JPS62288043A

JPS62288043A - インクジエツト記録装置

Info

Publication number: JPS62288043A
Application number: JP61133490A
Authority: JP
Inventors: Nobumasa Abe; 信正阿部
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1986-06-09
Filing date: 1986-06-09
Publication date: 1987-12-14

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】３、発明の詳細な説明［産業上の利用分野］本発明は市販上・中質紙等の汎用記録紙に対して紙質に
関係なく高画質記録が可能なインクジェット記録装置に
関する。

［従来の技術］記録液の加熱乾燥手段を有するインクシエット記録装置
の代表例としては特開昭５５−６９４６４号、５５−８
４６７０号等があり、プラテン全体をプラテン内部に設
けた発熱体で加熱することにより記録紙を裏面から加熱
し、記録液を乾燥させて不要なにじみや紙しわ、未定着
の記録液による汚れを防止して高解像かつ高品質な画像
記録を実現するのに有効な手段である。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、代表的な汎用記録紙である市販上・中質
紙はその製造過程において、原料バルブ、混入填料、抄
紙機のワイヤーパートやサイズプレス等の構成や加工方
法により性質が千差万別であるため、メーカー、製造ロ
ットはもとより、同−紙の裏表でもインクジェット記録
特性が全く異なる。即ち、記録液の吸収性が異なるため
に印字品質が紙質に大きく左右される。前記従来技術は
プラテン部の記録紙加熱手段と構成だけに関するもので
あり、種々の汎用記録紙に紙質に関係なく高品質なイン
クジェット記録を実現するには技術的に不足である。

また、記録液の乾燥を促進させる他の手段として記録液
に強アルカリ溶液を用いる手段があるが、例えば記録液
に熱エネルギーを加えて状態変化を起こさせ、状態変化
に伴う圧力変化により記録液滴を吐出させるインクジェ
ット記録（以下、熱インクジェット記録と呼ぶ）では、
前記熱エネルギーを発生する薄膜の耐久性を強アルカリ
記録液が著しく低下させるので適応がむずかしい。

［問題点を解決するための手段］本発明はかかる問題点を解決するものであり、記録液吐
出口より記録液を吐出させて該記録液吐出口と対向する
記録紙上にドツト像を形成するインクジェット記録装置
において、予熱した記録紙上に記録液滴をその表面張力
で盛り上った状態で付着させ、インクジェット記録後も
記録紙を加熱保持して前記付着状態を維持する形で前記
記録液滴に含まれる液体成分を急速に気化させて前記記
録液滴の体積を減少せしめ、記録紙上に主として残存す
る溶剤および染料を該記録紙に定着するものである。

前記記録液に含まれ、前記加熱定着時に主として記録紙
上に残存する染料以外の溶剤成分がグリセリンまたはジ
エチレングリコールまたはチオジグリコールまたはこれ
らの混合物で、記録液への総混合量が５〜２０％である
ことが好ましい。

また、前記記録液はＰＨ６〜１０であることが望ましく
、前記記録紙の予熱および加熱温度は前記記録液が含む
溶媒の最低沸騰温度以上で１４０℃以下であることが望
ましい。

なお、前記市販上・中質紙としては、日本工業規格　印刷用紙Ａおよび８日本工業規格　筆記図面用紙（書簡用紙・画用紙・ゲン
ト紙　等）日本工業規格　塗工紙（コート紙　等）等があり、中質
紙以下の下級記録紙にも本発明は適応できるものである
。

また、インクジェット記録用染料としては直接染料とし
て、ｃ、ｒ、ダイレクトブラック１９Ｃ，１，ダイレクトブラック２２Ｃ，１，ダイレクトブラック１５４Ｃ，１，ダイレクトイエロー１２Ｃ，１，ダイレクトイエロー２６Ｃ，！、ダイレクトレッド１３Ｃ，１，ダイレクトレッド１７Ｃ，１，ダイレクトブルーフ８Ｃ，１，ダイレクトブルー９０等があり、酸性染料として、Ｃ，１，アシドブラック５２Ｃ，１，アシドイエロー１７Ｃ，１，アシドイエロー２５Ｃ，１，アシドレッド３７Ｃ，１，アシドレッド５２Ｃ，１，アシドブルー２２等がある。

［作　用］本発明によれば、予熱・加熱した汎用記録紙上に付着し
た記録液滴は表面張力のため毛細管現象等による記録紙
面への拡散・吸収がされにくく盛６一り上った状態で保持され、記録紙に付着した直後から付
着状態を維持した状態で加熱乾燥が開始し、記録液滴体
積が急速に減少して気化せずに該記録紙上に主として残
存する溶剤分と染料が前記記録紙に定着されることによ
り、強アルカリ記録液を使わずに不要な記録液のにじみ
や紙しわ等を生ずることなく高画質なインクジェット記
録を可能にするものである。

