JPH04251782A - 記録媒体及びインクジェット記録方法 - Google Patents

記録媒体及びインクジェット記録方法

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JPH04251782A
JPH04251782A JP3025122A JP2512291A JPH04251782A JP H04251782 A JPH04251782 A JP H04251782A JP 3025122 A JP3025122 A JP 3025122A JP 2512291 A JP2512291 A JP 2512291A JP H04251782 A JPH04251782 A JP H04251782A
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JP
Japan
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ink
recording medium
recording
receiving layer
head
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Application number
JP3025122A
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English (en)
Inventor
Mamoru Sakaki
坂木 守
Yutaka Kurabayashi
豊 倉林
Tomomi Nakatsugawa
中津川 智美
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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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】本発明はインク吸収性及び発色性
に優れ、光学濃度、鮮明性に優れた高品位のカラー記録
画像を提供することが出来且つ保存安定性に優れた記録
媒体及びインクジェット記録方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、インクジェット用の記録媒体とし
ては、(1)特開昭56−148585号公報にある様
に、一般の上質紙等のインク吸収性の低い基紙上に、多
孔質の無機顔料を用いてインク吸収層を設けたもの等が
知られている。しかしながら、この様な記録媒体を高品
位且つ高解像度のカラー画像を形成する用途に使用する
と、多量のインクを急速に吸収し且つ定着させることが
必要である為、コート層の塗工厚を厚くしなければなら
ず、その結果、紙粉が発生し易い、筆記性に乏しい、製
造上の負担が大きい、コスト高となる等の問題がある。 最近になってこれらの問題点を解決する方法として、(
2)基紙として吸液性の基紙(例えば、サイズ度が低く
なる様に抄紙されたもの)を用いて、その上に多孔質の
顔料層を設ける方法が用いられている(例えば、特開昭
59−185690号公報参照)。この様な記録媒体は
比較的薄い表層(インク受容層)を設けた場合でも優れ
たインク吸収性が得られる為、紙粉の発生が少なく、低
コストで製造出来る利点がある。
【0003】
【発明が解決しようとしている問題点】一般のインクジ
ェット用記録媒体に要求される性質としては、染料の発
色性に優れ、濃度、彩度の高い画像を形成出来ること、
インクが滲み過ぎず、速やかに吸収され、シャープで均
一感のある画像が形成出来ることの他、記録画像の保存
安定性に優れていること、紙粉、カール等を極力発生し
ないこと等が挙げられる。又、こうした記録媒体が高温
多湿の様な厳しい条件下に一定期間保管された際、性能
が劣化する問題も発生している。更に、従来の技術の項
で述べた(2)のタイプの記録媒体においては、インク
受容層が薄い為に基紙の繊維の一部分が記録面に露出し
ていたり、又、形成されたインク受容層の厚みや組織に
不均一な部分があると、記録画像中に細かい濃淡ムラを
発生し、画像の均一感に欠けると云う問題がある。そこ
で本発明の第1の目的は、高温多湿等の悪条件下に保管
しても、性能劣化を発生しない保存安定性にも優れた記
録媒体を提供することにある。更に、本発明の別の目的
は、上記の要求性能の全てを満足し且つ特に上記記録媒
