JPS63315284A - インクジェット記録方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、記録用の液体（インク）を液滴として吐出さ
せ、それを紙などの被記録材に付着させて記録を行なう
インクジェット記録方法に関し、インク吸収性の特に優
れた被記録材を用いない場合でも良好な記録が実施でき
るインクジェット記録方法に関する。

〔従来の技術〕

インクジェット記録方法は、種々のインク吐出方式によ
りインクの液滴を形成して、それを紙などの被記録材に
記録情報に応じて４４着させて記録を行なう方法である
。

このような記録に用いる記録装置としては、連続噴射型
、インパルス（オンデマンド）型、静電吸引型など種々
のインク吐出方式を用いたものが実用化されている。

インクジェット記録に用いるインクとしては、水、ある
いは水を主体とする溶媒に染料なとの記録剤を含有させ
た記録用液体（インク）か、安全性や記録適性の面で優
れていることからもっばら用いられている。

また、インクジェット記録に使用する被記録材としては
、いわゆるインクジェット記録用紙と呼ばれる多孔質の
インク吸収性に優れる層を各種基材」−に設けた記録紙
が、普通紙（特別そのようなインク吸収層を設けていな
いもの）に比べ高解像度、高画質を得易いという理由か
ら多く用いられている。

（発明か解決しようとする問題点〕 ところが、上述のインクジェット記録紙は、インク吸収
層を特別に設けるため、その製造コストが普通紙に比へ
て高く、その消費ｈ１が多くなると、記２４紙に要する
出費も無視できない。

そこて、より安価な普通紙を用いてもインクシェツト記
録紙と遜色ない良好なインクジェット記録か実施できる
装置、あるいは記録方法の開発か望まれていた。

普通紙を用いたインクシェツト記録において良好な記録
を実施する方法としては、例えば用いるインクの物性を
普通紙のようなインク吸収性に劣る被記録材の特性に合
せて調節して用いる方法かある。

すなわち、普通紙はインク吸収性に劣るので、液滴とし
て普通紙上にイ」着したインクがなるぺ〈速やかにその
内部に浸透し、かつその表面付近にあるインクの溶媒成
分がすばやく気化してインクに含まれた記録剤の定着が
進み易いような特性をインクに付！テする。

このような特性は、インクに例えば以ドのような物性を
付惺するにとによって得ることが可能である。

■より高揮発性であること（蒸気圧が高いこと）。

■より粘度が低いこと。

■より表面張力が低いこと。

ところが、このような物性は、インクジェット記録装置
ての良好な記録特性、すなわち記録装置に対する適性を
満足させるインクの物性に相反するものであり、上記■
〜■の物性のインクを用いた場合記録装置の性能を有効
に利用できないことが多い。

すなわち、揮発性の高いインクを用いた場合、例えば記
録休止中にインクジェット記録装置のオリフィス（イン
ク吐出孔）先端部のインクで溶媒成分の蒸発が著しく、
その部分に主に記録剤を含む固形物の析出か顕著となり
、目詰まりの発生頻度が高くなる。

また、粘度の低いインクを用いた場合、記録ヘッド内の
インクへの泡の取り込みが生じ易くなり、記録装置の液
滴吐出安定性の低下を招き、記録された画像の品位を乱
す。

更に、表面張力をより低くした場合でも、記録ヘッド内
のインクへの泡の取り込みが生じ易なり、記録装置の液
滴吐出安定性が悪くなる。

しかしながら、上述のようなインクの被記録材への適性
と、記録装置への適性の両方を考慮した場合、これらを
同時に満足できる物性のインクは未だ知られていないの
が現状である。

本発明の目的は、負通紙のようなインク吸収性に劣る被
記録材を用いた場合でも、良好なインクジェット記録か
可能な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［１的は以上の本発明によって達成することがて
きる。

すなわち本発明は、記録剤を含む有色液体の吐出液滴を
形成するだめの手１段と、記録剤を含まない無色液体の
吐出液滴を形成するための手段とを独立して設け、記録
情報に応して被記録材上で有色液滴」二に無色液滴を重
ね打ちして記録を行なうインクジェット記録方法であっ
て、前記有色液体と前記無色液体を、前記有色液滴の被
記録材への浸透が促進されるに必要な物性関係を有する
組み合せで用いて記録を実施することを特徴とするイン
クジェット記録方法である。

