JPH11323221A

JPH11323221A - 水性黒色顔料インク、これを用いたインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH11323221A
Application number: JP12896198A
Authority: JP
Inventors: Takashi Katsuragi; 隆司葛城
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 1999-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】インクジェット記録用の、特に間欠吐出安定
性に優れた、水性黒色顔料インクを提供すること。【解決手段】カーボンブランクの表面に少なくとも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さ
れた自己分散型カーボンブラックからなる色材と、下記
一般式（１）で表わされる化合物と水とを含有すること
を特徴とする水性黒色顔料インク。【化１】（但し、式中ｎは１〜２の整数、ｍは０〜２の整数を表
わす。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水性黒色顔料イン
ク、インクジェット記録方法及びインクジェット記録装
置に関し、更に詳しくはインクジェット記録に適したカ
ーボンブラックを色材として用いた水性黒色顔料イン
ク、該インクを用いたインクジェット記録方法及びイン
クジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、印刷インキの黒色着色剤として堅
牢性等に優れたカーボンブラックが広く用いられている
が、カーボンブラックを水性インクの色材として用いる
ためには、水性媒体中にカーボンブラックを安定して分
散させることが要求される。一般にカーボンブラックは
分散性がよくないため、均一分散系を得るために、分散
剤を添加してカーボンブラックを水性媒体中に分散させ
る方法がとられている。

【０００３】一方、一般に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の微細
な孔（ノズル）から安定な液滴となって吐出されること
が要求される。同時にインクジェット記録ヘッドのノズ
ル部でインクが蒸発することによってインクが固化しな
いことが必要となる。しかしながら、上記した分散剤が
含有されたインクをインクジェット記録に用いた場合に
は、分散剤を形成する樹脂がオリフィス等に付着した
後、再溶解されにくいために、目詰まりや液滴の不吐出
等が生じる場合がある。また、分散剤を含む水性顔料イ
ンクは粘稠なため、長時間にわたる連続吐出及び高速印
字を行う際に、吐出が不安定になったり、スムーズな記
録が困難になるという問題があった。

【０００４】そこで、これらの問題を解決するために特
開平５−１８６７０４号公報や特開平８−３４９８号公
報には、カーボンの表面に水溶性基を導入することによ
って、分散剤を使用することなく安定に分散させること
ができる自己分散型カーボンブラックが揮発されてい
る。しかしながら、インクジェット記録用インクとして
分散剤を使用しない自己分散型カーボンブラックを用い
た水性顔料インクを使用した場合にも空白のある文書や
画像の印字中に空白に対応するノズルに印字の休止がで
きた場合には、再開時の最初の吐出が乱れたり、不吐出
になってしまうという問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、上記したような従来の問題を解決し、特にインクジ
ェット記録に用いた場合に印字休止後の吐出安定性（以
後、間欠吐出安定性と呼ぶ場合がある）に優れた水性黒
色顔料インク、かかる水性黒色顔料を用いたインクジェ
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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の水性黒色顔料イ
ンクは、カーボンブラックの表面に少なくとも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された自
己分散型カーボンブラックからなる色材と、下記一般式
（１）で表わされる化合物と水とを含有することを特徴
とする。

【０００７】

【化３】（但し、式中ｎは１〜２の整数、ｍは０〜２の整数を表
わす。）本発明のインクジェット記録方法は、インクにエネルギ
ーを与えて、該インクをインク滴として飛翔させて記録
材上に記録を行うインクジェット記録方法において、該
インクが上記本発明の水性黒色顔料インクであることを
特徴とする。

【０００８】本発明のインクジェット記録装置は、少な
くともインクを収容したインク収容部と、該インクを熱
エネルギーの作用によりインク滴として吐出させるため
のヘッド部を有する記録ユニットを具備するインクジェ
ット記録装置において、該インクが上記本発明の水性黒
色顔料インクであるか；または、少なくともインクを収
容したインク収容部を備えたインクカートリッジと、該
インクを熱エネルギーの作用によりインク滴として吐出
させるための記録ヘッドとを具備するインクジェット記
録装置において、該インクが上記本発明の水性黒色顔料
インクであることを特徴とする。

