JPH08157760A

JPH08157760A - 水性インク、これを用いたインクジェット記録方法及びかかるインクを用いた機器

Info

Publication number: JPH08157760A
Application number: JP32923594A
Authority: JP
Inventors: Isao Kimura; 勲木村; Hiroyuki Maeda; 浩行前田; Hidemi Kubota; 秀美久保田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1994-12-05
Publication date: 1996-06-18

Abstract

(57)【要約】【目的】普通紙記録におけるカラーブリーディングを
実質的に解消し、記録ドットの発色性を低下させること
なく、且つ印字物のエッジがよりシャープな状態での記
録が可能な優れた水性インク、これを用いたインクジェ
ット記録方法及びかかるインクを用いた機器を提供する
こと。【構成】色材と液媒体とを含む液組成物からなるイン
クにおいて、油膜形成成分が含まれていることを特徴と
する水性インク、これを用いたインクジェット記録方法
及びかかるインクを用いた機器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクを吐出口（オリ
フィス）から小液滴として吐出、飛翔させ、この小液滴
を被記録材表面へ付着させて記録を行なうインクジェッ
ト記録において使用する水性インクに関し、特に、普通
紙記録におけるカラーブリーディングを実質的に解消
し、記録ドットの発色性を低下させることなく、且つエ
ッジがよりシャープな状態の記録が可能な水性インク、
これを用いたインクジェット記録方法、及びかかるイン
クを用いた機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インクジェット記録用のイン
クとしては、安全性及び臭気等の面から水性インクが主
流であり、インクジェット用インクとして、各種の水溶
性染料又は顔料を、水又は水と水溶性有機溶媒に溶解又
は分散させ、更に必要に応じて、保湿剤、染料溶解助剤
及び防かび剤等を添加したインクが知られている。又、
インクジェット記録は、インクを毎秒数千滴以上のイン
ク滴を吐出することが可能であり、高速記録が容易であ
ること、騒音が少ないこと、カラー化が容易であるこ
と、高解像度化が可能であること、普通紙記録が可能で
あること等の多くの長所を持っており、数年来普及が目
覚ましい。更に、近年パソコンの低価格化、高性能化及
びＧＵＩ環境の標準化により、プリンタ等の画像記録
も、高発色、高品位、高堅牢性、高解像度記録及び高速
記録の要求が高まり、記録ドットのエッジを鮮明にし、
特に、混色滲み（ブリーディング）を少なくするという
技術手段が提案されつつある。

【０００３】従来より知られているブリーディングを抑
制する手段としては、下記の方法がある。先ず、第１の
例として、米国特許５１８１０４５号明細書には、２色
の境界部で混色させることによって、酸−アルカリ反応
により染料を析出させ、ブリードを防止する方法が開示
されている。具体的には、インクの１色の色材にｐＨに
よって溶解度が異なる染料を用い、例えばこれをアルカ
リ性にしておき、他の１色を、該染料が析出する様な酸
性のｐＨにしておくことによって、紙面上で２色のイン
ク滴が接触した際に、これらのインクの境界部で染料が
析出し、ブリーディングが抑えられるというものであ
る。

【０００４】又、第２の例として、米国特許５１９８０
２３号明細書に、黒のアニオン染料インクと黄色のカチ
オン染料インクとを、塩化カルシウム等の金属塩により
沈澱させる方法が開示されている。これは、カラーブリ
ードが特に黒色と黄色間で顕著に目立つことから、黄色
インクにカチオン染料に加え、沈澱剤として金属塩を含
有させておき、各色インクの境界でのブリードを減少さ
せる手法である。更に、第３の例として、米国特許５２
１１７４７号明細書には、高速定着、フェザリング及び
ブリーディングの防止手段として、水又はアルコール可
溶の糊抜き剤（ポリオキシアルキレン誘導体、親水性ポ
リジメチルシロキサン及び脂肪族イミダゾリン誘導体
等）をインク中に添加しておくことにより、インクを紙
へ高速に浸透させて前記課題を解決することが開示され
ている。ここで、糊抜き剤は紙のサイズ度を下げる働き
があるとしている。

【０００５】一方、第４の例として、特開平５−１９４
８８４号公報には、高分子コロイドとＣＭＣ（臨界ミセ
ル濃度）以上の界面活性剤を含み、ＣＭＣ以上の界面活
性剤の添加により形成されるミセルへの染料の吸着作用
と高分子コロイドの会合による染料分子の吸着効果で、
ブリーディングを抑制することが開示されている。又、
第５の例として、米国特許５２２６９５７号明細書に
は、高分子量のコロイドと２種類の界面活性剤と水不溶
性染料とオイルとからなる熱インクジェット記録用マイ
クロエマルションインクが開示されており、該インクに
よって、ブリーディング防止と、シャープな文字の印
字、及び印字物の耐水性の向上等の効果が得られること
が挙げられている。

