JPS63132082A

JPS63132082A - インクジエツト記録方法

Info

Publication number: JPS63132082A
Application number: JP61280274A
Authority: JP
Inventors: Shoji Koike; 祥司小池; Yasuko Tomita; 康子富田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-11-25
Filing date: 1986-11-25
Publication date: 1988-06-04

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、インクの液滴を以って被記録材に記録を行う
インクジェット記録方法に関し、インクジェット用コー
ト紙、布あるいは普通紙と呼ばれ、一般にオフィスで使
用されている紙に印字したとき良好な画像が得られる新
規なインクジェット記録方法に関する。

〔従来の技術〕

従来から、インクジェットプリンタ用インクについて、
実にさまざまな組成のものが報告されている。

なかでも、紙や布を被記録材として用いた場合のインク
について、組成、物性の両面から詳細な研究開発がなさ
れている。

しかし、従来のインクジェットプリンタ用インクにはい
くつかの問題点があり、その最大のものがノート、レポ
ート用紙、コピー用紙。

便せん等、オフィスで一般に使用されている紙を使えな
いことである。

すなわち、従来のインクジェットプリンタ用インクを用
いて上述の種々の紙に記録を行うと、印字したインクが
紙の繊維に沿って広がるためドツト形状が不定形となり
、いわゆる滲みが発生するため、細い罫線や細かい文字
、ＪＩＳ第二水準として規定されているような複雑な漢
字等が不鮮明で見づらいものとなることが多かった。

更に前述の紙は、一般に万年筆の水性インクを使って筆
記具で筆記した場合、滲みが発生しにくいように「サイ
ズ」と称される処理が製紙工程でなされている為、イン
クジェットプリンタで記録した場合インクが紙内部へ浸
透しにくく、印字部の乾燥性が悪いため、プリンタのカ
バーで印字がこすれて汚れたりプリント物を手で触れる
とインクが手につく等の問題があった。

そこで滲みと印字の乾燥性を改善する目的で種々の改良
がなされている。例えば特開昭５６−５７８６２号公報
にはｐＨを強アルカリ性にしたインクを用いて記録を行
う方法、特開昭５５−２９５４６号公報には多量の海面
活性剤を添加したインクを用いて記録を行う方法、特開
昭５８−１９４９６５号公報にはインクの物性値（粘度
９表面張力等）を規定したインクを用いて記録を行う方
法、特開昭５８−１０８２７１号公報には常温で固体の
インクを加熱して液状として記録する方法が記載されて
いる。

しかし、インクのｐＨを強アルカリ性にして記録する方
法はインクを手で触れた場合に危険であり、またある種
のサイズ剤を用いた紙に対しては、滲み、乾燥性とも良
好でない場合がある等の欠点がある。また、多量の界面
活性剤を添加したインクを用いて記録する方法では、紙
によっては滲みが非常に多く発生したり、プリンタヘッ
ドの条件によってはインクがオリフィス面より後退して
しまいインクが吐出しなかったり、逆にオリフィス面全
体が濡れてしまいインクが吐出しない等のトラブルが見
られる。更に、インク物性値（粘度、表面張力等）を規
定したインクを用いて記録を行う方法では、滲み、乾燥
性の点からインクの物性値が低粘度、高表面張力という
傾向になり、従って、目詰り防止のために一般に使用さ
れているポリアルキレンゲルコールやグリセリン等の湿
潤剤の使用量が制限されてしまい、プリンターシステム
としては目詰り及び低湿条件下における吐出不良等が発
生し、実用上問題がある。

一方、従来タイプと異なり常温で固体のインクを加熱し
て液状として記録する方法では、滲み、印字の乾燥性に
ついである程度の効果が見られるが、プリンタを設計す
る際インクを溶解させながら供給する装置やプリンタヘ
ッド内に加熱装置が必要となるためプリンタが大型化す
る点やコスト高という問題が見られた。

上記の他にも今迄に種々の改良が試みられているが、前
記の滲み、印字の乾燥性、プリンタヘッドでの吐出安定
性、インクの操作性および装置の大型化等の問題をすべ
て解決するというインクジェット記録方法は今迄のとこ
ろ知られていないのが現状である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記の問題点をすべて解決するものである。

すなわち本発明の目的は、インクジェット用に特別に調
製された指定紙はもちろん、被記録面に繊維が露呈して
いる一般の普通紙や布に対しても、定着速度が速く、し
かも滲みの少ない記録が得られるインクの供給操作性の
優れたインクジェット記録方法を提供することにある。

