JP3969945B2 - インクセット、これを用いるインクジェット記録方法、記録ユニット、インクカートリッジ、インクジェット記録装置及びブリーディング緩和方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録方式による画像記録において普通紙に対しても印字濃度、印字品位が良好で、鮮明で高品質なカラー画像が得られ、更により一層画像の耐水性と耐マーカー性、更には定着性が向上したカラー画像が得られるインクセット、インクジェット記録方法、記録ユニット、インクカートリッジ、インクジェット記録装置及びブリーディング緩和方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、インクジェット方式の記録において、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の優れた黒色画像を形成するために顔料を用いたブラックインク、又、隣接する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異色間滲み（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。例えば、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顔料を着色剤として利用し、該ブラックインクをアニオン性染料を着色剤とするカラーインクとを組み合わせることにより、ブリードの発生を低減できるインクセットが提案されている。
【０００３】
又、記録画像の濃度や耐水性を改良する手段が現在までに多数提案されており、その一つに、インクの着色剤に顔料を使用し、これを水中に分散させてインクとする技術がある。例えば、特開平８−２３９６１０号公報には、顔料、着色樹脂及び保湿剤を必須成分とするインクジェット用水性顔料組成物が開示されている。このようなものとして、例えば、着色剤としてカーボンブラックを用いたインクがあり、かかるインクによれば、高い画像濃度と優れた耐水性を備えた記録画像が得られる。しかし、このようなインクによって形成された記録画像は、特に普通紙上での耐擦過性や耐マーカー性の点で充分とはいえず、未だ改善の余地が残されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した特開平１０−１８３０４６号公報に記載されている、カチオン性のカーボンブラックを用いたブラックインクとアニオン性の染料を用いたカラーインクを組み合わせることで凝集によりブリードを低減させる方式のインクの場合は、インク中のカチオン性の着色剤とアニオン性の着色剤を用い、これらの着色剤を用いて凝集反応を、インク中の色材濃度がそれほど高くないインクジェット記録用インクの場合には、インク中の着色剤の凝集力が十分とは言えず下記のような問題があった。即ち、ブラックインクとカラーインクとを同一スキャンで印字すると、特に、普通紙のような浸透性の強い紙に対しては、隣接するブラック−カラー間における滲みの発生が見られ、又、ブラック画像とカラー画像との間の境界部において、カラーインクの高い浸透性によってブラックインクが被記録材内部に引き込まれることによって、本来ブラックであるべき画像が白っぽくなってしまう現象（以降「白もや」と称する）が観察されることがあった。
【０００５】
又、本発明者らの検討によれば、上記した特開平０８−２３９６１０号公報に記載されている顔料、着色樹脂及び保湿剤を必須成分とするインクジェット記録用インクの場合は、インク中に含有させることのできる顔料や着色樹脂の量は、インクの吐出安定性を考慮した場合には自ずからその上限が決まってしまうため、かかる場合には、顔料を含むインク中における記録画像の画像濃度を左右する顔料の量と、記録画像の定着性を左右する着色樹脂の量とは、画像濃度と画像定着性との兼ね合いで適当に選択せざるを得ない状態であり、上記構成の顔料系インクは、未だ色材として顔料を用いたことのメリットを充分に活かしているとはいえない状況にあるとの結論を得た。
【０００６】
具体的には、例えば、上記した特開平０８−２３９６１０号公報に記載の着色樹脂は、明細書の記載によれば、染料によって染着された樹脂の分散体であると説明されており、又、その実施例に、先ず樹脂の乳化重合体に染料を添加し、８０℃程度にまで加温した後、冷却することによって製造する製法が記載されている。しかしながら、上記公報の第４頁左欄第３８〜４１行目には、「染料が充分に樹脂に取り込まれるようにするためには、前記樹脂１００部に対して（染料が）１０部以下、なかんずく８部以下であることが好ましい」と記載され、更に、上記公報に記載されている製造例８〜１３の染着樹脂の製造方法においては、乳化重合体中の樹脂固形分量に対する染料の混合割合を、いずれも約１０：１〜１２：１（樹脂：染料）程度としている。
【０００７】
しかし、本発明者らの検討によれば、上記特開平０８−２３９６１０号公報に開示されているような染着樹脂を用いる場合には、上記公報に記載されている程度の染着樹脂に対する染料の割合では充分とは言えない場合があるとの結論を得た。即ち、顔料インクの被記録材への定着性向上を目的として染着樹脂をインクに添加すると、これに伴ってインク中に含有させることのできる顔料の量の低下が生じる。かかる顔料の量の低下がもたらす画像濃度の低下を補うには、更に言えば、充分な画像濃度が得られる程度に着色樹脂を顔料インク中に添加しようとする場合には、インクジェット記録用インクをインクジェト記録方式で正確に吐出させることのできる範囲を逸脱するような量の着色樹脂の添加が必要となるものと推測される。
以上のように、本発明者らは、従来の技術の検討から、顔料系インクにおいて画像濃度と画像定着性に関して、より一層の改善を図るためには、これまでとは全く異なる新たな技術開発が必要であるとの結論に至った。
【０００８】
従って、本発明の目的は、ブラックインクとカラーインクとを含むインクセットをインクジェット記録用インクとして用いた場合に、ブラックインクに求められている印字濃度の高い且つ印字品位の良好な画像が得られ、又、インクの保存安定性やヘッド部のフェイス面に対するヌレ性、耐目詰まり性及び印字耐久性に優れ、更に、従来の顔料インクを用いた場合と異なり、耐擦過性、耐水性及び耐マーカー性等の画像堅牢性に優れ、しかもカラー画像を形成した場合に、隣接するブラックインクとカラーインクとの間にブリーディングを生じることがなく、且つ、インクジェット用インクとしての保存安定性及び信頼性を確保し得るインクセット、インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置を提供することにある。
【０００９】
【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とを含む２色以上のインクを用いてカラー画像を被記録材上に記録するためのインクセットであって、上記ブラックインクが、カチオン性基を有する顔料若しくは顔料とカチオン性基を有する顔料分散剤と、樹脂からなるマイクロカプセル内に閉じ込められている構成の着色剤とを有し、上記カラーインクが、アニオン性の染料と更に他のアニオン性物質とを有することを特徴とするものである。
【００１０】
又、上記の目的を達成することのできる本発明の一実施態様にかかるインクジェット記録方法は、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材に付着させる工程；及び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材に付着させる工程；を有するインクジェット記録方法において、該ブラックインク及び該カラーインクとして、上記のインクジェット記録に用いられるインクセットを構成するブラックインク及びカラーインクを用いることを特徴とするものである。
【００１１】
又、上記の目的を達成することのできる本発明の一実施態様にかかる記録ユニットは、ブラックインクを収容している第１のインク収容部、カラーインクを収容している第２のインク収容部、及び、上記第１のインク収容部に収容されているブラックインク及び上記第２のインク収容部に収容されているカラーインクの各々を吐出させるためのヘッドを具備している記録ユニットにおいて、該ブラックインク及び該カラーインクが、上記のインクジェット記録に用いられるインクセットを構成するブラックインク及びカラーインクであることを特徴とするものである。
【００１２】
又、上記の目的を達成することのできる本発明の一実施態様にかかるインクカートリッジは、ブラックインクを収容している第１のインク収容部、及び、カラーインクを収容している第２のインク収容部、を具備しているインクカートリッジにおいて、該ブラックインク及び該カラーインクが、上記のインクセットを構成するブラックインク及びカラーインクであることを特徴とするものである。
【００１３】
又、上記の目的を達成することのできる本発明の一実施態様にかかるインクジェット記録装置は、ブラックインクを収容している第１のインク収容部、カラーインクを収容している第２のインク収容部、及び上記ブラックインク並びに上記カラーインクを各々吐出するためのヘッドを有するインクジェット記録装置において、該ブラックインク及び該カラーインクが、上記のインクジェット記録に用いられるインクセットを構成するブラックインク及びカラーインクであることを特徴とするものである。
【００１４】
又、上記の目的を達成することのできる本発明の一実施態様にかかるブリーディングの緩和方法は、隣接する、インクジェット法によって形成されたブラック画像とインクジェット法によって形成されたカラー画像との境界領域におけるブリーディングを緩和する方法であって、上記のインクジェット記録に用いられるインクセットを構成するブラックインクで上記ブラック画像を形成し、上記のインクジェット記録に用いられるインクセットを構成するカラーインクで上記カラー画像を形成することを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を挙げて本発明を詳細に説明する。
本発明者らは、上記した従来技術を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、色材に顔料を用いたことのメリットを活かしつつ、顔料を含むインクが有する課題を解決し得る技術を見出して本発明に至った。更に、本発明者らは、上記に加え、多色印刷に用いた場合に、ブリーディングの発生を極めて有効に防止することのできる技術を見出して本発明に至った。
【００１６】
即ち、ブラックインクの構成を、カチオン性基を有する顔料若しくは顔料とカチオン性基を有する顔料分散剤と、着色剤を内包する樹脂とを含むものとすることで、高い画像濃度と優れた耐水性を備えた記録画像が得られるといった色材に顔料を用いたインクのメリットを損なうことなく、従来の顔料インクによって形成した記録画像の欠点である、特に普通紙上に形成した画像が耐擦過性や耐マーカー性に劣るといった問題を解決することが可能となる。更に、上記構成のブラックインクに、アニオン性の染料と、少なくとも１種のアニオン性物質を含む構成のカラーインクとを組み合わせてインクセットとすることで、従来知られているカチオン性の着色剤とアニオン性の着色剤との凝集によりブリードを低減する方式のインクセットの場合に生じていた、例えば、隣接するブラック−カラー画像間における滲みの発生や、ブラック画像とカラー画像との間の境界部において生じていた白モヤの発生を有効に抑制することが可能になり、良好な画像の形成が可能となる。
【００１７】
以下、本発明のインクセットを構成するブラックインクとカラーインクについて説明する。
本発明インクセットを構成するブラックインクは、カチオン性基を有する顔料若しくは顔料とカチオン性基を有する顔料分散剤、及び着色剤を内包する樹脂を含有することを特徴とする。カラー画像の形成の際に現在使用されているカラーインクの色材は、発色性や耐光性や安全性等の点からアニオン性の色材が使用されることが多い。このため、ブラックインクとカラーインクとによって形成される画像のブリーディングを抑えるためには、ブッラクインクの色材にはカチオン性のものを使用することが望まれる。又、ブラックインクに用いる好適な顔料としては、カーボンブラックが挙げられる。
【００１８】
従って、本発明において、例えば、カーボンブラックをブラックインクの顔料として用いる場合には、カーボンブラックをカチオン性基を有する顔料分散剤と共に用いるか、表面にカチオン性基を導入したカーボンブラックを用いる。更に、カーボンブラックの表面に少なくとも１つのカチオン性親水基が直接若しくは他の原子団を介して結合した構造とすると、カーボンブラックに自己分散性を付与することができるので、通常、顔料インクの場合にインク中に含有させる必要のある顔料分散剤等の添加量を格段に減少させたり、或いは、添加しなくてすむようにすることができるようになる。この結果、自己分散型カーボンブラックを用いれば、顔料インクであるにもかかわらず、インクジェット記録時における信頼性（吐出耐久性、吐出安定性、耐目詰まり性等）をより向上させることが可能になる。
【００１９】
本発明のインクセットにおいても、従来のものと同様に、カラーインクの色材としてアニオン性の染料を用いるが、本発明においては、更にこれに加えてカラーインク中にアニオン性物質を添加する。これにより、上記構成のブラックインクとカラーインクとが紙面上で接した時の凝集力をより強くすることができ、よりブリーディングを抑えることができるようになる。
【００２０】
この際に使用するアニオン性物質としては、例えば、カルボキシル基或いはスルホン基を持つ物質が好ましく、更にはスルホン基を複数持つ物質を用いることが好ましい。特に、芳香族環にスルホン基が置換された物質、より好ましくは、芳香族環にスルホン基が複数置換された物質を用いることが好ましい。この理由は、スルホン基のカチオン性基に対する凝集が更に強いためであると考えられる。更に、スルホン基を複数もつ物質を使用することでカチオン性基との凝集力をより一層強くでき、この結果、ブラックインクとカラーインクとを同一のスキャンで印字した場合においても、ブリーディング抑制効果を向上させることができると考えられる。又、同様に、カラーインク中のアニオン染料としても、スルホン基を持つ染料を使用することが好ましい。
【００２１】
本発明のインクセットでは、先に述べたように、隣接するブラックインク画像とカラーインク画像間のブリーディング抑制を目的としており、異なる色のカラーインク画像同士間のブリ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場合に、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ことで、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。
【００２２】
以下、本発明のインクセットを構成する、カチオン性基を有する顔料若しくは顔料とカチオン性基を有する顔料分散剤、及び、着色剤を内包する樹脂を含有するブラックインクと、アニオン性の染料と更に少なくとも１種のアニオン性物質とを有するカラーインクについて、各インクを構成する材料について説明する。本発明の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のより好ましい形態としては、カチオン性基を有する顔料若しくは顔料とカチオン性基を有する顔料分散剤と、着色剤を内包する樹脂が、表面にカチオン性親水基を有する樹脂であるものが挙げられる。又、カラーインクの好ましい形態としては、カラーインク中のアニオン性物質がカルボキシル基、スルホン基及び芳香族環にスルホン基（特に複数個有するもの）が置換されたものであるものが挙げられる。
【００２３】
先ず、本発明のインクセットを構成するブラックインクについて説明する。本発明で使用するブラックインクは、カチオン性基を有する顔料若しくは顔料とカチオン性基を有する顔料分散剤、及び着色剤を内包する樹脂とを含有していることを特徴とするが、この他に、上記顔料等を分散させる水性媒体、及び必要に応じて他の添加剤等が添加されて構成される。以下に各々の構成材料を、（１）着色剤を内包する樹脂、（２）顔料又は顔料分散剤がカチオン性を有する顔料分散体、（３）水性媒体及び他の添加剤の順に説明する。
【００２４】
（１）着色剤を内包する樹脂
着色剤を内包する樹脂について説明する。
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、（ｉ）着色剤をマイクロカプセル化した樹脂、（ii）油性溶剤に溶解した染料或いは顔料をエマルジョン化して、着色剤を内包するカチオン性基を有する樹脂の水性分散体にしたもの等が挙げられるが、これらの中でも特に、着色剤をマイクロカプセル化した樹脂を使用することが好ましい。
【００２５】
即ち、例えば、油溶性染料や顔料等の疎水性着色剤を、樹脂に内包させる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、上記のような着色剤内包樹脂を含む本発明のインクジェット用インクは、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や堆積が抑えられることになり、これによってインクの長期間に亘る吐出安定性のより一層の向上が図られるものと予測される。
尚、上記でいう着色剤をマイクロカプセル化した樹脂とは、上記に挙げた着色剤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なって得られる樹脂分散体のことである。
【００２６】
上記した着色剤内包樹脂に使用される着色剤としては、例えば、顔料や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。ここでカーボンブラックは、例えば、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。
【００２７】
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、Ｎｏ．３３、Ｎｏ．４０、Ｎｏ．４５、Ｎｏ．５２、ＭＡ７、ＭＡ８、Ｎｏ．２２００Ｂ（以上、三菱化学製）、ＲＡＶＥＮ１２５５（以上、コロンビア製）、ＲＥＧＡＬ４００Ｒ、ＲＥＧＡＬ３３０Ｒ、ＲＥＧＡＬ６６０Ｒ、ＭＯＧＵＬ Ｌ（以上、キャボット製）、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ−１、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ１８、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ Ｓ１７０、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ Ｓ１５０、Ｐｒｉｎｔｅｘ ３５、Ｐｒｉｎｔｅｘ
Ｕ（以上、デグッサ製）等が挙げられる。
【００２８】
