JPH0692009A

JPH0692009A - インクジェット記録方法

Info

Publication number: JPH0692009A
Application number: JP4242247A
Authority: JP
Inventors: Fumi Takaide; 文高出; Akio Kashiwazaki; 昭夫柏崎; Yuko Suga; 祐子菅
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-09-10
Filing date: 1992-09-10
Publication date: 1994-04-05

Abstract

(57)【要約】【構成】記録液にエネルギーを付与して、微細孔から
液滴として、顔料、水溶性溶剤および水を含有する記録
液を吐出させて記録を行うインクジェット記録方法にお
いて、記録を行う前、同時、あるいは記録を行った後
に、記録媒体上に、酸、アルカリ可溶型樹脂、塩または
緩衝溶液を含有する補助液を塗布、或いは前記吐出手段
により噴射することを特徴とするインクジェット記録方
法とその装置を提供する。【効果】本発明方法は熱エネルギーを利用したインク
ジェットプリンターに適用した時、印字物の堅牢性に優
れ、どのような種類の普通紙に印字した場合にも印字濃
度が高く、駆動条件の変更や長時間の使用でも常に安定
した吐出を行うことが可能で、信頼性、長期保存安定性
にも優れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録ヘッドのオリフィ
スから熱エネルギーの作用によって記録液を飛翔させて
非塗工用紙、いわゆる普通紙に記録を行う記録方法なら
びにその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式は、記録時の騒
音の発生が少なく、高集積のヘッドを使用することによ
り、高解像の記録画像が高速で得られるという利点を有
している。このようなインクジェット記録方式では、記
録液として各種の水溶性染料を水または、水と有機溶剤
との混合液に溶解させたものが使用されているが、記録
画像の耐光性、耐水性、印字品位が問題になる場合が多
い。

【０００３】一方、水溶性染料を使用した記録液に比較
して、水性分散系顔料記録液は、耐水性、耐光性ともに
格段に優れるために、種種の水性顔料記録液の検討がな
されている。水性顔料記録液を用いたインクジェットイ
ンクとしては、特開昭５６−１４７８５９、５６−１４
７８６０号公報等に、特定の水溶性溶剤と高分子分散剤
を用いた顔料記録液が提案されている。また、特開平４
−５７８５９、４−５７８６０等には、顔料と染料を併
用した記録液の提案がなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
水性顔料インクは、普通紙（コピー用紙、ボンド紙など
の一般にオフィスに普及している紙）に記録を行った場
合、紙の種類によっては、印字品位、印字濃度が、著し
く劣化するという不都合が生じた。一般に、普通紙は、
インクジェット専用紙と異なり、紙の表面状態が一定で
ないために、記録液の吸収性、にじみかた等の違いによ
り、印字物の品位が変化する。特に、印字物の品位を大
きく左右する印字濃度を考えた場合、水溶性染料を用い
た記録液では、染料が紙の繊維に染着し、紙の表面に残
りやすいために、紙の表面状態による印字濃度などへの
影響は、比較的少ない。一方、水性顔料記録液では、紙
の表面に顔料を残存させることにより、印字濃度を得て
いるために紙の表面状態が、印字物の印字濃度に与える
影響は大きい。また、インクジェット用インクは、文具
用インクとは異なり、吐出安定性、長期の分散安定性、
さらに、微細なノズル先端における長期の放置による固
化防止など多くの重要技術課題が有り、記録液の組成検
討だけで全てを解決することは、難しく、これらの技術
課題を記録液の組成と記録方法に機能分離することによ
って、効果的に解決することが、望まれている。

【０００５】そこで本発明の目的は、前述した従来技術
の問題点を解消し、どんな種類の普通紙上においても、
良好な印字品位で、耐水性、耐光性等の堅牢性に優れた
記録画像が得られるインクジェット記録方法を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】上記の目的は、
以下の本発明によって達成される。

【０００７】即ち、本発明は、記録液に、記録信号に応
じた熱エネルギーを付与して微細孔から、液滴として、
顔料、水溶性樹脂、水溶性溶剤および、水を含有する記
録液を吐出させて記録を行うインクジェット記録方法に
おいて、記録を行う前、同時、或は、後に記録媒体上
に、特定物質を含有する補助液を噴射、或は、塗布する
ことを特徴とするインクジェット記録方法である。

