JPH0632047A - 水性インクを用いた記録方法 - Google Patents

水性インクを用いた記録方法

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JPH0632047A
JPH0632047A JP4185261A JP18526192A JPH0632047A JP H0632047 A JPH0632047 A JP H0632047A JP 4185261 A JP4185261 A JP 4185261A JP 18526192 A JP18526192 A JP 18526192A JP H0632047 A JPH0632047 A JP H0632047A
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JP
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ink
water
recording method
sodium
acid
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JP4185261A
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Kiyofumi Nagai
希世文 永井
Kakuji Murakami
格二 村上
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 OHPシートにカラー画像を形成する際に、
均一にインクが濡れ、良好な色の画像を再現できる記録
方法と被記録材を提供すること。 【構成】 水に分散または溶解する着色剤、湿潤剤、ホ
ウ酸またはホウ酸塩および水を含み、表面張力が50m
J/m2以下、pHが8以上である水性インクを用い、
水酸基を有する水溶性高分子物質を塗布した記録層を有
する被記録材に、インクジェット記録法によって画像を
形成する記録方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はインクジェット記録方法
に関し、所謂OHPシートに対してカラー画像を良好に
形成するインクジェット記録方法に関する。また、水溶
性高分子が少なくとも塗布されたインク吸収層を有する
被記録材に良好に記録する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、インクジェットプリンターは低騒
音、低ランニングコストといった利点から普及し、普通
紙印字可能なカラープリンターも市場に投入されてい
る。しかしながら、カラープリンターにおいてイエロ
ー、マゼンタ、シアンの単色印字部で画質劣化がなくと
も、レッド、グリーン、ブルーの2色重ね部分で画質の
劣化が発生しやすい。特に定着装置を用いないで乾燥を
行う場合、特開昭55−29546号公報等のように浸
透性を高めることにより乾燥性を向上しているため紙に
より著しく滲む。また、特開昭56−57862号公報
等には強塩基性物質を添加するインクが開示されている
が、ロジンサイズされた酸性紙では効果があるもののア
ルキルケテンダイマーをサイズ剤とした紙には効果がな
い。
【0003】このように普通紙に印字するため数種のイ
ンクが検討されているが、OHPに関しても色重ねのべ
た部分で吸収速度が遅いためむらが発生する等の問題が
あった。そこでOHPの改良がいろいろと検討されてい
る。例えば特開昭60−168651号公報にはポリビ
ニルアルコールおよびポリアクリル酸系水溶性高分子と
を含有する記録層を有するインク吸収性がよく透明性O
HPシートが開示されている。また、染料の定着性を改
善する目的から特開昭62−16838号公報等にはカ
チオン化したポリビニルアルコールと共に耐水化剤を含
有することを特徴としたOHPシートが開示されてい
る。
【0004】これらはシートのインク吸収性また染料の
定着性は検討されてきたが、市販されているインクジェ
ットシートでも依然として乾燥速度が遅く15分以上の
乾燥が必要であり、2色重ねのべた部分でインク付着量
が多いためむらが発生するという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の目的は
OHPシートにカラー画像を形成する際に均一にインク
が濡れ、2色重ね部でむらがなく良好な色再現を示す記
録方法を提供することにある。
【0006】本発明の第2の目的は被記録材となるOH
Pにおいて材質で特に優れた透過性および色再現性を有
する被記録材料を用いた記録方法を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成は、特許請求の範囲に記載のとおりの水
性インクを用いた記録方法である。
【0008】すなわち、本発明は被記録剤への濡れ性を
高める目的で表面張力を50mJ/m2以下とし、ホウ
酸またはホウ酸イオンを含有する水性インクを用い、水
酸基を有する水溶性高分子を塗布したインク吸収層を有
する被記録材にカラー画像を形成するとホウ酸イオンが
該水溶性高分子の水酸基間をイオン架橋することにより
インクが定着し、むらのない色再現性のよい画像を与え
ることを見出し本発明を完成した。
【0009】本発明に用いられる水酸基を有する水溶性
高分子としてはグーアガム、ローカストビーンガム等の
天然親水性高分子化合物、またはポリビニルアルコール
およびポリビニルアルコール誘導体等の合成高分子が挙
げられる。特に透明性の点からポリビニルアルコールお
よびポリビニルアルコール誘導体が好ましい。またイン
ク吸収層にはこれらの水酸基を有する高分子の他にポリ
アクリル酸等のアニオン系親水性高分子やポリアリルア
