JPH0353974A

JPH0353974A - インクジェットカラー記録方法

Info

Publication number: JPH0353974A
Application number: JP1190187A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Moriguchi; 晴彦森口; Hisashi Fukushima; 福島　久史; Yasushi Miura; 康三浦; Nobuhiko Takekoshi; 信彦竹腰
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-07-21
Filing date: 1989-07-21
Publication date: 1991-03-07

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、プリンターやファクシミＩハ複写機等に用い
るインクジェットカラー記録方法に関する。

（従来の技術及びその問題点）インクジェットカラー記録方法は、多くの長所を有する
ノンインパクト記録方法であり、近年盛んに研究開発及
び製品化が進められている。

こうした中で、一般的に用いられている記録紙は、イン
クジェット用に開発された紙であって、上質紙に発色層
を塗布した構造になっている。１−ｌ＋′にこの発色層
は、１０乃至５０ＬＬｍ程度の厚さであり、この層がイ
ンクを吸収し、インクが含有する染料を発色する。

しかしながら、この発色層は主としてシリカ等の顔料か
ら成っており、厚みが大である為に、発色層が粉状にな
って剥れ、剥がれ落ちた粉が、特にノズルの目詰りの原
因等になって、インクジェット記録装置の信頼性を著し
く低下させていた。

又、発色層は１回の塗布では形成出来ない場合もあり、
その為多数回塗工により厚さが厚いことによるコスト高
もインクジェット記録の発展の為には１つの障害であっ
た。

そこで発色層を薄くし、上述した欠点を無くず工夫が試
行され始めたが、発色層が薄くなると、薄くなった分だ
けインクを吸収する能力が低下し、従来通りの記録方法
ではインクが紙の裏まで抜けてしまう、いわゆる裏ぬけ
やインクの吸収により紙が波打った形状になるという問
題があった。

そこでインクの打込み量を減らして、この様な欠陥の生
じない様な条件を設定すると、形成される画像の濃度が
下がり、画質の大きな劣化を生じる。

従って、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し
、高画質、高信頼性、低価格のインクジェットカラー記
録方法を提供することである。

（問題点を解決する為の手段）上記目的は以下の本発明によって達成される。

即ち、本発明は、黒色を含む異なる色の複数の微小なイ
ンク滴を、画像信号に応じて記録媒体に付着させてカラ
ー画像を得る記録方法において、黒色インクの染料濃度
が３．５乃至６．０重量％であり、記録媒体の滲み率が
２．７乃至３．１であることを特徴とするインクジェッ
トカラー記録方法である。

（作　　用）インクジェットカラー記録方法において、黒色インクの
染料濃度を３．５乃至６．０重量％とじ、且つ記録媒体
の滲み率を２　７乃至３．１とすることによって、記録
紙のインク吸収層が薄くても高い信頼性で、低価格で高
画質のカラー画像を形成することが出来る。

次にインクの染料濃度と記録媒体の滲み率との関係を更
に詳しく説明する。

先ず、第１図は、発色層を５ＬＬｍ厚にしたインクジェ
ット記録紙（基紙厚１００μｍ）に打込むインク量と、
裏側に抜けてくるインク量を光学濃度で表したグラフで
ある。

図示の如く上記の記録紙の場合には、許容出来るインク
の打込み量は、ほぽ１６ｎｇ／ｍｍ２であることがわか
る。

次にカラー記録において様々な色を表現するのには、通
常Ｙ，Ｍ．Ｃ及びＢｋの４色を用いるが、ＬＩＣＨの処
理等によりいかなる色を表現するのにも、使用するイン
クの種類は、ＵＣＲのパラメタにもよるが、２．５乃至
２　７色が色再現性の観点から少なくとも必要である。

従って、２．５乃至２．７色を重ね印字した場合、裏抜
けしないトータルのインクの打込量は１００重量％ｄｕ
ｔｙ印字の場合、上記紙のインク打込み許容量の１６ｎ
ｆｆ／ｍｒｒｉ″からして、１色当り１　６　ｎ　ｉ２
／ｍｒｒ？−２　．　５〜１６ｎβ／ｍボー２．７＝６
．４ｎｊ２／ｍｍ”　〜６．４ｎｆｆ／ｍｒｎ”以下と
する必要があり、これ以上とするとインク吸収層が薄い
場合、インクの裏抜けや紙の波打ちの恐れが生じる。

