JPH0692010A - インクジェット記録方法 - Google Patents

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、記録を行うに先立って、記録媒体上
に、微粒子又は微粒子とバインダーポリマーを含有する
溶液を塗布あるいは前記吐出手段によって噴射すること
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】 本発明方法を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することにより、印字物の堅
牢性に優れることはもちろん、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、さっか性にも優
れ、信頼性、長期保存安定性に優れた記録画像が得られ
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およ
びその装置に関する。

【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、イ
ンク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インクに比較
して、水性分散系顔料インクは、耐水性、耐光性ともに
格段に優れるために、種々の水性顔料インクの検討がな
されている。水性顔料インク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
を用いた顔料インクが提案されている。また、特開平４
−５７８５９，４−５７８６０等には、顔料と染料を併
用したインク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、ポンド紙など
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、インクの吸収性、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
たインクでは、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、水性顔料インクでは、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。さらに、水性顔料を用いた場合には前述
したように紙の表面に顔料を残存させているため、指で
こする等のさっか性にも弱点を持つ。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、インク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インク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、さっか性、また耐水性、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、記録を行うに先だって記録媒体上に、微粒子又
は微粒子とバインダーポリマーを含有する溶液を噴射
し、この液滴の付着した部分に、前記記録液を吐出さ
せ、記録を行うインクジェット記録方法である。

【０００８】本発明者らは顔料を使用した水性顔料イン
ク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
したインクが紙の表面に到達した直後にインクが凝集
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、インクの凝集より、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インクを設計すること
は、困難である。また、インクの分散状態を不安定にし
て、印字濃度を得るというインク設計は、インクジェッ
ト用インク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。印字濃度を高め
る方法としては例えば特開平３−１４５３８１には白色
樹脂粒子を顔料、分散剤を含む筆記具用水性インク組成
物中に含有させることが記載されているが、この方法に
おいてはインクジェット記録用として用いる場合には上
述した長期の保存安定性、吐出安定性、微細ノズル先端
における長期放置による固化防止等の問題をいずれも満
足する組成からなるものは限定され、インクに対して悪
影響を及ぼさない粒子種、或はその粒子を分散させる物
質等はかなり限られたものとなる。またさっか性につい
ては、インク中にバインダー的なものを含有させて改善
する例が多数報告されているが、反面、これらのバイン
ダー添加により、インクの増粘化等により、前述した保
存安定性、吐出安定性、固着等の問題が発生する。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
とインク組成に分離することによって、普通紙における
印字品位、さっか性、耐光性、耐水性が良好で、信頼性
の優れた水性顔料インクを用いたインクジェット記録方
法を提供するに至った。即ち、記録液としての水性顔料
インクを噴射するに先だって、微粒子又は微粒子とバイ
ンダーポリマーを含有する液体を紙上に噴射し紙の表面
状態を一定の状態に処理しておくことにより、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
方法を提供できることを見いだし、本発明に至った。こ
の方法によれば微粒子又は微粒子とバインダーポリマー
を含有する液体と記録液とが分離した状態にあるので、
この液体が記録液に対して影響を及ぼすのは紙上に記録
液が噴射された後のみとなる。即ち、上述した問題につ
いては特に考慮する必要がないものとなる。また、この
ような印字方法として、例えば特開昭５６−８９５９，
６４−６３１８５公報、或は特開平３−２４０５５７，
平３−２４０５５８公報などにインクの噴射に先だって
電解質等を含む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、微
粒子又は微粒子とバインダーポリマーを含有することに
ついては特に記載されていない。

【０００９】以下、本発明を詳細に述べる。

【００１０】本発明で使用される先に噴射される液体に
含有される微粒子は、有機粒子、無機粒子等、特に限ら
れるものではないが、水に対して不溶性であって、安定
に分散するものであればよい。また、粒子形についても
特に限られるものではないが、球状のものが好ましく用
いられる。具体的には有機粒子としては、ポリスチレ
ン、スチレン−アクリル共重合体、ポリメチルメタクリ
レート、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、
ベンゾグアナミン樹脂、ポリアミド樹脂、弗素系樹脂、
α，β−不飽和エチレン性単量体をエマルジョン重合等
により得られる重合体等を、また無機粒子としては二酸
化チタン粒子、シリカ、アルミナ等多くのものを挙げる
ことが出来る。製品としては有機粒子では三井東圧化学
（株）ミューティクルシリーズ、総研化学（株）ＭＥシ
リーズ、日本純薬（株）ジュリマーＭＥシリーズ、東芝
シリコーン（株）トスパールシリーズ、日本触媒（株）
エポスターシリーズ、日本ペイント（株）マイクロジェ
ルシリーズ、旭硝子（株）フルオンシリーズ等を、また
無機粒子としては出光興産（株）チタニアシリーズ、日
本アエロジル（株）アルミニウムオキサイド等を挙げる
ことが出来る。また、これらの微粒子の中には既に水分
散体として入手できるものも多数存在する。