【０００９】本発明によれば、インクジェット記録に用
いた場合に特に間欠吐出安定性に優れた水性黒色顔料イ
ンクが提供される。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、好ましい実施の形態を挙げ
て、本発明をより詳細に説明する。

【００１１】先ず、色材としては、その表面に少なくと
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
合された自己分散型カーボンブラックを用いる。この結
果、従来のインクのようにカーボンブラックを分散させ
るための分散剤が不要となる。本発明で使用する自己分
散型カーボンブラックとしては、−ＳＯ₂ ＮＨ₂ ，−Ｓ
Ｏ₂ ＮＨＣＯＲ（Ｒは炭素数１〜１２のアルキル基、置
換基を有してもよいフェニル基または置換基を有しても
よいナフチル基を表わす。）等の置換基をその表面に結
合させた非イオン性の自己分散型カーボンブラックでも
よいが、特にイオン性を有するものが好ましく、アニオ
ン性に帯電したものやカチオン性に帯電したものが好適
である。

【００１２】アニオン性に帯電したカーボンブラック表
面に結合されている親水性基としては、例えば、−ＣＯ
ＯＭ，−ＳＯ₃ Ｍ，−ＰＯ₃ ＨＭ，−ＰＯ₃ Ｍ₂ （但
し、式中のＭ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。）等が挙げられる。
本発明においては、これらの中で、特に−ＣＯＯＭ，−
ＳＯ₃ Ｍがカーボンブラック表面に結合されたものを用
いることが好ましい。

【００１３】また、上記親水性基中の「Ｍ」は、アルカ
リ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリ
ウム等が挙げられ、有機アンモニウムとしては、モノ乃
至トリメチルアンモニウム、モノ乃至トリエチルアンモ
ニウム、モノ乃至トリメタノールアンモニウムが挙げら
れる。アニオン性に帯電したカーボンブラックを得る方
法としては、カーボンブラック表面に−ＣＯＯＮａを導
入する方法がある。具体的には、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が挙げられる。勿
論、本発明はこれらに限定されるわけではない。

【００１４】カチオン性に帯電したカーボンブラック表
面に結合されている親水性基としては、例えば、第４級
アンモニウム基が好ましく、より好ましくは、下記に挙
げる第４級アンモニウム基が挙げられ、本発明において
は、これらのいずれかがカーボンブラック表面に結合さ
れたものが色材として好ましく使用される。

【００１５】

【化４】上記したような親水基が結合されたカチオン性の自己分
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−エチルエチルピリジル基を結
合させる方法がある。具体的には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。勿論、本発明はこれに限定されな
い。

【００１６】

【化５】また、本発明においては、上記に挙げたような親水性基
が、他の原子団を介してカーボンブラックの表面に結合
されていてもよい。他の原子団としては、例え場、炭素
原子数１〜１２のアルキル基、置換基を有してもよいフ
ェニル基または置換基を有してもよいナフチル基が挙げ
られる。上記した親水性基が他の原子団を介してカーボ
ンブラックの表面に結合する場合の具体例としては、例
えば、−ＣＨ₂ ＣＯＯＭ、−Ｃ₂ Ｈ₄ ＣＯＯＭ，−Ｃ₃
Ｈ₆ ＣＯＯＭ，−ＣＨ₂ ＳＯ₃ Ｍ，−Ｃ₂ Ｈ₄ ＳＯ₄
Ｍ，−Ｃ₃ Ｈ₆ ＳＯ₄ Ｍ，−ＰｈＳＯ₃ Ｍ，−Ｃ₅ Ｈ₁₀
ＮＨ ₃ ⁺等が挙げられるが、勿論、本発明はこれらに限定
されるわけではない。

【００１７】本発明の水性黒色顔料インクに用いる自己
分散型カーボンブラックは、カーボンブラック表面の親
水性基によってカチオン性もしくはアニオン性に帯電し
ており、そのイオンの反発によって水分散性を有し、ま
た、その親水性基により親水性も向上している。そのた
め、長期間放置されても、顔料の粒径や粘度が増大した
りすることなく水性媒体中に安定して分散された水性顔
料インクが得られる。

【００１８】また、本発明において、上記した自己分散
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して色調を調整してもよ
い。また、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％の範囲である。更に、自己分散型カーボン
ブラックに加えて染料を使用してインクの色調を調整し
てもよい。

