JPS5968294A - インクジエツト記録方法 - Google Patents

インクジエツト記録方法

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JPS5968294A
JPS5968294A JP57178761A JP17876182A JPS5968294A JP S5968294 A JPS5968294 A JP S5968294A JP 57178761 A JP57178761 A JP 57178761A JP 17876182 A JP17876182 A JP 17876182A JP S5968294 A JPS5968294 A JP S5968294A
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recording liquid
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春田 昌宏
Shigeo Togano
戸叶 滋雄
Ryuichi Arai
竜一 新井
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Ink Jet (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Duplication Or Marking (AREA)

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・fン
クジェット記録の改良方法に関する9インクシエンド記
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。
インクジェッ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が使用されており、一方、
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上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−Lの異色の記録液を用いる多
色インクジェット記録方式に於いては、1)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、後でイ・1着した記録液が前に
旧著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#i、液液滴が被記録材上で拡散し、インクド・
ソトの径が必要以りに大きくならないこと、3)インク
ドツ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、インクトン)・とのコントラ
ストが大きいこと、 6)記録液の色が、被記録材のいがんにより変化しない
こと、 7)被記録材の寸法変動(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、現実には斜上の諸要求に
応えるインクシェツ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表面張力の関係に
ついて考察してみると、従来の被記録層を有する被記録
材を使用してインクジェット記録を行なうと、この被記
録層表面には第2図に示されるように小さな空隙しか存
在しないので、高表面張力の記録液を使用すると該空隙
中への浸透が妨げられるために記録液の吸収速度が遅く
なる。
それ故、吸収速度を−Lげるために低表面張力の記録液
を使用するとノンコート紙を使用する場合と同様に紙面
方向の記録液の拡がりが大きくなり良好な印字特性が得
られないという背反する問題が生し1、これを解決し得
なかった。
本発明の目的は、斜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
ヒ記諸要求を満足させることにある。
本発明の他の目的は、広い記録液の表面張力範囲で優れ
た記録特性が発揮できる新規な・fンクジェット記録方
法を提供することにある。
」−記及び他の目的は、以下の未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1」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、基体上に被覆層を設け、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20°Cに
おけるその表面張力を30乃至BOdl/c11の範囲
内とするものであることを特徴とするインクシェツト記
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ガラス板、
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一ヒ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1.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料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(ユニオンカーパイI・社製))、
ケイソウJ二、合成雲母(一般式: FrtMg2.5
(Si4’0+n )F2、但し、式中Mは水素原f〜
又は金属原子である)等が使用できる。
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(一般に数百ミクロンから数ミクロン粒子
)を単独で、又は数種を併用して樹脂塗料中に混合、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可能である。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、ゼ゛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、ポリビニルブチラール1ポリビニルクロライド、ポ
リ酩酊ビニル、ポリアクリロこl・リル、ポリメチルメ
ククリレー)・、ポリビニルホルマール、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
、ド樹脂等がある。これら塗料における無機顔才゛1粒
子と樹脂成分の混合比としては、一般に無機顔ネ゛j粒
子 100重量部に対して樹脂成分が5乃至20@閂部
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f
法(例えばロールコーティング法、ロント7ヘーコーテ
ィンク法、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、一般にIg/m’乃至10g/rn
’程度の量の塗料を塗工する。
