JPH0929950A

JPH0929950A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH0929950A
Application number: JP7177447A
Authority: JP
Inventors: Kiyohiko Takemoto; 本清彦竹; Kazuaki Watanabe; 辺和昭渡; Kazuhide Kubota; 田和英窪; Yukari Sano; 野ゆかり佐
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1995-07-13
Filing date: 1995-07-13
Publication date: 1997-02-04

Abstract

(57)【要約】【課題】多価金属塩を含んでなる第一液を記録媒体に
付着させ、その後この記録媒体にインク組成物を印字す
るような、二液を用いたインクジェット記録方法を実施
するインクジェット記録装置において、一方の液が消費
し尽くされているにもかかわらず印字が続行されない仕
組みの提供。【解決手段】第一液とインク組成物とを収納し、かつ
インク組成物および第一液の収納量が、前記インク組成
物が先に消費し尽くされるものとされた、インクジェッ
ト記録装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】発明の分野本発明は、インクジェット記録装置に関し、詳しくは多
価金属塩を含んでなる第一液を記録媒体に付着させ、そ
の後この記録媒体にインク組成物を印字するインクジェ
ット記録方法を実施するインクジェット記録装置に関す
る。

【０００２】背景技術インクジェット記録方法は、インク組成物の小滴を飛翔
させ、紙等の記録媒体に付着させて印刷を行う印刷方法
である。この方法は、比較的安価な装置で高解像度、高
品位な画像を、高速で印刷可能であるという特徴を有す
る。通常インクジェット記録に使用されるインク組成物
は、水を主成分とし、これに着色成分および目詰まり防
止等の目的でグリセリン等の湿潤剤を含有したものが一
般的である。

【０００３】一方、インクジェット記録方法として、最
近新たに、多価金属塩溶液を記録媒体に適用した後、少
なくとも一つのカルボキシル基を有する染料材を含むイ
ンク組成物を適用する方法が提案されている（例えば、
特開平５−２０２３２８号公報）。この方法において
は、多価金属イオンと染料から不溶性複合体が形成さ
れ、この複合体の存在により、耐水性があり、かつカラ
ーブリードがない高品位の画像を得ることができるとさ
れている。

【０００４】また、少なくとも浸透性を付与する界面活
性剤または浸透性溶剤および塩を含有するカラーインク
と、この塩との作用により増粘または凝集するブラック
インクとを組合せて使用することにより、画像濃度が高
くかつカラーブリードがない高品位のカラー画像が得ら
れるという提案もなされている（特開平６−１０６７３
５号公報）。

【０００５】すなわち塩を含んだ第一の液と、インク組
成物との二液を印字することで、良好な画像が得られる
とするインクジェット記録方法が提案されている。

【０００６】

【発明の概要】このような二液を印字するとのインクジ
ェット記録方法においては、一方の液が消費され尽くさ
れているにもかかわらず印字を続行しても、良好な画像
が得られない。従って、二液のいずれかが消費されつく
された時点で直ちにそれを認識可能な機能がインクジェ
ット記録装置にあれば好ましい。

【０００７】従って、本発明は、二液を印字するインク
ジェット記録方法において、一方の液が消費し尽くされ
ているにもかかわらず印字が続行されない仕組みの提案
をその目的としている。

【０００８】そして、本発明によるインクジェット記録
装置は、多価金属塩を含んでなる第一液を記録媒体に付
着させ、その後この記録媒体にインク組成物を印字する
インクジェット記録方法を実施するインクジェット記録
装置であって、前記第一液と前記インク組成物とを収納
し、かつ前記インク組成物および前記第一液の量が、前
記インク組成物が先に消費し尽くされるものとされたも
の、である。

【０００９】また本発明の別の態様によればインクタン
クが提供され、この本発明によるインクタンクは、多価
金属塩を含んでなる第一液を記録媒体に付着させ、その
後この記録媒体にインク組成物を印字するインクジェッ
ト記録方法を実施するインクジェット記録装置に装着さ
れるインクタンクであって、前記第一液と前記インク組
成物とを収納し、かつ前記インク組成物および前記第一
液の量が、前記インク組成物が先に消費し尽くされるも
のとされたもの、である。

【００１０】

【発明の具体的説明】インクジェット記録装置本発明によるインクジェット記録装置は、多価金属塩を
含んでなる第一液を記録媒体に付着させ、その後この記
録媒体にインク組成物を印字する工程を含んでなるイン
クジェット記録方法を実施するものである。このインク
ジェット記録方法の詳細は後記するが、第一液を付着さ
せた記録媒体にインク組成物をさらに印字することで、
にじみなどの少ない良好な印字が可能なものである。