本発明の方法に用いるインクジェット記録装置は、どの
ような吐出液滴形成方式を用いたものであっても良いが
、有色液体（以後有色インクという）を吐出する液滴形
成手段と、無色液体（以後無色インクという）を吐出す
る液滴形成１段とか独立して設けられているものが用い
られる。ここで独立とは、異なるインクジェット記録ヘ
ッドごとにこれらインクのそれぞれを吐出させる構成、
あるいは同一記録ヘッド内にこれらインクの吐出部を個
々に設けた構成などを意味する。

本発明の方法に用いる画像形成方式は、モノカラ画像形
成、フルカラー画像形成等所望とする画像形成に応じた
ものを用いれば良い。

また、有色インクとしては、１種のみならず、必要に応
じて異なる色および／または濃度を呈するものの２種以
上か用い得る。

本発明の方法に用いる有色インクとしては、例えば各種
染料からなる記録剤と、水もしくは水と各種有機溶剤か
らなる水性溶媒と、必要に応じた各種添加剤とを含むイ
ンクなどインクジェット記録用として用い得るものなら
ばいずれのものも利用できるか、このインクに含まれる
記録剤が記録画像を形成する成分となるので、液滴形成
性、吐出量制御性、吐出安定性、目詰り防止性なとの用
いる記録装置への適性を有するものを用いるのが好まし
い。

一方、本発明の方法に用いる無色インクとしては、例え
ば上記の有色インクから記録剤を除いた組成のものが利
用でき、以Ｆに述べるような効果が得られる範囲内の物
性を有するように上記有色インクと適宜組合せて用いれ
ば良い。なお、無色インクに高揮発性のものを使用する
場合には、析出性の成分は含打させない方が良い。

無色インクは記録画像の構成成分とならないので、吐出
安定性などの記録装置への適性は厳格に要求されない。

すなわち、無色インクに高揮発性のものを使用しても、
無色インクは記録剤や析出性の成分を含有しておらず、
上述したようなインクの揮発性を高めた場合に生じるオ
リフィスでの目詰りの発生がない。

また、無色インクの粘度や表面張力が低くても、その吐
出方向について厳密な正確さが要求されず、またより高
品位な画像形成に重要な吐出量についての粒密な制御も
必要ないのて、有色インク−Ｆに供給するたけというよ
り緩和された吐出条件で吐出させれば良い。しかも、ま
たその吐出か多少不安定になっても、無色であるので画
像に悪影響を及ぼすことはない。

これらインクとしては、上述のように被記録材トで有色
インク滴トに更に無色インク滴を重ね打ちした際に、有
色インク滴の被記録材への浸透が促進されるに必要な物
性関係を有するような組み合せて用いられる。

このような物性関係は、例えば以下のような関係の１つ
以上を満足させることによって得ることかできる。

ａ）無色インクの表面張力を有色インクの表面張力より
も低くする。

ｂ）無色インクの粘度を有色インクの粘度よりもも低く
する。

Ｃ）無色インクの蒸気圧を有色インクの蒸気圧よりも高
くする。

このような物性関係を有する有色インクと無色インクと
を組合せて用いることにより、以下のような効果を得る
ことがてきる。

すなわち、本発明の方法により記録を実施すれば、酋通
紙等のインク吸収性に劣る被記録材を用いた場合でも、
通常その低いインク吸収性のために良好な画像定着性が
得られず、記録直後にかぞうを指等で触れた際などに画
像にかすれやにじみが生じるというような問題なくなり
、良好な品質の記録画像が得られ、更に画像の定着も速
やかである。

このような効果は、以下のようなインクの被記録材への
吸収メカニズムによるものと推定できる。

まず、被記録材に有色インク滴を付着させると、被記録
材のインク吸収性が低い場合は、第１図（Ａ）に示すよ
うに、インクは部分的に被記録材１中に３１で示したよ
うに浸透し、被記録材１の表面には大部分のインク滴３
２が残される。

