JPH10330663A - インク、インクカートリッジ及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少なくとも水、水溶性有機溶剤及び顔料が分
散剤で分散せしめられた顔料分散体を含む水系分散液の
形をしたインクジェット記録用インクに関し、記録物の
印字品位の向上とインクの安定性を両立させることを目
的とする。 【解決手段】 顔料の分散のために用いられる分散剤
が、アニオン性であり、分散剤水溶液の形の時のpH値が
７以上でありかつ表面張力が５０ダイン／cm以下であ
り、そして重量平均分子量が８００００以下の範囲にあ
るアクリル系高分子共重合体からなるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
に関し、さらに詳しく述べると、特にインクジェット記
録において有利に使用することのできる、水系分散液の
形をした顔料インクに関する。本発明の顔料インクは、
物性、目詰まり防止性、耐光性、耐水性に優れ、かつに
じみ防止性、定着性にも優れている。本発明はまた、こ
のようなインクを容器に収容したインクカートリッジ及
びそれを使用したインクジェット記録装置に関する。な
お、本願明細書では、「インク」なる語に代えて、それ
と同義で「記録液」なる語を使用することもある。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータ、ワード
プロセッサ、ファクシミリ装置、複写機などの電子機器
に内蔵、あるいは接続される印刷機として、インクジェ
ットプリンタが広く用いられている。インクジェットプ
リンタの代表的な印字の方式としては、インクを瞬間加
熱し、気化させて気泡を発生させ、その圧力で付属のノ
ズルよりインクの液滴を飛翔させるバブルジェット（Ｂ
Ｊ）方式や、圧電素子（ピエゾ素子）の変形を利用し、
その変形力でノズルよりインクの液滴を飛翔させるピエ
ゾ方式などがある。インクジェット記録方式は、ノズル
を有する記録部と被記録材である記録媒体とが直接接触
しないノンインパクト記録の代表的な方式の一つであ
る。

【０００３】インクジェット記録方式に基づく記録装置
で用いられるインク、すなわち、インクジェット記録用
インクには、良好な記録を行うため、優れた特性を有す
ることが求められている。要求されている特性の典型
は、例えば、粘度、表面張力等の物性値が適正な範囲に
あること、インクの安定性が高く、記録ヘッドの目詰ま
りを生じないこと、記録画像の濃度が十分に高いこと、
耐光性、耐水性に優れた画像を与えること、記録紙上で
にじみを生じないこと、などである。

【０００４】ところで、従来常用のインクジェット記録
用インクは、基本的に、染料と、水溶性有機溶剤とから
構成されている。この種の染料インクは、しかし、着色
成分として使用する染料の性格のため、耐水性、耐光性
に関して満足し得る記録物を提供することができないと
いう問題を有している。そこで、この問題を解決するた
め、染料に代えて顔料を使用した顔料インクの開発が行
われている。

【０００５】顔料インクの特徴としては、まず、得られ
る記録物においてその耐水性及び耐光性が、染料インク
と比べて格段に高いことが挙げられる。また、染料イン
クと比較して、記録物の濃度が高く、にじみの発生も少
ない。しかし、顔料インクの場合、着色成分として使用
する顔料自体が水などの溶媒に不溶であるため、インク
を長期間にわたって安定に保存することが難しく、ま
た、記録ノズルで目詰まりを起こしやすい。このような
ことから、記録物の印字品位の向上とインクの安定性の
両立が、顔料インクでの最大の課題となっている。

【０００６】記録物の印字品位の向上とインクの安定性
を両立させるため、いろいろな対策が図られている。例
えば、特開昭１００２３号公報は、特にインクジェット
記録用インクとしての使用を意図したものではないが、
水性のサインペン、フェルトペン、ボールペン等の筆記
具用として有用な、顔料、分散剤及び水性媒体からなる
水性インク組成物を開示している。この水性インク組成
物は、分散剤が親水性部分と親油性部分を併有する重合
体であり、そして水性媒体が不揮発性の親水性有機溶剤
を含有することを特徴としている。