【００１１】この液体中に含まれる微粒子の量はその微
粒子の比重にもよるが重量で０．０１％から２０％、特
に０．０１％から１０％の範囲で用いることが好まし
い。また、粒子径は用いるプリンタヘッドのノズル径に
もよるが、０．０１μｍ−５μｍ、好ましくは０．０５
μｍ〜１μｍ程度である。また、上述した微粒子は分散
体として入手できなくとも界面活性剤等を用いて分散す
ることも可能である。同時に界面活性剤が先に噴射され
る液体に含有されることは紙に浸透する速度を挙げる効
果をも期待でき、次に噴射される記録液の定着性、印字
品位等に影響を及ぼさない。この界面活性剤としてはこ
れらの粒子を水に対して安定に分散させることができる
ものであれば特に限られるものではなく、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。

【００１２】また、バインダーポリマーとしては水溶性
であるものであれば特に限られるものではないが、好ま
しく用いられるものとしては、例えばポリビニルアルコ
ール、アクリル樹脂、ポリアクリル酸ソーダ、架橋型ア
クリル酸重合体、ポリアクリルアミド、ポリビニルアセ
タール、ポリビニルピロリドン、ウレタン樹脂、でんぷ
ん、ゼラチン、プルラン、メチルセルロース、ヒドロキ
シメチルセルロース、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、ポリエチレンオキサイ
ド、ポリビニルメチルエーテル、エポキシ化合物、ポリ
エステルの中１種以上が使用できる。また液体中に含む
バインダーポリマーの含有量はポリマーの種類にもよる
が、０．００１−２０％程度である。

【００１３】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が、含有されている。

【００１４】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。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、黒インク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，Ｂ
ＥＴ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．２３００，Ｎｏ．９００，ＭＣＦ８
８，Ｎｏ．３３，Ｎｏ．４０，Ｎｏ．４５，Ｎｏ．５
２，ＭＡ７，ＭＡ８，Ｎｏ．２２００Ｂ（以上三菱化成
製）、ＲＡＶＥＮ１２５５（コロンビア製）、ＲＥＧＡ
Ｌ４００Ｒ．ＲＥＧＡＬ３３０Ｒ，ＲＥＧＡＬ６６０
Ｒ，ＭＯＧＵＬ Ｌ（キャボット製）、Ｃｏｌｏｒ Ｂ
ｌａｃｋＦＷ１，ＣＯＬＯＲ Ｂｌａｃｋ ＦＷ１８，
Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ Ｓ１７０，Ｃｏｌｏｒ Ｂｌ
ａｃｋ Ｓ１５０，Ｐｒｉｎｔｅｘ ３５，Ｐｒｉｎｔ
ｅｘ Ｕ（デグッサ）等の市販品を使用することができ
る。また、本発明のために新たに試作されたものでもよ
い。イエローインクに使用される顔料としては、Ｃ．
Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １，Ｃ．Ｉ．Ｐｉ
ｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ２，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎ
ｔ Ｙｅｌｌｏｗ ３，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅ
ｌｌｏｗ １３，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏ
ｗ １６，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ８
３，マゼンタインクとして使用される顔料としては、
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ５，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇ
ｍｅｎｔＲｅｄ ７，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ
１２，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ４８（Ｃ
ａ），Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ４８（Ｍ
ｎ），Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ５７（Ｃ
ａ），Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １１２，Ｃ．
Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １２２，シアンインクと
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．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ ３，Ｃ．Ｉ．
Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇ
ｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１６，Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂ
ｌｕｅ ２２，Ｃ．Ｉ．Ｖａｔ Ｂｌｕｅ４，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
使用する本発明の記録液に顔料の分散剤は、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１
０００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、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
誘導体から選ばれた少なくとも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、ｐＨ
６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ことが好
ましい。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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、、ｔｅ
ｒｔ−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。

【００２０】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。さらにこれらの溶剤
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。