体で問題となっていた画像の均一性に優れた記録媒体を
提供することである。
【0004】
【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、基材及びインク
受容層を有する記録媒体において該インク受容層が、(
a)鹸化度75〜100%及び重合度1,000以上の
ポリビニルアルコールと(b)鹸化度50%以下及び重
合度700未満のポリビニルアルコール又は重合度70
0未満のポリ酢酸ビニルを含むことを特徴とする記録媒
体である。
【0005】
【作用】従来、インクジェット用記録媒体のインク受容
層を形成するバインダーとしては、通常上記(a)に表
されるポリビニルアルコールが使用されてきた。しかし
ながら、(a)に示されるポリビニルアルコールをイン
ク受容層の主たるバインダーとして形成した記録媒体に
おいては、該記録媒体を高温多湿な環境下に長期間保存
した後に記録を行なうと、画像濃度の低下や滲みの増大
等が発生する問題があった。本発明者は、従来の(a)
に表されるポリビニルアルコールと、上記(b)に示さ
れる樹脂とをバインダーとして併用すると、(a)のポ
リビニルアルコールのみを用いた場合の長所を損なうこ
となく、上記の保存性の問題が解決されることを見出し
本発明に至った。更に、従来技術の項で述べた(2)の
タイプの記録媒体において、(a)に示されるポリビニ
ルアルコールをインク受容層の主たるバインダーとして
用いた場合に、記録画像の特にベタ印字の部分に濃淡ム
ラを発生するという問題があったが、本発明の記録媒体
は同時に濃淡ムラの問題も解消出来、非常に均一性の高
い画像を提供することを可能にした。画像ムラの問題は
インク受容層の塗工量を上げることによっても改良され
るが、本発明方法によれば塗工量を上げることなく上記
の問題を解決することが可能である。
【0006】
【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。本発明の記録媒体は、基材
及び基材上に設けられたインク受容層よりなる。基材と
して使用可能なものは、紙及びプラスチックフィルム等
である。又、インク受容層は、一般に顔料及びバインダ
ーとしての(a)及び(b)タイプの樹脂により形成さ
れるが、必ずしも顔料は含まなくてもよい。本発明の記
録媒体は、基材としてプラスチックを用いた場合には、
記録媒体を高温多湿な環境下で保管した場合の保存安定
性に優れ、基材として紙を用いた場合には、保存安定性
の他に画像の均一性にも優れた記録媒体である。本発明
は特に従来技術の項に記載した(2)のタイプの記録媒
体において効果的である。
【0007】以下に本発明の好ましい実施態様をコート
紙としての例を中心に説明する。本発明の記録媒体のバ
インダーの1成分として使用される(a)のポリビニル
アルコールは通常使用されるものであり、鹸化度75〜
100%及び重合度1,000以上のものである。鹸化
度が75%に満たないものはバインダーとしての結着力
が乏しい為、記録媒体として紙粉を発生し易いと云う問
題があり、又、インクに対する親和性も乏しい為良好な
画像濃度が得られず、インク吸収性も低下する為好まし
くない。重合度が1,000に満たないものも同様に結
着力が乏しく紙粉の問題を発生したり、インクを受容し
た部分のインク受容層の強度が低くなり画像が破損し易
くなり問題である。本発明の記録媒体のインク受容層を
形成するバインダーは(a)を主体として構成されるが
、本発明の特徴は(b)タイプの樹脂をこれに併用する
ことである。
【0008】化合物(b)はポリビニルアルコールとポ
リ酢酸ビニルの中間的な物質であり、重合度700未満
であり、且つポリビニルアルコールとしては鹸化度50
%以下のもの又はポリ酢酸ビニルである。こうした化合
物(b)は上記の様に従来紙粉、発色性及びインク吸収
性の面からインクジェト用記録媒体用のバインダーとし
ては使用されなかったものであるが、本発明者は(a)
と(b)の少量を組み合わせることにより、従来の特性
を損なうことなく印字ムラや保存安定性の問題が解決さ
れることを見出した。化合物(b)として鹸化度が50
%を超すものを用いた場合には、(a)のみを用いて記
録媒体を形成した場合に比べ何らメリットがなく、重合
度700以上のものは印字ムラや保存安定性改良に対す
る効果が低い為好ましくない。従って、本発明で化合物
(b)として使用可能なものは従来公知のエマルジョン
タイプの酢酸ビニル樹脂より低重合度のものである。
