JP2870153B2 - インクジェット記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、インク滴を飛翔させ、記録紙等の媒体上に
文字や画像を形成するインクジェット記録方法に関し、
さらに詳しくは、常温より高温の状態の下でインク組成
物を飛翔させるインクジェット記録方法に関する。

［従来の技術］ 従来、インクジェット記録装置としてはコンティニュ
アスタイプとオンデマンドタイプの２つの方式に大別す
る事ができる。この様なインクジェット記録装置に用い
るインクとしては、染料を水に溶解させたインクが主流
を占めている。

水性インクは、各種の水溶性染料を水または水及び水
溶性有機溶剤からなる溶媒中に溶解、必要により各種添
加剤が添加されたものが現在用いられている。これらの
インクジェット記録の長所としては、直接記録であるた
めプロセスが簡単である、インパクト方式ではないため
に無騒音である、高速記録が可能である、微小インク滴
を吐出させるために高解像の記録が可能である等の優れ
た特徴を有しており、その将来性が注目されている。し
かし、方式の違いにより多少異なるが、従来のインクジ
ェット記録は、インクが液体であり、紙にしみこむこと
によって記録されることから、被転写紙の種類によって
インクが滲み、記録ドットの周辺が不鮮明で印字品質が
低下し高品位な記録画像が得られないという欠点を有し
ている。この為、紙質に関係なく良好な印字品質を提供
するインク組成物として、米国特許4390369、4484948、
特開昭55-54368、特開昭58-108271号公報に示す、常温
で固体のワックスや、高級脂肪酸等を基材としたホット
メルト型インク組成物を用い、高温下で固体状インクを
加熱溶融させて飛翔させ、被記録部材上で冷却固化し記
録ドットを形成する方法が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ 水を基材としたインク組成物においては、上記のよう
に被記録部材の種類により良好な印字品質を得られるも
のから、甚だしく劣悪な印字品質を示すものまで印字品
質の被記録部材依存性が大きく、また印字後のインク乾
燥時間がかかるという課題を有している。その上、特に
インクがしみこむことができない被記録部材、具体的に
はOHPシートやカレンダー紙等には印字が困難な上、印
字ができても耐擦性が確保されないという課題を持って
いる。

また、従来のホットメルト型インク組成物において
は、被記録部材への対応性、印字後の乾燥性について良
好なものの、記録時にインク滴が被記録部材において急
冷固化するため、被記録部材上に盛り上がった状態にな
り、被記録部材との定着強度が低く、外部からの摩擦、
熱、圧力等によるはがれ落ち、インク像の汚れ等を起こ
してしまうという課題を抱えている。そこで、この様な
問題を回避するため、加熱等による被記録部材への定着
についても検討されているが、従来のホットメルト型イ
ンクでは染料溶解型のため、再溶融によるインクの滲み
が発生してしまうという課題を有していた。

そこで、本発明はこれらの課題を解決するものであ
り、その第１の目的とするところは、インクジェット記
録装置よりインク組成物を飛翔させるインクジェット記
録方法において、被記録部材に対して文字や画像の滲み
が発生しない高濃度で鮮明な印字を可能にし、その上OH
Pシート等に印字可能で耐擦性の良好なインクジェット
記録方法を提供することにある。第２の目的とするとこ
ろは、被記録部材上でのインクの乾燥速度に左右されな
い高速印字を可能にするインクジェット記録方法を提供
するところにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のインクジェット記録方法は、インクジェット
記録装置よりインク組成物を飛翔させるインクジェット
記録方法において、熱可塑性物質からなるベヒクルに、
色材として酸化鉄顔料を分散させたホットメルト型イン
ク組成物に、熱エネルギーを加えて溶融した後、インク
滴をインクの融点より50℃以上の高温で飛翔させ、該イ
ンク滴が被記録部材に到達するとき、磁気エネルギーを
印加し定着することを特徴とする。

従来のホットメルト型インクジェット記録方法におい
ては、加熱溶融したインク組成物が吐出し、被記録部材
上に衝突、冷却固化しドットを構成している。インク滴
は衝突後、温度が低下し融点に達し固化するのである
が、温度の低下する時間は吐出温度や環境温度によって
大きく左右される。吐出温度が高くなると溶融している
インクが固化するまでの時間が長くなり、その間にイン
クが被記録部材上に浸透し印字滲みが発生するのであ
る。逆に吐出温度が低い場合には、インクが固化するま
での時間が短く、インク滴がつぶれないうちに固化し、
ドット高が高くなってしまうため、上述したように外部
からの摩擦、熱、圧力等ではがれ落ちたり、重ねられた
ものとはりついたりして印字汚れを起こしてしまうので
ある。

