JPS5968293A - インクジエツト記録方法 - Google Patents

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】 本発明は、インクジェット記録法、とりわけ多色インク
シエンド記録の改良方法に関する。

インクジェ、１・記録法は、種々の記録液吐出方式（例
えば、静電吸引方式、圧電素子を用いて記録液に機械的
振動又は変位を与える方式、記録液を加熱して発泡させ
その圧力を利用する方式等）により、記録液（インク）
の小滴を発生させこれを飛翔させ、それらの一部若しく
は全部を、紙などの被記録材に付着させて記録を行うも
のであるが、騒音の発生が少なく、高速印字、多色印字
の行える記録法として注目されている。

７ｆンクジエント記録用の記録液としては、安全性、印
刷適性の面から主に水系のものか使用されており、−力
、被記録材としては、従来通常の紙が一般的に使用され
てきた。液状のインクを用いて記録を行う場合には、一
般に記録液が記録用紙にで滲んで印字がぼけたりしない
ことが必要であり、また記録液が記録後可及的速やかに
乾燥して不意に紙面を汚染しないことが望ましい。

そして、とりわけ二色以上の異色の記録液を用いる多色
イ〉′クジエツト記録方式に於いては、ｌ）記録液の被
記録材への吸収が速やかであって異色のインクドツトの
重複があった場合でも、後で何着した記録液が前に付着
した記録液と混合したり、インクドツトを乱したり、流
れ出したりしないこと、 ２）記ｔｊ液ｔｔｂ滴が被記録材りで拡散し、インクド
・１の径か必要以１−に大きくならないこと、３）イン
クピントの形状が真円に近く、またその周辺が滑らかで
あること、 ４）インクドツトの濃度が高く、ドツト周辺がぼけない
こと、 ５）被記録材の色が白く、インクドツトとのコントラス
ト ６）記録液の色が、被記録材のいかんにより変化しない
こと、 ７）被記録材の；１゛法変動（例えば、しわ、のび）が
記録前後で少ないこと、 等の諸要求を満足させる必要がある。

しかしながら、従来、これ等要求を満足させるには、用
いる被記録材及び記録液の特性に負うところが非常に大
きいことは理解されているが、現実には叙−１の諸要求
に応えるインクジェット記録方法は未だ見当たらない状
況にある。

すなわち、例えば被記録材と記録液の関係について考察
してみると、事務用紙として用いられている一Ｌ買紙に
対して通常（水分含有量が７０％程度）の記録液を使用
してインクジェット記録を行うと、インク吸収性が悪く
滲みの度合が不均一・でドツトの形状が著しく悪くなる
。この紙に対して水分含有績の少ない記録液（水が５０
％以下）でインクジエンＩ・記録を行なうとインク吸収
性は多少改善されるものの、ドツト形状や色彩性は逆に
低下する。また市販のノンコート紙に対してインクシエ
ンド記録を行なうと、インク吸収性は水分含有量にかか
わらず十分な特性を発揮するが滲みが大きくトン）・形
状及び色彩性が劣る。また、印刷用のコート紙に・イン
クジェット記録を行なうと水分含有量の多い記録液（水
が７０％以−に）を用いた場合にはトン）形状、滲みの
点は良いが，トン！・濃度が低く，インク吸収性が非常
に悪い。逆に水分含，／ｊ４の少ない記録液（水が５０
％以下）ではインク吸収性は良くなるが滲みが大きくな
り、トント濃度も低い。

本発明の目的は、叙上の技術分野に於いて従来技術が解
決し得なかった諸課題を全て満足させることにある。と
りわけ、本発明ではインクジェット記録方式による複数
のカラー記録液を用いたフルカラー画像の記録における
−に記諸要求を満足させることにある。

本発明の他の目的は、広範な水分含有績の記録７合を使
用しても常に優れた記録特性が発揮できる新規なインク
ジェット記録方法を提供することにある。

上記及び龍の［１的は、以ドの本発明によって達成され
る。

すなわち本発明は、細孔内に導入される記録液を前記細
孔に通じた開口から噴射し、この記録液を被記録材に付
着させて記録を行うインクジェット記録方法に於いて、
前記被記録材が、基体−［−に被覆層を設け、この被覆
層が不定形の亀裂により微細に区画された多数の色素捕
捉部を集合してなるものであり、前記記録液がその水分
含有量を２０乃至８０爪祉％の範囲内とするものである
ことを特Ｉｔとするインクジェット記録方法である。