【０００６】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記第１の例では、染料の沈澱生成によりブリーディグを
抑制している為、沈澱がインク滴中に浮遊してしまい、
ブリーディグ抑制の効果は少ない。又、第２の例では、
インク中に塩化カルシウム等の金属塩が含有されている
為、熱インクジェット記録方法では熱発生部表面にコゲ
ーションを生成し、記録特性が低下するという問題があ
る。第３の例は、紙のサイズ度を下げることによって、
高速定着、フェザリング及びブリーディングを抑制する
方法である為、インク滴の紙への浸透が過大となり発色
性に劣るという問題がある。更に、第４の例では、ＣＭ
Ｃ以上の界面活性剤を用いる為、定着時間は短縮される
ものの、第３の例と同様に紙へのインクの浸透量が大き
くなり、発色性が劣るという問題がある。第５の例では
水中油滴型のエマルションインクを用いる為、色材の耐
水性には優れるものの、エマルションの分散の為に界面
活性剤を多量に使用するので、前記従来技術と同じく紙
へのインクの浸透量が大きくなり過ぎ、発色性が劣ると
いう問題がある。従って、本発明の目的は、普通紙記録
におけるカラーブリーディングを実質的に解消し、記録
ドットの発色性を低下させることなく、且つ印字物のエ
ッジがよりシャープな状態での記録が可能な優れた水性
インク、これを用いたインクジェット記録方法及びかか
るインクを用いた機器を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は下記の本発
明によって達成される。即ち、本発明は、色材と液媒体
とを含む液組成物からなるインクにおいて、油膜形成成
分が含まれていることを特徴とする水性インク、これを
用いたインクジェット記録方法及びかかるインクを用い
た機器である。

【０００８】

【作用】上記した本発明の構成のインクの作用について
以下に詳細に述べる。図１に、本発明の水性インクをイ
ンクジェット記録方法によって、紙等の被記録材表面に
付着させた場合のインクの挙動の模式図を示す。インク
ジェット記録の様に非接触式の記録方法では、記録ヘッ
ドから飛翔する小液滴は、記録ヘッドと被記録材との空
間においては球状の形態を成している。そこで、本発明
のインクの構成成分である油膜形成成分によって形成さ
れる油膜層は、この球状の液滴の表面を被覆した状態と
なっており、図１に示した様に、この状態でインクの球
状液滴が紙等の被記録材上へと着弾する。着弾後、紙等
の被記録材上への浸透速度は、水に比べて油膜形成成分
の方が格段に速く、インク液滴が紙に接触した面及び液
滴の輪郭部分に存在している油膜形成成分が、先ずイン
ク中の大半を占める成分である水に先行して紙中へと浸
透する。該油膜形成成分の浸透の後、遅れて色材成分を
含む水を主とする液媒体が紙中に等方的に浸透して行
く。この結果、紙等の被記録材への水の浸透中の挙動と
して、記録ドットの輪郭部においては紙面（に平行な）
方向への水等の浸透が、先に紙中に浸透した油膜形成成
分の壁によって阻止される為、被記録材へのインク液滴
の着弾時のドット径以上に広がることはない。その為、
記録ドットのエッジが円形に保持され、所謂、フェザリ
ングが抑制され、結果として記録ドットのエッジがシャ
ープになる。又、紙面に対し垂直方向への水を主とする
色材の紙中への滲透も、図１に示した様に、該方向へも
インク液滴の油膜層の形成成分が既に球状に浸透してい
る為、油膜形成成分が浸透しているよりも深い層への浸
透が抑制される。この結果、色材がより紙表面近傍に残
る為、発色性の向上が得られる。一方、カラー印刷した
場合にも、隣接して記録された異なる色のドット間で、
やはり油膜形成成分が既に先に紙中に浸透しているの
で、紙表面における水を主とする色材成分は、ドット相
互に混合することは出来ない。その結果、印字物には混
色滲み（ブリーディング）が殆ど発生しない。

【０００９】

【好ましい実施態様】以下、好ましい実施態様を挙げて
本発明を詳細に説明する。本発明の水性インクを特徴づ
ける油膜とは、インクを構成する主たる液媒体成分であ
る水表面に浮遊して薄膜状態に存在し、水とは相互に殆
ど溶解せず、且つ色材成分を含まない無色の成分からな
るものをいう。次に、上記の様な油膜形成成分として好
適な材料について述べる。油膜形成成分に必要な条件
は、２種類の互いに溶解しない液体の表面エネルギーの
釣り合いで決まる。今、液体１を水、液体２を油とし、
水面上に油滴を置いたとき、油滴は３つの張力の作用を
受ける。γ_wを水の表面張力、γ_oを油の表面張力、γ_wo
を水と油の界面張力とすると、γ_w＞γ_o＋γ_woのとき、
油滴はレンズ状に浮遊して、γ_w＝γ_oｃｏｓθ₁＋γ_wo
ｃｏｓθ₂なる釣り合い（θ₁及びθ₂は接触角）を保
つ。従って、本発明の油膜とは、γ_w＞γ_o＋γ_woなる条
件を満足するものを指す。

