JPH0825330B2

JPH0825330B2 - インク記録方法

Info

Publication number: JPH0825330B2
Application number: JP1050034A
Authority: JP
Inventors: 健橋本; 出松井; 俊毅由井; 文教小出
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1989-03-03
Filing date: 1989-03-03
Publication date: 1996-03-13
Anticipated expiration: 2011-03-13
Also published as: JPH02258284A; US6126280A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、インク記録方法に関し、詳しくは、水性イ
ンクによる印字記録方法に関する。

従来の技術最近、高速記録を行なう印字方法として、インクジェ
ット法がしばしば利用されている。インクジェット法
は、ノズル、メッシュ状フィルム、またはスリットから
インクを噴出させ、記録紙上に印字を行なう方法である
が、通常、インクとしては、着色剤である染料や顔料
と、湿潤剤、溶解剤、pH調整剤、防腐剤等の添加剤と、
水又は勇気溶媒とからなり、そして着色剤は通常１〜10
％添加されたものが使用されている。

一方、インクジェット記録用の記録紙としては、高速
印字を行なうためにシリカコート紙等の加工紙が使用さ
れている。

発明が解決しようとする課題ところで、シリカコート紙等の加工紙は高価であるた
め、普通紙を用いることが望まれる。しかしながら、水
性インクを用いて普通紙上に記録を行うと、水性インク
の浸透が遅いために、高速印字やインク量の多いフルカ
ラー記録等を行う場合には支障があり、良好な印字記録
を行うことが出来なかった。この問題を解決するために
は、（ｉ）乾燥機を使用して溶媒を除去するか、（ii）
インクの表面張力を下げて、インクの紙への浸透を促進
させることが必要になってくる。

ところが、（ｉ）の場合は、電力を必要とし、また
（ii）の場合は、印字ドット画像がにじむという問題が
あり、いずれにしても、普通紙に高速で印字記録を行う
には支障があった。

本発明は、上記のような事情の下になされたものであ
る。

したがって、本発明の目的は、水性インクを用いて普
通紙に印字記録を行うインク記録方法を提供することに
ある。

課題を解決するための手段及び作用本発明者は、検討の結果、ロール加圧法を採用して、
インクを強制的に浸透させれば、上記の目的が達成され
ることを見出だし、本発明を完成するに至った。

本発明のインク記録法は、水性インクを用いて記録紙
に印字し、印字後１秒以内に、該記録紙をロール加圧し
て、インクを浸透させてなることを特徴とする。

本発明において水性インクとしては、染料や顔料等の
色材と、水又は水性媒質とからなり、所望により湿潤
剤、溶解剤、pH調整剤、防腐剤、その他の添加剤を含有
する公知のものが使用される。

水性媒質としては、アルコール類、グリコール類等が
使用できる。また、水と共に用いられる湿潤剤、溶解剤
等の機能を有する有機溶媒及び添加剤としては、例え
ば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ
エチレグリコール、テトラエチルグリコール、プロピレ
ングリコール、ポリエチレングリコール、エチレングリ
コールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエ
チルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテ
ル、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチル
カルビトール、エチルカルビトールアセテート、ジエチ
ルカルビトール、トリエチレングリコールモノメチルエ
ーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、
プロピレングリコールモノメチルエーテル、グリセリ
ン、トリエタノールアミン、ホルムアミド、ジメチルホ
ルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−２−
ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジン、尿素、ｐ
−トルエンスルホン酸塩、アミノアセタミド等があげら
れる。

そのほか、粘度、表面張力、pH、導電性等のインク物
性を制御するために、ポリビニルアルコール、ポリビニ
ルピロリドン、セルロース誘導体、アクリル酸アンモニ
ウム塩等のアクリル系共重合体、ポリエチレンイミン等
の水溶性ポリマー、親水性ポリマー類、親水性部分と疎
水性部分とから構成されるブロック又はグラフト共重合
体類、ポリマーエマルジョン、ポリマーラテックス、塩
化カリウム等の無機塩類や有機塩類、カチオン系、アニ
オン系、ノニオン系の各種界面活性剤等が用いられる。

また、インク画像の定着強度、耐水性、耐光性改善の
目的で、或いはインクのシェルフライフ改善等の目的
で、更にEDTA等のキレート剤、クラウンエーテル等の環
状エーテル類、亜硫酸ナトリウム等の酸素吸収剤、エタ
ノール、イソプロパノール等の低級アルコール類、オリ
ゴ糖及びその誘導体類、紫外線吸収剤、紫外線吸収剤、
酸化防止剤、殺菌／防腐剤等が必要に応じて添加され
る。