【００１９】本発明の黒色顔料インクは、上記した色材
として用いる自己分散型カーボンブラックとともに一般
式（１）の化合物が含有されていることを特徴とする。
本発明者が、自己分散型カーボンブラックを含有した水
性黒色顔料インクの間欠性吐出安定性を向上させるべく
鋭意研究した結果、一般式（１）で表わされる化合物を
使用すれば、間欠吐出安定性が格段に向上させることが
できることがわかった。

【００２０】本発明の水性黒色顔料インクに用いられる
一般式（１）の化合物は以下のとおりである。

【００２１】

【化６】（但し、式中ｎは１〜２の整数、ｍは０〜２の整数を表
わす。）本発明の水性黒色顔料インクに含有させる一般式（１）
の化合物としては、具体的には、例えば、３−メチル−
１，３−ブタンジオール（慣用名イソプレングリコール
またはＭＢＤ）や、２，２−ジメチル１，３−プロパン
ジオール（慣用名ネオペンチルグリコール）を用いる。
また、一般式（１）の化合物の含有量としては、水性黒
色顔料インク全量に対して、好ましくは１〜３０重量
％、より好ましくは１〜１５重量％の範囲とする。

【００２２】本発明の水性黒色顔料インクに含有させる
水としては、種々のイオンを含有する一般の水ではな
く、脱イオン水を使用することが望ましい。また、水の
含有量としては水性黒色顔料インク全量に対して、好ま
しくは５０〜９５重量％の範囲である。

【００２３】本発明の水性黒色顔料インクは上記したよ
うな自己分散型カーボンブラックと一般式（１）で表わ
される化合物及び水を含有していればよいが、その他
に、水溶性有機溶剤を含有してもよい。

【００２４】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、イソブチルアルコール、ｎ−ペンタノール等の炭素
数１〜５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、ジオキサン等のエーテル類；
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、ジプロピレングリコール、トリ
プロピレングリコール、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オキシエチレンまたはオキシ
プロピレン共重合体；エチレングリコール、プロピレン
グリコール、トリメチレングリコール、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；グリセリン；トリメチロールエタン、トリメチロ
ールプロパン；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モノメチル
（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）エーテル等の低級アルキルエ
ーテル類；トリエチレングリコールジメチル（またはエ
チル）エーテル、テトラエチレングリコールジメチル
（またはエチル）エーテル等の多価アルコールの低級ジ
アルキルエーテル類；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カノールア
ミン類；スルホラン、Ｎーメチル−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。

【００２５】本発明で使用されるインク中に含有される
上記したような水溶性有機溶剤の含有量は、好ましくは
全重量の１〜４９重量％、より好ましくは２〜３０重量
％の範囲とする。また、上記の如き水溶性有機溶剤は、
単独でも混合物としても使用することができる。なお、
本発明で使用されるインク中の水の量としては、５０〜
９８重量％、好ましくは６０〜９０重量％程度とする。

【００２６】また、本発明で使用されるインクは上記の
成分の他に必要に応じて、粘度調整剤、防腐剤、酸化防
止剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、アセチアレングリコールの
エチレンオキサイド付加物等のノニオン性界面活性剤等
の添加剤を適宜配合しても構わない。

【００２７】また、本発明において使用するインクの物
性として好適な範囲は、２５℃付近で、ｐＨが好ましく
は３〜１２、より好ましくは４〜１０、表面張力が好ま
しくは１０〜６０ｄｙｎ／ｃｍ、より好ましくは２０〜
５０ｄｙｎ／ｃｍ、粘度が好ましくは１〜３０ｃｐｓ、
より好ましくは１〜１０ｃｐｓの範囲である。

【００２８】本発明の水性黒色顔料インクは、インクジ
ェット記録で用いられる際に、特に効果的である。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
ーを作用させて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
るインクジェット記録方法があり、それらのインクジェ
ット記録方法に本発明の水性黒色顔料インクは特に好適
である。

