JPH04235042A

JPH04235042A - インクジェット記録方法

Info

Publication number: JPH04235042A
Application number: JP3000949A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Onishi; 大西弘幸; Yaeko Uchiyama; 内山八恵子; Yoshie Hosono; 細野由江
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1991-01-09
Filing date: 1991-01-09
Publication date: 1992-08-24

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体インクにより文字
・画像の記録を行うインクジェット記録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録方式に用いる
インクとしては、臭気・安全性等の面から水性インクが
主流をしめており、各種の水溶性染料を水または水と水
溶性有機溶剤の混合溶剤に溶解させ、必要により各種添
加剤が添加された溶解系インクが現在使用されている。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、無騒音である、カラ
ー化が容易である、高速記録が可能である、普通紙が使
用できるため低ランニングコストである、微小インク滴
を吐出させるため高解像度の記録が可能である等の優れ
た特徴を有しており、将来が注目されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし前記の従来技術
では、（１）被転写体上でインクがにじみ、高品位な記録画像
が得られない。

【０００４】（２）被転写体上での乾燥速度が遅く、尾
びきが生じたり、手が汚れたり、カラーインクを重ね合
わせた際、混色によるにじみが発生する。

【０００５】等の課題がある。

【０００６】前記課題を解決するために、例えば、特開
昭５７−１０２９７１号公報には、強塩基物質を添加し
高ｐＨ（ペーハー）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のようにインク自身の組成構成によ
り対応する方法、その他にプリンタのメカニズムの改良
等の方法が試みられているが、上記問題点を完全に解決
する対策とはなっていない。

【０００７】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、あらゆる被転写体
に対して文字・画像のにじみが生じない、輪郭が鮮明で
高濃度なプリントを可能にするインクジェット記録方法
を提供することにある。

【０００８】本発明の第２の目的は、速乾性に優れ、高
速印刷及びプロセスカラーインクを重ねることによるカ
ラー記録を可能にするインクジェット記録方法を提供す
ることにある。

【０００９】

【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、１つのオリフィスから吐出する記録液滴重
量をＭ（μｇ／ｄｏｔ）、記録液滴が被転写体上に衝突
する時の速度をｖ（ｍ／ｓｅｃ）、飛翔中の記録液滴の
真円度をｄとすると、を同時に満足する条件で飛翔させ、飛翔中の記録液滴径
をＤ１（μｍ）、被転写体上に付着した記録液滴径をＤ
２（μｍ）とすると、１．５≦Ｄ２／Ｄ１≦２．５（Ｄ＝（３Ｖ／４π）１／３）を満足することを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明のインクジェット記録方法においては、
Ｄ２／Ｄ１が１．５未満であると記録インクが被転写体
上に広がらないために被転写体上における見かけ上のイ
ンク層の厚みが厚くなり、乾燥性が悪くなり、にじみが
発生してしまう。

【００１１】又、Ｄ２／Ｄ１が２．５より大きくなると
見かけ上のインク層の厚みは薄くなるため乾燥性は良好
になるが印字物の濃度低下を招く。

【００１２】又、１ドット当りのインク重量を０．１５
μ以下にすることにより被転写体上に過剰のインクが存
在しないため、にじみを抑えることが可能になる。更に
、必要最小限のインク量を高速で被転写体に衝突させる
ことにより表面積の大きい必要ドット径を得ることがで
き、十分な速乾性を付与することができる。このとき被
転写体への衝突速度が８ｍ／ｓｅｃ未満であるとＤ２／
Ｄ１が１．５未満になり、２５ｍ／ｓｅｃより大きいと
Ｄ２／Ｄ１が２．５より大きくなり、インク滴の飛散も
目立ってくる。

【００１３】又、飛翔中の液滴の真円度が０．６より小
さいと被転写体上でのドット形状が楕円になったり、サ
テライト粒子の影響により解像度の低下、にじみ、乾燥
性の低下を招く。

【００１４】すなわち０．１５μｇ／ｄｏｔ以下で、真
円度０．６以上の記録液滴を８〜２５ｍ／ｓｅｃの衝突
速度で記録する際にＤ２／Ｄ１を１．５〜２．５にする
ことができればあらゆる被転写体に対して高印字品質と
速乾性を両立させることができる。

