JPH02241747A - インクジェット記録方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は特に常温で固体のホットメルＩ・タイプのイン
クを用いたインクジェット記録方法及びこの方法を実施
するための装置に関する。

〔従来技術〕

通常のインクジェット記録方法は水性インクや油性イン
ク等の液体インクを印字ヘッドから記録用紙上に吐出、
印字するというちのである。しかしこのような液体イン
クを用いる方法では特に、一般に使用されている。］二
質紙、中質紙、電子写真用複写紙、タイプライタ−用紙
、ボンド紙等の普通紙に滲みがなく、高濃度で、且つ色
再現性の良い鮮明画像を得ることは回置である。

一方、米国特許第３，６５３，３９２号、同第３，７１
５゜２１９号には常温で固体であって、加熱することに
より溶融液化してインクジェット法により吐出が可能と
なるホットメルトタイプの、インクの処方が開示されて
いる。このような固体インクをインクジェット記録方法
に適用する場合はヘッド内のインクを加熱して完全な溶
融状態とし、これをインクジェット法に従って吐出印字
しているが、こうして得られる画像は、インクが記録紙
中に浸透する前にインクの温度が低下して粘度が高くな
ったり固化するため、十分な定着性がなく、特に摩擦や
引掻きにより容易に脱落するという欠点があった。

この欠点を解決するため特開昭６３−２０５２４１号に
は印字後の記録用紙を加熱及び／又は加圧して定着させ
る方法（装置）が開示されている。またこＮには記録紙
が軟化点以上に加熱されている状態において印字される
例が示されている。しかしこの文献には最良の画像を得
るためのインクの物性および加熱のための条件は何ら示
されていない、印字後の画像を熱したどしても必ずし、
も良い結果は得られない。例えばこの文献に示されてい
るように６０〜７０℃で軟化して液体となるインクを再
溶融する温度まで加熱した記録紙に印字すると画像に滲
みが発生し易い。

〔発明が解決し、ようとする課題〕

本発明の目的は従来技術における以上のような欠点を除
去し、常温で固体のボッＩ・メルトタイプのインクを用
いるにも拘わらず、普通紙」―にも滲みがなく、高濃度
で１色再現性が良く、しかもきわめて定着性の優れた鮮
明画像が得られるインクジェット記録方法を毘供するこ
とである。

（′発明の構成・動作〕 本発明のインクジェット記録方法は固体から液体に相転
移する際に常温から完全溶融するまでの温度範囲で−３
つ以上の転移温度を有する常温で固体のインクを加熱し
て完全な溶融状態とし、これを画像信号に従って印字／
＼フッドら記録紙−Ｌに吐出・同化させて印字した後、
印字部を加圧下に又は加圧せずに前記インクの完全溶融
温度よりも低い温度で加熱定着することを特徴とするも
のである。

また本発明のインクジェット記録装置は眞記固体インク
を加熱溶融し、これを画像信号に従って記録紙りに吐出
、固化させて印字する印字ヘツトテと前記印字部登加圧
下に又は加圧せずに加熱する手段と前記印字部の加熱温
度を前記インクの完全溶融温度よりも低い温度にコント
ロールする手段とを有すること撃特徴とするものである
６ 本発明のインクジェット記録方法及び装置番こ用いられ
るインクは固体から液体に相転移する際に常温から完全
に溶融するまでの温度範囲で２つ以上の転移温度を為す
る常温で固体のインクである。常温とは５〜３０°Ｃの
範囲であり、この温度から溶融点までに２つ以上の転移
温度を有するか否かは、示差熱分析（ＤＳＣ）によって
容易番コ判別できる。即ち示差熱分析においで呪われる
吸熱のピークに相当する温度が転移温度である。第１回
に示差熱分析の結果の例を示す。