【００２１】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。

【００２２】また、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。

【００２３】界面活性剤としては前述したようなもので
インクに対して保存安定性等の悪影響を及ぼさないもの
であれば限られるものではなく、これらの中から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インク全量に対して０．０１か
ら５重量％が望ましい。この際、記録液の表面張力は３
０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上になるように活性剤の添加する量
を決定することが好ましい。なぜなら、記録液の表面張
力がこれより小さい値を示すことは、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（イ
ンク滴の着弾点のズレ）等好ましくない事態を引き起こ
してしますからである。

【００２４】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、攪拌した後、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あげたような成分を
加え、攪拌し記録液とする。

【００２５】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。

【００２６】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分間以上行うことも又必要であ
る。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。

【００２７】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。

【００２８】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、例え
ば、ボールミル、ロールミル、サンドミルなどが挙げら
れる。

【００２９】その中でも、高速型のサンドミルが好まし
く、例えば、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。

【００３０】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、分散機の粉砕メディアのサイ
ズを小さくする、粉砕メディ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分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。

【００３１】前記微粒子又は微粒子とバインダーポリマ
ーを含有する液体は、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、被記録面を付与される。具体的には、記
録を行う前にスプレー、バーコーダーにより塗布した
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、この微粒子又は微粒子とバインダーポリマー
を含有する液体を噴射した後、一定の遅れ時間をとって
主ヘッド１ａから記録用インク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、図２のように、主ヘッド５ａと副ヘッド５ｂを上下
に配置し、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。

【００３２】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。

【００３３】図３（ａ），図３（ｂ）、図４に、例とし
てその主要部である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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】図５は、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’は微粒子又
は微粒子とバインダーポリマーを含有する液体を搭載し
たヘッドである。６６は記録ヘッド６５，６５’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６７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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】このインクジェットカートリッジ７０は、
図５に示す記録ヘッド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。

【００４６】

【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１，２，３，４ （先に噴射される液体（ア）〜（エ）の調整）：下記の
組成の液組成物を先に噴射される液体として調整する。

【００４７】 ニッペマイクロジェルＥ−３１０１（日本ペイント製、スチレン−アクリル共 重合体、粒径約０．３μｍ、１９．７％水分散体） ５ 部 グリセリン １０ 部 エチルアルコール ３．５部 ポリビニルアルコール ＰＶＡ１１７（クラレ製） ０．５部 イオン交換水 ８１ 部 これらを精秤し、６０℃水浴中で混合し、１時間超音波
攪拌、分散し、先に噴射される液体（ア）とした。

【００４８】同様に下記の組成で先に噴射される液体
（イ）を（ア）と同様の方法で作成した。

【００４９】 ＭＥ１０００ＣＦ（総研化学製、ポリメチルメタクリレート、粒径約０．４μ ｍ、４０％水分散体） ２０ 部 エチレングリコール ３０ 部 ヒドロキシプロピルセルロース ＨＰＣ−Ｍ （日本曹達製） ０．２部 イオン交換水 ４８．８部 同様に下記の組成で先に噴射される液体（ウ）を（ア）
と同様の方法で作成した。

【００５０】 チタニアＩＴ−Ｓ（出光興産製、表面親水化二酸化チタン、粒径約０．２μｍ 、１００％粉体） １ 部 チオジグリコール ３０ 部 アセチノールＥＨ（川研ファインケミカル製） ０．５部 ポリビニルピロリドン ＰＶＰ Ｋ−６０（Ｇ．Ａ．Ｆ．製） ０．２部 イオン交換水 ６８．３部 同様に下記の組成で先に噴射される液体（エ）を（ア）
と同様の方法で作成した。

【００５１】 トスパール１０３ （東芝シリコーン製、シリコーン樹脂、粒径約０．３μｍ 、１００％粉体） １．５部 グリセリン １０ 部 エチルアルコール １０ 部 エマルゲン９１３ （花王製） ０．５部 ポリエチレンオキサイド アルコックスＲ−４００（明成化学製）１ 部 イオン交換水 ７７ 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。

【００５２】 分散機 サンドグラインダー（五十嵐機械製） 粉砕メディア ジルコニウムビーズ １ｍｍ径 粉砕メディアの充填率 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。

【００５３】 分散機 パールミル（アシザワ製） 粉砕メディア ガラスビーズ １ｍｍ径 粉砕メディアの充填率 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、ｐＨ８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） ローマＤ（サンノプコ製，ナフタレンスルホン酸ソーダ塩） １．５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。