本発明のインクジェット記録方法は、上記の挙動を逆
に利用したものであり、従来のホットメルト型インクで
は被記録部材上に浸透し、印字滲みが発生する温度でイ
ンク滴を飛翔させ、故意にインクを被記録部材上に浸透
させるのである。本発明者らの実験によると、融点より
50℃以上の高温でインク滴を飛翔させてやるとインク滴
は被記録部材上に浸透した。その上、インク組成物とし
て、熱可塑性物質からなるベヒクルに、色材として酸化
鉄顔料を分散させたホットメルト型インク組成物を用
い、磁気エネルギーを印加することにより、色材である
酸化鉄顔料が凝集するため、ベヒクルと共に浸透せず、
被記録部材上での付着位置に保持されるのである。

［作用］ これにより従来のホットメルト型インクに見られる文
字や画像の汚れや滲みが発生しない高濃度で鮮明な記録
ドットが形成される。被記録部材上の記録ドットの高さ
が低くなる上、熱可塑性物質が酸化鉄顔料の結着剤とし
て働くために、指こすり等の応力に対する耐擦性が向上
する。また、ホットメルト型インクを用いていることに
より、乾燥速度が水系インクに較べ向上する。

［実施例］ 次に本発明の実施例を図面を参照にしつつ詳細に説明
する。

第１図は本発明の記録方法に用いるインクジェット記
録装置の主要構成要素を示した斜視図である。11は被記
録部材であり、プラテン13とキャプスタンローラー14及
び紙押えローラー12により図中に示す矢印Ａ方向に紙送
りされる。プラテン13と対向する方向に被記録部材11を
はさんでキャリッジ送りガイド18,19がある。インク吐
出ヘッド16にはヒーター15が設置されており、本インク
組成物を溶融できるようになっている。本発明において
は、このヒーター15によりインク組成物は融点より50℃
以上の温度に加熱保持される。インク吐出ヘッド16及び
ヒーター15はキャリッジ送りガイド18,19に取り付けら
れたキャリッジ17に取り付けられている。キャリッジ17
は図示されていないモーター及びキャリッジ移動ワイヤ
ーにより、図に示したようにプラテン13と平行する矢印
Ｂ方向に移動できるようになっている。

第２図に本発明の記録方法に用いるインクジェット記
録装置のインク吐出ヘッドの断面図を示す。21は圧電振
動子であり、パルス信号25に応じて振動する。パルス信
号25は4kHzで圧電振動子に入力した。22はノズルプレー
トでありノズル23がある。24は圧力室壁を示し、背面に
は本インク組成物を溶融させ、融点より50℃以上の温度
に加熱保持するヒーター15が設置されている。上記のイ
ンク吐出ヘッドの作動時はヒーター15から加えられる熱
エネルギーにより本インク組成物26が溶融し、通常のイ
ンクジェット記録装置と同様に本インク組成物26の吐出
記録が行える。

第３図は本発明のインクジェット記録方法に用いるイ
ンクジェット記録装置のプラテン部分の斜視図である。
31はプラテンゴム、32は回転軸、33は磁気マット（300
〜500ガウス相当）でありプラテンゴム31に接着してあ
る。本インクジェット記録装置の稼働時にはプラテンに
磁気エネルギーが作用しているために、本インク組成物
滴の付着と同時に磁気定着がなされる。

ここであげたインクジェット記録装置の構成は本発明
のインクジェット記録方法を行う一例であり、実際の記
録装置の構成及び要素配置はこれに限定されるものでは
ない。

次に本発明のインクジェット記録方法における記録ド
ット形成過程を第４図に示し説明する。

本発明のインクジェット記録方法によれば、本発明に
用いられる、熱可塑性物質からなるベヒクルに、色材と
して酸化鉄顔料を分散させたホットメルト型インク組成
物26（以下本インク組成物と記す）を融点より50℃以上
の溶融状態で被記録部材上11に飛翔させるのであるが
（ａ）、本インク組成物26は、融点より50℃以上の高温
であるため、被記録部材11上に付着した際に直ちに固化
せずインク温度が融点（固化温度）に低下するまで溶融
状態のまま存在する。このとき被記録部材11上に磁気エ
ネルギー41を印加することにより、色材である酸化鉄顔
料42は磁気エネルギー41により付着位置に凝集保持さ
れ、溶融状態にあるベヒクル43は被記録部材11上に浸透
する（ｂ）。その後インク温度が融点に達し被記録部材
11上に浸透したベヒクル43が固化し定着される（ｃ）。
この酸化鉄顔料42の被記録材11上での磁気エネルギー41
による凝集保持が起こる為、被転写部材上にインクが転
写した際に表面の状態に左右されない為に滲みのないき
れいな円形のドットが形成されるのである（ｄ）。

本発明のインクジェット記録方法の実施例に用いたイ
ンクの組成を以下に示す。

本インクは、既知の方法で作製できる。本実施例にお
いては３本ロールミル分散機で酸化鉄顔料の平均粒子径
が３μｍ以下となるまでベヒクルと混練して作製した。
その後必要に応じて巨大粒子、ゴミ等を除くためフィル
ター等を通して濾過する。