【０００７】また、同様なインクは、特開平３−２１０
３７３号公報、特開平８−１１３７３９号公報、特開平
８−１２７７４６号公報などにも開示されている。例え
ば、特開平３−２１０３７３号公報に記載の発明は、印
字物の濃度及び高温下の吐出安定性を改善したインクジ
ェット記録用顔料インクに関し、水性液媒体中に、揮発
分が３．５〜８重量％の範囲にある酸性カーボンブラッ
クと、重量平均分子量が３０００〜３０００００の範囲
にある水溶性樹脂とを含み、酸性カーボンブラックと水
溶性樹脂の含有比率が重量比で３：１〜１０：１の範囲
にあることを特徴としている。また、特開平８−１１３
７３９号公報に記載の発明は、とりわけにじみの少ない
印字を実現できるインクジェット記録用染料インク組成
物に関し、染料と、プロピレングリコールモノ−ｎ−ブ
チルエーテル（ＰＧｍＢＥ）及び（又は）ジプロピレン
グリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル（ＤＰＧｍＢＥ）
と、ＰＧｍＢＥ及びＤＰＧｍＢＥ以外の水溶性グリコー
ルエーテル類とを含むとともに、ＰＧｍＢＥ及びＤＰＧ
ｍＢＥの合計量がインク組成物基準で３〜３０重量％で
あることを特徴としている。さらに、特開平８−１２７
７４６号公報に記載の発明は、筆記具のペン先やインク
ジェットプリンタのノズルのようなインク吐出部を大気
中に長時間露出させても結晶の析出がなく、耐乾燥性に
優れた、最大粒子径０．３μｍ以下の顔料と、保湿剤
と、水とから少なくともなる水性顔料インクに関し、保
湿剤が尿素とエチレン尿素とからなり、その比率が１：
３〜５：１であることを特徴としている。

【０００８】上記した顔料インクは、しかし、それをイ
ンクジェット記録に使用した場合、先に説明した重要な
課題であるところの、記録物の印字品位の向上とインク
の安定性の両立を完全に解決することができない。特
に、記録時の記録媒体、特に紙へのインク定着性に関し
ては、例えばインクの紙への浸透を増強して定着時間を
短縮すると、顔料インクであっても、にじみの発生が増
加するなど、相反する特性が発生することを避けられな
い。これは、従来の顔料分散剤に使用している樹脂、界
面活性剤では、インクの紙への浸透とにじみの制御を両
立することができなかったためである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、した
がって、上記したような従来技術の問題点を解決して、
物性、目詰まり防止性、耐光性、耐水性に優れ、かつに
じみ防止性、定着性に優れたインクジェット記録用顔料
インクをを提供することにある。本発明のもう１つの目
的は、このような優れたインクジェット記録用インクを
収容したインクカートリッジを提供することにある。

【００１０】本発明のさらにもう１つの目的は、上記の
ような優れたインクジェット記録用インクを使用したイ
ンクジェット記録装置を提供することにある。本発明の
上記した目的及びその他の目的は、以下の詳細な説明か
ら容易に理解することができるであろう。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、少なく
とも水、水溶性有機溶剤及び顔料が分散剤で分散せしめ
られた顔料分散体を含む水系分散液の形をしたインクで
あって、前記顔料の分散のために用いられる分散剤が、
アニオン性であり、分散剤水溶液の形の時のpH値が７以
上でありかつ表面張力が５０ダイン／cm以下であり、そ
して重量平均分子量が８００００以下の範囲にあるアク
リル系高分子共重合体からなることを特徴とするインク
ジェット記録用インクが提供される。

【００１２】また、本発明によれば、本発明のインクジ
ェット記録用インクを収容した容器を含んでなることを
特徴とするインクジェット記録用インクカートリッジが
提供される。さらに、本発明によれば、記録媒体にイン
クジェット記録方式で記録を行う装置であって、本発明
のインクジェット記録用インクを収容した容器を含むイ
ンクカートリッジと、該インクカートリッジの容器から
のインクを所望の記録パターンに従って記録媒体上に適
用する手段とを含んでなることを特徴とするインクジェ
ット記録装置も提供される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるインクジェッ
ト記録用インク、インクカートリッジ及びインクジェッ
ト記録装置をそれぞれその好ましい実施形態を参照して
説明する。しかし、本発明は、これらの実施形態にのみ
限定されるものではないことを理解されたい。

【００１４】本発明は、第１に、水、水溶性有機溶剤、
顔料、そして該顔料を分散せしめて顔料分散体を形成す
るための分散剤を少なくとも含む、水系分散液の形をし
たインクジェット記録用顔料インクにある。本発明のイ
ンクは、特に、顔料の分散のために用いられる分散剤
が、特定の要件を満足せしめるところのアクリル系高分
子共重合体であることを特徴としている。すなわち、本
発明の実施において分散剤として用いられるアクリル系
高分子共重合体は、（１）アニオン性であり、（２）分
散剤水溶液の形の時のpH値が７以上でありかつ（３）表
面張力が５０ダイン／cm以下であり、そして（４）重量
平均分子量が８００００以下の範囲にあることが必要で
あり、これらの要件のいずれが欠如しても、記録物の印
字品位の向上とインクの安定性の両立を図ることができ
ない。