第１図においてはショルダーを含め４”）の吸熱のピー
クが示されている。このよつに円数の相転移証度を発現
させるには、ｌＢ−化合物によりベヒクルを構成する場
合は都かｌｌ″！ＪｉＣ微細な結晶構造を有する常温で
固体であって５０〜２００℃の範囲で融へを有し、且つ
常温から融点までの範囲でガラス転移点を有する化合物
を選択することにより実現できる。このような特性を示
す化合物の例としては分子数５０（）〜・ｉｏｏ、ｏｏ
ｏ程度の比較的低分子−量のポリアクリル酸エステル類
、ポリエチ１ノンオキ法イド、エチレン−酢酸ビニル共
重合体、ポリエチレン等が挙げられる。また複数の化合
物でインクのベヒクルを構成する場合は前記甲−ベヒク
ルの場合と同様、ガラス転移を示す化合物を用いる、二
とも可能であるが、通常は融点が異なる２種以上の化合
物を混合することにより実現できる。

二の場合に用いられる化り物の例としでは前記の化合物
の他に、カルナバワックス、米ぬかろう、キャンデリラ
ワックス、鯨ろう。

密ろう１本ろう、自ろう、ホホバろう等の天然ワックス
、テ１−ラコサノール、ヘキサコザノール等の高級アル
コール類およびそれらのエステル類、ステアリン酸、ベ
ヘン酸等の高級脂肪酸およびそれらのエステル類、高級
アルキルケトン類、高級脂肪酸アミド類等が挙げられる
。

本発明方法及び装置では以１〕のような２つ以上の転移
温度を有するインクを用いることが本発明目的を達成す
るための必要条件であるが、本発明者らの検討によれば
これらの転移温度の中で最低の温度（室瓜に最も近い温
度）と最高の温度（完全に溶融する温度に対応する）と
の差が１０℃以上、好ましくは２０℃以上の時に最良の
結果が得られることが判・った。温度差がこれよりも小
さいときには定着性を上げるために加熱するど画像が滲
み易い。

−ｊ４１−息子、の説明により明らかではあるが、イン
クをＤＳＣで分析した時に見掛ト明確な２つ以上のピー
クを有しないとしても吸熱の範囲が２０°Ｃ以上にわた
っている時には実質的に２つ以上の転移温度を有するも
のと見なされる。

本発明のインクにはその他、着色剤が含まれるが、着色
剤どしてはｈ記のようなベヒクルに溶解する。例えばカ
ラーインデックスにおいて面性又は分数染料として分類
される染料やベヒクルに微粒子として分散される染料で
あればよく、特に制限されるものではない。

本発明方法及び装置で用いられる印字ヘッドは従来のイ
ンクジェット記録方法及び装置と同様、固体インクを加
熱して溶融状態とし、これを画像信号に従ってノズルか
ら吐出させる方式のものでよいが１通常の荷電制御型印
字ヘッドのよ・）にノズルから吐出されたインクをガタ
ーで回収し再使用するような方式は回収経路のすべて詮
インクの溶融点息子じ加熱しなければならず好ましくな
い、また熱によりインクを気化し泡を発生させて吐出モ
しぬるような方式のオンデイマント型印字、・＼ラドも
インクを気化するための温度が著１．＜高くなるか、或
いはインクが気化することなくインクの成分が熱分解し
易いので好ましくない。好ましい印字ヘッドはＰＺＴ等
の電歪素子を用いて液室の体積を変化させてインクを吐
出せしめる方式のもの、電界によりインクを吸引してイ
ンク髪吐出せしめる方式のもの、又はバルブの開閉によ
りインクの吐出を制御する方式のものである。

次に以上のようにして形成されろ印字部（印字画像）の
定着方法及び装置について説明する。この定着方法は印
字部を加圧ドに又は加圧せずにインクの完全溶融温度よ
りも個い温度に加熱して行なわれる。二へで完全溶融温
度とはインク全体が溶融液化して流動性になる温度であ
る。好ましくは完全溶融温度より５°以上低い温度で加
熱することである。

ごれよりも高い温度に加熱すると前述のように画像が滲
み易い。加熱方法（又は装置）としては熱風による方法
；赤外線ランプ等の放射熱による方法；熱ローラ−、熱
板等による方法等のいずれでもよい。またこれらの加熱
装置には前記所望温度にコントロールする手段（例えば
サーモスタット）を付設する。