又、油溶性染料としては、下記に挙げるような染料が好ましく使用できる。 Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１、２、３、１３、１９、２２、２９、３６、３７、３８、３９、４０、４３、４４、４５、４７、６２、６３、７１、７６、８１、８５及び８６等のイエロー染料。
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、９１、９２、９７、９９、１００、１０９、１１８、１１９及び１２２等のマゼンタ染料。
Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー１４、２４、２６、３４、３７、３８、３９、４２、４３、４５、４８、５２、５３、５５、５９及び６７等。
Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３、５、７、８、１４、１７、１９、２０、２２、２４、２６、２７、２８、２９、４３及び４５等のシアン染料。
又、従来公知の各種水溶性染料であっても、そのカウンターイオン（通常は、ナトリウム、カリウム、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。
【００２９】
上記した種々の着色剤は、例えば、後述するブラックインクに含有させる顔料の色調を整え或いは補うために、該顔料と同様の色調を有するものを選択することが好ましい。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。例えば、後に述べるように顔料にカーボンブラックを用いる場合には、着色剤内包樹脂に使用される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、上記に挙げた中から適宜に選択して２種以上の着色剤を利用してもよい。この場合には、各々の着色剤を別個に樹脂に内包させ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。
【００３０】
次に、着色剤内包樹脂として使用できる着色剤を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、上記に挙げたような着色剤を油性溶媒に溶解又は分散させ、次いでその油性溶媒を水に乳化分散させる。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、各種分散機や攪拌機を用いる方法が挙げられる。この際に必要に応じて、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。
【００３１】
上記乳化体のマイクロカプセル化方法としては、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。この場合は、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の範囲にあることが好ましい。
【００３２】
本発明においては、上記のようにして得ら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。このような樹脂とするためには、樹脂材料として、下記に挙げるモノマー及びその塩を使用することが好ましい。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(ＣＨ3)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(ＣＨ3)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−ＣＯＮＨＣ2Ｈ4Ｎ(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(ＣＨ3)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〔ＣＨ2＝Ｃ(ＣＨ3)−ＣＯＮＨ−Ｃ3Ｈ6Ｎ(ＣＨ3)2〕等が挙げられる。
【００３３】
又、塩を形成するための化合物としては、第３級アミンの場合においては、塩酸、硫酸及び酢酸等を用いることができ、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用いることができる。
【００３４】
（２）カチオン性基を有する顔料、又は、顔料分散剤がカチオン性を有する顔料分散体
本発明のインクセットに使用される顔料としては、従来公知のカーボンブラックや有機顔料が問題なく使用できるが、特に好ましいものとしては、少なくとも一種のカチオン性の親水性基がカーボンブラックの表面に直接若しくは他の原子団を会して結合した自己分散型のカーボンブラックが挙げられる。その具体的例について以下に述べる。
【００３５】
（カチオン性帯電カーボンブラック）
カチ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、下記に示すカチオン性基から選ばれる少なくとも１つを結合させたものが挙げられる。
【００３６】
【００３７】
上記式中、Ｒは、炭素原子数１〜１２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。
【００３８】
上述したような親水基が結合されてカチオン性に帯電している自己分散型カーボンブラックを製造する方法としては、例えば、下記に示す構造のＮ−エチルビリジル基を結合させる方法を例にとって説明すると、カーボンブラックを、３−アミノ−Ｎ−エチルピリジウムブロマイドで処理する方法が挙げられる。
【００３９】
上記のような方法で、カーボンブラック表面へ親水性基を導入させることでカチオン性に帯電させたカーボンブラックは、イオンの反発によって優れた水分散性を有するものとなる。このため、カチオン性に帯電させたカーボンブラックは、水性インク中に含有させた場合に、分散剤等を添加しなくても良好な分散性を示し、安定した分散状態を維持する。
【００４０】
ところで、本発明において使用するカチオン性に帯電させたカーボンブラックは、上記に挙げたような種々の親水性基がカーボンブラック表面に直接結合されたものを用いてもよいし、他の原子団をカーボンブラック表面と親水性基との間に介在させて、親水性基がカーボンブラックの表面に間接的に結合した態様のものを用いてもよい。他の原子団としては、例えば、炭素原子数１〜１２のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有してもよいナフチル基が挙げられる。ここで、フェニル基又はナフチル基の置換基としては、例えば、炭素数１〜６の直鎖状又は分岐状のアルキル基が挙げられる。
【００４１】
他の原子団を介してカーボンブラック表面に結合した親水性基の具体例としては、例えば、−Ｃ2Ｈ4ＣＯＯＭ、−ＰｈＳＯ3Ｍ、−ＰｈＣＯＯＭ、−Ｃ5Ｈ10 +ＮＨ3等（但し、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し、Ｐｈはフェニル基を表す。）が挙げられるが、勿論、本発明はこれらに限定されない。
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、モノヒドロキシメチルアミン、ジヒドロキシメチルアミン、トリヒドロキシメチルアミン、エタノールアンモニウム、ジエタノールアンモニウム及びトリエタノールアンモニウム等が挙げられる。
【００４２】
本発明において使用する上記で説明した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することで色調を調整してもよい。又、本発明の顔料インク中における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。この範囲内であれば、自己分散型カーボンブラックはインク中で充分な分散性を示し、良好な分散状態を維持する。
【００４３】
又、本発明のインクセットを構成するブラックインクで使用する顔料としては、上記したような自己分散型カーボンブラック等のカチオン性基を表面に有する顔料だけでなく、カチオン性基を含有する分散剤で前述した顔料を分散させた顔料分散体を使用してもよい。この際に使用するカチオン性分散剤としては、例えば、ビニルモノマーの重合によって得られるものであって、得られる重合体の少なくとも一部を構成するためのモノマーとしてカチオン性モノマーを使用した高分子分散剤、或いは、アミン塩型又は第４級アンモニウム塩型陽イオン界面活性剤が挙げられる。
【００４４】
この際に使用されるカチオン性モノマーとしては、例えば、第３級アミンモノマーの塩及びこれらの４級化された化合物が挙げられる。そのような化合物としては、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(ＣＨ3)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(ＣＨ3)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−ＣＯＮＨＣ2Ｈ4Ｎ(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(ＣＨ3)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〔ＣＨ2＝Ｃ(ＣＨ3)−ＣＯＮＨ−Ｃ3Ｈ6Ｎ（ＣＨ3)2〕等が挙げられる。
【００４５】
第３級アミン型の場合において、塩を形成するための化合物としては、塩酸、硫酸及び酢酸等が挙げられ、又、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が挙げられる。この中でも塩化メチル及びジメチル硫酸等が本発明で使用する分散剤を調製する上で好ましい。以上のような第３級アミンの塩或いは第アンモニウム化合物は、水中ではカチオンとして振るまい、中和された条件では酸性が安定溶解領域である。これらのモノマーの重合体中での含有率は２０〜６０重量％の範囲とすることが好ましい。
【００４６】
上記カチオン性高分子分散剤の構成に用いられるその他のモノマーとしては、例えば、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、長鎖のエチレンオキシド鎖を側鎖に有するアクリル酸エステル等のヒドロキシ基を有するアクリル酸エステル、スチレン系モノマー等の疎水性モノマー類、及び、ｐＨ７近傍の水に融解可能な水溶性モンマーとして、アクリルアミド類、ビニルエーテル類、ビニルピロリドン類、ビニルピリジン類及びビニルオキサゾリン類が挙げられる。疎水性モノマーとしては、例えば、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、（メタ）アクリル酸のアルキルエステル及びアクリルニトリル等の疎水性モノマーが用いられる。共重合によって得られる高分子分散剤中において疎水性モノマーは、共重合体を水溶液中で安定に存在させるために１５〜３５重量％の範囲で用い、且つ、疎水性モノマーは、共重合体の顔料に対する分散効果を高めるために２０〜４０重量％の範囲で用いることが好ましい。
【００４７】
上記したカチオン系水溶性高分子を分散剤として使用して顔料を分散させる際に、物性面から好ましい顔料としては、等電点が６以上に調節された顔料、或いは、顔料を特徴づける単純水分散体のｐＨが、中性或いは塩基性のｐＨを有するもの、例えば、ｐＨが７〜１０であるような顔料が、分散性の点で好ましい。これは、顔料とカチオン系水溶性高分子とのイオン的な相互作用が強いためと理解されている。
【００４８】
以上の如き材料を用いて顔料の微粒子水性分散体を得るには、次のような方法が挙げられる。例えば、カーボンブラックをカチオン分散剤溶液中にてプレミキシング処理を行い。引き続き高ずり速度の分散装置でミリングし、希釈後粗大粒子を除去するために遠心分離処理を行う。その後、インク処方のための所望の材料を添加し、場合によってはエイジング処理を施す。然る後、最終的に所望の平均粒径を有する水性分散体を得ることができる。このようにして作製されるブラックインクのｐＨは、３〜７の範囲とするのが好ましい。
【００４９】
（３）水性媒体、他の添加剤等
本発明のインクセットを構成するブラックインクは、上記で説明した（１）の着色剤を内包したカチオン性基を有する樹脂と、（２）のカチオン性顔料、又は、顔料とカチオン性を有する顔料分散剤とを有する顔料分散体とが、水性媒体中に分散状態で保持されて構成される。この際に使用する水性媒体の構成成分としては、少なくとも水を含むものでればよい。インク全重量に占める水の割合としては、例えば、２０〜９５重量％、特には４０〜９５重量％、更には６０〜９５重量％であることが好ましい。
【００５０】
又、水性媒体には、水に加えて下記に挙げる水溶性有機溶剤を含有させてもよい。好適に使用される水溶性有機溶媒としては、例えば、炭素数１〜４のアルキルアルコール類（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）、ケトン又はケトアルコール類（例えば、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）、エーテル類（例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン等）、ポリアルキレングリコール類（例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等）、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（例えば、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）、多価アルコール等のアルキルエーテル類（例えば、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、トリエチレンモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等）、更には、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。インク中での水溶性有機溶剤のトータルの量としては、インク全体の量に対して重量％で、２〜６０％、更に好適な範囲としては、５〜２５％である。
【００５１】
又、本発明において特に好ましい水溶性有機溶剤はグリセリンであり、その添加量はインク中の重量％として、２〜３０重量％、更には、５〜１５重量％が好適である。更に好適な水溶性有機溶剤は、グリセリンと多価アルコール（例えば、ジエチレングリコールやエチレングリコール等）とを含有する混合溶剤であり、グリセリンと他の多価アルコールとの混合比が、グリセリン：その他の多価アルコール＝１０：５〜１０：５０の範囲内のものを使用することが好ましい。グリセリンと共に用いる他の多価アルコールとしては、例えば、ジエチレングリコール、エチレングリコール、ポリエチレングリコールやプロピレングリコール等が挙げられる。これらのグリセリン、又は、グリセリンと多価アルコールとの混合溶剤は、他の水溶性有機溶剤と更に混合して用いることが可能である。
【００５２】
本発明のインクセットを構成するブラックインクは、熱的エネルギー或いは機械的エネルギー（特には、熱エネルギー）によって記録ヘッドからインクを吐出させ被記録材に付着させて画像を記録するインクジェット記録方法に好適に用いられるものである。従って、上記のような構成材料からなるブラックインクを、インクジェット記録用途に特に適したものとする場合には、インク２５℃における物性として、表面張力が１５〜６０ｍＮ／ｍ（ｄｙｎ／ｃｍ）、更には、２０〜５０ｍＮ／ｍ（ｄｙｎ／ｃｍ）、粘度を１５ｃＰ以下、特には１０ｃＰ以下、更には５ｃＰ以下にすることが好ましい。又、ｐＨの範囲としては、３〜１１が好ましく、更に好適な範囲は３．５〜８である。
【００５３】
そして、かかる特性を達成し得る具体的なブラックインクの組成としては、例えば、後述する実施例に用いた各種インクを挙げることができる。尚、上記構成材料からなるブラックインクには、上記のようにして得られた着色剤を内包する樹脂及び顔料等の他に、必要に応じて、例えば、界面活性剤、ｐＨ調整剤及び防黴剤等の各種の添加剤を添加してもよい。
【００５４】
本発明のインクセットは、上記で説明した構成のブラックインクと組み合わせて、アニオン性の染料と、更に他のアニオン性物質とを有するカラーインクを用いることを特徴とする。以下、この際に使用するカラーインクを構成する材料について説明する。
【００５５】
（１）アニオン性染料
先ず、本発明のインクセットを構成するカラーインクの成分として好ましいアニオン性の染料としては、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、大抵のものを使用することができる。特に、スルホン基を有する染料を用いることが好ましい。又、これらのうちのいずれかを混合して用いることもできる。上記、アニオン性の染料の含有量としては、インク全重量中の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、良好な発色性を有し、インクの吐出安定性等のインクジェット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。
【００５６】
（２）アニオン性物質
更に、本発明のインクセットを構成するアニオン性のカラーインクは、更に他のアニオン性物質を含有する。アニオン性物質としては、アニオン性を持つものであれば既存のものでも、又、新規に合成したものでも大抵のものを使用することができるが、カルボキシル基やスルホン基を持つもの、更には芳香環にスルホン基が置換されたものがより好ましい。カルボキシル基或いはスルホン基を持つアニオン性物質としては、例えば、有機酸の塩等が挙げられる。より具体的には、アルキル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、アルキル硫酸エステルナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、アルキルタウリンナトリウム、ラウリルスルホ酢酸ナトリウム、スルホコハク酸ジアルキルエステルナトリウム等のアニオン性界面活性剤、ポリスチレンスルホン酸等のアニオン性の高分子、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ベンゼンジスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンジスルホン酸ナトリウム、ナフタレントリスルホン酸ナトリウム等のスルホン基を含有する芳香族系化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００５７】
上記、アニオン性物質の含有量としては、カラーインク全重量中の０．２〜１０重量％の範囲とするのが好ましく、より好ましくは０．５〜８重量％の範囲とする。即ち、この範囲とすることで、例えば、所望の凝集効果を発現でき、更に、インクジェット用インクとしての信頼性を確保することができる。
