することにあ
る。又、本発明の他の目的は、ブラック画像とカラー画
像との境界領域におけるブリードが十分に抑制された高
品位のインクジェット記録画像を形成するのに用いるこ
とのできるインクジェット記録装置を提供する点にあ
る。
ジェット記録装置に用いることのできる記録ユニットを
提供する点にある。又、本発明の他の目的は、ブリード
の少ない、高品位な画像を形成に用い得るインクカート
リッジを提供する点にある。更に、本発明の目的は、ブ
ラック画像とカラー画像との境界領域におけるブリード
をより確実に低減させる方法を提供することにある。
とのできる本発明の一実施態様にかかるインクセット
は、少なくともブラックインクとカラーインクを含む2
色以上のインクを用いてカラー画像を被記録媒体上に記
録するためのインクセットにおいて、ブラックインク
が、色材として表面に少なくとも1種類のカチオン性基
が直接若しくは他の原子団を介して結合された自己分散
型カーボンブラックを有し、且つ、カラーインクが、ア
ニオン性物質を有し、且つ、水素イオン濃度の変化に対
して緩衝作用を持つものであることを特徴とするもので
ある。
発明の一実施態様にかかるインクジェット記録方法は、
色材として表面にカチオン性基が直接若しくは他の原子
団を介して表面に結合している自己分散型カーボンブラ
ックを含有しているブラックインクを記録信号に応じて
オリフィスから吐出させて、被記録媒体に付与する工
程;及びアニオン性物質を含有し、且つ水素イオン濃度
の変化に対して緩衝作用を有するカラーインクを記録信
号に応じてオリフィスから吐出させて、被記録媒体に付
与する工程、を少なくとも有することを特徴とするもの
である。
発明の一実施態様にかかる記録ユニットは、色材として
表面にカチオン性基が直接若しくは他の原子団を介して
表面に結合している自己分散型カーボンブラックを含有
しているブラックインクを収容しているブラックインク
収容部、アニオン性物質を含有し、且つ水素イオン濃度
の変化に対して緩衝作用を有するカラーインクを収容し
ているカラーインク収容部、及び該ブラックインクと該
カラーインクとの各々を吐出させるためのヘッド部を少
なくとも具備していることを特徴とするものである。
発明の一実施態様にかかるインクカートリッジは、色材
として表面にカチオン性基が直接若しくは他の原子団を
介して表面に結合している自己分散型カーボンブラック
を含有しているブラックインクを収容しているブラック
インク収容部と、アニオン性物質を含有し、且つ水素イ
オン濃度の変化に対して緩衝作用を有するカラーインク
を収容しているカラーインク収容部とを少なくとも具備
していることを特徴とするものである。
発明の一実施態様にかかるインクジェット記録装置は、
色材として表面にカチオン性基が直接若しくは他の原子
団を介して表面に結合している自己分散型カーボンブラ
ックを含有しているブラックインクを収容しているブラ
ックインク収容部と、アニオン性物質を含有し、且つ水
素イオン濃度の変化に対して緩衝作用を有するカラーイ
ンクを収容しているカラーインク収容部と、該ブラック
インクと該カラーインクとを各々吐出させるためのヘッ
ド部と、を少なくとも具備していることを特徴とするも
のである。
本発明の一実施態様にかかるブリードの緩和方法は、被
記録媒体上のインクジェット法によって形成されたブラ
ック画像とカラー画像との境界領域におけるブリードを
緩和する方法であって、上記ブラック画像の形成に、色
材として表面に少なくとも1種類のカチオン性基が直接
若しくは他の原子団を介して結合された自己分散型カー
ボンブラックを含有しているブラックインクを用い、上
記カラー画像の形成に、アニオン性物質を有し、且つ、
水素イオン濃度の変化に対して緩衝作用を持つカラーイ
ンクを用いることを特徴とするものである。
様を挙げて本発明を詳細に説明する。先に述べたよう
に、インクジェット記録に用いるブラックインクにおい
て、高い画像濃度や完全な画像堅牢性を確保するために
は、染料インクよりも、色材として顔料を用いる顔料イ
ンクが有利である。ところが、顔料をインクの色材に用
いるには、顔料を良好な状態に分散させるために何らか
の分散剤が添加されるため、顔料インクをインクジェッ
ト記録に利用した場合においては、分散剤を含むことに
よる弊害を生じ易い。例えば、高分子型の分散剤を用い
た場合には、ヘッド部のフェイス面が濡れ易くなった
り、目詰まりが起こったり、インクの保存安定性が悪い
という問題等があった。又、界面活性剤型の分散剤を用
いた場合には、画像濃度が低くなり、更に、ヘッド部の
フェイス面が濡れ易い等の問題があった。
クの色材として使用する特定のカーボンブラックの場合
は、分散剤を含有させなくても、カーボンブラック自体
が所謂自己分散をするので、上記したインク中に分散剤
が含まれることによる弊害を生じることはない。即ち、
カーボンブラックの表面に、カチオン性基(特には、カ
チオン性の親水性基)が直接若しくは他の原子団を介し
て結合されたカーボンブラックでは、親水基の働きによ
ってカーボンブラック自体が水等の水性媒体に対して安
定した分散状態を保つことができるため、顔料を分散さ
せるための分散剤を特に必要とすることなく、インクジ
ェット記録用のインクとすることができる。
た構成のブラックインクと組み合わせるカラーインクと
して、アニオン性物質を含有し、且つ、水素イオン濃度
の変化に対して緩衝作用を持つインクを採用する。この
結果、ブラックインクで印字された画像とカラーインク
で印字された画像との異色境界部のブリードが有効に防
止される。ここでいう「水素イオン濃度の変化に対して
緩衝作用を持つ」とは、インクが、水素イオン濃度の変
化が緩やかな特定領域を有することを意味する。具体的
には、50mlのカラーインクに対して1規定の硫酸水
溶液を1.5ml添加したインクのpH値と、硫酸水溶
液を添加しない状態でのインクのpH値との差が、1.