色材としては、各種の染料、顔料などを用いることが
できる。代表例をあげると、例えば、ダイレクトブラッ
ク19、ダイレクトブラック154、フードブラック２、ア
シッドブルー１、アシッドブルー９、ダイレクトブルー
86、アシッドレッド35、アシッドレッド87、アシッドイ
エロー23、ダイレクトイエロー86などの水溶性染料を、
水及びアルコール、グリコール系溶剤に溶解して用いる
か、ピグメントイエロー12、同13、同14、同97、ピグメ
ントレッド48、同49:1、同53:1、同57、同57:1、同81、
同122、ピグメントブルー15:3、ピグメントグリーン
７、同36、マグネタイト、フェライト、カーボンブラッ
ク、酸化チタン等の顔料を直接又は界面活性剤、分散剤
と共に、水やアルコール、グリコール系溶媒に分散させ
て用いることができる。また、ソルベントイエロー19、
同77、同79、ディスパースイエロー70などの油溶性染料
や分散染料を界面活性剤や分散助剤と共に水系媒体中に
分散させて色材としてもよい。また、前記顔料や油溶性
染料、或いは反応性染料で着色、染着したオイル、ワッ
クス、ポリマー等を色材として水系媒質中に分散させて
用いることもできる。その他、高分子染料、高分子グラ
フト顔料、無機顔料など、公知の色材類を水系媒体中に
溶解又は分散させて用いることができる。

そしてその水性インクは、表面張力30ダイン/cm以上
のものが好ましく使用され、特に、表面張力30〜65ダイ
ン/cmの範囲のものが好ましい。更に好ましくは約35〜
約55ダイン/cmの水性インクが都合よく使用できる。何
故ならば、その範囲のものを使用した場合には、ロール
に水性インクがオフセットせず、かつ、滲みのない画像
が得られるからである。

また、表面張力が約30ダイン/cmよりも低い水性イン
クの場合は、紙への浸透がよすぎて、ロール加圧法で瞬
時に水性インクを紙中に浸透、定着させた場合でも、紙
繊維に沿って水性インクが流れ、画像に滲みや裏抜けを
起こしやすい。一方表面張力が約65ダイン/cmよりも高
い水性インクの場合は、界面化学的には確かにロールに
オフセットしにくく、また、紙上でも滲みにくいと思わ
れるが、ロール加圧時に、水性インクの一部が飛散し、
画像乱れやロール汚染を誘発しやすい傾向が見られる。
更に表面張力が約65ダイン/cmよりも高い水性インクの
場合は、水性インク中の水分量が多く、グリコール類等
の湿潤剤の添加量を減らさざるを得ないので、ノズルか
らインクを吐出するインクジェット記録の場合は、ノズ
ルの目詰まりを誘発し易く、使用条件を選ぶ必要があ
る。

インクジェットインクの粘度は、通常10cp（センチポ
イズ）以下、1cp〜5cp程度に設定されるが、これ等の粘
度範囲において、ロール加圧法は極めて良好にその特徴
を発揮する。更に10cp以上のより高粘度水性インクを用
いた場合でも、本発明の方法は、有効に水性インクを強
制浸透させることが可能である。

本発明において普通紙としては、ゼロックスペーパー
Ｌ（富士ゼロックス（株）製）等の電子写真複写機用
紙、上質紙、ボンド紙が使用される。

本発明において使用するロールとしては、金属ロー
ル、セラミックロール、合成樹脂被覆ロール、合成樹脂
ロール等が使用できる。金属ロールとしては、鉄、アル
ミニウム、銅等、特に表面クロム鍍金等を施し、鏡面仕
上げしたものや、シランカップリング剤、チタネートカ
ップリング剤等で表面処理したもの等が使用できる。ま
た、合成樹脂被覆ロールとしては、ポリテトラフルオロ
エチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフ
ルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、
テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン
共重合体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重
合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、パー
フルオロアクリレート共重合体等のフッ素系樹脂または
ラバー、シリコーンラバー、フルオロシリコーンラバ
ー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレ
フタレート等の合成樹脂で、金属ロールやセラミックロ
ールを被覆したものが使用できる。

また、上記の合成樹脂自体や、ポリスルホン、ポリエ
ーテルスルホン、ポリフェニレサルファイド、ポリエー
テルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレ
ート、ポリアミドイミド、ポリイミド等のエンジニアリ
ングプラスチックス、スチレン系、ポリアミド系等の汎
用プラスチックス自体、或いは更にフィラーを添加した
複合プラスチックス自体でロールを作成して用いること
もできる。合成樹脂被覆ロール又は合成樹脂ロールの場
合、その表面層の臨界表面張力が約35ダイン/cmより低
い値、特に30ダイン/cmより低い値のものが特に好まし
く使用される。臨界表面張力が低い場合には、水性イン
クがオフセットし難くなるので好ましい。

