JPH03167272A - 画像記録方法 - 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Ｊ 本発明は、液体インクにより画像記録を行う印写装置に
関し、特にビジネスもしくはパーソナル分野で用いる高
速かつ高品位なモノクロおよびカラーの記録が可能で、
目づまりの心配のない、保存安定性に優れた画像記録用
インクによる画像記録方法に関する。

［従来の技術］ 従東　インクジェット記録方式としては、コンティニュ
アスタイプとオンデマンドタイプの２つに大別すること
ができ、前者は荷電制御型（Ｈｅｒｔｚ方式）、後者は
電気機械変換式（Ｋｙｓｅｒ方式）、電気熱変換方式（
バブルジェット、サーマルインクジェット）、静電吸引
式（スリットジェット、電界制御式）がある。

また、インクミスト記録方法としては、超音波エネルギ
ーにより記録インクを霧化させ、発生した霧状インクに
電荷を与え、帯電インクミストを静電気的に紙に記録す
る方法がある。

この様なジェット記録方式に用いるインクとしては、主
として水系インクと非水系インクがあるが、臭気・安全
性・にじみの面で水系インクが主流を占めている。

水系インクは、各種の水溶性染料または顔料を水または
水と水溶性有機溶剤からなる液媒体に溶解または分散さ
せ、必要に応じて各種添加剤が添加されたものが現在使
用されている。

これらジェット記録の長所として、 ■直接記録であるためプロセスが簡単 ■無騒音 ■カラー化が容易 ■高速記録が可能 ■普通紙が使用できるため低ランニングコストが可能 ■微小インクを用いるため高解像度の記録が可能 以上の特徴を有しており以前からその将来性が注目され
ていた。

近年、パーソナルコンピューターを始めとするＯＡ機器
用プリンタとして上記特徴を有したジェットプリンタの
本格的な製品化時代の到来であると考えられる。

しかし、製品としてはまだ成長期の入口に足をふみ入れ
た段階であり、解決しなければならない技術的課題も多
いのが現状である。

上記記録方法において、方式の違いによって要求項目が
若干異なるものの、共通して要求される項目として、 １）にじみがなく高品位な記録画像が得られること ２）インクの乾燥・定着速度が速く、尾引きのないこと ３）ノズル及びインク流通経路で目づまりせず吐出が安
定していること ４）インクの分散安定性・保存性・安全性がよいこと ５）記録濃度が高いこと ６）印刷物の耐光性がよいこと 等が特に重要である。

現在、上記の要求項目の全てを満足させるために記録用
インク及び装置の両面から精力的な検討がなされており
、要求性能によってはかなりの改良が認められてきてい
る。

しかし、一番の普及を妨げている要因としてはオフィス
や家庭で一般的に使用されている普通紙（国内において
はコピー用紙、国外においてはコピー用紙およびボンド
紙を普通紙と呼ぶことにする）に対して印字品質・画像
品質が悪いことがあげられる。　（そのため苦肉の策と
して、指定紙が用意されている） すなわち、画像形成インクが記＃ｉ紙に付着した際、乾
燥性が悪く、また第１図に示す如く、毛細管現象により
記録紙のセルロース繊維に沿ってインクが流れる為に印
字・画像の品質が著しく低下する。そのためこれらの欠
点が改良された画像形成用インクが強く望まれている。

この様な観点から、従来種々の普通紙記録用インクが提
案されている。

例えば、特許出願公開昭５５−２９５４６号公報には、
特定の界面活性剤を添加し、表面張力を下げてインクの
紙への吸収性を高めたものが提案されており、特許出願
公開昭５６−５７８６２号公報には、強塩基物質を添加
し高ＰＨ（ベーハー）とし、普通紙の耐水処理剤である
サイズ剤やパルプ材を化学的に溶解し、ドットの広がり
と吸収性を制御する方法および特許出願公開昭５８−１
３６７５号公報には、インク中に分子量４万以上のボソ
ビニルビロリドンを入れ、ドットの広がりと紙への吸収
性を制御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］ しかしこのような従来の提案のものでは、次のような問
題があった。