ミン等のカチオン系高分子を用いることも可能である。
【0010】本発明に用いることができるホウ酸塩化合
物としてはホウ砂、ホウ酸アンモニウム、ホウ酸リチウ
ム等のホウ酸イオンを溶解時に形成するものであればい
ずれのものでも使用可能であるが、ホウ砂およびホウ酸
リチウムが好ましく用いられる。これらはインクのpH
が8以上になるように添加することが好ましい。また、
ホウ酸を使用する場合はpH調整剤とともに用いてpH
を8以上にする。
【0011】本発明のインクは水を液媒体として使用す
るものであるが、インクを所望の物性にするため、イン
クの乾燥を防止するために、また、本発明の化合物の溶
解安定性を向上するため等の目的で下記の水溶性有機溶
媒を使用することができる。エチレングリコール、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチ
レングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセロ
ール等の多価アルコール類、エチレングリコールモノエ
チルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチ
レングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコ
ールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモ
ノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエ
ーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレ
ングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコー
ルモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエ
ーテル類;N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキ
シエチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミイダ
ゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン
等の含窒素複素環化合物;ホルムアミド、N−メチルホ
ルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド
類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリ
エタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミ
ン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキ
シド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物
類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等である。
これらの溶媒は、水とともに単独もしくは、複数混合し
て用いられる。
【0012】これらの中で特に好ましいものはジエチレ
ングリコール、チオジエタノール、ポリエチレングリコ
ール200〜600、トリエチレングリコール、グリセ
ロール、N−メチル−2−ピロリドンであり、これらを
用いることにより本化合物の高い溶解性と水分蒸発によ
る噴射特性不良の防止に対して優れた効果が得られる。
【0013】本発明に用いられる表面張力調整剤である
界面活性剤として使用されるものは、アニオン系ではラ
ウリン酸ナトリウム等の脂肪酸モノカルボン酸塩類、ド
デシルベンゼンスルホン酸等のアルキルベンゼンスルホ
ン酸塩類、スルホ琥珀酸2−エチルヘキシルナトリウム
等のスルホ琥珀酸ジアルキルエステル類、硫酸ドデシル
ナトリウム等の硫酸アルキル塩類、硫酸ドデシルポリオ
キシエチレン塩等の硫酸アルキルポリオキシエチレン塩
類、モノラウリルリン酸ナトリウム等のリン酸アルキル
塩類等である。また非イオン界面活性剤としてはグリセ
リンモノステアリン酸エステル等のグリセリン脂肪酸エ
ステル類、ソルビタンステアリン酸エステル等のソルビ
タン脂肪酸エステル(Span)類、ショ糖ステアリン
酸エステル等の蔗糖脂肪酸エステル類、ポリオキシエチ
レンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンノ
ニルフェニルエーテル(NP)、ドデシルポリオキシエ
チレンエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロッ
クコポリマー、ポリオキシエチレングリコールオレイン
酸エステル等のポリオキシエチレングリコール脂肪酸エ
ステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミチ
ン酸エステル等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸
エステル類、ラウリン酸ジエタノールアミド等類等が挙
げられる。両性界面活性剤としては、ラウリルジメチル
酢酸ベタイン等のN,N−ジメチル−N−アルキルアミ
ノベタイン類、2−ウンデシル−N−カルボキシメチル
−N−ヒドロキシエチルイミダゾニウムベタイン等の2
−アルキル−1−ヒドロキシエチル−1−カルボキシメ
チルイミダゾリニウムベタインが挙げられる。またシリ
コン系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤も有効であ
る。