【００１０】又、２０℃において、水に対する溶解度が
２．０ｗｔ％以下の、実質上水難溶性又は水不溶性であ
るものが油膜形成成分として好ましく使用される。その
様な物性を持つ材料としては具体的には、有機化合物の
中から選択された後述の有機溶剤が好適である。上記の
様な油膜形成成分のインク中における含有量は、０．１
〜１５ｗｔ％とするのが好ましい。０．１ｗｔ％より少
ないと油膜層の厚さが薄すぎて充分な効果が得られず、
１５ｗｔ％より多いと、臭気、引火性、人体に対する悪
影響、及び記録装置の構成部材に対する悪影響が出てく
るので好ましくない。

【００１１】次に、本発明で使用される油膜形成成分と
して好適な材料を具体的に挙げる。先ず第１に、炭化水
素が好適であり、中でも比較的沸点が高く、常温で液体
であるものが好ましい。例えば、炭素数８以上、２０以
下の飽和炭化水素である、オクタン、ノナン、デカン、
ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペ
ンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカ
ン、ノナデカン及びイコサン等を使用することが可能で
ある。これらは直鎖状であっても分枝した異性体であっ
てもよく、且つそれらの混合体であってもよい。

【００１２】又、脂肪酸エステルであるグリセリドも好
ましく使用することが出来、特に、ヨウ素価が１３０以
下の化合物が好ましく用いられる。ヨウ素価が１３０よ
り大きいと、乾性油に属し、空気中に放置すると被膜を
形成してしまい、記録ヘッドのノズル詰まりを生ずる
為、装置の信頼性が得られない。上記の要件を満たすも
のとしては、具体的には、綿実油、大豆油、ヤシ油、ナ
タネ油、ヒマシ油、スクワラン等が挙げられ、その一部
は食用に供することが出来る油脂であり、安全性の高い
化合物である。

【００１３】又、高級脂肪酸も同様に使用することが可
能であり、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸（ラウ
リン酸）、テトラデカン酸（ミリスチン酸）及びヘキサ
デカン酸（パルミチン酸）等が挙げられる。更に、炭素
数６以上の、１−ヘキサノール、２−メチル−１−ペン
タノール、４−メチル−２−ペンタノール、２−エチル
−１−ブタノール、１−ヘプタノール、２−ヘプタノー
ル、３−ヘプタノール、１−オクタノール、２−オクタ
ノール、２−エチル−１−ヘキサノール、１−ノナオー
ル、３，５，５−トリメチル−１−ヘキサノール、１−
デカノール、１−ウンデカノール及び１−ドデカノール
等の水不溶性の脂肪族アルコール類（異性体を含む。）
も使用することが出来る。又、メチルイソブチルケトン
（ＭＩＢＫ）、２−ヘキサノン、２−ヘプタノン、４−
ヘプタノン、２，６−ジメチル−４−ヘプタノン、ホロ
ン、イソホロン及びアセトフェノン等の炭素数６以上の
ケトン類も、形成される油膜が上述した物性条件を満足
するので使用することが出来る。

【００１４】更に、炭素数６以上の脂肪酸エステル；酢
酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ｓｅｃ−ブチル、酢酸
ペンチル、酢酸イソペンチル、酢酸ｓｅｃ−ヘキシル、
２−エチルブチルアセタート、２−エチルヘキシルアセ
タート、酢酸シクロヘキシル、プロピオン酸ブチル、プ
ロピオン酸イソペンチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪
酸ブチル、酪酸イソペンチル、イソ酪酸エステル、イソ
吉草酸エステル、ステアリン酸エステル、ミリスチン酸
イソトリデシル、その他、ホウ酸トリブチル、ホウ酸ト
リペンチル、リン酸トリブチル及びフタル酸ジオクチル
等も使用することが出来る。又、トルエン、キシレン等
の芳香族炭化水素等も使用することが可能である。以上
述べた化合物は夫々単体で使用してもよいし、又、混合
して使用しても効果に影響は与えない。尚、上記化合物
以外でも形成される油膜が、前述した物性条件を満たし
ていれば使用可能であることは言うまでもない。