これは、先に述べたように、記録装置への適性を考慮し
た有色インクは、その粘度及び表面張力が高く設定され
ているので、被記録材との淵れ性が悪いうえに被記録材
中への浸透速度が遅い。しかも、用いる溶媒の蒸気圧（
揮発性）も低く設定されるので、被記録材上でのインク
溶媒成分の蒸発も遅い。

しかしながら、このような状態の有色インク上に該有色
インクに対して上記のような関係にある無色インクを付
着させると、有色インク滴の被記録材での状態は第１図
（Ｂ）に示すように変化する。

すなわち有色インク３２の被記録材表面での残存量が著
しく低下し、例えばこの状態の被記録材表面を指などで
こすったりしても、画像にかすれやにじみが生じない。

これは、以下のような作用によるものと考えられる。

揮発性の高い無色インクを用いた場合、後から付着した
無色インクに押されて被記録材上に有色インクが被記録
材中へ浸透し、無色インク自体は高揮発性であるので、
被記録材表面で蒸発する。

また、粘度の低い無色インクを用いた場合、被記録材上
に残存している有色インクに低粘度の無色インクが混合
される結果、被記録材上の混合インク滴の粘度が低下し
、その被記録材への浸透が容易となる。

あるいは、表面張力の低い無色インクを用いた場合、被
記録材上に残存している有色インクに低表面張力の無色
インクが混合される結果、被記録材」−の混合インクの
表面張力が低下し、その被記録材への浸透が容易となる
。

このようにして、被記録材に付着した有色インクは無色
インクの補助的作用にょワて被記録材へ効果的に浸透し
、結果的に画像を形成する有色インクの良好なインク吸
収性と定着性が得られる。

なお、本発明の記録方法はインク吸収層を有するいわゆ
るインクジェット記録用紙に対してももちろん有効であ
る。

本発明でいう普通紙とは、植物繊維を抄いて平らにから
み合ねたものであり、表面にコート層などの特殊な層を
もたず、比較的低コストで人手できる紙のことである。

たたし、例えばコピー用紙などのサイズ剤を添加させた
程度のものはこの普通紙に含まれる。

更に、本発明の方法においては、有色インクに記録装置
に対する適性の優れたものを用いることができるので、
記録装置の記録特性を十分に活ずことができる。

なお、無色インクと有色インクの物性関係を揮発性で規
定する場合、上述のような効果をより効率良く得るには
、例えば同一温度、同一気圧条件化での無色インクの蒸
気圧を水よりも高く、有色インクの蒸気圧を水と同等も
しくはそれ以下に設定するのが望ましい。

また、無色インクと有色インクの物性関係を粘度で規定
する場合には、無色インクの粘度を２０ｐｓ以下に、有
色インクの粘度が２ｃｐｓを越えるように設定するのが
望ましい。

更に、無色インクと有色インクの物性関係を表面張力で
規定する場合、上述のような効果をより効率良く得るに
は、例えば無色インクの表面張力を４５　ｄ　ｙ　ｎ　
／　ｃ　ｍ以下に、有色インクの表面張力が４５　ｄ　
ｙ　ｎ　／　ｃ　ｍを越えるように設定すると良い。

〔実施例〕

以下、実施例および比較例によって本発明を更に詳細に
説明する。

実施例１ 表１に示した組成の有色インク用溶媒に、Ｃ，Ｔ。

ダイレクトイエロー　１４４　　、Ｃ，１，アシッドレ
ット３７、Ｃ，１，ダイレクトブルー８６、Ｃ，１，フ
ートブラック２をそれぞれ２．０重量％、２．０重量％
、１．５重量％３，０重量％添加して、イエロー、マゼ
ンタ、シアン、ブラックの４種の有色インクを作成した
。

１ケ′ また、無色インクは表１に示された組成のものをそのま
まイ吏用した。

表１における蒸発速度は、常温での蒸気圧を基準として
表現したものである。

次に、第２図（Ａ）および（Ｂ）に示したような構成の
インクジェット記録装置に、こわらのインクを充填し、
以下のインク吐出条件で記録情報に応じてコピー用紙（
キャノン■社製、ＮＰ用紙）上にその吐出量を制御しな
がら有色インクを付着させるとともに、有色インク−Ｌ
に無色インクを更に重ね打ちしてフルカラー画像を記録
した。