【００１１】本発明によるインクジェット記録装置は、
これらインク組成物と第一液を収納する。ここで収納さ
れるインク組成物の量と第一液の量とが、その消費量を
勘案してインク組成物の方が先に消費し尽くされるもの
とされる。インク組成物はそれ自体有色であることか
ら、その消尽を容易に知ることができる。本発明による
インクジェット記録装置にあっては、インク組成物が消
費し尽くされる前に第一液がなくなることがないので、
常に二液を印字するインクジェット記録方法を行うこと
が可能となる。

【００１２】なお、本発明とは逆に、第一液がインク組
成物よりも先に消費し尽くされるようなものとされる
と、第一液は透明であることが一般的であるので、消費
し尽された時点を知ることが難しくなる。すなわち、第
一液が消費し尽くされたことを、印字を観察し、その印
字品質が劣化していることで初めて知ることとなり、印
字品質の観察を常に使用者に課すこととなる。本発明に
あっては、有色の印字がなされない、という極めて明瞭
な状態によって二液を印字するインクジェット記録方法
ができなくなったことを知ることができる点で有利であ
る。また、インク組成物および第一液を収納するタンク
部分にセンサー手段などを設けその消費を観察すること
も考えられるが、本発明にあってはそのような複雑な機
構を極めて簡便な仕組みで代替できる点でも価値のある
ものといえる。

【００１３】本発明によるインクジェット記録装置を図
面を用いてさらに説明する。

【００１４】図１のインクジェット記録装置は、インク
組成物および第一液をタンクに収納し、インク組成物お
よび第一液がインクチューブを介して記録ヘッドに供給
される態様である。すなわち、記録ヘッド１とインクタ
ンク２とがインクチューブ３で連通される。ここで、イ
ンクタンク２は内部が区切られてなり、インク組成物、
場合によって複数のカラーインク組成物、の部屋と、第
一液の部屋とが設けられてなる。ここで、インク組成物
および第一液のそれぞれの消費量を勘案し、第一液より
もインク組成物が先に消費し尽くされるよう、インク組
成物と第一液との量を決定する。

【００１５】記録ヘッド１は、キャリッジ４に沿って、
モータ５で駆動されるタイミングベルト６によって移動
する。一方、記録媒体である紙７はプラテン８およびガ
イド９によって記録ヘッド１と対面する位置に置かれ
る。なお、この態様においては、キャップ１０が設けら
れてなる。このキャップ１０には吸引ポンプ１１が連結
され、いわゆるクリーニング操作を行う。吸引されたイ
ンク組成物はチューブ１２を介して廃インクタンク１３
に溜め置かれる。

【００１６】記録ヘッド１のノズル面の拡大図を図２に
示す。１ｂで示される部分が第一液のノズル面であっ
て、第一液が吐出されるノズル２１が縦方向に設けられ
てなる。一方、１ｃで示される部分がインク組成物のノ
ズル面であって、ノズル２２、２３、２４、２５からは
それぞれイエローインク組成物、マゼンタインク組成
物、シアンインク組成物、そしてブラックインク組成物
が吐出される。

【００１７】さらにこの図２に記載の記録ヘッドを用い
たインクジェット記録方法を図３を用いて説明する。記
録ヘッド１は矢印Ａ方向に移動する。その移動の間に、
ノズル面１ｂより第一液が吐出され、記録媒体７上に帯
状の第一液付着領域３１を形成する。次に記録媒体７が
紙送り方向矢印Ｂに所定量移送される。その間記録ヘッ
ド１は図中で矢印Ａと逆方向に移動し、記録媒体７の左
端の位置に戻る。そして、既に第一液が付着している第
一液付着領域にインク組成物を印字し、印字領域３２を
形成する。

【００１８】また、図４に記載のように記録ヘッド１に
おいて、ノズルを全て横方向に並べて構成することも可
能である。図中で、４１ａおよび４１ｂは第一液の吐出
ノズルであり、ノズル４２、４３、４４、４５からはぞ
れぞれイエローインク組成物、マゼンタインク組成物、
シアンインク組成物、そしてブラックインク組成物が吐
出される。このような態様の記録ヘッドにおいては、記
録ヘッド１がキャリッジ上を往復する往路、復路いずれ
においても印字が可能である点で、図２に示される記録
ヘッドを用いた場合よりも速い速度での印字が期待でき
る。

