JPS63306077A

JPS63306077A - インクジェット記録方法

Info

Publication number: JPS63306077A
Application number: JP62142209A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kamimura; 上村　浩之; Kakuji Murakami; 格二村上; Tamotsu Ariga; 保有賀
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1987-06-09
Filing date: 1987-06-09
Publication date: 1988-12-14
Anticipated expiration: 2013-11-18
Also published as: JP2825224B2

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】［技術分野］本発明はインクジェット記録方法、特に特有な性質を有
するインクを用いるインクジェット記録方法に関し、筆
記具にも応用できるものである。

［従来技術］インクジェット画像の乾燥は、紙に対するインクの浸透
速度が律速となっており、浸透速度を大きくすれば、速
乾性の記録プロセスになる。

従来から浸透速度はぬれ性（ｒｃｏｓθ）に比例し、粘
度（η）に反比例するという下記の関係（ルーカスーウ
４ツシュバーンの式）％式％）にあることが知られているが、インクジェットインクの
浸透速度を速める試みは、はとんどｒ　ｃｏｓθを大き
くする例であった。

界面活性剤を添加して表面張力を下げると紙とインクの
ぬれ性が向上し、浸透速度が向上するが、画像に滲み、
ミスト飛散などの欠陥が生じるよう（なる。更に、充分
な効果を奏するまで界面活性剤の添加量が増すと析出物
や泡が発生して、インクとしての信頼性が失われるとい
う問題があった。

従来、インクの成分としての湿潤剤の種類および量の選
定は、主としてインクの初期粘度の調整、ノズルの目詰
りの防止、保存安定性などの点から評価されており、印
字面上での水分蒸発による短時間内の粘度変化は注目さ
れていなかった。このため、水分蒸発によりインクの粘
度が増大し、サイズ処理された紙での乾燥性、特に、低
温環境での乾燥性が著しく劣っていた。

従来、印字後の画像の乾燥を促進させる方法が提案され
ている（例えば特開昭６１−２０９１６３号）。ところ
が、従来のインクを用いたのでは、乾燥にしたがってイ
ンクの粘度が増加して浸透速度が遅くなり、結果として
乾燥時間が遅くなるという問題があった。

［目　　的］本発明は、従来技術の上記問題点を解消し、一般の記録
紙上でも優れた画質、乾燥性を示し、信頼性の高いイン
クジェット記録方法を提供しようとするものである。

［構　　成］この発明の発明者は同じ初期粘度のインクを印字しても
、印字面上での水分蒸発による粘度上昇の違いから、浸
透時間が異なっていることを見出し、ざらに有機溶剤め
種類および足を調整することで、信頼性、画質という他
の特性を損うことなく浸透速度の大きいインクを１ｑる
ことができた。

また、乾燥性を上げるために印字面に熱や風をあてる方
法を採用しても、従来のインクを用いた場合は粘度上昇
のため逆効果であり、本発明のインク、すなわちインク
中の水分ｄ変化によってインク粘度が極大値をもつよう
なインクを用いて初めて効果が現れることを発見した。

すなわち、本発明の構成は記録紙上に水性インク滴を適
用し、画像を形成した後、熱または空気流を作用させて
乾燥させるインクジェット記録方法において、インク成
分のうち水攻外の成分は一定にして水分量を変化した時
に粘度が極大値を有するインクを用いるインクジェット
記録方法である。

印字画像の乾燥手段としてはレーザー光、白熱灯、赤外
線等の熱源を利用したもの、送風を利用したもの、熱・
風両方を利用したもの等、多くの方法が本発明において
も適用可能である。

本発明で特に効果が大きいのは冷風又は熱風によりイン
クの乾燥を速くする場合である。

この場合本発明の水性インクを用いることにより、蒸気
圧の大きな水が優先的に画像から蒸発しインクの粘度が
低下し記録紙へのインクの吸収速度が速くなる。

特に好ましいのは印字に使用する初期のインク処方をイ
ンクの水分以外の成分を一定にして水分量を変化した時
の粘度変化曲線にお−ける極大値付近に設定しておくこ
とである。

本発明に使用できる有機溶剤（Ａ群〉としてはメタノー
ル、エタノール、プロパツール、エチレングリコールモ
ノメチルエーテル、エレングリコールモノエチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチ
レングリコール七ツメチルエーテル、ジエチレングリコ
ールモノブチルエーテル、Ｎ−メチル−２−ピロリドン
、へ−（２−ヒドロキシエチル）ピペリジン、１−（２
−ヒドロキシエチル）ピロリジン、Ｎ−（２−ヒドロキ
シエチル）−２−ピロリドン、モルホリン、酪酸、１．
３−ジメチルイミダゾリジノン、１，４−ジオキサン、
ジメチルスルホキシドなどが挙げられ、単独あるいは複
数でも使用でき、本発明特有の物性変化を示す。中でも
染料の溶解性が高い点、蒸発速度の低い点、インクの表
面張力を下げにくい点から、Ｎ−メチル−２−ピロリド
ン、１．３−ジメチルイミダゾリジノン、エチレングリ
コールモノメチルエーテルが特に好ましい。