【００１５】

【実施例】以下に本発明のインクジェット記録方法につ
いて具体的に例示する。

【００１６】本発明に使用する記録方式としては、図１
に示す入力パルスに応じて圧電素子１１がたわみインク
１２を押し出し、ノズル１３から記録液滴１４となって
飛翔する圧電型、図２に示す入力パルスに応じて、発熱
体２１が昇温し、インク１２を瞬間的に沸騰させ、その
とき発生する泡（バブル）によって押し出されたインク
がノズル１３から吐出し、記録液滴１４となって飛翔す
るバブル型及びサーマルインクジェット型、又、図３に
示す圧電材料と導電材料をそれぞれ層状に交互に積層し
た圧電素子３１を配列してなる圧電素子列を、一端を固
定して、他端を自由端としてノズル開口に対向させ縦振
動によりインクを吐出させる積層圧電素子縦振動型、グ
ールド型、ステムメ型等を用いることができ、吐出ヘッ
ド形状、大きさ、ノズル形状、ノズル径、印加電圧、圧
電素子の厚み、変位速度、変位量、固有振動数、電界強
度、駆動周波数、圧電素子駆動方法（押し打ち、引き打
ち）、圧電素子とノズルとのギャップ等の条件により本
発明で特定する条件に設定可能な物であれば記録方式に
ついては何ら限定するものではない。

【００１７】本発明で使用できるインクとしては、従来
のインクに使用されている水溶性染料を使用することが
でき、他のインク成分添加により、沈澱物の生成のない
ものならどのような染料でも使用できる。

【００１８】例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１、
８、１１、１２、２４、２６、２７、２８、３３、３９
、４４、５０、５８、８５、８６、８７、８８、８９、
９８、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、２、４、９、１１
、１３、１７、２０、２３、２４、２８、３１、３３、
３７、３９、４４、４６、６２、６３、７５、７９、８
０、８１、８３、８４、８９、９５、９９、１１３、１
９７、２０１、２１８、２２０、２２４、２２５、２２
６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、Ｃ．Ｉ
．ダイレクトブルー１、２、６、１５、２２、２５、４
１、７１、７６、７８、８６、８７、９０、９８、１６
３、１６５、２０２、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック２、
７、１９、２２、２４、３２、３８、５１、５６、６３
、７１、７４、７５、７７、１０８、１５４、Ｃ．Ｉ．
アシッドイエロー１、３、７、１１、１７、１９、２３
、２５、２９、３８、４４、７９、１２７、１４４、Ｃ
．Ｉ．アシッドレッド１、６、８、９、１３、１４、１
８、２６、２７、３５、３７、４２、５２、８２、８５
、８７、８９、９２、９７、１０６、１１１、１１４、
１１５、１１８、１３４、１５８、１８６、２４９、２
５４、２８９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、７、９、２
２、２３、２５、２９、４０、４１、４３、４５、７８
、８０、８２、９２、１２７、２４９、Ｃ．Ｉ．アシッ
ドブラック１、２、７、２４、２６、２９、３１、４４
、４８、５０、５２、９４、Ｃ．Ｉ．ベイシックイエロ
ー１、２、１１、３４、Ｃ．Ｉ．ベイシックレッド１、
２、９、１２、１４、１７、１８、３７、Ｃ．Ｉ．ベイ
シックブルー１、３、５、７、９、２２、２４、２５、
２６、２８、２９、Ｃ．Ｉ．ベイシックブラック２、８
、Ｃ．Ｉ．フードブラック１、２等を使用できる。

【００１９】上記の染料の例は、本発明の記録方法に適
用できるインクに対して特に好ましいものであり、本発
明に使用するインク用の染料はこれらの染料に限定され
るものではない。

【００２０】顔料としては、無機顔料（カーボンブラッ
ク）、有機顔料（不溶性アゾ顔料、溶性アゾ顔料、フタ
ロシアニン系顔料、イソインドリノン系顔料、キナクリ
ドン系顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料）等があ
る。そのほか顔料表面を樹脂等で処理した加工顔料（グ
ラフトカーボン等）も使用できる。

【００２１】具体的には、無機顔料として酸性カーボン
ブラック（三菱化成製ＭＡ−１００、＃１０００、７、
８、１１、コロンビヤン・カーボン日本製Ｒａｖｅｎ−
１２５５、１２５０、１０６０、１０３５、１０４０、
１０２０、１０００、７６０）、菱有工業製グラフトカ
ーボンＧＰＴ−５０５Ｐ等が好適である。