普通紙に対して高速印刷を行った場合、それぞれ一定の
効果は認められるものの、界面活性剤を含むインクでは
、インクのしみこむ量が多いために定着速度は速くなる
が、表面張力が低いために紙の繊維に沿ったインクの拡
散が改良されずにじみが生じ、濃度の低下および印字品
質の劣化を生じる。また界面活性剤による泡立ちが生じ
るためノズル内に気泡が入りやすく、安定した吐出が得
られない等の問題点があった。

また、強塩基物質を含むインクでは、インクの吸収性・
定着性は高いが、乾燥性は十分ではなく、尾引きおよび
紙の繊維に沿ったインクの拡散が改良されずにじみが生
じ、満足できる印字品質が得られないという問題があっ
た。

また、分子量４万以上のポリビニルピロリドンを含むイ
ンクでは、ノズルの目づまりに対するマージンが非常に
低く、にじみに関しても十分な改良ができず、また乾燥
性が悪いため尾引きが生じるという問題があった。

以上のように普通紙に対して、しみこみ依存性の高いイ
ンクでは上記１）から６）を満足することはできないこ
とがわかった。

そこで、本発明はこのような問題点を解決するもので、
本発明の第１の目的は、液体インクにより画像記録を行
う印写装置において普通紙に対して印字・画像のにじみ
が生じない高濃度・高光沢な印刷を可能にする画像記録
方法を提供することにある。

本発明の第２の目的は、乾燥・定着性が速く、尾引きの
ない、高速およびプロセスカラーを重ねることによるフ
ルカラー記録を可能にする画像記録方法を提供すること
にある。

本発明の第３の目的は、ノズル内・インク流通経路で目
づまりの生じない吐出安定性に優れた画像記録方法を提
供することにある。

本発明の第４の目的は、耐水性・耐候性に優れた画像記
録方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の画像記録方法は、液体インクにより画像記録を
行う印写装置に用いる画像記録用インクの構成成分が少
なくとも水、着色剤、固着剤からなり、前記インクが被
転写媒体へ付着した際の全溶媒成分中の溶媒の蒸発率を
Ｘとすると、Ｘ≦５０（％） であることを特徴とする。

［実施例］ 本発明者は、画像記録用インクが紙にスピーディーかつ
十分に乾燥・定着するために画像記録用インクの構成成
分を少なくとも、水、着色剤、固着剤からなり分散媒中
に固着剤としての樹脂粒子が分散している流体とし、溶
媒の蒸発・溶媒の浸透の２つのファクターを最適化する
ことにより、にじまず、乾燥・定着の速い、優れた吐出
安定性、優れた印刷物の耐水・耐候性を可能にすること
を見いだした。

すなわち画像記録用インクに樹脂粒子を分散ささせるこ
とにより、第２図に示すごとく、これら粒子の表面に着
色剤（染料・顔料）を吸着させたまま紙に付着させるこ
とにより紙の１ａＩＩｌ上にドット形状を保持したまま
皮膜を形成し、乾燥・定着する事によりにじみを解決し
た。

本発明に使用される固着剤としての樹脂粒子は水または
水溶性有機溶剤中において安定であればどのようなもの
でも良く、 １）アクリル酸エステル化合物 メチルアクリレート、エチルアクリレートブチルアクリ
レート、ドデシルアクリレート２）メタクリル酸エステ
ル化合物 メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プチル
メタクリレート ３）ビニルエステル化合物 酢酸ビニル ４）スチレン化合物 等の単独重合・共重合樹脂が好適であるがこれらに限定
されるものではない。保存安定性、目づまり防止のため
に樹脂粒子の平均粒子径は、５ｍμｍ〜０．１μｍのコ
ロイド状態であることが望ましい。

スピーディーに乾燥・定着するためには、被転写媒体に
付着した溶媒の蒸発依存率が全溶媒成分中の５０％以下
でなければならない。５０％よりも多いと乾燥スピード
に問題を生じる。蒸発依存率を５０％以下に調節するた
めにインク成分中の固着剤の量を３％〜２０％に調節し
たり、調節方法として熱風、ヒーター等による熱的手段
を使用することもできる。