また、加圧ロール表面にシリコーンオイル、変性シリ
コーンオイル、フッ素系オイル、炭化水素系オイル、或
いは加熱により溶融オイル化するパラフィンワックス、
ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等の離
型剤を外部供給したり、水性インク中に添加することで
供給し、水性インクのロールへのオフセット防止を行な
うこともできる。これ等離型剤は、表面張力約35ダイン
/cm以下、特に好ましくは約25ダイン/cm以下のものが用
いられる。

更にまた、インク又はインク中の染顔料の紙などに対
する定着助剤として作用し得る高分子物質、反応性物
質、吸着性物質、或いはラミネート材料おロールに供給
することによって、ロール加圧時に記録紙、記録像を処
理してもよい。

本発明において、普通紙への印字は、例えばインクジ
ェットプリンタによって実施される。

印字した直後のロール加圧、すなわち、印字後１秒以
内におけるロール加圧は、例えば、加圧ロールと背面ロ
ールとの間を通過させることによって行うことができ、
例えば、電子写真複写機の定着装置が利用される。その
際、ロールに付与される圧力は、約1kg/cm²程度の低い
圧力で十分である。勿論、必要に応じて10kg/cm²以上、
更には100kg/cm²以上の高圧を印加しても記録上の問題
は生じない。

水性インクを直接紙などの被記録体に印字せず、中間
体ドラムやフィルムに接するように配置し、ロールと中
間体ドラム間に圧力を印加することで、インク像転写と
同時に水性インクを加圧し、紙など被記録体中に水性イ
ンクを強制浸透させることもできる。

また、加圧に際しては、所望により加熱されたロール
を使用してもよく、その場合、ロールに加熱装置を内臓
させることができる。また、ロール加圧後又はロール加
圧前に記録紙、記録像を更に加熱処理することもでき
る。

本発明は、水性インクを普通紙に印字記録する際に最
もその効果を発揮するが、勿論、シリカコート紙などの
加工紙、各種紙、布、OHP、シート等のフィルム類など
に対しても有効に適用することができる。また、炭化水
素油等を主成分とするいわゆるオイル系インク、加熱及
び／又は加圧時に液化、流動化し得るワックス状物質や
ゼリー状物質などを媒体とする固体状インクに対しても
勿論適用することができる。

実施例以下、本発明を実施例によって説明する。

実施例１イオン交換水 70部ジエチレングリコール 30部マゼンタ染料（アシッドレッド87）３部上記成分を混合、溶解し、0.5μｍのフィルターで
過し、表面張力約45ダイン/cmの水性インクを作成し
た。

この水性インクを、マイクロシリンジで普通紙（富士
ゼロックス（株）社製、ゼロックスペーパーＬ紙）上
に、約0.1μの最滴下して観察したところ、10秒後で
も紙中への浸透は不十分であり、紙上にインク層が確認
された。

一方、上記の水性インクを滴下した記録紙を、インク
滴形成後１秒以内に、下記のロールを用いた加圧装置を
通過させたところ、全て瞬時に水性インクが紙中に浸透
したことが確認された。また、このとき、インク像の乱
れや水性インクのロールへのオフセット等は見られなか
った。

なお、加圧装置におけるロールは加熱せずに用いた。
使用したロール次の通りである。

（ｉ）シリコーンラバー表面コート層を有するロール
（富士ゼロックス（株）製複写機FX2300で使用する定着
ロール）（ii）フッ素樹脂表面コート層を有するロール（富士ゼ
ロックス（株）製複写機FX2830で使用する定着ロール）（iii）クロム鍍金金属ロール（富士ゼロックス（株）
製複写機FX2000で使用する定着ロール）実施例２実施例１の水性インクを、試作ピエゾ型ドロップオン
デマンドインクジェットプリンタ（解像度:180spi）に
装着し、印字記録を行った。記録紙としては、普通紙
（ゼロックスペーパーＬ紙）を用いた。印字記録後１秒
以内に記録紙を実施例１におけるフッ素樹脂コート層を
有するロールを用いたロール加圧装置を通過させた。比
較のために、ロール加圧を行わなかった場合について
も、画質の評価を行った。

ロール加圧を行わなかった場合については、印字ドッ
トの広がり、滲みが目立ったのに対し、ロール加圧を行
った場合には、印字ドットは広がりや滲みがなく、非常
に良好な画質のものであった。