【０００８】この補助液に含有される特定物質として
は、酸や、酸価３０〜１００のアルカリ可溶型樹脂、
塩、および緩衝溶液が使用される。

【０００９】本発明者らは顔料を使用した水性顔料記録
液を用いて普通紙上にインクジェット記録を行った場
合、紙の種類によって、印字品位、印字濃度が、著しく
劣化する原因を鋭意検討した結果、紙の表面状態が印字
品位、特に印字濃度に与える影響が大きいことを見いだ
し、本発明に至った。つまり、水性顔料インクは、吐出
した記録液が紙の表面に到達した直後に記録液が凝集
し、紙の表面に留まることによって印字濃度が得られ、
紙の表面状態が、インクの安定性を壊すものであれば、
良好な印字濃度が得られ、逆に、記録液の凝集より、浸
透が先に起これば、望ましい印字濃度は得られないとい
うことである。一方、普通紙は、大きく酸性紙と中性紙
に分類されるが、その表面状態は、紙の用途により、い
ろいろな処理が施されており、全ての紙において、表面
で瞬時に凝集が開始するような記録液を設計すること
は、困難である。また、記録液の分散状態を不安定にし
て、印字濃度を得るという記録液の設計は、インクジェ
ット用記録液に要求される吐出安定性、長期の貯蔵安定
性、さらに微細なノズル先端における長期の放置による
固化防止とは、相反するものである。そこで、本発明者
らは、これら相反する要求性能を記録手段と記録液の組
成に分離することによって、普通紙における印字品位、
耐光性、耐水性が良好で、信頼性に優れた水性顔料記録
液を用いたインクジェット記録方法を提供するに至っ
た。本発明者らは、水性顔料記録液の分散安定性が、
少量の酸を添加すること、酸価の低い水溶性樹脂を添
加すること、少量の塩を添加すること、少量の緩衝
液を添加すること、などによって著しく劣化することを
利用し、記録液としての水性顔料記録液を噴射する前、
或は、後に、これら特定物質を含有する補助液（以下、
補助液とする）を紙上に噴射、或は、塗布することによ
って、紙の種類によらない良好な印字物を提供するイン
クジェット記録方法を見いだし、本発明に至った。

【００１０】つまり、紙の表面にこれら特定物質を付着
させることによって、記録液が紙に着弾した際に瞬時に
凝集を起こし、紙の種類によらず、好ましい印字品位を
得ることが可能である。特開昭５６−８９５９５、６４
−６３１８５公報などに記録液の噴射に先だって先打ち
液を噴射させ、印字物のシャープネス、耐水性等を改良
したものが開示されているが、いずれの場合にも、色材
として染料が使用され、耐候性に欠点が残る。さらに、
特開平３−２４０５５７、特開平３−２４０５５８に
は、インクジェット記録において、記録液を噴射する
前、或は、後に記録液を増粘させる溶液を噴射し、記録
液の増粘により、にじみのない、定着性の良好な記録方
法を提供しているが、この方法では、記録紙上でインク
が増粘するために、定着までに時間を要し、さらに、増
粘だけでは、完全に色材を記録紙上に残すことができな
いために、良好な印字濃度が得られない場合が有る。本
発明は、顔料記録液が、たとえば酸の作用により、紙の
表面ｐＨを下げることによって、記録紙上に着弾した顔
料記録液の分散安定性が壊れ、瞬時に凝集し、顔料記録
液中の顔料分を記録紙上に残し、印字物の濃度を上げる
という機構を利用しているため、定着性、印字濃度共に
良好なものである。

【００１１】また、顔料記録液が、３０〜１００の酸価
を有するアルカリ可溶型水溶性樹脂や、塩、緩衝溶液な
どの作用により、瞬時に凝集し、紙の繊維を埋めること
によって、顔料記録液中の顔料分を記録紙上に残し、印
字物の濃度を上げるようにしているため、酸を使用する
場合と同様、定着性、印字濃度共に良好なものである。

【００１２】以下、本発明を詳細に述べる。

【００１３】本発明で使用される補助液に含有される酸
は、水溶液中で酸性を示すものならどんなものでもよい
が、塩酸、酢酸及びカルボキシル基を有する化合物、炭
酸、硫酸及びスルホン基を有する化合物、硝酸、リン
酸、及びリン酸化合物、亜硫酸、亜硝酸等が挙げられ
る。水溶液中で酸性を示すものならば、これらに限定さ
れるものではない。

【００１４】本発明で使用される補助液に含有されるア
ルカリ可溶型樹脂としては、酸価が３０から１００で塩
基を溶解した水に安定に溶解が可能なものならどんなも
のでもよいが、重量平均分子量は１０００から３０００
０の範囲が好ましい。さらに、好ましくは、３０００か
ら１５０００の範囲である。分子量が大きい樹脂を使用
すると、スムースな析出が起こらず、増粘により、定着
性が悪化するために、分子量は小さいものを使用するこ
とが望ましい。具体的には、スチレン、スチレン誘導
体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、α、
β−エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエ
ステル等、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン
酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導
体、フマール酸、フマール酸誘導体等から選ばれた少な
くとも１つ以上の単量体からなるブロック共重合体、グ
ラフト共重合体あるいは、ランダム共重合体、また、こ
れらの塩等が挙げられる。塩基を溶解した水に溶解する
ものならば、これらに限定されるものではない。

【００１５】また、本発明で使用される補助液に含有さ
れる塩は、水に安定に溶解が可能なものならどんなもの
でもよいが、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチ
ウム、塩化アンモニウム、塩化カルシウム、塩化マグネ
シウム、塩化バリウム等の塩酸塩、炭酸カルシウム、炭
酸マグネシウム、炭酸バリウム、炭酸ナトリウム、炭酸
リチウム、炭酸アンモニウム等の炭酸塩、酢酸ナトリウ
ム、酢酸カリウム、酢酸リチウム等の酢酸塩、硫酸ナト
リウム、硫酸カリウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、
または、硝酸塩、亜硫酸塩、亜硝酸塩等が挙げられる。
水に溶解し電離するものならば、これらに限定されるも
のではない。

【００１６】さらに、本発明で使用される補助液に含有
される緩衝溶液は、部材との接液性、記録液の凝集効果
の点から、ｐＨが、３から９のものならどんなものでも
よいが、より好ましくは、３から６である。具体的に
は、Clark-Lubsの緩衝溶液、 Sφrensenの緩衝溶液、Ko
lthoffの緩衝溶液、Michaelis の緩衝溶液、McIlvaine
の緩衝溶液、Britton-Robinsonの緩衝溶液、Carmody の
緩衝溶液、Gomoriの緩衝溶液、Bates-Bower の緩衝溶液
などが挙げられる。

