JP2002080763A

JP2002080763A - インク、インクセット、インクカートリッジ、記録ユニット、カラー画像記録装置、画像記録方法、カラー画像の形成方法およびインクジェット記録画像の濃度向上方法

Info

Publication number: JP2002080763A
Application number: JP2000276218A
Authority: JP
Inventors: Koichi Osumi; 孝一大角; Shinya Mishina; 伸也三品; Tomonari Watanabe; 智成渡邉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 2000-09-12
Publication date: 2002-03-19
Anticipated expiration: 2020-09-12
Also published as: JP4510256B2

Abstract

(57)【要約】【課題】記録媒体の種類による影響を抑制し、画像品
位に優れ、且つ、カラー画像の形成の際のブリードの発
生が有効に抑制され、インクの長期保存安定に優れ、高
品位の画像が安定して得られるインク、インクセット、
インクカートリッジ、記録ユニット、カラー画像記録装
置、画像記録方法、カラー画像の形成方法及びインクジ
ェット記録画像の濃度向上方法の提供。【解決手段】 (M¹)₂SO₄、CH₃COO(M¹)、Ph-COO(M¹)、(M
¹)NO₃、(M¹)Cl、(M¹)Br、(M¹)I、(M¹)₂SO₃及び(M¹)₂CO₃
（但し、Ｍ¹はアルカリ金属、アンモニウム又は有機ア
ンモニウムを表わし、Ｐｈはフェニル基を表わす）から
選ばれる少なくとも１種の塩と、表面官能基密度が１．
８（μmol／m²）以上の自己分散型アニオンカーボンブ
ラックとを含むインク、インクセット、画像記録装置
等。

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、インクセ
ット、インクカートリッジ、記録ユニット、カラー画像
記録装置、画像記録方法、カラー画像の形成方法および
インクジェット記録画像の濃度向上方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より筆記具（万年筆、サインペン、
水性ボールペンなど）用の黒色インクおよびインクジェ
ット用の黒色インクとして、印字物の濃度が高く、ま
た、堅牢性などに優れた黒色着色剤であるカーボンブラ
ックを用いたインクが提案されている。

【０００３】また、近年は、特に家庭やオフィスなどで
一般に使用されているコピー用紙、レポート用紙、ノー
ト、便箋、ボンド紙および連続伝票用紙などの普通紙に
対しても良好な記録を行うことができるように、インク
の組成および物性などの多様な面から詳細な研究開発が
なされている。例えば、特開昭６１−２８３８７５号公
報および特開昭６４−６０７４号公報には、カーボンブ
ラックと分散剤とを含む水性顔料インクが開示されてい
る。さらに、特開平８−３４９８号公報には、カーボン
ブラックを分散剤と共に含むインクをインクジェットプ
リンタ用のインクとして用いた場合に、吐出が不安定に
なったり、十分な印字濃度が得られないとする技術課題
を挙げ、そのような課題を解決し得るインクとして、分
散剤を用いない自己分散型のカーボンブラックを用いた
水性顔料インクを開示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】普通紙のような浸透性
の大きい紙に従来の水性インクを用いて印字した場合
に、文字のシャープネスが損なわれたり、画像濃度の低
下が生じて画像品位が損なわれることがあった。これに
対し、インクを極力記録媒体に浸透させないようにする
ことで、インクの発色性を向上させる手法が考えられる
が、この場合には、インクの浸透性を低くしたことによ
る別の問題が発生する。すなわち、この場合にはインク
が記録媒体に浸透せずに記録媒体上に残ることになるた
め、カラー画像を形成した場合に、色間境界での異なる
色同士の滲み（以降、ブリードと表現する）が発生する
という問題を生じる。

【０００５】従って、本発明の目的は、上記従来技術の
問題点を解決し、記録媒体の種類による影響を抑制し、
画像品位に優れ、且つカラー画像の形成の際のブリード
の発生が有効に抑制され、しかも、インクの長期保存安
定に優れ、高品位の画像が安定して得られるインク、イ
ンクセット、インクカートリッジ、記録ユニット、カラ
ー画像記録装置、画像記録方法、カラー画像の形成方法
およびインクジェット記録画像の濃度向上方法を提供す
ることにある。

【０００６】また、本発明は、極めて高い濃度の画像を
得ることができ、また、その濃度の記録媒体への依存性
が少なく、且つインクとしての安定性にも優れ、さらに
カラー記録に用いた場合にも記録媒体上における他のカ
ラーインクとのブリードが起こり難いインクジェット用
水性インクを提供することを他の目的とする。さらに、
本発明は、自己分散型カーボンブラックを含んでいるイ
ンクを用いるインクジェット記録方法によって得られる
画像の濃度をより一層向上させる方法を提供することを
他の目的とする。

【０００７】

【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形態にかかるインクは、（Ｍ
¹）₂ＳＯ₄、ＣＨ₃ＣＯＯ（Ｍ¹）、Ｐｈ−ＣＯＯ
（Ｍ¹）、（Ｍ¹）ＮＯ₃、（Ｍ ¹）Ｃｌ、（Ｍ¹）Ｂｒ、
（Ｍ¹）Ｉ、（Ｍ¹）₂ＳＯ₃および（Ｍ¹）₂ＣＯ₃（但
し、Ｍ¹はアルカリ金属、アンモニウムまたは有機アン
モニウムを表わし、Ｐｈはフェニル基を表わす）から選
ばれる少なくとも１種の塩と、表面官能基密度が１．８
（μｍｏｌ／ｍ²）以上の自己分散型アニオンカーボン
ブラックとを含むことを特徴とするものである。

【０００８】また、上記の目的を達成することのできる
本発明の他の実施形態にかかるインクは、（Ｍ¹）₂ＳＯ
₄、ＣＨ₃ＣＯＯ（Ｍ¹）、Ｐｈ−ＣＯＯ（Ｍ¹）、
（Ｍ¹）ＮＯ₃、（Ｍ¹）Ｃｌ、（Ｍ¹）Ｂｒ、（Ｍ¹）
Ｉ、（Ｍ¹）₂ＳＯ₃および（Ｍ¹）₂ＣＯ₃（但し、Ｍ¹は
アルカリ金属、アンモニウムまたは有機アンモニウムを
表わし、Ｐｈはフェニル基を表わす。）から選ばれる少
なくとも１種の塩と、表面官能基密度が０．４５（ｍｍ
ｏｌ／ｇ）以上の自己分散型アニオンカーボンブラック
とを含み、且つ６０℃の環境下に１ケ月間保存したとき
にも実質的な粘度変化を生じないことを特徴とするもの
である。

【０００９】また、上記の目的を達成することのできる
本発明の一実施形態にかかるインクセットは、シアン
用、マゼンタ用、イエロー用、レッド用、グリーン用お
よびブルー用の色材から選ばれる少なくとも１つの色材
を含む水性のカラーインクと、上記した本発明に係るイ
ンクとが組み合わされていることを特徴とするものであ
る。また、上記の目的を達成することのできる本発明の
一実施形態にかかるインクカートリッジは、上記の本発
明に係るインクとを収容しているインクタンクを備えて
いることを特徴とするものである。

【００１０】また、上記の目的を達成することのできる
本発明の一実施形態にかかる記録ユニットは、例えば、
（Ｍ¹）₂ＳＯ₄、ＣＨ₃ＣＯＯ（Ｍ¹）、Ｐｈ−ＣＯＯ
（Ｍ¹）、（Ｍ¹）ＮＯ₃、（Ｍ¹）Ｃｌ、（Ｍ¹）Ｂｒ、
（Ｍ¹）Ｉ、（Ｍ¹）₂ＳＯ₃および（Ｍ¹）₂ＣＯ₃（但
し、Ｍ¹はアルカリ金属、アンモニウムまたは有機アン
モニウムを表わし、Ｐｈはフェニル基を表わす。）から
選ばれる少なくとも１種の塩と、表面官能基密度が１．
８（μｍｏｌ／ｍ²）以上の自己分散型アニオンカーボ
ンブラックとを含むインクジェット用インクを収容して
いるインク収容部および該インクを吐出させるためのヘ
ッド部を備えていることを特徴とするものである。

【００１１】また、上記の目的を達成することのできる
本発明の一実施形態にかかる画像記録装置は、例えば、
（Ｍ¹）₂ＳＯ₄、ＣＨ₃ＣＯＯ（Ｍ¹）、Ｐｈ−ＣＯＯ
（Ｍ¹）、（Ｍ¹）ＮＯ₃、（Ｍ¹）Ｃｌ、（Ｍ¹）Ｂｒ、
（Ｍ¹）Ｉ、（Ｍ¹）₂ＳＯ₃および（Ｍ¹）₂ＣＯ₃（但
し、Ｍ¹はアルカリ金属、アンモニウムまたは有機アン
モニウムを表わし、Ｐｈはフェニル基を表わす。）から
選ばれる少なくとも１種の塩と、表面官能基密度が１．
８（μｍｏｌ／ｍ²）以上の自己分散型アニオンカーボ
ンブラックとを含むインクジェット用インクおよび該イ
ンクの吐出用記録ヘッドとを備えていることを特徴とす
るものである。

【００１２】また、上記の目的を達成することのできる
本発明の一実施形態にかかるカラー画像記録装置は、例
えば、（Ｍ¹）₂ＳＯ₄、ＣＨ₃ＣＯＯ（Ｍ¹）、Ｐｈ−Ｃ
ＯＯ（Ｍ¹）、（Ｍ¹）ＮＯ₃、（Ｍ¹）Ｃｌ、（Ｍ¹）Ｂ
ｒ、（Ｍ¹）Ｉ、（Ｍ¹）₂ＳＯ ₃および（Ｍ¹）₂ＣＯ
₃（但し、Ｍ¹はアルカリ金属、アンモニウムまたは有機
アンモニウムを表わし、Ｐｈはフェニル基を表わす。）
から選ばれる少なくとも１種の塩と、表面官能基密度が
１．８（μｍｏｌ／ｍ²）以上の自己分散型アニオンカ
ーボンブラックとを含むインクジェット用インクを収容
しているインク収容部、シアン用、マゼンタ用、イエロ
ー用、レッド用、グリーン用およびブルー用の色材から
選ばれる少なくとも１つの色材を含む水性インクジェッ
ト用カラーインクを収容しているインク収容部、および
各々のインク収容部に収容されているインクを各々吐出
させるための記録ヘッド部を具備していることを特徴と
するものである。

【００１３】また、上記の目的を達成することのできる
本発明の一実施形態にかかる画像記録方法は、例えば、
（Ｍ¹）₂ＳＯ₄、ＣＨ₃ＣＯＯ（Ｍ¹）、Ｐｈ−ＣＯＯ
（Ｍ¹）、（Ｍ¹）ＮＯ₃、（Ｍ¹）Ｃｌ、（Ｍ¹）Ｂｒ、
（Ｍ¹）Ｉ、（Ｍ¹）₂ＳＯ₃および（Ｍ¹）₂ＣＯ₃（但
し、Ｍ¹はアルカリ金属、アンモニウムまたは有機アン
モニウムを表わし、Ｐｈはフェニル基を表わす。）から
選ばれる少なくとも１種の塩と、表面官能基密度が１．
８（μｍｏｌ／ｍ²）以上の自己分散型アニオンカーボ
ンブラックとを含むインクジェット用インクを記録媒体
表面に向けて飛翔させて該表面に付着させることにより
画像を記録する工程を有することを特徴とするものであ
る。