【００５８】
又、本発明で使用するカラーインクには、所謂普通紙に対して速い浸透性を持たせるために、界面活性剤を含有させることが好ましい。界面活性剤としては、上記したアニオン性界面活性剤の他、高級アルコール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、脂肪酸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、アルカノールアミンの脂肪酸アミド類の非イオン性界面活性剤、アミノ酸型或いはベタイン型の両性界面活性剤等が挙げられる。これらの界面活性剤は、適宜に選択して２種以上を混合させて使用してもよい。
【００５９】
上記のような界面活性剤のカラーインク中にお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。即ち、この範囲とすることで、所望の浸透効果を発現でき、更に、インクジェット用インクとしての信頼性を確保することができる。
【００６０】
又、速い浸透性を持たせるために、カラーインク中にエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコールのエーテル類を含有させることも有効である。更に、浸透性が足りない場合には、ヘキシレングリコールやジプロピレングリコール等の浸透性の強い水溶性有機溶剤を添加することで、普通紙等に対する速い浸透性を補うことも可能である。
【００６１】
上記したような構成材料を用いてカラーインクを作製する場合には、上記に挙げたアニオン性染料やアニオン性物質を分散又は溶解させるための液媒体として、水と水溶性有機溶剤からなる水性媒体を用いることが好ましい。カラーインク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媒体が挙げられる。水溶性有機溶剤としては、インクの乾燥防止効果を有するものを使用することが特に好ましい。
【００６２】
具体的には、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又はケトンアルコール類；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を使用することができる。上記の如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。
【００６３】
本実施態様に係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好ましくは５０〜９５重量％の範囲である。水としては脱イオンを用いることが望ましい。
【００６４】
本発明のインクセットを構成する上記のような構成を有するカラーインクは、筆記具用インク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泡により液滴を吐出する記録方法があり、これらの記録方法に上記カラーインクは特に好適である。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ヘッドから吐出可能である特性を有するように構成することが好ましい。即ち、インクジェットヘッドからの吐出という観点からは、インクの特性としては、例えば、その粘度を１〜１５ｃＰ、表面張力は２５ｍＮ／ｍ（ｄｙｎ／ｃｍ）以上、特には、粘度を１〜５ｃＰ、表面張力が２５〜５０ｍＮ／ｍ（ｄｙｎ／ｃｍ）とすることが好ましい。
【００６５】
上記カラーインクに上記したような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。
【００６６】
【００６７】
この他、本発明のインクセットに使用するカラーインク中には、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。
【００６８】
上記に説明したブラックインク及びカラー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材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。
【００６９】
先ず、その装置の主要部であるヘッド構成例を、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。
【００７０】
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、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より被記録材２５に向って飛翔する。
【００７１】
図３には、図１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。
【００７２】
図４に、上記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。
【００７３】
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。
【００７４】
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材が給紙され、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。
【００７５】
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。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。
【００７６】
図５は、ヘッドにインク供給部材、例えば、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、４０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。
【００７７】
本発明のインクジェット記録装置は、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、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。
【００７８】
インク吸収体の材料としては、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。
【００７９】
図７は、本発明に適用可能なインクジェッ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被記録材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被記録材の下部には、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。
【００８０】
キャリッジが移動可能な領域の左端には、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。
【００８１】
図８は、図７の記録ヘッドユニットを示す斜視図である。
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。
【００８２】
図９は、記録ヘッドの発熱体付近の拡大断面図である。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。
【００８３】
発熱体３１の発熱により急速に加熱された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が被記録材１０６に向かって吐出され、被記録材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３８が設けられており、インク液路３８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。
【００８４】
このように、電気・熱変換体である発熱体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。
【００８５】
次に、本発明に好適に使用できる記録装置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。
【００８６】
図１０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被記録材としての用紙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。
【００８７】
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、プーリ１０２６ｂに巻きかけられるベルト１０１６、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。
【００８８】
モータ１０１８が作動状態とされてベルト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１０１８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。
【００８９】
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および１０１２Ｂ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。
【００９０】
図１１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１００１とで主要部が構成されている。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
図１２は、本発明のインクジェット記録装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。
【００９４】
本例の液体吐出ヘッドにおいては、例えば図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 Ａｌｉｎｅｒ）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。
【００９５】
図１２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。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。
【００９６】
ここで、図１２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。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。
【００９７】
例示した装置では、図１０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毎に吐出を行うことになる。
【００９８】
又、ヘッドの実例寸法の一例としては、例えば、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１６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）＝３３μｍ、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。
【００９９】
図１２に示したように、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、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）。
【０１００】
図示した例の液体吐出ヘッドにおいては、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６０度である。
【０１０１】
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。（図１４参照）本例の吐出口８３２の開口面積は４００μｍ2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。
【０１０２】
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１１４１ａとなっている。
【０１０３】
図１７はヒータ上に膜状の気泡が生成した状態を示し、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２１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。
【０１０４】
先ず、図１７に示すように、記録信号などに基づいたヒータ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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
ここで、図示した例の液体吐出ヘッドにおいては、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ＦＭ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。
【０１０７】
そして、図示した例の液体吐出ヘッドでは、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）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。
【０１０８】
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９３１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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
主液滴Ｉa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、被記録材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。
【０１１１】
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被記録材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。
【０１１２】
このように、図示した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。
【０１１３】
特に、図示した例の液体吐出ヘッドでは、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。
【０１１４】
本発明に好適に使用できる、上記したよう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。
【０１１５】
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や記録装置において、優れた効果をもたらすものである。
【０１１６】
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。
【０１１７】
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４，４６３，３５９号明細書及び同第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。
【０１１８】
本発明のインクカートリッジ、記録ユニット、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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
更に、記録装置が記録できる最大範囲の被記録材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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
又、本発明のインクジェット記録装置の構成に設けられる、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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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、被記録材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。
【０１２６】
更に加えて、本発明のインクジェット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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
図２５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。被記録材Ｐ’は、図示しない被記録材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。
【０１２９】
リードスクリュ６０５の一端の近傍には、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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
上述の構成を有するインクジェット記録装置６００は、図示しない被記録材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材Ｐ’に対し、インクジェットヘッドカートリッジ６０１は被記録材Ｐ’の全幅にわたって往復移動しながら記録を行う。
【０１３３】
【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、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。
（カーボンブラック分散液Ｃ−１の調製）
先ず、ブラックインクを作製するために使用するカーボンブラックの分散液として、下記のようにして、カーボンブラック分散液Ｃ−１を用意した。
表面積が２３０ｍ2／ｇでＤＢＰ吸油量が７０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック１０ｇと、３−アミノ−Ｎ−エチルピリジニウムブロマイド３．０６ｇとを、水７２ｇによく混合した後、これに硝酸１．６２ｇを滴下して、７０℃で攪拌した。ここに、更に数分後、５ｇの水に、１．０７ｇの亜硝酸ナトリウムを溶かした溶液を加え、更に１時間攪拌した。次に、得られたスラリーを、濾紙（商品名：東洋濾紙Ｎｏ．２；アドバンティス社製）で濾過し、顔料粒子を充分に水洗し、１１０℃のオーブンで乾燥させた後、この得られた顔料に水を足して顔料濃度１０重量％の顔料分散液Ｃ−１を作製した。