0以内になる領域を有することをいう。以後、上記条件
を満たすことを「緩衝作用を持つ」と記す。
の構成を、アニオン性物質(例えば、アニオン性染料)
を含有し、且つ、ブラックインクのpHよりも高いpH
領域で緩衝作用を示すようにすることによって、ブラッ
クインクとカラーインクとの間で生じるブリードが有効
に抑制されることがわかった。
よって上記したような効果が得られる理由としては、下
記のように考えられる。ブラック画像とカラー画像とが
隣接するような画像が印字され、被記録媒体上で上記構
成のブラックインクとカラーインクとが隣接すると、ブ
ラックインク中のカーボンブラックと、カラーインク中
のアニオン性物質(特にアニオン性の染料)との間に凝
集が起こる。この凝集に伴い、ブラックインク中のカー
ボンブラックと、カラーインク中の染料とが、被記録媒
体上で移動できなくなるような状態となることで、ブリ
ードが有効に防止されるものと考えられる。
中の自己分散型カーボンブラックと、カラーインク中の
染料との間に電気的中和が安定して起これば、各々のイ
ンクを構成する色材等の分散状態や溶解状態が完全に破
壊される。ブラックインク及びカラーインク中の色材等
が移動できなくなれば、これらが、被記録媒体上で各々
のインクで印字された領域へ入り込むことがなくなるの
で、ブリードは生じなくなる。
のインクを構成する色材等同士の電気的中和は、ブラッ
クインクとカラーインクとが接触した際の境界部のpH
に大きな影響を受け、境界部のpHにより、ブリードの
効果は大きく左右されることが分かった。即ち、上記2
種類のインクが接触した際のpHが酸性となった場合に
は、色材等同士の電気的中和は、各々のインクの色材等
の分散状態や溶解状態を完全に破壊するには不十分な場
合があり、その場合にはブリード抑制効果が十分に達成
されない可能性がある。従って、ブリードをより有効に
防止し、或いは、より有効に緩和するためには、上記2
種のインクが接触した際の境界部のpHが、各々のイン
ク中の色材等の分散状態や溶解状態を完全に破壊するの
に十分な色材同士の電気的中和を起こすような値で維持
されるようにすることが重要となる。
に水素イオン濃度の変化に対して緩衝作用を持たせ、こ
れにより、記録媒体上で2種のインクが接触した際のp
H値が、各々のインクの色材等の分散状態や溶解状態を
完全に破壊するのに十分な状態に維持されるようにし
て、印字物のブリードの防止を図る。
うに、ブラックインクとカラーインク間のブリーディン
グの抑制を目的としており、異なる色のカラーインク同
士間のブリイーディングについては特に処置を施してい
ない。しかし、カラーインクは、画像やグラフ等におい
て使用されることが多いので、カラーインクを調製する
際に、サイジングされた用紙に対しても速い浸透性を持
たせる等、従来公知の方法を用いればカラーインク間に
おけるブリイーディングを防止でき、実用的には大きな
印字品位の低下にならないようにすることができる。
色材として、カーボンブラックの表面に少なくとも1種
類のカチオン性基が直接若しくは他の原子団を介して結
合された自己分散型カーボンブラックを有するブラック
インクと、アニオン性物質を含有し、且つ、水素イオン
濃度の変化に対して緩衝作用を持つカラーインクの夫々
について説明する。先ず、ブラックインクの構成材料で
ある、特定の自己分散型カーボンブラックについて説明
する。
インクセットでは、ブラックインクの色材として、カー
ボンブラックの表面に少なくとも1種類のカチオン性基
が直接若しくは他の原子団を介して結合された自己分散
型カーボンブラックを使用する。このような自己分散型
カーボンブラックを色材に使用することで、分散剤を用
いることなく、インクの水性媒体中にカーボンブラック
を安定した状態で分散させることが可能となる。
面に、直接若しくは他の原子団を介して結合されている
親水性基が、例えば、フェニル基、ベンジル基、フェナ
シル基及びナフチル基等の少なくとも1つの芳香族基、
又はピリジル基等の複素環基と、少なくとも1つのカチ
オン性基とからなっていることが好ましい。又、更に好
ましくは、カーボンブラックの表面に結合されているカ
チオン性基が、第4級アンモニウム基であることが好ま
しい。又、第4級アンモニウム基の代わりに第4級ホス
ホニウム基を有するものも用いられる。
ンブラックの表面に結合されるカチオン性基としては、
具体的には、下記に挙げる構造の親水性基を有するもの
が挙げられる。しかし、本発明は、これらに限定される
ものではない。但し、下記式中、Rは炭素原子数1〜1
2の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、置換若しくは未
置換のフェニル基、又は、置換若しくは未置換のナフチ
ル基を表す。
結合されている自己分散型カーボンブラックのインク中
の含有量は、特に限定はされないが、インク全重量の
0.5〜15.0%の範囲とするのが好ましく、特に
は、1.0〜10.0%の範囲とするのが好ましい。即
ち、この範囲とすることで、例えば、印字濃度やインク
の吐出安定性等のインクジェット記録用インクとしての
信頼性をより一層向上させることができる。本発明のカ
ラーインクジェット記録用インクセットを構成するブラ
ックインクに着色剤を内包する樹脂を更に包含させるも
のも好ましい態様である。
クインクに着色剤が内包された樹脂を添加した場合、イ
ンクの吐出性やブラックインクとしての品位に殆ど影響
を与えることなしに、該ブラックインクによって得られ
る画像の耐擦過性や耐マーカー性を強化することができ
る。着色剤を内包する樹脂(以下、着色剤内包樹脂とも
呼ぶ)としては、例えば、水不溶性の着色剤を樹脂のマ
イクロカプセルに閉じ込めた樹脂、及び油性溶剤に溶解
或いは分散した水不溶性の着色剤を水性媒体中に分散し
た樹脂エマルジョンが挙げられるが、特には、着色剤を
閉じ込めてなるマイクロカプセル化樹脂が好ましい。
溶性の着色剤を、上記着色剤として用いた場合、マイク
ロカプセル化によって、これらの着色剤と樹脂の疎水性
部分とが相互作用を及ぼし易いため樹脂の疎水性部分は
水系内に配向し難くなる傾向が出てくると推定される。
その結果、この着色剤内包樹脂を含むインクジェット記
録用インクは、インクジェットプリンタから吐出させた
ときに、インクジェットヘッドの撥水処理されたノズル
形成面への当該樹脂の付着、堆積が有効に抑えられて、
インクの長期間に亘る吐出安定性のより一層の向上に寄
与できるるものと予測される。
は、水不溶性の着色剤等を油性の溶媒に溶解又は分散さ
せ、これを水中で乳化分散し、更に従来知られている適
当な方法でマイクロカプセル化を行って得られる樹脂分
散体のことである。この際に使用できる着色剤として
は、例えば、顔料及び油溶性染料等の水に不溶の着色剤
が好適に使用される。即ち、水不溶性の着色剤は、着色
剤をマイクロカプセル化した樹脂を製造し易いものであ
る。具体的には、例えば、黒色(Bk)用顔料として
は、カーボンブラック等が使用できる。
ーネス法及びチャネル法で製造されたカーボンブラック
であって、一次粒子径が、15〜40nm、BET法に
よる比表面積が50〜300m2/g、DBP吸油量が
40〜150ml/100g、揮発分が0.5〜10
%、pH値が2〜9等の特性を有するものが好ましく用
いられる。このような特性を有する市販品としては、例
えば、No.2300、No.900、MCF88、N
o.33、No.40、No.45、No.52、MA
7、MA8、No.2200B(以上、三菱化学製)、
RAVEN1255(以上、コロンビア製)、REGA
L400R、REGAL330R、REGAL660
R、MOGUL L(以上、キャボット製)、Colo
r Black FW−1、Color Black
FW18、Color BlackS170、Colo
r Black S150、Prntex 35、Pr
intex U(以上、デグッサ製)等が挙げられる。
が好ましく使用される。C.I.ソルベントイエロー
1、2、3、13、19、22、29、36、37、3
8、39、40、43、44、45、47、62、6
3、71、76、81、85、86等。C.I.ソルベ
ントレッド8、27、35、36、37、38、39、
40、58、60、65、69、81、86、89、9
1、92、97、99、100、109、118、11
9、122等。C.I.ソルベントブルー14、24、
26、34、37、38、39、42、43、45、4
8、52、53、55、59、67等。C.I.ソルベ
ントブラック3、5、7、8、14、17、19、2
0、22、24、26、27、28、29、43、45
等。
そのカウンターイオン(通常は、ナトリウムイオン、カ
リウムイオン及びアンモニウムイオン)を有機アミン等
で交換したものを使用することができる。
べたブラックインクで使用する色材の色調を整え、或い
は補うために、かかる色材と同様の色調を有するものを
選択することが好ましく、それによって記録画像の濃度
をより一層向上させることができる。従って、本発明に
おいては、ブラックインクの色材としてカーボンブラッ
クを用いるので、着色剤内包樹脂の着色剤にもカーボン
ブラックを用いることが好ましい。又、樹脂に内包させ
る着色剤として2種以上の色材を利用してもよい。この
場合、各々の着色剤を別個に樹脂に内包された形態とし
てもよく、或いは、各々の着色剤が共通の樹脂に内包さ
れた形態としてもよい。
マイクロカプセル化した樹脂の作成方法について述べ
る。先ず、上記着色剤を油性溶媒に溶解又は分散させ、
ついでその油性溶媒を水に乳化分散させる。上記着色剤
を溶解又は分散させた油性溶媒を水中に乳化分散させる
方法としては、超音波による分散方法や各種分散機、攪
拌機を用いる方法が挙げられる。この際、必要に応じ
て、各種乳化剤や分散剤、更には、保護コロイド等の乳
化剤又は分散助剤を用いることもできる。これらの乳化