また、実用的には2g/ゴ乃至5g/m’程度塗工する
のがよい。そしてこのような塗布層が設けられた後、可
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)によってト画された微細な鱗片状被膜(色素
捕捉部)3がη“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、IO牌XIQgm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、通常数−程度とされる。因
に、前記鱗片状被膜3の個々の大きさや形状、亀裂4の
幅等は前述の塗料の組成或いは成膜条件、特に塗工後の
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fヒさせることができる。
この被覆層2にインクが付着したときには、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として多孔質材才1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」二記
被記録材を使用した場合には、インク中の色素が記録用
紙のほぼ最表層城に捕捉されるので、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
面では見掛は上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、ドツトの濃度が高い、ドツトの周辺がぼけない
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(例えばイ
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ドツトの呈色性や濃度を
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、・rンクの基体への移行量が増大して所謂
インクの裏抜は現象を生じたり、ドツト形状が劣悪化す
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。
一力、本発明の方法に使用される記録液は、染料等の記
録剤と液媒体成分とからなる。一般に記録液を使用して
記録を行なう場合には、被記録材と記録液の液物性との
マンチングを計ることが重要であり、特に記録液の被記
録材に対する濡れ性が良好なものを選択使用する必要が
ある。すなわち、前述した被記録材の臨界表面張力は、
40〜50clyn/cmの範囲内にあるので、この値
に近い表面張力を有する記録液を使用するのがよい。従
って本発明の方法に使用される記録液は、20°Cにお
いて30〜60dyn/cm、好ましくは35〜55d
yn/cm、特に好ましくは40〜50dyn/c■の
範囲内の表面張力を有することを要する。この範囲より
も低い表面張力の記録液を使用して印字を行った場合に
は、被記録材に対する濡れ性はよいが、印字ドy l・
の拡がりが大きくなる。一方、前記表面張力より高い表
面張力の記録液を使用した場合には、被記録材に対する
濡れ性か悪くなり、その結果インクの吸収性及びドラ)
・濃度の低下が起こり好ましくない6本発明の方法に使
用される記録液の液媒体成分どしては、前記記録液の表
面張力を満たす範囲内で木sH体のみならず、望ましく
は水と水溶性の各種有機溶剤等との混合物が使用される
)、配水溶性の有機溶剤としては、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、・
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
、イソブチルアルコール、等の炭素原f−数が1〜4の
アルキルアルコール類;ジメチルホルトアミド、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i・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;エチレングリコホル、プロピレン
グリコール、l、 2.6−ヘキサンドリオール、千オ
シグリコール、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、ジエチし・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。
このような液媒体成分を含む記録液の表面張力を前記の
範囲内に調整するために、カチオン、アニオン又はノニ
オン系の各種界面活性剤、ジエタメールアミン、トリエ
タノールアミン笠の表面張力調整剤を加えることができ
る。
記録液には可溶化剤を加えることもできる。代表的な可
溶化剤は含窒素複素環式ケトン類であり、そのlJ的と
する作用は、記録液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−イミダゾリジノンが好ま
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(信号応等性、液滴形成の安定性、吐出安定性、
長時間の連続記録性、長期間の記録体重後の吐出安定性
)、保存安定性、被記録材への定着性に優れたものであ
るか、これらの特性を更に改善するために、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;緩衝液に
よるP)I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シエンド記録方
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
・箇所に重複して付着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。しかも記録液の吐出方式、記録目的等
に応じて広範な表面張力を有する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ェツト記録法として
優れたものである。
以下、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E150.商品名、日本シリカ1業(株
)製、平均粒子径= 5胛)100重量部とポリ上ニル
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714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−1−装置(坪量[10g/m’)の
片面に乾燥塗−I−量4g/m?になるよう塗工した。
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7種のインクを用いてピエ
ソ振動子によって記録液を吐出させるオンデマンド型イ
