JPS6365034B2

JPS6365034B2 -

Info

Publication number: JPS6365034B2
Application number: JP57163127A
Authority: JP
Priority date: 1982-09-21
Filing date: 1982-09-21
Publication date: 1988-12-14
Also published as: JPS5954594A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、インクジエツト記録法、とりわけ多
色インクジエツト記録の改良方法に関する。インクジエツト記録法は、種々の記録液吐出方
式（例えば、静電吸引方式、圧電素子を用いて記
録液に機械的振動又は変位を与える方式、記録液
を加熱して発泡させその圧力を利用する方式等）
により、記録液（インク）の小滴を発生させこれ
を飛翔させ、それらの一部若しくは全部を、紙な
どの被記録材に付着させて記録を行うものである
が、騒音の発生が少なく、高速印字、多色印字の
行える記録法として注目されている。インクジエツト記録用の記録液としては、安全
性、印刷適性の面から主に水系のものが使用され
ており、一方、被記録材としては、従来通常の紙
が一般的に使用されてきた。液状のインクを用い
て記録を行う場合には、一般に記録液が記録用紙
上で滲んで印字がぼけたりしないことが必要であ
り、また記録液が記録後可及的速やかに乾燥して
不意に紙面を汚染しないことが望ましい。そして、とりわけ二色以上の異色の記録液を用
いる多色インクジエツト記録方式に於いては、１）記録液の被記録材への吸収が速やかであつ
て異色のインクドツトの重複があつた場合で
も、後で付着した記録液が前に付着した記録液
と混合したり、インクドツトを乱したり、流れ
出したりしないこと、２）記録液液滴が被記録材上で拡散し、インク
ドツトの径が必要以上に大きくならないこと、３）インクドツトの形状が真円に近く、またそ
の周辺が滑らかであること、４）インクドツトの濃度が高く、ドツト周辺が
ぼけないこと、５）被記録材の色が白く、インクドツトとのコ
ントラストが大きいこと、６）記録液の色が、被記録材のいかんにより変
化しないこと、７）被記録材の寸法変動（例えば、しわ、の
び）が記録前後で少ないこと、等の諸要求を満足させる必要がある。しかしながら、従来、これ等要求を満足させる
には、用いる被記録材及び記録液の特性に負うと
ころが非常に大きいことは理解されているが、現
実には叙上の諸要求に応えるインクジエツト記録
方法は未だ見当たらない状況にある。すなわち、例えば被記録材と記録液の表面張力
の関係について考察してみると、従来の被記録層
を有する被記録材を使用してインクジエツト記録
を行なうと、この被記録層表面には第２図に示さ
れるように小さな空隙しか存在しないので、高表
面張力の記録液を使用すると該空隙中への浸透が
妨げられるために記録液の吸収速度が遅くなる。
それ故、吸収速度を上げるために低表面張力の記
録液を使用するとノンコート紙を使用する場合と
同様に紙面方向の記録液の拡がりが大きくなり良
好な印字特性が得られないという背反する問題が
生じ、これを解決し得なかつた。本発明の目的は、叙上の技術分野に於いて従来
技術が解決し得なかつた諸課題を全て満足させる
ことにある。とりわけ、本発明ではインクジエツ
ト記録方式による複数のカラー記録液を用いたフ
ルカラー画像の記録における上記諸要求を満足さ
せることにある。本発明の他の目的は、広い記録液の表面張力範
囲で優れた記録特性が発揮できる新規なインクジ
エツト記録方法を提供することにある。上記及び他の目的は、以下の本発明によつて達
成される。すなわち本発明は、記録液の小滴を形成し、こ
の小滴を支持体に充填材粒子を含有する被覆層を
設けてなる被記録材に付着させて記録を行なうイ
ンクジエツト記録方法において、前記被記録材
が、３〜25μmの範囲にある大きさの充填材粒子
を前記被覆層の表面に１mm²当り１万個〜10万個露
呈して成るものであり、且つ前記記録液が20℃に
おいてその表面張力を30乃至60dyn／cmの範囲内
とするものであることを特徴とするインクジエツ
ト記録方法である。本発明方法において用いられる被記録材は、支
持体及びその表面に設けられた被記録層からな
る。該被記録材の支持体としては、紙を使用するの
が適当であるが、布、多孔性樹脂、木材等の多孔
質材料や、樹脂、金属、ガラス等の非多孔質材料
も使用でき、これらの何れを選定するかは記録目
的や用途により異なる。一方、該被記録層は、基本的には充填材粒子と
結着剤とから構成される。該充填剤粒子として
は、例えばシリカ、クレー、タルク、ケイソウ
土、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリ
ウム、酸化チタン、酸化亜鉛、サチンホワイト、