又、本発明の別の目的は、安全で目詰りを起こさず、吐
出安定性の良好なインクジェット記録方法を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、以下の本発明によって達成される。

すなわち本発明は、インク滴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、該インクが
色素、２５℃における蒸気圧が１ｍｍＨｇ以上の揮発性
溶剤及び分子量３００以上の固体物ｉＦ（常温において
）を必須成分とし、あるいはさらに２５℃における蒸気
圧が１　ｍｍｍ１（未満で、粘度が１０ｃＰ以下の低粘
度溶剤を必須成分として併有し、該インク中の固体物質
の含有率１０重量％における粘度（２５℃）をＡｃＰと
し、含有率３０重量％における粘度（２５℃）をＢｃＰ
とした時に下記（Ｉ）式を満足するように調製されたも
のであり、そのインクを昇温して記録を行うことを特徴
とするインクジェット記録方法である。（但し、固体物
質として色素は含まない。）Ｂ／Ａ≧３　　　　　　　　　　　・・・（１）〔作用
〕本発明の第１の特徴は、インクの組成変化に伴って特定
の粘度変化を示すように、インク中に固体物質を含有せ
しめると共にインクを構成する他の成分及びその組成を
調製してなるインクを油田ナスマレプ瓢ス即ち、インク中の固体物質の含有率１０重量％における
粘度（２５℃）をＡＣＰとし含有率３０重量％における
粘度をＢｃＰとしたとき下記（１）式を満足するように
インクを調製したものである。

Ｂ／Ａ≧３　　　　　　　　　　　・・・（Ｉ）本発明
に於いて、固体物質の含有率を１０重量％及び３０重量
％の２点に着目した理由は、固体物質の増粘におよぼす
影響を適確に表わす基準として、鋭意検討した結果この
２点の選定が最適であると判断したことによる。

この条件以外の基準点では、本発明に目的を達成するた
めの固体成分及び他のインク構成媒体の最適の組合せを
確定することが難しい。また（Ｉ）式は繊維が露出した
被記録面上での滲みを押えるための粘度上昇率を種々検
討した結果得た値であり、Ｂ／Ａ＜３の範囲では、増粘
効果が不充分であり、滲み防止の効果が認められない。

本発明者は、とりわけ繊維が露呈した被記録面上におけ
るインクの虐み、印字物の乾燥性と溶剤の蒸発によるイ
ンクの増粘現象、更にはインクの温度との関係について
、種々のインク組成について検討した結果、前記＜１）
式を満足するように調製したインクを用い、且つインク
を昇温しで記録することによりインクドツトの滲み、印
字物の乾燥性が従来のインクに比して格段に向上するこ
とと共に低温低湿における吐出安定性も大幅に向上する
ことを見出し、本発明を完成したのである。

本発明で用いるインクについて更に詳細に説明する。ま
ず第１に用いる色素としては、直接染料、酸性染料、塩
基性染料１食用染料２反応染料、可溶性建染染料、建染
染料等の水溶性染料あるいは油溶性染料等が挙げられる
。その中でも特に水溶性染料は種々の特性上、好ましい
ものである。

これら色素の含有量は液媒体成分の種類、インクに要求
される特性等に依存して決定されるが、一般にはインク
全重量に対して０．２〜２０瓜量％、好ましくは０．５
〜１０重量％、より好ましくは１〜５重量％の範囲とさ
れる。

第２に本発明に用いるインクに使用する揮発性溶剤は２
５℃における蒸気圧が１ｍｍＨｇ以上であればいかなる
ものも使用できるが特に水やメタノール、エタノール、
プロパツール、ブタノール、イソプロパツール等の低級
アルコール類、アセトン等のケトン類が好適である。

揮発性溶剤を使用する理由は、被記録材にインクが付着
した後に溶剤の揮発によるインク粘度の上昇を助長し、
増粘によってインクの滲みを防止するためである。従っ
て揮発性の判定を２５℃における蒸気圧が１　ｍｍＨｇ
以上としたのは、この効果に着目し鋭意検討した結果得
られた基準によるものである。揮発性溶剤の２５℃の蒸
気圧が１０ｍｍＨｇ以上となると増粘の効果はさらに高
まり、より好ましいものとなる。