【００２９】次に上記した本発明の水性黒色顔料インク
用いて記録を行うに好適な、本発明のインクジェット記
録装置の一例を以下に説明する。

【００３０】先ず、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構成の一例を図１及
び図２に示す。

【００３１】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
板等と発熱素子基板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
ン等で形成される保護層１６、アルミニウム、金、アル
ミニウム−銅合金等で形成される電極１７−１及び１７
−２，ＨｆＢ₂ ，ＴａＮ，ＴａＡｌ等の高融点材料から
形成される発熱抵抗体層１８、熱酸化シリコン、酸化ア
ルミニウム等で形成される蓄熱層１９、シリコン、アル
ミニウム、窒化アルミニウム等の放熱性のよい材料で形
成される基板２０よりなっている。

【００３２】上記ヘッド１３の電極１７−１及び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がヘッドのノズル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、被記録材２５に向かって飛翔する。

【００３３】図３には、図１に示したヘッドを多数並べ
たマルチヘッドの一例の外観図を示す。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。

【００３４】図４に、この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。

【００３５】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。

【００３６】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。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。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によって吐出口面に水分、塵埃等
の除去が行われる。

【００３７】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による記録領域及びその隣接
した領域の移動が可能となる。

【００３８】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される紙送りローラ
ーである。これらの構成により記録ヘッドの６５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。

【００３９】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がホームピ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は上記し
たワイピングのとき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。

【００４０】上述の記録ヘッド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。

【００４１】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
ンクカートリッジの一例を示す図である。ここで４０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。４
４は廃インクを受容するインク吸収体である。

【００４２】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。

【００４３】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ポリウ
レタンを用いることが本発明にとって好ましい。

【００４４】また、インク吸収体を用いず、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ような構造
でもよい。

【００４５】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に換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。

【００４６】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好ましい一例としては、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
を挙げることができる。その記録装置の主要部である記
録ヘッドの構成の一例を図７に示す。

【００４７】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、振動板８２等を指示固定するための基板８４
とから構成されている。

【００４８】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、ニッケル等の金属を電鋳やプレス加工による穴あ
け等により吐出口８５が形成され、振動板８２はステン
レス、ニッケル、チタン等の金属フィルム及び高弾性樹
脂フィルム等で形成され、圧電素子８３は、チタン酸バ
リウム、ＰＺＴ等の誘電体材料で形成される。

【００４９】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、歪み応力を発生させ、
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８１の吐出口８５
より吐出して記録を行うように動作する。

【００５０】このような記録ヘッドは、図４に示したも
のと同様なインクジェット記録装置に組み込んで使用さ
れる。インクジェット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。

【００５１】

【実施例】次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り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、文中「部」及び「％」とあ
るのは、特に断りのない限り重量基準である。

【００５２】実施例１（顔料分散液１の作製）市販の酸性カーボンブラック
「ＭＡ−７７」（ｐＨ３、三菱化学（株）製）３００ｇ
を水１，０００ｍｌによく混合した後、これに次亜塩素
酸ソーダ（有効塩素濃度１２％）４５０ｇを滴下して、
１００〜１０５℃で１０時間攪拌した。得られたスラリ
ーを東洋濾紙Ｎｏ．２（アドバンティス社製）で濾過し
て、顔料粒子を充分に水洗した。この顔料ウェットケー
キを水３，０００ｍｌに再分散して、電導度０．２μｓ
まで逆浸透膜で脱塩した。更に、この顔料分散液（ｐＨ
＝８〜１０）を顔料濃度１０重量％に濃縮した。以上の
方法により、カーボンブラックの表面に−ＣＯＯＮａ基
が結合された、アニオン性の自己分散型カーボンブラッ
クが分散された顔料分散液１を得た。

【００５３】実施例１のインク作成以下の成分を混合し、充分攪拌して溶解させた後、ポア
サイズ３．０μｍのミクロフィルター（富士写真フィル
ム（株）製）にて加圧濾過して実施例１のインクを調整
した。

【００５４】・顔料分散液１３０部・３−メチル１，３−ブタンジオール１０部・水６０部実施例２〜６下記に示す各成分を混合し、充分攪拌して溶解させた
後、ポアサイズ３．０μｍのミクロフィルター（富士写
真フィルム（株）製）にて加圧濾過して実施例２〜５の
インクを夫々調整した。