剤又は分散助剤としては、PVA、PVP及びアラビア
ゴム等の高分子物質の他、アニオン性界面活性剤や非イ
オン性界面活性剤等を使用することができる。
ては、水不溶性の有機溶媒(油性溶剤)に着色剤と樹脂
を溶解せしめた後、水系へ転相することによる転相乳化
させる方法、有機相及び水相との界面で重合反応を起さ
せてマイクロカプセル化せしめる界面重合法、有機相の
みに壁を形成する素材を溶解又は存在せしめてマイクロ
カプセルを形成せしめる所謂In−Situ重合法、ポ
リマーの水溶液のpH、温度、濃度等を変化させること
によりポリマーの濃厚相を相分離させ、マイクロカプセ
ルを形成せしめるコアセルベーション法等が挙げられ
る。マイクロカプセルを形成した後に油性溶剤を除去す
る工程が追加される。上記のようにして得られる着色剤
を内包する樹脂の平均粒子径としては、好ましくは0.
01〜2.0μm、更には、0.05〜1μmの範囲内
にあることが好ましい。
れる着色剤を内包する樹脂が、樹脂表面にカチオン性親
水基を有するものであることが好ましい。このような樹
脂としては、親水性モノマーと疎水性モノマーとの共重
合体及びその塩を使用することが好ましい。この際に使
用する親水性モノマーとしては、例えば、N,N−ジメ
チルアミノエチルメタクリレート〔CH2=C(CH3)−
COO−C2H4N(CH3)2〕、N,N−ジメチルアミノ
エチルアクリレート〔CH2=CH−COO−C2H4N
(CH3)2〕、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリ
レート〔CH2=C(CH3)−COO−C3H6N(C
H3)2〕、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリレー
ト〔CH2=CH−COO−C3H6N(CH3)2〕、N,
N−ジメチルアクリルアミド〔CH2=CH−CON(C
H3)2〕、N,N−ジメチルメタクリルアミド〔CH2=
C(CH3)−CON(CH3)2〕、N,N−ジメチルアミ
ノエチルアクリルアミド〔CH2=CH−CONHC2H
4N(CH3)2〕、N,N−ジメチルアミノエチルメタク
リルアミド〔CH2=C(CH3)−CONHC2H4N(C
H3)2〕、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルア
ミド〔CH2=CH−CONH−C3H6N(CH3)2〕、
N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド〔C
H2=C(CH3)−CONH−C3H6N(CH3)2〕等が挙
げられる。
第3級アミンの場合においては、塩酸、硫酸及び酢酸等
を使用し、4級化に用いられる化合物としては、塩化メ
チル、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド及びエピクロ
ロヒドリン等を使用する。
ン、スチレン誘導体、ビニルトルエン、ビニルトルエン
誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、
ブタジエン、ブタジエン誘導体、イソプレン、イソプレ
ン誘導体、エチレン、エチレン誘導体、プロピレン、プ
ロピレン誘導体、アクリル酸のアルキルエステル及びメ
タクリル酸のアルキルエステル等が挙げられる。
ク中の含有量は、特に限定はされないが、インク全重量
の0.5〜10.0%の範囲とするのが好ましく、特に
は、1.0〜7.0%の範囲とするのが好ましい。即
ち、この範囲とすることで、例えば、印字濃度やインク
の吐出安定性等のインクジェット記録用インクとしての
信頼性をより一層向上させることができる。
ラーインクは、アニオン性物質を有し、且つ、水素イオ
ン濃度の変化に対して緩衝作用を持つものであることを
特徴とする。カラーインクの色材としては、公知の染料
又は顔料が用いられるが、発色性を考慮して、特にアニ
オン性染料が好ましく用いられる。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、これらのうちの何れかを混合して用
いることも可能である。
料の具体例について、インクの色調別に例示する。 (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、8
7、88、89、98、100、110及び132 C.I.アシッドイエロー:1、3、7、11、17、
23、25、29、36、38、40、42、44、7
6、98及び99 C.I.リィアクティブイエロー:2、3、17、2
5、37及び42 C.I.フードイエロー:3
23、24、31、39、46、62、75、79、8
0、83、89、95、197、201、218、22
0、224、225、226、227、228、229
及び230 C.I.アシッドレッド:6、8、9、13、14、1
8、26、27、32、35、42、51、52、8
0、83、87、89、92、106、114、11
5、133、134、145、158、198、24
9、265、289 C.I.リィアクティブレッド:7、12、13、1
5、17、20、23、24、31、42、45、46
及び59 C.I.フードレッド:87、92及び94
1、76、77、80、86、90、98、106、1
08、120、158、163、168、199及び2
26 C.I.アシッドブルー:1、7、9、15、22、2
3、25、29、40、43、59、62、74、7
8、80、90、100、102、104、117、1
27、138、158及び161 C.I.リィアクティブブルー:4、5、7、13、1
4、15、18、19、21、26、27、29、3
2、38、40、44及び100
重量中の0.2〜15重量%の範囲とするのが好まし
く、より好ましくは0.5〜10重量%の範囲とする。
即ち、この範囲とすることで、例えば、発色性やインク
の吐出安定性等のインクジェット記録用インクとしての
信頼性を、より一層向上させることができる。
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を用いることが特に好まし
い。
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−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−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。
或いは、適宜に選択して混合物としても使用することが
できる。又、上記水溶性有機溶剤のインク中における含
有量は、特に限定されないが、インク全重量に対して、
3〜50重量%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、インク全重量に対して50〜95
重量%の範囲とすることが好ましい。
やインクジェット記録用インク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砲により液滴を吐
出する記録方法があるが、それらの記録方法に特に好適
である。ところで、上記カラーインクをインクジェット
記録用に用いる場合には、該インクはインクジェット記
録ヘッドから吐出可能な吐出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、該液体の特性としては、例えばその粘度を1〜15
cps、表面張力が25mN/m(dyn/cm)以
上、特には粘度を1〜5cps、表面張力が25〜50
mN/m(dyn/cm)とすることが好ましい。
たような吐出特性を担持させるための好ましい水性媒体
の組成としては、例えば、グリセリン、トリメチロール
プロパン、チオグリコール、エチレングリコール、ジエ
チレングリコール、イソプロピルアルコール及びアセチ
レンアルコールを含むものとすることが好ましい。尚、
アセチレンアルコールとしては、例えば、下記式で示さ
れるアセチレンアルコールを挙げることができる。
具体的には、例えば、炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状
のアルキル基を表し、m及びnは、夫々整数を表し、m
=0且つn=0、若しくは1≦m+n≦30であって、
m+n=1の場合は、m又はnは0である。
素イオン濃度に対して緩衝作用を持たせ、50mlのカ
ラーインクに1規定の硫酸水溶液を1.5ml添加した
際のpH値と、添加前のpH値の差が1.0以内になる
ようにするには、従来公知の緩衝溶液を作るのと同様
な、下記の方法が挙げられる。具体的には、カラーイン
ク中に、有機酸或いは無機酸のアンモニウム塩、有機酸
或いは無機酸のアミン塩、アルカリ金属の水酸化物、ア
ンモニア、塩基性アミン、塩基性アミノ酸、リン酸二水
素ナトリウム、グリシン、塩化ナトリウム、四ホウ酸ナ
トリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、塩
酸、炭酸ナトリウム、ジメチルグリシンナトリウム、ホ
ウ酸、アルカリ金属の塩化物、ポリアミン及びポリイミ
ンなどの緩衝剤を単独で包含させたり、若しくは、適宜
に組み合わせて用いることができる。組み合わせる場合
の具体的なものとしては、例えば、リン酸二水素ナトリ
ウム/水酸化ナトリウム、グリシン+塩化ナトリウム/
水酸化ナトリウム、四ホウ酸ナトリウム/水酸化ナトリ
ウム、リン酸二水素ナトリウム/四ホウ酸ナトリウム、
四ホウ酸ナトリウム/炭酸ナトリウム、塩酸/炭酸ナト
リウム、リン酸二水素ナトリウム/水酸化ナトリウム、
塩化アンモニウム/アンモニア、ジメチルグリシンナト
リウム/塩酸、ホウ酸+塩化カリウム/炭酸ナトリウ
ム、炭酸ナトリウム/炭酸水素ナトリウム等の緩衝剤が
挙げられる。
