JPH0586314A

JPH0586314A - インクジエツト記録方法

Info

Publication number: JPH0586314A
Application number: JP3271787A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Nagashima; 聡永嶋; Osamu Nishiwaki; 理西脇; Shinichi Tochihara; 伸一栃原; Kumiko Mafune; 久美子真船
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-09-25
Filing date: 1991-09-25
Publication date: 1993-04-06

Abstract

(57)【要約】【目的】一般のオフィス等で使用されている普通紙等
に記録した場合に、印字記録物の印字品位等に悪影響を
与えることなく、印字記録物が十分な耐水性を有し、且
つ、長期間にわたりインクを保存しておいても何ら問題
なく高品位印字を可能にすることが出来るインクジェッ
ト記録方法を提供すること。【構成】インク滴を記録信号に応じてオリフィスから
吐出させて被記録材に記録を行うインクジェット記録方
法において、記録剤及びこれを溶解又は分散する液媒
体、及び下記一般式（Ι）で示される化合物を０．１％
以上〜５．０％未満含むインクを使用することを特徴と
するインクジェット記録方法である。（但し、Ｒ_１〜Ｒ_４のうちいずれかの２個がアルキ
ル基であり、残りが水素原子を示す。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録方
法に関し、更に詳しくは、印字記録物の耐水性に優れ、
且つ一般のオフィス等で使用されている上質紙、中性
紙、ボンド紙、再生紙等の、いわゆる普通紙や他の被記
録材に対しても印字品位等の良好な記録が行えるインク
ジェット記録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から筆記具（万年筆、サインペン、
水性ボールペン等）用インク及びインクジェット用イン
クについては、実に様々な組成のものが報告されてい
る。中でも近年はオフィスで一般に使用されているコピ
ー用紙、レポート用紙、ノート、便箋、ボンド紙及び連
続伝票用紙等の普通紙に対しても良好な記録を行うこと
が出来る様に、インクの組成及び物性等の多様な面から
詳細な研究開発が為されている。例えば、目詰りや低温
での凝固防止を達成したインクジェット用の水系インク
が多数提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとしている問題点】しかしながら、
水溶性インクは記録物のインクの耐水性に劣り、印字
後、記録物の印字部に雨等の水滴が付着したり記録物が
水中に浸漬されたりすると、印字記録物が流れ出してし
まい、印字物濃度が低下してしまうという問題がある。
特に、着色画像を得る為のインクジェット用の水性イン
クは、高い色彩度のインクを形成する為に、水に対し高
い溶解度を持つ染料を使用するので尚更である。又、水
溶性のインクは水や低沸点溶媒を使用しており、長期間
保存しておくと時間の経過と共にこれらの溶媒が蒸発し
てインクが高粘度化してしまう為、微細な孔からインク
滴を飛び出させる構成のインクジェット記録に適さなく
なり、均一なインク滴が得られなくなるるという問題も
ある。

【０００４】従って、本発明の目的は、一般のオフィス
等で使用されている普通紙等に記録した場合に、印字記
録物の印字品位等に悪影響を与えることなく、印字記録
物が十分な耐水性を有し、且つ、長期間にわたりインク
を保存しておいても何ら問題なく高品位印字を可能にす
ることが出来るインクジェット記録方法を提供すること
にある。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】上記目的は以下の本発
明によって達成される。即ち、本発明は、インク滴を記
録信号に応じてオリフィスから吐出させて被記録材に記
録を行うインクジェット記録方法において、記録剤及び
これを溶解又は分散する液媒体、及び下記一般式（Ι）
で示される化合物を０．１％以上〜５．０％未満含むイ
ンクを使用することを特徴とするインクジェット記録方
法である。