【００５５】実施例２のインク組成・顔料分散液１３０部・２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール１０部・水６０部実施例３のインク組成・顔料分散液１３０部・３−メチルー１，３−ブタンジオール１０部・チオジグリコール５部・イソプロピルアルコール３部・水５２部実施例４のインク組成・顔料分散液１３０部・３−メチル−１，３−ブタンジオール７部・グリセリン７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，川研ファインケミカル製）０．１５部・水５５．８５部実施例５のインク組成・顔料分散液１３０部・２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール５部・ジエチレングリコール５部・グリセリン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，川研ファインケミカル製）０．１５部・水５４．８５部実施例６（顔料分散液２の作製）表面積が２３０ｍ² ／ｇでＤＢ
Ｐ吸油量が７０ｍ² ／ｇ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３．０
６ｇとを水７２ｇによく混合した後、これに硝酸１．６
２ｇを滴下して７０℃で攪拌した。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。得られたスラリーを東洋濾紙Ｎ
ｏ．２（アドバンティス社製）で濾過して、顔料粒子を
充分に水洗した。この顔料ウェットケーキを、水３，０
００ｍｌに再分散して、電導度０．２μｓまで逆浸透膜
で脱塩した。更に、この顔料分散液を顔料濃度１０重量
％に濃縮した。以上の方法により、カーボンブラックの
表面に下記の親水性基が結合されたカチオン性の自己分
散型カーボンブラックが分散された顔料分散液２を得
た。

【００５６】

【化７】実施例６のインク作成以下の成分を混合し、充分攪拌して溶解させた後、ポア
サイズ３．０μｍのミクロフィルター（富士写真フィル
ム（株）製）にて加圧濾過してインク６を調整した。

【００５７】・顔料分散液２３０部・３−メチル１，３−ブタンジオール１０部・水６０部実施例７〜１０下記に示す各成分を混合し、充分攪拌して溶解させた
後、ポアサイズ３．０μｍのミクロフィルター（富士写
真フィルム（株）製）にて加圧濾過して実施例７〜１０
のインクを夫々調整した。

【００５８】実施例７のインク組成・顔料分散液２３０部・２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール１０部・水６０部実施例８のインク組成・顔料分散液２３０部・３−メチルー１，３−ブタンジオール１０部・ジエチレングリコール５部・イソプロピルアルコール３部・水５２部実施例９のインク組成・顔料分散液２３０部・３−メチル−１，３−ブタンジオール７部・グリセリン７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，川研ファインケミカル製）０．１５部・水５５．８５部実施例１０のインク組成・顔料分散液２３０部・２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール５部・ジエチレングリコール５部・グリセリン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，川研ファインケミカル製）０．１５部・水５４．８５部比較例１〜８下記に示す各成分を混合し、充分攪拌して溶解させた
後、ポアサイズ３．０μｍのミクロフィルター（富士写
真フィルム（株）製）にて加圧濾過して比較例１〜１０
のインクを夫々調整した。

【００５９】比較例１のインク組成・顔料分散液１３０部・水７０部比較例２のインク組成・顔料分散液１３０部・チオジグリコール５部・イソプロピルアルコール３部・水６２部比較例３のインク組成・顔料分散液１３０部・グリセリン７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，川研ファインケミカル製）０．１５部・水６２．８５部比較例４のインク組成・顔料分散液１３０部・ジエチレングリコール５部・グリセリン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，川研ファインケミカル製）０．１５部・水５９．８５部比較例５のインク組成・顔料分散液２３０部・水７０部比較例６のインク組成・顔料分散液２３０部・ジエチレングリコール５部・イソプロピルアルコール３部・水６２部比較例７のインク組成・顔料分散液２３０部・グリセリン７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，川研ファインケミカル製）０．１５部・水６２．８５部比較例８のインク組成・顔料分散液２３０部・ジエチレングリコール５部・グリセリン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，川研ファインケミカル製）０．１５部・水５９．８５部［評価］上記の実施例１〜１０及び比較例１〜８のイン
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ＢＪ
Ｃ−４２００（キヤノン（株）製）を用いて下記の評価
を行った。その結果を表１に示す。・間欠吐出の安定性１０秒間連続吐出→一定時間休止→連続吐出上記の間欠動作を行った場合、の最初の吐出で吐出方
向の乱れが発生するか否かはの休止時間で決まるの
で、この時間を段階的に変えることにより間欠吐出の安
定性を測定し、以下の基準で評価した。なお、評価は環
境温度５℃、湿度１０％で行った。