先ず、第１図の模式図に基づき、本発明の方法において
用いられる被記録材につき説明する。

図に於いて、■は紙、布等の多孔質材料或はカラス板、
樹脂フィルム等の非多孔質材料からなる基体であり、記
録液の吸収性をよくする４−では多孔質材料が望ましい
が、これらの何れを選定するかは記録目的や用途により
異なる。２は被覆層であり、この層が主に記録液の受容
層として機能する。

この被覆層２は、基本的には成膜性の樹脂塗料を以って
構成されるが、該塗料中には、更に各種界面活性剤や多
孔性無機物粒子を混在させておくこともできる。このよ
うな界面活性剤や多孔性無機物粒子は、被覆層２におけ
るインク中の色素（例えば染料）の吸着捕捉率を高め得
る成分であって、積極的に使用することが望ましい。こ
のような成分としては、多孔性でかつ粒子表面に・イオ
ン性がある白色系の無機顔ネ１が特に有効に使用される
。具体的には、天然ゼオラ・イト、合成ゼオライト（例
えばモレキュラーシーブ（ユニオンカーバイト社製））
、ケイソウ」−、合成雲母（−・般式：　Ｍ　Ｍｇ５　
（Ｓｉ、’０．．　）Ｆ、、屯し、式中Ｍは水素原ｆ又
は金属原ｆである）′９が使用できる。

本発明の方法で使用する被記録材を製造するに際しては
、これら粒子（・般に数百ミクロンからｈミグ０フ粒子
−）を単独で、又は数種を併用して樹脂塗才゛］中に混
合、分散して被覆用塗料を作製する。

この塗料に用いるのが適当な樹脂としては、水溶性或は
有機溶剤可溶性の樹脂の何れも使用ｒ＋ｆ能である。例
えば水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコール、デン
プン、カゼイン、アラビアゴム、　ＳＢＲ、セラチン、
ポリアクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、ポ
リアクリル酸ソーダ等があり、有機溶剤可溶性樹脂とし
ては、ポリヒニルブチラール、ポリビニルクロライド、
ポリ酢醇ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメ
ククリレーＩ・、ポリビニルアルコール、メラミン樹脂
、ポリアミド、フェノール樹脂、ポリウレタン、アルキ
ンド樹脂等がある。これら塗料における無機顔１１粒子
と樹脂成分の混合比としては、−・般に無機顔料粒／−
１００重量部に対して樹脂成分が５乃至２繭１部が適当
である。

前記被覆層２を形成するには、前記基体ｌ上に公知の手
法（例えばロールコーティング法、ロンドパ−コーティ
ング法、スプレーコーティング法、エアナイフコーティ
ング法）により、−・般にＩｇ／ｍ’乃至１０ｇ／ｍ’
程度の量の塗料を塗土する。

また、実用的には２ｇ／ｍ’乃至５ｇ／ｍ’程度塗工す
るのがよい。そしてこのような塗ＩＯ層が設けられた後
、ｉｒ及的速やかに塗布層の乾燥が行われる。このよう
にして作製される被覆層２には、その一部領域２ａを約
５０倍に拡大して描いた部分拡大図２Ａに示されるよう
に、不定形の亀裂４（この亀裂の大半は、基体ｌの表面
に進達している）によって１メ画された微細な鱗片状被
膜（色素捕捉部）３が互いに密接して２次元配列してい
る。そしてこの鱗片状被膜３−個の大きさは、特に限定
されるものではないが、１ｏｕＸ１０μｓ乃至数百μ×
数百−程度が一般的なものであり、また、亀裂４の幅も
特に限定されるものではないが４通常数−程度とされる
。因に、前記鱗片状被膜３の個々の大きさやＪｆｆ状、
ｆ１裂４の幅等は前述の塗ネ゛ｌの組成或いは成膜条件
、特に塗」−１後の乾燥条件を調製乃至制御することに
よって、はぼ前記の範囲内において任意に変化させるこ
とができる。