【００１４】また、上記の目的を達成することのできる
本発明の一実施形態に係るカラー画像の形成方法は、例
えば、シアン用、マゼンタ用、イエロー用、レッド用、
グリーン用およびブルー用の色材から選ばれる少なくと
も１つの色材を含む水性の第１のインクジェット用イン
クを記録媒体表面に向けて吐出させ、該表面に付着させ
る工程、および（Ｍ¹）₂ＳＯ₄、ＣＨ₃ＣＯＯ（Ｍ¹）、
Ｐｈ−ＣＯＯ（Ｍ¹）、（Ｍ¹）ＮＯ₃、（Ｍ¹）Ｃｌ、
（Ｍ¹）Ｂｒ、（Ｍ¹）Ｉ、（Ｍ¹）₂ＳＯ₃および（Ｍ¹）
₂ＣＯ₃（但し、Ｍ¹はアルカリ金属、アンモニウムまた
は有機アンモニウムを表わし、Ｐｈはフェニル基を表わ
す。）から選ばれる少なくとも１種の塩と、表面官能基
密度が１．８（μｍｏｌ／ｍ²）以上の自己分散型アニ
オンカーボンブラックとを含む第２のインクジェット用
インクを該記録媒体表面に向けて吐出させ、該表面に付
着させる工程を含むことを特徴とするものである。

【００１５】このような構成を採用した場合、表面官能
基を１．８（μｍｏｌ／ｍ²）もしくは０．４５（ｍｍ
ｏｌ／ｇ）以上という高いレベルにすることで、自己分
散型カーボンブラックのインク中における分散性をより
一層安定させることができる。その一方で、塩をインク
中に含ませることで、当該インクが記録媒体に付着した
後のインク中の固体と液体との分離を迅速に生じさせる
ことができ、これまで両立が困難であると考えられてい
た自己分散型カーボンブラックのインク中での安定性と
当該インクによる画像の濃度の双方を極めて高いレベル
で両立させることができる。そして、固液分離の迅速化
によって、当該インクをカラー画像記録に用いた際の記
録媒体上での他のカラーインクとのブリードも十分に抑
制することができるものである。

【００１６】また、上記の目的を達成することのできる
本発明の一実施形態にかかるインクジェット用水性イン
クの一実施形態は、平均粒径が９０ｎｍ以上の自己分散
型カーボンブラックが水性媒体中に安定に分散してお
り、且つ塩を含んでいるインクジェット用水性インクで
あって、上記塩が入っていない場合には、当該インクに
よって得られる画像の濃度が、塩が入っている場合に比
較して低下するものであることを特徴とするものであ
る。

【００１７】また、上記の目的を達成することのできる
本発明の一実施形態にかかるインクジェット記録画像の
濃度向上方法は、平均粒径が９０ｎｍ以上の自己分散型
カーボンブラックが水性媒体に安定に分散しているイン
クを用いて形成されたインクジェット記録画像の画像濃
度の向上方法であって、該インクに、該自己分散型カー
ボンブラックの被記録媒体内部への浸透防止剤としての
塩を含有せしめることを特徴とするものである。そして
このような形態を採用することによって、単に粒径の大
きい自己分散型カーボンブラックを用いることでは得ら
れないような高い濃度の画像を得ることができるもので
ある。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に好ましい実施の形態を挙げて
本発明をさらに詳細に説明する。本発明に係るインク
は、着色剤の一つとして、表面官能基密度が１．８（μ
ｍｏｌ／ｍ²）以上の、分散剤を用いない自己分散型ア
ニオンカーボンブラックを含み、さらにこれに加えて、
特定の塩を含んでなることを特徴とする。さらに、別の
形態の本発明に係るインクは、特定の塩と、表面官能基
密度が０．４５（ｍｍｏｌ／ｇ）以上の自己分散型アニ
オンカーボンブラックとを含み、且つ６０℃の環境下に
１ケ月間保存したときにも実質的な粘度変化を生じない
ことを特徴とする。本発明に係るインクは、通常、これ
らの成分が水性媒体に分散乃至溶解されることで構成さ
れている。そして上記したような表面官能基密度を有す
る自己分散型カーボンブラックを選択することによっ
て、自己分散型カーボンブラックのインク中における分
散安定性のより一層の向上を図ることができるものであ
る。

【００１９】以下に、本発明に係るインクの各構成要素
を順に説明する。（塩）まず、本発明で使用する特定の塩について詳述す
る。本発明で使用する塩は、（Ｍ¹）₂ＳＯ₄、ＣＨ₃ＣＯ
Ｏ（Ｍ¹）、Ｐｈ−ＣＯＯ（Ｍ¹）、（Ｍ¹）ＮＯ₃、（Ｍ
¹）Ｃｌ、（Ｍ¹）Ｂｒ、（Ｍ¹）Ｉ、（Ｍ¹）₂ＳＯ₃およ
び（Ｍ¹）₂ＣＯ₃から選ばれる少なくとも１種である。
ここでＭ¹は、アルカリ金属、アンモニウムまたは有機
アンモニウムを表わし、Ｐｈはフェニル基を表わす。上
記Ｍ¹で表されるアルカリ金属としては、例えば、Ｌ
ｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓなどが挙げられる。また、有
機アンモニウムとしては、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、トリヒドロキシメチルアミン、ジヒド
ロキシメチルアミン、モノヒドロキシメチルアミン、モ
ノエタノールアンモニウム、ジエタノールアンモニウ
ム、トリエタノールアンモニウムなどが挙げられる。こ
れらのアンモニウムは夫々に相当する有機アミンから誘
導される。

【００２０】本発明に係るインクは、上記したような塩
を、後述する表面官能基密度が１．８（μｍｏｌ／
ｍ²）以上の自己分散型アニオンカーボンブラックを着
色剤として含むインク中に含有させる構成とすることに
よって、通常の水性インクを使用した場合に高品位画像
が得られ難かった浸透性の大きな紙、例えば、普通紙に
印字した場合にも、高品位な画像の形成が可能となる。
例えば、浸透性の大きな紙に従来の水性インクで印字し
た場合には、文字のシャープネスが損なわれたり、画像
濃度の低下が生じるなどの場合があったが、本発明に係
るインクによれば、かかる点が改良される。本発明に係
るインクによって、上記した優れた効果を得られる理由
は明らかでないが、本発明者らは、下記のように考えて
いる。

【００２１】例えば、本発明に係るインクをインクジェ
ット記録方法によって記録媒体である紙面上に飛翔さ
せ、付着させた場合に、インク中では着色剤であるカー
ボンブラック顔料は安定に分散しているが、紙面に付着
後に、インクの固液分離が速やかに起こるため（この固
液分離を起こす要因としては、毛管現象、水分蒸発など
が考えられる）、上記したシャープネスや画像濃度が損
なわれるといった現象が起こり難くなるものと考えてい
る。すなわち、記録媒体上でのインクの固液分離が遅い
と、記録媒体として浸透性の大きな紙を用いた場合に
は、インク全体が紙中に拡散する結果、文字のシャープ
ネス（文字品位）が損なわれると同時に、紙の奥までイ
ンクが浸透するために当然に画像濃度の低下が生じるの
に対し、本発明に係るインクのように、記録媒体上でイ
ンクの固液分離が速やかに起こると、着色剤が紙内部へ
と浸透しづらくなり、紙などの記録媒体中深くまで着色
剤が浸透することが生じない。このため、本発明の記録
媒体上での固液分離が速いインクを用いれば、比較的浸
透性が高い紙に印字した場合であっても、記録媒体の種
類にかかわらず（つまり、浸透性の大小などといった紙
種による要因を受けづらくなり）、発色性に優れ、シャ
ープネスさなどが損なわれることのない高品位画像が得
られる。また、本発明に係るインクを用いた場合には、
上記した現象に起因して、塩を添加する前のインクと比
較し、同一の紙に印字した場合の画像濃度（反射濃度）
が高まるといった効果も得られる。

【００２２】さらに、本発明者らは、本発明に係るイン
クが速やかな固液分離を引き起こす最大の要因は、吐出
後の水分蒸発にあると考えている。勿論、インク着弾後
の紙上の毛管現象も、固液分離を引き起こす要因の一つ
ではあるが、本発明者らは、以下の事実に基づき、本発
明に係るインクにおいて、記録媒体上での固液分離が速
やかに引き起こされる最大の要因は、吐出後の水分蒸発
にあると考えている。本発明者らが検討した結果、本発
明に係るインクは、清浄なガラス面上においても、塩を
添加しないインクと比較して固液分離が早く起こること
が分かった。すなわち、このことは、本発明に係るイン
クでは、毛管現象が起こらない状態においてでも、イン
クの固液分離が起こっていることを如実に示している。
従って、本発明者らは、本発明に係るインクの固液分離
を起こす最大の要因は、吐出後の水分蒸発であると考え
るに至ったものである。

【００２３】さらに、本発明に係るインクは、カラー画
像の形成に使用した場合において、色間境界での異なる
色同士の滲み（以降、ブリードと表現する）の発生を有
効に抑制できるという別の効果が得られる。かかる効果
も、記録媒体上でインクの固液分離が速やかに起こるこ
とによると考えられる。すなわち、インクの固液分離が
速いと、記録媒体上にインクが付着した場合に、直ちに
インク中の溶剤が着色剤と分かれて紙中深くまで浸透す
るので、着色剤の固化が速やかに起こる。この結果、カ
ラー画像を形成する際に、異なる色彩のインクが重ね打
ちされた場合においても、インク中の着色剤が隣接する
他の色のインク側に滲み出すことが生じにくくなり、色
間境界で生じる異なる色同士の滲みの発生が有効に抑制
される。加えて、本発明に係るインクは、着色剤とし
て、特定の表面官能基密度を有する自己分散型アニオン
カーボンブラックを着色剤として用いているので、長期
保存によってインクが増粘してしまうといったことが防
止される結果、さらに長期保存安定性に優れたインクと
なる。このことも、本発明に係るインクが、高品位画像
の安定した形成を可能とすることに寄与しているものと
考えられる。

【００２４】（自己分散型カーボンブラック）次に、本
発明に係るインクに、着色剤として含有させる自己分散
型アニオンカーボンブラックについて詳述する。本発明
に係るインクを構成する自己分散型カーボンブラックと
しては、例えば、少なくとも１つの親水性基がカーボン
ブラック表面に直接、もしくは他の原子団を介して結合
しているアニオン性に帯電したカーボンブラックが挙げ
られる。このような構造を有するカーボンブラックを用
いれば、従来のインクのように、カーボンブラックを分
散させるための分散剤をインクに添加することが不要と
なる。

【００２５】本発明に係るインクに用いることのできる
アニオン性に帯電した自己分散型カーボンブラックとし
ては、カーボンブラックの表面に、例えば、以下に示し
たような親水性基を結合させたものが挙げられる。−Ｃ
ＯＯ（Ｍ²）、−ＳＯ₃（Ｍ²）₂、−ＰＯ₃Ｈ（Ｍ²）、−
ＰＯ₃（Ｍ²）₂（但し、式中のＭ²は、水素原子、アルカ
リ金属、アンモニウムまたは有機アンモニウムを表わ
す。）

【００２６】これらの中でも特に、−ＣＯＯ（Ｍ²）や
−ＳＯ₃（Ｍ²）₂の親水性基をカーボンブラック表面に
結合してアニオン性に帯電せしめたカーボンブラック
は、インク中での分散性が良好なため、本発明に係るイ
ンクの着色剤として特に好適に用いることができる。と
ころで、上記親水性基中「Ｍ²」として表したもののう
ち、アルカリ金属の具体例としては、例えば、Ｌｉ、Ｎ
ａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓなどが挙げられ、また、有機ア
ンモニウムの具体例としては、例えば、メチルアンモニ
ウム、ジメチルアンモニウム、トリメチルアンモニウ
ム、エチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、トリ
エチルアンモニウム、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
などが挙げられる。