【００１７】また、本発明の記録方法では、２種類の液
体を紙に吸収させるために、補助液は、いち早く紙に浸
透し、記録液の定着性、印字品位に影響をおよぼさない
ように設計しなくてはならない。この目的のためには、
脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エステル塩類、液体脂
肪油硫酸エステル塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類
等の陰イオン界面活性剤、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アルキルエステル類、
ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類、ア
セチレンアルコール、アセチレングリコール等の非イオ
ン性界面活性剤等の紙に対する浸透性の高い界面活性剤
を含有させることが好ましい。さらに媒体としてイオン
交換水及び、多価アルコール、または、そのアルキルエ
ーテル、１級アルコール等の水溶性の有機溶剤を含有し
てもよい。

【００１８】この液体中に含まれる酸の量は、重量で
０．０１％から２０％、特に、好ましくは、０．０５％
から１０％の範囲で用いることが好ましい。

【００１９】また、酸価が３０−１００のアルカリ可溶
型水溶性樹脂の量は、重量で０．１％から２０％、特
に、好ましくは、１％から１０％の範囲で用いることが
好ましい。樹脂を溶解させるアミンあるいは塩基の量
を、樹脂の酸価から計算によって求めたアミンあるいは
塩基量の１倍以上添加することが必要である。このアミ
ンあるいは塩基の量は以下の式によって求められる。

【００２０】アミンあるいは塩基の量（ｇ）＝（樹脂の
酸価＊アミンあるいは塩基の分子量＊樹脂量（ｇ））／
５６００補助液の作成方法としては、上記計算式で計算した塩基
の量を溶解した水溶液に樹脂を混合し、６０℃程度に加
温し、約１時間攪拌することによって樹脂溶液を作成
し、この溶液に任意に水溶性溶剤、その他添加剤を混合
し補助液とする。

【００２１】補助液中に含まれる塩の量は、重量で０．
１％から２０％、特に、好ましくは、１％から１０％の
範囲で用いることが好ましい。また、緩衝溶液を用いる
場合は、その量は、所望のｐＨ、選んだ緩衝溶液の種類
に依存し、任意に設定できる。

【００２２】本発明で使用するインクに含有される顔料
の量は、重量比で１〜２０重量％、好ましくは２〜１２
重量％の範囲で用いることが好ましい。

【００２３】本発明で使用する顔料は上記性能を満足す
るものならばどのようなものでも使用可能だが、黒色顔
料記録液に使用されるカーボンブラックとしては、ファ
ーネス法、チャネル法で製造されたカーボンブラック
で、一次粒子径が１５から４０ｍμ、ＢＥＴ法による比
表面積が、５０から３００平方ｍ／ｇ、ＤＢＰ吸油量
が、４０から１５０ｍｌ／１００ｇ、揮発分が、０．５
から１０％、ｐＨ値が、２から９を有し、例えば、NO.2
300,NO.900,MCF88,NO.33,NO.40,NO.45,NO.52,MA7,MA8,N
O.2200B （以上三菱化成製）、RAVEN1255 （コロンビア
製）、REGAL400R, REGAL330R, REGAL660R, MOGUL L（キ
ャボット製）、Color Black FW1, COLOR Black FW18, C
olor Black S170, Color Black S150, Printex 35,Prin
tex U （デグッサ）等の市販品を使用することが出来
る。また、本発明のために新たに試作されたものでもよ
い。イエロー記録液に使用される顔料としては、C.I.Pi
gment Yellow 1, C.I.Pigment Yellow 2, C.I.Pigment
Yellow 3, C.I.Pigment Yellow 13, C.I.Pigment Yello
w 16, C.I.Pigment Yellow 83 、マゼンタ記録液として
使用される顔料としては、C.I.Pigment Red 5, C.I.Pig
ment Red 7, C.I.PigmentRed 12, C.I.Pigment Red 48
(Ca), C.I.Pigment Red 48(Mn), C.I.Pigment Red57(C
a), C.I.Pigment Red 112, C.I.Pigment Red 122、シア
ン記録液として使用される顔料としては、C.I.Pigment
Blue 1, C.I.Pigment Blue 2, C.I.PigmentBlue 3, C.
I.Pigment Blue 15:3, C.I.Pigment Blue 16, C.I.Pigm
ent Blue 22,C.I.Vat Blue 4, C.I.Vat Blue 6 等が挙
げられるが、本発明のために新たに製造されたものでも
使用可能である。本発明で使用する記録液中の顔料の分
散剤は、水溶性樹脂ならどんなものでも使用可能だが、
重量平均分子量は１０００から３００００の範囲が好ま
しい。さらに、好ましくは、３０００から１５０００の
範囲である。具体的には、スチレン、スチレン誘導体、
ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、α、β−
エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステ
ル等の疎水性単量体、または、アクリル酸、アクリル酸
誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、
イタコン酸誘導体、フマール酸、フマール酸誘導体等か
ら選ばれる２つ以上の単量体からなるブロック共重合
体、グラフト共重合体あるいは、ランダム共重合体、ま
た、これらの塩等が挙げられる。これらの樹脂は、塩基
を溶解させた水溶液に可溶でアルカリ可溶型樹脂であ
る。さらに、親水性単量体からなるホモポリマー、ま
た、それらの塩でも良い。また、ポリビニルアルコー
ル、カルボキシメチルセルロース、ナフタレンスルホン
酸ホルムアルデヒド縮合物等の水溶性樹脂も使用するこ
とが可能である。しかし、アルカリ可溶型の樹脂を用い
た場合の方が、分散液の低粘度化が可能で、分散も容易
であるという利点が有る。さらに、ｐＨ６以下で、凝集
を開始する樹脂が、印字濃度の向上には、特に好まし
い。尚、前記水溶性樹脂は記録液全量に対して０．１か
ら５重量％の範囲で含有される事が好ましい。また、こ
のような水溶性樹脂を使用する場合には、前記補助液と
して緩衝溶液を含有する場合は、ｐＨ６以下の緩衝溶液
を用いることが、鮮明な画像を得るためには、より好ま
しい。さらに、本発明の記録液は、好ましくは記録液全
体が中性またはアルカリ性に調整されていることが、前
記水溶性樹脂の溶解性を向上させ、一層の長期保存性に
優れた記録液とすることができるので望ましい。但し、
この場合、インクジェット記録装置に使われている種々
の部材の腐食の原因となる場合があるので好ましくは７
−１０のｐＨ範囲とされるのが望ましい。