【０１３４】
以上の方法により、カーボンブラックの表面に、下記化学式で示されるカチオン性基を導入した。
【０１３５】
（着色剤内包樹脂分散液ＭＣ−１の調製）
又、本発明のブラックインクに使用するための着色剤を内包する樹脂の分散液ＭＣ−１を、下記のような手順によって用意した。
先ず、以下に示す材料を混合溶解した。
・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−
プロピ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
次に、上記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２０重量％、平均粒子径０．０８μｍのマイクロカプセル化した着色樹脂を有する水系分散体ＭＣ−１を得た。
【０１３６】
（ブラックインクＡ及びＢの調製）
以上のようにして準備したカーボンブラック分散液Ｃ−１及び着色剤内包樹脂分散液ＭＣ−１の各分散液を、各固形分が表１に示す割合になるように混合した後、更に、グリセリン１６重量％、イソプロピルアルコール４．０重量％になるように各溶媒を混合し、最終的に、カーボンブラックと着色剤を内包する樹脂のインク中の総固形分が８重量％になるようにして、ブラックインクＡ及びＢを調製した。表１に示したＣ．Ｂ．／ＭＣの値は、得られたインクの最終固形分濃度を示している。即ち、ブラックインクＡでは、カーボンブラックと着色剤を内包する樹脂の固形分が、各々１．５重量％と６．５重量％に調整されていることを示している。
【０１３７】
【０１３８】
＜実施例１＞
上記で得られたブラックインクＡを用い、下記の組成からなる各カラーインクと組み合わせて実施例１のインクセットを作成した。
（１）ブラックインク（カチオン性）
・上記ブラックインクＡ
【０１３９】
（２）イエローインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３ ３部
・グリセリン ５部
・ヘキシレングリコール ５部
・尿素 ７部
・安息香酸ナトリウム １．５部
・水 ７８．５部
【０１４０】
（３）マゼンタインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２ ４部
・２−ピロリドン ７部
・トリエチレングリコールモノメチル
エーテル ７部
・尿素 ７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
・ラウリン酸ナトリウム ２部
・水 ７２部
【０１４１】
（４）シアンインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９ ３部
・ジプロピレングリコール ８部
・１，２，６−ヘキサントリオール ７部
・尿素 ６部
・安息香酸アンモニウム ２部
・水 ７４部
【０１４２】
＜実施例２＞
上記で得られたブラックインクＡを用い、下記の組成からなる各カラーインクと組み合わせて実施例２のインクセットを作成した。
（１）ブラックインク（カチオン性）
・上記ブラックインクＡ
【０１４３】
（２）イエローインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３ ３部
・グリセリン ５部
・ヘキシレングリコール ５部
・尿素 ７部
・ラウリル硫酸ナトリウム １．５部
・水 ７８．５部
【０１４４】
（３）マゼンタインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２ ４部
・２−ピロリドン ７部
・トリエチレングリコールモノメチル
エーテル ７部
・尿素 ７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
・ベンゼンスルホン酸ナトリウム ２部
・水 ７２部
【０１４５】
（４）シアンインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９ ３部
・ジプロピレングリコール ８部
・１，２，６−ヘキサントリオール ７部
・尿素 ６部
・Ｎ−ラウロイメチルタウリンナトリウム２部
・水 ７４部
【０１４６】
＜実施例３＞
上記で得られたブラックインクＡを用い、下記の組成からなる各カラーインクと組み合わせて実施例３のインクセットを作成した。
（１）ブラックインク（カチオン性）
・上記ブラックインクＡ
【０１４７】
（２）イエローインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３ ３部
・グリセリン ５部
・ジエチレングリコール ５部
・尿素 ７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
・ナフタレン−１，３，６−トリスルホン
酸三ナトリウム ２部
・水 ７７部
【０１４８】
（３）マゼンタインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２ ４部
・２−ピロリドン ７部
・トリエチレングリコールモノメチル
エーテル ７部
・尿素 ７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
・ナフタレン−１，３，６−トリスルホン
酸三ナトリウム ２部
・水 ７２部
【０１４９】
（４）シアンインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９ ３部
・プロピレングリコール ８部
・１，２，６−ヘキサントリオール ７部
・尿素 ６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
・１，５−ナフタレンジスルホン酸
ジナトリウム ２部
・水 ７３部
【０１５０】
＜比較例１＞
上記で得られた着色剤内包樹脂を有さないブラックインクＢを用い、下記の組成からなるアニオン性物質を有さない各カラーインクとを組み合わせて比較例１のインクセットを作成した。
（１）ブラックインク
・上記ブラックインクＢ
【０１５１】
（２）イエローインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３ ３部
・グリセリン ５部
・ジエチレングリコール ５部
・尿素 ７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
・水 ７９部
【０１５２】
（３）マゼンタインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２ ４部
・２−ピロリドン ７部
・トリエチレングリコールモノメチル
エーテル ７部
・尿素 ７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
・水 ７４部
【０１５３】
（４）シアンインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９ ３部
・プロピレングリコール ８部
・１，２，６−ヘキサントリオール ７部
・尿素 ６部
・アセチレノールＥＨ（商品名：川研ファ
インケミカル社製） １部
・水 ７５部
【０１５４】
上記で得られた本実施例１〜３及び比較例１のインクセットのブラックインクをＢＣ−６０カートリッジ（キヤノン製）に、各カラーインクをＢＣ−６２カートリッジ（キヤノン製）に充填し、インクジェットカートリッジを作製した。
次に、上記のようにして作製したインクジェットカートリッジを、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インクジェット記録装置であるＢＪＦ−８００（キヤノン製）に各々搭載して、印字試験を行い、以下の評価を行った。尚、本実施例の評価に用いたＢＪＦ−８００は、各々のカラーインクと同一スキャン時にブラックインクを被記録材に付与し、更に、ブラックインクの被記録材への付与をカラーインクの直前に行うことができるように改造したものである。そして印字方法としては、上記改造に基づき、ブラックインクの付与直後に当該ブラックインクを付与した領域に隣接してカラーインクを付与するものとした。このようにして得られた結果を表１に示す。
【０１５５】
（１） ブラックインクとカラーインクとの間のブリーディング
上記印字試験は、キヤノン製コピー用紙：ＰＢ ＰＡＰＥＲ、ゼロックス製：４０２４ＰＡＰＥＲ、の２種の普通紙を使用した。
（評価方法及び評価基準）
上記２紙に各インクセットでブラックインクでベタ部を印字し、その直後に、それと隣接するようにイエロー、又はマゼンタ、又はシアンインクでベタ部を印字した。評価基準は以下の通りであり、その評価結果を表２に示した。
Ａ：全ての境界部で目視でブリードが認められない。
Ｂ：目視でわずかにブリードが見られるものの、実用上全く問題ない。
Ｃ：目視で若干のブリードが見られるものの、許容範囲内である。
Ｄ：目視で明らかなブリードが見られる。
【０１５６】
【０１５７】
（２）耐擦過性
前記ブリーディングの試験と同様のベタ部をブラックインクで、キヤノン製コピー用紙：ＰＢ ＰＡＰＥＲ、ゼロックス製：４０２４ＰＡＰＥＲの２種の普通紙の上に印字し、画像印字から４時間経過した後、印字した紙上にシルボン紙を乗せ、更にその上に一辺が５ｃｍ、重さ１ｋｇの錘を乗せた後シルボン紙を引っ張った時に記録紙（被記録材）の非印字部（白地部）及びシルボン紙に生じた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。評価基準は以下の通りであり、その評価結果を表３に示した。
Ａ：白地部及びシルボン紙に汚れなし。
Ｂ：シルボン紙のみ汚れあり。
Ｃ：白地部及びシルボン紙の双方に汚れあり。
【０１５８】
【０１５９】
（３）耐ラインマーカー性
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、ブラックインクで文字印刷後１時間後に、文字部を通常の筆圧で１度マークした。評価基準は以下の通りであり、その評価結果を表４に示した。
Ａ：印字物に滲みや白地部分の汚れが認められず、ペン先も汚れていない。
Ｂ：印字物に白地部分の汚れが認められないが、ペン先がやや汚れている。
Ｃ：印字物に白地部分の汚れが認められる。
【０１６０】
【０１６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、所謂普通紙に対して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しても、ブラックインクとカラーインクの境界部におけるブリーディングや白モヤが発生することなく、高い印字濃度の高品位な画像を提供できるカラーインクジェット記録用インクセット、これを用いるインクジェット記録方法及び記録用機器類が提供される。更に、本発明によれば、ブラックインクに顔料インクを用いているにもかかわらず、耐擦過性や耐マーカー性に優れた高品位画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット記録装置ヘッドの縦断面図である。
【図２】インクジェット記録装置ヘッドの縦横面図である。
【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斜視図である。
【図５】インクカートリッジの縦断面図である。
【図６】記録ユニットの一例を示す斜視図である。
【図７】インクジェッット記録装置を示す斜視図である。
【図８】図７の記録ヘッドユニットを示す斜視図である。
【図９】記録ヘッドの発熱体付近の拡大断面図である。
【図１０】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１１】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１２】図１１に示したインクジェットカートリッッジ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。
【図１３】図１１に示した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１４】図１３に示した吐出口の部分の拡大図である。
【図１５】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。
【図１６】図１３における主要部の模式図である。
【図１７】図１６中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１８〜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。
【図１８】図１６中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１７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。
【図１９】図１６中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１７、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。
【図２０】図１６中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１７〜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。
【図２１】図１６中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１７〜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。
【図２２】図１６中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１７〜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。
【図２３】図１６中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１７〜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。
【図２４】図１６中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１７〜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。
【図２５】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。
【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：アルミニウム電極
１８：発熱抵抗体槽
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：インク滴
２５：被記録材
２６：マルチ溝
２７：ガラス板
２８：発熱ヘッド
３１：発熱体
３２：液室
３３：基板
３４：隔壁
３５：インク滴
３６：保護膜
３７：吐出口
３８：インク液路
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：キヤップ
６３：インク吸収体
６４：吐出回復部
６５：記録ヘッド
６６：キヤリッジ
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
１００：インクジェット記録ヘッド
１０１：気泡
１０２：記録ヘッド
１０３：記録ヘッドユニット
１０４：ガイド軸
１０５：ガイド軸
１０６：被記録材
１０７：スイッチ部と表示素子部
１０８：プラテン
１０９：送りローラ
１１０：回復系ユニット
１１１：キャリッジ
２０Ｂｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ：インクのタンク
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
９３１：電気熱変換素子（ヒータ、インク吐出エネルギー発生素子）
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’：被記録材
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
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録方式による画像記録において普通紙に対しても印字濃度、印字品位が良好で、鮮明で高品質なカラー画像が得られ、更により一層画像の耐水性と耐マーカー性、更には定着性が向上したカラー画像が得られるインクセット、インクジェット記録方法、記録ユニット、インクカートリッジ、インクジェット記録装置及びブリーディング緩和方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、インクジェット方式の記録において、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の優れた黒色画像を形成するために顔料を用いたブラックインク、又、隣接する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異色間滲み（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。例えば、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顔料を着色剤として利用し、該ブラックインクをアニオン性染料を着色剤とするカラーインクとを組み合わせることにより、ブリードの発生を低減できるインクセットが提案されている。
【０００３】
又、記録画像の濃度や耐水性を改良する手段が現在までに多数提案されており、その一つに、インクの着色剤に顔料を使用し、これを水中に分散させてインクとする技術がある。例えば、特開平８−２３９６１０号公報には、顔料、着色樹脂及び保湿剤を必須成分とするインクジェット用水性顔料組成物が開示されている。このようなものとして、例えば、着色剤としてカーボンブラックを用いたインクがあり、かかるインクによれば、高い画像濃度と優れた耐水性を備えた記録画像が得られる。しかし、このようなインクによって形成された記録画像は、特に普通紙上での耐擦過性や耐マーカー性の点で充分とはいえず、未だ改善の余地が残されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した特開平１０−１８３０４６号公報に記載されている、カチオン性のカーボンブラックを用いたブラックインクとアニオン性の染料を用いたカラーインクを組み合わせることで凝集によりブリードを低減させる方式のインクの場合は、インク中のカチオン性の着色剤とアニオン性の着色剤を用い、これらの着色剤を用いて凝集反応を、インク中の色材濃度がそれほど高くないインクジェット記録用インクの場合には、インク中の着色剤の凝集力が十分とは言えず下記のような問題があった。即ち、ブラックインクとカラーインクとを同一スキャンで印字すると、特に、普通紙のような浸透性の強い紙に対しては、隣接するブラック−カラー間における滲みの発生が見られ、又、ブラック画像とカラー画像との間の境界部において、カラーインクの高い浸透性によってブラックインクが被記録材内部に引き込まれることによって、本来ブラックであるべき画像が白っぽくなってしまう現象（以降「白もや」と称する）が観察されることがあった。