一方、紙の上での発色濃度を考えると、高画質画像を得
る為には、光学濃度で少なくとも１．２以上が必要とさ
れているが、最も濃度の出にくい黒色染料の場合には、
第２図示の様に紙面上での染料の密度は２　．　４　ｘ
　１　０−’ｇ／ｍｍ’以上必要であることが実験的に
わかる。

従って上述した一連の検討から、インク中の黒色染料濃
度は３．８重量％乃至４．１重量％以上必要であること
が明らかになった。

この染料濃度の決定に対し、更に種々の染料種や発色層
の種類等を変えて検討した結果、３．５重量％以上の染
料濃度がいずれの黒色染料の場合にも必要である事が明
らかになった。

以上の様に高画質化に必要な染料濃度の最低値が決定さ
れたが、高画質化におけるもう１つの要素は記録紙上の
ドットの大きさであり、これも画質を大きく左右する要
素である。

例えば、４　０　０　ｄｐｉのヘッド走査密度の場合に
は、ドットは６３．５μｍピッチで配列するが、ほぼ円
形のドットが形成されるとすると、６３，５μｍのドッ
ト直径では、１００重量％ｄｕｔｙで記録しても染料で
紙面を埋め尽くすことは不可能である。この場合、光学
濃度はドットの濃度が１．２以上でも、インクの付着し
ていない紙面が存在する為、印字領域全体の光学濃度は
非常に低くなり、画質的に非常に悪いものとなる。

この観点から４００　ｄｐｉの走査密度の場合は、ドッ
ト径が１００乃至１１０μｍが最適であることを実験的
に見出した。ドット径がこれ以上大きすぎるとつぶれな
どによる画質劣化が生じる為である。

前述した様に、カラー印字におけるインクの１色当りの
打込量は６．４乃至５．９ｎＩ２／ｍｍ’が最大値であ
る為、４　０　０　ｄｐｉの走査密度の場合、１ドット
に対応する紙面の面積即ち６３．５μｍＸ６３．５μｍ
の面積に対して打込むインクの体積は２６乃至２４ｐβ
であるから、飛翔している間のドロップレッドは真珠換
算で直径３６乃至３７μｍの大きさでなければならない
。

従って、この大きさのドロップレットが紙の表面に着弾
して、そこで拡がってｌ００乃至１１０μｍになる必要
があり、その比、即ち滲み率に換算すると２．７乃至３
．１となる。

この滲み率の測定は次の様にして行った。インクの吐出
量はインクの消費量、即ちインクタンク側で減った量か
ら知る。この条件で１ドロップレットの体積を知り真珠
換算の直径Ｒ。を知る。

次に紙のドット径の面積を測定する。この方法はＣＣＤ
エリア　イメージセンサーにより読取り、光学系の倍率
と出力した画素数から知ることが出来る。この面積を真
円換算してドット径ｒｐを知り、ｒｐ／Ｒｏが滲み率と
なる。

又、４００　ｄｐｉの走査密度の例を説明したが、例え
ば、３　０　０　ｄｐｉの走査密度の場合は、８４．７
μｍのピッチでドットが配列されるので、この時の最適
なドット径は１２０乃至１３０μｍであるから、同様な
検討から滲み率は２．７乃至３．０となる。

（好ましい実施態様）次に好ましい実施態様を挙げて本発明を更に詳しく説明
する。

本発明で使用するインクは、従来公知のインクジェット
インクと同様なものであるが、イエロー、マゼンタ、シ
アン、及びブラックの４色のうちの少なくともブラック
インクの染料濃度を３．５乃至６．０重量％に規定した
ことを特徴としている。

黒色染料の濃度が３．５重量％未満では、十分な濃度の
画像が得にくく、インクの量を多くすると、記録紙イン
ク吸収層が薄い場合、インクの裏抜けや紙の波打ちが発
生する。一方、黒色染料の濃度が６．０重量％を越える
と、染料の溶解安定性等が劣り、インクジェットノズル
の目詰り等の不都合が生じ易い。

勿論、黒色以外の他の色相のインクの場合にもその染料
濃度が上記の範囲であることが好ましいが、発色性に優
れた染料の場合は上記範囲以下の濃度でもよい。

本発明で好ましい黒色染料の例としては、例えば、Ｃ．Ｉダイレクトブラック１７、１９、３２、５１．７
１、１０８、１４６、１５４Ｃ，■ダイレクトブルー６、２２、２５、７１、８６、
９０，１０６、■９９；ＣＩ．アシッドブラック２、７、２４、２６、３ｌ、５
２、６３、１１２、ｌ１８；Ｃ．Ｉ．ベーシックブラック２；Ｃ：．Ｉ．フードブラック１、２等が挙げられる。