【００１５】第１に、分散剤として選択されたアクリル
系高分子共重合体を水溶液とした時、そのpH値が７を下
回ると、分散剤と顔料の間に電気的反発が発生し、分散
剤水溶液が得られたとしても、分散状態が不安定にな
り、インクの保存中に沈殿を生じる場合がある。また、
分散剤水溶液の表面張力が５０ダイン／cmを上回ると、
顔料への濡れ性が悪く、顔料になじみにくいので、同じ
く分散不安定になり、保存中に沈殿を生じる場合があ
る。

【００１６】また、ここで用いられるアクリル系高分子
共重合体は、好ましくは、８００００以下の重量平均分
子量を有しており、さらに好ましくは、３０００〜６０
０００の分子量を有している。さらに、このようなアク
リル系高分子共重合体の特定の分子量の要件に加えて、
本発明で用いられる顔料分散体において、それに含まれ
るアクリル系高分子共重合体の量は、好ましくは、顔料
の添加量の１０〜１００重量％の範囲である。本発明者
らの知見によると、アクリル系高分子共重合体におい
て、その重量平均分子量が８００００を上回ったり、あ
るいはその添加量が顔料のそれの１００重量％を上回っ
たりすると、その共重合体の水への溶解性が低下し、水
系分散液の粘度も増加する。このような溶解が不十分で
ありかつ高粘度なインクをインクジェット記録装置で使
用して、その微細なノズルから吐出させると、ノズルの
目詰まりや印字不良を引き起こしやすい。また、アクリ
ル系高分子共重合体の量が顔料の添加量の１０重量％に
達しないと、顔料を安定に分散させることが不可能にな
る。インクの信頼性の面からは、アクリル系高分子共重
合体と顔料をほぼ同量で使用することが好ましい。

【００１７】上記したような要件を満足させ、本発明の
実施において使用することができるアクリル系高分子共
重合体は、好ましくは、アルカリ可溶性の水溶性樹脂で
ある。かかる水溶性樹脂の適当な例を示すと、以下に列
挙するものに限定されるわけではないけれども、スチレ
ン−アクリル酸共重合体、アクリル酸−アクリル酸アル
キルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリ
ル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル
酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−
α−メチルスチレン−アクリル酸−アクリル酸共重合
体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、スチレン
−マレイン酸共重合体、マレイン酸−無水マレイン酸共
重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体など、
そしてこれらの共重合体の塩類を包含する。また、所定
の要件が満たされるのであるならば、必要に応じて、ポ
リアクリル酸、ポリメタクリル酸あるいはそれらの重合
体の塩類を使用してもよい。これらのアクリル系高分子
共重合体は、単独で使用してもよく、あるいは２種類も
しくはそれ以上の共重合体を組み合わせて使用してもよ
い。

【００１８】以上に一例を列挙したような水溶性樹脂
は、好ましくは、可溶化せしめられたアンモニウム塩の
形で用いられる。また、かかる水溶性樹脂の可溶化アン
モニウム塩を提供するため、選ばれた水溶性樹脂に対し
て、有機又は無機のアミン化合物、例えばモノエタノー
ルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン、アミノメチルプロパノール、アンモニア等を添加す
ることが好ましい。

【００１９】本発明によるインクジェット記録用インク
は、モノクロ記録及びカラー記録の両方において広く有
利に使用することができる。したがって、顔料分散体の
形成に用いられる顔料は、この技術分野において一般的
に用いられているもののなかから、インクの使途、イン
ク成分の種類等のいろいろなファクタに応じて適当なも
のを任意に選択して使用することができる。

【００２０】本発明によるインクは、それを黒インクと
して有利に使用することができ、よって、にじみのない
高品位のモノクロ黒記録を行うことができる。モノクロ
黒記録において、インクを構成する水系分散液において
有利に使用することのできる顔料は、カーボンブラック
である。カーボンブラックの特性は、一般的に、粒子
径、表面積、吸油量、揮発分、pH値などで決定され、ま
た、したがって、本発明の実施において有利に使用する
ことのできるカーボンブラックも、それを特性的に規定
すると、３０nm以下の一次粒径、２００m²／ｇ以下のＢ
ＥＴ比表面積、８０ml／１００ｇ以下のＤＢＰ吸油量、
２．０％以上の揮発分及び７以下のpH値を有しているも
のである。これは、使用するカーボンブラックの特性が
上記した範囲を外れていると、水系分散液中で凝集が起
こりやすく、分散が不安定となるからである。

【００２１】上記したようなカーボンブラックは、通
常、商業的に入手可能であり、また、その一例を示す
と、三菱化学社製のＭＡ−７、ＭＡ−８及びＭＡ−１１
（商品名）、コロンビアンカーボン社製のＲａｖｅｎ
１２５５、Ｒａｖｅｎ １２５０及びＲａｖｅｎ １０
８０ Ｕｌｔｒａ（商品名）、キャボット社製のＭｏｇ
ｕｌ−Ｌ及びＲｅｇａｌ ４００Ｒ（商品名）、デグサ
社製のＳｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ ５５０及びＰｒｉ
ｎｔｅｘ １５０Ｔ（商品名）などを挙げることができ
る。これらのカーボンブラックも、単独で使用しても、
あるいは混合して使用してもよい。