【００６０】◎：３１秒以上休止しても安定に吐出し
た。

【００６１】〇：２１〜３０秒休止しても安定に吐出し
た。

【００６２】×：２０秒以下の休止時間でしか安定に吐
出しなかった。

【００６３】

【表１】

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
印字休止後の吐出安定性に優れた水性黒色顔料インク、
係る水性黒色顔料インクを用いたインクジェット記録方
法及びインクジェット記録装置が提供される。

【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例を示す
インク流路に沿った縦断面図である。

【図２】図１に示したヘッドのＡ−Ｂ線での切断面図で
ある。

【図３】図１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概略斜視
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】記録ユニットの一例を示す概略斜視図である。

【図７】力学的エネルギーを利用したインクジェット記
録ヘッドの構成の一例を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１３ヘッド１４インク溝１５発熱ヘッド１６保護膜１７−１，１７−２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被記録材２６マルチ溝２７ガラス板２８発熱ヘッド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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カーボンブラックの表面に少なくとも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さ
れた自己分散型カーボンブラックからなる色材と、下記
一般式（１）で表わされる化合物と水とを含有すること
を特徴とする水性黒色顔料インク。【化１】（但し、式中ｎは１〜２の整数、ｍは０〜２の整数を表
わす。）
【請求項２】前記親水性基が下記親水性基から選択さ
れる少なくとも１種であり、前記他の原子団が炭素原子
数１〜１２のアルキル基、置換基を有してもよいフェニ
ル基または置換基を有してもよいナフチル基である、請
求項１に記載の水性黒色顔料インク。【化２】（但し、式中Ｍ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し、Ｒは炭素原子数１
〜１２のあるキル基、置換基を有してよりフェニル基ま
たは置換基を有してもよいナフチル基を表わす。）
【請求項３】一般式（１）で表わされる化合物の含有
量が、水性黒色顔料インク全量に対して１〜３０重量％
である請求項１または２に記載の水性黒色顔料インク。
【請求項４】一般式（１）で表わされる化合物が３−
メチル−１，３−ブタンジオールである請求項１〜請求
項３のいずれか１項に記載の水性黒色顔料インク。
【請求項５】一般式（１）で表わされる化合物が２，
２−ジメチル−１，３−プロパンジオールである請求項
１〜請求項３のいずれか１項に記載の水性黒色顔料イン
ク。
【請求項６】インクにエネルギーを与えて、該インク
をインク滴として飛翔させて記録材上に記録を行うイン
クジェット記録方法において、該インクが請求項１〜請
求項５のいずれか１項に記載の水性黒色顔料インクであ
ることを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項７】前記エネルギーが熱エネルギーである、
請求項６に記載のインクジェット記録方法。
【請求項８】前記エネルギーが力学的エネルギーであ
る、請求項６に記載のインクジェット記録方法。
【請求項９】少なくともインクを収容したインク収容
部と、該インクをインク滴として吐出させるためのヘッ
ド部を具備する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１項に記載の水性黒色顔料イ
ンクであることを特徴とする記録ユニット。
【請求項１０】インクを収容したインク収容部を備え
たインクカートリッジにおいて、該インクが請求項１〜
請求項５のいずれか１項に記載の水性黒色顔料インクで
あることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項１１】少なくともインクを収容したインク収
容部と、該インクを熱エネルギーの作用によりインク滴
として吐出させるためのヘッド部を有する記録ユニット
を具備するインクジェット記録装置において、該インク
が請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の水性黒色
顔料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。
【請求項１２】少なくともインクを収容したインク収
容部を備えたインクカートリッジと、該インクを熱エネ
ルギーの作用によりインク滴として吐出させるための記
録ヘッドとを具備するインクジェット記録装置におい
て、上記インクが請求項１〜請求項５のいずれか１項に
記載の水性黒色顔料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。
【請求項１３】インクカートリッジに収容したインク
を記録ヘッド部に対して供給するインク供給部を有する
請求項１２に記載のインクジェット記録装置。