次に本発明方法を実施するためのインクジェット記録装
置の一例を第２図及び第３図に示す。第２図は印字部を
加圧せずに加熱する方式のものであり、また第３図は同
じく加圧下に加熱する方式のものである。図中１は記録
用紙、２は紙押えローラー、３，４はガイド板、５は記
録用紙送り用有孔ベルト。６はベルト駆動用ローラー、
７はベルト支持用ローラー、８はガイド＠、９，１０は
印字ヘッド２０の走査用軸、１１は温度コントロール器
（図示せず）を備えたヒーター、１２は加熱板、１３ａ
、１３ｂ、１４ａ、１４ｂは送りローラー、１５は保熱
用蓋部材、１６は紙供給用ケース、１７は紙供給用ケー
ス、１８は記録紙、１１１は、インクジェット記録装置
、２１はガイド板、２２は温度コン１−ロール器（図示
せず）を備え、内部に赤外線ランプ（図示せず）４有す
るゴムローラー、２３は押え用金属ローラー（表向をＮ
ｉ−メツキしたもの）である。二＼で印字部１加圧下に
加熱する手段は第２図の２２及び２３を組合せた部材に
相当し、印字部を加圧せずに加熱する手段は第１図の１
１及び１２を組合せた部材に相当し。

また印字部の加熱温度を所望温度にコンＩ−ロールする
手段は図示していないが、温度コントロール器に相当す
る。

以下に本発明を実施例によ−〕で説明する。

なお部は全て重量部である。

実施例１ 由ろう　　　　　　　　　　　　　　４５％カンデリラ
ワックス　　　　　　　２５％パラフィンワックス　　
　　　　　２０％エチレン〜酢酸ビニル共重合体　　７
％Ｃ，１，ソルベント・ブラック３３％ よりなる処方の混合物を１１０℃に加熱し攪拌溶解した
後、孔径０゜５μ〜のテフロン・フィルターを用いて熱
濾過し、インクを調製した。

このインクのＤＳＣ特性は第１４図に示す通りであった
。またこのインク全体が溶融する温度は７３〜７５℃で
あった。

このインクを第２図１、こ示すようなインクジェット記
録装置の印字ヘッド２０に入れ、印字を行なった。即ち
ヘッド２０内に入れられたインクは１００℃に加熱溶融
され、圧電素子・により画像信号に従って記録用紙ｌに
に吐出されることにより印字が行なわれる。なお記録紙
１はローラー２により送られ、ガイド板３゜４を通過し
た後、負圧に吸引されている有孔ベルト５により搬送さ
れる。印字ヘッド２０は軸９，１０上をシャトル走査さ
れる。

印字周波数は４Ｋｉ（ｚ′ｃ印字密度は８ドッ１−／属
、液滴径は１００μｍ、液滴速度は約４ｍ１ｓｅｃ。

ノズル・印字面距離は約１−国である。

印字された記録紙はガイド板８、送りローラー１３ａ、
１３ｂを経て加熱部へ搬送される。加熱部は加熱板１２
、ヒーターおよび温度コントロール装［１１、および保
熱用蓋部材１５よりなる。加熱板面が６４〜６８℃にな
るように温度コントロールを行なって印字画像の定着を
行なったところ、定着画像は滲みも沌られず、また爪の
先でこすっても脱落することはなかった。

比較例１ 加熱板１２紮全く加熱せずに実施例１と同様に印字及び
定着したところ９画像に滲みはなかったが、記録紙上の
インクは爪先でこすることにより容易に脱落した。

比較例２ 加熱板１２の表面温度が７７−８１’Ｃになるように設
定して、実施例１と同様に印字及び定着したところ、定
着画像は爪先でこすっても脱落することはなかったが１
画像に太りやフェザリングが見られた。

比較例３ Ｃ６１，ソルベント・ブラック３２％ よりなる処りの混合物を実施例ｊと同様に処理してイン
クを１５１ｍした。このインクを用いて実施例１と同様
に印字を行なった。ただしヘッド内のインクの温度は１
５０℃に保った。