【００２７】上記Ｍ²が、アンモニウムである自己分散
型カーボンブラックを着色剤として含む本発明に係るイ
ンクは、形成された記録画像の耐水性をより向上させる
ことができる。従って、かかるカーボンブラックは、こ
の点において特に好適に用いることができる。これは当
該インクが記録媒体上に付与されると、このアンモニウ
ムが分解し、アンモニアが蒸発してカーボンブラック表
面に結合している親水性基がＨ型（酸型）となり、親水
性が低下することによるものと考えられる。ここでＭ²
がアンモニウムである自己分散型カーボンブラックは、
例えば、Ｍ²がアルカリ金属である自己分散型カーボン
ブラックを用い、これをイオン交換法を用いてＭ²をア
ンモニウムに置換する方法や、酸を加えてＨ型とした後
に、水酸化アンモニウムを添加してＭ²をアンモニウム
にする方法などが挙げられる。

【００２８】アニオン性に帯電している自己分散型カー
ボンブラックの製造方法としては、例えば、カーボンブ
ラックを次亜塩素酸ソーダで酸化処理する方法などが挙
げられる。この方法によれば、カーボンブラック表面
に、親水性基である−ＣＯＯＮａ基を化学結合させるこ
とができる。

【００２９】ところで、上記したような種々の親水性基
は、カーボンブラックの表面に直接結合させてもよい
し、あるいは他の原子団をカーボンブラック表面と上記
したような親水性基との間に介在させ、親水性基をカー
ボンブラック表面に間接的に結合させてもよい。ここで
他の原子団の具体例としては、例えば、炭素原子数１〜
１２の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基、置換も
しくは未置換のフェニレン基、置換もしくは未置換のナ
フチレン基が挙げられる。ここでフェニレン基およびナ
フチレン基の置換基としては、例えば、炭素数１〜６の
直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。ま
た、他の原子団と親水性基の組合わせの具体例として
は、例えば、−Ｃ₂Ｈ₄−ＣＯＯ（Ｍ²）、−Ｐｈ−ＳＯ₃
（Ｍ²）₂、−Ｐｈ−ＣＯＯ（Ｍ²）（但し、Ｐｈはフェ
ニル基を表す）などが挙げられる。

【００３０】ところで、本発明においては、上記に挙げ
た自己分散型カーボンブラックの中から２種もしくはそ
れ以上を適宜選択してインクの着色剤としてもよい。イ
ンク中に含有させるこれらの自己分散型カーボンブラッ
クの添加量としては、インク全重量に対して、好ましく
は０．１〜１５重量％、より好ましくは１〜１０重量％
の範囲内とする。この範囲内で含有させれば、上記のよ
うな自己分散型カーボンブラックは、インク中において
十分な分散状態を維持することができる。本発明に係る
インクを作製する場合には、インクの調色などを目的と
して、上記自己分散型カーボンブラックに加えて公知の
染料を着色剤としてさらに添加してもよい。

【００３１】上記した種々の自己分散型カーボンブラッ
クのうち、カーボンブラックの表面に結合させる下記の
親水性基としては、特に、Ｍ²がアンモニウムや有機ア
ンモニウムである場合が好ましいことについては上記し
た通りである。−ＣＯＯ（Ｍ²）、−ＳＯ₃（Ｍ²）₂、−
ＰＯ₃Ｈ（Ｍ²）、−ＰＯ₃（Ｍ²）₂（但し、式中のＭ
²は、水素原子、アルカリ金属、アンモニウムまたは有
機アンモニウムを表わす。）

【００３２】本発明者らの検討によれば、本発明に係る
インクにおいては、さらにこれに加えて、上記自己分散
型カーボンブラックに組み合わせる下記に挙げる塩の中
でも、下記式中のＭ¹が、上記のＭ²と一致しているもの
を使用することが好ましいことが分かった。（Ｍ¹）₂Ｓ
Ｏ₄、ＣＨ₃ＣＯＯ（Ｍ¹）、Ｐｈ−ＣＯＯ（Ｍ¹）、（Ｍ
¹）ＮＯ₃、（Ｍ¹）Ｃｌ、（Ｍ¹）Ｂｒ、（Ｍ¹）Ｉ、
（Ｍ¹）₂ＳＯ₃、および（Ｍ¹）₂ＣＯ₃（但し、Ｍ¹はア
ルカリ金属、アンモニウムまたは有機アンモニウムを表
わし、Ｐｈはフェニル基を表わす。）

【００３３】すなわち、本発明者らは、自己分散型カー
ボンブラックを含むインクに対して塩を加えることの効
果の検討過程において、自己分散型カーボンブラックの
親水性基のＭ²（カウンターイオン）とＭ¹とを同一とし
た時に、インクの安定性が特に向上するという知見を得
た。Ｍ¹とＭ²とを一致させることでこのような効果が得
られる理由は明らかではないが、このように構成する
と、インク中において、併存する自己分散型カーボンブ
ラックの親水性基のカウンターイオンと塩との間で塩交
換が生じないため、自己分散型カーボンブラックの分散
安定性がより安定に維持されるためではないかと推測し
ている。

【００３４】そして、特に、上記のＭ¹とＭ²との双方
を、アンモニウムとした場合には、インク特性の安定化
効果に加えて、記録画像の耐水性をより一層の向上させ
ることができることが分かった。さらに、インクに含有
させる塩として、Ｐｈ−ＣＯＯ（ＮＨ₄）（安息香酸ア
ンモニウム）を用いると、インクジェット記録を一時休
止させた後のヘッドノズルからのインクの再吐出性にお
いても、極めて優れた結果が得られることが分かった。

【００３５】さらに、本発明者らが鋭意検討した結果、
上記したようなアニオン性に帯電した自己分散型カーボ
ンブラックの中でも、表面官能基密度が１．８（μｍｏ
ｌ／ｍ²）以上のカーボンブラックを用いると、先に説
明したブリーディングを効果的に抑制するために必要な
塩をインクに添加させた場合でも、長期保存によってイ
ンクが増粘してしまうといったことが発生せず、分散剤
や分散助剤を添加することがなく、長期保存安定性にさ
らに優れたインクが得られることが分かった。

【００３６】この際の表面官能基密度の測定方法として
は、例えば、カーボンブラックの分散液を精製し、カウ
ンターイオンを全てナトリウムイオンとし、このナトリ
ウムイオンをプローブ式ナトリウムイオン電極で測定
し、分散体濃度から固形分当たりのｐｐｍ換算するとい
う方法がある。なお、カルボキシル基などの親水性基を
カウンターイオンであるナトリウムイオンと同モル数だ
け存在すると仮定して換算する。

【００３７】なお、本発明において表面官能基密度は、
高すぎると自己分散型カーボンブラックがインク中で二
次粒子を形成しにくくなり、多くの自己分散型カーボン
ブラックがインク中に一次粒子として存在するようにな
ると考えられる。インク中で自己分散型カーボンブラッ
クの多くが一次粒子として存在するようになると、本発
明の一形態における画像濃度の向上効果が多少制限され
る場合があることが予想される。そのため、自己分散型
カーボンブラックの表面官能基は、当該カーボンブラッ
クがインク中で二次粒子を形成しにくくなるほどにまで
は高めないことが最良の効果を得るうえでは好ましい。

【００３８】また、先に説明したように、塩が添加され
ている本発明に係るインクで画像を形成した場合、塩が
添加される前のインクを使用した場合と比較して反射濃
度（画像濃度）が増大するという効果が得られる。そし
て本発明者らによるさらなる詳細検討によれば、本発明
に係るインクへの塩の添加効果は、平均粒径の大きな自
己分散型カーボンブラックを色材として用いたインクに
おいて顕著に発揮される。

【００３９】図１２において、横軸はインク中の色材と
しての自己分散型カーボンブラックの平均粒径を表わ
し、縦軸は当該インクによって得られる画像の光学濃度
（ＯＤ）を表わしている。そして図１２は、色材として
自己分散型カーボンブラックを含んでいるインクが塩を
含んでいる場合と含んでいない場合とで、自己分散型カ
ーボンブラックの平均粒径の変化が、各々のインクを用
いて得られる画像の濃度にどのような影響を与えるかを
示したものである。塩を添加したインク（実線ａ）と塩
を添加しなかったインク（実線ｂ）とで、得られる画像
のＯＤを対比すると、自己分散型カーボンブラックの平
均粒径が大きくなるにつれて、塩を添加したインクによ
るＯＤの向上効果が大きくなることが分かる。言い換え
れば、図１２に示した知見は、単にカーボンブラックの
平均粒径を大きくすることが、ＯＤの大幅な向上に直接
的に結びつかない場合があることを示しているのであ
る。

【００４０】このような現象が生じる理由は明らかでな
いが、自己分散型カーボンブラックが、表面の官能基に
よってインク中に安定に分散させられている点にひとつ
の理由があると考えられる。つまり、自己分散型カーボ
ンブラックは、図１３に示すように、表面の官能基密度
を高めた場合、ＯＤが低下する傾向にある。これは、表
面官能基密度を高めたことで、カーボンブラックの分散
性が向上したことによるものと考えられる。分散性の向
上自体は、自己分散型カーボンブラックをインクジェッ
ト用インクに適用する上で好ましいことであるが、イン
クとして被記録媒体に付与されたときには、溶剤と共に
被記録媒体中に浸透し易くなっているためであると考え
られる。

【００４１】ここで、図１２において、所定の平均粒径
（ｘ１）を有するカーボンブラックＡを含むインクａ
と、それよりも相対的に大きな平均粒径（ｘ２）を有す
るカーボンブラックＢを含むインクと比較して、カーボ
ンブラックＡが塩を含むことで、それよりも相対的に大
きな平均粒径（ｘ２）を有するカーボンブラックＢを含
むインクでほぼ同程度のＯＤが達成可能となるのは、カ
ーボンブラックＢが被記録媒体中に浸透してしまってい
るのに対し、カーボンブラックＡは、塩の作用によって
被記録媒体表面での迅速な固液分離が生じ、カーボンブ
ラックＢよりも粒径が小さいにも関わらず、被記録媒体
中に浸透しづらくなるためにカーボンブラックＢと同程
度のＯＤが得られたと考えられるものである。

【００４２】そしてカーボンブラックＢと塩とを含むイ
ンクが、図１２に示したように非常に高いＯＤを示す理
由は、先に述べたように塩の作用による迅速な固液分離
によって、被記録媒体の内部にカーボンブラックが浸透
してしまうことが効果的に抑制され、粒径の大きなカー
ボンブラックを用いたことの効果が最大限に発揮された
結果であると考えられる。

【００４３】粒径の大きな自己分散型カーボンブラック
と塩とを併用することによって高いＯＤが獲得できるこ
との効果は、ある特定の粒径から急に享受できるように
なるような臨界的なものではないが、例えば、自己分散
型カーボンブラックとして平均粒径を９０ｎｍ以上のも
のを用いた場合に、塩の添加によるＯＤ向上の効果が視
覚的にも明確に認識し易くなる。これば、インク中の自
己分散型アニオンカーボンブラックの平均粒径が小さい
と、カーボン自身の反射濃度が低いために、塩の添加に
よる反射濃度の増大効果はあまり大きくない。一方、自
己分散型アニオンカーボンブラックの平均粒径が大きく
なると、カーボン自身の反射濃度が高まるために、塩の
添加による反射濃度の増大効果がより顕著となる。以上
の観点から、本発明に用いる自己分散型アニオンカーボ
ンブラックの平均粒径は、９０ｎｍ以上であることが、
塩の添加による効果を最大限に享受できるという点で、
最も好ましい。

【００４４】また、本発明における自己分散型アニオン
カーボンブラックの平均粒径は、以下に定義する。平均
粒径は、動的散乱法の原理に基づき求めたキュムラント
平均とする。この平均粒径を測定するためには、例え
ば、ＥＬＳ−８００（大塚電子製）などの市販の装置を
用いれば容易に測定することが可能である。