［実施例コ本発明を実施例に基づき詳細に説明する。

第一に本発明のインクジェット記録装置に適する記録液
に関して説明する。

まず、下記のような種々の記録液を試作した。

く記録液ａ〉染料・・・Ｃ，１，ダイレクトブラック１５４１％溶媒
・・・水　　　　　　　　　　　　　※残量〈記録液ｂ
〉染料・・・Ｃ，１，ダイレクトブラック１５４１％溶媒
・・・グリセリン　　　　　　　　　　１０％水　　　
　　　　　　　　　　※残量〈Ｂ己録液Ｃ〉染料・・・Ｃ，１，ダイレクトブラック２２１％溶媒・
・・グリセリン　　　　　　　　　　１０％メチルアル
コール　　　　　　　１０％水　　　　　　　　　　　
　　※残量く記録液ｄ〉染料・・・Ｃ，１，ダイレクトブラック１５４　１％溶
媒・・・チオジグリコール　　　　　　　１０％水　　
　　　　　　　　　　　※残量〈記録液ｅ〉染料・・・Ｃ，１，ダイレクトブラック１５４１％溶媒
・・・ジエチレングリコール　　　　　１０％水　　　
　　　　　　　　　　※残量〈記録液ｆ〉染料・・・Ｃ，１，ダイレクトブラック１５４１％溶媒
・・・トリエチレングリコール　　　　１ｏ％水　　　
　　　　　　　　　　　　※残量〈記録液ｇ〉染料・・・Ｃ，１，ダイレクトブラック１５４１％溶媒
・・・ポリエチレングリコール　　　　１０％水　　　
　　　　　　　　　　　　※残量く記録液ｈ〉染料・・・Ｃ，１，ダイレクトブラック１５４１％溶媒
・・・グリセリン　　　　　　　　　　５％ジエチレン
グリコール　　　　　３％チオジグリコール　　　　　　　２％水　　　　　　　　　　　　　　　※残量く記録液ｉ〉染料・・・Ｃ，１，ダイレクトブラック１５４１％溶媒
・・・グリセリン　　　　　　　　　　５％ポリエチレ
ングリコール　　　　５％水　　　　　　　　　　　　　　　※残量［注］　各記
録液とも上記成分以外に防腐剤としてプロキセルを０．
２％添加した。

第１表に示す市販上・中質紙を常温または１３０℃に予
熱・加熱して前記記録液をインクジェット記録した。イ
ンクジェット記録は記録液を圧電制御方式により約１１
００ＪＪ径の記録液滴を約４　ｍ／ｓｅｅの速度で吐出
させ、該記録紙に付着させた。

第１表記録状態を調べた結果を第２表に示す。

第２表第２表の結果より、各記録液とも１３０℃に予熱・加熱
した記録紙に記録した方が乾燥性が極めて良く、常温の
記録紙に印字した場合に生じた、記録紙同士が触れあい
、未定着の記録液で紙面が汚れたり、手に付着する現象
はなかった。

さらに、記録液ａＳｂ１Ｃ％　ｄｓ　ｅおよびｈは常温
での印字よりも、にじみの少ない良好な印字が得られた
。他の記録液では前記記録液に比較すると、にじみはあ
るが記録された文字の判読は可能であった。

また、高密度で常温の記録紙に画像を記録した場合に、
記録紙にしわが生じて記録後に記録液が乾燥してもしわ
が回復しないことや、未定着の記録液が紙面上を流れて
記録画像を汚すことがあったが、１３０℃に予熱・加熱
した記録紙に記録した場合にはこれらの問題は生じなか
った。

以上の結果から、溶剤を加えない記録液ａと溶剤成分と
してグリセリン、ジエチレングリコール、チオジグリコ
ールまたはこれらの混合物を加えた記録液ａ、ｂ、ｃ、
ｄ、ｅおよびｈが本記録装置に有効な記録液であること
が判明した。

次に、記録液の乾燥定着に適切な記録紙予熱・加熱温度
について述べる。様々な温度に予熱・加熱した第１表の
記録紙に前記記録液Ｃをインクジェット記録し、記録状
態を調べた結果を第３表に示す。

第３表記録紙予熱・加熱温度が１４０℃を越えると記録時に記
録紙および記録液が発煙し、１６０℃以上では記録紙の
水分が完全に奪われて折曲げた時に破断する場合があっ
た。また、８０℃未満では記録液の乾燥性が悪く、記録
液が記録紙に定着するまでに時間を要する上、印字品質
が劣る。