【化１】（但し、Ｒ₁ 〜Ｒ₄ のうちいずれかの２個がアルキル基
であり、残りが水素原子を示す。）

【０００６】

【作用】本発明者は、水溶性インクの耐水性の改善の為
に、様々なインク組成について鋭意検討を行った結果、
記録剤及びこれを溶解又は分散する液媒体を含むインク
中に、下記一般式（Ι）で示される化合物を０．１％以
上〜５．０％未満含有させたインクをインクジェット記
録方法に使用すれば、印字品位を損なうことなく印字記
録物の耐水性の向上が達成され、且つインクを長期間保
存した後であってもも良好に記録が行え、インクジェッ
ト記録システムの信頼性を何ら損なうことがないことを
知見し、本発明を完成した。

【０００７】

【好ましい実施態様】次に好ましい実施態様を挙げて本
発明を更に詳しく説明する。本発明のインクジェット記
録方法で使用するインクに含まれる下記一般式（Ι）で
示される化合物としては、例えば、１，１ジエチル尿
素、１，３ジエチル尿素、１，１ジメチル尿素、１，３
ジメチル尿素等が挙げられる。

【化１】上記一般式（Ι）で示される化合物のインク中での割合
は、好ましくは、０．１％以上〜５．０％未満、更に好
ましくは、０．５〜４．５ｗｔ／％の範囲である。

【０００８】本発明に使用される記録剤としては、特に
限定することはなく、各種の染料及び顔料等の色材が使
用される。特に、水溶性の各種染料がインクの性能上好
ましい。これらの色材の使用量については特に制限され
るものではないが、一般的にはインク全重量に対して
０．１〜１５重量％の範囲が好ましく、より好適には
０．１〜１０重量％である。又、本発明で使用されるイ
ンクは、ｐＨ調整剤を添加することにより、ｐＨを５〜
１０に調整するのが好ましい。尚、本発明で使用される
インクは上記成分の他に必要に応じて水溶性有機溶剤、
界面活性剤、防錆剤、防腐剤、防カビ剤、酸化防止剤、
蒸発促進剤、キレート化剤、水溶性ポリマー等の種々の
添加剤を添加してもよい。

【０００９】本発明で使用される液媒体は、水と水溶性
有機溶剤との混合物であることが好ましい。具体的な水
溶性有機溶剤の例としては、例えば、ジメチルホルムア
ミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン等
のケトン類；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
ングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、ジエ
チレングリコールモノメチル（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；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、トリエタノールアミン、スルホラン、
ジメチルサルフォオキサイド等が挙げられる。

【００１０】上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般には
インクの全重量に対して重量％で１％〜４０％が好まし
く、より好ましくは３％〜３０％の範囲である。又、イ
ンク中の水の含有量は、３０〜９５重量％の範囲で使用
される。３０重量％より少ないと色材の溶解性等が悪く
なり、インクの粘度も高くなる為好ましくない。一方、
９５重量％より多いと蒸発成分が多すぎて、十分な固着
特性を満足することが出来ない。

【００１１】本発明で使用されるインクは、熱エネルギ
ーによるインクの発泡現象によりインクを吐出させるタ
イプのインクジェット記録方法に適用する場合に特に好
適であり、吐出が極めて安定となり、サテライトドット
の発生等が生じないという特徴がある。但しこの場合に
は、熱的な物性値（例えば、比熱、熱膨張係数、熱伝導
率等）を調整する場合もある。更に、本発明で使用され
るインクは普通紙等に記録した場合の印字記録物のイン
クの耐水性の問題を解決すると同時に、インクジェット
用ヘッドに対するマッチングを良好にする面から、イン
ク自体の物性として２５℃における表面張力が３０〜６
８ｄｙｎｅ／ｃｍ、粘度が１５ｃＰ以下、好ましくは１
０ｃＰ以下、より好ましくは５ｃＰ以下に調整されるこ
とが望ましい。従って、上記物性にインクを調整し、普
通紙における問題を解決する為には、本発明のインク中
に含有される水分量としては５０重量％以上９８重量％
以下、好ましくは６０重量％以上９５重量％以下とされ
るのが好適である。

【００１２】本発明で使用されるインクは、熱エネルギ
ーの作用により液滴を吐出させて記録を行なうインクジ
ェット記録方法にとりわけ好適に用いられる。本発明の
インクジェット記録方法は、記録ヘッドの室内のインク
に記録信号に対応した熱エネルギーを与え、該熱エネル
ギーにより液滴を発生させることにより印字をが行われ
る。