【０００５】
又、本発明者らの検討によれば、上記した特開平０８−２３９６１０号公報に記載されている顔料、着色樹脂及び保湿剤を必須成分とするインクジェット記録用インクの場合は、インク中に含有させることのできる顔料や着色樹脂の量は、インクの吐出安定性を考慮した場合には自ずからその上限が決まってしまうため、かかる場合には、顔料を含むインク中における記録画像の画像濃度を左右する顔料の量と、記録画像の定着性を左右する着色樹脂の量とは、画像濃度と画像定着性との兼ね合いで適当に選択せざるを得ない状態であり、上記構成の顔料系インクは、未だ色材として顔料を用いたことのメリットを充分に活かしているとはいえない状況にあるとの結論を得た。
【０００６】
具体的には、例えば、上記した特開平０８−２３９６１０号公報に記載の着色樹脂は、明細書の記載によれば、染料によって染着された樹脂の分散体であると説明されており、又、その実施例に、先ず樹脂の乳化重合体に染料を添加し、８０℃程度にまで加温した後、冷却することによって製造する製法が記載されている。しかしながら、上記公報の第４頁左欄第３８〜４１行目には、「染料が充分に樹脂に取り込まれるようにするためには、前記樹脂１００部に対して（染料が）１０部以下、なかんずく８部以下であることが好ましい」と記載され、更に、上記公報に記載されている製造例８〜１３の染着樹脂の製造方法においては、乳化重合体中の樹脂固形分量に対する染料の混合割合を、いずれも約１０：１〜１２：１（樹脂：染料）程度としている。
【０００７】
しかし、本発明者らの検討によれば、上記特開平０８−２３９６１０号公報に開示されているような染着樹脂を用いる場合には、上記公報に記載されている程度の染着樹脂に対する染料の割合では充分とは言えない場合があるとの結論を得た。即ち、顔料インクの被記録材への定着性向上を目的として染着樹脂をインクに添加すると、これに伴ってインク中に含有させることのできる顔料の量の低下が生じる。かかる顔料の量の低下がもたらす画像濃度の低下を補うには、更に言えば、充分な画像濃度が得られる程度に着色樹脂を顔料インク中に添加しようとする場合には、インクジェット記録用インクをインクジェト記録方式で正確に吐出させることのできる範囲を逸脱するような量の着色樹脂の添加が必要となるものと推測される。
以上のように、本発明者らは、従来の技術の検討から、顔料系インクにおいて画像濃度と画像定着性に関して、より一層の改善を図るためには、これまでとは全く異なる新たな技術開発が必要であるとの結論に至った。
【０００８】
従って、本発明の目的は、ブラックインクとカラーインクとを含むインクセットをインクジェット記録用インクとして用いた場合に、ブラックインクに求められている印字濃度の高い且つ印字品位の良好な画像が得られ、又、インクの保存安定性やヘッド部のフェイス面に対するヌレ性、耐目詰まり性及び印字耐久性に優れ、更に、従来の顔料インクを用いた場合と異なり、耐擦過性、耐水性及び耐マーカー性等の画像堅牢性に優れ、しかもカラー画像を形成した場合に、隣接するブラックインクとカラーインクとの間にブリーディングを生じることがなく、且つ、インクジェット用インクとしての保存安定性及び信頼性を確保し得るインクセット、インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置を提供することにある。
【０００９】
【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とを含む２色以上のインクを用いてカラー画像を被記録材上に記録するためのインクセットであって、上記ブラックインクが、カチオン性基を有する顔料若しくは顔料とカチオン性基を有する顔料分散剤と、樹脂からなるマイクロカプセル内に閉じ込められている構成の着色剤とを有し、上記カラーインクが、アニオン性の染料と更に他のアニオン性物質とを有することを特徴とするものである。
【００１０】
又、上記の目的を達成することのできる本発明の一実施態様にかかるインクジェット記録方法は、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材に付着させる工程；及び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材に付着させる工程；を有するインクジェット記録方法において、該ブラックインク及び該カラーインクとして、上記のインクジェット記録に用いられるインクセットを構成するブラックインク及びカラーインクを用いることを特徴とするものである。
【００１１】
又、上記の目的を達成することのできる本発明の一実施態様にかかる記録ユニットは、ブラックインクを収容している第１のインク収容部、カラーインクを収容している第２のインク収容部、及び、上記第１のインク収容部に収容されているブラックインク及び上記第２のインク収容部に収容されているカラーインクの各々を吐出させるためのヘッドを具備している記録ユニットにおいて、該ブラックインク及び該カラーインクが、上記のインクジェット記録に用いられるインクセットを構成するブラックインク及びカラーインクであることを特徴とするものである。
【００１２】
又、上記の目的を達成することのできる本発明の一実施態様にかかるインクカートリッジは、ブラックインクを収容している第１のインク収容部、及び、カラーインクを収容している第２のインク収容部、を具備しているインクカートリッジにおいて、該ブラックインク及び該カラーインクが、上記のインクセットを構成するブラックインク及びカラーインクであることを特徴とするものである。
【００１３】
又、上記の目的を達成することのできる本発明の一実施態様にかかるインクジェット記録装置は、ブラックインクを収容している第１のインク収容部、カラーインクを収容している第２のインク収容部、及び上記ブラックインク並びに上記カラーインクを各々吐出するためのヘッドを有するインクジェット記録装置において、該ブラックインク及び該カラーインクが、上記のインクジェット記録に用いられるインクセットを構成するブラックインク及びカラーインクであることを特徴とするものである。
【００１４】
又、上記の目的を達成することのできる本発明の一実施態様にかかるブリーディングの緩和方法は、隣接する、インクジェット法によって形成されたブラック画像とインクジェット法によって形成されたカラー画像との境界領域におけるブリーディングを緩和する方法であって、上記のインクジェット記録に用いられるインクセットを構成するブラックインクで上記ブラック画像を形成し、上記のインクジェット記録に用いられるインクセットを構成するカラーインクで上記カラー画像を形成することを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を挙げて本発明を詳細に説明する。
本発明者らは、上記した従来技術を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、色材に顔料を用いたことのメリットを活かしつつ、顔料を含むインクが有する課題を解決し得る技術を見出して本発明に至った。更に、本発明者らは、上記に加え、多色印刷に用いた場合に、ブリーディングの発生を極めて有効に防止することのできる技術を見出して本発明に至った。
【００１６】
即ち、ブラックインクの構成を、カチオン性基を有する顔料若しくは顔料とカチオン性基を有する顔料分散剤と、着色剤を内包する樹脂とを含むものとすることで、高い画像濃度と優れた耐水性を備えた記録画像が得られるといった色材に顔料を用いたインクのメリットを損なうことなく、従来の顔料インクによって形成した記録画像の欠点である、特に普通紙上に形成した画像が耐擦過性や耐マーカー性に劣るといった問題を解決することが可能となる。更に、上記構成のブラックインクに、アニオン性の染料と、少なくとも１種のアニオン性物質を含む構成のカラーインクとを組み合わせてインクセットとすることで、従来知られているカチオン性の着色剤とアニオン性の着色剤との凝集によりブリードを低減する方式のインクセットの場合に生じていた、例えば、隣接するブラック−カラー画像間における滲みの発生や、ブラック画像とカラー画像との間の境界部において生じていた白モヤの発生を有効に抑制することが可能になり、良好な画像の形成が可能となる。
【００１７】
以下、本発明のインクセットを構成するブラックインクとカラーインクについて説明する。
本発明インクセットを構成するブラックインクは、カチオン性基を有する顔料若しくは顔料とカチオン性基を有する顔料分散剤、及び着色剤を内包する樹脂を含有することを特徴とする。カラー画像の形成の際に現在使用されているカラーインクの色材は、発色性や耐光性や安全性等の点からアニオン性の色材が使用されることが多い。このため、ブラックインクとカラーインクとによって形成される画像のブリーディングを抑えるためには、ブッラクインクの色材にはカチオン性のものを使用することが望まれる。又、ブラックインクに用いる好適な顔料としては、カーボンブラックが挙げられる。
【００１８】
従って、本発明において、例えば、カーボンブラックをブラックインクの顔料として用いる場合には、カーボンブラックをカチオン性基を有する顔料分散剤と共に用いるか、表面にカチオン性基を導入したカーボンブラックを用いる。更に、カーボンブラックの表面に少なくとも１つのカチオン性親水基が直接若しくは他の原子団を介して結合した構造とすると、カーボンブラックに自己分散性を付与することができるので、通常、顔料インクの場合にインク中に含有させる必要のある顔料分散剤等の添加量を格段に減少させたり、或いは、添加しなくてすむようにすることができるようになる。この結果、自己分散型カーボンブラックを用いれば、顔料インクであるにもかかわらず、インクジェット記録時における信頼性（吐出耐久性、吐出安定性、耐目詰まり性等）をより向上させることが可能になる。
【００１９】
本発明のインクセットにおいても、従来のものと同様に、カラーインクの色材としてアニオン性の染料を用いるが、本発明においては、更にこれに加えてカラーインク中にアニオン性物質を添加する。これにより、上記構成のブラックインクとカラーインクとが紙面上で接した時の凝集力をより強くすることができ、よりブリーディングを抑えることができるようになる。
【００２０】
この際に使用するアニオン性物質としては、例えば、カルボキシル基或いはスルホン基を持つ物質が好ましく、更にはスルホン基を複数持つ物質を用いることが好ましい。特に、芳香族環にスルホン基が置換された物質、より好ましくは、芳香族環にスルホン基が複数置換された物質を用いることが好ましい。この理由は、スルホン基のカチオン性基に対する凝集が更に強いためであると考えられる。更に、スルホン基を複数もつ物質を使用することでカチオン性基との凝集力をより一層強くでき、この結果、ブラックインクとカラーインクとを同一のスキャンで印字した場合においても、ブリーディング抑制効果を向上させることができると考えられる。又、同様に、カラーインク中のアニオン染料としても、スルホン基を持つ染料を使用することが好ましい。
【００２１】
本発明のインクセットでは、先に述べたように、隣接するブラックインク画像とカラーインク画像間のブリーディング抑制を目的としており、異なる色のカラーインク画像同士間のブリ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場合に、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ことで、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。
【００２２】
以下、本発明のインクセットを構成する、カチオン性基を有する顔料若しくは顔料とカチオン性基を有する顔料分散剤、及び、着色剤を内包する樹脂を含有するブラックインクと、アニオン性の染料と更に少なくとも１種のアニオン性物質とを有するカラーインクについて、各インクを構成する材料について説明する。本発明の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のより好ましい形態としては、カチオン性基を有する顔料若しくは顔料とカチオン性基を有する顔料分散剤と、着色剤を内包する樹脂が、表面にカチオン性親水基を有する樹脂であるものが挙げられる。又、カラーインクの好ましい形態としては、カラーインク中のアニオン性物質がカルボキシル基、スルホン基及び芳香族環にスルホン基（特に複数個有するもの）が置換されたものであるものが挙げられる。
【００２３】
先ず、本発明のインクセットを構成するブラックインクについて説明する。本発明で使用するブラックインクは、カチオン性基を有する顔料若しくは顔料とカチオン性基を有する顔料分散剤、及び着色剤を内包する樹脂とを含有していることを特徴とするが、この他に、上記顔料等を分散させる水性媒体、及び必要に応じて他の添加剤等が添加されて構成される。以下に各々の構成材料を、（１）着色剤を内包する樹脂、（２）顔料又は顔料分散剤がカチオン性を有する顔料分散体、（３）水性媒体及び他の添加剤の順に説明する。
【００２４】
（１）着色剤を内包する樹脂
着色剤を内包する樹脂について説明する。
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、（ｉ）着色剤をマイクロカプセル化した樹脂、（ii）油性溶剤に溶解した染料或いは顔料をエマルジョン化して、着色剤を内包するカチオン性基を有する樹脂の水性分散体にしたもの等が挙げられるが、これらの中でも特に、着色剤をマイクロカプセル化した樹脂を使用することが好ましい。
【００２５】
即ち、例えば、油溶性染料や顔料等の疎水性着色剤を、樹脂に内包させる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、上記のような着色剤内包樹脂を含む本発明のインクジェット用インクは、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や堆積が抑えられることになり、これによってインクの長期間に亘る吐出安定性のより一層の向上が図られるものと予測される。
尚、上記でいう着色剤をマイクロカプセル化した樹脂とは、上記に挙げた着色剤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なって得られる樹脂分散体のことである。
【００２６】
上記した着色剤内包樹脂に使用される着色剤としては、例えば、顔料や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。ここでカーボンブラックは、例えば、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。
【００２７】
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、Ｎｏ．３３、Ｎｏ．４０、Ｎｏ．４５、Ｎｏ．５２、ＭＡ７、ＭＡ８、Ｎｏ．２２００Ｂ（以上、三菱化学製）、ＲＡＶＥＮ１２５５（以上、コロンビア製）、ＲＥＧＡＬ４００Ｒ、ＲＥＧＡＬ３３０Ｒ、ＲＥＧＡＬ６６０Ｒ、ＭＯＧＵＬ Ｌ（以上、キャボット製）、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ−１、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ１８、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ Ｓ１７０、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ Ｓ１５０、Ｐｒｉｎｔｅｘ ３５、Ｐｒｉｎｔｅｘ
Ｕ（以上、デグッサ製）等が挙げられる。
【００２８】
又、油溶性染料としては、下記に挙げるような染料が好ましく使用できる。 Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１、２、３、１３、１９、２２、２９、３６、３７、３８、３９、４０、４３、４４、４５、４７、６２、６３、７１、７６、８１、８５及び８６等のイエロー染料。
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、９１、９２、９７、９９、１００、１０９、１１８、１１９及び１２２等のマゼンタ染料。
Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー１４、２４、２６、３４、３７、３８、３９、４２、４３、４５、４８、５２、５３、５５、５９及び６７等。
Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３、５、７、８、１４、１７、１９、２０、２２、２４、２６、２７、２８、２９、４３及び４５等のシアン染料。
又、従来公知の各種水溶性染料であっても、そのカウンターイオン（通常は、ナトリウム、カリウム、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。
【００２９】
上記した種々の着色剤は、例えば、後述するブラックインクに含有させる顔料の色調を整え或いは補うために、該顔料と同様の色調を有するものを選択することが好ましい。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。例えば、後に述べるように顔料にカーボンブラックを用いる場合には、着色剤内包樹脂に使用される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、上記に挙げた中から適宜に選択して２種以上の着色剤を利用してもよい。この場合には、各々の着色剤を別個に樹脂に内包させ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。
【００３０】
次に、着色剤内包樹脂として使用できる着色剤を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、上記に挙げたような着色剤を油性溶媒に溶解又は分散させ、次いでその油性溶媒を水に乳化分散させる。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、各種分散機や攪拌機を用いる方法が挙げられる。この際に必要に応じて、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。
【００３１】
