【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体インクをヘッドノズルから噴射することにより印字するインクジェット記録装置のインクとしては、水系溶媒に色材として染料を溶解した水系インクと、常温で固化するワックス系溶剤に染料を溶解し、加熱溶融した状態でヘッドより噴射し印字するソリッドインクとがある。
【０００３】
また、紫外線硬化型のインクジェットプリント用インクに関しては、水溶性染料を使用したものがあり（例えば、特許文献１参照。）、普通紙・再生紙への印字を容易にしたものである。
【０００４】
さらに、水性液溶媒中に、少なくとも顔料、水溶性樹脂、エネルギーの付与により固体化する水溶性モノマー、及び光重合開始剤を含むことを特徴とするインクと、このインクを適用することを特徴とするインクジェット記録方法が提案され（例えば、特許文献２参照。）、被記録材を選ばず、耐候性のある印字品位の良好な記録を可能とするインクと、これを用いたインクジェット記録方法及び記録装置が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０５−１８６７２５号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平０７−２２４２４１号公報
【０００７】
【発明が解決しょうとしている課題】
さて、一般にインクジェットプリンタによって形成される画像品位には多くの指標が存在する。その中の一部の例として４例を挙げる。
【０００８】
その１つは粒状感と呼ばれるものである。これはインクジェットプリンタによって記録媒体に付与されたインク滴がドットを形成し、このドットのひとつひとつが粒状感を与える。これはドットの形状がわかりやすいドット密度の低い画像領域で顕著に現れやすい。そしてこの粒状感を抑えるためにはドット径を小さくすることが望ましい。小さいドット径を実現するためには記録媒体に対するインクの浸透性が低く１ドットが記録媒体上で広がらないようにすることが望ましい。
【０００９】
次に挙げるのは均一感である。これはドット密度の高い領域で、ドットの配置にムラが生じると濃度の濃い場所と薄い場所が局所的に存在するために発生する問題である。この問題は記録媒体に対するインクの浸透性が低く、１ドットが小さいドットを形成するようなインクを用いることにより顕著に現れる。
【００１０】
また線や文字の様な画像を印刷する場合にはシャープネスとよばれる指標も存在する。これは文字や線画は、エッジがシャープである方がより好ましいことによるものである。そして、このためにもインクは浸透性が低い方が望ましい。
【００１１】
さらには画像濃度の問題もあり、光学濃度の高い画像を得るためにはインク中に含まれる色材を記録媒体上方に定着させるためにはインクは記録媒体に対する浸透性は低いことが望まれる。
【００１２】
以上は画像品位の指標の一部にすぎないが、画像が求める要求は多岐にわたりその多くがインクの浸透性に対して、トレードオフの関係になっている。そのため、このような多くの要求を満たすためには、浸透性の高いインクと浸透性の低いインクを両方具備したインクジェット記録方法を採用することが望ましい。しかし、このような構成を取ることは装置の大型化、コストの増大を招く。
【００１３】
またインクジェットプリンタで用いられるインクの吐出部（以下「ヘッド」とよぶ）の多くは１ドットの大きさは、量子化されたせいぜい１０種類程度のドットを吐出する事ができるのが一般的である。それに対して通常の入力画像のデータは各色にたいして８ｂｉｔすなわち２５６階調のデータであることが多い。そのため入力画像に対して出力画像は量子化された形に置き換わる。この際例えばディザ方式と呼ばれるように複数の画素を階調性の単位として用いることにより階調性を持たせる方法がある。これはつまり解像度の高さを犠牲にすることにより高階調性を実現させていると言える。
【００１４】
そしてこのような階調性の問題にたいしても、同じ色相で異なる色材濃度の複数のインクを具備することが望ましいが、前述したような理由で装置の大型化やコストの増大を招く。
【００１５】
一方で紫外線硬化型のインクジェットプリント用インクを用いてインクジェット記録をおこなった後、紫外線照射によって硬化定着させるようなインクジェット記録方法では、インクジェット記録後紫外線照射過程によってドット径をコントロールすることができる。これはたとえば、各色インクの塗布後に強力な紫外線照射、または長時間の紫外線照射により強力な硬化定着をおこなえば、染料ないし顔料が記録媒体表面に多く残存するため反射濃度の高く、ドットにじみのない鮮明な画像が得られる。また各色インクの塗布より後に弱い紫外線照射を行う、または短時間の紫外線照射を行うとインクの硬化定着は弱いものとなり、均一感のよいドット径の広がった画像を得ることができる。特開平０９−３１４８１９号公報においてはこのような紫外線エネルギーの変調によりドットをコントロールする方法が開示されている。しかし、このような紫外線エネルギーの変調をドット単位で局所的に行うことは非常に困難であり、また紫外線の強度を変調させることは装置のコストアップにもつながる。
【００１６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、比較的簡単な方法によってドット径をコントロールすることにより、ドット毎に望ましいドット径を実現し、また高い階調性をもつ画像を実現するインクジェット記録方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に基づくインクジェット記録方法においては、水性液媒体中に少なくとも染料、或は顔料、もしくはその両方の色材と、水溶性樹脂、エネルギーの付与により固体化する水溶性モノマー、及び、光重合開始剤を含むことを特徴とするインクを被記録媒体に吐出してプリントを行うインクジェット記録方法であって、前記インクにより形成される画素の特性を、画素に対して前記エネルギーを付与するまでの時間変調させることによって制御することを特徴とする。