これらの有機溶剤は従来からイ７ツク中で使用されてい
る例もあるが添加量が少なかったり、同時にグリセリン
、ポリエチレングリコール等の高粘度の有機溶剤が多く
含まれていたりしたため、本発明の特徴である水分量変
化によって粘度が極大値をもって変化する現象が現れな
かったり、粘度の減小領域までの蒸発量が非常に多く必
要なため乾燥性には全く効果がなかった。

上記の有機溶剤と混合して使用できる他の有機溶剤（Ｂ
群）としては、グリセリン、エチレングリコール、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエ
チレングリコール、ポリエチレングリコール２００゜３
００、　４００．６００．１５００．プロピレングリコ
ール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール等が挙げられるが、前記Ａ群の有機溶剤に対し、１
７２以下の混合比で添加するのが好ましい。

Ａ群およびＢ群から選ばれた有は溶剤の量は３０〜ａｏ
ｗｔ％が好ましく、特に５０〜７０ｗｔ％が好ましい。

最初の組成が粘度変化の極大値近傍の組成になるように
設定されたインクを用いることによって、印字面上での
水分蒸発に伴ないインク粘度が減小するため、浸透速度
の大きい、すなわち速乾性のインクジェット記録が可能
になった。

本発明に使用できる色剤は特に限定されるものではなく
、従来から知られている染料が使用できる。水性インク
に対してはカラーインデックスにおける散性染料、直接
染料、塩基性染料、反応性染料が用いられる。

具体的な例として水性インクに用いられる染料としては
、Ｃ，１，アシッドイエロー１７．２３．３８．４２．４
４．７９．１４２Ｃ，１，ダイレクトイエロー１．１２．２４．２６．３
３．４４．５０．８Ｂ、１４２．１４４Ｃ，１，フードイエロー３、４Ｃ，１，アシッドレッド１．８．１３．１４．１８．２
６．２７．３５．３７．４２．５２．８２．８５．８７
．８９．９２．９７．１０６．１１１．１１４．１１５．１３４．１８６．２４９．２５４、Ｃ，１，ダイレクトレッド１．４．９．１３．１７．２
０、２Ｂ、３１．３９．８０．８１．８３．８９、２２
５、２２７Ｃ，１，フードレッド７．９．１４Ｃ，１，ダイレクトオレンジ２６．２９．６２．１０２
Ｃ，１，アシドブルー９．２９．４５．８０．９２．２
４９Ｃ，１，ダイレクトブルー１．２．６．１５．２２
．２５．７１．７６．７８．８６．８７．９０．９８．
１６３．１６５、Ｃ，１，フードブルー１．２Ｃ，１，アシッドブラック１．２．７．２４．２６、Ｃ
，１，ダイレクトブラック１９．２２．３２．３８．５
１．５６．７１．７４．７５．７７、Ｃ，１，フードブラック２が好ましい例として挙げられる。

また水攻外の液体を主液媒体としたインクにはＣ，１，ソルベントイエロー１．２．３．４．５．６、
７、８、９．１０．１１．１２．１４．１６．１７．２６．２７．２９．３０．３
５．３９．４０．４６．４９．５０．５１．５６．６１
．８０゜８６．８７．８９．９６Ｃ，１，ソルベントオレンジ１２．２３．３１．４３．
５１、Ｃ，１，ソルベントレッド１．２．３．１６．１
７．１８．１９．２０．２２．２４．２５．２６．４０
．５２．５９．６０．６３．６７．６８、１２１Ｃ，１，ソルベントブルー２．６．１１．１５．２０゜
３０、３１．３２．３５．３６．５５．５８．７１．７
２Ｃ，１，ソルベントブラック３．１０．１１．１２．１
３が好ましい染料の例として挙げることができる。

これらの染料はインク中に１．５〜５　ｗｔ％添加する
ことが好ましい。

本発明のインクには上記染料、溶剤の他に従来より知ら
れている添加剤を加えることができる。

例えば防腐防黴剤としてはデヒドロ酢酸ナトリウム、ン
ルビン酸す１〜リウム、２−ピリジンチオール−１−オ
キサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロ
ロフェノールナトリウム等が本発明に使用できる。

ｐＨ調整剤としては調合されるインクに悪影響をおよぼ
さずにインクのｐＨを９．０〜１１．０の範囲に制御で
きるものであれば任意の物質を使用することができる。

その例としてジェタノールアミン、トリエタノールアミ
ンなどのアミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウムなどのアルカリ金属元素の水酸化物、水
酸化アンモニウム、４級アンモニウム水酸化物、炭酸リ
チウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ
金属の炭酸塩などがあげられる。

キレート試薬としては例えばエチレンジアミン四酢酸ナ
トリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチ
ルエチーレンジアミン三酢酸す１〜リウム、ジエチレン
トリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミルニ酢酸ナトリウ
ムなどがある。

防錆剤としては、例えば菌性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリ
ウム、チオグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアン
モニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジ
シクロヘキシルアンモニウムニトライトなどがある。