【００２２】本発明の顔料インクは、上記したような黒
インクに代えて、カラーインクとして使用してもよい。
カラーインクで使用する顔料は、所望とする色相などに
よっていろいろに変更することができる。使用可能な顔
料の一例を示すと、例えば、不溶性型アゾ系顔料、イソ
インドリノン系顔料、ベンゾイミダゾロン系顔料、縮合
アゾ系顔料などの黄色系顔料、不溶性型アゾ系顔料、キ
ナクリドン系顔料、ペリレン系顔料、ジオキサジン系顔
料などの赤色系顔料、フタロシアニン系顔料、インダス
レン系顔料などの青色系顔料を挙げることができる。

【００２３】また、上記したような水性分散液の調製に
有利に使用される水溶性有機溶剤は、その一例を以下に
列挙すると、メタノール、エタノール、ｎ−プロピルア
ルコール、ｉｓｏ−プロピルアルコール等の１価アルコ
ール、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、ヘキシレングリコール、ジエチレン
グリコール、トリエチレングリコール等の２価アルコー
ル、グリセリン等の３価アルコール、ポリエチレングリ
コール、ポリブチレングリコール等のポリアルキレング
リコール、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メチルエーテル、トリエチレン
グリコールモノメチルエーテル等の多価アルコールの低
級アルキルエーテルなどを包含する。これらの水溶性有
機溶剤のなかで、特に好適に使用することができる有機
溶剤は、ジエチレングリコール等の２価アルコールであ
る。これらの有機溶剤は、単独で使用してもよく、ある
いは混合して使用してもよい。また、かかる有機溶剤の
使用量は、広く変更することができるというものの、通
常、水系分散液の全量を基準にして１〜２０重量％の範
囲であるのが有利である。

【００２４】以上、本発明の水系分散液を構成する必須
成分について説明したけれども、水系成分、すなわち、
本発明のインクジェット記録用インクは、この技術分野
において一般的に行われているように、必要に応じて任
意の添加剤を含有することができる。適当な添加剤の一
例として、例えば、界面活性剤、pH調整剤あるいは緩衝
剤、防錆剤、防腐剤、酸化防止剤、殺菌剤、防カビ剤、
蒸発促進剤、浸透剤、キレート化剤などを挙げることが
できる。

【００２５】本発明の水系分散液を調製するため、顔料
を均一に分散させることが必要である。この顔料の分散
には、この技術分野において通常用いられている各種の
分散方法を使用することができる。一例を示すと、例え
ば、ボールミル、サンドミル、アトライタ、ロールミ
ル、ビーズミル、コロイドミル、超音波ホモジナイザ、
高圧ホモジナイザなどの商業的に入手可能な各種の分散
機を使用して、顔料の分散を有利に行うことができる。

【００２６】本発明の実施において、インクジェット記
録用インクを使用して記録が付与されるべき記録媒体
は、特に限定されないというものの、好ましくは記録紙
である。適当な記録紙の一例を示すと、その製造原料に
よって多種多様であるけれども、乾式複写機等で広く用
いられているいわゆる「普通紙」、再生紙、インクジェ
ット記録用専用紙などを挙げることができる。

【００２７】本発明による顔料インクは、特にインクジ
ェット記録方式を利用した記録方法及び記録装置におい
て有利に利用することができる。ここで、利用するイン
クジェット記録方式の詳細は問題とならないというもの
の、好ましくは、例えばピエゾ（圧電）方式、バブルジ
ェット（ＢＪ）方式などに基づくインクジェット記録方
法及び記録装置である。

【００２８】本発明によれば、したがって、本発明のイ
ンクジェット記録用インクを収容した容器を含んでなる
ことを特徴とするインクジェット記録用インクカートリ
ッジ、そして本発明のインクを収容した容器を含むイン
クカートリッジと、該インクカートリッジの容器からの
インクを所望の記録パターンに従って記録媒体上に適用
する手段とを含んでなることを特徴とするインクジェッ
ト記録装置も提供される。実際、このような形態で本発
明を具現することによって、記録物の印字品位の向上と
インクの分散安定性の両立を図ることができる。