【００１３】本発明方法を適用した装置の主要部である
ヘッド構成例を図１、図２及び図３に示す。ヘッド１３
はインクを通す溝１４を有するガラス、セラミックス又
はプラスチック板等と、感熱記録に用いられる発熱ヘッ
ド１５（図ではヘッドが示されているが、これに限定さ
れるものではない）とを接着して得られる。発熱ヘッド
１５は酸化シリコン等で形成される保護膜１６、アルミ
ニウム電極１７−１、１７−２、ニクロム等で形成され
る発熱抵抗体層１８、蓄熱層１９、アルミナ等の放熱性
の良い基板２０とによりなっている。インク２１は吐出
オリフィス（微細孔）２２まで来ており、圧力Ｐにより
メニスカス２３を形成している。今、電極１７−１、１
７−２に電気信号が加わると、発熱ヘッド１５のｎで示
される領域が急激に発熱し、ここに接しているインク２
１に気泡が発生し、その圧力でメニスカス２３が突出
し、インク２１が吐出し、オリフィス２２より記録小滴
２４となり、被記録材２５に向かって飛翔する。図３に
は図１に示すヘッドを多数並べたマルチヘッドの外観図
を示す。該マルチヘッドはマルチ溝２６を有するガラス
板２７と、図１に説明したものと同様な発熱ヘッド２８
を密着して製作されている。尚、図１は、インク流路に
沿ったヘッド１３の断面図であり、図２は図１のＡ−Ｂ
線での切断面である。

【００１４】図４に、かかるヘッドを組み込んだインク
ジェット記録装置の１例を示す。図４において、６１は
ワイピング部材としてのブレードであり、その一端はブ
レード保持部材によって保持されて固定端となり、カン
チレバーの形態をなす。ブレード６１は記録ヘッドによ
る記録領域に隣接した位置に配設され、又、本例の場
合、記録ヘッドの移動経路中に突出した形態で保持され
る。６２はキャップであり、ブレード６１に隣接するホ
ームポジションに配設され、記録ヘッドの移動方向と垂
直な方向に移動して吐出口面と当接し、キャッピングを
行う構成を備える。更に６３はブレード６１に隣接して
設けられるインク吸収体であり、ブレード６１と同様、
記録ヘッドの移動経路中に突出した形態で保持される。
上記ブレード６１、キャップ６２、吸収体６３によって
吐出回復部６４が構成され、ブレード６１及び吸収体６
３によってインク吐出口面の水分、塵埃等の除去が行わ
れる。

【００１５】６５は吐出エネルギー発生手段を有し、吐
出口を配した吐出口面に対向する被記録材にインクを吐
出して記録を行う記録ヘッドであり、６６は記録ヘッド
６５を搭載して記録ヘッド６５の移動を行う為のキャリ
ッジである。キャリッジ６６はガイド軸６７と慴動可能
に係合し、キャリッジ６６の一部はモータ６８によって
駆動されるベルト６９と接続（不図示）している。これ
によりキャリッジ６６はガイド軸６７に沿った移動が可
能となり、記録ヘッド６５による記録領域及びその隣接
した領域の移動が可能となる。５１は被記録材を挿入す
る為の給紙部、５２は不図示のモータにより駆動される
紙送りローラである。これらの構成によって記録ヘッド
の吐出口面と対向する位置へ被記録材が給紙され、記録
が進行するにつれて排紙ローラ５３を配した排紙部へ排
紙される。