【００１９】さらに、本発明の好ましい態様によれば、
インクジェット記録装置に用いられるインクタンクが提
供される。インクジェット記録装置には、インク組成物
の補充がインクタンクであるカートリッジを取り替える
ことで行われるものがである。従って、このようなイン
クジェット記録装置にあっては、カートリッジとしての
インクタンクにおいても、第一液よりもインク組成物の
方が先に消費し尽くされるようにされた量のインク組成
物および第一液を収納することで、二液を印字するイン
クジェット記録方法ができなくなったことを容易に知る
ことができる。

【００２０】また、本発明の好ましい態様によれば、こ
のインクタンクは記録ヘッドと一体化されたものであっ
てもよい。

【００２１】このようなインクタンクを利用したインク
ジェット記録装置の好ましい例を図５に示す。図中で図
１の装置と同一の部材については同一の参照番号を付し
た。図５の態様に置いて、記録ヘッド１ａおよび１ｂ
は、インクタンク２ａおよび２ｂと一体化されてなる。
記録ヘッド１ａまたは１ｂをそれぞれインク組成物およ
び第一液を吐出するものとする。印字方法は基本的に図
１の装置と同様であってよい。そして、この態様におい
て、記録ヘッド１ａとインクタンク２ａおよび記録ヘッ
ド１ａおよびインクタンク２ｂは、キャリッジ４上をと
もに移動する。

【００２２】なお、本明細書において、複数のインク組
成物を用いた場合に、「第一液よりもインク組成物の方
が先に消費し尽くされる」とは、いずれか一つのインク
組成物が消費し尽くされた時点で依然として第一液が残
っている限り、複数のインク組成物の全が消費し尽くさ
れた時においても第一液が残っていなければならないこ
とを必ずしも意味する物ではないが、複数のインク組成
物の全が消費し尽くされた場合においても第一液が残っ
ているようなものとされるのが好ましい。

【００２３】第一液の記録媒体への付着に関しては、イ
ンク組成物を付着させる場所にのみ選択的に第一液を付
着させるという方法と、紙面全体に第一液を付着させる
方法のいずれの態様であってもよい。前者が第一液の消
費量を必要最小限に抑えることができ経済的であるが、
第一液とインク組成物双方を付着させる位置にある程度
の精度が要求される。一方、後者は、前者に比べ第一液
およびインク組成物の付着位置の精度の要求は緩和され
るが、紙面全体に大量の第一液を付着させることとな
り、乾燥の際、紙がカールしやすい。従って、いずれの
方法を採用するかは、インク組成物と第一液との組み合
わせを考慮して決定されてよい。

【００２４】インク組成物本発明において用いられるインク組成物は、基本的に着
色剤と、有機溶媒と、水とを含んでなる。

【００２５】着色剤としては、染料、顔料のいずれであ
ってもよい。

【００２６】染料としては、直接染料、酸性染料、食用
染料、塩基性染料、反応性染料、分散染料、建染染料、
可溶性建染染料、反応分散染料、など通常インクジェッ
ト記録に使用する各種染料使用することができる。

【００２７】顔料としては、特別な制限なしに無機顔
料、有機顔料を使用することができる。無機顔料として
は、酸化チタンおよび酸化鉄に加え、コンタクト法、フ
ァーネスト法、サーマル方などの公知の方法によって製
造されたカーボンブラックを使用することができる。ま
た、有機顔料としては、アゾ染料（アゾレーキ、不溶性
アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含
む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ペリ
レン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナク
リドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イ
ソインドリノン顔料、キノフラロン顔料など）、染料キ
レート（例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キ
レートなど）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブ
ラックなどを使用できる。

【００２８】本発明の好ましい態様によれば、これらの
顔料は、分散剤で水性媒体中に分散させて得られた顔料
分散液としてインクに添加されるのが好ましい。好まし
い分散剤としては、顔料分散液を調整するのに慣用され
ている分散剤、例えば高分子分散剤、界面活性剤を使用
することができる。

【００２９】インクへの顔料の添加量は、０．５〜２５
重量％程度が好ましく、より好ましくは２〜１５重量％
程度である。

【００３０】有機溶媒は、好ましくは低沸点有機溶剤で
あり、その好ましい例としては、メタノール、エタノー
ル、ｎ−プロピルアルコール、ｉｓｏ−プロピルアルコ
ール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ
−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール、ｎ−ペンタノール
などがあげられる。特に一価アルコールが好ましい。低
沸点有機溶剤は、インクの乾燥時間を短くする効果があ
る。