【0009】化合物(b)は(a)と同様にポリ酢酸ビ
ニルを他のモノマーと共重合した後、上記範囲内に鹸化
して得られる変性ポリビニルアルコール又は変性ポリ酢
酸ビニルを含む。特に化合物(b)は通常水不溶性であ
る為、親水性の官能基をもつビニル化合物を共重合し水
溶化したものは本発明により効果的である。この様な化
合物としては、カルボン酸基やスルホン酸基等の酸性基
を含むことにより、水溶性を有する変性ポリビニルアル
コール又は変性ポリ酢酸ビニル等が挙げられる。又、化
合物(a)と(b)との混合割合は重合比9/1〜5/
5の範囲が望ましい。上記の範囲内より(a)が多いと
(b)を加えた効果がなく、画像ムラや保存安定性に問
題があり、(b)が多い場合には特に紙粉、インク吸収
性及び画像濃度の低下が問題となる。勿論本発明におい
ては従来公知のバインダーを上記バインダーと混合して
用いてもよい。この際上記バインダーが全バインダー中
の40重量%以上、より好ましくは60重量%以上を占
めることが必要である。
【0010】本発明に使用する顔料は従来公知のもので
よく、例えば、シリカ、クレー、タルク、カリオン、炭
酸カルシウム、炭酸マグネシウム、アルミナ、酸化亜鉛
、酸化マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグ
ネシウム、ケイソウ土等が挙げられる。但し透光性や表
面光沢を必要とする記録媒体においては顔料を含まなく
てもよい。本発明においてインク受容層が顔料を含む場
合の顔料とバインダーとの好適な使用割合は、重量比で
顔料/バインダー(P/B)が10/1〜1/4の範囲
内、より好適には6/1〜1/1の範囲内であり、1/
4よりバインダー量が多いとインク受容層の持つインク
吸収性が低下し、一方、10/1より顔料が多いとイン
ク受容層の粉落ちが激しくなり好ましくない。
【0011】本発明の記録媒体を調製するに当っては、
前記の如き顔料、バインダー、その他の添加剤を含む水
系塗工液を、公知の方法、例えば、ロールコーター法、
ブレードコーター法、エアナイフコーター法、ゲートロ
ールコーター法、サイズプレス法等により基材表面に塗
工する。その後、例えば、熱風乾燥炉、熱ドラム等を用
いて乾燥し本発明の記録媒体が得られる。更にインク受
容層表面を平滑化する為或いはインク受容層の表面強度
を上げる為にスーパーカレンダー処理を施してもよい。 更に本発明においては、インク受容層に必要に応じて染
料固着剤(耐水化剤)、蛍光増白剤、界面活性剤、消泡
剤、pH調整剤、防かび剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤
、分散剤、減粘剤等の添加剤を含有させてもよい。これ
らの添加剤については従来公知の化合物から目的に応じ
て任意に選択すればよい。本発明の記録媒体に使用する
基材としては、通常の紙又はプラスチックフィルム等が
使用されるが、本発明がより効果的である(2)タイプ
の記録媒体の場合、基材としては吸液性の基材が好まし
く使用される。尚、ここで云う吸液性とはある一定量(
10μl/m2以上)のインクを吸収する基紙の能力を
云い、具体的にはブリストウ法による液体吸収性試験(
詳細はJ.TAPPI紙パルプ試験方法No.51参照
)において、ヘッドボックスに80μlのインクを添加
して求めた吸収時間80msecの時の液体転移量が1
0μl/m2以上のものを指している。
【0012】上記の如く吸液性基紙は従来公知の木材パ
ルプを主体とし、クレー、タルク、炭酸カルシウム等の
填料及び抄紙助剤、サイズ剤、歩留り向上剤、紙力増強
剤等を必要に応じて使用して製造することが出来る。 尚、上記(2)記録媒体の場合、インク受容層の塗工量
は表層と定義される程度の塗工量のものであり、その断
面方向の最大厚みとして0.5〜20μm程度である。 尚、ここで云う最大厚みとは記録媒体の断面におけるイ
ンク受容層の深さ方向の厚みの最大値である。尚、イン
ク受容層には基材の一部が露出していてもよい。
【0013】上記の記録媒体へ記録する為に使用するイ
ンクそれ自体は公知のものでよく、例えば、その記録剤
としては直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料
、食用色素等に代表される水溶性染料等を適当な液媒体
に溶解分散させたものである。この様な水溶性染料は、
従来のインク中において一般的には約0.1〜20重量
%を占める割合で使用されており、本発明においてもこ