ケイ酸アルミニウム、リトポン、アルミナ、ゼオ
ライト等の白色系無機顔料；ポリスチレン、ポリ
エチレン、尿素−ホルマリン樹脂、ポリ塩化ビニ
ル、ポリメチルメタクリレート等の有機高分子粒
子が挙げられ、これらの１種以上が用いられる。
被記録層の表面に、多孔性無機顔料粒子の不定形
形状が瓦礫を散在させたように現われるには、使
用される多孔性無機顔料の粒径が１乃至30μm、
より好ましくは３乃至20μm程度のものであるこ
とが望ましい。多孔性無機顔料の粒径が余りにも
大き過ぎるとインクドツトの真円性が損なわれ、
記録画像の解像度が低下するため好ましくない。また、被記録層に含有される充填材粒子は色素
吸着性の高いもの程好ましく、更には多孔性構造
を有するものであることが好ましい。これは、記
録液中の染料等記録剤が被記録層の最表層に捕捉
された方が呈色性が良好となるためである。他方、該結着剤としては、デンプン、ゼラチ
ン、カゼイン、アラビアゴム、アルギン酸ソー
ダ、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルア
ルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル
酸ソーダ、ポリアクリルアミド等の水溶性高分
子；合成ゴムラテツクス等の合成樹脂ラテツク
ス、ポリビニルブチラール、ポリビニルクロライ
ド、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリロニトリル、ポ
リメチルメタクリレート、ポリビニルホルマー
ル、メラミン樹脂、ポリアミド、フエノール樹
脂、ポリウレタン、アルキツド樹脂等の有機溶剤
可溶性樹脂が挙げられ、これらの１種以上が用い
られる。また、被記録層には、分散剤、蛍光染
料、PH調整剤、消泡剤、潤滑剤、防腐剤、界面
活性剤等の各種添加剤を混在させることもでき
る。本発明の方法に使用するのが適当な該被記録材
は、これらの被記録層各種成分を水等の媒体中に
分散させて調製した塗工液をロールコーテイング
法、ロツドバーコーテイング法、スプレーコーテ
イング法、エアナイフコーテイング法等により支
持体上に塗工し、その後可及的速やかに乾燥させ
て作製される。塗工液中の充填材粒子と結着剤の
混合比としては、一般に充填材粒子100重量部に
対して結着剤が10乃至100重量部が適当であり、
充填材粒子の平均粒径が大きいときには、できる
だけ結着剤の量を少なく用いることが好結果をも
たらす。支持体上の被記録層の量は、通常１〜
50g／m²程度（乾燥塗工量）の量を支持体上に塗
工する。また、好ましくは２〜30g／m²程度（乾
燥塗工量）塗工するのがよい。第１図は、このようにして作成された本発明の
記録方法に使用するのが適当な被記録材の被記録
層表面の約1500倍の走査型電顕写真であり、その
独特な表面状態がよく示されている。すなわち、
被記録層の主成分である比較的大きな粒径の不定
形の充填材粒子が無作為に載置されたままの状態
で被記録層の表面に現われ、そられ粒子の間にイ
ンク吸収孔として機能する大きな空隙が多数散在
し、いわば大小様々な瓦礫を散在させたとでも表
現すべき表面構造をとつている。勿論、これら表
面に現われた充填材粒子も結着剤により被記録層
内に固定されるものであり、被記録層から容易に
は離脱しない。本発明の方法に使用される記録液は、染料等の
記録剤と液媒体成分とからなる。一般に記録液を
使用して記録を行なう場合には、被記録材と記録
液の液物性とのマツチングを計ることが重要であ
り、特に記録液の被記録材に対する濡れ性が良好
なものを選択使用する必要がある。すなわち、前
述した被記録材の臨界表面張力は、40〜50dyn／
cmの範囲内にあるので、この値に近い表面張力を
有する記録液を使用するのがよい。従つて本発明
の方法に使用される記録液は、20℃において30〜
60dyn／cm、好ましくは35〜55dyn／cm、特に好
ましくは40〜50dyn／cmの範囲内の表面張力を有
することを要する。この範囲よりも低い表面張力
の記録液を使用して印字を行つた場合には、被記
録材に対する濡れ性はよいが、印字ドツトの拡が
りが大きくなる。一方、前記表面張力より高い表
面張力の記録液を使用した場合には、被記録材に
対する濡れ性が悪くなり、その結果インクの吸収
性及びドツト濃度の低下が起こり好ましくない。本発明の方法に使用される記録液の液媒体成分
としては、前記記録液の表面張力を満たす範囲内
で水単体のみならず、望ましくは水と水溶性の各
種有機溶剤等との混合物が使用される。上記水溶性の有機溶剤としては、例えばメチル
アルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルア
ルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチル
アルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブ
チルアルコール、イソブチルアルコール、等の炭
素原子数が１〜４のアルキルアルコール類；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、ジアセトンアルコール等のケ
トン又はケトンアルコール類；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；エチレングリコホル、プ
ロピレングリコール、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メチルエー
テル、ジエチレングリコールメチル（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等が挙げられる。これら多くの水溶性有機溶剤の中でも、ジエチ
レングリコール等の多価アルコール、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は
好ましいものである。多価アルコール類は、記録
液中の水が蒸発し、記録剤が析出することに基づ
くノズルの目詰まり現象を防止するための湿滑剤
としての効果が大きいため特に好ましいものであ
る。このような液媒体成分を含む記録液の表面張力
を前記の範囲内に調整するために、カチオン、ア
ニオン又はノニオン系の各種界面活性剤、ジエタ
ノールアミン、トリエタノールアミン等の表面張
力調整剤を加えることができる。記録液には可溶化剤を加えることもできる。代
表的な可溶化剤は含窒素複素環式ケトン類であ
り、その目的とする作用は、記録液の液媒に対す
る溶解性を飛躍的に向上させることにある。例え
ば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメ
チル−２−イミダゾリジノンが好ましく用いられ
るものである。このような成分から調製される記録液は、それ
自体で記録特性（信号応答性、液滴形成の安定
性、吐出安定性、長時間の連続記録性、長期間の
記録休止後の吐出安定性）、保存安定性、被記録
材への定着性に優れたものであるが、これらの特
性を更に改善するために、各種添加剤を更に含有
させてもよい。例えばポリビニルアルコール、セ
ルロース類、水溶性樹脂等の粘度調節剤；緩衝液
によるPH調整剤を挙げることができる。また、記録液を帯電するタイプのインクジエツ
ト記録方法に使用される記録液を調合するために
は、塩化リチウム、塩化アンモニウム、塩化ナト
リウム等の無機塩類等の比抵抗調整剤が添加され
る。なお、熱エネルギーの作用によつて記録液を
吐出させるタイプのインクジエツト方式に適用す
る場合には、熱的な物性値（例えば、比熱、熱膨
張係数、熱伝導率等）が調整されることもある。本発明の方法によれば、異色の記録液が短時間
内に同一箇所に重複して付着した場合にも記録液
の流れ出しや滲み出し現象がなく、高解像度の鮮
明で優れた発色性の画像が得られる。しかも記録
液の吐出方式、記録目的等に応じて広範な表面張
力を有する記録液を使用しても、常時これらの優
れた特性を発揮させることができ、フルカラーの
記録を行う場合のインクジエツト記録法として優
れたものである。以下、実施例に従つて本発明の方法を更に詳細
に説明する。実施例１充填材粒子としてシリカ（ニプシルE150、商
品名、日本シリカ工業(株)製、平均粒子径：5μm）
を用い、結着剤としてポリビニルアルコールと
SBRラテツクスを用いて下記組成に基づき塗工
用組成物を作製した。シリカ 100重量部ポリビニルアルコール 25 〃 SBRラテツクス５〃水 500 〃一方、支持体としては、JIS P8122に基づくサ
イズ度が35秒の一般上質紙（坪量65g／m²）を使
用し、この支持体上に上記塗工用組成物を乾燥塗
工量15g／m²の割合でブレードコーター法により
塗工し、常法により乾燥させて被記録材を得た。
得られた被記録剤の被覆層表面の約1500倍の走査
型電顕写真を第１図に示す。この被記録材に対して、下記７種のインクを用
いてピエゾ振動子によつて記録液を吐出させるオ
ンデマンド型インクジエツト記録ヘツド（吐出オ
リフイス径50μm、ピエゾ振動子駆動電圧60V、
周波数4KHz）を有する記録装置を使用してイン
クジエツト記録を行い、記録特性の評価を行つ
た。インクNo.Ａ：表面張力が約60dyn／cm（組成）エチレングリコール 30重量部水 70 〃 C.I.ダイレクトブルー86 ２〃インクNo.Ｂ：表面張力が約55dyn／cm（組成）エチレングリコール 30重量部水 70 〃アセチノールEH（10％水）（界面活性剤、川研