【００２２】有機顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイ
エロー１、２、３、５、１２、１３、１４、１５、１７
、８３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、４、５
、７、９、１２、２２、２３、３７、３８、８１、１４
６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、１５、１６、１
７、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１等が好適である。顔料の粒径としては、１．０μｍ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、１
．０重量％未満では、所望の色調・濃度が得られず、２
０重量％を越えると目詰まり・保存安定性に支障をきた
す可能性があるために１．０から２０重量％が好ましく
、１．５重量％〜６重量％がより好ましい。

【００２３】顔料分散方法としては、ボールミル、サン
ドミル、ペブルミル、アトライター、ロールミル、アジ
テーターミル、ヘンシェルミキサー、コロイドミル、超
音波ホモジナイザー、ショットミル、パールミル、ジェ
ットミル、オングミル、メカノヒュージョンシステム（
ホソカワミクロン）、ハイブリダイゼーションシステム
（奈良機械製作所）等の微粉砕機・超微粉砕機が使用で
きる。

【００２４】又、プレミキサーとして、ディスパーサー
、インペラーミキサー等を用い予備分散を行えばより効
果的である。

【００２５】本発明に用いるインクに使用するのに好適
な溶媒は、Ｃａイオン、Ｍｇイオンが５ｐｐｍ以下のイ
オン交換水と水溶性有機溶剤の混合溶媒で炭素数１〜４
のアルキルアルコール類、ケトンまたはケトアルコール
類、エーテル類、ポリアルキレングリコール類、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、多価アルコールの低級アルキルエー
テル、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、トリエタノールアミン等が用
いられるが、これに限定される物でなく、イオン交換水
の添加量としては、好ましくは５０重量％〜９５重量％
であり、より好ましくは６０重量％〜９０重量％で、水
溶性有機溶剤の添加量としては、１重量％〜２０重量％
が好ましい。

【００２６】本発明の基本構成は以上の通りであるが、
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、比抵抗調整剤、ｐＨ調整剤（水酸化リチウム、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等）、防カビ剤、浸
透剤（メタノール、エタノール、プロパノール等）、キ
レート化剤等を必要に応じて添加することができる。イ
ンク物性としては、動作時の温度を０゜Ｃ〜５０゜Ｃに
設定した場合におけるインク粘度は、ヘッド高速応答下
におけるインクの供給の安定性及びインクの液滴飛翔安
定性を考慮すると吐出ノズル近傍において３０ｍＰａ・
ｓ以下が必要であり、さらに高速応答性実現のためには
１．５〜２０ｍＰａ・ｓがより好ましい。高速応答性と
はここでは２ページ／分（Ａ４サイズ）以上の印字能力
をいう。

【００２７】又、本発明のインクジェット記録方法は、
必要により熱風・加熱ロール・赤外線等の熱定着手段に
より乾燥・定着させ、より一層の速乾性を付与すること
もできる。

【００２８】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。

【００２９】実施例組成−１に示すインクを用い、記録方法として、図４に
示すＰＺＴ圧電振動子４１を被覆材４２で絶縁し、ノズ
ル孔４３を有するノズルプレート４４、前記圧電振動子
４１とノズルプレート４４を一定の間隙をもって固定す
るための固定部材４５、前記固定部材により形成された
キャビティ４６で構成された試作ヘッドを用い、ＰＺＴ
圧電振動子大きさ、ノズル径、印加電圧、圧電素子の厚
み、圧電素子とノズルとのギャップ等の条件を変えて、
記録液滴重量・記録液滴が被転写体に衝突する時の速度
・真円度を変化させ、飛翔中の記録液滴径をＤ１（μｍ
）、被転写体上に付着した記録液滴径をＤ２（μｍ）の
比Ｄ２／Ｄ１を変化させ、被転写体として、一般上質紙
、ボンド紙、ＰＰＣ用紙、再生紙、一般ＯＨＰシートを
用い、文字・グラフィック等を印字し、以下の評価を行
った。