【００４５】本発明に係るインクは、上記で説明したよ
うな表面官能基密度が特定の値を有する自己分散型アニ
オンカーボンブラックを着色剤とし、これに先に説明し
たような塩を共存させることによって、記録媒体の種類
によって（特に、記録媒体のインクの浸透性に拘らず）
画像品質が大きく変化することがなく、高品位の画像を
安定して形成することができるという優れた特性を有す
るインクとなる。このようなインクが上記したような特
性を発揮する詳細なメカニズムは現時点においては明ら
かでない。

【００４６】しかし、インクの記録媒体への浸透性を表
す尺度として知られているブリストウ法によって求めら
れるＫａ値に関して、本発明に係るインクは、塩を添加
しない以外は同一の組成を有するインクと比較して、大
きなＫａ値を示すとの知見を本発明者らは得ている。Ｋ
ａ値の増大は、インクの記録媒体への浸透性が向上した
ことを示すものであり、これまでの当業者の常識として
は、インクの浸透性の向上は、画像濃度の低下を意味す
るものであった。すなわち、インクの浸透と共に着色剤
も記録媒体内部に深く浸透してしまい、結果として画像
濃度の低下が生じるというのがこれまでの当業者の認識
であり、この認識からすると、塩を添加しない以外は同
一の組成を有するインクと比較して大きなＫａ値を示す
本発明に係るインクは、高画像濃度および高品位画像が
得られないということになる。

【００４７】以上のような本発明に係るインクに関する
種々の知見から総合的に判断すると、当該インク中に含
まれる上記特定の塩は、記録媒体（例えば、紙）上に付
与された後のインク中の液媒体と固形分との分離（固液
分離）を極めて速やかに引き起こすという特異的な作用
を生じさせていると考えられる。つまり、インクが記録
媒体に付与された際に固液分離が遅ければ、Ｋａの値の
大きいインク、あるいはインク浸透性の大きな記録媒体
上では、インクは色材と共に等方的に記録媒体中に拡散
し、その結果、文字のシャープネス（文字品位）が損な
われると同時に、記録媒体の奥深くまでインクが浸透す
るために画像濃度も低下することが予測される。しか
し、本発明に係るインクでは、そのような現象が観察さ
れないことから、記録媒体に付与された際に、インクの
固液分離が速やかに起こり、その結果、インクのＫａ値
が増加したものであるにも関わらず、高画像濃度、高発
色および高品位な画像を与えるものと推察される。ま
た、浸透性が比較的高い記録媒体であっても、本発明に
係るインクの場合には、文字品位の低下や画像濃度の低
下といった現象が起こり難い理由もこれと同じと考えら
れる。

【００４８】以下、この点について、図１０および図１
１に基づきさらに説明する。図１０（Ａ）〜（Ｃ）およ
び図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、各々、上記特定の塩を含む
インクおよび含まないインクを、各々インクジェット記
録方式によってオリフィスから吐出させ、浸透性の高い
記録媒体に付与した際に、そこで生じる固液分離の様子
を、模式的且つ概念的に示した説明図である。

【００４９】すなわち、インクが記録媒体に着弾した直
後には、双方のインク共に、図１０（Ａ）および図１１
（Ａ）に示すように、塩の添加の有無に関わらずインク
１００１または１１０１が記録媒体表面に乗った状態で
ある。時間Ｔ１経過後、塩を添加したインク１００１
は、図１０（Ｂ）に示すように、固液分離が速やかに起
こり、インク中の固体成分の殆どが豊富に含まれる領域
１００５と、インク中の液媒体とが分離し、分離した液
媒体の浸透先端１００７が記録媒体１００３内部へと進
んでいく。一方、塩を添加しないインク１１０１では、
図１１（Ｂ）に示すように、塩を添加したインク程には
固液分離が速やかに起こらないために、固液分離されな
い状態１１０５で記録媒体１１０３内部へと浸透してい
く。

【００５０】時間Ｔ２経過後、塩を添加したインク１０
０１は、図１０（Ｃ）に示すように液媒体の浸透先端１
００７がさらに紙内部へと浸透していくが、領域１００
５は記録媒体の表面とその近傍に留まったままで維持さ
れる。一方、塩を添加していないインク１１０１では、
図１１（Ｃ）に示すように、この時点において漸く固液
分離が始まり、インク中の固形分の浸透先端１１０７と
液媒体の浸透先端１１０９との間に差が生じてくるもの
の、インク中の固形分含有領域１１１１は記録媒体の深
部にまで到達してしまっている。なお、上記説明におけ
る時間Ｔ１およびＴ２は、塩の有無による固液分離の相
違を概念的に捉えるための目安の時間である。

【００５１】以上の説明から明らかなように、インクに
特定の塩を添加することで、記録媒体表面においてイン
クの固液分離が速やかに起こるため、インク着弾後、比
較的速い段階で固液分離が始まると共に顔料などが記録
媒体上に残り、液媒体などが記録媒体内部へと浸透する
ようになるために、上記効果を生じるものであると推察
している。すなわち、特定の塩を添加することにより、
形成される画像の画像濃度および画像品位が、記録媒体
の浸透性の大小などによって影響され難くなっていると
考えられる。そして、上記した特定の塩の中でも、前記
したように、安息香酸塩（例えば、安息香酸アンモニウ
ムなど）は、自己分散型カーボンブラックとの相性がよ
く、具体的には、記録媒体に付与したときの固液分離効
果が特に優れるため、かかるインクは種々の記録媒体に
特に優れた品質の記録画像を形成することができる。

【００５２】本発明に係るインクは、塩を添加したこと
のさらなる他の効果として、間欠吐出性に優れていると
いう点が挙げられる。ここで、間欠吐出性とは、記録ヘ
ッドの所定のノズルに着目し、そのノズルからインクを
吐出し、その後のインクの予備吐出やノズル内のインク
の吸引を行うこと無しに所定の時間放置し、その後、再
びそのノズルからインクを吐出した時に、再吐出の最初
から正常にインクが吐出するか否かを評価するものであ
る。

【００５３】本発明者らの検討によれば、上記に挙げた
種々の優れた効果は、前述した塩を、インク全量に対し
て０．０５〜１０重量％の範囲内で、特には、０．１〜
５重量％の範囲内で含有させた場合に最も良好に得られ
ることが分かった。さらに、着色剤として含有させる自
己分散型カーボンブラックの含有量としては、インク全
重量に対して、０．１〜１５重量％の範囲とすることが
好ましく、本発明に係るインク中の自己分散型カーボン
ブラックおよび塩の含有量を、いずれも上記範囲内とし
て調整することで、より一層優れた効果が得られる。
（媒体）

【００５４】次に、本発明に係るインクの媒体について
説明する。本発明に係るインクは、上述した塩および自
己分散型カーボンブラックとを含有してなるが、これら
は、通常、水性媒体に溶解乃至分散されて水性インクを
構成する。水性媒体としては、例えば、水、あるいは水
と水溶性有機溶媒との混合溶媒が挙げられるが、本発明
においては、水と水溶性有機溶媒との混合溶媒を使用す
ることが好ましい。水溶性有機溶媒としては、インクの
乾燥防止効果を有するものが特に好ましい。

【００５５】水溶性有機溶媒としては、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
ルなどの炭素数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などのアミド
類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン、ジアセトンアルコールなどのケトンまたはケト
アルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの
エーテル類；ポリエチレングリコール、ポリプロピレン
グリコールなど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などのアルキレン基が２〜６
個の炭素原子を含むポリオール類；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などの低級アルキル
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（またはエチル）エーテル、ジエチレングリ
コールメチル（またはエチル）エーテル、トリエチレン
グリコールモノメチル（またはエチル）エーテルなどの
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などの多価アルコ
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−イミダゾリジノンなどが挙げら
れる。上記のような水溶性有機溶媒は、単独でもあるい
は混合物としても使用することができる。また、水とし
ては脱イオン水を用いることが望ましい。

【００５６】本発明に係るインク中に含有される水溶性
有機溶媒の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。また、インク
に含有される水の量は、インク全重量に対して５０〜９
５重量％の範囲が好適である。

【００５７】本発明に係るインクは、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。本
発明に係るインクは、特に、インクジェット記録用イン
クとして用いることが好ましい。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、イ
ンク液滴を吐出する記録方法およびインクに熱エネルギ
ーを加えてインクの発泡によりインク液滴を吐出する記
録方法があるが、本発明に係るインクは、これらの何れ
の記録方法にも好適である。

【００５８】ところで、本発明に係るインクをインクジ
ェット記録用に用いる場合には、インクジェット記録ヘ
ッドから吐出可能である特性を有するように調整するこ
とが好ましい。インクジェット記録ヘッドからの吐出性
という観点からは、インクの特性としては、例えば、そ
の粘度が１〜１５ｃＰｓ、表面張力が２５ｍＮ／ｍ（ｄ
ｙｎ／ｃｍ）以上とすることが好ましく、特には、粘度
が１〜５ｃＰｓ、表面張力が２５〜５０ｍＮ／ｍ（ｄｙ
ｎ／ｃｍ）とすることがより好ましい。

【００５９】また、インクの記録媒体への浸透性を表わ
す尺度として、ブリストウ法によって求められるＫａ値
があるが、本発明に係るインクにおいては、この値が特
定値を示すように調整することが好ましい。すなわち、
インクの浸透性を１ｍ²あたりのインク量をＶで表わす
と、インク滴を吐出してから所定時間ｔが経過した後に
おけるインクの記録媒体への浸透量Ｖ（ｍＬ／ｍ²＝μ
ｍ）は、下記に示すブリストウの式によって示される。Ｖ＝Ｖｒ＋Ｋａ（ｔ−ｔｗ）^1/2

【００６０】ここでインク滴が記録媒体表面に付着した
直後には、インクは記録媒体表面の凹凸部分（記録媒体
の表面の荒さの部分）において吸収されるのが殆どで、
記録媒体内部へは殆ど浸透していない。その間の時間が
コンタクトタイム（ｔｗ）であり、このコンタクトタイ
ムに記録媒体の凹凸部に吸収されたインク量がＶｒであ
る。そしてインクが付着した後、コンタクトタイムを超
えると、該コンタクトタイムを超えた時間、すなわち、
（ｔ−ｔｗ）の１／２乗べきに比例した分だけ記録媒体
への浸透量が増加する。Ｋａはこの増加分の比例係数で
あり、浸透速度に応じた値を示す。そして、Ｋａ値はブ
リストウ法による液体の動的浸透性試験装置（例えば、
商品名：動的浸透性試験装置Ｓ；東洋精機製作所製な
ど）などを用いて測定可能である。

【００６１】本発明に係るインクにおいては、このＫａ
値が１．５未満となるように調整することが記録画像の
品質をより一層向上させる上で好ましい。さらには、Ｋ
ａ値が０．２以上１．５未満となるように本発明に係る
インクを調整することがより好ましい。すなわち、Ｋａ
値が１．５未満であると、本発明に係るインクは、記録
媒体への浸透過程のより早い段階で固液分離を起こすよ
うになるため、フェザリングが極めて少ない高品質な画
像を形成することができるものと思われる。

【００６２】なお、上記したブリストウ法によるＫａ値
は、普通紙（例えば、キヤノン株式会社製の電子写真方
式を用いた複写機やページプリンタ（レーザビームプリ
ンタ）やインクジェット記録方式を用いたプリンタ用と
して用いられるＰＢ紙や、電子写真方式を用いた複写機
用の紙であるＰＰＣ用紙など）を記録媒体として用いて
測定した値である。また、測定環境としては、通常のオ
フィス環境、例えば、温度２０〜２５℃、湿度４０〜６
０％を想定している。

【００６３】そして、本発明に係るインクに上記したよ
うな特性を担持させられる好ましい水性媒体の組成とし
ては、前述のものの中でも、例えば、グリセリン、トリ
メチロールプロパン、チオジグリコール、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、およびアセチレンアルコールなどを含むものが挙げ
られる。特に、上記したように、Ｋａ値を１．５未満と
する場合には、アセチレングリコールエチレンオキサイ
ド付加物（商品名：アセチレノール、川研ファインケミ
カル製）などの界面活性剤や浸透性溶剤などを、適宜所
定量添加することによって達成できる。