【0014】これらの添加量は各界面活性剤の臨界ミセ
ル濃度により異なるが通常0.1〜10重量%添加さ
れ、より好ましくは0.5〜5重量%含有することが好
ましい。
【0015】また、これら界面活性剤と共に表面張力を
調整する目的で添加される浸透剤としてはジエチレング
リコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモ
ノフェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエ
ーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、
ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレン
グリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコ
ールクロロフェニルエーテル等の多価アルコールのアル
キル及びアリールエーテル類、エタノール、2−プロパ
ノール等の低級アルコール類が挙げられるが、特に好ま
しいのはジエチレングリコールモノブチルエーテルであ
る。
【0016】本発明における表面張力は被記録材の濡れ
性を示す指標であり特に表面形成されて1秒以下の短い
時間での動的表面張力を示し、飽和時間で測定される静
的表面張力とは異なる。測定法としては特開昭63−3
1237号公報等に記載の従来公知の方法で1秒以下の
動的な表面張力を測定できる方法であればいずれも使用
できるが本発明ではWilhelmy式の吊り板式表面
張力計を用いて測定した。表面張力の値は50mJ/m
2以下が好ましく、より好ましくは40mJ/m2以下と
すると優れた乾燥性が得られる。
【0017】また画質劣化を防止する目的で水溶性高分
子を添加することもできるがホウ酸イオンで架橋されな
い構造のもの、例えばポリアクリル酸ナトリウム、ポリ
ビニルピロリドン、ポリエチレンイミン等が挙げられ
る。
【0018】着色材として用いられる水溶性染料として
は、カラーインデックスにおいて酸性染料、直接性染
料、塩基性染料、反応性、食用染料に分類される染料で
耐水、耐光性が優れたものが用いられる。
【0019】これら染料を具体的に挙げれば、酸性染料
及び食用染料として C.I.アシッド・イエロー 17,23,42,4
4,79,142 C.I.アシッド・レッド 1,8,13,14,1
8,26,27,35,37,42,52,82,8
7,89,92,97,106,111,114,11
5,134,186,249,254,289 C.I.アシッド・ブルー 9,29,45,92,2
49 C.I.アシッド・ブラック 1,2,7,24,2
6,94 C.I.フード・イエロー 3,4 C.I.フード・レッド 7,9,14 C.I.フード・ブラック 1,2 直接性染料として C.I.ダイレクト・イエロー 1,12,24,2
6,33,44,50,120,132,142,14
4,86 C.I.ダイレクト・レッド 1,4,9,13,1
7,20,28,31,39,80,81,83,8
9,225,227 C.I.ダイレクト・オレンジ 26,29,62,1
02 C.I.ダイレクト・ブルー 1,2,6,15,2
2,25,71,76,79,86,87,90,9
8,163,165,199,202 C.I.ダイレクト・ブラック 19,22,32,3
8,51,56,71,74,75,77,154,1
68,171 塩基性染料として C.I.ベーシック・イエロー 1,2,11,13,
14,15,19,21,23,24,25,28,2
9,32,36,40,41,45,49,51,5
3,63,465,67,70,73,77,87,9
1 C.I.ベーシック・レッド 2,12,13,14,
15,18,22,23,24,27,29,35,3
6,38,39,46,49,51,52,54,5
9,68,69,70,73,78,82,102,1
04,109,112 C.I.ベーシック・ブルー 1,3,5,7,9,2
1,22,26,35,41,45,47,54,6
2,65,66,67,69,75,77,78,8
9,92,93,105,117,120,122,1
24,129,137,141,147,155 C.I.ベーシック・ブラック 2,8 反応性染料として C.I.リアクティブ・ブラック 3,4,7,11,
12,17 C.I.リアクテイブ・イエロー 1,5,11,1
3,14,20,21,22,25,40,47,5
1,55,65,67 C.I.リアクティブ・レッド 1,14,17,2
5,26,32,37,44,46,55,60,6
6,74,79,96,97 C.I.リアクティブ・ブルー 1,2,7,14,1
5,23,32,35,38,41,63,80,95 等が使用できる。特に酸性染料及び直接性染料が好まし
く用いることができる。顔料としては有機顔料としてア
ゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、キナクリ
ドン系、ジオキサジン系、インジゴ系、チオインジゴ
系、ペリレン系、イソインドレノン系、アニリンブラッ
ク、アゾメチン系、ローダミンBレーキ顔料、カーボン
ブラック等が挙げられ、無機顔料として酸化鉄、酸化チ
タン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニ
ウム、バリウムイエロー、紺青、カドミウムレッド、ク
ロムイエロー、金属粉が挙げられる。
【0020】顔料分散材としては親水性高分子として、
天然系ではアラビアガム、トラガンガム、グーアガム、
カラヤガム、ローカストビーンガム、アラビノガラクト
ン、ペクチン、クインスシードデンプン等の植物性高分