【００１８】
上記構成を、改めて以下（１）〜（８）に整理して示す。
【００１９】
（１）水性液媒体中に少なくとも染料、或は顔料、もしくはその両方の色材と、水溶性樹脂、エネルギーの付与により固体化する水溶性モノマー、及び、光重合開始剤を含むことを特徴とした少なくとの１つのインクジェット用インク、該インクを吐出させるためのノズル群を有する少なくとも１つのヘッドと、該インク中の反応性化合物に対して反応を引き起こすエネルギーを付与する装置を具備したインクジェット記録装置を用いて記録媒体に対してインクを吐出する事によって画像を形成するインクジェット記録方法において、該インクが記録媒体に対して付与された後に該エネルギーを付与するまでの時間を制御することによって被記録媒体上に形成されるインクドットの大きさおよび濃度を調整するようにしたインクジェット記録方法。
【００２０】
（２）前述の付与エネルギーとは紫外線、熱、又は電子線であるようにした上記（１）記載のインクジェット記録方法。
【００２１】
（３）該ドットの大きさおよび濃度は、ドットが形成する画像の種類および／または単位面積あたりのドット密度に応じて調整するようにした上記（１）又は（２）に記載のインクジェット記録方法。
【００２２】
（４）該ドットの大きさおよび濃度の調整方法は、インクの色相に応じて異ならせるようにした上記（１）乃至（３）のいずれか記載のインクジェット記録方法。
【００２３】
（５）該ノズル群の配列方向と異なる方向に往復に移動させて主走査を行いつつ印字を行い、主走査終了後に主走査と略垂直な方向に所定量副走査を行うことにより記録材上に画像を記録する方法で、ヘッドに対して主走査方向に任意の距離をおいた位置に該エネルギー供給手段を配置するようにした上記（１）乃至（４）のいずれか記載のインクジェット記録方法。
【００２４】
（６）該エネルギーを付与するまでの時間を制御する手段としては、該主走査の際に該エネルギー付与を行う場合と行わない場合とを切り換えることによって、エネルギーを付与させるまでの時間を異ならせることにより制御するようにした上記（５）に記載のインクジェット記録方法。
【００２５】
（７）該エネルギーを付与するまでの時間を制御する手段としては、該主走査の速度を異ならせることにより制御するようにした上記（５）に記載のインクジェット記録方法。
【００２６】
（８）該エネルギーを付与するまでの時間を制御する手段としては、該ノズル群と該エネルギーを付与する供給手段との間の主走査方向での距離を異ならせることにより制御するようにした上記（５）に記載のインクジェット記録方法。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を、実施例に基づいて図面を参照しながら説明する。
【００２８】
（インクについて）
本発明においてエネルギーの付与により固体化するモノマーとしては紫外線重合モノマーが挙げられ、ラジカル重合性のアクリルモノマー類、カチオン重合システムに適合するエポキシモノマー類が好適に使用できる。
【００２９】
ラジカル重合性のアクリルモノマー類としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）２Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリレート、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノアクリルアミド、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＮ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメタアクリルアミド、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＮ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＮＨＣ２Ｈ４Ｎ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタアクリルアミド、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＮＨＣ２Ｈ４Ｎ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＮＨ−Ｃ３Ｈ６Ｎ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタアクリルアミド、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＮＨ−Ｃ３Ｈ６Ｎ（ＣＨ３）２：及び、これらの４級化された物質、などが色材染着性に優れており特に好ましい。また多価アルコールの（メタ）アクリル酸エステル、多価アルコールのグリシジルエーテルの（メタ）アクリル酸エステル、ポリエチレングリコールの（メタ）アクリル酸エステル、多価アルコールのエチレンオキシド付加化合物の（メタ）アクリル酸エステル、多塩基酸無水物と水酸基含有（メタ）アクリル酸エステルとの反応物など、それ自体公知の紫外線硬化型モノマー、オリゴマーが用いられる。これらの物質の中でインクとの相溶性、親水性の高い物質が選択され、用いられる。
【００３０】
カチオン重合システムに適合するエポキシモノマー類としては、多価アルコールのグリシジルエーテル、グリシジルエステル、脂肪族環状のエポキシド、などが用いられる。
【００３１】
ＵＶ重合のモノマーの重合システムとして、ビニルエーテル類とアクリロイル類とを併用しているハイブリット重合システムのモノマーが望ましく、ついで、カチオン重合システム、フリーラジカル重合システムの順に選定していく。多官能基を有するモノマーを使用する場合は、その使用量はインク全重量に対して１〜１０％の範囲が好ましい。
【００３２】