【００１６】上記構成において記録ヘッド６５が記録終
了等でホームポジションに戻る際、ヘッド回復部６４の
キャップ６２は記録ヘッド６５の移動経路から退避して
いるが、ブレード６１は移動経路中に突出している。こ
の結果、記録ヘッド６５の吐出口面がワイピングされ
る。尚、キャップ６２が記録ヘッド６５の吐出面に当接
してキャッピングを行う場合、キャップ６２は記録ヘッ
ドの移動経路中に突出する様に移動する。記録ヘッド６
５がホームポジションから記録開始位置へ移動する場
合、キャップ６２及びブレード６１は上述したワイピン
グ時の位置と同一の位置にある。この結果、この移動に
おいても記録ヘッド６５の吐出口面はワイピングされ
る。上述の記録ヘッドのホームポジションへの移動は、
記録終了時や吐出回復時ばかりでなく、記録ヘッドが記
録の為に記録領域を移動する間に所定の間隔で記録領域
に隣接したホームポジションへ移動し、この移動に伴っ
て上記ワイピングが行われる。

【００１７】

【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に
具体的に説明する。尚、文中、部及び％とあるのは特に
断りのない限り重量基準である。実施例１〜実施例４、比較例１及び比較例２下記に示す各成分を混合し、十分撹拌して溶解後、ポア
サイズが０．４５μｍのフロロポアフイルター（商品
名：住友電工（株）製）にて加圧瀘過し、本発明の実施
例及び比較例のインクを調製した。

【００１８】実施例１のインク組成・Ｃ．Ｉ．フードブラック２
４部・グリセリン
５部・エチルアルコール
２部・１，１ジエチル尿素
４部・水
８６部実施例２のインク組成・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１５４
３部・ジエチレングリコール
１０部・１，１ジメチル尿素
３部・水
８４部実施例３のインク組成・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１５４
５部・ジエチレングリコール
１０部・イソプロピルアルコール
２部・１，３ジエチル尿素
１部・水
７９部実施例４のインク組成・Ｃ．Ｉ．フードブラック２
２部・グリセリン
７部・イソプロピルアルコール
３部・１，１ジエチル尿素
４部・水
７８部

【００１９】比較例１のインク組成・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１５４
３部・ジエチレングリコール
１０部・１，１ジエチル尿素
１０部・水
７７部比較例２のインク組成・Ｃ．Ｉ．フードブラック２
４部・トリエチレングリコール
１０部・エチルアルコール
２部・１，３ジエチル尿素
１２部・水
７２部比較例３のインク組成・Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１５４
３部・ジエチレングリコール
１０部・イソプロピルアルコール
４部・水
７３部比較例４のインク組成・Ｃ．Ｉ．フードブラック２
４部・トリエチレングリコール
１０部・尿素
１５部・水
７１部

【００２０】次に、得られた実施例１〜実施例４と比較
例１〜比較例３のインクを用い、インクジェット記録装
置として発熱素子をインクの吐出エネルギー源として利
用したオンデマンド型インクジェットプリンタを使用し
て印字試験を行い、（１）耐水性、（２）周波数応答
性、（３）印字品位、（４）目詰り性、（５）印字濃
度、（６）印字の定着性の評価を下記の基準に従って夫
々行った。又、得られた結果を表１に示す。尚、上記の
インクジェット記録装置の印字条件としては、駆動電圧
２６Ｖ、発熱抵抗体の抵抗値１５０Ω、周波数４ＫＨｚ
で行った。

【００２１】［評価方法及び評価基準］（１）耐水性プリンターに所定のインクを充填して、市販の上質紙に
英数文字及びベタ部を印字した後、プリントを停止し、
１時間以上放置後、印字濃度をマクベスＲＤ９１５（商
品名：マクベス社製）にて測定を行う。その後、印字物
を水を満たした容器に３分間浸漬した後、放置、乾燥し
て再度印字濃度を測定し、印字物濃度の残存率を求め、
耐水性の評価とした。 ○：印字物濃度の残存率が７５％以上。 ×：印字物濃度の残存率が６５％以下。

【００２２】（２）周波数応答性得られた印字物の印字状態、即ちカスレや白抜け状態及
びスブラッシュやヨレ等の着弾点不良状態を肉眼で観察
し、評価した。 ○：周波数に対するインクの追従状態は、ほぼ良好であ
り、キャラクタ印字ではカスレや白抜け、着弾点不良が
みられないが、ベタ印字において僅かにカスレが見られ
る。 △：キャラクタ印字ではカスレや白抜けは見られない
が、一部に着弾点不良が見られる。又、ベタ印字ではカ
スレ、白抜けがベタ印字全体の１／３程度見られる。 ×：ベタ印字ではカスレ、白抜けが多く、又、キャラク
タ印字においてもカスレや着弾点不良が多数見られる。