【００１５】本発明の水性インクは、油膜形成成分の油
膜形成能に依存する為、比較的表面張力が高い油膜形成
成分の場合には、先に述べた油膜と水等の液媒体との界
面張力を低下させると、より効果が上がる為、更に好ま
しい。従って、その目的の為に、上記した様な各種の油
膜形成成分に界面活性剤を添加することが有効である
が、その際、種々の界面活性剤を使用することが出来
る。具体的には、陰イオン界面活性剤として、カルボン
酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩及びリン酸エステ
ル塩等、陽イオン界面活性剤として、脂肪族アミン塩及
び脂肪族４級アンモニウム塩等、非イオン性界面活性剤
として、アルキル及びアルキルアリルポリオキシエチレ
ンエーテル等のエーテル型、グリセリンエステルのポリ
オキシエチレンエーテル等のエーテルエステル型、ポリ
エチレングリコール脂肪酸エステル等のエステル型、脂
肪族アルカノールアミド等、両性界面活性剤として、カ
ルボキシベタイン型、アミノカルボン酸塩及びイミダゾ
リウムベタイン等、を挙げることが出来る。又、上記界
面活性剤の使用量は、臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）以下に
すべきである。これは、界面活性剤の濃度を上げていく
と、ＣＭＣ付近で、界面活性剤分子が会合して親水性基
を外側にしてミセルという集合体を形成する。ＣＭＣよ
り多くなると、液内部に油膜形成成分を核とするミセル
を生成して、基媒体表面に存在する油膜形成成分を取り
込んでしまうことになり、インク中における油膜の効果
が減少してしまうからである。

【００１６】以上に述べた以外の界面活性剤としては、
少量の添加で界面張力低下効果が大きいフッ素系界面活
性剤が有効である。これらは数１００ｐｐｍ程度の添加
で充分な効果が得られる場合が多く、特に好ましい。
又、フッ素系界面活性剤は、他の特徴として、耐薬品性
及び耐熱性が極めて高いことも挙げられる。

【００１７】本発明の水性インクの構成成分として使用
することの出来る色材としては、アニオン性の色素イオ
ンを形成する染料が好ましく、例えば、直接染料、酸性
染料及び反応性染料等が好適である。具体的には、C.I.
Direct Black １７、C.I.Direct Black １９、C.I.Dire
ct Black ６２、C.I.Direct Black １５４、ＩＪＡ２６
０、ＩＪＡ２８６、C.I.Food Black ２、C.I.Reactive
Black ５、ＵＳＰ−５，０５３，４９５に記載の染料等
のブラック染料、C.I.Direct Yellow １１、C.I.Direct
Yellow ４４、C.I.Direct Yellow ８６、C.I.Direct Y
ellow １４２、C.I.Reactive Yellow ２等のイエロー染
料、C.I.Direct Red ２２７、C.I.Direct Red ５２、Ｉ
ＪＲ−０１６、C.I.４５１００等のマゼンタ染料及びC.
I.DirectBlue １５、C.I.Direct Blue １９９、C.I.４
２０９０、C.I.Acid Blue ９、C.I.Reactive Blue ５等
のシアン染料を挙げることが出来る。これらの染料以外
でも、可溶化基を減らして耐水性を高めたもの、溶解度
をｐＨ敏感にした特殊なグレードのもの等、いずれも本
発明で使用することが可能である。

【００１８】又、顔料も本発明の効果に影響を与えない
ので使用され得る。即ち、カーボンブラック（三菱化成
製のNo.２３００、No.９００、ＭＣＦ８８、No.３３、N
o.４０、No.５２、ＭＡ７、ＭＡ８、＃２２００Ｂ、Ｍ
Ａ−１００、コロンビヤカーボン社製のRaven１２５
５、Raven１０６０、キャボット社製のRega１３３０
Ｒ、Rega１６６０Ｒ、Mogul Ｌ、ＤＥＧＵＳＳＡ社製の
Color Black ＦＷ１８、Printex ３５、Printex Ｕ
等）、カーボンブラックの表面を酸化処理、或いはプラ
ズマ処理したもの、不溶性アゾ顔料、溶性アゾ顔料、フ
タロシアニン系顔料、イソインドリノン系高級顔料、キ
ナクリドン系高級顔料、ジオキサンバイオレット、ペリ
ノン・ペリレン系高級顔料等の有機顔料、更に、群青
（ウルトラマリン）、紺青（プルシアンブルー）、チタ
ニウムイエロー、モリブデンレッド等の無機顔料を使用
することが出来る。更に、上記顔料に分類される色材材
料である染料を体質顔料に染めつけた、所謂、染色レー
キも本発明の水性インクを構成する色材として使用可能
である。