【００２４】また、ｐＨ調整剤としては、例えば、ジエ
タノールアミン、トリエタノールアミン等の各種有機ア
ミン、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリ
ウム等のアルカリ金属の水酸化物等の無機アルカリ剤、
有機酸や、鉱酸があげられる。

【００２５】以上のごとき、顔料及び水溶性樹脂は水溶
性媒体中に分散または溶解される。

【００２６】本発明の記録液において好適な水性媒体
は、水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒であり、水として
は種々のイオンを含有する一般の水ではなく、イオン交
換水（脱イオン水）を使用するのが好ましい。

【００２７】また、その他、併用しうる任意の溶剤成分
としては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
−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−
ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒ
ｔ−ブチルアルコール等の炭素数１−４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
ケトンまた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ー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２−６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モノメチル（またはエ
チル）エーテル、ジエチレングリコールメチル（または
エチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル
（またはエチル）エーテル等の多価アルコールの低級ア
ルキルエーテル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−
ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン
等があげられる。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（またはエチル）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。

【００２８】さらに、吐出の安定性をえるためにはエタ
ノール、あるいは、イソプロピルアルコールを１％以上
添加することが効果的である。これはこれら溶剤を添加
することによって記録液の薄膜抵抗体上での発泡をより
安定に行うことができるからと考えられる。しかし、こ
れら溶剤を過剰に加えると印字物の印字品位が損なわれ
るという欠点が生じるため、これら溶剤の適切な濃度は
３−１０％であることがわかった。さらにこれら溶剤の
効果として、分散液にこれら溶剤を添加することによ
り、分散時における泡の発生を押え、効率的な分散が行
えることが挙げられる。

【００２９】本発明の記録液中の上記水溶性有機溶剤の
含有量は、一般には記録液全重量の３−５０重量％の範
囲であり、好ましくは、３−４０重量％の範囲であり、
使用する水は記録液全重量の１０−９０重量％、好まし
くは３０−８０重量％の範囲である。

【００３０】又、本発明の記録液は、上記の成分のほか
に必要に応じて所望の物性値を持つ記録液とするため
に、界面活性剤、消泡材、防腐剤等を添加することがで
き、さらに、市販の水溶性染料などを添加することもで
きる。

【００３１】界面活性剤としては脂肪酸塩類、高級アル
コール硫酸エステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩
類、アルキルアリルスルホン酸塩類等の陰イオン界面活
性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオ
キシエチレンアルキルエステル類、ポリオキシエチレン
ソルビタンアルキルエステル類、アセチレンアルコー
ル、アセチレングリコール等の非イオン性界面活性剤が
あり、これらの１種または、２種以上を適宜選択して使
用できる。その使用量は分散剤により異なるが記録液全
量に対して０．０１から５重量％が望ましい。この際、
記録液の表面張力は３０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上になるよう
に活性剤の添加する量を決定する事が好ましい。なぜな
ら、記録液の表面張力がこれより小さい値を示す事は、
本発明のような記録方式においてはノズル先端のぬれに
よる印字よれ（記録液滴の着弾点のズレ）等好ましくな
い事態を引き起こしてしまうからである。

【００３２】本発明のインクの作成方法としては、はじ
めに、分散樹脂、水を少なくとも含有する水溶液に顔料
を添加し、かくはんした後、後述の分散手段を用いて分
散を行い、必要に応じて遠心分離処理を行い、所望の分
散液を得る。次に、この分散液に上記で掲げたような成
分を加え、かくはんして記録液とする。

【００３３】又、アルカリ可溶型樹脂を使用する場合、
樹脂を溶解させるために塩基を添加することが必要であ
る。樹脂を溶解させるアミンあるいは塩基の量を、樹脂
の酸価から計算によって求めたアミンあるいは塩基量の
１倍以上添加することが必要である。このアミンあるい
は塩基の量は以下の式によって求められる。