れも好ましく使用できるが、カラーインクに、より強い
緩衝作用を持たせることでブリードを有効に防止できる
という知見を得ているため、有機酸或いは無機酸のアン
モニウム塩、又はアミン塩からなる群の少なくとも1種
と、アルカリ金属の水酸化物、アンモニア、塩基性アミ
ン、塩基性アミノ酸からなる群の少なくとも1種とを含
むことが好ましい。
50mlのカラーインクに1規定の硫酸水溶液を1.5
ml添加した際のpH値と、添加前のpH値との差が
1.0以内という条件をカラーインクが満たすように適
宜に調整することが好ましい。但し、この際に、発色性
やインクの吐出安定性等のインクジェット記録用インク
としての信頼性を損なわない範囲にする必要がある。
他に、そのインク中の色材の極性と同じか、又はノニオ
ン性の少なくとも1種の界面活性剤を含有させるとよ
い。これらの界面活性剤を含有させることによって、イ
ンクに所望の浸透性や粘度を付与させることができる、
インクジェット記録用インクに要求される性能をより一
層満足させることができる。この際に使用される界面活
性剤としては、下記に挙げるような、イオン性界面活性
剤、非イオン性界面活性剤及び両性界面活性剤、或い
は、これらの2種以上の混合物のいずれでもよい。
アルコール酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸
塩類、高級アルコールリン酸エステル塩、アルキル硫酸
塩、アルキル硫酸エステル塩、ジアルキルスルホコハク
酸塩、アルキルスルホ酢酸塩及びスルホコハク酸ジアル
キルエステル塩等。
塩、第4級アンモニウム塩及びアルキルピリジニウム塩
等。
エチレンオキサイド付加物、アルキルフェノールエチレ
ンオキサイド付加物、脂肪族エチレンオキサイド付加
物、多価アルコール脂肪酸エステルエチレンオキサイド
付加物、脂肪族アミドエチレンオキサイド付加物、高級
アルキルアミンエチレンオキサイド付加物、ポリプロピ
レングリコールエチレンオキサイド付加物、多価アルコ
ールの脂肪酸エステル及びアルカノールアミンの脂肪酸
アミド類等。
ン型両性界面活性剤等。
も好ましく使用されるが、より好ましくは、高級アルコ
ールのエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノール
のエチレンオキサイド付加物、エチレンオキサイド−プ
ロピレンオキサイド共重合体、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非イオン性界面活性剤を
用いる。更に、上記エチレンオキサイド付加物の付加モ
ル数が4〜20の範囲のものが特に好ましい。
ける添加量については特に制限はないが、インク全重量
の0.01〜10重量%の範囲とするのが好ましい。
0.01重量%未満では、界面活性剤の種類にもよる
が、一般に所望の浸透性が得られず、10重量%を超え
る場合には、インクの初期粘度が大きくなり、好ましく
ない。更に好ましくは、インク全重量の0.1〜5.0
重量%の範囲とするのがよい。
各インク中には上記成分の他、必要に応じて、保湿剤と
しての尿素、チオ尿素、エチレン尿素、アルキル尿素、
アルキルチオ尿素、ジアルキル尿素及びジアルキルチオ
尿素等の含窒素化合物や、インクに所望の性能を与える
ための、pH調整剤、粘度調整剤、防腐剤、酸化防止
剤、蒸発促進剤、防錆剤、防カビ剤及びキレート化剤等
の添加剤を配合してもよい。
インクを組み合わせてなる本発明のインクセットは、イ
ンク滴を記録信号に応じてオリフィスから吐出させて被
記録媒体に記録を行うインクジェット記録方法に好適に
用いられるが、特に、熱エネルギーの作用により、イン
ク滴を吐出させて記録を行うインクジェット記録方式に
とりわけ好適に用いられる。本発明のインクセットを用
いて好適に記録を行う記録方法としては、記録ヘッド内
に収容された各色のインク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イ
ンクジェット記録方法が挙げられるが、以下にこのよう
なインクジェット記録方法を適用した本発明のインクジ
ェット記録装置の一例について説明する。
例を、図1、図2及び図3に示す。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線での断面図である。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
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、
酸化シリコン等で形成される保護膜16、アルミニウム
電極17−1及び17−2、ニクロム等で形成される発
熱抵抗体層18、蓄熱層19、及びアルミナ等の放熱性
のよい基板20より成っている。
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、アルミニウム電極17−1及び17−2
に電気信号情報が加わると、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が吐出しインク小滴24となり、吐出オリフ
ィス22より被記録媒体25に向って飛翔する。
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で説明したもの
と同様の発熱ヘッド28を密着して作製されている。
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の吐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設
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。
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によってインク吐出口面
の水分、塵挨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を搭載してそ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。
部、52は不図示のモーターにより駆動する紙送りロー
ラーである。これらの構成によって記録ヘッド65の吐
出口面と対向する位置へ被記録媒体が給紙され、記録が
進行するにつれて排紙ローラー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、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。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ように移動する。
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65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65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。
ば、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45の一例を示す図である。ここで、4
0は供給用インクを収容したインク収容部、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。
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本発明
にとって好ましい。
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、図6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。図6において、70は記録ユニ
ットであって、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。
ン、セルロース、ポリビニルアセテート又はポリオレフ
ィン系樹脂を用いることが好ましい。72は、記録ユニ
ット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。
ト記録装置を示す斜視図である。記録装置の給紙位置に
挿入された記録媒体106は、送りローラ109によっ
て記録ヘッドユニットl03の記録可能領城へ搬送され
る。記録可能領域における記録媒体の下部には、プラテ
ン108が設けられる。キャリッジ111は、ガイド軸
l04とガイド軸l05の2つのガイド軸によって定め
られた方向に移動可能な構成となっており、記録領域を
往復走査する。キャリッジ111には、複数の色インク
を吐出する記録ヘッドと、夫々の記録ヘッドにインクを
供給するインクタンクを含む記録ヘッドユニット103
が搭載されている。この例のインクジェット記録装置に
設けられる複数の色のインクは、ブラック(Bk)、シ
アン(C)、マゼンタ(M)及びイエロー(Y)の4色
のインクである。
下部に回復系ユニット1l0があり、非記録時に記録ヘ
ッドの吐出口部をキャップしたりする。この左端を記録
ヘッドのホームポジションと呼ぶ。107は、スイッチ
部と表示素子部であり、スイッチ部は記録装置の電源の
オン/オフや各種記録モードの設定時等に使用され、ス
イッチ部は記録装置の状態を表示する役割をする。
斜視図である。キャリッジ111には、Bk、C、M、
Yの各色のインクを吐出する記録ヘッド102と、Bk
用インクタンク20Bk、C用インクタンク20C、M
用インクタンク20M、Y用インクタンク20Yが搭載
される。各タンクは記録ヘッドとの接続部を介して記録
ヘッドと接続し、吐出口にインクを供給する。この例以
外にも、例えば、CとMとYの各色インクのタンクが一