【００１９】以上の様な構成の本発明の水性インクに
は、信頼性及び保存安定性等、より優れたインクジェッ
ト記録適性を付与する為に、次に挙げる様な、保湿剤、
或いは溶解助剤を含有させてもよい。この様な材料とし
て、１，２−エタンジオール、１，２−プロパンジオー
ル、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオー
ル、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオー
ル、２，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオー
ル、１，７−ヘプタンジオール、２−メチル−２，４−
ペンタンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオ
ール、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレ
ングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエレン
グリコール２００、ジプロピレングリコール、２，２’
−チオジエタノール、１，２，６−ヘキサントリオール
等のアルキレングリコール類、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等のアルコ
ールアミン類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセト
アミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、１，３−
プロパンスルトン等の非プロトン性極性溶媒、１，２−
ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、１，２
−ジブトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエ
ーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエ
チレングリコールジブチルエーテル、２−メトキシエタ
ノール、２−エトキシエタノール、２−（メトキシメト
キシ）エタノール、２−ブトキシエタノール、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チル
エーテル、１−メトキシ−２−プロパノール、１−エト
キシ−２−プロパノール、ジプロピレングリコール、ジ
プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレ
ングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリ
コールメチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキ
ルエーテル類、ホルムアミド、２−ピロリドン、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジ
ノン、ソルビトール、ソルビット、尿素、１，３−ビス
（β−ヒドロキシエチル）尿素等が挙げられる。

【００２０】これらの添加剤のインク中における含有量
は、インク全重量の１〜３０％の範囲とするのが好まし
い。又、中でも、保湿成分として、トリエタノールアミ
ン、尿素及び１，３−ビス（β−ヒドロキシエチル）尿
素等の尿素誘導体を添加した場合が効果の点で特に優れ
ている。又、インクジェット記録に本発明のインクを使
用する際に、メタノール、エタノール、プロパノール、
２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール等
のアルキルアルコールを含有させると吐出性が向上し、
更に効果的である。これらのアルコール類は、インク全
重量の１〜１０％の範囲で含有させることが好ましい。
本発明においては、更に必要に応じて、界面活性剤、ｐ
Ｈ調整剤、防錆剤、防かび剤及び酸化防止剤等の添加剤
をインク中に含有させることも可能である。

【００２１】以上の様に本発明のインクは、インクジェ
ット記録に用いられる際、優れた効果が発揮される。本
発明で使用するインクジェット記録方法としては、所期
の目的を達成し得ればいずれのものでもよいが、例え
ば、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るが、これら
のインクジェット記録方法に本発明のインクを使用する
のが特に好適である。

【００２２】上記の記録方法のうち、先ず、第一に、熱
エネルギーを利用したインクジェット記録装置の主要部
であるヘッドの構成例を、図２及び図３に示す。図２
は、インク流路に沿ったヘッドの断面図であるが、これ
について以下に説明する。ヘッド１は、インクを通す流
路（ノズル）２を有するガラス、セラミック、シリコン
又はプラスチック板等と、発熱素子基板３とを接着して
得られる。該発熱素子基板３は、酸化シリコン、窒化シ
リコン及び炭化シリコン等で形成される保護層４、アル
ミニウム、金及びアルミニウム−銅合金等で形成される
電極５、HfB₂、TaN及びTaAl等の高融点材料で形成され
る発熱抵抗体層６、熱酸化シリコン及び酸化アルミニウ
ム等で形成される蓄熱層７、及び、シリコン、アルミニ
ウム及び窒化アルミニウム等の放熱性のよい材料で形成
される基板８より構成されている。

【００２３】上記の様な構成を有するヘッド１の電極５
にパルス状の電気信号が印加されると、発熱素子基板３
の、ｈで示される領域が急速に発熱する為、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１０が突出し、インクがヘッド１のノズル２
を通して吐出し、オリフィス１１より球状の記録小液滴
１２となり、被記録材１３に向かって飛翔する。図３
に、図２に示したヘッドを多数並べたマルチヘッドの外
観図を示す。

【００２４】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、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。又、６
２は記録ヘッド６５の吐出口面のキャップであるり、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６
５の移動経路中に突出した形態で保持される。

【００２５】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、６
６は記録ヘッド６５を搭載してその移動を行う為のキャ
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。

【００２６】５１は被記録材を挿入する為の給紙部、５
２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。

【００２７】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様に移動する。

【００２８】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が記録の為に記録領域を移
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。

【００２９】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、４
０は供給用インクを収容したインク収容部、例えば、イ
ンク袋であり、その先端にはゴム製の栓４２が設けられ
ている。この栓４２に針（不図示）を挿入することによ
り、インク袋４０中のインクをヘッドに供給可能ならし
める。４４は廃インクを受容するインク吸収体である。
インク収容部としては、インクとの接液面がポリオレフ
ィン、特にポリエチレンで形成されているものが本発明
にとって好ましい。

【００３０】本発明で使用されるインクジェット記録装
置としては、上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。