ごの被ｖｕ層２にインクが旧著したときには、・インク
中の色素（例えば染料）が前記被膜３の領域に選択的に
吸着等して捕捉され、他方、インク中の溶媒は前記亀裂
４を透過した後、基体ｌとして多孔質材料を用いた場合
には、基体ｌ内に速やかに吸収される。このように１−
配接記録材を使用した場合には、インク中の色素が記録
用紙のほぼ最表層域に捕捉されるので、呈色性が極めて
良好である。また、−インク中の溶媒は、亀裂を介して
速やかに下層にある基体側に移行するので、記録用紙の
表面では見掛け−Ｌの乾燥状態が速やかに得られる。更
に、前記鱗片状被膜３は、インクドツトを必要以上に大
きくしない、ドントの濃度が高い、ドラ］・の周辺がぼ
けないということに対しても特に有効であり、これは被
膜３の領域にインク中の色素が集中的に吸着するためで
ある。そして、この吸着能の良否は、主に被膜３自体或
いは界面活性剤や顔料粒子の表面物性や化学的性質（例
えば・ｆオン性の如何）により決定されるものである。

それ故、被覆層２における鱗片状被膜３の占有面積が極
端に小さいと、色素の捕捉率が低下し、てトンＩ・の呈
色性や濃度を減少させる欠点があり、また、亀裂４の占
有面積が極端に大きいと、インクの基体への移行嫉が増
大して所謂インクの裏抜は現象を生じたり、ドラ］・形
状が劣悪化する等の欠点が見られる。従って、これらの
態様は避けるのが好ましい。

一方、本発明の方法に使用される記録液は、染才゛１等
の記録剤と液媒体成分とからなる。該記録液の液媒体成
分としては、水と水溶性の６種有機溶剤等との混合物が
使用されるが、記録液中の水の含有量が３０乃至９０重
量％の範囲内となるよう調整される。記録液中の木の含
有量が８０重量％を超える場合には、前述した被記録材
を使用しても記録液の被記録材表面に対するアフィニテ
ィーが不１−分であり記録液の吸収性が低下して記録液
の定着所用時間が長くなり記録速度が制限されるととも
に、記録液同志の重複があったときに異色の記録液の混
合が起きたり、インクドフトの不要な拡大や乱れが生ず
るため適当ではない。加えてこのような記録液は吐出安
定性、記録剤の溶解安定性の面でも問題があり適当では
ない。また、記録液中の水の含有量が２０重量％に満だ
ない場合には、前述した被記録材を使用しても色彩性、
滲み、ｔ”　ン）・形状が不十分となるため適当ではな
い。

１−配水溶性の有機溶剤としては１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、・
ｆソプロビルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、　５
ｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール
、・ｒツブチルアルコール、等の炭素原子数が１〜４の
アルキルアルコール類；ジメチルホルムアミｉ・′、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又はケトンアルコール類；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；エチルアルコール、プロピレン
グリコール、ｌ、　２．６−ヘキサンドリオール、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
ルメチルエーテル、ジエチレングリコールメチル（又は
エチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル
（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低級アル
キルエーテル類等が挙げられる。

これら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（又はエチル）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は好ましいものである。多価ア
ルコール類は、記録液中の水が蒸発し、記録剤が析出す
ることに基づくノズルの目詰まり現象を防止するための
湿潤剤としての効果が大きいため、特に好ましいもので
ある。

記録液には町溶化剤を加えることもできる。代表的なｏ
ｆ溶化剤は含窒素複素環式ケトン類であり、その１−１
的とする作用は、記録剤の液媒に対する溶解性を飛躍的
に向上させることにある。例えば、Ｎ−メチル−２−ピ
ロリドン、１．３−ジメチル−２−イミダツリジノンが
好ましく用いられるものである。

このような成分から調製される記録液は、それ自体で記
録特性（信号応答性、液滴形成の安定性、吐出安定性、
長時間の連続記録性、長期間の記録休止後の吐出安定性
）、保存安定性、被記録材への定着性に優れたものであ
るが、これらの特性を更に改酋するために、各種添加剤
を更に含有させてもよい。例えばポリビニルアルコール
、セルロース類、水溶性樹脂等の粘度調節剤；カチオン
、アニオン又はノニオン系の各種界面活性剤、ジェタノ
ールアミン、トリエタノールアミン等の表面張力調整剤
；緩衝液によるＰＨ調整剤を挙げることができる。

また、記録液を帯電するタイプのインクジェット記録方
法に使用される記録液を調合するためには、塩化リチウ
ム、塩化アンモニウム、塩化ナトリウム等の無機塩類等
の比抵抗調整剤が添加される。なお、熱エネルギーの作
用によって記録液を吐出させるタイプのインクジェット
方式に適用する場合には、熱的な物性値（例えば、比熱
、熱膨張係数、熱伝導率等）が調整されることもある。