体構造であってもよい。
面図である。この例のインクジェット記録装置は、各イ
ンク吐出口に対応して、電気・熱変換体である発熱体を
配置し、記録情報に対応する駆動信号を発熱体に印加し
て、ノズルからインクを吐出させる記録方式を採用する
ものである。発熱体31は、全てのノズルに対して夫々
独立に発熱可能な構成となっている。
ノズル内のインクは、膜沸騰により気泡を形成し、この
気泡生成の圧力により、図9に示すようにインク滴35
が記録媒体106に向かって吐出され、記録媒体上に文
字や画像を形成される。吐出口37の各々には、吐出口
に連通するインク液路が設けられており、インク液路3
8が配設される部位の後方には、これら液路にインクを
供給するための共通液室32が設けられている。吐出口
の各々に対応するインク液路には、これら吐出口からイ
ンク滴を吐出するために利用される熱エネルギーを発生
する電気・熱変換体である発熱体31や、これに電力を
供給するための電極配線が設けられている。これら、発
熱体31や電極配線は、シリコン等からなる基板33上
に成膜技術によって形成される。発熱体31の上には、
インクと発熱体が直接接触しないように、保護膜36が
形成されている。更に、この基板上に、樹脂やガラス材
よりなる隔壁34を積層することによって、上記の吐出
口、インク液路、共通液室等が構成される。
を使用した記録方式は、インク滴吐出時に熱エネルギー
印加により形成される気泡を使用しているため、通称バ
ブルジェット記録方式と呼ばれている。尚、上記した本
発明の記録装置においては、インクに熱エネルギーを作
用させてインク液滴を吐出するインクジェット記録装置
を例に挙げて説明したが、その他、圧電素子を使用する
ピエゾ方式等、その他の方式のインクジェット記録装置
としてもよい。
および記録ヘッドの他の具体例を説明する。図10は、
本発明に係る吐出時に気泡を大気と連通する吐出方式の
液体吐出ヘッドとしての液体吐出ヘッドおよびこのヘッ
ドを用いる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。
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を図中に示す矢印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
交する矢印S方向に、ガイド軸1014に沿って略平行
に往復運動せしめられる記録部1010と、記録部10
10を往復運動させる駆動手段としての移動駆動部10
06とを含んで構成されている。
て対向配置される回転軸に配されるプーリ1026a、
及び、プーリ1026bに巻きかけられるベルト101
6、ローラユニット1022a、及び、ローラユニット
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。
1016が図10の矢印R方向に回転したとき、記録部
1010のキャリッジ部材1010aは図10の矢印S
方向に所定の移動量だけ移動される。又、モータ101
8が作動状態とされてベルト1016が図中に示した矢
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10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1
010の吐出回復処理を行うための回復ユニット102
6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。
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および101
2Bが各色、例えばイエロー、マゼンタ、シアンおよび
ブラック毎にそれぞれ、キャリッジ部材1010aに対
して着脱自在に備えられる。
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1001とで主要部
が構成されている。
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1001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12参照)へと導かれるようになっている。図11
に示したカートリッジ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10
0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。
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。
置に好適な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13〜図16は図12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、これらの
図において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。
図12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。このような基板934
上にインク吐出口を形成するが、その方法としては、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 A
liner)等の露光装置により吐出口を形成する方法
も挙げられる。
(以下、ヒータと記述する場合がある)931および共
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
方向の両側には、熱エネルギー発生手段であるヒータ9
31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。又、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9
36には、更に吐出口832を備える吐出口プレート9
35が設けられている。
36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。ここでは、
更に、吐出口面(上面)935a側は撥水処理が施され
ている。
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毎に吐出を行うことになる。
えば、図13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1
6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、N1(発泡室の幅寸法)=33μ
m、N2(発泡室の長さ寸法)=35μmである。ヒー
タ931のサイズは30μm×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。
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、図14に示したように、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83
2a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832
b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12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17の1141a参照)。
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
14に示すT1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6
0度である。
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。(図14参照)本例の吐出口832の開口面積は4
00μm2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33μm2となっている。図15は
図14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。
ッドによる液体の吐出動作について図17〜図24を用
いて説明する。図17〜図24は、図12〜図16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16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114
1aとなっている。
状態を示し、図18は図17の約1μs後、図19は図
17の約2μs後、図20は図17の約3μs後、図2
1は図17の約4μs後、図22は図17の約5μs
後、図23は図17の約6μs後、図24は図17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。
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、該気
泡は約2μs間に図18および図19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。
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1004の形
成も始まる。このメニスカス1004も図19に示すよ
うにヒータ931側への方向に後退、すなわち落下して
ゆく。
いては、吐出口部に複数の溝1141が分散した状態で