【００２３】（３）印字品位の評価プリンターで市販の上質紙に英数文字を印字し、１時間
以上放置した後、顕微鏡及び目視で文字のシャープさや
文字より発生するヒゲ状の滲みの度合いを評価した。 ◎：文字がシャープでヒゲ状の滲みがない。 ○：文字がシャープであるが、ヒゲ状の滲みが少し発
生。 △：文字にシャープさがない。又は、ヒゲ状の滲みが多
い。 ×：文字にシャープさがなく、ヒゲ状の滲みも多い。

【００２４】（４）目詰り性評価プリンターに所定のインクを充填して１０分間連続して
英数文字を印字した後、プリントを停止し、キャップを
施して１０日間放置（放置条件：６０℃、１０±５％Ｒ
Ｈ）した後、再び英数文字を印字して初期の印字状態が
再現出来るまでの回復操作回数で判定した。 ◎：回復操作なしで初期と同様な印字が可能。 ○：１〜５回の回復操作で初期と同様な印字が可能。 △：６〜１０回の回復操作で初期と同様な印字が可能。 ×：１１回以上の回復操作で初期と同様な印字が可能。

【００２５】（５）印字濃度評価市販の上質紙に英数文字及びベタ部を印字した後、１時
間以上放置後、印字濃度測定をマクベスＲＤ９１５（商
品名：マクベス社製）にて行なった。 ◎：印字濃度が１．３５以上であった。 ○：印字濃度が１．３０以上、１．３５未満であった。 △：印字濃度が１．２５以上、１．３０未満であった。 ×：印字濃度が１．２５未満であった。

【００２６】（６）印字の定着性評価印字乾燥性については、市販の連続伝票用紙にプリンタ
ーで英数文字を印字した後、５、１５、２５、及び３５
秒後に濾紙（東洋濾紙製Ｎｏ．２（商標名））でこす
り、印字部が汚れなくなるまでの秒数を基にして判定し
た（２０±５℃、５０±１０％ＲＨにて測定）。 ◎：５秒後で汚れが目立たない。 ○：１５秒後で汚れが目立たない。 △：２５秒後で汚れが目立たない。 ×：３５秒後で汚れが目立たない。

【００２７】

【表１】表１評価結果

【００２８】

【発明の効果】以上の様に本発明のインクジェット記録
方法によれば、一般オフィス等で使用されている上質
紙、中性紙、ボンド紙、再生紙等のいわゆる普通紙に対
し、印字記録物の印字品位等に悪影響を与えることな
く、印字された印字記録物の耐水性を向上出来る。更に
本発明のインクジェット記録方法によれば、インクの長
期間の保存後も良好に印字され、インクジェット記録シ
ステムとして何ら問題のない信頼性の高い記録を行うこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット記録装置のヘッド部の縦断面図
である。

【図２】インクジェット記録装置のヘッド部の横断面図
である。

【図３】図１に示したヘッドをマルチ化したヘッドの外
観斜視図である。

【図４】インクジェット記録装置の一例を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

６１：ワイピング部材６２：キャップ６３：インク吸収体６４：吐出回復部６５：記録ヘッド６６：キャリッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者真船久美子東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク滴を記録信号に応じてオリフィス
から吐出させて被記録材に記録を行うインクジェット記
録方法において、記録剤及びこれを溶解又は分散する液
媒体、及び下記一般式（Ι）で示される化合物を０．１
％以上〜５．０％未満を含むインクを使用することを特
徴とするインクジェット記録方法。【化１】（但し、Ｒ₁ 〜Ｒ₄ のうちいずれかの２個がアルキル基
であり、残りが水素原子を示す。）
【請求項２】インクに熱エネルギーを作用させてイン
ク滴を吐出させる請求項２に記載のインクジェット記録
方法。