【００６４】さらに上記の成分の他に、必要に応じて所
望の物性値を持つインクとするために、界面活性剤、消
泡剤、防腐剤、防黴剤、ｐＨ調整剤、酸化防止剤などを
添加することができ、さらに、調色などを目的として、
市販の水溶性染料などを添加してもよい。

【００６５】（インクセット）次に、本発明に係るイン
クセットについて説明する。本発明に係るインクセット
は、上記で説明した構成を有する本発明に係るインク
（黒色インク）と、シアン用、マゼンタ用、イエロー
用、レッド用、グリーン用およびブルー用の色材から選
ばれる少なくとも１つの色材を含む水性のカラーインク
とが少なくとも組み合わされて構成されていることを特
徴とする。すなわち、本発明に係るインクセットは、本
発明に係るブラックインクを、イエロー用の色材を含む
カラーインク、マゼンタ用の色材を含むカラーインク、
シアン用の色材を含むカラーインク、レッド用の色材を
含むカラーインク、ブルー用の色材を含むカラーインク
およびグリーン用の色材を含むカラーインクから選ばれ
る少なくとも１つのカラーインクと組み合わせることに
よってカラー画像の形成に好適に用い得るインクセット
とすることができる。そしてこのようなインクセットを
用いて黒色画像部およびカラー画像部と隣接するような
記録を行った場合、カーボンブラックを含む本発明に係
るインクによって形成された画像と、他の色材を含むイ
ンクによって形成された画像との境界領域におけるブリ
ーディングを極めて有効に抑えることができる。

【００６６】このようなインクセットがブリーディング
を有効に抑制できる理由は明らかではないが、記録媒体
表面における本発明に係るインクの固液分離の速さが関
与しているものと考えられる。本発明に係るブラックイ
ンクに、自己分散型カーボンブラックに塩を共存させた
ことの効果として、該ブラックインクが記録媒体に付着
した後の固液分離と、それに引き続く着色剤の固化が速
やかに起こる結果、カラー画像の境界部において黒色イ
ンクがカラーインク側に滲み出にくくなっているためと
考えられる。

【００６７】本発明に係るインクと組み合わせてインク
セットを構成する場合のカラーインクを調製する場合に
用いる着色剤としては、下記に挙げるような公知の染料
や顔料を用いることができる。他のインク中に含有させ
る着色剤の含有量としては、インク全重量に対して、
０．１〜１５重量％、特には１〜１０重量％の範囲とす
ることが好ましい。

【００６８】まず、他のインク中に含有させる染料とし
ては、例えば、酸性染料、反応染料、直接染料、食用染
料などを用いることができる。これらのアニオン性染料
としては既存のものでも、新規に合成したものでもよ
く、画像を形成した場合に、適度な色調と濃度を有する
画像が得られるものであれば大抵のものを用いることが
できる。また、これらのうちのいずれかを混合して用い
ることも可能である。

【００６９】下記に、他のインクに用いることのできる
アニオン性染料の具体例について、インクの色調別に例
示する。（イエロー用の色材）Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー：８、１１、１２、２７、
２８、３３、３９、４４、５０、５８、８５、８６、８
７、８８、８９、９８、１００、１１０Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー：１、３、７、１１、１７、
２３、２５、２９、３６、３８、４０、４２、４４、７
６、９８、９９Ｃ．Ｉ．リィアクティブイエロー：２、３、１７、２
５、３７、４２Ｃ．Ｉ．フードイエロー：３

【００７０】（レッド用の色材）Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド：２、４、９、１１、２０、
２３、２４、３１、３９、４６、６２、７５、７９、８
０、８３、８９、９５、１９７、２０１、２１８、２２
０、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２
９、２３０Ｃ．Ｉ．アシッドレッド：６、８、９、１３、１４、１
８、２６、２７、３２、３５、４２、５１、５２、８
０、８３、８７、８９、９２、１０６、１１４、１１
５、１３３、１３４、１４５、１５８、１９８、２４
９、２６５、２８９Ｃ．Ｉ．リィアクティブレッド：７、１２、１３、１
５、１７、２０、２３、２４、３１、４２、４５、４
６、５９Ｃ．Ｉ．フードレッド：８７、９２、９４

【００７１】（ブルー用の色材）Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー：１、１５、２２、２５、４
１、７６、７７、８０、８６、９０、９８、１０６、１
０８、１２０、１５８、１６３、１６８、１９９、２２
６Ｃ．Ｉ．アシッドブルー：１、７、９、１５、２２、２
３、２５、２９、４０、４３、５９、６２、７４、７
８、８０、９０、１００、１０２、１０４、１１７、１
２７、１３８、１５８、１６１Ｃ．Ｉ．リィアクティブブルー：４、５、７、１３、１
４、１５、１８、１９、２１、２６、２７、２９、３
２、３８、４０、４４、１００

【００７２】（ブラック用色材）Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック：１７、１９、２２、３
１、３２、５１、６２、７１、７４、１１２、１１３、
１５４、１６８、１９５Ｃ．Ｉ．アシッドブラック：２、４８、５１、５２、１
１０、１１５、１５６Ｃ．Ｉ．フードブラック１、２

【００７３】さらに、カラーインクを調製する際に用い
る溶媒または分散媒としては、例えば、水、あるいは水
と水溶性有機溶媒との混合溶媒が挙げられる。水溶性有
機溶媒としては、前記した本発明に係るインクに使用す
るものと同様のものが使用できる。また、上記のカラー
インクをインクジェット記録方法（例えば、バブルジェ
ット（登録商標）法など）で記録媒体に付着させる場合
には、本発明に係るインクの場合と同様に、優れたイン
クジェット吐出特性を有するように、カラーインクが、
前述した所望の粘度、表面張力を有するように調製する
ことが好ましい。

【００７４】カラーインク中に含有させる水溶性有機溶
媒の含有量は、例えば、インクジェット記録に用いる場
合には、該インクが優れたインクジェット吐出特性を備
え、また、所望の色調や濃度を有するように適宜選択す
ればよいが、目安としては、インク全重量に対して３〜
５０重量％の範囲が好ましい。また、インクに含有され
る水の量は、インク全重量に対して５０〜９５重量％の
範囲が好ましい。

【００７５】上記カラーインクに関しては、先に説明し
たインクの記録媒体への浸透性を表す尺度として知られ
ているブリストウ法によって求められるＫａ値が、例え
ば、５以上のインクになるように調製すれば、本発明に
係るブラックインクと組み合わせて使用した場合に、記
録媒体上により高品質なカラー画像を形成することがで
きるので好ましい。すなわち、このようなＫａ値を有す
るインクは記録媒体への浸透性が高いため、例えば、イ
エロー、マゼンタおよびシアンから選ばれる少なくとも
２つの色の画像を隣接して記録するような場合において
も、隣接する画像間で色の滲み（ブリーディング）を抑
えることができ、また、これらのインクを重ね打ちして
２次色の画像を形成する場合でも、各々のインクの浸透
性が高いため、隣接する異なる色の画像との間でのブリ
ーディングの発生を有効に抑えることができる。カラー
インクのＫａ値をこのような値に調製する方法として
は、例えば、インク中への界面活性剤の添加、あるいは
グリコールエーテルなどの浸透性溶剤の添加などの従来
公知の方法が適用できる。勿論、添加量は、上記Ｋａ値
との兼ね合いにおいて適宜に調節すればよい。

【００７６】次に、上記した構成の本発明に係るインク
またはインクセットを好適に用いることができるインク
ジェット記録装置について説明する。インクジェット記
録装置として、インクの吐出に熱エネルギーを利用する
装置の主要部であるヘッド構成例を、図１および図２に
示した。

【００７７】図１は、インク流路に沿ったヘッド１３の
断面図であり、図２は、図１のＡ−Ｂ線での切断面図で
ある。ヘッド１３は、インクを通す流路（ノズル）１４
を有するガラス、セラミック、シリコンまたはプラスチ
ック板などと、発熱素子基板１５とを接着して得られ
る。発熱素子基板１５は、酸化シリコン、窒化シリコ
ン、炭化シリコンなどで形成される保護層１６、アルミ
ニウム、金、アルミニウム−銅合金などで形成される電
極１７−１および１７−２、ＨｆＢ₂、ＴａＮ、ＴａＡ
ｌなどの高融点材料から形成される発熱抵抗体層１８、
熱酸化シリコン、酸化アルミニウムなどで形成される蓄
熱層１９、シリコン、アルミニウム、窒化アルミニウム
などの放熱性のよい材料で形成される基板２０より成り
立っている。

【００７８】上記ヘッド１３の電極１７−１および１７
−２にパルス状の電気信号が印加されると、発熱素子基
板１５のｎで示される領域が急速に発熱し、この表面に
接しているインクに気泡が発生し、その発生する圧力で
メニスカス２３が突出し、インクがヘッド１３のノズル
１４を通して吐出し、吐出オリフィス２２よりインク小
滴２４となり、記録媒体２５に向かって飛翔する。

【００７９】図３に、図１に示したヘッドを多数並べた
マルチヘッドの外観図を示した。このマルチヘッドは、
マルチノズル２６を有するガラス板２７と、図１に説明
したものと同じような発熱ヘッド２８を接着して作られ
ている。図４に、このヘッド１３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固定されており、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、また、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。

【００８０】６２は、記録ヘッド６５の突出口面のキャ
ップであり、ブレード６１に隣接するホームポジション
に配置され、記録ヘッド６５の移動方向と垂直な方向に
移動して、インク吐出口面と当接し、キャッピングを行
う構成を備える。さらに、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
様に記録ヘッド６５の移動経路中に突出した形態で保持
される。上記ブレード６１、キャップ６２およびインク
吸収体６３によって吐出回復部６４が構成され、ブレー
ド６１およびインク吸収体６３によって吐出口面に水分
や塵埃などの除去が行われる。

【００８１】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記録媒体にインクを
吐出して記録を行う記録ヘッド、６６は、記録ヘッド６
５を搭載して記録ヘッド６５の移動を行うためのキャリ
ッジである。キャリッジ６６は、ガイド軸６７と摺動可
能に係合し、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による記録領域およびそ
の隣接した領域の移動が可能となる。５１は、記録媒体
を挿入するための給紙部、５２は、不図示のモーターに
より駆動される紙送りローラーである。

【００８２】これらの構成により、記録ヘッド６５の吐
出口面と対向する位置へ記録媒体が給紙され、記録が進
行につれて排紙ローラー５３を配した排紙部へ排紙され
る。以上の構成において、記録ヘッド６５が記録終了し
てホームポジションへ戻る際、吐出回復部６４のキャッ
プ６２は記録ヘッド６５の移動経路から退避している
が、ブレード６１は移動経路中に突出している。その結
果、記録ヘッド６５の吐出口がワイピングされる。

【００８３】なお、キャップ６２が記録ヘッド６５の吐
出面に当接してキャッピングを行う場合、キャップ６２
は記録ヘッドの移動経路中に突出するように移動する。
記録ヘッド６５がホ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およびブレード６１は上記
したワイピングの時の位置と同一の位置にある。この結
果、この移動においても記録ヘッド６５の吐出口面はワ
イピングされる。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。

【００８４】図５は、記録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４
０は、供給用インクを収納したインク収容部、例えば、
インク袋であり、その先端にはゴム製の栓４２が設けら
れている。この栓４２に針（不図示）を挿入することに
より、インク袋４０中のインクをヘッドに供給可能にす
る。４４は、廃インクを受容するインク吸収体である。
インク収容部としてはインクとの接液面がポリオレフィ
ン、特にポリエチレンで形成されているものが好まし
い。