上記乳化体のマイクロカプセル化方法としては、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。この場合は、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の範囲にあることが好ましい。
【００３２】
本発明においては、上記のようにして得ら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。このような樹脂とするためには、樹脂材料として、下記に挙げるモノマー及びその塩を使用することが好ましい。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(ＣＨ3)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(ＣＨ3)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−ＣＯＮＨＣ2Ｈ4Ｎ(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(ＣＨ3)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〔ＣＨ2＝Ｃ(ＣＨ3)−ＣＯＮＨ−Ｃ3Ｈ6Ｎ(ＣＨ3)2〕等が挙げられる。
【００３３】
又、塩を形成するための化合物としては、第３級アミンの場合においては、塩酸、硫酸及び酢酸等を用いることができ、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用いることができる。
【００３４】
（２）カチオン性基を有する顔料、又は、顔料分散剤がカチオン性を有する顔料分散体
本発明のインクセットに使用される顔料としては、従来公知のカーボンブラックや有機顔料が問題なく使用できるが、特に好ましいものとしては、少なくとも一種のカチオン性の親水性基がカーボンブラックの表面に直接若しくは他の原子団を会して結合した自己分散型のカーボンブラックが挙げられる。その具体的例について以下に述べる。
【００３５】
（カチオン性帯電カーボンブラック）
カチ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、下記に示すカチオン性基から選ばれる少なくとも１つを結合させたものが挙げられる。
【００３６】
上記式中、Ｒは、炭素原子数１〜１２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。
【００３８】
上述したような親水基が結合されてカチオン性に帯電している自己分散型カーボンブラックを製造する方法としては、例えば、下記に示す構造のＮ−エチルビリジル基を結合させる方法を例にとって説明すると、カーボンブラックを、３−アミノ−Ｎ−エチルピリジウムブロマイドで処理する方法が挙げられる。
【００３９】
上記のような方法で、カーボンブラック表面へ親水性基を導入させることでカチオン性に帯電させたカーボンブラックは、イオンの反発によって優れた水分散性を有するものとなる。このため、カチオン性に帯電させたカーボンブラックは、水性インク中に含有させた場合に、分散剤等を添加しなくても良好な分散性を示し、安定した分散状態を維持する。
【００４０】
ところで、本発明において使用するカチオン性に帯電させたカーボンブラックは、上記に挙げたような種々の親水性基がカーボンブラック表面に直接結合されたものを用いてもよいし、他の原子団をカーボンブラック表面と親水性基との間に介在させて、親水性基がカーボンブラックの表面に間接的に結合した態様のものを用いてもよい。他の原子団としては、例えば、炭素原子数１〜１２のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有してもよいナフチル基が挙げられる。ここで、フェニル基又はナフチル基の置換基としては、例えば、炭素数１〜６の直鎖状又は分岐状のアルキル基が挙げられる。
【００４１】
他の原子団を介してカーボンブラック表面に結合した親水性基の具体例としては、例えば、−Ｃ2Ｈ4ＣＯＯＭ、−ＰｈＳＯ3Ｍ、−ＰｈＣＯＯＭ、−Ｃ5Ｈ10 +ＮＨ3等（但し、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し、Ｐｈはフェニル基を表す。）が挙げられるが、勿論、本発明はこれらに限定されない。
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、モノヒドロキシメチルアミン、ジヒドロキシメチルアミン、トリヒドロキシメチルアミン、エタノールアンモニウム、ジエタノールアンモニウム及びトリエタノールアンモニウム等が挙げられる。
【００４２】
本発明において使用する上記で説明した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することで色調を調整してもよい。又、本発明の顔料インク中における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。この範囲内であれば、自己分散型カーボンブラックはインク中で充分な分散性を示し、良好な分散状態を維持する。
【００４３】
又、本発明のインクセットを構成するブラックインクで使用する顔料としては、上記したような自己分散型カーボンブラック等のカチオン性基を表面に有する顔料だけでなく、カチオン性基を含有する分散剤で前述した顔料を分散させた顔料分散体を使用してもよい。この際に使用するカチオン性分散剤としては、例えば、ビニルモノマーの重合によって得られるものであって、得られる重合体の少なくとも一部を構成するためのモノマーとしてカチオン性モノマーを使用した高分子分散剤、或いは、アミン塩型又は第４級アンモニウム塩型陽イオン界面活性剤が挙げられる。
【００４４】
この際に使用されるカチオン性モノマーとしては、例えば、第３級アミンモノマーの塩及びこれらの４級化された化合物が挙げられる。そのような化合物としては、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(ＣＨ3)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(ＣＨ3)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−ＣＯＮＨＣ2Ｈ4Ｎ(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(ＣＨ3)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〔ＣＨ2＝Ｃ(ＣＨ3)−ＣＯＮＨ−Ｃ3Ｈ6Ｎ（ＣＨ3)2〕等が挙げられる。
【００４５】
第３級アミン型の場合において、塩を形成するための化合物としては、塩酸、硫酸及び酢酸等が挙げられ、又、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が挙げられる。この中でも塩化メチル及びジメチル硫酸等が本発明で使用する分散剤を調製する上で好ましい。以上のような第３級アミンの塩或いは第アンモニウム化合物は、水中ではカチオンとして振るまい、中和された条件では酸性が安定溶解領域である。これらのモノマーの重合体中での含有率は２０〜６０重量％の範囲とすることが好ましい。
【００４６】
上記カチオン性高分子分散剤の構成に用いられるその他のモノマーとしては、例えば、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、長鎖のエチレンオキシド鎖を側鎖に有するアクリル酸エステル等のヒドロキシ基を有するアクリル酸エステル、スチレン系モノマー等の疎水性モノマー類、及び、ｐＨ７近傍の水に融解可能な水溶性モンマーとして、アクリルアミド類、ビニルエーテル類、ビニルピロリドン類、ビニルピリジン類及びビニルオキサゾリン類が挙げられる。疎水性モノマーとしては、例えば、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、（メタ）アクリル酸のアルキルエステル及びアクリルニトリル等の疎水性モノマーが用いられる。共重合によって得られる高分子分散剤中において疎水性モノマーは、共重合体を水溶液中で安定に存在させるために１５〜３５重量％の範囲で用い、且つ、疎水性モノマーは、共重合体の顔料に対する分散効果を高めるために２０〜４０重量％の範囲で用いることが好ましい。
【００４７】
上記したカチオン系水溶性高分子を分散剤として使用して顔料を分散させる際に、物性面から好ましい顔料としては、等電点が６以上に調節された顔料、或いは、顔料を特徴づける単純水分散体のｐＨが、中性或いは塩基性のｐＨを有するもの、例えば、ｐＨが７〜１０であるような顔料が、分散性の点で好ましい。これは、顔料とカチオン系水溶性高分子とのイオン的な相互作用が強いためと理解されている。
【００４８】
以上の如き材料を用いて顔料の微粒子水性分散体を得るには、次のような方法が挙げられる。例えば、カーボンブラックをカチオン分散剤溶液中にてプレミキシング処理を行い。引き続き高ずり速度の分散装置でミリングし、希釈後粗大粒子を除去するために遠心分離処理を行う。その後、インク処方のための所望の材料を添加し、場合によってはエイジング処理を施す。然る後、最終的に所望の平均粒径を有する水性分散体を得ることができる。このようにして作製されるブラックインクのｐＨは、３〜７の範囲とするのが好ましい。
【００４９】
（３）水性媒体、他の添加剤等
本発明のインクセットを構成するブラックインクは、上記で説明した（１）の着色剤を内包したカチオン性基を有する樹脂と、（２）のカチオン性顔料、又は、顔料とカチオン性を有する顔料分散剤とを有する顔料分散体とが、水性媒体中に分散状態で保持されて構成される。この際に使用する水性媒体の構成成分としては、少なくとも水を含むものでればよい。インク全重量に占める水の割合としては、例えば、２０〜９５重量％、特には４０〜９５重量％、更には６０〜９５重量％であることが好ましい。
【００５０】
又、水性媒体には、水に加えて下記に挙げる水溶性有機溶剤を含有させてもよい。好適に使用される水溶性有機溶媒としては、例えば、炭素数１〜４のアルキルアルコール類（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）、ケトン又はケトアルコール類（例えば、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）、エーテル類（例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン等）、ポリアルキレングリコール類（例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等）、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（例えば、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）、多価アルコール等のアルキルエーテル類（例えば、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、トリエチレンモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等）、更には、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。インク中での水溶性有機溶剤のトータルの量としては、インク全体の量に対して重量％で、２〜６０％、更に好適な範囲としては、５〜２５％である。
【００５１】
又、本発明において特に好ましい水溶性有機溶剤はグリセリンであり、その添加量はインク中の重量％として、２〜３０重量％、更には、５〜１５重量％が好適である。更に好適な水溶性有機溶剤は、グリセリンと多価アルコール（例えば、ジエチレングリコールやエチレングリコール等）とを含有する混合溶剤であり、グリセリンと他の多価アルコールとの混合比が、グリセリン：その他の多価アルコール＝１０：５〜１０：５０の範囲内のものを使用することが好ましい。グリセリンと共に用いる他の多価アルコールとしては、例えば、ジエチレングリコール、エチレングリコール、ポリエチレングリコールやプロピレングリコール等が挙げられる。これらのグリセリン、又は、グリセリンと多価アルコールとの混合溶剤は、他の水溶性有機溶剤と更に混合して用いることが可能である。
【００５２】
本発明のインクセットを構成するブラックインクは、熱的エネルギー或いは機械的エネルギー（特には、熱エネルギー）によって記録ヘッドからインクを吐出させ被記録材に付着させて画像を記録するインクジェット記録方法に好適に用いられるものである。従って、上記のような構成材料からなるブラックインクを、インクジェット記録用途に特に適したものとする場合には、インク２５℃における物性として、表面張力が１５〜６０ｍＮ／ｍ（ｄｙｎ／ｃｍ）、更には、２０〜５０ｍＮ／ｍ（ｄｙｎ／ｃｍ）、粘度を１５ｃＰ以下、特には１０ｃＰ以下、更には５ｃＰ以下にすることが好ましい。又、ｐＨの範囲としては、３〜１１が好ましく、更に好適な範囲は３．５〜８である。
【００５３】
そして、かかる特性を達成し得る具体的なブラックインクの組成としては、例えば、後述する実施例に用いた各種インクを挙げることができる。尚、上記構成材料からなるブラックインクには、上記のようにして得られた着色剤を内包する樹脂及び顔料等の他に、必要に応じて、例えば、界面活性剤、ｐＨ調整剤及び防黴剤等の各種の添加剤を添加してもよい。
【００５４】
本発明のインクセットは、上記で説明した構成のブラックインクと組み合わせて、アニオン性の染料と、更に他のアニオン性物質とを有するカラーインクを用いることを特徴とする。以下、この際に使用するカラーインクを構成する材料について説明する。
【００５５】
（１）アニオン性染料
先ず、本発明のインクセットを構成するカラーインクの成分として好ましいアニオン性の染料としては、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、大抵のものを使用することができる。特に、スルホン基を有する染料を用いることが好ましい。又、これらのうちのいずれかを混合して用いることもできる。上記、アニオン性の染料の含有量としては、インク全重量中の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、良好な発色性を有し、インクの吐出安定性等のインクジェット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。
【００５６】
（２）アニオン性物質
更に、本発明のインクセットを構成するアニオン性のカラーインクは、更に他のアニオン性物質を含有する。アニオン性物質としては、アニオン性を持つものであれば既存のものでも、又、新規に合成したものでも大抵のものを使用することができるが、カルボキシル基やスルホン基を持つもの、更には芳香環にスルホン基が置換されたものがより好ましい。カルボキシル基或いはスルホン基を持つアニオン性物質としては、例えば、有機酸の塩等が挙げられる。より具体的には、アルキル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、アルキル硫酸エステルナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、アルキルタウリンナトリウム、ラウリルスルホ酢酸ナトリウム、スルホコハク酸ジアルキルエステルナトリウム等のアニオン性界面活性剤、ポリスチレンスルホン酸等のアニオン性の高分子、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ベンゼンジスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンジスルホン酸ナトリウム、ナフタレントリスルホン酸ナトリウム等のスルホン基を含有する芳香族系化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００５７】
上記、アニオン性物質の含有量としては、カラーインク全重量中の０．２〜１０重量％の範囲とするのが好ましく、より好ましくは０．５〜８重量％の範囲とする。即ち、この範囲とすることで、例えば、所望の凝集効果を発現でき、更に、インクジェット用インクとしての信頼性を確保することができる。
【００５８】
又、本発明で使用するカラーインクには、所謂普通紙に対して速い浸透性を持たせるために、界面活性剤を含有させることが好ましい。界面活性剤としては、上記したアニオン性界面活性剤の他、高級アルコール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、脂肪酸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、アルカノールアミンの脂肪酸アミド類の非イオン性界面活性剤、アミノ酸型或いはベタイン型の両性界面活性剤等が挙げられる。これらの界面活性剤は、適宜に選択して２種以上を混合させて使用してもよい。
【００５９】
上記のような界面活性剤のカラーインク中にお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。即ち、この範囲とすることで、所望の浸透効果を発現でき、更に、インクジェット用インクとしての信頼性を確保することができる。
【００６０】
又、速い浸透性を持たせるために、カラーインク中にエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコールのエーテル類を含有させることも有効である。更に、浸透性が足りない場合には、ヘキシレングリコールやジプロピレングリコール等の浸透性の強い水溶性有機溶剤を添加することで、普通紙等に対する速い浸透性を補うことも可能である。
【００６１】
上記したような構成材料を用いてカラーインクを作製する場合には、上記に挙げたアニオン性染料やアニオン性物質を分散又は溶解させるための液媒体として、水と水溶性有機溶剤からなる水性媒体を用いることが好ましい。カラーインク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媒体が挙げられる。水溶性有機溶剤としては、インクの乾燥防止効果を有するものを使用することが特に好ましい。
【００６２】
具体的には、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又はケトンアルコール類；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を使用することができる。上記の如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。
【００６３】
本実施態様に係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好ましくは５０〜９５重量％の範囲である。水としては脱イオンを用いることが望ましい。