これらの揮発性溶剤の含有量はインク全体重量に対して
５０〜９５重量％、好ましくは６０〜９５重量％、より
好ましくは７０〜９５重量％の範囲とされる。

第３に本発明に使用するインク中に含まれる常温におけ
る分子量３００以上の固体物質としては、溶解してイン
ク中に含有できるものであれば、いかなるものも使用で
き、例えばポリエチレングリコール、ポリオキシエチレ
ンのモノおよびジアルキルエーテル、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オキ
シプロピレンブロック（またはランダム）ポリマーとそ
のアルキルエーテル、脂肪酸及びその塩、パラフィン類
１各種糖類等が挙げられる。

上記物質中、特に特性上好ましいものをさらに詳述する
と、 ■ポリエチレングリコール ■ポリオキシエチレンアルキルエーテルＲ＋　−０−（
ＣＨ２ＣＨ２０）。−Ｈ■ポリオキシエチレンアルキル
フェニルエーテルＣＡＨ，Ａや。

■ポリオキシエチレンオキシブロビレンブロツクボリマ
ーＨＯ−（Ｃ２Ｈ，Ｏ）。

−（Ｃ３Ｈａ　Ｏ）　ｉ） −（Ｃ２Ｈ４０）　ｃ−Ｈの４種が挙げられる。

本発明に使用するインクにおいて上記、常温における分
子量３００以上の固体物質を使用するのは、第１に揮発
性溶剤が揮発した際に急激なインクの粘度上昇を引き起
こす作用があり被記録面での滲みを押えること、第２に
最終的に被記録面で固体に戻るため速乾性が達成される
ことによるものである。

以上の作用が認めれるためには、その分子量を３００以
上、より好ましくは６００以上とする。

分子量が３００未満であると増粘効果が顕著に認められ
ず、本発明の目的の一つである繊維が露呈した被記録材
への滲みの問題が解決でとない。またその含有量として
は好ましくは５〜３５重量％、より好ましくは１０〜２
５重量％の範囲とすることが望ましい。

以上が本発明に使用するインクを構成する必須成分の概
要であるが、インクの別の態様としては、さらに２５℃
における蒸気圧が１ｍｍＨｇ未満であり粘度が１０ｃＰ
以下の低粘度溶剤を併有するインクがある。その低粘度
溶剤の具体例として、例えばエチレングリコールのモノ
およびジブチルエーテル、ジエチレングリコールのモノ
アルキル（炭素数１〜４）エーテル及びジアルキル（炭
素数２〜４）エーテル、トリエチレングリコールのモノ
およびジアルキル（炭素数１〜４）エーテル、テトラエ
チレングリコールのモノおよびジアルキル（炭素数１〜
４）エーテル、ジプロピレングリコールのモノアルキル
（炭素数１〜４）エーテル１　トリプロピレングリコー
ルのモノおよびジアルキル（炭素数１〜４）エーテル、
テトラヒドロフルフリルアルコール。

Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−
イミダゾリジノン等が挙げられる。

上記の溶剤の具体例は本発明に使用するインクに対して
特に好ましいものであるが、これらの溶剤に限定される
ものではない。

本発明に使用するインクにおいて、以上の低粘度溶剤を
使用するのは低温低湿条件における吐出安定性をより向
上させるためであり、インクジェットの方式やヘッド構
造によっては必ずしも使用しなくともよい。使用する場
合の含有量としては１〜３０重量％、好ましくは３〜２
０重量％、より好ましくは４〜１６重量％の範囲で使用
される。

以上が本発明で使用するインクジェット用インクを構成
する必須成分であるが、必要に応じて従来より公知の各
種溶剤、ＰＨ調整剤。

界面活性剤、防錆剤、防腐防カビ剤、酸化防止剤、蒸発
促進剤、キレート化剤等の種々の添加剤も添加しても何
ら差支えない。

本発明を特徴づける第２の点は、前述のインクを昇温し
で記録することである。

本発明に使用するインクは前述のような揮発性溶剤と固
体物質を併有し、記録後に揮発成分の蒸発による粘度上
昇が急激なインクを用いることを特徴としている。その
インクの作用により印字物の滲み防止と速乾性の両立が
達成できる訳である。

しかし、このタイプのインクは低温時にノズル内で増粘
現象を起こし易く吐出安定性の不良や揮発性溶剤の蒸発
抑制により速乾性の低下の原因となる場合が多い。また
常温においてもプリンタ作動中にノズル先端部分におい
て、揮発成分の蒸発が進行し吐出不良が生じる場合があ
る。