【００５４】 分散機 サンドグラインダー（五十嵐機械製） 粉砕メディア ジルコニウムビーズ ０．５ｍｍ径 粉砕メディアの充填率 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、微粒子とバインダーポリマー
の入った液を、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、上記で作成した微
粒子とバインダーポリマーを含む液と記録液を充填し、
印字を行い、下記の評価を行った。 （３）インクジェット記録装置で記録を行う前にスプレ
ー法により微粒子とバインダーポリマーを含有する液体
で記録用紙を処理した後、バルブジェットプリンターＢ
Ｊ−１０ｖ（キャノン製）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。

【００５５】各実施例は、記録液、先に噴射する液体お
よび印字物の作成方法の組合せとし、表１に示した。 （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、キャノン 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（Ｔ
Ｒ９１８）で測定した。 （評価２） 印字物の耐光性、耐水性、さっか性 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。

【００５６】上記の印字物をアトラスフェードメータで
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。

【００５７】上記の印字物を印字５分後ベタ部分を指で
こすり、指に付いていないものを〇、少し付いているも
のを△、明らかに付いていないものを×とした。 （比較例１，２，３，４）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） Ｃ１．フードブラック２ ３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。

【００５８】表１に各実施例および各比較例の評価結果
を記載する。

【００５９】

【表１】 実施例５，６，７，８ （先に噴射される液体（カ）〜（ケ）の調整）：下記の
組成の液組成物を先に噴射される液体として調整する。

【００６０】 ニッペマイクロジェルＥ−３１０１（日本ペイント製、スチレン−アクリル共 重合体、粒径約０．３μｍ、１９．７％水分散体） ５ 部 グリセリン １０ 部 エチルアルコール ３．５部 イオン交換水 ８１．５部 これらを精秤し、混合し、１時間超音波攪拌、分散し、
先に噴射される液体（カ）とした。

【００６１】同様に下記の組成で先に噴射される液体
（キ）を（カ）と同様の方法で作成した。

【００６２】 ＭＥ１０００ＣＦ（総研化学製、ポリメチルメタクリレート、粒径約０．４μ ｍ、４０％水分散体） ２０部 エチレングリコール ３０部 イオン交換水 ５０部 同様に下記の組成で先に噴射される液体（ク）を（カ）
と同様の方法で作成した。

【００６３】 チタニアＩＴ−Ｓ（出光興産製、表面親水化二酸化チタン、粒径約０．２μｍ 、１００％粉体） １ 部 チオジグリコール ３０ 部 アセチノールＥＨ（川研ファインケミカル製） ０．５部 イオン交換水 ６８．５部 同様に下記の組成で先に噴射される液体（ケ）を（カ）
と同様の方法で作成した。

【００６４】 トスパール１０３ （東芝シリコーン製、シリコーン樹脂、粒径約０．３μｍ 、１００％粉体） １．５部 グリセリン １０ 部 エチルアルコール １０ 部 エマルゲン９１３ （花王製） ０．５部 イオン交換水 ７８ 部 （記録液（Ａ）〜（Ｃ）の調整）：実施例１，２，３，
４において調整した記録液（Ａ）〜（Ｃ）を用いた。 （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、微粒子の入った液を、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、上記で作成した微
粒子を含む液と記録液を充填し、印字を行い、下記の評
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
ー法により微粒子を含有する液体で記録用紙を処理した
後、バルブジェットプリンターＢＪ−１０ｖ（キャノン
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。

【００６５】各実施例は実施例１〜４と同様に、記録
液、先に噴射する液体および印字物の作成方法の組合せ
とし、評価結果と共に表２に示した。 （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、キャノン 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（Ｔ
Ｒ９１８）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。

【００６６】上記の印字物をアトラスフェードメータで
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。

【００６７】

【表２】

【００６８】

【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、またさっか性にも優れ、
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）は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）は
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になった記
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 １ａ，５ｂ 副ヘッド ２，４ 記録用紙 ３ 両ヘッドの共通部分 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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、記録を行うに先立ち、記録
   媒体上に微粒子又は微粒子およびバインダーポリマーを
   含有する溶液を塗布或いは、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。
2. 【請求項２】 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
   ジェット記録装置において、記録液を吐出する主ヘッド
   と、記録を行うに先立って記録媒体上に微粒子又は微粒
   子およびバインダーポリマーを含有する溶液を吐出する
   副ヘッドとを具備し、主ヘッドから噴射される記録液
   が、記録媒体上に事前に副ヘッドから噴射された該溶液
   液滴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。