【００８５】本発明に係るインクまたはインクセットを
好適に用いることができるインクジェット記録装置とし
ては、上述のように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に示すようなそれらが一
体になったものにも好適に用いられる。図６において、
７０は記録ユニットであり、この中にはインクを収容し
たインク収容部、例えば、インク吸収体が収納されてお
り、かかるインク吸収体中のインクが複数オリフィスを
有するヘッド部７１からインク滴として吐出される構成
になっている。インク吸収体の材料としてはポリウレタ
ンを用いることが好ましい。

【００８６】また、インク吸収体を用いず、インク収容
部が内部にバネなどを仕込んだインク袋であるような構
造でもよい。７２は、カートリッジ内部を大気に連通さ
せるための大気連通口である。この記録ユニット７０
は、図４に示す記録ヘッド６５に代えて用いられるもの
であって、キャリッジ６６に対して着脱自在になってい
る。

【００８７】次に、力学的エネルギーを利用したインク
ジェット記録装置の形態として、複数のノズルを有する
ノズル形成基板と、ノズルに対向して配置される圧電材
料と導電材料からなる圧力発生素子と、この圧力発生素
子の周囲を満たすインクを備え、印加電圧により圧力発
生素子を変位させ、インクの小液滴をノズルから吐出さ
せるオンデマンドインクジェット記録ヘッドを挙げる。
その記録装置の主要部である記録ヘッドの構成例を図７
に示す。ヘッドは、インク室（不図示）に連通したイン
ク流路８０と、所望の体積のインク滴を吐出するための
オリフィスプレート８１と、インクに直接圧力を作用さ
せる振動板８２と、この振動板８２に接合され、電気信
号により変位する圧電素子８３と、オリフィスプレート
８１と、振動板などを指示固定するための基板８４とか
ら構成されている。

【００８８】図７において、インク流路８０は、感光性
樹脂などで形成され、オリフィスプレート８１は、ステ
ンレス、ニッケルなどの金属を電鋳やプレス加工による
穴あけなどにより吐出口８５が形成され、振動板８２
は、ステンレス、ニッケル、チタンなどの金属フィルム
および高弾性樹脂フィルムなどで形成され、圧電素子８
３は、チタン酸バリウム、ＰＺＴなどの誘電体材料で形
成される。

【００８９】以上のような構成の記録ヘッドは、圧電素
子８３にパルス状の電圧を与え、ひずみ応力を発生さ
せ、そのエネルギーが圧電素子８３に接合された振動板
を変形させ、インク流路８０内のインクを垂直に加圧し
インク滴（不図示）をオリフィスプレートの吐出口８５
より吐出して記録を行うように動作する。このような記
録ヘッドは、図４に示したものと同様な記録装置に組み
込んで使用される。記録装置の細部の動作は先述と同様
に行うもので差し支えない。

【００９０】本発明に係るインクセットを用いてカラー
画像を記録する場合には、例えば、前記図３に示した記
録ヘッドを４つキャリッジ上に並べた記録装置を好適に
用いることができる。図９はその一例であり、９１、９
２、９３および９４は、各々イエロー、マゼンタ、シア
ンおよびブラックのインクを吐出するための記録ユニッ
トである。該記録ユニットは、前記した記録装置のキャ
リッジ上に配置され、記録信号に応じて各色のインクを
吐出する。

【００９１】また、図９では記録ユニットを４つ使用し
た例を示したが、これに限定されず、例えば、図８に示
したように、１つの記録ヘッドで上記の４色のインクを
各々含むインクカートリッジ８６〜８９から供給される
各色のインクを、各々個別に吐出させることができるよ
うにインク流路を分けて構成した記録ヘッド９０に取付
けて記録を行なうこともできる。

【００９２】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１４は、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
吐出装置としての本発明に係る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。

【００９３】図１４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
れる記録媒体としての用紙１０２８を、図１４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
に略直交する方向Ｓに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。

【００９４】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お
よび１０２６ｂに巻きかけられるベルト１０１６と、ロ
ーラユニット１０２２ａおよび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を順方向および逆方向に駆動さ
せるモータ１０１８とを含んで構成されている。

【００９５】モータ１０１８が作動状態とされてベルト
１０１６が図１４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１４の矢印Ｓ
方向に所定の移動量だけ移動される。また、モータ１０
１８が作動状態とされてベルト１０１６が図１４の矢印
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１４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。さら
に、移動駆動部１００６の一端部には、キャリッジ部材
１０１０ａのホームポジションとなる位置に、記録部１
０１０の吐出回復処理を行うための回復ユニット１０２
６が記録部１０１０のインク吐出口配列に対向して設け
られている。

【００９６】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１０１
２Ｂが各色、例えば、イエロー、マゼンタ、シアンおよ
びブラックごとにそれぞれ、キャリッジ部材１０１０ａ
に対して着脱自在に備えられる。

【００９７】図１５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
ンクなどの液体を収容する液体タンク１００２とで主要
部が構成されている。

【００９８】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、
インクなどの液体は、液体タンク１００２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１６参照）へと導かれるようになっている。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１００２とを一体的に形成し、必要に応じ
て液体タンク１００２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１００２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。

【００９９】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
さらに詳しく説明する。図１６は本発明の基本的な形態
を示す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１７〜図２０は図１１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。なお、電気熱変換
素子を駆動するための電気的な配線などは省略してい
る。

【０１００】本例の液体吐出ヘッドにおいては、例え
ば、図１６に示されるような、ガラス、セラミックス、
プラスチックあるいは金属などからなる基板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、および後述する液流路、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。吐出口
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)などの
露光装置により形成することもできる。

【０１０１】図１６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
方向の両側に熱エネルギ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。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、さら
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。

【０１０２】ここで、図１６においてはインク流路壁９
３６と吐出口プレート９３５とは、別部材として示され
ているが、このインク流路壁９３６を、例えば、スピン
コートなど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。本例
では、さらに、吐出口面（上面）９３５ａ側は撥水処理
が施されている。本例では、図１４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、１２００ｄｐｉで記録を行う。駆動周波数は１０
ｋＨｚであり、一つの吐出口では最短時間間隔１００μ
ｓごとに吐出を行うことになる。

【０１０３】また、ヘッドの実例寸法の一例としては、
例えば、図１７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
２０に示すように、インク流路壁９３６により形成され
る発泡室１３３７は、Ｎ１（発泡室の幅寸法）＝３３μ
ｍ、Ｎ２（発泡室の長さ寸法）＝３５μｍである。ヒー
タ９３１のサイズは３０μｍ３０μｍでヒータ抵抗値は
５３Ωであり、駆動電圧は１０．３Ｖである。また、
インク流路壁９３６および隔壁９３６ａの高さは１２μ
ｍで、吐出口プレート厚は１１μｍのものが使用でき
る。

【０１０４】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８
３２ａの間に交互に配されか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。すなわち、吐
出口の中心Ｏから局所的に離れた領域としての伏部８３
２ｂ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１６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２１の１１４１ａ参照）

【０１０５】本例においては、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１８に示すＴ１は８μ
ｍ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。

【０１０６】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。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１９は図１８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。

【０１０７】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２１〜図２８を用
いて説明する。図２１〜図２８は、図１６〜図２０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２０に示す発泡室１３３７のＸ−Ｘ断面
図である。この断面において吐出口部９４０のオリフィ
スプレート厚み方向の端部は、溝１１４１の頂部１１４
１ａとなっている。

【０１０８】図２１はヒータ上に膜状の気泡が生成した
状態を示し、図２２は図２１の約１μｓ後、図２３は図
２１の約２μｓ後、図２４は図２１の約３μｓ後、図２
５は図２１の約４μｓ後、図２６は図２１の約５μｓ
後、図２７は図２１の約６μｓ後、図２８は図２１の約
７μｓ後の状態をそれぞれ示している。なお、以下の説
明において、「落下」または「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。

【０１０９】まず、図２１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、約２
μｓ間に図２２および図２３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。

【０１１０】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１０２の形成
も始まる。このメニスカス１０２も図２４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。ここで、本例においては、吐出口部に複数の溝１１
４１を分散させて有していることにより、メニスカス１
０２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
時のメニスカスおよび主液滴（以下、液体またはインク
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。

【０１１１】そして、本例では、このメニスカス１０２
の落下速度が気泡１０１の収縮速度よりも速いために、
図２５に示す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。

【０１１２】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２６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２７に示すようにヒータ９３１の表面を覆うよう
に拡がってゆく。このようにヒータ９３１の表面を覆う
ように拡がった液体はヒータ９３１の表面に沿った水平
方向のベクトルを有するが、ヒータ９３１の表面に交差
する、例えば、垂直方向のベクトルは消滅し、ヒータ９
３１の表面上に留まろうとし、それよりも上側の液体、
すなわち吐出方向の速度ベクトルを保つ液体を下方向に
引っ張ることになる。

【０１１３】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２８に示すようにヒータ１の表面の中央で液体部分Ｉ
ｂが切断され、吐出方向の速度ベクトルを保つ主液滴Ｉ
ａ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９３
１側が望ましい。

【０１１４】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、記録媒体の被記録面の所定位置に着弾される。ま
た、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。

【０１１５】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
ミストにより記録媒体の被記録面が汚れるのを確実に防
止することができる。なお、図２５〜２８において、Ｉ
ｄは溝部に付着したインク（溝内のインク）を、また、
Ｉｅは液流路内に残存しているインクを表している。

【０１１６】このように、本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。また、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。

【０１１７】特に、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。

【０１１８】また、本発明に好適に使用できる、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
施形態として、例えば、日本特許登録第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。

【０１１９】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および記録装
置において優れた効果をもたらすものである。

【０１２０】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
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核沸騰を越
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、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。

【０１２１】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行なうことができる。

【０１２２】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）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も本発明に含ま
れるものである。

【０１２３】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。

【０１２４】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよいが、本発明は、上述した効果を
一層有効に発揮することができる。

【０１２５】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、あ
る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。

【０１２６】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段など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、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるい
はこれとは別の加熱素子ある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。

【０１２７】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色など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、または混色による
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。

【０１２８】以上説明した本発明の実施形態において
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、も
しくは液体であるもの、あるいは上述のインクジェット
方式ではインク自体を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よい。

【０１２９】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、またはイン
クの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを
用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号
に応じた付与によってインクが液化し、液状インクとし
て吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固
化し始めるものなどのような、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５４−５６８
４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記
載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状
また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よい。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。

【０１３０】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、ワードプロセッサやコンピュータなどの情
報処理機器の画像出力端末として一体または別体に設け
られるものの他、リーダと組み合せた複写装置、さらに
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。

【０１３１】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２９は、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。

【０１３２】図２９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６
０９に対して押圧される。

【０１３３】リードスクリュ６０５の一端の近傍には、
フォトカプラ６１１、６１２が配設されている。これら
はキャリッジ６０７のレバー６０７ａのこの域での存在
を確認して駆動モータ６０２の回転方向切り換えなどを
行うためのホームポジション検知手段である。

【０１３４】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。
また、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
吐出など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６０
１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６
１７および移動部材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。

【０１３５】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など
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。

【０１３６】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。

【０１３７】

【実施例】以下、実施例および比較例を用いて本発明を
さらに具体的に説明するが、本発明は、下記実施例によ
り限定されるものではない。なお、以下の記載で、
「部」および「％」とあるものは特に断らない限り重量
基準である。

【０１３８】＜顔料分散体１＞比表面積が２６０ｍ²／
ｇでＤＢＰ吸油量が１１５ｍｌ／１００ｇのカーボンブ
ラック１０ｇと、ｐ−アミノ安息香酸２．５ｇとを水７
２ｇ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。ここにさらに数分後、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、
さらに１時間攪拌した。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、濾取した顔料粒子を十分に水洗し、９０℃のオーブ
ンで乾燥させた。さらに、この顔料に水を足して顔料濃
度１０重量％の顔料分散体を作製した。以上の方法によ
りカーボンブラックの表面に下記化学式に示される基を
導入した。