子、アルギン酸、カラギーナン、寒天等の海藻系高分
子、ゼラチン、カゼイン、アルブミン、コラーゲン等の
動物系高分子、キサンテンガム、デキストラン等の微生
物系高分子、半合成系では、メチルセルロース、エチル
セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシ
プロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の
繊維素系高分子、デンプングコール酸ナトリウム、デン
プンリン酸エステルナトリウム等のデンプン系高分子、
アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコー
ルエステル等の海藻系高分子、純合成系ではポリビニル
アルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチル
エーテル等のビニル系高分子、非架橋ポリアクリルアミ
ド、ポリアクリル酸及びそのアルカリ金属塩、水溶性ス
チレンアクリル樹脂等のアクリル系樹脂、水溶性スチレ
ンマレイン酸樹脂、水溶性ビニルナフタレンアクリル樹
脂、水溶性ビニルナフタレンマレイン酸樹脂、ポリビニ
ルピロリドン、ポリビニルアルコール、β−ナフタレン
スルホン酸ホルマリン縮合物のアルカリ金属塩、四級ア
ンモニウムやアミノ基等のカチオン性官能基の塩を側鎖
に有する高分子化合物、セラック等の天然高分子化合物
等が挙げられる。
【0021】本発明のインクには上記着色剤、溶媒の他
に従来より知られている添加剤を加えることができる。
【0022】例えば、防腐防黴剤としてはデヒドロ酢酸
ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、2−ピリジンチオ
ール−1−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウ
ム、ペンタクロロフェノールナトリウム等が本発明に使
用できる。
【0023】pH調整剤としては、調合されるインクに
悪影響をおよぼさずにpHを7以上に調整できるもので
あれば、任意の物質を使用することができる。
【0024】その例として、ジエタノールアミン、トリ
エタノールアミン等のアミン、水酸化リチウム、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水
酸化物、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸
化物、第4級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭
酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩
等が挙げられる。
【0025】キレート試薬としては、例えば、エチレン
ジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウ
ム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウ
ム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル
二酢酸ナトリウム等がある。
【0026】防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、
チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジ
イソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエ
リスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライ
ト等がある。
【0027】その目的に応じて水溶性紫外線吸収剤、水
溶性赤外線吸収剤、界面活性剤を添加することもでき
る。
【0028】
【実施例】以下に本発明の実施例および比較例を示す。
なお、実施例に記載の各成分の量(%)は重量基準であ
る。
【0029】参考例 透明基材として厚さ100μmのポリエステルフィルム
にカチオン変性ポリビニルアルコール(PVA−C−3
182−2A)10%溶液と重合度2000のポリアク
リル酸の10%溶液を塗布し5μmのインク吸収層を有
する透明フィルム1を得た。
【0030】実施例1 下記処方の組成物を60℃で撹拌溶解し、室温にて放冷
後、pHが8になるように水酸化リチウム10%水溶液
にて調整し、これを0.22μmのテフロンフィルター
にて濾過しイエローインク1を作製した。
【0031】 C.I.アシッドイエロー23 1% グリセロール 8% ジエチレングリコールモノブチルエーテル 5% ホウ酸 0.1% デヒドロ酢酸ナトリウム 0.2% イオン交換水 残量 実施例2 下記組成物を用いる以外は実施例1と同様にし、pHを
水酸化ナトリウムで9にしてマゼンタインク1を調製し
た。
【0032】 C.I.アシッドレッド254 1.5% ジエチレングリコール 12% ジエチレングリコールモノブチルエーテル 8% ホウ砂 0.1% 2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム 0.2% イオン交換水 残量 実施例3 下記組成物を用いる以外は実施例1と同様にして、pH
を水酸化リチウムで9にしてシアンインク1を調製し
た。
【0033】 C.I.アシッドブルー249 1.8% N−メチル−2−ピロリドン 5% グリセロール 5% ビス(2−エチルヘキシル)スルホ琥珀酸ナトリウム 1% ホウ酸リチウム 0.1% デヒドロ酢酸ナトリウム 0.2% イオン交換水 残量 実施例4 下記組成物を用いる以外は実施例1と同様にして、pH