【００３４】アミンあるいは塩基の量（ｇ）＝（樹脂の
酸価＊アミンあるいは塩基の分子量＊樹脂量（ｇ））／
５６００更に、顔料を含む水溶液を分散処理する前にプレミキシ
ングを３０分間以上行うと分散効率が良い。このプレミ
キシング操作は、顔料表面の濡れ性を改善し、顔料表面
への吸着を促進するものである。

【００３５】アルカリ可溶型樹脂を使用した場合の分散
液に添加される塩基類としては、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、アミ
ンメチルプロパノール、アンモニア等の有機アミン、あ
るいは、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の無機塩
基が好ましい。

【００３６】一方、本発明に使用する分散機は、一般に
使用される分散機なら、如何なるものでも良いが、たと
えば、ボールミル、ロールミル、サンドミルなどが挙げ
られる。

【００３７】その中でも、高速型のサンドミルが好まし
く、たとえば、スーパーミル、サンドグラインダー、ビ
ーズミル、アジテータミル、グレンミル、ダイノーミ
ル、パールミル、コボルミル（いずれも商品名）等が挙
げられる。

【００３８】本発明において、所望の粒度分布を有する
顔料を得る方法としては、分散機の粉砕メデイアのサイ
ズを小さくする、粉砕メデイアの充填率を大きくする、
また処理時間を長くする、吐出速度を遅くする、粉砕後
フィルターや遠心分離機等で分級するなどの手法が用い
られる。またはそれらの手法の組合せが挙げられる。

【００３９】前記の補助液は、所定のエネルギーによ
り、液滴を吐出させて記録を行うインクジェット記録ヘ
ッドと別の手段によって、被記録面に付与される。具体
的には、記録を行う前にスプレー、バーコーターにより
塗布したり、また、図１、図２に示されるように記録液
を含有するインクジェットヘッドとは別にインクジェッ
トヘッドを具備する装置を設けてもよい。そこで、本発
明のインクジェット記録方法を模式図によって示すと、
図１のようになる。即ち、記録用紙２に向けて、まず、
副ヘッド１ｂから、この補助液を噴射した後、一定の遅
れ時間をとって主ヘッド１ａから記録液を噴射して記録
を行う。この際、主ヘッド１ａから噴射されるインク滴
が、記録用紙２上で事前に副ヘッド１ｂから噴射された
液滴の着弾点とほぼ一致するように両ヘッドの配置を定
める。また、補助液と記録液を入れ換え、記録液を噴射
した後に、補助液を噴射させることも可能である。ま
た、図２のように、主ヘッド５ａと副ヘッド５ｂを上下
に配置して、印字を行うことも可能である。図２におい
て、４は、記録紙である。さらには、１つのヘッド内に
２つの液室を設け、２種類の液体を同時に噴射すること
も可能である。本発明の記録方法に用いられる記録装置
としては、記録信号によってピエゾ振動子を振動させる
ことによって液滴を噴射させる装置、また、記録ヘッド
の室内のインクに記録信号に対応した熱エネルギーを与
え、該エネルギーにより液滴を発生させる装置が挙げら
れる。

【００４０】図３（ａ）、図３（ｂ）、図４に、例とし
てその主要部である熱エネルギーによってインクを噴射
させるヘッド構成例を示す。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、またはプラス
チック板などと、感熱記録に用いられる発熱ヘッド１５
（図では薄膜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１
５は、酸化シリコンなど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
性の良い基板２０より成っている。

【００４１】インク２１は吐出オリフィス（微細孔）２
２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。

【００４２】いま、電極１７−１、１７−２に電気信号
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となり被記録
体２５に向かって飛翔する。図４には、図３（ａ）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３（ａ）に説明したものと同様な発熱ヘッド２８を接
着して作られている。

【００４３】尚、図３（ａ）はインク流路に沿ったヘッ
ド１３の断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−
Ｂ線での切断面である。

【００４４】図５に、本発明のインクジェット記録方法
を示す装置の一例を示す。図５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、
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面と当接しキャッピングを行う構
成を具える。さらに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、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６３によってインク吐出口面の水分、塵やほこり等の
除去が行われる。６５、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被記録材
にインクを吐出して記録を行う記録ヘッドを示し、６５
は、水性顔料インクを搭載したヘッド、６５′は、補助
液を搭載したヘッドである。６６は記録ヘッド６５、６
５′を搭載して記録ヘッド６５、６５′の移動を行うた
めのキャリッジである。キャリッジ６６は、ガイド軸６
７と摺動可能に係合し、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、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。
記録ヘッド６５、６５′に含有される液体を入れ換える
ことも可能である。

【００４５】５１は、被記録材を挿入するための給紙
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。これら構成によって記録ヘッドの吐出口面と
対向する位置へ被記録材が給紙され、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。

【００４６】上記構成において、記録ヘッド６５、６
５′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、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、６５′
の吐出口面がワイピングされる。なお、キャップ６２が
記録ヘッド６５、６５′の吐出口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
中へ突出するように移動する。

【００４７】記録ヘッド６５、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、６５′の吐出口面はワイピングされる。

【００４８】上述した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
ヘッドが記録のため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。

【００４９】図６は、ヘッドにインク供給チューブを介
して供給されるインクを収容したインクカートリッジ４
５の一例を示す図である。ここで４０は供給用インクを
収納したインク袋であり、その先端にはゴム製の栓４２
が設けられている。この栓４２に針（不図示）を挿入す
ることにより、インク袋４０中のインクをヘッドに供給
可能にできる。４４は廃インクを受容するインク吸収体
である。