【００３１】本発明の好ましい態様によれば、インク組
成物は樹脂エマルジョンを含んでなるのが好ましい。こ
こで、樹脂エマルジョンとは、連続相が水であり、分散
相が次のような樹脂成分であるエマルジョンを意味す
る。分散相の樹脂成分としては、アクリル系樹脂、酢酸
ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニ
ル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ブタジエン系樹
脂、スチレン系樹脂などがあげられる。

【００３２】本発明の好ましい態様によれば、この樹脂
は親水性部分と疎水性部分とを併せ持つ重合体であるの
が好ましい。また、これらの樹脂成分の粒子径はエマル
ジョンを形成する限り特に限定されないが、１５０ｎｍ
程度以下が好ましく、より好ましくは５〜１００ｎｍ程
度である。

【００３３】これらの樹脂エマルジョンは、樹脂粒子
を、場合によって界面活性剤とともに水に混合すること
によって得ることができる。例えば、アクリル系樹脂ま
たはスチレン−アクリル系樹脂のエマルジョンは、（メ
タ）アクリル酸エステルまたはスチレンと、（メタ）ア
クリル酸エステルと、場合により（メタ）アクリル酸エ
ステルと、界面活性剤とを水に混合することによって得
ることができる。樹脂成分と界面活性剤との混合の割合
は、通常１０：１〜５：１程度とするのが好ましい。界
面活性剤の使用量が前記範囲にあることでより良好なイ
ンクの耐水性、浸透性が得られる。界面活性剤は特に限
定されないが、好ましい例としてはアニオン性界面活性
剤（例えばドデシルベンゼルスルホン酸ナトリウム、ラ
ウリル酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエー
テルサルフェートのアンモニウム塩など）、非イオン性
界面活性剤（例えば、ポリオキシエチレンアルキルエー
テル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキ
シエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチ
レンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンア
ルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミドな
ど）があげられ、これらを単独または二種以上を混合し
て用いることができる。

【００３４】また、分散相成分としての樹脂と水との割
合は、樹脂１００重量部に対して水６０〜４００重量
部、好ましくは１００〜２００の範囲が適当である。

【００３５】また、市販の樹脂エマルジョンを使用する
ことも可能であり、例えばマイクロジェルＥ−１００
２、Ｅ−５００２（スチレン−アクリル系樹脂エマルジ
ョン、日本ペイント株式会社製）、ボンコート４００１
（アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業
株式会社製）ボンコート５４５４（スチレン−アクリル
系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社
製）、ＳＡＥ−１０１４（スチレン−アクリル系樹脂エ
マルジョン、日本ゼオン株式会社製）、サイビノールＳ
Ｋ−２００（アクリル系樹脂エマルジョン、サイデン化
学株式会社製）、などがあげられる。

【００３６】本発明に使用するインクは、樹脂エマルジ
ョンを、その樹脂成分がインクの０．１〜４０重量％と
なるよう含有するのが好ましく、より好ましくは１〜２
５重量％の範囲である。

【００３７】樹脂エマルジョンは、多価金属イオンとの
相互作用により、着色成分の浸透を抑制し、さらに記録
媒体への定着を促進する効果を有する。また、樹脂エマ
ルジョンの種類によっては記録媒体上で皮膜を形成し、
印刷物の耐擦性をも向上させる効果も有する。

【００３８】本発明の好ましい態様によれば、インク組
成物は糖を含有してなるのが好ましい。糖類の例として
は、単糖類、二糖類、オリゴ糖類（三糖類および四糖類
を含む）および多糖類があげられ、好ましくはグルコー
ス、マンノース、フルクトース、リボース、キシロー
ス、アラビノース、ガラクトース、アルドン酸、グルシ
シール、（ソルビット）、マルトース、セロビオース、
ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオ
ース、などがあげられる。ここで、多糖類とは広義の糖
を意味し、アルギン酸、α−シクロデキストリン、セル
ロースなど自然界に広く存在する物質を含む意味に用い
ることとする。

【００３９】また、これらの糖類の誘導体としては、前
記した糖類の還元糖（例えば、糖アルコール（一般式Ｈ
ＯＣＨ₂（ＣＨＯＨ）_nＣＨ₂ＯＨ（ここで、ｎ＝２〜
５の整数を表す）で表される）、酸化糖（例えば、アル
ドン酸、ウロン酸など）、アミノ酸、チオ糖などがあげ
られる。特に糖アルコールが好ましく、具体例としては
マルチトール、ソルビットなどがあげられる。