フアインケミカル社製） 0.05 〃 C.I.ダイレクトブルー86 ２〃インクNo.Ｃ：表面張力が約50dyn／cm（組成）エチレングリコール 30重量部水 70 〃アセチノールEH（10％水） 0.07 〃 C.I.ダイレクトブルー86 ２〃インクNo.Ｄ：表面張力が約45dyn／cm（組成）エチレングリコール 30重量部水 70 〃アセチノールEH（10％水） 0.5 〃 C.I.ダイレクトブルー86 ２〃インクNo.Ｅ：表面張力が約40dyn／cm（組成）エチレングリコール 30重量部水 70 〃アセチノールEH（10％水） 1.1 〃 C.I.ダイレクトブルー86 ２〃インクNo.Ｆ：表面張力が約35dyn／cm（組成）プロピレングリコールモノメチルエーテ
ル 30重量部水 70 〃アセチノールEH（10％水） 1.0 〃 C.I.ダイレクトブルー86 ２〃インクNo.Ｇ：表面張力が約30dyn／cm（組成）プロピレングリコールモノメチルエーテ
ル 50重量部水 50 〃アセチノールEH（10％水） 0.1 〃 C.I.ダイレクトブルー86 ２〃被記録材の記録特性の評価結果を表１に示す。
表１における各評価項目の測定は下記の方法に従
つた。１）ドツト濃度は、印字ドツトをさくらマイク
ロデンシドメーターPDM−５（小西六写真工業
(株)製）を用いて測定した。２）ドツト形状は、印字ドツトを実体顕微鏡で
観察して、ほぼ円形のものを〇、円形が多少く
ずれたものを△、不定形のものを×とした。３）滲み度は、印字ドツトの直径を実体顕微鏡
で測定し、インクドロツプレツトの何倍になつ
たかで示した。４）色彩鮮明性は、インクジエツト記録画像の
色の鮮明さを目視により比較し、最も良いもの
を◎、最も悪いものを×とし、◎、〇、△、×
のランク分けをした。５）インク吸収性は、３ドツト重ね印字した１
秒後に、被記録材表面上にインクの流れ出しが
なく、画像の鮮明なものを〇、それ以外を×と
した。実施例２充填材粒子として炭酸カルシウム（平均粒子径
3μm）を用い、結着剤としてデンプンとSBRラ
テツクスとを用いて、下記組成に基づき塗工用組
成物を作製した。炭酸カルシウム 100重量部デンプン 30 〃 SBRラテツクス 10 〃水 300 〃一方、支持体としては、実施例１と同じ一般上
質紙を使用し、この支持体上に上記塗工用組成物
を乾燥塗工量20g／m²の割合でブレードコーター
法により塗工し、常法により乾燥させて被記録材
を得た。この被記録材を実施例１と同様にして評価した
結果を表２に示す。実施例３充填材粒子としてタルク（平均粒子径7μm）を
用い、結着剤としてカゼインを用いて、下記組成
に基づき塗工用組成物を作製した。タルク 100重量部カゼイン 20 〃水 500 〃一方、支持体としては、実施例１と同じ一般上
質紙を使用し、この支持体上に上記塗工用組成物
を乾燥塗工量20g／m²の割合でブレードコーター
法により塗工し、常法により乾燥させて被記録材
を得た。この被記録材を実施例１同様にして評価
した結果を表３に示す。実施例４実施例１で使用した被記録材に対して20℃にお
ける表面張力が54dyn／cmの下記組成の記録液を
使用し、これら記録液を記録ヘツド内の記録液に
熱エネルギーを与えて液滴を発生させ記録を行う
オンデマンドタイプのマルチヘツド（吐出オリフ
イス径35μm、発熱抵抗体抵抗値150Ω、駆動電圧
30V、周波数2KHz）を有する記録装置へ供給し
てフルカラーのインクジエツト記録を行なつた。イエローインク（組成） C.I.アシツドイエロー23 ２重量部ジエチレングリコール 30 〃水 70 〃マゼンタインク（組成） C.I.アシツドレツド92 ２重量部ジエチレングリコール 30 〃水 70 〃シアンインク（組成） C.I.ダイレクトブルー86 ２重量部ジエチレングリコール 30 〃水 70 〃得られた記録画像は、鮮明で所定の色調が発現
されたものであり、ドツト形状、インク吸収性も
良好であつた。比較例１被記録材として市販のアートコート紙（商品
名：SKコート、山陽国策パルプ(株)製）を使用し
てインクジエツト記録特性の評価を実施例１と同
様にして行つた。その結果を表４に示す。なお、
この紙の被覆層表面の約1500倍の走査型電顕写真
は第２図に示すようなものであつた。

【表】

【表】【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法で使用するのが適当な
被記録材の被記録層表面に現われた充填材の粒子
形状を表すための走査型電子顕微鏡による約1500
倍の図面代用写真であり、第２図は、市販のコー
ト紙の表面の同倍率の走査型電子顕微鏡による図
面代用写真である。

Claims

【特許請求の範囲】

１記録液の小滴を形成し、この小滴を支持体に
充填材粒子を含有する被覆層を設けてなる被記録
材に付着させて記録を行なうインクジエツト記録
方法において、前記被記録材が、３〜25μmの範
囲にある大きさの充填材粒子を前記被覆層の表面
に１mm²当り１万個〜10万個露呈して成るものであ
り、且つ前記記録液が20℃においてその表面張力
を30乃至60dyne／cmの範囲内とするものである
ことを特徴とするインクジエツト記録方法。