上記の染料の例は本発明のインクに対して特に好ましい
ものであり、本発明に係るインクに使用する染料はこれ
らの染料に限定されるものではない。尚、他の色相の染
料は従来公知のいずれの染料でもよい。

本発明のインクで使用する溶媒は、水と水溶性有機溶剤
との混合溶媒であって、特に好ましいのは水溶性有機溶
剤としてインクの乾燥防止効果を有する多価アルコール
を含有するものである。

又、水としては種々のイオンを含有する一般の水でなく
、脱イオン水を使用するのが好ましい。

水と混合して使用される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−プロビ
ルアルコール、イソプロビルアルコール、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等の炭素数１乃至
４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又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：ポリエチレ
ングリコール、ポリプロピレングリコル等のポリアルキ
レングリコール類；エチレングリコール、プロピレング
リコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、１，２．６ヘキサントリオール、チオジグリコール
、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のア
ルキレン基が２乃至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；エチレングリコールメチル（
又はエチル）エーテル、ジエチレングリコールメチル（
又はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメ
チル（又はエチル）エテル等の多価アルコールの低級ア
ルキルエーテル類；Ｎ−メチル−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。

これらの多くの水溶性有機溶剤の中でも、ジエチレング
リコール等の多価アルコール、トリエチレングリコール
モノメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコール
の低級アルキルエーテルが好ましいものである。

ｌｌインク中の上記水溶性有機溶剤の含有量は、鍜にはイン
クの全重量に対して好ましくは１０乃至８０重量％、よ
り好ましくは２０乃至５０重量％の範囲である。

この時の水の含有量は、上記溶剤成分のｌｍ　Ｅ、その
組成或いは所望されるインクの特性に依存して広い範囲
で決定されるが、インクの全重量に対して一般に１０乃
至９０重量％、好ましくは１０乃至７０重量％、より好
ましくは２０乃至７０重量％の範囲内とされる。

又、本発明で使用するインクは上記の成分の外に必要に
応じて、従来公知の分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、
表面張力調整剤等を包含し得る。更には熱的な物性値（
例えば、比熱、熱膨脹係数、熱伝導率等）が調整される
こともある。

本発明では、上記成分を用いてインクを作成するにあた
り、このインクで記録される記録紙のインク滲み率が所
定の範囲になる様にすることが必要である。インクの記
録紙に対する滲み率は、水溶性有機溶剤の量や、界面活
性剤等の添加剤を調１２製することによって容易に行うことが出来る。

本発明で使用する記録媒体（記録紙）は、上記のインク
に対して、その滲み率が２．７乃至３．１であることを
特徴としており、この様な滲み率を有する従来公知の記
録紙はいずれも使用可能であるが、好ましい例は、普通
紙や上質紙等の普通紙の少なくとも一方の面に顔料とバ
インダー樹脂とからなるインク吸収層を薄く形成したも
のである。

使用する顔料としては、シリカ、アルミナ、硅酸アルミ
ニウム、硅酸マグネシウム、硅酸カルシウム、炭酸カル
シウム、クレー、カオリン、タルク、ケイソウ土等の従
来公知の無機顔料や尿素樹脂等の有機顔料が挙げられ、
バインダーとしては、例えば、従来公知のポリビニルア
ルコール、澱粉、酸化澱粉、カチオン化澱粉、カゼイン
、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、ヒドロキシ
エチルセルロース、アクリル系樹脂等の水溶性高分子及
びＳＢＲラテックス、ポリ酢酸ビニルエマルジョン等の
水分散型高分子の１種又は２種以上が混合して使用出来
る。

顔料とバインダーの好適な使用割合（重量比）はｌ／４
乃至２０／１、より好適には１／２乃至４／１の割合で
あり、１／４よりバインダー量が多いとインク吸収層の
持つインク吸収性が低下し、一方、２０／１より少ない
とインク吸収層の粉落ちが激しくなり、好ましくない。

又、好ましい塗工量は、固形分として０．３乃至７　ｇ
　／　ｍ”の範囲内である。塗工量が０．３ｇ／ｍ′に
満たない場合には、インク吸収性及びドット形状が不適
当になり、一方、７．０ｇｒｎ”を越えると、コストの
点や粉落ちの点で好ましくない。