以上の理由から、本発明において昇温は必須条件となる
。具体的な昇温温度としては室温より高ければ効果が認
められるが、少なくとも４０℃以上が好ましい。またイ
ンクジェット記録ヘッドの種類によっては６０℃以上、
さらに８０℃以上の昇温が必要な場合がある。

本発明における昇温条件とは、記録中インクがある温度
より低下しないように設定してもよいし、記録開始時に
特に高温にし、徐々に基準温度迄戻すといった複数の温
度条件を設定したものであってもよく、インクとプリン
タシステムの兼合いにより最適に設定するものである。

従って特に限定されたものではない。

本発明におけるインクの昇温方法としては、いかなる手
段によってもよいが、例えばノズル近傍のインク液室に
電気的に発熱量を調整できる抵抗発熱素子を設置する等
の方法により、自由に昇温可能である。さらに、インク
液室にサーミスター等の温度検知機を採用することによ
り、インク温度の制御も可能であり、目的とする粘度に
設定するための温度コントロールも自在である。

以上、本発明によれば、吐出特性に優れた記録が可能で
あると共に、布、紙等の被記録面に繊維が露呈している
被記録材でのインクドツトのイ含みの改善と印字物の乾
燥性の改善が同時に達成される。更にノート、レポート
用紙、コピー用紙１便せん等、オフィスで一般に使用さ
れているサイジングされた紙に対しても良好な印字が可
能となる。

これらの効果は初期インク物性を限定することでさらに
助長され、初期インク物性としては好ましくは２５℃に
おいて表面張力が３５〜６５　ｄ　ｙ　ｎ　ｅ　／　ｃ
　ｍ、粘度が５０ｃｐ以下、より好ましくは表面張力が
４０〜６０ｄｙｎｅ／　Ｃｍ　、粘度が１５ｃｐ以下と
なることが望ましい。

尚、本発明中において規定された各種インク物性の測定
は、粘度（ＶＩＳＣＯＮＩＣＥＬＤ　東京計器製）、表
面張力（ＫＹＯＷＡＣＢＶＰ　　５ＬＩＲＦＡＣＥ　　
ＴＥＮＳＩＯＭＥＴＥＲＡ−１）によるものである。

〔実施例〕

次に参考例、実施例、比較例を挙げて本発明を更に詳細
に説明する。尚、・文中部及び％とあるの（参考例（実
施例及び比較例で使用するインクＡ−Ｆの調製））下記
の成分を混合し、３時間攪拌後、水酸化ナトリウムの０
．１％水溶液にてｐＨを７．５に調節し、更にポアサイ
ズ１ミクロンのメンブランフィルタ−（商品名：フロロ
ボアフィルター、住友電工製）にて加圧濾過して、本発
明の実施例及び比較例に使用するインクＡ−Ｆを得た。

得られたインクの２５℃における物性値及びＡ値、Ｂ値
、Ｂ／Ａ値を第１表に示す。

インクＡインクＢインクＣインクＤインクＥインクＦ（実施例及び比較例）参考例によって得たインクＡ〜Ｆを用い、記録装置とし
て、インクの吐出エネルギー源として発熱素子を利用し
たインクジェットプリンター（オリフィスサイズ４０Ｘ
５０μｍ１ヒーターサイズ３０Ｘ１５０μｍ１ノズル数
２４木、駆動電圧２４．５Ｖ、周波数２ＫＨｚ）を使用
して、又、２５℃、３０％ＲＨの条件下において印字ヘ
ッドにキャッピング操作させずに５分間放置し、１分間
印字操作を行った後の２４木のノズルの吐出状況を調べ
、吐出特性を評価ｔノな。

又、市販のコピー用紙、ボンド紙に印字し、得られた印
字物の定着性と滲みの記録特性を評価した。

尚、実施例及び一部の比較例における昇温操作はインク
液室の周りに正特性のサーミスター（商品名：ポジスタ
ー、キューリ一点４０度１６０度８８０度、打出製作所
製）を取り付は加電圧を制御することによって行った。