【００３１】インク吸収体の材料としては、ポリウレタ
ンを用いることが本発明にとって好ましい。又、インク
吸収体を用いずに、インク収容部が内部にバネ等を仕込
んだインク袋である様な構造であってもよい。７２は記
録ユニット内部を大気に連通させる為の大気連通口であ
る。この記録ユニット７０は、図３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。

【００３２】次に、本発明で使用するインクジェット記
録装置の第２のものとしては、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た圧電材料
と導電材料とからなる圧力発生素子と、該圧力発生素子
の周囲を満たすインクを備え、且つ印加電圧により圧力
発生素子を変位させてインクの小液滴をノズルから吐出
させる形態のオンデマンドインクジェット記録ヘッドを
有する装置を挙げることが出来る。

【００３３】上記の様な記録装置の主要部である記録ヘ
ッドの構成例を図７に示したが、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為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、該振動板８
２に接合され電気信号により変位する圧電素子８３と、
これらの圧電素子８３、オリフィスプレート８１及び振
動板８２等を支持固定する為の基体８４とから構成され
ている。図７において、インク流路８０は感光性樹脂等
で形成され、オリフィスプレート８１は、ステンレス、
ニッケル等の金属に電鋳或いはプレス加工による穴あけ
等により設けられた吐出口８５が形成され、振動板８２
は、ステンレス、ニッケル及びチタン等の金属フィル
ム、或いは高弾性樹脂フィルム等で形成されており、圧
電素子８３は、チタン酸バリウム又はＰＺＴ等の誘電体
材料で形成されている。

【００３４】以上の様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、歪み応力を発生させ、そ
のエネルギーが圧電素子に接合された振動板８２を変形
させてインク流路内のインクを垂直に加圧し、インク滴
をオリフィスプレートの吐出口８５より吐出、記録を行
なう様に動作する。かかる記録ヘッドは、図４に示した
ものと同様な記録装置に組み込まれて使用される。又、
記録装置の細部の動作は前述したと同様に行なうもので
差しつかえない。

【００３５】

【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、表中のインク組成は、特に断
わりがない限り重量％である。先ず、本発明の各種水性
インクの作製について述べる。始めに、色材に染料を用
いる場合は、適切な濃度の染料水溶液に、保湿剤及び溶
解助剤を順次添加し、必要に応じて界面活性剤及びｐＨ
調整剤等を加え、メンブレンフィルター０．４５μｍで
濾過し、その後、適当量の適宜な油膜形成成分を加え、
振とう器で４時間振とうする。又、油膜形成成分に界面
活性剤を加える場合には、予め界面活性剤の所定量を添
加した油膜形成成分を上記濾過液に添加する。色材に顔
料を用いる場合には、予め所定の顔料を適切な分散剤水
溶液に分散しておき、この分散液の適当量と、必要に応
じて、保湿剤、溶解助剤、界面活性剤及びｐＨ調整剤等
を順次添加し、最後に、適当量の油膜形成成分を加え、
振とう器で４時間振とうする。染料の場合と同様に、油
膜形成成分に界面活性剤を加える場合には、予め界面活
性剤の所定量を添加した油膜形成成分を上記分散液に添
加する。

【００３６】実施例１〜実施例８表１に、本発明の実施例１〜実施例８のＢｋインクの組
成を表１に示す。

【００３７】表１実施例１〜実施例８のインク組成 *：ＦＢ２は、Ｃ．Ｉ．ＦｏｏｄＢｌａｃｋ２染料で
ある。 **：カーボンブラックは、三菱化成（株）製ＭＡ−１０
０である。 ***：スチレン−マレイン酸ポリマーは、顔料分散剤で
あり、酸価７０、分子量５０，０００である。 ****：アセチレノールＥＨは川研ファインケミカル
（株）製の界面活性剤であり、液媒体に添加した。 *****：ノニポール２０は、三洋化成工業（株）製界面
活性剤であり、油膜形成成分に添加した。

【００３８】比較例１〜比較例５次に、表１中の実施例１のインクの組成から、油膜形成
成分及び界面活性剤（油膜に添加）を除いた成分と同様
のものからなるインクを比較例１のインクとし、実施例
３のインクの成分から油膜形成成分及び界面活性剤（油
膜に添加）を除いた成分と同等のものからなるインクを
比較例２のインクとした。以下同様に、実施例４のイン
クに相当するものを比較例３のインクとし、実施例７に
相当するインクを比較例４のインクとし、実施例８に相
当するインクを比較例５のインクとして夫々作製した。
尚、これらの比較例では、油膜形成成分及び界面活性剤
（油膜に添加）に相当する分は水に代えに代えて比較用
のインクを作製した。