【００２９】以上に本発明の好ましい実施形態の概要を
説明した。引き続いて、本発明による好ましい実施態様
を特にピエゾ方式に基づくインクジェット記録装置を参
照してさらに具体的に説明することにする。ピエゾ方式
のインクジェット記録装置は、印字の高速化、制御の容
易性などの理由により、広く用いられている。また、最
近では、このようなインクジェット記録装置において有
利に使用することのできるものとして、インクの流通路
としてかつ圧力室として機能するインク流路を備えたイ
ンク流路部材と、１つの面がインク流路の壁面の一部を
構成することができる圧電素子部材とを接合させた、構
造が単純で、低価格が期待できるピエゾ方式のインクジ
ェットプリンタ用ヘッドが提案されている。

【００３０】図１は、従来のピエゾ方式のインクジェッ
トプリンタ用ヘッドの一例を示した展開図である。図示
されるように、インクジェットヘッド１０は、大きく分
けて、インク流路部材１１、ノズル部材２１、そして圧
電素子部材１の３つの主たる部材から構成されている。
インク流路部材１１は、複数本の圧力室を兼ねるインク
流路１２を有している。図示の例では、６本のインク流
路１２を装備したインク流路部材１１が示されている。
また、インク流路部材１１の内部では、インク流路が合
流してインク供給路１４が形成されており、インク供給
口１５に連通している。インク流路部材１１の前面に
は、それぞれのインク流路１２に対応して分布せしめら
れたノズル２２を有するノズル部材２１が接合される。
ノズル２２の孔からは、インク流路１２内で加圧された
インクを液滴の形で吐出可能である。インク流路部材１
１において、インク流路１２が形成されている側には、
圧電素子部材１が接合されている。圧電素子部材１は、
基板２とその上の圧電素子３とからなる。圧電素子３の
うちインク流路１２に対応する部分には、以下に詳細に
説明する圧電素子駆動部１３が形成されている。すなわ
ち、インク流路部材１１の図面では見えない下側では、
インク流路１２の下面と圧電素子部材１の圧電素子駆動
部１３の上面１３ａが当接している。

【００３１】図２に拡大して示すヘッド要部の断面図か
ら理解されるように、圧電素子部材１は、インク流路１
２の体積変化を行うための振動板としてのダイアフラム
（図示せず）と、ダイアフラムを歪ませるための駆動体
としての圧電素子３と、圧電素子の電歪効果を誘導する
ためのものであって、その中間に圧電素子３を挟み込ん
だ一対の電極５とを有している。図示の例では、一対の
電極、すなわち、１枚の層状圧電素子３をサンドイッチ
した２枚の層状電極５が示されている。ここで、電極５
とそれらによって挟まれた圧電素子３の組の全部を総称
して、本願明細書では特に「圧電素子駆動部」１３と呼
んでいる。なお、ここではそれぞれを図示して説明しな
いけれども、圧電素子駆動部１３は、この技術分野にお
いて採用されているいろいろな構成を有することができ
る。また、先にも説明したように、この圧電素子部材１
には、その圧電素子駆動部１３のそれぞれと突き合わせ
た形でインク流路１２を有するインク流路部材１１が接
合されている。圧電素子駆動部１３の電極５の間に電圧
を印加すると、中間に挟み込まれている圧電素子３が電
歪効果によって伸長させられる。すると、圧電素子３に
密着して配置されたダイアフラムが上方に向かって撓
み、インク流路１２内の体積の減少がそれによって発生
する。インク流路１２内の体積が減少すると、その流路
内に充填されたインクが加圧され、その流路の先端に位
置するノズルからインク滴として吐出される。このよう
なピエゾ方式のインクジェットヘッドは、その構造が極
めて単純で、また、組立に必要とされる部品の数が少な
いので、ＢＪ方式のヘッドに比較可能な低価格で提供す
ることができる。

【００３２】ここで、インク流路を有するインク流路部
材は、好ましくは、この技術分野において一般的に行わ
れているようにインク流路板の形をとることができる。
すなわち、インク流路部材は、例えば、ＰＥＳ、ＰＥ
Ｔ、ＰＥＮなどのプラスチック材料、熱硬化性樹脂、ア
ルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼などの金属材料あ
るいは感光性ガラス、例えばフォトセラム（商品名）な
どのその他の材料から成形あるいはその他の技法、例え
ばエッチング、電鋳、サンドブラスト、レーザ加工など
によって形成することができる。また、インク流路部材
は、半導体装置の製造に広く用いられているレジストプ
ロセスを利用して、適当な感光性樹脂（レジスト材料）
のパターニングにより形成することができる。インク流
路部材のインク流路は、互いに平行な複数本の溝から構
成されるものであり、その溝の本数及び大きさはヘッド
の構成などのファクタに応じて広く変更することができ
る。一般的に、インク流路の本数は、約４〜６０本、そ
れぞれのインク流路の大きさは、約１００〜５００μm
の幅、約５０〜５００μm の深さ、そして約０．１〜２
０mmの長さである。