使用される溶媒としては、蒸留純水および水溶性有機溶
剤が好ましく、例えばグリセリン、エチレングリコール
、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリ
エチレングリコール、　トリエタノールアミン、Ｎ−メ
チル２−ピロリドン等が用いられ、これらは目づまり防
止効果も有している。これら水溶性有機溶剤は単独で使
用することも可能であるが、適正なインク物性を付与す
るために、２種またはそれ以上の溶剤を混合して使用す
ることもできる。

また、表面張力や粘度を低下させ蒸発を制御するために
界面活性剤を添加することもでき、他の方法としてはイ
ンクの付着量、飛翔速度を最適化するという方法もある
。

本発明に使用する着色剤としては、従来のインクに使用
されている水溶性染料・有機顔料・無機顔料で他のイン
ク成分添加により、色調の変化、沈ｉＰ’Ｆ＆ｔの生成
のないものならどのような染料・顔料でも使用できる。

具体的には、 ［ブラック染料］ ダイレクトブラック　＃１９ （Ｃ．　　Ｉ．３５２５５） ダイレクトブラック　＃１５４ フードブラック　　　＃２ （Ｃ．Ｉ．２７７５５） ［イエロー染料］ アシッドイエロー　　＃２３ （Ｃ．　　Ｉ．　　１９１４０） ［マゼンタ染料］ アシヅドレッド　　　＃８７ （Ｃ．Ｉ．４５３８０） アシッドレッド　　　＃１０６ （Ｃ．Ｉ．４５１００） ［シアン染料］ アッシドブルー　　　＃９ （Ｃ．Ｉ．４２０９０） グイνクトブルー　　＃８６ （Ｃ．　　■．７４１８０） 等が挙げられる。

また顔料としては、通常の有機／無機顔料を微粒子化分
散した物が用いられ、顔料粒径が０．　　１μｍ以下に
微粒子化されている物が好適である。

染料・顔料の添加量としては、０．５重量％未満では十
分な色調・濃度が得られず、１０重量％を越えると目づ
まりが起こりやすくなるために０，５重量％〜１０重量
％が好ましい。

本発明を達成するためののインク物性としては、２０゜
Ｃでの粘度が１．２ｃｐよりも低いと高速印刷において
、乾燥性に問題を生じ、１０ｃｐよりも大きいと目づま
り、吐出安定性に問題を生じるために１．２〜１０ｃｐ
が好ましい。

本発明の基本構成は以上の通りであるが、その他、従来
公知の分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、表面強力調整
剤、比抵抗調整剤、ｐＨ調整剤、防カビ剤等を必要に応
じて添加することができる。

また、熱エネルギーの作用によりインクを吐出するタイ
プのインクジェット方式に使用する場合には熱的な物性
（例えば、比熱、熱膨張係数、熱伝導率等）が調整され
る。

以下、実施例・比較例を挙げることにより本発明を具体
的に説明するが、本例が本発明を限定するものではない
。

実施例１ 以下の実施例中に示すインク組成物量（％）はすべて重
量％である。

ダイレクトブラック　＃ｌ９　　　　３％有機超微粒子
（日本ペイント製）　９０％（固形分濃度２０％） ジエチレングリコール　　　　　　　７％上記の各成分
を容器の中で十分混合撹拌し、ボアサイズ０．　　１μ
ｍのメンブレンフィルターで濾過し、記録用インクを作
製した。

実施例２ カーボンプラック（顔料）　　　　　５％有機超微粒子
（日本ペイント製）　８５％（固形分濃度２０％） グリセリン　　　　　　　　　　　１０％上記成分を混
合攪拌後、ボールミルで顔料粒径が０．１μｍ以下にな
るまで分散し、記録用インクを作製した。

実施例３ ダイレクトブラック１１５４　　　　　３％アクリルー
スチレン系エマルジョン３０％（固形分濃度４０％　大
日本インキ化学工業製）蒸留純水　　　　　　　　　　
　　５７％トリエタノールアミン　　　　　　１０％上
記の各成分を容器の中で十分混合撹拌し、ボアサイズ０
．１μｍのメンブレンフィルターで濾遇し、記録用イン
クを作製した。