設けられていることにより、メニスカス1004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FC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)Ia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。
は、このメニスカス1004の落下速度が気泡101の
収縮速度よりも速いために、図21に示したように、気
泡の生成から約4μs後の時点で気泡101が吐出口8
32の下面近傍で大気に連通する。このとき、吐出口8
32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)Ia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。
た液体(インク)は、図22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23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9
31の表面上に留まろうとし、それよりも上側の液体、
すなわ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。
体と上側の液体(主液滴)との間の液体部分Ibが細く
なってゆき、気泡101の生成から約7μs後の時点で
図24に示すようにヒータ931の表面の中央で液体部
分Ibが切断され、吐出方向の速度ベクトルを保つ主液
滴Iaとヒータ931の表面上に拡がった液体Ic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。
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Ic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。
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
止することが可能となる。尚、図21〜24において、
Idは溝部に付着したインク(溝内のインク)を、又、
Ieは液流路内に残存しているインクを表している。
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。
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、突然不吐出の要因となる、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。
な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、例えば特許第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。
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や記録装置に
おいて、優れた効果をもたらすものである。
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
騰を超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。
この気泡の成長及び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。
特許第4,463,359号明細書及び同第4,34
5,262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。
ト、インクジェット記録装置を構成する記録ヘッドの構
成としては、上記に挙げた各明細書に開示されているよ
うな吐出口、液路及び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
4558333号明細書、米国特許第4459600号
明細書を用いた構成のものを使用することも好ましい。
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。
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。
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。
成に設けられる、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。
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。
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に
おいては、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いずれの
ものでも良い。
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。
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。
液体吐出装置の概略について説明する。図25は、上記
構成を有する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。
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。被記
録媒体P’は、図示しない被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。
フォトカプラ611及び612が配設されている。これ
らはキャリッジ607のレバー607aのこの領域での
存在を確認し、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。
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61
7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。
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。
置600は、図示しない被記録媒体搬送手段によりプラ
テンローラ609上を搬送される被記録媒体P’に対
し、インクジェットヘッドカートリッジ601は被記録
媒体P’の全幅にわたって往復移動しながら記録を行
う。
更に具体的に説明する。尚、以下の記載で部及び%とあ
るものは、特に断りのない限り重量基準である。
めのカチオン性の自己分散型カーボンブラックを、下記
のようにして作製した。 (カーボンブラック1)30gの水にH3N+C6H4N
+(CH3)3Cl-・I-が3.08g溶けた溶液中に、硝
酸銀1.69gを攪拌しながら加える。発生した沈殿物
をろ過により除去し、ろ液を、水70gに、比表面積が
230m2/gでDBPAが70ml/100gのカー
ボンブラック10gが分散している懸濁液に撹拌しなが
ら加える。次に、2.25gの濃塩酸を加え、それから
水10gに0.83gの亜硝酸ナトリウムが溶けた溶液
を加えた。下記に示す構造を有するNN+C6H4N+(C
H3)3基を有するジアゾニウム塩がカーボンブラックと
反応して、それに伴って発生する窒素ガスの泡が止まっ
たら、その分散液を120℃のオーブンで乾燥させた。
この結果、カーボンブラックの表面にC6H4N+(CH3)
3基が付いた生成物が得られた。
アセトアミノフェナシルクロライド、0.83gのピリ
ジン、6.4gのジメチルスルホキシドの溶液を一晩攪
拌する。追加の0.8gのピリジン、1gのジメチルス
ルホキシドを添加した後、溶液を更に5時間攪拌する。
50mlのエーテルを加え、アセトアミドフェナシルピ
リジニウムクロライドを、ろ過により採取する。得られ
たアセトアミドフェナシルピリジニウムクロライドを水
に溶かし、その溶液をろ過した後、1.7gの濃塩酸を
加える。この溶液を1時間煮沸した後、冷ましてアセト
ンを加え、4−アミノフェナシルピリジニウムクロライ
ドヒドロクロライドを、ろ過によって得る。
ジニウムクロライドヒドロクロライド2gを15gの水
に溶かし、4.5gの塩基性イオン交換樹脂(Ambe
rlite IRA400−OH)を加える。攪拌後、
ろ過してイオン交換樹脂を除去して、4−アミノフェナ
シルピリジニウムクロライドの水溶液を得た。25gの
水に1.3gの4−アミノフェナシルピリジニウムクロ
ライドが含有されている水溶液を、1gの硝酸銀で90
分間還流した。発生した沈殿物をろ過して除去した。こ
れに、比表面積が200m2/g、DBPAが122m
l/100gのカーボンブラック5gを加え、混合物を
約80℃に熱し、次に、0.52gの濃塩酸を加え、そ
れから、少量の水に亜硝ナトリウムが溶解されている溶
液を加えて、分散液を更に1.5時間攪拌した。その結
果、下記に示す構造を有するNN +C6H4COCH2(N+
C5H5)基を有するジアゾニウム塩ができ、カーボンブ
ラックと反応させた。
H4COCH2(N+C5H5)基が付いた生成物が得られ
た。
クを用い、下記の組成を有するブラックインク1−1及
び1−2を作製した。 (ブラックインク1−1) ・上記カーボンブラック1 5部 ・ジエチレングリコール 10部 ・トリメチロールプロバン 10部 ・アセチレノールEH(商品名:川研ファ インケミカル製) 0.1部 ・水 74.9部
してシアンインク1−1〜1−4を作成した。 (シアンインクベース) ・グリセリン 7部 ・トリエチレングリコール 10部 ・ヘキシレングリコール 5部 ・DBL 199 3部 ・アセチレノールEH(商品名:川研ファ インケミカル製) 1部