【００５０】本発明で使用されるインクジェット記録装
置としては、上記のごときヘッドとインクカートリッジ
とが別体となったものに限らず、図７に示すごときそれ
らが一体になったものも好適に用いられる。

【００５１】図７において、７０はインクジェットカー
トリッジであって、この中にはインクを含浸させたイン
ク吸収体が収納されており、かかるインク吸収体中のイ
ンクが複数のオリフィスを有するヘッド部７１からイン
ク滴として吐出される構成になっている。７２はカート
リッジ内部を大気に連通させるための大気連通口であ
る。

【００５２】このインクジェットカートリッジ７０は、
図５で示す記録ヘッド６５、６５′に代えて用いられる
ものであって、キャリッジ６６に対して着脱自在になっ
ている。

【００５３】

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を更に説明す
る。尚、文中部または、％とあるのは、重量基準であ
る。実施例１〜４（補助液（ア）〜（ウ）の調整）：下記の組成の液組成
物を補助液として調整する。

【００５４】塩酸０．３５部グリセリン１０部エチルアルコール３．５部アセチレノールＥＨ（川研）０．５部イオン交換水８５．６５部これらを精秤し、混合し、１時間攪拌し、０．２２μの
フロロポアフィルターで加圧漉過し、補助液（ア）とし
た。

【００５５】同様に下記の組成で補助液（イ）を（ア）
と同様の方法で作成した。

【００５６】炭酸０．６部エチレングリコール３０部ノイゲンＥＡ−１２６（第一工業製薬）１部イオン交換水６８．４部同様に下記の組成で補助液（ウ）を（ア）と同様の方法
で作成した。

【００５７】酢酸０．６部チオジグリコール３０部サーフィノール４６５（日信化学）０．５部イオン交換水６８．９部（記録液（Ａ）〜（Ｃ）の調整）：（顔料分散液の作成）スチレン−アクリル酸−アクリル酸ブチル共重合体１．５部（酸価１１６、重量平均分子量３７００）モノエタノールアミン１部イオン交換水８１．５部ジエチレングリコール５部上記成分を混合し、ウオーターバスで７０℃に加温し、
樹脂分を完全に溶解させる。この溶液に新たに試作され
たカーボンブラック（ＭＣＦ８８、三菱化成製）１０
部、イソプロピルアルコール１部を加え、３０分間プレ
ミキシングをおこなった後、下記の条件で分散処理を行
った。

【００５８】分散機サンドグラインダー（五
十嵐機械製）粉砕メデイアジルコニウムビーズ１ｍｍ径粉砕メデイアの充填率５０％（体積）粉砕時間３時間さらに遠心分離処理（１２０００ＲＰＭ、２０分間）を
おこない、粗大粒子を除去して分散液とした。（インクの作成）上記分散液１０部グリセリン２部ジエチレングリコール１５部Ｎ−メチルピロリドン５部イソプロピルアルコール３部イオン交換水６５部上記成分を混合し、ｐＨをモノエタノールアミンで８か
ら１０になるように調整し、記録液（Ａ）とした。（顔料分散液の作成）スチレン−マレイン酸−マレイン酸ハーフエステル共重合体４部（酸価２００、重量平均分子量１２０００）アミノメチルプロパノール２部イオン交換水７４部ジエチレングリコール５部上記成分を混合し、ウオーターバスで７０℃に加温し、
樹脂分を完全に溶解させる。この溶液にカーボンブラッ
ク（ＭＣＦ８８、三菱化成製）１５部を加え、３０分間
プレミキシングをおこなった後、下記の条件で分散処理
を行った。

【００５９】分散機パールミル（アシザワ製）粉砕メデイアガラスビーズ１ｍｍ径粉砕メデイアの充填率５０％（体積）吐出速度１００ｍｌ／ｍｉｎ．さらに遠心分離処理（１２０００ＲＰＭ、２０分間）を
おこない、粗大粒子を除去して分散液とした。（インクの作成）上記分散液２０部グリセリン８部エチレングリコール５部エタノール５部イオン交換水６１．５部上記成分を混合し、ｐＨが８から１０になるように、ア
ミノメチルプロパノールで調整し、記録液（Ｂ）を得
た。（顔料分散液の作成）デモールＮ１．５部イオン交換水８１．５部エチレングリコール５部上記成分を混合し、ウオーターバスで７０℃に加温し、
樹脂分を完全に溶解させる。この溶液に新たに試作され
たカーボンブラック（Ｓ１７０、デグサ製）１１部、イ
ソプロピルアルコール１部を加え、６０分間プレミキシ
ングをおこなった後、下記の条件で分散処理を行った。