【００３３】インク流路部材の端面に接合されるノズル
部材も、従来常用のノズル板と同様に構成することがで
きる。ノズル部材は、例えば、上記したインク流路部材
と同様なプラスチック材料、金属材料などから成形ある
いはその他の技法によって形成することができ、その大
きさならびにノズルの分布及び大きさは、例えば、組み
合わせて用いられるインク流路部材などに応じて変更す
ることができる。例えば、ノズル部材の大きさは、約１
〜５０mmの幅、約０．１〜１mmの厚さ、そして約５〜５
０mmの長さである。インク流路部材に対するノズル部材
の接合は、接着剤などを使用して行うことができる。

【００３４】圧電素子部材及びそれに含まれる圧電素子
駆動部は、例えば、圧電素子形成性セラミック材料のグ
リーンシートから、その複数枚を積層することにより所
望の厚さとした後、得られた積層体を高められた温度で
焼成することにより形成することができる。ここで使用
する圧電素子形成性セラミック材料は、圧電素子の形成
に一般的に用いられているもの、例えば、ＰＮＮ：Pb(N
i,Nb)O₃ 系セラミック材料などを包含する。また、圧電
素子及び電極は、好ましくは層状である。それぞれの電
極は、この技術分野において通常行われているように、
各種の導電性材料、例えば、金、銅、ニッケル、パラジ
ウムなどの金属又は合金材料から、さもなければ導電性
のプラスチック材料から形成することができる。電極の
形成は、通常、圧電素子のグリーンシートを形成した
後、その所定の領域に電極材料のペーストなどをスクリ
ーン印刷やその他の技法により所定のパターンで適用す
ることにより実施することができる。圧電素子駆動部、
すなわち、圧電素子層とそれを挟んだ２枚の電極層の組
は、所望とするインクジェットヘッドの構成などの要件
に応じて何組であってもよいというものの、通常、１〜
５組である。また、それぞれの組に含まれる圧電素子層
及び電極層の膜厚は、特に限定されないというものの、
通常、圧電素子層が約１０〜５００μm 、そして電極層
が約０．５〜１０μm である。

【００３５】図３は、本発明によるカラーインクジェッ
ト記録装置の好ましい１態様を示した斜視図である。図
示のカラーインクジェット記録装置３０では、紙送りロ
ーラ３２により矢印Ａの方向に搬送される記録媒体（普
通紙）３３の上を、所定の記録部位において、インクカ
ートリッジ（図示せず）が取り付けられたインクジェッ
トヘッド３５が矢印Ｘの方向に走査可能である。ここ
で、インクジェットヘッド３５はキャリア３４に支承さ
れていて、また、キャリア３４は、ステージシャフト３
６に沿って移動可能である。

【００３６】図４は、図３に示したインクジェットヘッ
ドと同様な構成を有するインクジェットヘッドの斜視図
である。インクジェットヘッド３５は、図示されるよう
に、複数のインクカートリッジ４１、４２、４３及び４
４が着脱可能に構成されている。それぞれのインクカー
トリッジに装填するインクは、所望とする記録結果など
に応じて任意に変更することができ、例えば、カートリ
ッジ４１にはイエローインクを、カートリッジ４２には
マゼンタインクを、カートリッジ４３にはシアンインク
を、そしてより大きな容量を有するカートリッジ４４に
は黒インクを、それぞれ装填することができる。それぞ
れのインクは、好ましくは、本発明による顔料インクで
ある。なお、インクカートリッジの形状の理解を容易に
するため、イエローインク用のカートリッジ４１が図５
に斜視図で示されている。

【００３７】

【実施例】引き続いて、本発明をその実施例についてさ
らに詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に
限定されるものではないことを理解されたい。例１ 顔料分散液の調製：下記の成分を攪拌下に混合した。

【００３８】 アクリル系高分子共重合体「サンサイザーＳＡ７０９」 ６．７重量部 （スチレン−マレイン酸系、pH＝９、表面張力＝ ３３．９ダイン／cm、重量平均分子量＝２００００、 不揮発分＝３０％、三洋化成社製） イオン交換水 ８２．３重量部 得られた水溶液に１０重量部のカーボンブラック（Ｍｏ
ｇｕｌ−Ｌ、キャボット社製）を添加し、さらに１重量
部の消泡剤を添加した後、ビーズミル分散機にて１時間
にわたって分散処理を行った。得られた分散液をポアサ
イズ５μｍのメンブランフィルタで濾過して粗大粒子及
び塵を除去したところ、目的とする顔料分散液が得られ
た。

【００３９】水系分散液の調製：下記の成分を攪拌下に
混合した。 顔料分散液（上記工程で調製） １８重量部 ジエチレングリコール ２．２重量部 イオン交換水 ９．８重量部 黒色顔料インクとして使用可能な、目的とする水系分散
液が得られた。