インク吐出条件： 無色インク オリフィス径　　　５０ｕｌ ヘッド駆動周波数　３ｋＨｚ 駆動パルス電圧　　４０Ｖ 有色インク オリフィス径　　　５０明 ヘッド駆動周波数　３　ｋｌｌｚ 駆動パルス電圧　　３０〜８０　Ｖ なお、有色インクを吐出するための信号のパルス波形ま
たはパルス電圧を制御して有色インクの液滴の容量を記
録情報に応じて調節して濃度階調を表現した。

印字順序； イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、無色なお。第
２図に示す装置の構成は以下のとりである。

この装置におけるインク滴吐出手段は、２１〜２５のオ
リフィス（イエロー用２１　　マセ゛ンタ用２２　　シ
アン用２３　　ブラック用２４　　無色用２５）を有す
る記録ヘッド１であり、これらオリフィスからのインク
の吐出はそれぞれ独立して制御される。

記録に用いられる各インクはインク貯蔵用インク袋１１
〜１５にそれぞれ充填されている。

記録情報信号はヘッド駆動手段２からの電気信号伝達手
段を介して記録ヘッドに伝達され、記録ヘッドから吐出
されたインク６は、記録情報に応じて記録紙３を記録ヘ
ッド前方へ送り込むプラテン４上の記録紙３に記録情報
に応じて付着される。

記録終了、得られた画像における画像定着性を、記録終
了直後、画像を指で触れた際に画像にかずれやにじみが
発生ずるかどうかによってにより評価したところ、かす
れやにじみの発生は認められず良好な画像定着性が得ら
れた。

また得られた画像の品質も良好であった。

また、このような記録操作を数時間の記録休止を介して
断続的に繰り返し実施したところ、記録装置の液滴吐出
安定性などの記録特性に変化は認められず、またオリフ
ィスの目詰りの発生も認められず、装置の記録特性は良
好に維持された。

実施例２ 表２に示す組成の溶媒■〜■及び無色インク■〜■のそ
れぞれ一種ずつを組み合せて用いる以外は実施例１と同
様にしてインクジェット記録をそれぞれ実施した。なお
、有色インク用溶媒と無色インクの組み合せはそれぞれ
、■と■、■と■、■と■、■と■、■と■、■と■と
した。

１２′ それぞれの記録か終了した後、実施例１と同様にして得
られた各画像の画像定着性を評価したところ、いずれも
実施例と同様に良好であり、また、いずれの画像も良好
な品質を有していた。

更に、これらの記録操作の断続的な繰り返し実施しにお
いても、記録装置の液滴吐出安定性などの記録特性は良
好に維持され、また目詰りの発生も認められなかった。

比較例１ 無色インクを用いない以外は実施例１．２と同様にして
インクジェット記録を実施したところ、いずれの記録操
作においても記録装置の記録特性は維持されたが、実施
例１と同様に行なった定着性の評価では、画像にかすれ
やにじみの発生か顕著に認められ、画像定着性に劣って
いた。

比較例２ 実施例１．２て用いた無色インクをそれぞれ溶媒として
用い、実施例１と同様にして有色インクを作成し、更に
実施例１と同様にしてインクシェツト記録を実施した。

しかしながら、いずれの記録操作においても良好な吐出
安定性か得られず、画像にムラが生じ、画質の低下が顕
著であった。

しかも、数時間の記録休止を介した断続的な記録の実施
においては、休止後にオリフィスの１」詰りか発生し、
更に良好な記録操作が継続できなくなった。

なお、この際の記録ヘッド内でのインクの物性の変化は
認められなかった。

実施例３ 有色インク用溶媒として、水４５重量部、ジエチレング
リコール５５重量部の混合溶媒を用い、無色インクとし
て、水４５重量部、ジエチレングリコール５５重、ｌｉ
）部、アセチノールＥＨＯ，ｌｆｆ１量部の混合物を用
いる以外は実施例１と同様にしてインクシェツト記録を
実施したところ、良好な画像を得ることができた。

なお、この時の有色インクの粘度は５．２ｃｐ　、表面
張力は５３ｄｙｎ／ｃｍ　　無色インクの粘度は５．２
ｃｐ、表面張力は４４ｄｙｎ／ｃｍであり、蒸発速度は
同じであった。