の割合と同様でよい。本発明に用いる水系インクに使用
する溶媒は、水又は水と水溶性有機溶剤との混合溶媒で
あり、特に好適なものは水と水溶性有機溶剤と混合溶媒
であって、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。インク中の水溶
性有機溶剤の含有量は、一般にはインクの全重量に対し
て0〜95重量%、好ましくは2〜80重量%、より好
ましくは5〜50重量%の範囲である。又、記録に用い
るインクは上記の成分の外に必要に応じて界面活性剤、
粘度調整剤、表面張力調整剤等を包含し得る。
【0014】本発明のインクジェット記録方法は、上記
の如き記録媒体と上記の如き水系インク、例えば、イエ
ロー、マゼンタ及びシアンの3色又はブラックを加えた
4色のうちの少なくとも2色の水系インクを使用し、こ
れらのインクをノズルより効果的に離脱させて、射程体
である記録媒体にインクを付与して画像を形成するもの
であり、インクジェット方式としては従来公知のいかな
る方式でもよい。特に好ましい方式は、特開昭54−5
9936号公報に記載されている方法であり、この方式
では、熱エネルギーの作用を受けたインクが急激な体積
変化を生じ、この状態変化による作用力によって、イン
クをノズルから吐出させるによって記録媒体に良好なカ
ラー画像が形成される。
【0015】本発明の記録媒体を用いて記録を行うのに
好適な一例のインクジェット記録装置を以下に説明する
。その装置の主要部であるヘッド構成例を図1、図2及
び図3に示す。ヘッド13はインクを通す溝14を有す
るガラス、セラミックス又はプラスチック板等と、感熱
記録に用いられる発熱ヘッド15(図ではヘッドが示さ
れているが、これに限定されるものではない)とを接着
して得られる。発熱ヘッド15は酸化シリコン等で形成
される保護膜16、アルミニウム電極17−1、17−
2、ニクロム等で形成される発熱抵抗体層18、蓄熱層
19、アルミナ等の放熱性のよい基板20よりなってい
る。インク21は吐出オリフィス(微細孔)22まで来
ており、圧力Pによりメニスカス23を形成している。 今、電極17−1、17−2に電気信号情報が加わると
、発熱ヘッド15のnで示される領域が急激に発熱し、
ここに接しているインク21に気泡が発生し、その圧力
でメニスカス23が突出し、インク21が吐出し、オリ
フィス22より記録小滴24となり、記録媒体25に向
かって飛翔する。図3には図1に示すヘッドを多数並べ
たマルチヘッドの外観図を示す。該マルチヘッドはマル
チ溝26を有するガラス板27と、図1に説明したもの
と同様な発熱ヘッド28を密着して製作されている。尚
、図1は、インク流路に沿ったヘッド13の断面図であ
り、図2は図1のA−B線での切断面である。
【0016】第3図にかかるヘッドを組み込んだインク
ジェット記録装置の1例を示す。第3図において、61
はワイピング部材としてのブレードであり、その一端は
ブレード保持部材によって保持されて固定端となり、カ
ンチレバーの形態をなす。ブレード61は記録ヘッドに
よる記録領域に隣接した位置に配設され、又、本例の場
合、記録ヘッドの移動経路中に突出した形態で保持され
る。62はキャップであり、ブレード61に隣接するホ
ームポジションに配設され、記録ヘッドの移動方向と垂
直な方向に移動して吐出口面と当接し、キャッピングを
行う構成を備える。更に63はブレード61に隣接して
設けられるインク吸収体であり、ブレード61と同様、
記録ヘッドの移動経路中に突出した形態で保持される。 上記ブレード61、キャップ62、吸収体63によって
吐出回復部64が構成され、ブレード61及び吸収体6
3によってインク吐出口面に水分、塵埃等の除去が行わ
れる。
【0017】65は吐出エネルギー発生手段を有し、吐
出口を配した吐出口面に対向する記録媒体にインクを吐
出して記録を行う記録ヘッド、66は記録ヘッド65を
搭載して記録ヘッド65の移動を行う為のキャリッジで
ある。キャリッジ66はガイド軸67と慴動可能に係合
し、キャリッジ66の一部はモータ68によって駆動さ
れるベルト69と接続(不図示)している。これにより
キャリッジ66はガイド軸67に沿った移動が可能とな
り、記録ヘッド65による記録領域及びその隣接した領
域の移動が可能となる。51は記録媒体を挿入する為の
給紙部、52は不図示のモータにより駆動される紙送り
ローラである。これらの構成によって記録ヘッドの吐出