【００６４】
本発明のインクセットを構成する上記のような構成を有するカラーインクは、筆記具用インク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泡により液滴を吐出する記録方法があり、これらの記録方法に上記カラーインクは特に好適である。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ヘッドから吐出可能である特性を有するように構成することが好ましい。即ち、インクジェットヘッドからの吐出という観点からは、インクの特性としては、例えば、その粘度を１〜１５ｃＰ、表面張力は２５ｍＮ／ｍ（ｄｙｎ／ｃｍ）以上、特には、粘度を１〜５ｃＰ、表面張力が２５〜５０ｍＮ／ｍ（ｄｙｎ／ｃｍ）とすることが好ましい。
【００６５】
上記カラーインクに上記したような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。
【００６６】
この他、本発明のインクセットに使用するカラーインク中には、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。
【００６８】
上記に説明したブラックインク及びカラー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材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。
【００６９】
先ず、その装置の主要部であるヘッド構成例を、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。
【００７０】
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、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より被記録材２５に向って飛翔する。
【００７１】
図３には、図１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。
【００７２】
図４に、上記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。
【００７３】
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。
【００７４】
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材が給紙され、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。
【００７５】
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。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。
【００７６】
図５は、ヘッドにインク供給部材、例えば、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、４０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。
【００７７】
本発明のインクジェット記録装置は、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、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。
【００７８】
インク吸収体の材料としては、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。
【００７９】
図７は、本発明に適用可能なインクジェッ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被記録材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被記録材の下部には、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。
【００８０】
キャリッジが移動可能な領域の左端には、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。
【００８１】
図８は、図７の記録ヘッドユニットを示す斜視図である。
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。
【００８２】
図９は、記録ヘッドの発熱体付近の拡大断面図である。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。
【００８３】
発熱体３１の発熱により急速に加熱された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が被記録材１０６に向かって吐出され、被記録材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３８が設けられており、インク液路３８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。
【００８４】
このように、電気・熱変換体である発熱体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。
【００８５】
次に、本発明に好適に使用できる記録装置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。
【００８６】
図１０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被記録材としての用紙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。
【００８７】
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、プーリ１０２６ｂに巻きかけられるベルト１０１６、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。
【００８８】
モータ１０１８が作動状態とされてベルト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１０１８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。
【００８９】
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および１０１２Ｂ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。
【００９０】
図１１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１００１とで主要部が構成されている。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
図１２は、本発明のインクジェット記録装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。
【００９４】
本例の液体吐出ヘッドにおいては、例えば図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 Ａｌｉｎｅｒ）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。
【００９５】
図１２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。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。
【００９６】
ここで、図１２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。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。
【００９７】
例示した装置では、図１０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毎に吐出を行うことになる。
【００９８】
又、ヘッドの実例寸法の一例としては、例えば、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１６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）＝３３μｍ、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。
【００９９】
図１２に示したように、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、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）。
【０１００】
図示した例の液体吐出ヘッドにおいては、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６０度である。
【０１０１】
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。（図１４参照）本例の吐出口８３２の開口面積は４００μｍ2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。
【０１０２】
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１１４１ａとなっている。
【０１０３】
図１７はヒータ上に膜状の気泡が生成した状態を示し、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２１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。
【０１０４】
先ず、図１７に示すように、記録信号などに基づいたヒータ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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
ここで、図示した例の液体吐出ヘッドにおいては、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ＦＭ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。
【０１０７】
そして、図示した例の液体吐出ヘッドでは、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）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。
【０１０８】
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９３１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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
主液滴Ｉa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、被記録材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。
【０１１１】
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被記録材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。
【０１１２】
このように、図示した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。
【０１１３】
特に、図示した例の液体吐出ヘッドでは、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。
【０１１４】
本発明に好適に使用できる、上記したよう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。
【０１１５】
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や記録装置において、優れた効果をもたらすものである。
【０１１６】
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。
【０１１７】
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４，４６３，３５９号明細書及び同第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。
【０１１８】
本発明のインクカートリッジ、記録ユニット、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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
更に、記録装置が記録できる最大範囲の被記録材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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
又、本発明のインクジェット記録装置の構成に設けられる、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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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、被記録材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。
【０１２６】
更に加えて、本発明のインクジェット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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
図２５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。被記録材Ｐ’は、図示しない被記録材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。
【０１２９】
リードスクリュ６０５の一端の近傍には、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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
上述の構成を有するインクジェット記録装置６００は、図示しない被記録材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材Ｐ’に対し、インクジェットヘッドカートリッジ６０１は被記録材Ｐ’の全幅にわたって往復移動しながら記録を行う。
【０１３３】
【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、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。
（カーボンブラック分散液Ｃ−１の調製）
先ず、ブラックインクを作製するために使用するカーボンブラックの分散液として、下記のようにして、カーボンブラック分散液Ｃ−１を用意した。
表面積が２３０ｍ2／ｇでＤＢＰ吸油量が７０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック１０ｇと、３−アミノ−Ｎ−エチルピリジニウムブロマイド３．０６ｇとを、水７２ｇによく混合した後、これに硝酸１．６２ｇを滴下して、７０℃で攪拌した。ここに、更に数分後、５ｇの水に、１．０７ｇの亜硝酸ナトリウムを溶かした溶液を加え、更に１時間攪拌した。次に、得られたスラリーを、濾紙（商品名：東洋濾紙Ｎｏ．２；アドバンティス社製）で濾過し、顔料粒子を充分に水洗し、１１０℃のオーブンで乾燥させた後、この得られた顔料に水を足して顔料濃度１０重量％の顔料分散液Ｃ−１を作製した。
【０１３４】
以上の方法により、カーボンブラックの表面に、下記化学式で示されるカチオン性基を導入した。
（着色剤内包樹脂分散液ＭＣ−１の調製）
又、本発明のブラックインクに使用するための着色剤を内包する樹脂の分散液ＭＣ−１を、下記のような手順によって用意した。
先ず、以下に示す材料を混合溶解した。
・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−
プロピ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
次に、上記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２０重量％、平均粒子径０．０８μｍのマイクロカプセル化した着色樹脂を有する水系分散体ＭＣ−１を得た。
【０１３６】
（ブラックインクＡ及びＢの調製）
以上のようにして準備したカーボンブラック分散液Ｃ−１及び着色剤内包樹脂分散液ＭＣ−１の各分散液を、各固形分が表１に示す割合になるように混合した後、更に、グリセリン１６重量％、イソプロピルアルコール４．０重量％になるように各溶媒を混合し、最終的に、カーボンブラックと着色剤を内包する樹脂のインク中の総固形分が８重量％になるようにして、ブラックインクＡ及びＢを調製した。表１に示したＣ．Ｂ．／ＭＣの値は、得られたインクの最終固形分濃度を示している。即ち、ブラックインクＡでは、カーボンブラックと着色剤を内包する樹脂の固形分が、各々１．５重量％と６．５重量％に調整されていることを示している。
【０１３７】
＜実施例１＞
上記で得られたブラックインクＡを用い、下記の組成からなる各カラーインクと組み合わせて実施例１のインクセットを作成した。
（１）ブラックインク（カチオン性）
・上記ブラックインクＡ
【０１３９】
（２）イエローインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３ ３部
・グリセリン ５部
・ヘキシレングリコール ５部
・尿素 ７部
・安息香酸ナトリウム １．５部
・水 ７８．５部
【０１４０】
（３）マゼンタインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２ ４部
・２−ピロリドン ７部
・トリエチレングリコールモノメチル
エーテル ７部