【００３９】実施例９〜実施例１１本発明の実施例として、表２に示す組成を有する実施例
９〜実施例１１のカラーインクを夫々作製した。

【００４０】表２実施例９〜実施例１１のカラーイン
クの組成 *：ＤＹ８６は、C.I.Direct Yellow ８６である。 **：ＤＲ２２７は、C.I.Direct Red ２２７である。 ***：ＡＢ９は、C.I.Acid Blue ９である。 ****：ＳＵＲＥＲＯＮＳ−１４１は旭硝子（株）製の
フッ素系界面活性剤であり、油膜形成成分中に添加し
た。

【００４１】比較例６〜比較例８表２中の実施例９、実施例１０及び実施例１１のインク
組成から油膜形成成分及び界面活性剤（油膜に添加）を
除いた成分からなるインクを夫々作製し、比較例６、比
較例７及び比較例８のインクとした。尚、これらの比較
例では、油膜形成成分及び界面活性剤（油膜に添加）に
相当する分を水に代えてインクを作製した。

【００４２】

【評価】上記表１及び表２に示した組成を有する本発明
の実施例１〜実施例１１のインク、及び比較例１〜比較
例８のインクの各々について、インクとしての性能評価
を行なった。インクの性能評価項目としては、ブリー
ディング、光学濃度（ＯＤ値）、フェザリングの３
項目とした。いずれの評価も、評価試験を温度２３℃湿
度６０％の恒温試験室で行なった。又、記録装置として
は、キヤノン（株）製ＢＪＣ−６００（解像度３６０ｄ
ｐｉ）を使用した。インクの供給は、夫々の専用インク
容器に目的のインクを充填する方法を用いて行った。以
下に各評価の方法及び評価基準について具体的に説明す
る。

【００４３】ブリーディング図８に示した様な評価パターンを用意し、矢印の線で示
した２色境界部から混色滲みがどの線の位置まで発生す
るかをブリーディングのレベルとし、ブリーディングを
５段階で評価した。即ち、境界線から１ドットライン以
内でブリーディングが止まっている場合を５とし、以下
どのラインまでブリーディングが発生したかにより、評
価を４、３、２、１とした。図８に示す様に、評価パタ
ーンは、Ａ部はカラー地、Ｂ部は黒字パターンであり、
２色の境界を矢印の線で示し、１ドットライン／１ドッ
トスペースの間隔で破線で５ラインの記録がしてある。
尚、この際、記録用紙は、電子写真用の普通紙ＮＰ−Ｓ
Ｋ紙（ＬｏｔＮｏ．ＯＫＫ１０７）を使用した。

【００４４】光学濃度（ＯＤ値）Ａ４サイズの用紙に、１０ｍｍ四方の正方形のベタ部が
５箇所あるパターンをプリントし、３０分間以上経過後
のプリントサンプルについて光学濃度の測定を行なっ
た。プリント画像内の５箇所のベタ部の濃度を、マクベ
ス反射濃度計ＲＤ９１４にて測定し、その評価値をＯＤ
値とした。この際に使用した用紙は、評価項目のブリ
ーディングの場合で使用下のと同じである。

【００４５】フェザリングＡ４用紙（ＮＰ−ＳＫ紙）に３６文字×３０行からなる
漢字を黒色インクで記録し、記録文書のエッジの尖鋭性
を目視にて５段階で官能評価した。最高ランクを５と
し、ランク５の基準用として、上記の評価用の文章と同
じ書体で同じ用紙にレーザービームプリンタ（キヤノン
（株）製ＬＢＰ−Ａ４０４Ｅ）を用いて記録したものを
用意した。評価はランク数で行い、記録文字のエッジが
シャープであり、ＬＢＰで記録したものと判別できない
ものを５とし、以下尖鋭性が劣るに従い、４、３、２、
１と評価した。

【００４６】評価結果評価項目のブリーディング及びの光学濃度について
の評価結果を表３に示し、評価項目のフェザリングに
ついての結果を表４に示した。又、評価項目及びの
光学濃度についての比較例の評価結果を表５に示し、評
価項目のフェザリングについての結果を示す。尚、表
３中、評価項目のブリーディング評価は、縦の列のイ
ンクの組み合わせでの結果である。例えば、実施例１の
Ｂｋインクと実施例９のイエローインクを用いた場合の
境界線のブリーディングを評価したものである。又、評
価項目のフェザリング評価結果は、実施例１〜実施例
８のＢｋインクのみについてであり、表３の最下段に示
した。

【００４７】表３の結果により、本発明の実施例のイン
クはブリーディング抑制に優れた効果を示し、２色の境
界は従来と比較して極めてシャープな画像と認識される
レベルにあった。これは、２色のインクの境界において
油膜形成成分が色材成分の相互拡散を抑制した結果であ
る。又、表３の光学濃度測定結果においても、本発明の
インクは色材を含有する液媒体の浸透が比較的遅い為、
過度の紙へのインク浸透が少なく、従来例より濃度が高
い傾向にあることが判明した。更に、フェザリング評価
結果（表４）では、いずれも記録ドットエッジでの油膜
形成成分の高速浸透と、紙面内浸透の抑制により色材成
分のドットエッジからはみ出した浸透が抑制されてお
り、シャープさにおいて従来インクを数段上回ってい
た。