また、ベタ画像部については、ロール加圧を行った場
合には、インクが紙中に瞬時に浸透したのに対して、ロ
ール加圧を行わなかった場合には、印字10秒後でも濡れ
感があり、手を汚した。

実施例３実施例２のロール加圧装置におけるロールを、実施例
１で用いたシリコーンラバー表面コート層を有するロー
ルに変更し、ロール表面温度約120℃にして加熱加圧を
行ったところ、普通紙上に漢字及びベタ画像の印字が極
めて良好に行われた。

実施例４イオン交換水 90部ジエチレングリコール 10部黒色染料（フードブラック２）３部上記成分を混合、溶解し、0.5μｍのフィルターで
過し、表面張力約53ダイン/cmの水性インクを作成し
た。

この水性インクを、実施例２の試作インクジェトプリ
ンタと加圧ロール装置を用い、普通紙に対して、実施例
２と同様にして印字記録を行なったが、極めて良好な画
像が得られた。

比較のために、ロール加圧を行なわない場合のプリン
トも採取したが、印字品質自体は、ロール加圧プリント
に比べ、若干滲み等劣るものの、かなり良好であった。
これは、このインクの表面張力が高いためと考えられ
る。しかしながら、ロール加圧を行なわない場合のイン
クの浸透は極めて遅く、印字後１分後でも画像は濡れ感
があり、手を汚した。また、インク浸透と共に画像の滲
みもみられるようになった。

実施例５イオン交換水 70 部エチレングリコール 30 部ポリオキシエチレンノニフェニルエーテル 0.5部青色染料（ダイレクトブルー86）２部上記成分を混合、溶解し、0.5μｍのフィルターで
過し、シアン色のインクを調製した。このインクの表面
張力は約36ダイン/cmであった。

この水性インクを、実施例２の試作インクジェットプ
リンタと加圧ロール装置を用い、普通紙に対して、実施
例２と同様にして印字記録を行なったところ、僅かな滲
みは見られたが、非常に鮮明なプリントが得られた。

比較のために、ロール加圧を行なわない場合のプリン
トも採取し、画像の画質を評価したところ、インクの浸
透は約20秒程度で完了したが、画像は滲みの目立つもの
であった。

実施例６イオン交換水 85部エチレングリコール 10部Ｎ−メチル−２−ピロリドン５部黄色染料（アシッドイエロー23）３部上記成分を混合、溶解し、0.5μｍのフィルターで
過し、黄色インクを調製した。このインクの表面張力は
約50ダイン/cmであった。

この水性インクを、実施例２の試作インクジェットプ
リンタに実装し、印字し、更に実施例１で用いたシリコ
ーンラバー表面コート層を有するロールで、加熱するこ
となくインク画像を加圧し、プリントテストを行なった
ところ、極めて鮮明なプリントが得られた。

更に、このインクを、熱ヘッドによりインクを噴出さ
せるインクジェットプリンター（Desk Jet、ヒューレッ
トパッカド社製）に実装し、上記加圧ロールと組み合わ
せて印字テストを行なったところ、上記と同様に極めて
鮮明なプリントが得られた。

実施例７イオン交換水 65部プロピレングリコール 25部スチレン−ブチルアクリレート− メタクリル酸のアンモニウム塩７部からなる共重合体青色顔料（銅フタロシアニン）５部上記成分を混合、溶解し、1.0μｍと0.5μｍのフィル
ターで過し、シアン色のインクを調製した。このイン
クの表面張力は約41ダイン/cmであった。

この水性インクを、実施例６と同様に試作インクジェ
ットプリンタとシリコーンラバー表面コート層を有する
ロールを用い、印字記録を行なったところ、極めて鮮明
な青色プリントが得られた。

発明の効果本発明は、上記のように、記録紙に印字し、印字後１
秒以内に、その記録紙をロール加圧するから、水性イン
クが紙中に強制的に浸透させられることになる。したが
って、水性インクを用いて普通紙上に印字記録を行った
場合、極めて良好な画質の印字画像が得られるので、イ
ンクジェット法により、水性インクを用いて普通紙に高
速で印字記録を行うことが可能になる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小出文教神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社竹松事業所内 (56)参考文献特開昭63−109083（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−283172（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−63264（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−134732（ＪＰ，Ｕ) 特公昭56−26312（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭59−7590（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭63−65035（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭63−31593（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水性インクを用いて記録紙に印字し、印字
後１秒以内に、該記録紙をロール加圧して、インクを浸
透させてなることを特徴とするインク記録方法。
【請求項２】水性インクが、表面張力30〜65ダイン/cm
である特許請求の範囲第１項に記載のインク記録方法。