以上の設定条件及び評価結果を第２表に示す。

第１表＊１　吐出特性評価２４本のノズル中、不吐出となったノズル数にて評価し
た（２５℃、３０％ＲＨの環境条件にて評価）。

○・・・すべてのノズルで安定吐出 △・・・一部子安定吐出のノズルあり ×・・・全ノズルで不安定吐出又は不吐出となる＊２　定着性評価市販のコピー・用紙及びボンド紙に印字して１０秒後、
３０秒後に印字部を濾紙（商標名：Ｎｏ、５Ｃ１東洋科
学産業（株）製）にて擦った。（２５℃、６０％ＲＨの
環境条件にて評価） ◎・・・１０秒でカスレ　なし ○・・・１０秒でカスレ　小 △用３０秒でカスレ　小 ×・・・３０秒でカスレ　大＊３　にじみ率測定前述のコピー用紙及びボンド紙に３００ドツトを連続し
ないように印字した後、１時間以上放置し、その後顕微
鏡で滲みを発生したドツトの数を数え、％で表示したく
２５℃、６０％ＲＨの環境条件にて印字）６◎・・・１
０％以下Ｏ・・・１１〜２０％ △・・・　２１〜３０　％ ×・・・３１％以上（効果）本発明のインクジェット記録方法によれば、インクジェ
ット用に特別に調製された指定紙はもちろんのこと、そ
れ以外の、被記録面に繊維が露呈している所謂、一般の
普通紙に対しても定着性、印字品位が良好であり、さら
にインクの操作性の優れたインクジェット記録が可能と
なった。

更に、安全性にも優れ又、目詰りを起こさない吐出安定
性の良好なインクジェット記録方法が実現できた。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）インク滴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、該インクが色素、２５℃
における蒸気圧が１ｍｍＨｇ以上の揮発性溶剤及び分子
量３００以上の固体物質（常温において）を必須成分と
し、該インク中の固体物質の含有率１０重量％における
粘度（２５℃）をＡｃＰ、含有率を３０重量％における
粘度（２５℃）をＢｃＰとした時、下記（ I ）式を満
足するように調製されたものであり、そのインクを昇温
して記録を行うことを特徴とするインクジェット記録方
法。Ｂ／Ａ≧３・・・（ I ）
（２）被記録材が、その被記録面に、繊維が露呈してい
るものである特許請求の範囲第１項記載のインクジェッ
ト記録方法。
（３）被記録材がサイジングされた紙である特許請求の
範囲第１項記載のインクジェット記録方法。
（４）前記インクとして、２５℃における表面張力が３
５〜６５ｄｙｎｅ／ｃｍ、粘度が５０ｃＰ以下であるも
のを使用した特許請求の範囲第１項記載のインクジェッ
ト記録方法。
（５）前記揮発性溶剤として、蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以
上（２５℃）のものを使用した特許請求の範囲第１項記
載のインクジェット記録方法。
（６）前記揮発性溶剤が水である特許請求の範囲第１項
記載のインクジェット記録方法。
（７）前記揮発性溶剤の含有量が、インク全重量に対し
て５０〜９５重量％である特許請求の範囲第１項記載の
インクジェット記録方法。
（８）前記固体物質が分子量６００以上である特許請求
の範囲第１項記載のインクジェット記録方法。
（９）前記固体物質がポリエチレングリコール、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
ルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン／ポリオ
キシプロピレンブロックポリマーから選ばれる、少なく
とも１種からなる特許請求の範囲第１項記載のインクジ
ェット記録方法。
（１０）前記固体物質の含有量が、インク全重量に対し
て５〜３５重量％である特許請求の範囲第１項記載のイ
ンクジェット記録方法。
（１１）前記固体物質の含有量が、インク全重量に対し
て１０〜２５重量％である特許請求の範囲第１項記載の
インクジェット記録方法。
（１２）昇温温度が４０℃以上である特許請求の範囲第
１項記載のインクジェット記録方法。
（１３）昇温温度が６０℃以上である特許請求の範囲第
１項記載のインクジェット記録方法。
（１４）昇温温度が８０℃以上である特許請求の範囲第
１項記載のインクジェット記録方法。
（１５）前記インクが、更に２５℃における蒸気圧が１
ｍｍＨｇ未満で、粘度が１０ｃＰ以下の低粘度溶剤を含
む特許請求の範囲第１項記載のインクジェット記録方法
。
（１６）前記低粘度溶剤の含有量が、インク全重量の１
〜３０重量％の範囲にある特許請求の範囲第１５項記載
のインクジェット記録方法。