【００４０】例２ 前記例１に記載の手法を繰り返して、黒色顔料インクと
して使用可能な水系分散液を調製した。なお、本例で
は、アクリル系高分子共重合体として、「サンサイザー
ＳＡ５０８」（スチレン−マレイン酸系、pH＝９、表面
張力＝３４．１ダイン／cm、重量平均分子量＝５０００
０、不揮発分＝３０％、三洋化成社製）を同量で使用し
た。

【００４１】例３ 前記例１に記載の手法を繰り返して、黒色顔料インクと
して使用可能な水系分散液を調製した。なお、本例で
は、アクリル系高分子共重合体として、「ＧＬ−１０８
０」（スチレン−アクリル系、pH＝９、表面張力＝４１
ダイン／cm、重量平均分子量＝３７００、不揮発分＝４
３％、星光化学社製）を同量で使用した。

【００４２】比較例１ 前記例１に記載の手法を繰り返した。しかし、本例で
は、比較のため、アクリル系高分子共重合体に代えて、
ポリカルボン酸系特殊高分子共重合体「サンスパールＰ
ＤＮ１７３」（三洋化成社製）を同量で使用した。水系
分散液が得られた。

【００４３】比較例２ 前記例１に記載の手法を繰り返した。しかし、本例で
は、比較のため、アクリル系高分子共重合体に代えて、
非イオン性共重合体「ノニオンＮＳ−２１０」（日本油
脂社製）を同量で使用した。水系分散液が得られた。

【００４４】比較例３ 前記例１に記載の手法を繰り返した。しかし、本例で
は、比較のため、アクリル系高分子共重合体に代えて、
カチオン性共重合体「ナイミーンＳ−２１５」（日本油
脂社製）を同量で使用した。水系分散液が得られた。

【００４５】比較例４ 前記例１に記載の手法を繰り返した。しかし、本例で
は、比較のため、アクリル系高分子共重合体として、
「サンサイザーＳＡ５０１−２０」（重量平均分子量＝
１０００００、不揮発分＝２０％、三洋化成社製）を同
量で使用した。高粘度の水系分散液が得られた。

【００４６】例４ 前記例１〜３ならびに比較例１〜４において調製した水
系分散液の特性を下記の７項目に関して記載のような評
価基準に従って評価した。（１）分散安定性それぞれの
水系分散液を常温で２週間保存し、保存前及び保存後に
おける粒度分布の変化を測定し、分散安定性の良否を判
定した。

【００４７】 〇…平均粒径の増加が１０％未満 ×…平均粒径の増加が１０％以上 （２）目詰まり防止性 それぞれの水系分散液をオンデマンド方式のインクジェ
ット記録装置（ノズルサイズ＝５０×４０μｍ、ノズル
数＝２４本）に供給し、電子写真複写機用の普通紙（富
士ゼロックス社製のＸＥＲＯＸ４０２４紙）を記録媒体
として使用して、この記録媒体に対して連続印字記録を
行った。印字の状態から目詰まり防止性の良否を判定し
た。判定の基準は、ドット抜けのない印字が可能な枚数
である。

【００４８】 〇…連続印字枚数が５枚以上 ×…連続印字枚数が５枚未満

【００４９】（３）記録画像の濃度 上記と同様にして連続印字記録を行い、得られた記録画
像の光学反射濃度ＯＤを分光測色計（Ｘ ＲＩＴＥ社
製）で測定した。ＯＤの測定値から、濃度の良否を判定
した。 〇…光学反射濃度ＯＤが１．０以上 ×…光学反射濃度ＯＤが１．０未満 （４）耐水性 上記と同様にして連続印字記録を行い、得られた記録物
を室温で静水に１分間浸漬した。浸漬前及び浸漬後にお
ける色調の色差ΔＥを分光測色計で測定し、耐水性の良
否を判定した。

【００５０】 〇…色差ΔＥが５未満 ×…色差ΔＥが５以上

【００５１】（５）耐光性 上記と同様にして連続印字記録を行い、得られた記録物
をフェードメータにかけ、促進耐光性試験を行った。光
照射エネルギーは、３２００ｋＪ／m²であった。光照射
前及び光照射後における色調の色差ΔＥを分光測色計で
測定し、耐光性の良否を判定した。

【００５２】 〇…色差ΔＥが５未満 ×…色差ΔＥが５以上 （６）にじみ防止性 上記と同様にして連続印字記録を行い、得られた記録物
を印字品位評価システム（ヤーマン社製）で評価した。
具体的には、ラインのエッジの標準偏差を測定し、その
平均値からにじみ防止性の良否を判定した。