・尿素 ７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
・ラウリン酸ナトリウム ２部
・水 ７２部
【０１４１】
（４）シアンインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９ ３部
・ジプロピレングリコール ８部
・１，２，６−ヘキサントリオール ７部
・尿素 ６部
・安息香酸アンモニウム ２部
・水 ７４部
【０１４２】
＜実施例２＞
上記で得られたブラックインクＡを用い、下記の組成からなる各カラーインクと組み合わせて実施例２のインクセットを作成した。
（１）ブラックインク（カチオン性）
・上記ブラックインクＡ
【０１４３】
（２）イエローインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３ ３部
・グリセリン ５部
・ヘキシレングリコール ５部
・尿素 ７部
・ラウリル硫酸ナトリウム １．５部
・水 ７８．５部
【０１４４】
（３）マゼンタインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２ ４部
・２−ピロリドン ７部
・トリエチレングリコールモノメチル
エーテル ７部
・尿素 ７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
・ベンゼンスルホン酸ナトリウム ２部
・水 ７２部
【０１４５】
（４）シアンインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９ ３部
・ジプロピレングリコール ８部
・１，２，６−ヘキサントリオール ７部
・尿素 ６部
・Ｎ−ラウロイメチルタウリンナトリウム２部
・水 ７４部
【０１４６】
＜実施例３＞
上記で得られたブラックインクＡを用い、下記の組成からなる各カラーインクと組み合わせて実施例３のインクセットを作成した。
（１）ブラックインク（カチオン性）
・上記ブラックインクＡ
【０１４７】
（２）イエローインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３ ３部
・グリセリン ５部
・ジエチレングリコール ５部
・尿素 ７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
・ナフタレン−１，３，６−トリスルホン
酸三ナトリウム ２部
・水 ７７部
【０１４８】
（３）マゼンタインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２ ４部
・２−ピロリドン ７部
・トリエチレングリコールモノメチル
エーテル ７部
・尿素 ７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
・ナフタレン−１，３，６−トリスルホン
酸三ナトリウム ２部
・水 ７２部
【０１４９】
（４）シアンインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９ ３部
・プロピレングリコール ８部
・１，２，６−ヘキサントリオール ７部
・尿素 ６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
・１，５−ナフタレンジスルホン酸
ジナトリウム ２部
・水 ７３部
【０１５０】
＜比較例１＞
上記で得られた着色剤内包樹脂を有さないブラックインクＢを用い、下記の組成からなるアニオン性物質を有さない各カラーインクとを組み合わせて比較例１のインクセットを作成した。
（１）ブラックインク
・上記ブラックインクＢ
【０１５１】
（２）イエローインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３ ３部
・グリセリン ５部
・ジエチレングリコール ５部
・尿素 ７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
・水 ７９部
【０１５２】
（３）マゼンタインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２ ４部
・２−ピロリドン ７部
・トリエチレングリコールモノメチル
エーテル ７部
・尿素 ７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
・水 ７４部
【０１５３】
（４）シアンインク（アニオン性）
・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９ ３部
・プロピレングリコール ８部
・１，２，６−ヘキサントリオール ７部
・尿素 ６部
・アセチレノールＥＨ（商品名：川研ファ
インケミカル社製） １部
・水 ７５部
【０１５４】
上記で得られた本実施例１〜３及び比較例１のインクセットのブラックインクをＢＣ−６０カートリッジ（キヤノン製）に、各カラーインクをＢＣ−６２カートリッジ（キヤノン製）に充填し、インクジェットカートリッジを作製した。
次に、上記のようにして作製したインクジェットカートリッジを、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インクジェット記録装置であるＢＪＦ−８００（キヤノン製）に各々搭載して、印字試験を行い、以下の評価を行った。尚、本実施例の評価に用いたＢＪＦ−８００は、各々のカラーインクと同一スキャン時にブラックインクを被記録材に付与し、更に、ブラックインクの被記録材への付与をカラーインクの直前に行うことができるように改造したものである。そして印字方法としては、上記改造に基づき、ブラックインクの付与直後に当該ブラックインクを付与した領域に隣接してカラーインクを付与するものとした。このようにして得られた結果を表１に示す。
【０１５５】
（１） ブラックインクとカラーインクとの間のブリーディング
上記印字試験は、キヤノン製コピー用紙：ＰＢ ＰＡＰＥＲ、ゼロックス製：４０２４ＰＡＰＥＲ、の２種の普通紙を使用した。
（評価方法及び評価基準）
上記２紙に各インクセットでブラックインクでベタ部を印字し、その直後に、それと隣接するようにイエロー、又はマゼンタ、又はシアンインクでベタ部を印字した。評価基準は以下の通りであり、その評価結果を表２に示した。
Ａ：全ての境界部で目視でブリードが認められない。
Ｂ：目視でわずかにブリードが見られるものの、実用上全く問題ない。
Ｃ：目視で若干のブリードが見られるものの、許容範囲内である。
Ｄ：目視で明らかなブリードが見られる。
【０１５６】
（２）耐擦過性
前記ブリーディングの試験と同様のベタ部をブラックインクで、キヤノン製コピー用紙：ＰＢ ＰＡＰＥＲ、ゼロックス製：４０２４ＰＡＰＥＲの２種の普通紙の上に印字し、画像印字から４時間経過した後、印字した紙上にシルボン紙を乗せ、更にその上に一辺が５ｃｍ、重さ１ｋｇの錘を乗せた後シルボン紙を引っ張った時に記録紙（被記録材）の非印字部（白地部）及びシルボン紙に生じた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。評価基準は以下の通りであり、その評価結果を表３に示した。
Ａ：白地部及びシルボン紙に汚れなし。
Ｂ：シルボン紙のみ汚れあり。
Ｃ：白地部及びシルボン紙の双方に汚れあり。
【０１５８】
（３）耐ラインマーカー性
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、ブラックインクで文字印刷後１時間後に、文字部を通常の筆圧で１度マークした。評価基準は以下の通りであり、その評価結果を表４に示した。
Ａ：印字物に滲みや白地部分の汚れが認められず、ペン先も汚れていない。
Ｂ：印字物に白地部分の汚れが認められないが、ペン先がやや汚れている。
Ｃ：印字物に白地部分の汚れが認められる。
【０１６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、所謂普通紙に対して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しても、ブラックインクとカラーインクの境界部におけるブリーディングや白モヤが発生することなく、高い印字濃度の高品位な画像を提供できるカラーインクジェット記録用インクセット、これを用いるインクジェット記録方法及び記録用機器類が提供される。更に、本発明によれば、ブラックインクに顔料インクを用いているにもかかわらず、耐擦過性や耐マーカー性に優れた高品位画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット記録装置ヘッドの縦断面図である。
【図２】インクジェット記録装置ヘッドの縦横面図である。
【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斜視図である。
【図５】インクカートリッジの縦断面図である。
【図６】記録ユニットの一例を示す斜視図である。
【図７】インクジェッット記録装置を示す斜視図である。
【図８】図７の記録ヘッドユニットを示す斜視図である。
【図９】記録ヘッドの発熱体付近の拡大断面図である。
【図１０】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１１】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１２】図１１に示したインクジェットカートリッッジ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。
【図１３】図１１に示した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１４】図１３に示した吐出口の部分の拡大図である。
【図１５】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。
【図１６】図１３における主要部の模式図である。
【図１７】図１６中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１８〜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。
【図１８】図１６中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１７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。
【図１９】図１６中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１７、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。
【図２０】図１６中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１７〜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。
【図２１】図１６中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１７〜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。
【図２２】図１６中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１７〜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。
【図２３】図１６中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１７〜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。
【図２４】図１６中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図１７〜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。
【図２５】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。
【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：アルミニウム電極
１８：発熱抵抗体槽
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：インク滴
２５：被記録材
２６：マルチ溝
２７：ガラス板
２８：発熱ヘッド
３１：発熱体
３２：液室
３３：基板
３４：隔壁
３５：インク滴
３６：保護膜
３７：吐出口
３８：インク液路
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：キヤップ
６３：インク吸収体
６４：吐出回復部
６５：記録ヘッド
６６：キヤリッジ
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
１００：インクジェット記録ヘッド
１０１：気泡
１０２：記録ヘッド
１０３：記録ヘッドユニット
１０４：ガイド軸
１０５：ガイド軸
１０６：被記録材
１０７：スイッチ部と表示素子部
１０８：プラテン
１０９：送りローラ
１１０：回復系ユニット
１１１：キャリッジ
２０Ｂｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ：インクのタンク
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
９３１：電気熱変換素子（ヒータ、インク吐出エネルギー発生素子）
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’：被記録材
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 (16)
- 少なくともブラックインクとカラーインクとを含む２色以上のインクを用いてカラー画像を被記録材上に記録するためのインクセットであって、上記ブラックインクが、カチオン性基を有する顔料若しくは顔料とカチオン性基を有する顔料分散剤と、樹脂からなるマイクロカプセル内に閉じ込められている構成の着色剤とを有し、上記カラーインクが、アニオン性の染料と更に他のアニオン性物質とを有することを特徴とするインクセット。
- 前記顔料が、カーボンブラックである請求項１に記載のインクセット。
- 前記顔料が、表面に少なくとも１つのカチオン性親水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である請求項１に記載のインクジェット記録用インクセット。
- 前記着色剤が、油溶性染料又は顔料である請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクセット。
- 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１〜４のいずれか１項に記載のインクセット。
- 前記着色剤が、前記顔料と同じ色を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクセット。
- 前記アニオン性物質が、カルボキシル基又はスルホン基を含む請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクセット。
- 前記アニオン性物質が、芳香族環にスルホン基が置換された物質である請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクセット。
- 前記アニオン性物質が、スルホン基を複数個有する請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクセット。
- 前記アニオン性の染料が、スルホン基を含む染料である請求項１〜９のいずれか１項に記載のインクセット。
- 前記インクセットがインクジェット記録に用いられる請求項１〜１０のいずれか１項に記載のインクセット。
- 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材に付着させる工程；及び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材に付着させる工程；を有するインクジェット記録方法において、該ブラックインク及び該カラーインクとして、請求項１１に記載のインクセットを構成するブラックインク及びカラーインクを用いることを特徴とするインクジェット記録方法。
- ブラックインクを収容している第１のインク収容部、カラーインクを収容している第２のインク収容部、及び、上記第１のインク収容部に収容されているブラックインク及び上記第２のインク収容部に収容されているカラーインクの各々を吐出させるためのヘッドを具備している記録ユニットにおいて、該ブラックインク及び該カラーインクが、請求項１１に記載のインクセットを構成するブラックインク及びカラーインクであることを特徴とする記録ユニット。
- ブラックインクを収容している第１のインク収容部、及び、カラーインクを収容している第２のインク収容部、を具備しているインクカートリッジにおいて、該ブラックインク及び該カラーインクが、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のインクセットを構成するブラックインク及びカラーインクであることを特徴とするインクカートリッジ。
- ブラックインクを収容している第１のインク収容部、カラーインクを収容している第２のインク収容部、及び上記ブラックインク並びに上記カラーインクを各々吐出するためのヘッドを有するインクジェット記録装置において、該ブラックインク及び該カラーインクが、請求項１１に記載のインクセットを構成するブラックインク及びカラー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。
- 隣接する、インクジェット法によって形成されたブラック画像とインクジェット法によって形成されたカラー画像との境界領域におけるブリーディングを緩和する方法であって、請求項１１に記載のインクセットを構成するブラックインクで上記ブラック画像を形成し、請求項１１に記載のインクセットを構成するカラーインクで上記カラー画像を形成することを特徴とするブリーディングの緩和方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000295894A JP3969945B2 (ja) | 1999-09-30 | 2000-09-28 | インクセット、これを用いるインクジェット記録方法、記録ユニット、インクカートリッジ、インクジェット記録装置及びブリーディング緩和方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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