【００６０】分散機サンドグラインダー（五十嵐機械製）粉砕メデイアジルコニウムビーズ０．５ｍｍ径粉砕メデイアの充填率７０％（体積）粉砕時間１０時間さらに遠心分離処理（１２０００ＲＰＭ、２０分間）を
おこない、粗大粒子を除去して分散液とした。（インクの作成）上記分散液１０部グリセリン１２部ジエチレングリコール１５部２−ピロリドン５部イソプロピルアルコール３部イオン交換水５５部上記成分を混合し、ｐＨをモノエタノールアミンで８か
ら１０になるように調整し、記録液（Ｃ）とした。（印字物の作成）（１）図５に示されているような２列にオンディマンド
型のインクジェットカートリッジを並べ、先に噴射され
る方のカートリッジには、補助液を、また、後のカート
リッジには、記録液を充填し、印字を行い、下記の評価
を行った。（２）図２に示されているようにピエゾ振動子を具備す
るオンディマンド型記録ヘッドを２つ有する記録装置を
用い、それぞれのインクタンクには、先に噴射されるヘ
ッドのインクタンクには、記録液を、また、もう一方の
インクタンクには、補助液を充填し、印字を行い、下記
評価を行った。（３）インクジェット記録装置で記録を行う前にスプレ
ー法により補助液で記録用紙を処理した後、バブルジェ
ットプリンターＢＪ−１０ｖ（キヤノン製）の記録ヘッ
ドに上記で作成した記録液を充填し、印字を行い、下記
評価を行った。（評価１）印字物の印字濃度上記のインクジェット記録装置を用いて、Ｘｅｒｏｘ４
０２４コピー用紙、キヤノンＮＰ−ＤＲＹコピー用紙に
印字を行い、印字物の印字濃度をマクベス濃度計（ＴＲ
９１８）で測定した。（評価２）印字物の耐光性、耐水性上記の印字物を水道水に５分間浸し、試験前後の印字濃
度を測定し、印字濃度残存率を計算し、２紙の平均値を
印字物の耐水性とした。

【００６１】上記の印字物をアトラスフェードメーター
で２００時間照射し、試験前後の印字濃度を測定し、印
字濃度残存率を計算し、２紙の平均値を印字物の耐光性
とした。

【００６２】各実施例は、記録液、補助液および印字物
作成方法の組合せとし、表１に実施例１〜４の組合せを
示した。（比較例１、２、３及び４）記録液を噴射するためのイ
ンクジェットカートリッジのみを有する記録装置によっ
て、実施例１〜４の記録液を用いて評価を行った。比較
例１〜４は実施例１〜４に夫々対応する。（比較例５）（記録液（Ｄ）の作成）Ｃ．Ｉ．フードブラック２３部グリセリン８部エチレングリコール５部エタノール５部イオン交換水７９部上記成分を混合し、ｐＨが８から１０になるように、ア
ミノメチルプロパノールで調整し、記録液（Ｄ）を得
た。これと補助液（ア）及び印字物作成方法（１）の組
合せを比較例５とした。

【００６３】表１に実施例１〜４、比較例１〜５の評価
結果を記載する。実施例５〜８（補助液（カ）〜（ク）の調整）：下記の組成の液組成
物を補助液として調整する。

【００６４】スチレン−アクリル酸−アクリル酸エチル共重合体４部（酸価６０、分子量５６００）モノエタノールアミン０．５部グリセリン１０部イソプロピルアルコール３．５部アセチレノールＥＨ（川研）０．５部イオン交換水８１．５部イオン交換水とモノエタノールアミンを混合しウオータ
ーバス中で混合し、はかりとった樹脂を徐々に加えてゆ
く。１時間攪拌し、樹脂を完全に溶解させ、室温に戻し
た後にその他の組成物を混合し、０．２２μのフロロポ
アフィルターで加圧漉過し、補助液（カ）とした。

【００６５】同様に下記の組成で補助液（キ）を（カ）
と同様の方法で作成した。

【００６６】 α−メチルスチレン−メタアクリル酸−メタクリル酸ブチル（酸価８５、分子量３７００）５部アミノメチルプロパノール１．５部エチレングリコール２０部ノイゲンＥＡ−１２６（第一工業製薬）１部イオン交換水７２．５部同様に下記の組成で補助液（ク）を（カ）と同様の方法
で作成した。

【００６７】スチレン−マレイン酸ハーフエステル−マレイン酸アンモニウム塩（酸価４０、分子量７８００）４部チオジグリコール１５部サーフィノール４６５（日信化学）０．５部イオン交換水８０．５部（記録液の調整）：実施例１〜４の記録液（Ａ）〜
（Ｃ）を使用した。

【００６８】印字物の作成方法および評価の方法は実施
例１〜４と同様とし、各実施例は記録液，補助液および
印字物の作成方法の組合せとし、表２に実施例５〜８の
組合せと評価結果を示した。実施例９〜１２（補助液（サ）〜（ス）の調整）：下記の組成の液組成
物を補助液として調整する。

【００６９】塩化ナトリウム５部グリセリン１０部エチルアルコール３．５部アセチレノールＥＨ（川研）０．５部イオン交換水８１部これらを精秤し、混合し、１時間攪拌し、０．２２μの
フロロポアフィルターで加圧漉過し、補助液（サ）とし
た。

【００７０】同様に下記の組成で補助液（シ）を（サ）
と同様の方法で作成した。

【００７１】炭酸カルシウム３部エチレングリコール３０部ノイゲンＥＡ−１２６（第一工業製薬）１部イオン交換水６６部同様に下記の組成で補助液（ス）を（サ）と同様の方法
で作成した。

【００７２】酢酸リチウム７部チオジグリコール３０部サーフィノール４６５（日信化学）０．５部イオン交換水６２．５部（記録液の調整）：実施例１〜４の記録液（Ａ）〜
（Ｃ）を使用した。