【００４８】表３実施例の評価結果

【００４９】表４比較例の評価結果

【００５０】

【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、特に
インクジェット記録による印字物が、レーザービームプ
リンタ等で記録した場合と比較し、満足することが出来
るレベルまでブリーディングが防止され、尚且つ、発色
性も従来のインクによるものよりも優れ、更に、記録画
像のシャープさをももたらし、インクジェット記録によ
る高品位・高解像度記録の実現が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水性インクの紙への浸透する状態を説
明する模式図である。

【図２】熱インクジェット記録装置のヘッド部の縦断面
図である。

【図３】インクジェット記録装置の複数のノズルを有す
るヘッドの一例を示す図である。

【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一例を示す縦断面図であ
る。

【図６】インクジェット記録ヘッドとインクカートリッ
ジが一体である仕様の斜視図である。

【図７】圧電素子を用いたインクジェット記録ヘッドの
縦断面図である。

【図８】ブリーディング評価用画像パターンである。

【符号の説明】

５１：給紙部５２：紙送りローラー５３：排紙ローラー６１：ワイピング部材６２：キャップ６３：インク吸収体６４：吐出回復部６５：インクジェット記録ヘッド６６：キャリッジ６７：キャリッジガイド軸６８：キャリッジ駆動部６９：駆動用ベルト部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】色材と液媒体とを含む液組成物からなる
インクにおいて、油膜形成成分が含まれていることを特
徴とする水性インク。
【請求項２】液媒体の表面張力をγ_w、油膜形成成分
の表面張力をγ_o、液媒体と油膜形成成分との界面張力
をγ_woとしたとき、γ_w＞γ_o＋γ_woの関係を満たす請求
項１に記載の水性インク。
【請求項３】油膜形成成分が、２０℃における水に対
する溶解度が２．０ｗｔ％以下の有機化合物である請求
項１に記載の水性インク。
【請求項４】インク中に油膜形成成分を０．１〜１５
ｗｔ％含む請求項１に記載の水性インク。
【請求項５】油膜形成成分中に界面活性剤が臨界ミセ
ル濃度以下の量含まれている請求項４に記載の水性イン
ク。
【請求項６】油膜形成成分が、飽和炭化水素及び／又
はグリセリドである請求項１〜請求項５に記載の水性イ
ンク。
【請求項７】油膜形成成分が、炭素数８以上２０以下
の飽和炭化水素である請求項６に記載の水性インク。
【請求項８】油膜形成成分が、ヨウ素価１３０以下の
グリセリドである請求項６に記載の水性インク。
【請求項９】グリセリドが、食用可能な油脂である請
求項８に記載の水性インク。
【請求項１０】油膜形成成分が、炭素数６以上の脂肪
族アルコールである請求項１〜請求項５に記載の水性イ
ンク。
【請求項１１】油膜形成成分が、炭素数６以上の脂肪
族ケトンである請求項１〜請求項５に記載の水性イン
ク。
【請求項１２】油膜形成成分が、炭素数６以上の脂肪
族エステル及び／又は、ホウ酸トリブチル、ホウ酸トリ
ペンチル、リン酸トリブチル及びフタル酸ジオクチルか
ら選ばれる請求項１〜請求項５に記載の水性インク。
【請求項１３】液媒体が水と水溶性有機溶剤の混合物
である請求項１に記載の水性インク。
【請求項１４】液媒体が、尿素及び／又は尿素誘導体
を含む請求項１に記載の水性インク。
【請求項１５】色材が、染料及び／又は顔料である請
求項１に記載の水性インク。
【請求項１６】色材と液媒体とを含むインクの液滴を
記録信号に応じて記録ヘッドの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いおい
て、請求項１に記載の水性インクを用いて記録を行うこ
とを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項１７】インクに熱エネルギーを作用させて液
滴を吐出させて記録を行なう請求項１６に記載のインク
ジェット記録方法。
【請求項１８】インクに力学的エネルギーを作用させ
液滴を吐出させて記録を行なう請求項１６に記載のイン
クジェット記録方法。
【請求項１９】インクを収容したインク収容部、イン
クをインク滴として吐出させる為の記録ヘッド部を備え
た記録ユニットにおいて、該インクが請求項１〜請求項
５のいずれかに記載の水性インクである記録ユニット。
【請求項２０】インクを収容したインク収容部、イン
クをインク滴として吐出させる記録ユニットを備えたイ
ンクジェット記録装置において、請求項１９に記載の記
録ユニットが用いられていることを特徴とするインクジ
ェット記録装置。