このインクをＤＳＣで分析したところ１つのピークしか
現れなかった。

加熱板を５０−１１０’ｃの範囲で温度を変えて定着し
たが、温度が低い場合は良、い定着性が得られず、温度
が高い場合には画像滲みが発生し、両者を満足する温度
範囲は得られなかった・ 実施例２ ステアリン酸　　　　　　　　　　２５％カルナウバワ
ックス　　　　　　　３５％パラフィンワックス　　　
　　　　１８％ステアリン　　　　　　　　　　　２０
％Ｃ，１，ソルベント・ブルー６７２％ よりなる処方の混合物を実施例１と同様に処理してイン
クを調装した。ＤＳＣで分析１．たところ５５”−７８
℃の広い範囲で吸熱のピークが観。

察され、完全溶融は８３・−・８５°（−で達成される
。

このインクを第３図の装置の印字ヘッドに入れ印字を行
なった。この装置は前述のように第２図の装置の加熱部
に変えて内部に赤外線ランプを有するゴムローラー２２
しごより記録紙を加熱し、ニラろ゛ルメッキされた金属
ローラー２３どの間に圧力（約１５０ｇｆ／ａｍ）を印
加するようにしたものである。ヘッド内インクの温度は
１２０℃となるように温度設定をし、ゴムローラー表面
温度が７３−７７℃となるように設定して印字及び定着
したところ画像滲みがなく定着性も良好な画像が得ら才
また２、比較例４ ゴムロー・ターの表面温度を変えて印字及び定着したと
ころ、比較例１及び２と同様に温度が低い時には十分な
定着性が得られず、完全溶融点以上に加熱すると画像の
滲みが生じた。

〔発明の効果〕

本発明の、インクジェット記録方法及び装置は以上のよ
うな特性を有するインクを特定の定着条件で用いるので
、普通紙」−にも滲みがなく、高ａ度で色再現性が良く
、しかも定着性の優れた鮮明画像を形成できるという大
きな利点がある。

なお本発明方法で画像の滲みを防止できる理由は次の通
りである。本発明では記録紙−１−のインクが完全に溶
解せず、部分的に流動性になったり、単に塑性変形し易
い状態になっただけなので、加熱されたインクは紙面に
対し、てほぼ垂直方向に浸透したり、圧力により垂直方
向に圧入される。これに対し完全に溶解し５た場合には
紙表面のぬれが比較的短時間に進行してしまい画像の滲
みを防ぐ、：とが困難となる。

また圧力を印加する時、本発明のように部分的にしか溶
解し°Ｃいない状態にしてｈ′Ｆ力を印加すれば。画像
に接するローラーの表面が必ずしもシリコン樹脂や弗素
樹脂等の低表面エネルギー化合物でなくとも、画像の転
写が生じないのでより安価に得られる材料を用いること
ができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で用いたインクの示差熱分析（ＤＳＣ
）特性図、第２図及び第３図は本発明インクジェット記
録装置の一例の概略図である。 ２０・・・印字ヘッド 月、】２・・・印字部を加圧上ずに加熱する手段の例２
２．２３・・・印字部を加圧下に加熱する手段の例特許
出願人　株式会社　リ　コ　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固体から液体に相転移する際に常温から完全溶融す
   るまでの温度範囲で２つ以上の転移温度を有する常温で
   固体のインクを印字ヘッド中で加熱して完全な溶融状態
   とし、これを画像信号に従って前記ヘッドから記録用紙
   上に吐出、固化させて印字した後、印字部を加圧下に又
   は加圧せずに前記インクの完全溶融温度よりも低い温度
   で加熱定着することを特徴とするインクジェット記録方
   法。 ２、固体から液体に相転移する際に常温から完全溶融す
   るまでの温度範囲で２つ以上の転移温度を有する常温で
   固体のインクを加熱して完全な溶融状態とし、これを画
   像信号に従って記録用紙上に吐出、固化させて印字する
   印字ヘッドと前記印字部を加圧下に又は加圧せずに加熱
   する手段と前記印字部の加熱温度を前記インクの完全溶
   融温度よりも低い温度にコントロールする手段とを有す
   るインクジェット記録装置。