【０１３９】

【化１】

【０１４０】なお、上記で作製した自己分散型カーボン
ブラックの表面官能基密度を下記のようにして測定した
ところ、２．３１μｍｏｌ／ｍ²であった。測定方式と
しては、イオンメーター（ＤＫＫ製）を用いナトリウム
イオン濃度を測定し、その値から表面官能基密度を換算
した。また、上記で作製した自己分散型カーボンブラッ
クの平均粒径を下記のようにして測定したところ、９４
ｎｍであった。測定方式としては、粒径測定機ＥＬＳ−
８００（大塚電子製）を用い、上記顔料分散体を２００
０倍希釈して測定し、動的散乱法の原理に基づき求めた
キュムラント平均とした。

【０１４１】＜顔料分散体２＞比表面積が２６０ｍ²／
ｇでＤＢＰ吸油量が１１５ｍｌ／１００ｇのカーボンブ
ラック１０ｇと、ｐ−アミノ安息香酸０．５ｇとを水７
２ｇ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。ここにさらに数分後、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、
さらに１時間攪拌した。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、濾取した顔料粒子を十分に水洗し、９０℃のオーブ
ンで乾燥させた。さらに、この顔料に水を足して顔料濃
度１０重量％の顔料分散体を作製した。以上の方法によ
りカーボンブラックの表面に下記化学式に示される基を
導入した。

【０１４２】

【化２】

【０１４３】上記で作製した自己分散型カーボンブラッ
クの表面官能基密度および平均粒径を上記方法と同様に
測定したところ、表面官能基密度が０．９６μｍｏｌ／
ｍ²、平均粒径が９４ｎｍであった。

【０１４４】＜顔料分散体３＞比表面積が２４０ｍ²／
ｇでＤＢＰ吸油量が６５ｍｌ／１００ｇのカーボンブラ
ック１０ｇと、ｐ−アミノ安息香酸１．２ｇとを水７２
ｇ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。ここにさらに数分後、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、
さらに１時間攪拌した。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、濾取した顔料粒子を十分に水洗し、９０℃のオーブ
ンで乾燥させた。さらに、この顔料に水を足して顔料濃
度１０重量％の顔料分散体を作製した。以上の方法によ
りカーボンブラックの表面に下記化学式に示される基を
導入した。

【０１４５】

【化３】

【０１４６】上記で作製した自己分散型カーボンブラッ
クの表面官能基密度および平均粒径を上記方法と同様に
測定したところ、表面官能基密度が２．２６μｍｏｌ／
ｍ²、平均粒径が８５ｎｍであった。

【０１４７】次に、上記の各顔料分散体を用いてブラッ
クインク１〜３を下記の方法にて調整した。＜実施例１＞（ブラックインク１）以下の成分を混合し、十分攪拌し
て溶解後、ポアサイズ３．０μｍのミクロフィルター
（富士フィルム製）にて加圧濾過してブラックインク１
を調製した。・上記の顔料分散体１３０部・安息香酸アンモニウム１部・トリメチロールプロパン６部・グリセリン５部・ジエチレングリコール５部・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物（商品名：アセチレノールＥＨ）０．１５部・水５２．８５部

【０１４８】＜実施例２＞（ブラックインク２）以下の成分を混合し、十分攪拌し
て溶解後、ポアサイズ３．０μｍのミクロフィルター
（富士フィルム製）にて加圧濾過してブラックインク２
を調製した。・上記の顔料分散体３３０部・安息香酸アンモニウム１部・トリメチロールプロパン６部・グリセリン５部・ジエチレングリコール５部・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物（商品名：アセチレノールＥＨ）０．１５部・水５２．８５部

【０１４９】＜比較例１＞（ブラックインク３）以下の成分を混合し、十分攪拌し
て溶解後、ポアサイズ３．０μｍのミクロフィルター
（富士フィルム製）にて加圧濾過し、ブラックインク３
を調製した。・上記の顔料分散体２３０部・安息香酸アンモニウム１部・トリメチロールプロパン６部・グリセリン５部・ジエチレングリコール５部・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物（商品名：アセチレノールＥＨ）０．１５部・水５２．８５部

【０１５０】このようにして得た実施例１、２および比
較例１のブラックインクの主な特徴を下記第１表にまと
めて示した。

【表１】

【０１５１】＜評価＞上記の実施例１、２および比較例
１の各ブラックインクを用いて、記録信号に応じた熱エ
ネルギーをインクに付与することによりインクを吐出さ
せるオンデマンド型マルチ記録ヘッドを有するインクジ
ェット記録装置ＢＪＦ−６００（キヤノン製）を用いて
下記の評価を行った。その結果を表２に示した。

【０１５２】１）間欠吐出性上記各インクを上記インクジェット記録装置を、１５℃
／１０％の恒温恒湿槽に１時間放置し、その後、各ノズ
ルから１ドットずつ吐出させて、５秒後、また、各ノズ
ルから１ドットずつ吐出させる印字サイクルを１０回繰
り返した。その各１ドットの印字を下記の基準で評価し
た。ａ：１０回の印字サイクルの全てで全ノズルの印字の乱
れが全くない。ｂ：１０回の印字サイクルの全てで全ノズルの印字の乱
れが殆どない。ｃ：１０回の印字サイクルで実際の使用上では問題ない
レベルの印字の乱れがある。ｄ：１０回の印字サイクルで印字の乱れがある。

【０１５３】評価に用いた記録媒体としてのコピー用普
通紙Ａ〜Ｅには、下記のものを使用した。以下における
コピー用普通紙Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは全てこのコピー用
普通紙Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに対応するものとする。Ａ：キヤノン（株）社製ＰＰＣ用紙ＮＳＫＢ：キヤノン（株）社製ＰＰＣ用紙ＮＤＫＣ：ゼロックス（株）社製ＰＰＣ用紙４０２４Ｄ：フォックスリバー社製ＰＰＣ用紙プローバーボン
ドＥ：ノイジドラ社製キヤノン用ＰＰＣ用紙

【０１５４】２）印字濃度上記の各記録媒体に印字を行い、その時の印字濃度を、
マクベス製印字濃度測定器を用い測定し、下記の基準で
評価した。ａ：コピー用普通紙Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの印字濃度の差
が最高と最低で０．１未満。ｂ：コピー用普通紙Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの印字濃度の差
が最高と最低で０．１以上。

【０１５５】３）文字品位上記各ブラックインクを上記インクジェット記録装置を
用い、インクの浸透性の異なる上記コピー用普通紙Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに文字印字を行い、その時の文字の滲み
を下記の基準で評価した。ａ：５紙とも滲みが殆どない。ｂ：多少滲む紙が見られる。ｃ：５紙とも滲む。

【０１５６】４）耐水性上記各ブラックインクを上記インクジェット記録装置を
用い、上記コピー用普通紙Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに文字印
字を行い、印字から所定の時間経過した後に、印字した
記録媒体を流水につけ地汚れの状態を目視にて観察し、
その結果を下記の基準で評価した。ａ：コピー用普通紙Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅともに、印字後
１時間以内で地汚れが目立たなくなる。ｂ：コピー用普通紙Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅともに、印字後
１日以内で地汚れが目立たなくなる。ｃ：印字後１日以上経過した後にも地汚れが目立つ紙が
ある。

【０１５７】５）保存安定性上記各ブラックインクの保存安定性について評価した。
すなわち、１００ｍｌ容のガラス容器（ショット社製）
を２つ用意し、その各々に上記各ブラックインクを１０
０ｍｌずつ入れ、６０℃の環境に１ケ月間放置し、その
前後でのインクの粘度変化の有無を観察した。その結果
を下記の基準で評価した。ａ：放置前後でインクの粘度の変化が殆どない。ｂ：放置前後でインクの粘度の変化があるが、実使用上
問題にならないレベルである。ｃ：放置前後でインクの粘度の変化が大きい。

【０１５８】

【表２】

【０１５９】上記表２の結果から、本発明の実施例にか
かるインクは、例えば、インクジェット記録方法によっ
て記録を行った場合の文字品位および印字濃度が高く、
これらの結果において紙種依存が少ないことが分かっ
た。さらに、保存安定性の点でも優れていた。

【０１６０】さらに、追加実験として、実施例１のイン
ク組成において安息香酸アンモニウムを除き、その分、
水を加えた組成のブラックインクをブラックインク１−
Ａ、同様に実施例２のインク組成において安息香酸アン
モニウムを除き、その分、水を加えた組成のブラックイ
ンクをブラックインク２−Ａとし、各々上記印字濃度評
価をした時と同様の印字を上記インクジェット記録装
置、上記コピー用普通紙Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに行い、そ
のときの印字濃度を、マクベス製印字濃度測定器を用い
測定したところ、下記のような結果となった。

【０１６１】（結果）ブラックインク１の５紙平均の印
字濃度は、塩を加えないブラックインク１−Ａの５紙平
均の印字濃度に比べて０．２以上高かった。ブラックイ
ンク２の５紙平均の印字濃度は、塩を加えないブラック
インク２−Ａの５紙平均の印字濃度に比べて０．１程度
高かった。これより、本発明の実施例にかかるインクに
おいて、平均粒径が９０ｎｍ以上の自己分散型アニオン
カーボンブラックを用いることにより、塩を含有させた
ときの、より効果的な印字濃度の向上を達成させること
ができることが分かった。

【０１６２】＜実施例３＞下記のようにして夫々調製し
た、ブラックインク１、イエローインク１、マゼンタイ
ンク１およびシアンインク１の各インクを組み合わせて
本実施例のインクセットとした。（ブラックインク１）実施例１のブラックインク１と同
様にして調製したブラックインクを用意した。

【０１６３】（イエローインク１）以下の成分を混合
し、十分攪拌して溶解後、ポアサイズ０．２μｍのミク
ロフィルター（富士フィルム製）にて加圧濾過し、イエ
ローインク１を調製した。・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物（商品名：アセチレノールＥＨ）１部・ジエチレングリコール１０部・グリセリン５部・Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー８６３部・水８１部

【０１６４】（マゼンタインク１）以下の成分を混合
し、十分攪拌して溶解後、ポアサイズ０．２μｍのミク
ロフィルター（富士フィルム製）にて加圧濾過し、マゼ
ンタインク１を調製した。・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物（商品名：アセチレノールＥＨ）１部・ジエチレングリコール１０部・グリセリン５部・Ｃ．Ｉ．アシッドレッド３５３部・水８１部

【０１６５】（シアンインク１）以下の成分を混合し、
十分攪拌して溶解後、ポアサイズ０．２μｍのミクロフ
ィルター（富士フィルム製）にて加圧濾過し、シアンイ
ンク１を調製した。・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物（商品名：アセチレノールＥＨ）１部・ジエチレングリコール１０部・グリセリン５部・Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９３部・水８１部

【０１６６】＜比較例２＞比較例１で調製したブラック
インク３と、実施例３で調製したイエローインク１、マ
ゼンタインク１およびシアンインク１の各インクを組み
合わせて本比較例のインクセットとした。

【０１６７】上記の実施例３および比較例２のインクセ
ットを用いて、記録信号に応じた熱エネルギーをインク
に付与することによりインクを吐出させるオンデマンド
型マルチ記録ヘッドを有するインクジェット記録装置Ｂ
ＪＦ−６００（キヤノン製）を用いて下記評価を行っ
た。その結果を表３に示す。

【０１６８】（ブリーディング）ブリーディングを評価
するための印字画像は、上記した各普通紙の１０ｃｍ四
方の正方形内に５×５のマス目で仕切り、ブラックイン
クと各カラーインクで交互にベタ印字したものを用い
た。そして、ブラックインクの印字部とカラーインクの
印字部との境界のブリーデイングを下記の基準で評価
し、結果を表３に示した。ａ：２色間の境界線が鮮明で、境界部に滲みや混色が認
められない。ｂ：２色間の境界線が存在することが明らかであるが、
一部の紙で境界部に多少の滲みや混色が認められる。ｃ：２色間の境界線が識別不能である。