実施例４ 有色インク用溶媒として、水５７重量部、ポリエチレン
グリコール４３重量部の混合溶媒を用い、無色インクと
して、水５７重量部、エチレングリコール４３重量部の
混合物を用いる以外は実施例１と同様にしてインクジェ
ット記録を実施したところ、良好な画像を得ることがで
きた。

なお、この時の有色インクの粘度は６．Ｏｃｐ　、表面
張力は５４ｄｙｎ／ｃｍ　　無色インクの粘度は２．Ｏ
ｃｐ、表面張力は５５ｄｙｎ／ｃｍであり、蒸発速度は
同じであった。

実施例５ 有色インク用溶媒として、水６０重量部、ジエチレング
リコール３９．９重量部、アセヂノールＥＨＯ１１重量
部の混合溶媒を用い、無色インクとして、水６０重量部
、メタノール１０重量部、ポリエチレンクリコール３０
重量部の混合物を用いる以外は実施例１と同様にしてイ
ンクジェット記録を実施したところ、良好な画像を得る
ことができた。

なお、この時の有色インクの粘度は３．Ｏｃｐ　、表面
張力は４６ｄｙｎ／ｃｍ　　無色インクの粘度は３．Ｏ
ｃｐ、表面張力は４６ｄｙｎ／ｃｎ＋であり、蒸発速度
は無色インクの方がメタノールを含む分たけ大きかった
。

〔発明の効果〕

木発明の記録方法では、画像を形成する有色のインクと
無色のインクとを所定の物性関係で用い、有色インクの
被記録材への浸透を無色インクで補助促進して記録を行
ない、かつ有色インクの物性を主に記録装置に対する適
性に合せて調節できるので、インク吸収性に劣る酋通紙
などの被記録材を用いた場合でも、記録装置の記録特性
を活しつつ良好な画像形成性及び定着性を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法におけるインク滴の挙動を説明す
るための模式図であり、第２図（Ａ）は木発明に用いる
ことのできるインクジェット記録装置の一例の該略図、
第２図ＣＢ）は第２図（Ａ）に示した装置の記録ヘッド
部の模式的平面図である。 １：記録ヘッド ２：記録ヘッド駆動１段 ３：被記録材 ４ニブラテン ５：電気信号伝達手段 ６：インク滴 １１〜１５：インク袋 ２１〜２５ニオリフイス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）記録剤を含む有色液体の吐出液滴を形成するための
   手段と、記録剤を含まない無色液体の吐出液滴を形成す
   るための手段とを独立して設け、記録情報に応じて被記
   録材上で有色液滴上に無色液滴を重ね打ちして記録を行
   なうインクジェット記録方法であって、前記有色液体と
   前記無色液体を、前記有色液滴の被記録材への浸透が促
   進されるに必要な物性関係を有する組み合せで用いて記
   録を実施することを特徴とするインクジェット記録方法
   。 ２）前記無色液体が前記有色液体よりも低い表面張力を
   有する特許請求の範囲第１項に記載のインクジェット記
   録方法。 ３）前記無色液体が４５ｄｙｎ／ｃｍ以下の表面張力を
   有し、前記有色液体が４５ｄｙｎ／ｃｍを越える表面張
   力を有する特許請求の範囲第２項に記載のインクジェッ
   ト記録方法。 ４）前記無色液体が前記有色液体よりも低い粘度を有す
   る特許請求の範囲第１項に記載のインクジェット記録方
   法。 ５）前記無色液体が２ｃｐｓ以下の粘度を有し、前記有
   色液体が２ｃｐｓを越える粘度を有する特許請求の範囲
   第４項に記載のインクジェット記録方法。 ６）前記無色液体が前記有色液体よりも高い蒸気圧を有
   する特許請求の範囲第１項に記載のインクジェット記録
   方法。 ７）前記無色液体が水と同等もしくは水より高い蒸気圧
   を有する溶媒を主成分とし、前記有色液体が水よりも低
   い蒸気圧を有する溶媒を主成分とする特許請求の範囲第
   ６項に記載のインクジェット記録方法。