上記インク組成物の融点は、72℃であった。

上記の記録装置及びインク組成物を用いて、インク組
成物を融点より50℃以上の温度、具体的には130℃に加
熱して、一般上質紙、ボンド紙、PPC紙、OHPシート等の
各種被記録部材に対してビットイメージ印字、文字印字
等を行った後、次に示すa1〜a3の評価を行った。

（a1）印字滲み性：各種被記録部材に対して印字後、目
視あるいは顕微鏡観察によりインキの滲みの有無を評価
し、 ・目視あるいは顕微鏡観察によっても印字に滲みが見ら
れない …好適（◎） ・顕微鏡観察により印字に滲みが見られる…適 （○） ・目視によって印字に滲みが見られる …不適（×） によって分類し評価した。

（a2）印字耐擦性：各種被記録部材に対して印字後20秒
間被記録部材を放置後、印字面をクリップで200kg/cm²
の荷重をかけて擦ることによる汚れの発生の有無を擦る
回数によって評価し、 ・30往復以上摩擦後発生なし …好適（◎） ・20〜30往復摩擦後発生あり …適 （○） ・20往復以下摩擦後発生あり …不適（×） によって分類し評価した。

（a3）印字物乾燥速度：各種被記録部材にベタ印字を行
い、指先で軽く擦り、指先にインクが付着しなくなるま
での時間により、 ・10秒以内 …好適（◎） ・10秒以上30秒未満 …適 （○） ・30秒以上 …不適（×） によって分類し評価した。

この結果を第１表に示す。

（比較例１） 上記のインクジェット記録装置及びインク組成物を用
いて、インク組成物を110℃の温度に加熱して、一般上
質紙、ボンド紙、PPC紙、OHPシート等の各種被記録部材
に対してビットイメージ印字、文字印字等を行った後、
実施例と同様にa1〜a3の評価を行った。

この結果を第１表に併せて示す。

（比較例２） 比較例２として、市販の水性インク及び、市販のイン
クジェット記録装置を用いて印字を行い、実施例と同様
に上記のa1〜a3の評価を行った。

この結果も第１表に併せて示す。

（比較例３） 比較例３として、前述の本発明のインクジェット記録
方法の一例としてあげたインクジェット記録装置を用い
て、従来のホットメルト型インク組成物の印字を行っ
た。従来のホットメルト型インク組成物の組成を以下に
示す。

染料 スダンブラックX-60（BASF社） 10wt％ ベヒクル HNP-9（日本精蝋株式会社） 85wt％ 樹脂 EV 410（エチレン酢酸ビニル共重合体）（三
井デュポン株式会社） 5wt％ 上記インク組成物の融点は74℃であった。このインク
を融点より50℃以上の温度、具体的には130℃に加熱し
て印字し、実施例と同様に上記のa1〜a3の評価を行っ
た。

この結果も第１表に併せて示す。

表から明らかなように、本発明のインクジェット記録
方法によると、印字滲み性、印字耐擦性、印字乾燥性の
評価において、各種被転写物全般に対して良好な結果を
示している。

［発明の効果］ 以上述べてきたように、本発明のインクジェットプリ
ンタ用インクを用いれば、従来から問題とされている普
通紙に対する文字や画像の滲みがなく、輪郭も鮮明な高
濃度の印字を可能にし、その上、OHPシート等にをも印
字可能であり、耐擦性を有し、被記録部材上でインク乾
燥速度が早くなるという効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のインクジェット記録方法に用いるイ
ンクジェット記録装置の主要構成要素を示した斜視図。 第２図は、本発明のインクジェット記録方法に用いるイ
ンクジェット記録装置のインク吐出ヘッドの断面図。 第３図は、本発明のインクジェット記録方法に用いるイ
ンクジェット記録装置のプラテン部分の斜視図。 第４図（ａ）〜（ｄ）は、本発明のインクジェット記録
方法におけるドット形成過程を示した図。 11……被記録部材 12……紙押えローラー 13……プラテン 14……キャプスタンローラー 15……ヒーター 16……吐出ヘッド 17……キャリッジ 18……キャリッジ送りガイド 19……キャリッジ送りガイド 21……圧電振動子 22……ノズルプレート 23……ノズル 24……圧力室壁 25……パルス信号 26……インク組成物 31……プラテンゴム 32……回転軸 33……磁気マット 41……磁気エネルギー 42……酸化鉄顔料 43……ベヒクル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/01

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インクジェット記録装置よりインク組成物
   を飛翔させるインクジェット記録方法において、熱可塑
   性物質からなるベヒクルに、色材として酸化鉄顔料を分
   散させたホットメルト型インク組成物に、熱エネルギー
   を加えて溶融した後、インク滴をインクの融点より50℃
   以上の高温で飛翔させ、該インク滴が被記録部材に到達
   するとき、磁気エネルギーを印加し定着することを特徴
   とするインクジェット記録方法。