【００５３】 〇…標準偏差の平均値が１０μｍ未満 ×…標準偏差の平均値が１０μｍ以上

【００５４】（７）定着性 上記と同様にして連続印字記録を行った。なお、本評価
試験では、記録紙に対して所定の時間間隔ごとに文字パ
ターンを印字した後、同じ記録紙を印字面に重ね合わ
せ、インクが裏移りしなくなった時の時間を測定し、定
着性の良否を判定した。

【００５５】 〇…インクが裏移りしなくなった時間が３０秒未満 ×…インクが裏移りしなくなった時間が３０秒以上 得られた評価結果を次の第１表に示す。なお、比較例４
に関しては、得られた水系分散液が高粘度となり、イン
クジェット記録装置でのインク噴射が不可能であったた
め、評価に値しなかった。

【００５６】 第１表 評価項目 例１ 例２ 例３ 比較例１ 比較例２ 比較例３ 分散安定性 〇 〇 〇 × 〇 〇 目詰まり防止性 〇 〇 〇 × 〇 〇 画像の濃度 〇 〇 〇 × 〇 〇 耐水性 〇 〇 〇 〇 × × 耐光性 〇 〇 〇 〇 〇 〇 にじみ防止性 〇 〇 〇 〇 × × 定着性 〇 〇 〇 × × × 上記第１表に記載の評価結果から、例１〜例３で調製し
た水系分散液をインクジェット記録装置に使用した場
合、分散安定性、目詰まり防止性、画像の濃度、耐水
性、耐光性に優れ、にじみ防止性、定着性が良好な記録
物を得ることができるということが理解される。

【００５７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、非接触の直接記録で、普通紙、再生紙なども使用す
ることができる記録装置に使用するのに好適なインクジ
ェット記録用顔料インクを提供することができ、また、
このインクでは、記録物の印字品位の向上とインクの安
定性を両立させることができる。すなわち、このインク
は、分散安定性に優れるとともに、目詰まりのない高信
頼性を確保しながら、良好な濃度、耐光性、耐水性、に
じみ防止性、定着性を有する記録画像を形成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に用いることのできるインクジェ
ットヘッドの構成を示す展開図である。

【図２】図１に示したインクジェットヘッドの要部を示
す断面図である。

【図３】本発明によるカラーインクジェット記録装置の
好ましい１例を示した斜視図である。

【図４】図３に示したインクジェット記録装置において
用いることのできる記録液カートリッジの好ましい１例
を示した斜視図である。

【図５】図５に示した記録液カートリッジの１つを取り
出して示した斜視図である。

【符号の説明】

１…圧電素子部材 ２…基板 ３…圧電素子 ５…電極 １０…インクジェットヘッド １１…インク流路部材 １２…インク流路 １３…圧電素子駆動部 １４…インク供給路 １５…インク供給口 ２１…ノズル部材 ２２…ノズル ３０…カラーインクジェット記録装置 ３１…非圧電部 ３５…カラーインクジェットヘッド ４１…イエローインクカートリッジ ４２…マゼンタインクカートリッジ ４３…シアンインクカートリッジ ４４…黒インクカートリッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 境 志野 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 上田 裕男 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも水、水溶性有機溶剤及び顔料
   が分散剤で分散せしめられた顔料分散体を含む水系分散
   液の形をしたインクであって、 前記顔料の分散のために用いられる分散剤が、アニオン
   性であり、分散剤水溶液の形の時のpH値が７以上であり
   かつ表面張力が５０ダイン／cm以下であり、そして重量
   平均分子量が８００００以下の範囲にあるアクリル系高
   分子共重合体からなることを特徴とするインクジェット
   記録用インク。
2. 【請求項２】 前記顔料がカーボンブラックであり、か
   つ該カーボンブラックが、３０nm以下の一次粒径、２０
   ０m²／ｇ以下のＢＥＴ比表面積、８０ml／１００ｇ以下
   のＤＢＰ吸油量、２．０％以上の揮発分及び７以下のpH
   値を有していることを特徴とする請求項１に記載のイン
   クジェット記録用インク。
3. 【請求項３】 前記顔料分散体において、それに含まれ
   る前記アクリル系高分子共重合体の量が前記顔料の添加
   量の１０〜１００重量％の範囲にあることを特徴とする
   請求項１又は２に記載のインクジェット記録用インク。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のインクジェット記録用
   インクを収容した容器を含んでなることを特徴とするイ
   ンクジェット記録用インクカートリッジ。
5. 【請求項５】 記録媒体にインクジェット記録方式で記
   録を行う装置であって、請求項１に記載のインクを収容
   した容器を含むインクカートリッジと、該インクカート
   リッジの容器からのインクを所望の記録パターンに従っ
   て記録媒体上に適用する手段とを含んでなることを特徴
   とするインクジェット記録装置。