【０１６９】

【表３】

【０１７０】上記表３の結果から明らかなように、比較
例２のインクセットを使用した場合は、ブリーディング
の点で満足のいくものではなかった。これに対し、実施
例３のインクセットを用いた場合は、いずれの記録媒体
においても、ブリーディングが抑制された良好なカラー
インクジェット記録画像が安定して得られた。

【０１７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インクジェット記録を行う際にブラックインクによる印
字において、長期保存による安定性に優れ、印字物の影
響を緩和し、文字品位がよく印字濃度も高く、耐水性に
優れ、該インクが発一性に優れ、さらに、カラーインク
と組み合わせてインクセットとした場合にブリーディン
グを有効に抑えることができる水性顔料インク、該イン
クを用いたインクジェット記録方法およびインクジェッ
ト記録装置などが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット記録装置のヘッドの一実施形
態を示す縦断面図。

【図２】図１のＡ−Ｂ線断面図。

【図３】マルチヘッドの概略説明図。

【図４】インクジェット記録装置の一実施形態を示す
概略斜視図。

【図５】インクカートリッジの一実施形態を示す縦断
面図。

【図６】記録ユニットの一例を示す斜視図。

【図７】インクジェット記録ヘッドの別の構成例を示
す概略斜視図。

【図８】４つのインクカートリッジが取り付けられた
記録ヘッドの概略説明図。

【図９】４つの記録ヘッドがキャリッジ上に並べられ
ている構成を示す概略説明図。

【図１０】塩を含む顔料インクを記録媒体に付与した
時の固液分離の過程を示す概略図。

【図１１】塩を含まない顔料インクを記録媒体に付与
した時の固液分離の過程を示す概略図。

【図１２】塩を含むインクおよび塩を含まないインク
各々が含んでいる自己分散型カーボンブラックの平均粒
径を変化させたときの、各々のインクによって得られる
画像の濃度を変化の傾向を説明するグラフ。

【図１３】自己分散型カーボンブラックの表面官能基
密度と該カーボンブラックを含むインクによって得られ
る画像の濃度との関係の概略説明図。

【図１４】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。

【図１５】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。

【図１６】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。

【図１７】液体吐出ヘッドの一例の一部を抽出した概
念図。

【図１８】図１７に示した吐出口の部分の拡大図。

【図１９】図１８に示した吐出口の部分のインク付着
状態を示す模式図。

【図２０】図１７における主要部の模式図。

【図２１】図２０中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図
２２〜図２８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。

【図２２】図２０中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図
２１および図２３〜図２８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。

【図２３】図２０中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図
２１、図２２および図２４〜図２８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。

【図２４】図２０中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図
２１〜図２３および図２５〜図２８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。

【図２５】図２０中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図
２１〜図２４および図２６〜図２８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。

【図２６】図２０中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図
２１〜図２５および図２７、図２８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。

【図２７】図２０中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図
２１〜図２６および図２８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。

【図２８】図２０中のＸ−Ｘ斜視断面形状に対応し図
２１〜図２７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。

【図２９】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。

【符号の説明】

１３：ヘッド１４：流路（ノズル）１５：発熱素子基板１６：保護層１７−１、１７−２：電極１８：発熱抵抗体層１９：蓄熱層２０：基板２１：インク２２：吐出オリフィス（微細孔）２３：メニスカス２４：インク小滴２５：記録媒体２６：マルチノズル２７：ガラス板２８：発熱ヘッド４０：インク収容部４２：栓４４：インク吸収体４５：インクカートリッジ５１：給紙部５２：紙送りローラー５３：排紙ローラー６１：ブレード６２：キャップ６３：インク吸収体６４：吐出回復部６５：記録ヘッド６６：キャリッジ６７：ガイド軸６８：モーター６９：ベルト７０：記録ユニット７１：ヘッド部７２：大気連通口８０：インク流路８１：オリフィスプレート８２：振動板８３：圧電素子８４：基板８５：吐出口８６、８７、８８、８９：インクカートリッジ９０：記録ヘッド９１、９２、９３、９４：記録ユニット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
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１００１：塩を含む顔料インク１００３：記録媒体１００５：インク中の固体成分の殆どが豊富に含まれる
領域１００７：溶剤の浸透先端１１０１：塩を含まない顔料インク１１０３：記録媒体１１０５：固液分離しない状態の顔料インク１１０７：インク中の固形分の浸透先端１１０９：溶剤の浸透先端１１１１：インク中の固形分含有領域１３３７：発泡室１３３８：液流路１１４１：溝１１４１ａ：頂部１００：インクジェット記録ヘッド１０１：気泡１０２：メニスカス１００２：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１０１４：１０１６：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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｃ 3/06 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０１Ｙ 3/08 １０２Ｚ (72)発明者渡邉智成東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2C056 EA05 EA09 FA03 FC01 KC01 2H086 BA55 BA57 BA59 BA62 4J037 AA02 CA05 CA16 CA20 CB09 DD05 EE02 EE28 EE43 FF05 FF15 4J039 BA04 BA10 BA15 BA16 BA17 BA18 BC19 BC28 BC54 BE01 BE03 BE04 CA06 EA15 EA16 EA17 EA19 EA20 EA42 GA24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ｍ¹）₂ＳＯ₄、ＣＨ₃ＣＯＯ（Ｍ¹）、
Ｐｈ−ＣＯＯ（Ｍ¹）、（Ｍ¹）ＮＯ₃、（Ｍ¹）Ｃｌ、
（Ｍ¹）Ｂｒ、（Ｍ¹）Ｉ、（Ｍ¹）₂ＳＯ₃および（Ｍ¹）
₂ＣＯ₃（但し、Ｍ¹はアルカリ金属、アンモニウムまた
は有機アンモニウムを表わし、Ｐｈはフェニル基を表わ
す。）から選ばれる少なくとも１種の塩と、表面官能基
密度が１．８（μｍｏｌ／ｍ²）以上の自己分散型アニ
オンカーボンブラックとを含むことを特徴とするイン
ク。
【請求項２】塩を、インク全重量に対して０．０５〜
１０重量％含む請求項１に記載のインク。
【請求項３】塩を、インク全重量に対して０．１〜５
重量％含む請求項２に記載のインク。
【請求項４】自己分散型アニオンカーボンブラック
が、表面に少なくとも１種の親水性基が直接もしくは他
の原子団を介して結合しているものである請求項１〜３
のいずれか１項に記載のインク。
【請求項５】親水性基が、下記に列記した中から選択
される請求項４に記載のインク。−ＣＯＯ（Ｍ²）、−
ＳＯ₃（Ｍ²）₂、−ＰＯ₃Ｈ（Ｍ²）、−ＰＯ₃（Ｍ²）
₂（但し、式中のＭ²は、水素原子、アルカリ金属、アン
モニウムまたは有機アンモニウムを表わす。）
【請求項６】他の原子団が、炭素原子数１〜１２のア
ルキレン基、置換もしくは未置換のフェニレン基、置換
もしくは未置換のナフチレン基である請求項４または５
に記載のインク。
【請求項７】親水性基が、下記に列記した中から選択
され、且つ下記式中のＭ²が請求項１〜６のいずれか１
項に記載の塩を示す式中のＭ¹と同一である請求項４に
記載のインク。 −ＣＯＯ（Ｍ²）、−ＳＯ₃（Ｍ²）₂、−ＰＯ₃（Ｍ²）₂
【請求項８】（Ｍ¹）₂ＳＯ₄、ＣＨ₃ＣＯＯ（Ｍ¹）、
Ｐｈ−ＣＯＯ（Ｍ¹）、（Ｍ¹）ＮＯ₃、（Ｍ¹）Ｃｌ、
（Ｍ¹）Ｂｒ、（Ｍ¹）Ｉ、（Ｍ¹）₂ＳＯ₃および（Ｍ¹）
₂ＣＯ₃（但し、Ｍ¹はアルカリ金属、アンモニウムまた
は有機アンモニウムを表わし、Ｐｈはフェニル基を表わ
す。）から選ばれる少なくとも１種の塩と、表面官能基
密度が０．４５（ｍｍｏｌ／ｇ）以上の自己分散型アニ
オンカーボンブラックとを含み、且つ６０℃の環境下に
１ケ月間保存したときにも実質的な粘度変化を生じない
ことを特徴とするインク。
【請求項９】自己分散型アニオンカーボンブラックの
平均粒径が、９０ｎｍ以上である請求項１〜８のいずれ
か１項に記載のインク。
【請求項１０】インクが、インクジェット用インクで
ある請求項１〜９のいずれか１項に記載のインク。
【請求項１１】請求項１〜９のいずれか１項に記載の
黒色のインクと、シアン用、マゼンタ用、イエロー用、
レッド用、グリーン用およびブルー用の色材から選ばれ
る少なくとも１つの色材を含む水性のカラーインクとが
組み合わされていることを特徴とするインクセット。
【請求項１２】カラーインクの色材が酸性染料または
直接染料である請求項１１に記載のインクセット。
【請求項１３】カラーインクの色材が顔料である請求
項１１に記載のインクセット。
【請求項１４】インクセットが、インクジェット用で
ある請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のインク。
【請求項１５】請求項１〜１０のいずれか１項に記載
のインクを収容しているインクタンクを備えていること
を特徴とするインクカートリッジ。
【請求項１６】請求項１０に記載のインクを収容して
いるインク収容部および該インクを吐出させるためのヘ
ッド部を備えていることを特徴とする記録ユニット。
【請求項１７】請求項１０に記載のインクを収容して
いるインク収容部および該インクの吐出用記録ヘッドと
を備えていることを特徴とする画像記録装置。
【請求項１８】請求項１０に記載のインクを収容して
いるインク収容部、シアン用、マゼンタ用、イエロー
用、レッド用、グリーン用およびブルー用の色材から選
ばれる少なくとも１つの色材を含む水性のカラーインク
を収容しているインク収容部、および各々のインク収容
部に収容されているインクを各々吐出させるための記録
ヘッド部を具備していることを特徴とするカラー画像記
録装置。
【請求項１９】請求項１０に記載のインクを記録媒体
表面に向けて飛翔させて該表面に付着させることにより
画像を記録する工程を有することを特徴とする画像記録
方法。
【請求項２０】インクを飛翔させるためのエネルギー
が熱エネルギーである請求項１９に記載の画像記録方
法。
【請求項２１】インクを飛翔させるためのエネルギー
が力学的エネルギーである請求項１９に記載の画像記録
方法。
【請求項２２】シアン用、マゼンタ用、イエロー用、
レッド用、グリーン用およびブルー用の色材から選ばれ
る少なくとも１つの色材を含む水性の第１のインクを記
録媒体表面に向けて吐出させ、該表面に付着させる工
程、および請求項１０に記載の第２のインクを該記録媒
体表面に向けて吐出させ、該表面に付着させる工程を含
むことを特徴とするカラー画像の形成方法。
【請求項２３】平均粒径が９０ｎｍ以上の自己分散型
カーボンブラックが水性媒体中に安定に分散しており、
且つ塩を含んでいるインクジェット用水性インクであっ
て、上記塩が入っていない場合には、当該インクによっ
て得られる画像の濃度が、塩を添加する前のインクと比
較して低下するものであることを特徴とするインクジェ
ット用水性インク。
【請求項２４】平均粒径が９０ｎｍ以上の自己分散型
カーボンブラックが水性媒体に安定に分散しているイン
クを用いて形成されたインクジェット記録画像の画像濃
度の向上方法であって、該インクに、該自己分散型カー
ボンブラックの被記録媒体内部への浸透防止剤としての
塩を含有せしめることを特徴とするインクジェット記録
画像の濃度向上方法。