従って、記録紙予熱・加熱温度は記録液が含む溶媒の最
低沸点以上（記録液Ｃの場合メチルアルコールの沸点）
で１４０℃以下であることが望ましいと判明した。

さらに、溶媒の適性混合量について次のように検討した
。記録液すを基に、溶剤混入量を変えて数種の記録液を
作成し、第３表と同様にインクジェット記録した結果を
第４表に示す。

第４表［注］※　溶剤はグリセリンのみ混入。

※　各記録液とも染料混合量はＣ，Ｉ。

ダイレクトブラック１５４１％。

※　防腐剤としてプロキセル０．２％添加。

※　残部は水。

※　溶剤混入量θ％は記＠液ａに同じ。

前述の第２表の結果から本発明のインクジェット記録装
置に適応可能な記＠液が判明したが、インクジェット記
録用記録液は記録液吐出口部の目詰りを防止するために
高沸点の溶剤を混入する必要があることは周知のとうり
である。従って、第４表において記録液ａおよび溶剤混
入量５％未満の記録液は適応可能ではあるが、実用的で
はない。

第４表において、溶剤混入量を増加させても、ｔこじみ
に対して影響はほとんどなかった。記録液吐出口目詰り
は５〜ｌＯ％の溶剤混入では長時間放置により記録液吐
出不良を起こすが乾燥性が良好で一応使用は可能であり
、１０％以上では吐出不良の問題はなかった。溶剤混入
量が２０％を越すと記録液の乾燥性が悪くなり、即乾性
が得られない。

同様な結果が記録液ｃ、ｄ、ｅおよびｈを基に溶剤混入
量を変えた場合でも得られ、溶剤混入量は５〜２０％が
好ましいと判明した。

また、記録液のＰＨ度と印字品質の関係を調べるため、
記録液すを基に下記のような記録液を作成し、第２表と
同様にインクジェット記録した結果を第５表に示す。

〈記録液ｊ〉Ｃ，１，アシドブラック５２　　１％グリセリン　　　　　　　　１０％酢酸　　　　　　　　　　　１％プロキセル　　　　　　　　０．２％水　　　　　　　　　　　　　残量Ｐ　Ｈ＝５．５く記録液１（〉Ｃ，１，アシドブラック５２　　１％グリセリン　　　　　　　　　１０％プロキセル　　　　　　　　　　０．２％水　　　　　
　　　　　　　　残量ＰＨ＝６〈記録液１〉Ｃ，１，ダイレクトブラック１９１％グリセリン　　　　　　　　　１０％プロキセル　　　　　　　　　　０・２％水　　　　　
　　　　　　　　　残量Ｐ　Ｈ＝　８く記録液ｍ〉Ｃ，１，ダイレクトブラック１５４１％グリセリン　　
　　　　　　　１０％プロキセル　　　　　　　　　０．２％水　　　　　　
　　　　　　　残量ＰＨ＝ｌＯく記録液ｎ〉Ｃ，１，ダイレクトブラック１５４１％グリセリン　　
　　　　　　　１０％水酸化カリウム　　　　　　　　０．２％プロキセル　
　　　　　　　　０．２％水　　　　　　　　　　　　
残量ＰＨ＝１１．２第５表第２表と同様に１３０℃に予熱・加熱した記録紙にイン
クジェット記録した場合の方が、にじみおよび記録液乾
燥性が良い。この時、記録液のＰＨが６未満ではにじみ
が発生する上、装置各部を酸化させるため実用的ではな
い。

また、ＰＨ１１以上では強アルカリであるために記録液
が記録紙繊維を浸食して紙面に吸収され、にじみを生じ
る。以上の結果から、記録液はＰＨ６〜１０程度が好ま
しいことが判明した。

第二に前述の記録液を用いたインクジェット記録装置の
構成に間して説明する。

第１図は本発明のインクジェット記録装置の実施例を示
す略全体構成図である。

第１図において記録ヘッド５は記録液タンク１５から記
録液供給バイブ１６を通じて前記記録液の供給を受けな
がらキャリッジガイド６にガイドされて矢印■の方向に
移動し、紙送りローラー２およびガイドローラー４によ
って記録ヘッド５と同期した間欠改行送りされる記録紙
にインクジェット記録をおこなう。

第２図において記録ヘッド５には複数の記録液吐出口１
３が設けられ、圧電素子制御、電界制御、荷電制御、熱
インクジェット記録などの記録液吐出手段によってドツ
ト像を記録紙３上に形成するものである。本例の記録ヘ
ッド５は間隔１８０ｄ　ｐ　ｉ縦１列２４個の記録液吐
出口を備えた熱インクジェット記録ヘッドであり、約９
０１Ｊｍ径の記録液滴を吐出させている。