実施例４ アシッドイエロー　　＃２３　　　　３％マイクロエマ
ルジョン　　　　　　３０％（固形分濃度３０％　花王
製） グリセリン　　　　　　　　　　　１０％蒸留純水　　
　　　　　　　　　　５７％アシッドレッド マイクロエマルジョン （固形分濃度３０％ グリセリン 蒸留純水 ＃８７　　　　　　　３％ ３　０％ 花王製） １　０％ ５　７％ アッシドブルー　　　＃９ マイクロエマルジョン （固形分濃度３０％　花王製） ３％ ３　０％ グリセリン　　　　　　　　　　１０％蒸留純水　　　
　　　　　　　　　５７％比較例として蒸発依存率を変
化させたインクを用い比較例とした。

以上のインクを用い、記録方法として ■市販のオンデマンド型インクジェットプリンタ■吐出
オリフィス径５０μｍ、ピエゾ振動子駈動電圧５０Ｖ、
周波数５ＫＨｚの試作マルチヘッド ■超音波霧化を利用した帯電インクミスト記録方式（超
音波振動子騒動周波数１．５ＭＨｚ，　　駆動電圧５０
ｖ） 上記３種類の方法により高速記録を行った場合の評価結
果とインク物性測定結果を表１に示す。

＄１．にじみ評価 顕微鏡による１００倍、４００倍での［察と目視による
観察 ■＝繊維に沿ったにじみもなく繊維上にドットが保持さ
れている Ｏ：繊維に沿ったにじみは少しあるが目視ではわからな
い Δ：　目視で若干にじみがわかる ×：　かなりにじんで、エッジがギザギザしている ＊２．乾燥・定着性評価 印字３秒後、６秒後、１２秒後に紙のエッジでこする ■＝　３秒後で尾引きなし ０：６秒後で尾引きなし Δ：　６秒後で尾引きあり ×：　１２秒後に尾引きあり ＊３６　　目づまり評価 キャップなし室温１ケ月放置 Ｏ：印字可能 ×：印字不可能 ＊４．インク保存性 インクを４０゜Ｃで３ケ月保存し、異物・異臭・凝集・
沈澱の有無 ０：　無し ×：　有り ＊５．記録濃度 マクベス濃度計による反射０−Ｄ値の測定＊６．耐水性
評価 印字物を水中に５分間浸し、インクの流出をａ測 ０；無し ×：　有り ＊７．光沢度評価 デジタル光沢計（村上色彩技術研究所製）による７５度
鏡面光沢度の測定 ○：　８０以上 Δ：　５１〜７９ ×：　５０以下 ＊８．０ＨＰ用紙への記録 ０：記録可 ×：記録不可 表１より明らかなように、実施例１〜４の記録インクは
、それぞれの記録方式に共通して良好な結果が得られた
。

また、実施例４の記録インクのイエロー　マゼンタ、シ
アンを各色重ね合わせることにより鮮明なフルカラー画
像が再現できた。

一方、比較例より蒸発依存率が大きいとにじみ、乾燥・
定着性に問題が生じることがわかる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の画像記録方法によれば、
従来から問題とされていた普通紙に対するにじみ、乾燥
性・定着性に優れ、かつ目づまり、インク保存性、印刷
物の耐水性にも優れた高速記録・高濃度で鮮明な記録を
可能にするという効果を有する。

また、３色のプロセスカラーインクを使用することによ
り高解像度なフルカラー画像を記録することができる。

また、本発明の画像記録方法によれば通常のジェット記
録では使用できないＯＨＰ用紙にも、高速・高品位な印
字が可能であるという効果も有す４．

【図面の簡単な説明】

第１図は紙の繊維へのインクのにじみを示す模式図。 第２図は本発明のインクドッ トを示す模式図。 １ ・紙の繊維 ２ ・インク 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体インクにより画像記録を行う印写装置に用い
   る画像記録用インクの構成成分が少なくとも水、着色剤
   、固着剤からなり、前記インクが被転写媒体へ付着した
   際の全溶媒成分中の溶媒の蒸発率をＸとすると、 Ｘ≦５０（％） であることを特徴とする画像記録方法。