ンクジェット記録ヘンド(吐出オリフィス゛径50鱗5
  ピエツ振動子駆動電圧60■、周波数4KHz)を
有する記録装置を使用してインクジェy)記録を行い、
記録特性の評価を行った。
インク No、A:表面張力が約80dyn/cm (
組成)エチレンクリコール     30  重量部水
                     7Q  
  ttG、 l、ダイレクトブル−8f(2ptイン
ク No、B:表面張力が約55dyn/cm (組成
)エチレングリコール     30  重量部水  
                   70   l
!アセチノールEH(10%水)   0.05//(
界面活性剤、用研ファインケミカル社製)C,1,ダイ
レクトブルー8e    2   //インク No、
C:表面張力が約50dyn/cm (組成)エチレン
グリコール     30  重量部水       
              70   l/アセチノ
ールEH(10%水)   0.07//C,1,ダイ
レクトブルー88  2  〃インクNo、D:表面張
力が約45dyn/cm (組成)エチレングリコール
     30  重量部水            
         7Q    ttアセチノールEH
(10%水)   Q、5  ttC,1,ダイレフI
・ブルー8θ   2   //インク No、E:表
面張力が約40dyr+/cm (組成)ジエチレング
リコール    30  重量部水         
            7Q    ttアセチノー
ルEH(10%水)   1.!ttC,1,ダイレク
トブルー86   2   //インク No、F:表
面張力が約35dyn/am (組成)プロピレングリ
コール モノメチルエーテル  30  重量1m水     
                 70    l/
アセヂ/−ルEH(10%水)   l、Q  ttG
、 1.夕4 し’y ) フ/l/−8G    2
   ttインク No、G :表面張力が約3Qdy
n/cm (組成)プロピレングリコール モノメチルエーテル  50  重量部水      
                50    〃アセ
チノールEH(10%水)   0,1//C,1,ダ
イレクトブルー〇62   tt被記録材の記録特性の
評価結果を表1に示す。
表1における各評価項目の測定は下記の方法に従った。
l)ドツト濃度は、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
いて測定した。
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○、円形が多少くずれたものを△、
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
、・fンクドロンプレ・ントの何倍になったかで示した
4)色彩鮮明性は、インクシエンド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@、最も悪いも
のを×とし、■、○、△、×のランク分けをした。
5)インク吸収性は、3ド、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0、それ以外を×とした。
実施例2及び3 ケイソウ−に(セライトホワ・r l−ミスト、商品名
、ジョンマンピル製、平均粒子径:5.5牌)100重
量部とアルキン酸ソータ15虫量部を水 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秒の一般り買置(坪ffi:85g/m’) ノ
Lj面に乾燥塗土星4 g / m’になるよう塗(、
シた。次に、これを 110°Cの熱風に 1分間(実
施例2)、90℃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1000倍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20°Cにおけ
る表面張力が54dyn/cmの下記組成の記録液を使
用し、これら記録液を記録ヘンド内の記録液に熱エネル
ギーを与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(1隼出オリフイス径35騨、発熱
抵抗体抵抗値150Ω、駆動電圧30V、周波数2KH
z)を有する記録装置へ供給してフルカラーのインクシ
エンド記録を行なった。
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   30// 水                    7Q  
  //マゼンタ・インク(組成) c、 r、アシッドレッド82  2 重量部ジエチレ
ングリコール   3 Q、   tr水      
              70   /lシアンイ
ンク(組成) C,1,ダイレクトブルー86 2 重量部ジエチレン
グリコール   30// 水                    7Q  
  tr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、インク吸収性も良好で
あった。
比較例1 被記録材として市販のアートコート紙(@品名:SKコ
ート、出隅国策パルプ(株)製)を使用してインクジェ
ット記録特性の評価を実施例1と同様にして行った。そ
の結果を表4に示す。なお、この紙の被覆層表面の約1
000倍の走査型電顕写真は第5図に示すようなもので
あった。
表−1 表−2 ト [・ [− 表−3 表−4
【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、本発明の
方法で使用するのが適当な被記録オ(の被記録層表面の
約1000倍の走査型電子顕微鏡写真である。第5図は
、市販のコート紙の表面の同1&率の走査型電子顕微鏡
写真である。 図に於て、1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。 特許出願人 キャノン株式会社 A 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ■、細孔内に導入される記録液を前記細孔に通じた開1
    −1から噴射し、この記録液を被記録材に旧著させて記
    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、基体上に被覆層を設け、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20℃におけるその表面
    張力を30乃至EiOdyn/cm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。
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