口面と対向する位置へ記録媒体が給紙され、記録が進行
するにつれて排紙ローラ53を配した排紙部へ排紙され
る。
【0018】上記構成において記録ヘッド65が記録終
了等でホームポジションに戻る際、ヘッド回復部64の
キャップ62は記録ヘッド65の移動経路から退避して
いるが、ブレード61は移動経路中に突出している。こ
の結果、記録ヘッド65の吐出口面がワイピングされる
。尚、キャップ62が記録ヘッド65の吐出面に当接し
てキャッピングを行う場合、キャップ62は記録ヘッド
の移動経路中に突出する様に移動する。記録ヘッド65
がホームポジションから記録開始位置へ移動する場合、
キャップ62及びブレード61は上述したワイピング時
の位置と同一の位置にある。この結果、この移動におい
ても記録ヘッド65の吐出口面はワイピングされる。上
述の記録ヘッドのホームポジションへの移動は、記録終
了時や吐出回復時ばかりでなく、記録ヘッドが記録の為
に記録領域を移動する間に所定の間隔で記録領域に隣接
したホームポジションへ移動し、この移動に伴って上記
ワイピングが行われる。
【0019】
【実施例】次に参考例、実施例及び比較例を挙げて本発
明を更に詳細に説明する。尚、文中、部又は%とあるの
は特に断りのない限り重量基準である。
【0020】参考例(記録媒体の調製)基材として坪量
95g/m2、厚さ110μm、ブリストウ法によるイ
ンク吸収性が20ml/m2、填料として炭酸カルシウ
ムをJIS−P−8128による灰分量の換算で7.0
%含むものを用意した。上記の基紙上に下記の組成を有
する塗工液を乾燥重量で5g/m2(最大厚みで15μ
m)となる様にバーコーター法で塗工し、110℃で5
分間乾燥した後に、常法によりスーパーカレンダー処理
を施して本発明の記録媒体1〜9及び比較例の記録媒体
1〜8を得た。
【0021】塗工液配合   塩基性炭酸マグネシウム粒子(AM−50、旭硝子
製、平均粒子経9μm、  BET比表面積32m2/
g)                       
             50部  アルミナ粒子(
アエロジルアルミニウムオキサイド−C、デグサ製、平
均粒  径0.02μm、BET比表面積100m2/
g)                  50部  
バインダー                    
                         
       30部  ポリアリルアミン塩酸塩(P
AA−HCl−10L、日東紡製)         
                         
                  固形分換算で1
0部  水/エタノール混合液           
                         
  1000部各記録媒体のバインダー配合を下記表1
に示した。
【0022】
【0023】上記の記録媒体のインクジェット記録適性
は、1mmに16本の割合のノズル間隔で128本のノ
ズルを備え、熱エネルギーの作用によりインク滴を吐出
させるインクジェットヘッドをY、M、C、Bkの4色
分有するインクジェットプリンターを用い、下記組成の
インクによりインクジェット記録を行い評価した。   インク組成     染料                   
                         
              4部    ジエチレン
グリコール                    
                    30部  
  水                      
                         
           66部染    料 Y:C.I.ダイレクトイエロー86 M:C.I.アシッドレッド35 C:C.I.ダイレクトブルー199 Bk:C.I.フードブラック2
【0024】評価は次に示す項目について行った。 (1)画像濃度 上記のプリンターを用いてベタ印字した印画物のブラッ
ク(Bk)の画像濃度を、マクベス濃度計RD−918
を用いて評価した。 (2)記録媒体の保存性は、夫々の記録媒体を35℃9
0%RHの環境下に7日間保管した後に、23℃55%
RHの環境下に1日間保管し、その後に、23℃55%
RHの環境下で上記のプリンターを用いて評価した。保
存前の記録媒体に比べ、インクの溢れ、滲み出し、文字
太りを発生し、画質が著しく劣っているものを×、変化
の認められないものを○、その中位のものを△とし、イ
ンク吸収性の低下以外に画像濃度の低下を発生している