【００４０】これら糖類の含有量は、インクの０．１〜
４０重量％、好ましくは０．５〜３０重量％の範囲が適
当である。

【００４１】また、本発明の好ましい態様によれば、本
発明に使用するインク組成物は、さらに湿潤剤を含んで
なることが好ましい。湿潤剤の好ましい例としては、ジ
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、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、チオグリコー
ル、ヘキシレングリコール、グリセリン、トリメチロー
ルエタン、トリメチロールプロパン、尿素、２−ピロリ
ドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル
−２−イミダゾリジノンなどがあげられる。

【００４２】これら湿潤剤の添加量は、インクの０．５
〜４０重量％が好ましく、より好ましくは２〜２０重量
％の範囲である。また、低沸点有機溶剤の添加量はイン
クの０．５〜１０重量％が好ましく、より好ましくは
１．５〜６重量％の範囲である。

【００４３】その他、必要に応じて、ｐＨ調整剤、防腐
剤、防かび剤等を添加しても良い。

【００４４】第一液本発明において用いられる第一液に含まれる多価金属塩
とは、２価以上の多価金属イオンとこれら多価金属イオ
ンに結合する陰イオンとから構成され、水に可溶なもの
である。多価金属イオンの具体例としては、Ｃａ²⁺、Ｃ
ｕ²⁺、Ｎｉ²⁺、Ｍｇ²⁺、Ｚｎ²⁺、Ｂａ²⁺などの二価金属
イオンＡｌ³⁺、Ｆｅ³⁺、Ｃｒ³⁺などの三価金属イオンが
あげられる。陰イオンとしては、Ｃｌ^-、ＮＯ^3-、
Ｉ^-、Ｂｒ^-、ＣｌＯ₃ ^-およびＣＨ₃ＣＯＯ^-などが
あげられる。

【００４５】とりわけ、Ｃａ²⁺またはＭｇ²⁺より構成さ
れる金属塩は、第一液のｐＨ、得られる印刷物の品質と
いう２つの観点から、好適な結果を与える。

【００４６】本発明の好ましい態様によれば、本発明に
使用する第一液は、さらに湿潤剤および／または低沸点
有機溶剤を含んでいることが好ましい。湿潤剤は、第一
液の乾燥を防ぐことによりヘッドの目詰まりを防止す
る。低沸点有機溶剤は、インクの乾燥時間を短くする効
果がある。湿潤剤および低沸点有機溶剤の好ましい例お
よび添加量は、インク組成物の項で記載した内容と同一
であってよい。

【００４７】また、この第一液は、カラー着色剤を添加
して着色され、インク組成物の機能を兼ね備えたものと
されてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるインクジェット記録装置を示す図
であって、この態様においては記録ヘッドとインクタン
クがそれぞれ独立してなり、インク組成物および第一液
はインクチューブによって記録ヘッドに供給される。

【図２】記録ヘッドのノズル面の拡大図であって、１ｂ
が第一液のノズル面であり、１ｃがインク組成物のノズ
ル面である。

【図３】図２の記録ヘッドを用いたインクジェット記録
を説明する図である。図中で、３１は第一液付着領域で
あり、３２は第一液が付着されてた上にインク組成物が
印字された印字領域である。

【図４】本発明による記録ヘッドの別の態様を示す図で
あって、吐出ノズルが全て横方向に並べて構成されたも
のである。

【図５】本発明によるインクジェット記録装置を示す図
であって、この態様においては記録ヘッドとインクタン
クが一体化されてなる。

【符号の説明】

１記録ヘッド２インクタンク３インクチューブ２１第一液吐出ノズル２２、２３、２４、２５インク組成物吐出ノズル３１第一液付着領域３２印字領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐野ゆかり長野県諏訪市大和三丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多価金属塩を含んでなる第一液を記録媒体
に付着させ、その後該記録媒体にインク組成物を印字す
るインクジェット記録方法を実施するインクジェット記
録装置であって、前記第一液と前記インク組成物とを収納し、かつ前記イ
ンク組成物および前記第一液の収納量が、前記インク組
成物が先に消費し尽くされるものとされた、インクジェ
ット記録装置。
【請求項２】多価金属塩を含んでなる第一液を記録媒体
に付着させ、その後該記録媒体にインク組成物を印字す
るインクジェット記録方法を実施するインクジェット記
録装置に装着されるインクタンクであって、前記第一液と前記インク組成物とを収納し、かつ前記イ
ンク組成物および前記第一液の収納量が、前記インク組
成物が先に消費し尽くされるものとされた、インクタン
ク。
【請求項３】インクジェット記録ヘッドと一体化された
請求項２記載のインクタンク。