【００３０】評価方法を下記に示す。

【００３１】１．にじみ評価顕微鏡による１００倍、４００倍での観察と目視による
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 ○：繊維に沿ったにじみは少しあるが目視ではわからな
い △：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．記
録濃度マクベス濃度計による反射０・Ｄ値の測定３．速乾性評
価印字３秒後、６秒後、１２秒後に紙のエッジで印字部を
擦る ◎：３秒後でスマッジング無し ○：６秒後でスマッジング無し △：１２秒後でスマッジング無し ×：１２秒後でスマッジング有り組成−１染料　　ダイレクトブラック１５４　　　　３重量％グ
リセリン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　５重量％１．３ジメチル２イミダゾリジノン　　
２重量％エタノール　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　３重量％イオン交換水　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　８７重量％以上の吐出条件
と評価結果を表１に示す。

【００３２】表１より明らかなように、０．１５μｇ／
ｄｏｔ以下で、真円度０．６以上の記録液滴を８〜２５
ｍ／ｓｅｃの衝突速度で記録する際にＤ２／Ｄ１を１．
５〜２．５にすることによりあらゆる被転写体に対して
高印字品質と速乾性を両立させることができ、極めて優
れた結果が得られた。

【００３３】又、被転写体の違いによるにじみ・反射Ｏ
Ｄ値、速乾性についての相違は確認されなかった。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェット記録方法用によれば、１つのオリフィスから吐出
する記録液滴重量をＭ（μｇ／ｄｏｔ）、記録液滴が被
転写体に衝突する時の速度をｖ（ｍ／ｓｅｃ）、飛翔中
の記録液滴の真円度をｄとすると、を同時に満足する条件で飛翔させ、飛翔中の記録液滴径
をＤ１（μｍ）、被転写体上に付着した記録液滴径をＤ
２（μｍ）とすると、１．５≦Ｄ２／Ｄ１≦２．５（Ｄ＝（３Ｖ／４π）１／３）を満足することにより（式中、Ｖは吐出体積（μｍ３）
、Ｓは飛翔中の記録液滴の面積、Ｌは飛翔中の記録液滴
の円周長、πは円周率を表す。）にじまず、高濃度で鮮
明な記録を可能にするという効果を有する。

【００３６】又、本発明のインクジェット記録方法によ
れば、通常のインクジェット記録では使用できない一般
ＯＨＰシートにも、高品位な印字が可能であるという効
果も有する。

【００３７】又、今後急速に普及すると思われる再生紙
にもにじみのない鮮明な記録を可能にするという効果も
有する。

【００３８】更に、速乾性に優れているため、高速かつ
プロセスカラーインクを重ねることによるカラー記録を
可能にするという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧電制御方式のインク吐出原理を示す模式図。

【図２】バブルジェット制御方式のインク吐出原理を示
す模式図。

【図３】他の圧電制御方式のインク吐出原理を示す模式
図。

【図４】本発明の実施例に用いる圧電制御方式の記録ヘ
ッドを示す断面図。

【符号の説明】

１１　　　　　　　　圧電素子１２　　　　　　　　インク１３　　　　　　　　ノズル１４　　　　　　　　記録液滴２１　　　　　　　　発熱体３１、４１　　積層圧電素子４２　　　　　　　　絶縁性被覆材４３　　　　　　　　ノズル孔４４　　　　　　　　ノズルプレート４５　　　　　　　　固定部材４６　　　　　　　　キャビティ４７　　　　　　　　基板４８　　　　　　　　負電極４９　　　　　　　　正電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　液体インクにより文字・画像の記録を
行うインクジェット記録方法において、１つのオリフィ
スから吐出する記録液滴重量をＭ（μｇ／ｄｏｔ）、記
録液滴が被転写体に衝突する時の速度をｖ（ｍ／ｓｅｃ
）、飛翔中の記録液滴の真円度をｄとすると、を同時に
満足する条件で飛翔させ、飛翔中の記録液滴径をＤ１（
μｍ）、被転写体上に付着した記録液滴径をＤ２（μｍ
）とすると、１．５≦Ｄ２／Ｄ１≦２．５（Ｄ＝（３Ｖ／４π）１／３）を満足することを特徴とするインクジェット記録方法。（式中、Ｖは吐出体積（μｍ３）、Ｓは飛翔中の記録液
滴の面積、Ｌは飛翔中の記録液滴の円周長、πは円周率
を表す。）