本発明では、上記インク吸収層を形成するにあたり、こ
のインク吸収層の前記インクに対する滲み率を前記の範
囲に決めることが必要であり、この調製は、顔料の種類
及び量、バインダーの種類及び量、更にはインク吸収層
の厚みを調節することにより容易に行うことが出来る。

本発明のインクジェットカラー記録方法は、上記のイン
クと記録紙とを使用することを特徴とするインクジェッ
トカラー記録方法であり、インクジェット記録方法自体
は従来多数公知であるが、これらの公知の方法はいずれ
も本発明で使用出来る。

本発明において特に好適な方式は、熱エネルギーにより
インクを吐出させる方式であり、該方式を用いても発熱
ヘッドにおける異物の沈着はなく安定したインクの吐出
が可能である。

又、これらのインクジェット記録方法を実施する場合に
は、インクジェットノズルの走査密度は、３００乃至４
００ｄｐｉの範囲が好ましく、この範囲未満であると、
インクドットが荒く、高濃度及び高解像度の画像が得に
くく、一方、上記範囲を越えると、インクドットの重な
りが過剰となり、色再現性が不十分となるので好ましく
ない。

（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。

実施例ｌ１５厚み１００μｍの上質紙の表面にシリカを主成分とする
発色層を２　ｇ　／　ｍ”の厚みに塗工して形成し、下
記のインクに対して滲み率２．９の紙を得た。

一方、比較例として発色層を６　ｇ　／　ｍ’の厚みに
形成し、下記のインクに対して滲み率２．４の紙を得た
。

これらの紙に、黒色染料濃度４．０重量％、グリコール
３０重量％及び純水６６重量％のインクを用い、記録密
度４　０　０　ｄｐｉの条件で吐出口が２５μｍ角のイ
ンクジェットヘッドで吐出量を２４ｐ．９に設定して印
字した。

その結果、本発明で規定した条件では、光学濃度１．４
のシャープな画像が得られた。一方、比較例においては
光学濃度は１．０であり、印象の悪い画像であった。

実施例２実施例１で用いた滲み率２．９の紙を用い、黒色染料濃
度４．０重量％のインクと３．０重量％のインク（比較
例）とを用いて同様に印字して得１６られた画像を比較した。インクの溶媒はグリコール３０
重量％、純水６６重量％、６７重量％である。

その結果、本発明で規定した条件で得られた画像は、１
．４の光学濃度であったが、比較例では１．１の光学濃
度であり、画質的に許容出来るものではなかった。又、
他の色相のインクを併用してフルカラー画像を記録した
場合、深みのある色調の表現においても本発明の方法は
優れた特性を示した。

実施例３実施例１で用いた滲み率２．９の紙を用い、インクとし
て黒色染料濃度３．５重量％と黒色染料濃度８．０重量
％（比較例）を用いて同様に印字し、得られた画像を比
較した。溶媒はグリコールと水との比が等しくなる様に
次の様にした。即ちグリコールと純水を５０重量部と１
００重量部として溶媒とした。

その結果、比較例のインクでは、初期の画像品位は同様
に優れたものであったが、インクの不吐出の障害が頻発
した。これは黒色染料が析出することによるものと考え
られる。

実施例４滲み率が２．９の紙と３．４の紙（比較例）とを作成し
て、実施例１と同様に印字して得られた画像を比較した
。滲み率２．９の紙の上でドット径が１３０μｍになる
様に調整した３００ｄｐｉの走査密度の装置において、
滲み率３．４の紙を用いた比較例においては、ドット径
が１５０ＬＬｍを越え、漬れぎみの鮮明度に劣る画像が
得られたが、滲み率２．９の紙を用いた本発明の方法に
おいては高品位な画像を得ることが出来た。

（発明の効果）以上述べた様に本発明によれば、インク吸収層の薄い紙
を用いても鮮明な画像が高信頼度で得ることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はインク打込み量と裏抜け画像濃度との関係を説
明する図であり、第２図は紙面上の染料密度と光学濃度
との関係を説明する図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）黒色を含む異なる色の複数の微小なインク滴を、
画像信号に応じて記録媒体に付着させてカラー画像を得
る記録方法において、黒色インクの染料濃度が３．５乃
至６．０重量％であり、記録媒体の滲み率が２．７乃至
３．１であることを特徴とするインクジェットカラー記
録方法。