固定プラテン１はアルミ合金または熱導伝性プラスチッ
ク材等の熱拡散が良い材質が適当であり、本例では平均
板厚１ｍｍで約２５０ｍｍ　Ｘ　３０ｍｍの大きさのア
ルミ合金板を使用している。固定プラテン１の記録ヘッ
ド５と対向しない裏面には第２図のように発熱体１２を
有する。発熱体１２は定格電圧３０Ｖ常温平均抵抗値２
２Ωのヒーター用ＰＴＣサーミスタ５個を均等に配置す
るか、１００Ｖ２５０Ｗ程度のシースヒーター等が適当
である。

第２図に戻り、記録紙３は前記発熱体１２によって加熱
された固定プラテン１に摺接し、接触熱伝達でインクジ
ェット記録の前後にわたって前記温度に予熱・に加熱さ
れ、インクジェット記録された記録液を記録面付着直後
から急速に乾燥させて不要なドツトのにじみや紙しわ、
未定着の記録液による汚れを防止して良好な印字状態を
得る。紙押え７は記録紙３の浮きを防ぐと共に固定プラ
テン１に記録紙３を密着させて熱伝導効果を高めている
。

記録紙３を予熱・加熱することにより記録紙３には固定
プラテン１の形状に沿ったカールが生じる。このカール
を除去するために、インクジェット記録後に記録紙３は
カール取りローラー１４に巻きつけられ、前記カール方
向とは逆向きに癖付けすることによりカールが除去され
て平面状態で記録紙３を取り出すことができる。

本例のインクジェット記録装置により、第１表およびそ
の他の様々な市販上・中質紙に記録前予熱時間４秒・記
録後加熱時間４秒にて記録液ｂ、ｃ、ｄ、ｅｓ　ｋｓ　
　１％お上びｍをインクジェット記録したところ、紙質
および紙の表裏に関係なく高画質な画像記録が実現でき
、記録インクの乾燥も充分で紙しわや不要なドツトのに
じみ、未定着の記録液による汚れはなかった。

また、本例のように熱インクジェット記録において記録
液におよびｌのような中性に近い記録液を用いても高い
印字品質と充分な記録液乾燥性が得られ、記録ヘッド部
の記録液吐出を果す薄膜抵抗回路の耐久性を化学的に損
なわない。さらに、記録ヘッド部の記録液が記録液乾燥
を目的とした前記加熱乾燥手段によって温められること
により、低温環境での記録液粘度が低下して記録液吐出
性が向上すると共に、本例の熱インクジェット記録では
記録液吐出のための状態変化に要する熱エネルギーを約
５％低減させることができた。

なお、本例は単色のインクジェット記録装置であるが本
発明がカラーインクジェット記録装置にも適応できるこ
とは自明である。

［発明の効果ゴ以上述べたように、本発明のインクジェット記録装置に
よれば市販上・中質紙等の汎用記録紙に対して紙質に関
係なく高画質なインクジェット記録ができる。

また、印字品質を向上させるのみでなく低温環境での記
録液吐出性が向上でき、特に、熱インクジェット記録に
適応した場合には記録液吐出を果す記録ヘッド部の薄膜
抵抗回路の耐久性を化学的に損なうことがない上、記録
液吐出に要するエネルギーを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインクジェット記録装置の実施例を示
す略全体構成図。第２図は第１図の部分側面図。４・・・ガイドローラー６・・・キャリッジガイド８・・・紙送りギア以上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）記録液吐出口より記録液を吐出させて該記録液吐
出口と対向する記録紙上にドット像を形成するインクジ
ェット記録装置において、予熱した記録紙上に記録液滴
をその表面張力で盛り上った状態で付着させ、インクジ
ェット記録後も記録紙を加熱保持して前記付着状態を維
持する形で前記記録液滴に含まれる液体成分を急速に気
化させて前記記録液滴の体積を減少せしめ、記録紙上に
主として残存する溶剤および染料を該記録紙に定着する
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
（２）前記記録液に含まれ、前記加熱定着時に記録紙上
に主として残存する染料以外の溶剤成分がグリセリンま
たはジエチレングリコールまたはチオジグリコールまた
はこれらの混合物で、記録液への総混合量が５〜２０％
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のイ
ンクジェット記録装置。
（３）前記記録液がＰＨ６〜１０であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のインクジェット記録装置
。
（４）前記記録紙の予熱および加熱温度が前記記録液が
含む溶媒の最低沸騰温度以上で１４０℃以下であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のインクジェッ
ト記録装置。