本発明の方法によれば、異色の記録液が短時間内に同一
筒所に重複して旧著した場合にも記録液の流れ出しや滲
み出し現象がなく、高解像度の鮮明で優れた発色性の画
像が得られる。しがも記録液の吐出方式、記録目的等に
応して広範な記録液を使用しても、常時これらの優れた
特性を発揮させることができ、フルカラーの記録を行う
場合のインクシエンド記録法として優れたものである。

以ド、実施例に従って本発明の方法を更に詳細に説明す
る。

実施例１ シリカにプシルＥＩ５０．商品名、日本シリカＪＬ業（
株）製、平均粒子径：　　５ｕ）　　ｉｏｏ重量部とポ
リビニルアルコール２０重量部を水５００重量部中に分
散溶解させた後、ボールミルにて１２時間粉砕混合して
スラリーを得た。

このスラリーを、ＪＩＳ　Ｐ８１２２に基づくサイズ度
か３５秒の−・般り買置（坪ＵｅＯｇ／ｍ’）の片面に
乾燥塗−１−量４　ｇ　／　ｍ’になるよう塗上した。

次に、これを　１８０°Ｃの熱風に２秒間曝して乾燥さ
せ被記録材を作製した。得られた被記録材の被覆層表面
の約１０００倍の走査型電顕写真を第２図に示す。

この被記録材に対して、ド記６種のインクを用いてピエ
ゾ振動子によって記録液を吐出させるオンデマント型・
ｆンクジェント記録ヘッド（吐出オリフィス径５０具則
、ピエツ振動子駆動電圧６０ｖ、周波数４　Ｋ　Ｈｚ）
を有する記録装置を使用してインクジェット記録を行い
、記録特性の評価を行った。

インク　Ｎｏ、Ａ　（組成） グリセリン　　　　　　　　　８　重量部水　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　９Ｑ　　　　ｔｔＣ
，１，ダイレクトブルー８Ｂ　　　　２　　　／／イン
クＮｏ、Ｂ　（組成） グリセリン　　　　　　　　　２８　　重量部水　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　７０１ＩＣ：、
１．ダイレクトブルー８ｅ　　　　２　　　／／インク
　Ｎｏ、Ｃ（組成） エチレングリコール　　　　　４８　　重量部水　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０　　　　
ｌ／Ｃ，１，夕・ｆレクトブル−８［１２／／インクＮ
ｏ、Ｄ　（組成） ジエチレングリコール　　　　２０　　重量部Ｎ−メチ
ル−２−ピロリドン　２０／ｌエチルセロソルブ　　　
　　　２８１／水　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　３Ｑ　　　　／／Ｃ，１，タイレクトブルー８
Ｅｔ　　　　２　　　／／インク　Ｎｏ、Ｅ（組成） ジエチレングリコール　　　　１０　　重ｊｔｆｌｆＢ
Ｎ−メチルー２−ピロリドン　３Ｑ　　　ｔｔエチルセ
ロソルブ　　　　　　３８／／水　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　２０　　　　ｔｔＣ，１，ダイ
レフｉ・ブルー〇Ｅｌ　　　　’２　　　／１インク　
Ｎｏ、Ｆ（組成） ジエチレングリコール　　　　１ＯＦＡｋｔｆＢＮ−メ
チル−２−ピロリドン　４Ｑ　　　ｔｔエチルセロソル
ブ　　　　　　３８ｔｔ水　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　１ＯｌｌＣ，１，ダ・イレクトブル
ー８８　　　２　　　ｔｔ記録特性の評価結果を表１に
示す。表１における各評価項ＩＩの測定はＦ記の方法に
従った。

■）トン］・清廉は、印字ドツトをさくらマイクロデン
シトメーターＰＤＭ−５（小西六写真工業（株）製）を
用いてＡ１１定した。

２）ドツト形状は、印字ドツトを実体顕微鏡で観察して
、はぼ円形のものを０１円形が多少くずれたものをΔ、
不定形のものを×とした。

３）滲み度は、印字ドツトの直径を実体顕微鏡で測定し
、インクドロップレットの何倍になったかで示した。

４）色彩鮮り１性は、インクジェット記録画像の色の鮮
明さを目視により比較し、最も良いものを０、最も悪い
ものを×とし、ｏ、Ｏ１△、Ｘのランク分けをした。

５）インク吸収性は、３ドツト重ね印字した１秒後に、
被記録材表面上にインクの流れ出しがなく、画像の鮮明
なものをＯｌそれ以外をＸとした。

実施例２及び３ ケイソウ上（セライトホワ・イトミスト、商品名、ジョ
ンマンピル製、平均粒子径＝５．５μ５）１００重量部
とアルギン酸ソーダ１５重量部を水５００重皺部中に分
散溶解させた後、ボールミルにて１５時間粉砕混合して
スラリーを得た。