ものを××とした。 (3)画像ムラは、上記のプリンターを用いてベタ印字
をした印字物において、前記濃淡ムラが認められないも
のを○、印字物と眼とを50cm離した距離からの目視
でも確認出来るものを×、その中位のものを△とした。 (4)紙粉は、記録媒体表面を指触した際、指に粉体の
付くものを×、そうでないものを○とし、更に粉体の結
着力が弱くインク受容層の形成が困難なものを××とし
た。
【0025】本発明及び比較用の記録媒体の評価結果を
下記表2にまとめた。
【0026】実施例10及び比較例9 基材として厚さ100μmのポリエチレンテレフタレー
トフィルム(商品名ルミラー、東レ製)を用い、基材上
に下記組成の塗工液を乾燥塗工量が8g/m2となる様
にバーコーターにて塗工し、100℃で3分間乾燥し、
本発明及び比較用の透光性の記録媒体を得た。 塗工液組成 実施例10   ポリビニルアルコール(PVA−217)    
                    10部  
変性ポリ酢酸ビニル(ゴーセランL−0302)   
                 2部  水   
                         
                         
       88部
【0027】比較例9 上記塗工液よりゴーセランL−0302のみを除いたも
のを使用し、他は実施例1と同様にして比較例の記録媒
体を得た。上記の2種の記録媒体及び夫々の記録媒体を
、35℃90%RHの環境下に7日間放置した後、23
℃55%RHの環境下に1日放置したものについて、前
記プリンターを用いて印字し、指触した際、インクが指
に付着しなくなるまでの時間を測定した。高温多湿に放
置する前の実施例10及び比較例9の各記録媒体が5分
間でインクの乾燥定着が完了したのに対し、高温多湿に
放置後の記録媒体は、実施例10が乾燥定着に10分間
、そして比較例9の記録媒体は60分間以上を有した。
【0028】
【発明の効果】以上の様に本発明の記録媒体はインク吸
収性及び発色性に優れる為、本発明の記録媒体を用いれ
ば鮮明で均一性があり、解像度の高い画像を提供するこ
とが出来る。更に本発明の記録媒体は保存安定性に優れ
る為、製品として保管時或は輸送時に高温多湿な環境に
さらされても、品質の劣化を発生しない記録媒体である
【0029】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法で使用するインクジェット記録装置
のヘッド部の縦断面図。
【図2】本発明方法で使用するインクジェット記録装置
のヘッド部の横断面図。
【図3】図1及び図2に示したヘッドをマルチ化したヘ
ッドの外観斜視図。
【図4】インクジェット記録装置の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
61:ワイピング部材 62:キャップ 63:インク吸収体 64:吐出回復部 65:記録ヘッド 66:キャリッジ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  基材及びインク受容層を有する記録媒
    体において、該インク受容層が、(a)鹸化度75〜1
    00%及び重合度1,000以上のポリビニルアルコー
    ルと(b)鹸化度50%以下及び重合度700未満のポ
    リビニルアルコール又は重合度700未満のポリ酢酸ビ
    ニルとを含むことを特徴とする記録媒体。
  2. 【請求項2】  記録媒体が吸液性の基材上に顔料を含
    むインク受容層を設けてなる請求項1に記載の記録媒体
  3. 【請求項3】  化合物(a)と(b)との混合比が重
    量比で9/1〜5/5の範囲内である請求項1に記載の
    記録媒体。
  4. 【請求項4】  化合物(b)が水溶性である請求項1
    に記載の記録媒体。
  5. 【請求項5】  請求項1に記載の記録媒体に、記録信
    号に従ってインクジェット記録ヘッドのオリフィスから
    インクを吐出させて記録を行うことを特徴とするインク
    ジェット記録方法。
  6. 【請求項6】  インクの吐出を熱エネルギーによって
    行う請求項5に記載のインクジェット記録方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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