【００７３】印字物の作成方法および評価の方法は実施
例１〜４と同様とし、各実施例は記録液，補助液および
印字物の作成方法の組合せとし、表３に実施例９〜１２
の組合せと評価結果を示した。実施例１３〜１６（補助液（タ）〜（ツ）の調整）：下記の組成の液組成
物を補助液として調整する。

【００７４】トリスアミノヒドロキシメチルアミノメタン０．１モル水溶液２５部塩酸０．１モル水溶液５部グリセリン１０部エチルアルコール３．５部アセチレノールＥＨ（川研）０．５部イオン交換水６１部これらを精秤し、混合し、１時間攪拌し、０．２２μの
フロロポアフィルターで加圧漉過し、補助液（タ）とし
た。ｐＨを測定したところ、６．５であった。

【００７５】同様に下記の組成で補助液（チ）を（タ）
と同様の方法で作成した。

【００７６】フタル酸水素カリウム０．２モル水溶液２５部塩酸０．１モル水溶液３部エチレングリコール３０部ノイゲンＥＡ−１２６（第一工業製薬）１部イオン交換水４１部ｐＨを測定した結果、３．８となった。

【００７７】同様に下記の組成で補助液（ツ）を（タ）
と同様の方法で作成した。

【００７８】クエン酸二水素カリウム０．１モル水溶液２５部水酸化ナトリウム０．１モル水溶液１．５部チオジグリコール３０部サーフィノール４６５（日信化学）０．５部イオン交換水４３部ｐＨを測定した結果、４．５となった。（記録液の調整）：実施例１〜４の記録液（Ａ）〜
（Ｃ）を使用した。

【００７９】印字物の作成方法および評価の方法は実施
例１〜４と同様とし、各実施例は記録液，補助液および
印字物の作成方法の組合せとし、表４に実施例１３〜１
６の組合せと評価結果を示した。

【００８０】

【表１】

【００８１】

【表２】

【００８２】

【表３】

【００８３】

【表４】

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように本発明のインクジェ
ット記録方法は、熱エネルギーを利用したインクジェッ
トプリンターに適用したとき、印字物の堅牢性に優れる
ことはもちろんのこと、どのような種類の普通紙に印字
した場合にも印字濃度が高く、駆動条件の変動や長時間
の使用でも常に安定した吐出を行うことが可能で、信頼
性、長期保存安定性にも優れるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録方法の一例を説明
する模式図である。

【図２】本発明のインクジェット記録方法の他の例を説
明する模式図である。

【図３】（ａ）熱エネルギーによってインクを噴射させ
るヘッドの構成例を説明する断面図である。（ｂ）図３
（ａ）のＡ−Ｂ線での切断面を説明する断面図である。

【図４】図３（ａ）のヘッドを多数並べたマルチヘッド
を説明する外観図である。

【図５】本発明のインクジェット記録方法を実施する装
置の一例を説明する斜視図である。

【図６】インクカートリッジの一例を説明する断面図で
ある。

【図７】ヘッドとインクカートリッジが一体となった記
録装置を説明する斜視図である。

【符号の説明】

１ａ，５ａ主ヘッド１ｂ，５ｂ副ヘッド２，４記録用紙３両ヘッドの共通部１３ヘッド１４溝１５発熱ヘッド１６保護膜１７−１，１７−２アルミニウム電極１８発熱抵抗体層１９蓄熱層２０基板２１インク２２吐出オリフィス２３メニスカス２４記録小滴２５被記録体２６マルチ溝２７ガラス板２８発熱ヘッド４０インク袋４２栓４４インク吸収体４５インクカートリッジ５１給紙部５２紙送りローラ５３排紙ローラ６１ブレード６２，６２′ キャップ６３インク吸収体６４吐出回復部６５水性顔料インクを搭載したヘッド６５′ 微粒子及びバインダーポリマーを含有する液体
を搭載したヘッド６６キャリッジ６７ガイド軸６８モータ６９ベルト７０インクジェットカートリッジ７１ヘッド部７２大気連通口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 9012−2ＣＢ４１Ｊ 3/04 １０３Ｘ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録液に、エネルギーを付与して微細孔
から、液滴として、顔料、水溶性溶剤および、水を含有
する記録液を吐出させて記録を行うインクジェット記録
方法において、記録を行う前、同時、或は、記録を行っ
た後に記録媒体上に、酸を含有する補助液を塗布或は、
前記吐出手段により噴射することを特徴とするインクジ
ェット記録方法。
【請求項２】前記補助液が酸価３０から１００のアル
カリ可溶型樹脂を含有するものである請求項１に記載の
インクジェット記録方法。
【請求項３】前記補助液が塩を含有するものである請
求項１に記載のインクジェット記録方法。
【請求項４】前記補助液が緩衝溶液を含有するもので
ある請求項１に記載のインクジェット記録方法。
【請求項５】記録液にエネルギーを付与して、微細孔
から液滴として顔料、水溶性溶剤、および水を含有する
記録液を吐出させて記録を行うインクジェット記録装置
において、記録液を吐出する主ヘッドと、記録を行う
前、同時あるいは記録を行った後に、酸、アルカリ可溶
型樹脂、塩または緩衝溶液を含有する補助液を記録媒体
上に吐出する副ヘッドとを具備し、主ヘッドから噴射さ
れる記録液が副ヘッドから噴射される補助液の着弾点と
ほぼ一致して着弾するように両ヘッドが配置されている
ことを特徴とするインクジェット記録装置。