このスラリーを、ＪＩＳ　Ｐ８１２２に基づくサイズ度
が３５秒の−・般ヒ装置（坪量Ｅ１５ｇ／ｍ’）の片面
に乾燥塗」−量４ｇ／ｍ′になるよう塗」ニした。次に
、これを　１１０°Ｃの熱風に　１分間（実施例２）、
８０°Ｃの熱風に３０分間（実施例３）夫々曝して乾燥
させ被記録材を作製した。得られた被記録材の被覆層表
面の約１０００ｆｉＷの走査型電顕写真を第３図（実施
例２）と第４図（実施例３）に示す。

この被記録材を実施例１と同様にして評価した結果を、
表２（実施例２）と表３（実施例３）に示す。

実施例４ 実施例１で使用した被記録材に対して２５°Ｃにおける
粘度が３．Ｏｃｐのド記組成の記録液を使用し、これら
記録液を記録ヘッド内の記録液に熱エネルギーをケ、え
て液滴を発生させ記録を行うオンデマンドタイプのマル
チヘッド（吐出オリフィス径３５胛、発熱抵抗体抵抗値
１５０Ω、駆動電圧３０Ｖ、周波数２ＫＨｚ）を有する
記録装置へ供給してフルカラーのインクジェット記録を
行なった。

イエローインク（組成） Ｃ，１，アシッド・ｆエロー２３　２　重量部ジエチレ
ングリコール　　　３０１／ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７０　　
　ｌ／マゼンタインク（組成） Ｃ，１，アシッドレッド９２　　２　重量部ジエチレン
グリコール　　　３０１／ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７０　　
　ｌ／シアンインク（組成） Ｇ、１．ダイレクトブルー８６　２　重量部ジエチレン
グリコール　　　３０１／ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７Ｑ　　
　　ｔｔ得られた記録画像は、鮮明で所定の色調が発現
されたものであり、ドツト形状、インク吸収性も良々ｒ
であった。

比較例１ 被記録材として市販のアートコート紙（商品名二ＳＫコ
ート、出隅国策パルプ（株）製）を使用し、記録液は実
施例１で用いた６種を使用して、インクシエンド記録特
性の評価を実施例１と同様にして実施した結果を表４に
示す。なお、この紙の被覆層表面の約１０００倍の走査
型電顕写真は第５１閲１こ示すようなものであった。

比較例２ 被記録材として市販のノンコート紙（商品名：インクジ
ェット記録用紙Ｍ、三菱製紙（株）製）を使用し、記録
液は実施例１で用いた６種を使用してインクジェット記
録特性の評価を実施例１と同様にして実施した結果を表
５に示す。

表−１ 表−２ 表−３ 表−４ 表−５

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に使用する被記録材の構成を示すため
の模式図であり、第２図、第３図、第４図は、未発り１
の方法で使用するのが適当な被記録材の被記録層表面の
約１０００倍の走査型電子顕微鏡“１真である。第５図
は、市販のコート紙の表面の同倍率の走査５電子顕微鏡
写真である。 図に於て、ｌは基体、２は被覆層、３は鱗片状被膜（色
素捕捉部）、４は亀裂を示す。 仏 第１図 第　、２　図　　　　　　　　　゛、：　　３　　　、
、、、、、、、、ｉイ′ 第　・２　・・、・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｊ、細孔内に導入される記録液を前記細孔に通じた開１
   １から噴則し、この記録液を被記録材に付着させて記録
   を行うインクジェット記録方法に於いて、前記被記録材
   が、基体−Ｌに被覆層を設け、この被覆層が不定形の亀
   裂により微細に区画された多数の色素捕捉部を集合して
   なるものであり、前記記録液がその水分含有量を２０乃
   至９０重に％の範囲内とするものであることを特徴とす
   るインクジェット記録方法。