その他目的に応じて水溶性紫外線吸収剤、水溶性赤外線
吸収剤、水溶性高分子化合物、染料溶解剤、界面活性剤
などを添加することができる。

以下に実施例および比較例によって本発明を具体的に説
明する。なお、実施例に記載の各成分の含有量（％）は
重量％である。

実施例１Ｃ，１，フードブラック２　　　２％Ｎ−メ゛チルー２−ピロリドン　　７０％水　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　残量上記組成物を約５０
℃に加熱して攪拌溶解した後、孔径１μｍのフィルター
で濾過することによりインクを作製した。水分量と粘度
の関係を第１図に示した。

このインクを用いて下記の試験を行なった。

１）画像の鮮明性オンデマンド型プリンターに上記インクを充填し、印字
用紙１、プラテン２、ヘッド部３、乾燥装置４を有する
第２図の略図における乾燥装置４として、送風ファンを
用い、印字の際２．０ｍ／ｓｅｃの風速で送風しながら
印字し、画像にじみ、色調、濃度を目視で判定した。

紙としてサイズ度１５秒のボンド紙、サイズ度１７秒の
ＲＰＣ用紙、サイズ度１７秒のストックフオーム紙の３
種を使用した。いずれの紙種においても鮮明性に優れた
場合にＱと判定した。

２）画像の乾燥性印字後の画像に一定時間後濾紙を押し付はインクが濾紙
に転写しなくなるまでの時間を測定した。３種の紙でい
ずれも１０秒以内で乾燥した場合に○と判定した。

結果を表１に示した。

実施例２Ｃ，１，アシッド９２　　　　　　２％ジエチレングリ
コール　　　　　　２０％Ｎ−メチル−２−ピロリドン
　　　４５％デヒドロ酢酸ナトリウム　　　　　０．２
％水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　残量実
施例３Ｃ，１，ダイレクトイエロー８６３％グリセリン　　　　　　　　　　１０％１．３−ジメチ
ルイミダゾリジノン　４５％ソルビン酸ナトリウム　　
　　　　０．２％水　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　残量実施例４Ｃ，１，ダイレクトブラック１９２．５％ジエチレング
リコール　　　　　　１５％Ｎ−メチル−２−ピロリド
ン　　　２５％エチレングリコールモノメチルエーテル
２０％ソルビン酸ナトリウム　　　　　　０．３％水　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　残量比較例１Ｃ，１，フードブラック２　　　　２％グリセリン　　
　　　　　　　　２５％ジエチレングリコール　　　　
　　２５％水　　　　　　　　　　　　　　　残量比較
例２Ｃ，１，ダイレクトイエロー　　　２％ポリエチレング
リコール２００　　３０％Ｎ−メチル−２−ピロリドン
　　　３０％ソルビン酸ナトリウム　　　　　　０．２
％水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　残量
比較例３Ｃ，１，アシッドレッド９２　　２．５％グリセリン　
　　　　　　　　　２０％ジエチレングリコール　　　
　　　２５％エチレングリコールモノフェニルエーテル
ｅ、ｏ％デヒドロ酢酸ナトリウム　　　　　０．３％水　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　残量比較例４Ｃ，１，ダイレクトブラック１９２０％グリセリン　　
　　　　　　　　２０％ジエチレングリコール　　　　
　　１５％１．３−ジメチルイミダゾリジン　　２０％
ソルビン酸ナトリウム　　　　　０．２％水　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　残量比較例５実施例１のインクを印字する際、乾燥装置を使わないで
印字した。

比較例６実施例２のインクを印字する際、乾燥装置を使わないで
印字した。

上記各実施例および比較例のインクの水分含有量と粘度
との関係を第１図に示し、それらのインクを用いた画像
の性質は表１に示す。

表１［効　　果］以上説明したように、本発明の効果を要約すれば下記の
とおりのものである。

従来乾燥性の悪かった一般のサイズ処理された記録紙に
満足のゆく乾燥時間で印字が可能となる。

表面張力を下げていないので高画質な画象が得られる。

インクに赤外線を吸収させたり熱風をあててインクの温
度を上昇させて粘度を下げて吸収を速める方法では装置
の消費電力が大きくなったり、コストが高くなるなどの
欠点があるが、本発明によれば冷風のみまたは比較的低
温の温風を印字面に当てるだけで十分な乾燥が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は各実施例および比較例で製造されたインキ中の
水分量と粘度との関係を示すグラフ、第２図は本発明の方法を実施するのに適した装置の略図
である。１・・・印字用紙、２・・・プラテン、３・・・ヘッド
部、４・・・乾燥装置。第１図６０　４０　２０　　。イン２中水今ｉ　（ｗｔ％）第２図

Claims

【特許請求の範囲】

記録紙上に水性インク滴を適用し、画像を形成した後、
熱または空気流を作用させて乾燥させるインクジェット
記録方法において、インク成分のうち水以外の成分を一
定にして水分量を変化した時に粘度が極大値を有するイ
ンクを用いることを特徴とするインクジェット記録方法
。