してマゼンタインク1−1〜1−4を作成した。 (マゼンタインクベース) ・トリエチレングリコール 10部 ・尿素 10部 ・イソプロピルアルコール 4部 ・C.I.アシッドレッド 94 3部 ・アセチレノールEH(商品名:川研ファ インケミカル製) 1部
してイエローインク1−1〜1−4を作成した。 (イエローインクベース) ・グリセリン 5部 ・2−ピロリドン 10部 ・イソプロピルアルコール 4部 ・C.I.アシッドイエロー23 3部 ・アセチレノールEH(商品名:川研ファ インケミカル製) 1部
得られたインクを表1に示したような組み合わせで、実
施例1〜6、比較例1及び2のインクセットを得た。
ンクが、水素イオン濃度の変化に対して緩衝作用を持つ
か否かを、50mlのカラーインクに対して1規定の硫
酸水溶液を1.5ml添加したインクのpH値と、硫酸
水溶液を添加しない状態でのインクのpH値との差を測
定することにより調べた。その結果を表2に示した。
又、ブラックインク1−1又は1−2のpHを、表2中
に示した。
られたインクセットを、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
録装置であるBJF 800(キヤノン製)の改造機に
各々搭載して、印字試験を行い、ブラックインクとカラ
ーインクとの間のブリードの評価を行った。得られた結
果を表3に示す。印字試験に用いた被記録媒体は、キヤ
ノン製コピー用紙:PB PAPER、ゼロックス製:
4024 PAPERの2種の普通紙である。
のブリーディング)ブラックインクとカラーインクを同
一のスキャンで印字する印字方法で、上記普通紙2紙に
各インクセットで、ブラックインクでベタ部と、イエロ
ー、又はマゼンタ、又はシアンインクのベタ部が隣接す
るようなパターンを印字した。評価基準は以下の通りで
ある。得られた結果を表3に示した。 A:全ての境界とで目視てブリードが認められない。 B:目視でわずかにブリードが認められるが、あまり気
にならない。 C:目視でブリードが認められる。
らびに比較例)ブラックインクに使用するためのマイク
ロカプセル内に着色剤が閉じ込められた構成を有する着
色剤内包樹脂を、下記のようにして作製した。 (マイクロカプセル1) ・C.I.ソルベントブラック310重量部 ・スチレン−N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレ
ート共重合体(分子量4万)40重量部 ・メチルエチルケトン 50重量部 先ず、上記に示す材料を混合溶解した。次に、得られた
混合物を酢酸を中和剤として転相乳化を行い、メチルエ
チルケトンを除去して、最終的に固形分濃度20wt
%、平均粒子径0.08μmのマイクロカプセルの水系
分散体を得た。これをマイクロカプセル1とする。
混合物を酢酸を中和剤として転相乳化を行い、メチルエ
チルケトンを除去して最終的に固形分濃度20wt%、
平均粒子径0.10μmのカーボンブラック含有カチオ
ン性樹脂の水系分散体を得た。これをマイクロカプセル
2とする。
ク及び着色剤内包樹脂(マイクロカプセル)を用い、下
記の組成を有するブラックインク2−1〜2−4を作製
した。 (ブラックインク2−1) ・前記カーボンブラック1 5部 ・前記マイクロカプセル1 1.5部 ・グリセリン 10部 ・トリメチロールプロバン 10部 ・アセチレノールEH(商品名:川研ファ インケミカル製) 0.1部 ・水 73.4部
してシアンインク2−1〜2−4を作成した。 (シアンインクベース) ・グリセリン 7部 ・トリエチレングリコール 10部 ・ヘキシレングリコール 5部 ・C.I.ダイレクトブルー 1993部 ・アセチレノールEH(商品名:川研ファ インケミカル製) 1部
してマゼンタインク2−1〜2−4を作成した。 (マゼンタインクベース) ・トリエチレングリコール 10部 ・尿素 10部 ・イソプロピルアルコール 4部 ・C.I.アシッドレッド 94 3部 ・アセチレノールEH(商品名:川研ファ インケミカル製) 1部
してイエローインク2−1〜2−4を作成した。 (イエローインクベース) ・グリセリン 5部 ・2−ピロリドン 10部 ・イソプロピルアルコール 4部 ・C.I.アシッドイエロー 233部 ・アセチレノールEH(商品名:川研ファ インケミカル製) 1部
で得られたインクを表4に示したような組み合わせで、
実施例7〜12、比較例3及び4のインクセットを得
た。
水素イオン濃度の変化に対して緩衝作用を持つか否か
を、50mlのカラーインクに対して1規定の硫酸水溶
液を1.5ml添加したインクのpH値と、硫酸水溶液
を添加しない状態でのインクのpH値との差を測定する
ことにより調べた。その結果を表5に示した。又、ブラ
ックインク2−1〜2−4のpHを、表5に示した。
られたインクセットを、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
録装置であるBJF 800(キヤノン製)の改造機に
各々搭載して、印字試験を行い、ブラックインクとカラ
ーインクとの間のブリードの評価を行った。得られた結
果を表6に示す。なお、印字試験に用いた被記録媒体
は、キヤノン製コピー用紙:PB PAPER、及びゼ
ロックス製:4024 PAPERの2種の普通紙であ
る。
のブリーディング)ブラックインクとカラーインクを同
一のスキャンで印字する印字方法で、上記2種の普通紙
の各々に各インクセットで、ブラックインクでベタ部
と、イエロー、又はマゼンタ、又はシアンインクのベタ
部が隣接するようなパターンを印字した。評価基準は以
下の通りである。得られた結果を表6に示した。 A:全ての境界とで目視てブリードが認められない。 B:目視でわずかにブリードが認められるが、あまり気
にならない。 C:目視でブリードが認められる。
ブラックインクを用いて、上記2種の普通紙の各々に、
前記ブリーデイングの試験と同様にしてベタ部を形成し
た。4時間経過の後、印字した紙上にシルボン紙を載
せ、更にその上に一辺が5cm、重さ1kgの錘を載せ
た後シルボン紙を引っ張った時に、記録紙の非印字部
(白地部)及びシルボン紙に印字部のこすれによって汚
れが生じるか否かを目視にて観察した。その結果、いず
れも白地部およびシルボン紙の双方ともに汚れは認めら
れなかった。
ブラックインクを用いて、上記2種の普通紙の各々に、
上記インクジェット記録装置を用いてキャラクターをプ
リントした。1時間経過の後、パイロット社製イエロー
蛍光ペンスポットライターイエローを用いて、該文字部
を通常の筆圧で一度なぞり、印字部の滲みやキャラクタ
ー周辺の白地部の汚れ、更には蛍光ペンのペン先の汚れ
の有無を目視で観察した。その結果、上記滲みや汚れは
認められなかった。このことから、本発明の第二の実施
態様にかかるブラックインクは、耐擦過性や耐マーカ性
にも優れていることが立証された。
ブラックインクに求められる印字品位、画像堅牢性等の
種々の性能を満たし、しかも、このブラックインクが他
の色のカラーインクとの間にブリードを生じることがな
いカラーインクジェット記録用インクセット及びインク
ジェット記録方法及び機器が提供される。又、本発明に
よれば、ブラックインクに求められる印字品位、画像堅
牢性等の種々の性能を満たし、しかも、このブラックイ
ンクが他の色のカラーインクとの間にブリードを生じる
ことがないカラーインクジェット記録用インクセット及
びインクジェット記録方法及び機器が提供される。又、
本発明によれば、ブラックインク中に着色剤を内包した
樹脂を有するので、インクジェット記録用インクとして
の信頼性を損なうことなく、耐擦過性、耐ラインマーカ
ー性にも優れた高品質なインクジェット記録画像を得る
ことができる。
る。
る。
観斜視図である。
ある。
る。
る。
プリンタの一例の要部を示す概略斜視図である。
リッジの一例を示す概略斜視図である。
に用いられている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。
を抽出した概念図である。
る。
態を示す模式図である。
8〜図24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。
7及び図19〜図24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。
7、図18及び図20〜図24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。
7〜図19及び図21〜図24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。
7〜図20及び図22〜図24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。
7〜図21及び図23、図24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。
7〜図22及び図24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。
7〜図23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。
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。