を水酸化リチウムで9にしてブラックインク1を調製し
た。
【0034】 C.I.フードブラック2 1.5% エチレングリコール 5% グリセロール 2% エチレングリコールモノフェニルエーテル 10% ホウ酸リチウム 0.1% 安息香酸ナトリウム 0.2% イオン交換水 残量 実施例5 下記組成物を用いる以外は実施例1と同様にして、pH
を水酸化ナトリウムで9にしてイエローインク2を調製
した。
【0035】 ダイレクトイエロー120 1% トリエチレングリコール 5% グリセロール 2% ジエチレングリコールモノブチルエーテル 5% ホウ砂 0.1% フッ素系界面活性剤FC430(住友3M製) 0.1% イオン交換水 残量 実施例6 下記組成物を用いる以外は実施例1と同様にして、pH
を水酸化リチウムで8にしてマゼンタインク2を調製し
た。
【0036】 ダイレクトレッド9 1.5% プロピレングリコール 8% ジエチレングリコール 10% SH37476(シリコーン系界面活性剤;東レダウコーニン グシリコン製) 1% イオン交換水 残量 実施例7 下記組成物を用いる以外は実施例1と同様にして、pH
を水酸化リチウムで9にしてシアンインク2を調製し
た。
【0037】 ダイレクトブルー199 1.8% N−メチル−2−ピロリドン 8% グリセリン 5% エチレングリコールモノフェニルエーテル 8% ポリアクリル酸ナトリウム 0.01% ホウ砂 0.1% 安息香酸ナトリウム 0.1% イオン交換水 残量 実施例8 下記組成物を用いる以外は実施例1と同様にして、pH
を水酸化ナトリウムで8にしてブラックインク2とし
た。
【0038】 ダイレクトブラック168 2.8% チオジエタノール 5% グリセリン 10% BT7[ポリオキシエチレン(7)アルキルエーテル;日光 ケミカル製] 1% イオン交換水 残量 比較例1 実施例1においてホウ酸を除いた他は同様にしてイエロ
ーインク3とした。
【0039】比較例2 実施例2においてジエチレングリコールモノブチルエー
テルをグリセロールに替えた以外は同様にしてマゼンタ
インク3とした。
【0040】比較例3 実施例3においてホウ酸リチウムに替えてイオン交換水
とした以外は同様にしてシアンインク3とした。
【0041】比較例4 実施例4においてエチレングリコールモノフェニルエー
テルに替えグリセリンとした以外は同様にしてブラック
インク3とした。
【0042】つぎに、上記実施例1〜8及び比較例1〜
4について下記の試験を行った。
【0043】1)OHP色再現性および印字むら 図1に示したサーマルインクジェット方式の300dp
iのノズルを有するインクジェットプリンター及び図2
に示した積層PZTを液室流路の加圧に使用した300
dpiのノズルを有するインクジェットプリンターにて
印字を透明フィルムに行い、反射型のプロジェクターで
投影し、色再現性を目視で判定した。また印字むらにつ
いても目視で判定した。
【0044】図1のサーマルインクジェットプリンター
はインク吐出ノズル1、発熱素子2、基板3、ノズル板
4、インク液室5、インク供給管6を有するものであ
り、図2の積層PZTを用いたインクジェットプリンタ
ーは、インク吐出ノズル1、基板3、ノズル板4、共通
液室7、積層PZT8、流路10を有するものである。
印字用紙は市販の再生紙、上質紙とボンド紙の3紙に印
字した。
【0045】2)表面張力 各インクについてWilhelmyの吊り板式表面張力
計にて表面張力の時間変化を測定し1秒後における動的
表面張力を求めた結果を示す。
【0046】
【表1】
【0047】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば表面
張力を50mJ/m2以下として被記録材への濡れを向
上するとともにインク中のホウ酸イオンと親水性高分子
の水酸基がイオン架橋し速やかにインクが保持されるた
め色むらのない投影像が得られる水性インクによるイン
クジェット記録方法が提供される。
【0048】また、本発明によれば従来のポリビニルア
ルコールを塗布したインクジェット用シートに高コント
ラストの色再現性のある画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインクを用いるのに適当なサーマルイ
ンクジェットプリンターの構造の一例を示す模式図。
【図2】同じく本発明のインクを用いるのに適当な、積
層PZTを液室流路の加圧に用いたインクジェットプリ
ンターの構造の一例を示す模式図。
【符号の説明】
1 インク吐出ノズル 2 発熱素子 3 基板 4 ノズル板 5 インク液室 6 インク供給管 7 共通液室 8 積層PZT 9 流路板 10 流路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水に分散または溶解する着色剤、湿潤
    剤、ホウ酸またはホウ酸塩および水を含み、表面張力が
    50mJ/m2以下、pHが8以上である水性インクを
    用い、水酸基を有する水溶性高分子物質を塗布した記録
    層を有する被記録材に、インクジェット記録法によって
    画像を形成することを特徴とする記録方法。
  2. 【請求項2】 水溶性高分子物質がポリビニルアルコー
    ルおよび/またはポリビニルアルコール誘導体であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の記録方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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