ー発生素子) 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 1337:発泡室 1338:液流路 1141:溝 1141a:頂部 1004:メニスカス 1001: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 1014:ガイド軸 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 2701:カーボンブラック 2703:水分子 2705:カウンターイオン 2707:カリウムイオン 2709:ナトリウムイオン C:濡れインク FM:メニスカス後退方向 FC:メニスカス後退方向と反対方向 G:重心 I:インク Ia:主液滴(液体,インク) Ib,Ic:液体(インク) Id:溝部に付着したインク(溝内のインク) Ie:液流路内に残存しているインク L:液室(インク供給口)から吐出口に向かう線 N1:発泡室の幅寸法 N2:発泡室の長さ寸法 O:吐出口の中心 P’:被記録媒体 P:用紙の搬送方向 R:ベルトの回転方向 S:用紙の搬送方向と略直交する方向 T1:吐出口伏部寸法 w:隔壁の幅寸法
Claims (25)
- 【請求項1】 少なくともブラックインクとカラーイン
クを含む2色以上のインクを用いてカラー画像を被記録
媒体上に記録するためのインクセットにおいて、ブラッ
クインクが、色材として表面に少なくとも1種類のカチ
オン性基が直接若しくは他の原子団を介して結合された
自己分散型カーボンブラックを有し、且つ、カラーイン
クが、アニオン性物質を有し、且つ、水素イオン濃度の
変化に対して緩衝作用を持つものであることを特徴とす
るインクセット。 - 【請求項2】 前記ブラックインクが、更に着色剤を内
包する樹脂を含んでいる請求項1に記載のインクセッ
ト。 - 【請求項3】 前記着色剤が、水不溶性染料又は顔料で
ある請求項1又は2に記載のインクセット。 - 【請求項4】 前記樹脂が、表面にカチオン性親水基を
有する樹脂である請求項2又は3に記載のインクセッ
ト。 - 【請求項5】 前記着色剤が、ブラックインクに含まれ
る色材と実質的に同じ色を有する請求項2〜4のいずれ
か1項に記載のインクセット。 - 【請求項6】 前記着色剤を内包する樹脂が、樹脂から
なるマイクロカプセル内に着色剤が閉じ込められた構成
を有する請求項2〜5のいずれか1項に記載のインクセ
ット。 - 【請求項7】 カラーインクのpH値が、カラーインク
50mlに対して1規定の硫酸水溶液を1.5ml添加
した際のpH値と添加前のpH値との差が1.0以内に
なるように調整されている請求項1〜6のいずれか1項
に記載のインクセット。 - 【請求項8】 自己分散型カーボンブラック表面のカチ
オン性基が、第一級アミン基、第二級アミン基、第三級
アミン基、第四級アンモニウム基又は第四級ホスホニウ
ム基である請求項1〜7のいずれか1項に記載のインク
セット。 - 【請求項9】 前記カラーインクに含まれるアニオン性
物質が、アニオン性染料である請求項1〜8のいずれか
1項に記載のインクセット。 - 【請求項10】 前記カラーインクのpHが、ブラック
インクのpHよりも高い請求項1〜9のいずれか1項に
記載のインクセット。 - 【請求項11】 前記ブラックインクのpHが酸性領域
の値をとり、カラーインクのpHが中性領域から塩基性
領域の値をとる請求項10に記載のインクセット。 - 【請求項12】 前記カラーインクが、有機酸或いは無
機酸のアンモニウム塩又はアミン塩からなる群の少なく
とも1種を含み、且つ、塩基性のpHを有する請求項1
1に記載のインクセット。 - 【請求項13】 前記カラーインクが、アンモニア、塩
基性アミノ化合物からなる群の少なくとも1種を含有す
る請求項1〜11のいずれか1項に記載のインクセッ
ト。 - 【請求項14】 前記インクセットが、カラーインクジ
ェット記録用である請求項1〜13のいずれか1項に記
載のインクセット。 - 【請求項15】 色材として表面にカチオン性基が直接
若しくは他の原子団を介して表面に結合している自己分
散型カーボンブラックを含有しているブラックインクを
記録信号に応じてオリフィスから吐出させて、被記録媒
体に付与する工程;及びアニオン性物質を含有し、且つ
水素イオン濃度の変化に対して緩衝作用を有するカラー
インクを記録信号に応じてオリフィスから吐出させて、
被記録媒体に付与する工程、を少なくとも有することを
特徴とするインクジェット記録方法。 - 【請求項16】 前記インクに熱エネルギーを作用させ
てオリフィスからインクを吐出させる請求項15に記載
のインクジェット記録方法。 - 【請求項17】 色材として表面にカチオン性基が直接
若しくは他の原子団を介して表面に結合している自己分
散型カーボンブラックを含有しているブラックインクを
収容しているブラックインク収容部、アニオン性物質を
含有し、且つ水素イオン濃度の変化に対して緩衝作用を
有するカラーインクを収容しているカラーインク収容
部、及び該ブラックインクと該カラーインクとの各々を
吐出させるためのヘッド部を少なくとも具備しているこ
とを特徴とする記録ユニット。 - 【請求項18】 前記ヘッド部がインクに熱エネルギー
を作用させてインク滴を吐出させるヘッドである請求項
17に記載の記録ユニット。 - 【請求項19】 前記インク収容部が、ポリウレタン、
セルロース、ポリビニルアセテート又はポリオレフィン
系樹脂で形成されている請求項17に記載の記録ユニッ
ト。 - 【請求項20】 色材として表面にカチオン性基が直接
若しくは他の原子団を介して表面に結合している自己分
散型カーボンブラックを含有しているブラックインクを
収容しているブラックインク収容部と、アニオン性物質
を含有し、且つ水素イオン濃度の変化に対して緩衝作用
を有するカラーインクを収容しているカラーインク収容
部とを少なくとも具備していることを特徴とするインク
カートリッジ。 - 【請求項21】 前記インク収容部がポリオレフィンで
形成された接液面を有する請求項20に記載のインクカ
ートリッジ。 - 【請求項22】 色材として表面にカチオン性基が直接
若しくは他の原子団を介して表面に結合している自己分
散型カーボンブラックを含有しているブラックインクを
収容しているブラックインク収容部と、アニオン性物質
を含有し、且つ水素イオン濃度の変化に対して緩衝作用
を有するカラーインクを収容しているカラーインク収容
部と、該ブラックインクと該カラーインクとを各々吐出
させるためのヘッド部とを少なくとも具備していること
を特徴とするインクジェット記録装置。 - 【請求項23】 ヘッド部が、インクに熱エネルギーを
作用させてインク滴を吐出させるヘッドである請求項2
2に記載のインクジェット記録装置。 - 【請求項24】 前記インク収容部が、ポリウレタン、
セルロース、ポリビニルアセテート又はポリオレフィン
系樹脂で形成されている請求項23に記載のインクジェ
ット記録装置。 - 【請求項25】 被記録媒体上のインクジェット法によ
って形成されたブラック画像とカラー画像との境界領域
におけるブリードを緩和する方法であって、上記ブラッ
ク画像の形成に、色材として表面に少なくとも1種類の
カチオン性基が直接若しくは他の原子団を介して結合さ
れた自己分散型カーボンブラックを含有しているブラッ
クインクを用い、上記カラー画像の形成に、アニオン性
物質を有し、且つ、水素イオン濃度の変化に対して緩衝
作用を持つカラーインクを用いることを特徴とするブリ
ードの緩和方法。
Priority Applications (1)
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JP2000298754A JP3969946B2 (ja) | 1999-09-30 | 2000-09-29 | インクセット、これを用いるインクジェット記録方法、インクジェット記録装置、インクカートリッジ、記録ユニット及びブリードの緩和方法 |
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JP11-280108 | 1999-09-30 | ||
JP11-280109 | 1999-09-30 | ||
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JP2001164161A true JP2001164161A (ja) | 2001-06-19 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005224647A (ja) * | 2004-02-10 | 2005-08-25 | Riso Kagaku Corp | マイクロカプセルの形成方法 |
JP2005225954A (ja) * | 2004-02-12 | 2005-08-25 | Fuji Xerox Co Ltd | 記録用液体セット及びこれを用いた記録装置、並びに記録方法 |
JP2008506813A (ja) * | 2004-07-14 | 2008-03-06 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. | 改善されたプリント品質および信頼性を示す顔料インクジェットインク |
-
2000
- 2000-09-29 JP JP2000298754A patent/JP3969946B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP4578818B2 (ja) * | 2004-02-10 | 2010-11-10 | 理想科学工業株式会社 | マイクロカプセルの形成方法 |
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JP2008506813A (ja) * | 2004-07-14 | 2008-03-06 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. | 改善されたプリント品質および信頼性を示す顔料インクジェットインク |
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