光重合開始剤の使用法としては、光開始剤を一種類使用、二種類以上使用、光開始剤と増感剤とを使用しても構わない。主な光開始剤と増感剤の選定、組合わせ及び配合比に関しては、使用する紫外線硬化モノマー、使用装置によって適宜選定して行けば良い。
【００３３】
光開始剤と増感剤の主なものとして、例えば、光開始剤に関しては、アセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノアセトフェン、ｐ−ジメチルアミノプロピオフェノン、ベンゾフェノン、２−クロロベンゾフェノン、ｐｐ′−ジクロロベンゾフェン、ｐｐ′−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインｎ−プロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインｎ−ブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサンソン、２−クロロチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾインパーオキサイド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、メチルベンゾイルフォーメート、が挙げられる。その使用量は、通常紫外線硬化性樹脂の総量に対して０．１〜１０重量％である。またカチオン重合型では、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ハロニウム塩、芳香族スルホニウム塩、メタロセン化合物等の光開始剤が用いられる。その具体例としてトリフェニルスルフォニュウムヘキサフルオロフォスフェート、ジフェニルヨードニュウムヘキサフルオロアンチモネート等が挙げられる。また、カチオン重合型の場合、硬化を更に完全にするために８０〜１７０℃の範囲で、特に望ましくは１００〜１５０℃の範囲で加熱することが望ましい。加熱時間は、条件により異なるが、通常５〜３０分の間である。
【００３４】
増感剤としては、
１アミン系：脂肪族アミン、芳香族基を含むアミン、ピペリジン
２尿素：アリル系、ｏ−トリルチオ尿素
３イオウ化合物：ナトリウムジエチルジチオホスフェート、芳香族スルフィン酸の可溶性塩
４ニトリル系化合物：Ｎ、Ｎ、ジ置換ｐアミノベンゾニトリル、Ｒ１Ｒ１はメチル基、エチル基、Ｂシアノエチル基またはＢクロロエチル基
５リン化合物：トリｎブチルホスフィン、ネトリウムジエチルジチオホスフィード
６窒素化合物：ミヒラーケトン、Ｎニトリソヒドロキシルアミン誘導体、オキサゾリジン化合物、テトラヒドロ１、３オキサジン化合物、ホルムアルデヒドまたはアセトアルデヒドとジアミンの縮合物
７塩素化合物：四塩化炭素、ヘキサクロロエタン
８エポキシ樹脂とアミンの反応生成物の高分子化アミン、トリエタノールアミントリアクリレート
が挙げられる。
【００３５】
本発明において、使用する染料としては、従来から当該技術分野において周知の各種染料を用いることができる。例えば、直接染料としてのアゾ染料、フタロシアニン染料、酸性染料としてのアゾ染料、アントラキノン系染料、等が挙げられる。
【００３６】
また、本発明で顔料を使用する場合は、従来公知の有機及び無機顔料をすべて使用することができる。例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料及びキレートアゾ顔料等のアゾ顔料やフタロシアニン顔料、ペリレン及びペリレン顔料、アントセキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオイシジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロニ顔料等の多環式顔料や、塩基性染料型レーキ及び酸性染料型レーキ等の染料レーキや、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料などの有機顔料、酸化チタン、酸化鉄系及びカーボンブラック系等の無機顔料が挙げられる。また、カラーインデックスに記載されていない顔料であっても水性に分散可能なら、いずれのものも使用できる。
【００３７】
インク顔料を分散させるために含有される水溶性樹脂（分散樹脂）は、アミン或は塩基を溶解させた水溶液に可溶で、且つ重量平均分子量が３０００から３００００の範囲が好ましい。更に、好ましくは５０００から１５０００の範囲であるものがよく、例えば、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸ハーフエステル共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸−マレイン酸ハーフエステル共重合体あるいは、これらの塩等を使用することができる。
【００３８】
本発明において、顔料と染料とを併用するときには、一般に、顔料：染料（重量比）が８：２〜２：８の範囲であるのが望ましい。より好ましくは、７：３〜３：７（顔料：染料）の範囲とする。
【００３９】
更に、本発明のインクは、好ましくは、インク全体が中性またはアルカリ性に調整されていることが、前記した水溶性樹脂の溶解性を向上させ、一層の長期保存安定性に優れたインクとすることができるので望ましい。インクのｐＨは、インクジェット記録装置に使われている種々の部材の腐食原因となる場合があるので、好ましくは７〜１０のｐＨの範囲とされるのが望ましい。
【００４０】
ｐＨ調整剤としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の各種有機アミンや、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸物等の無機アルカリ剤、有機酸や、鉱酸が挙げられる。
【００４１】
本発明のインクにおいて好適な水性媒体は、水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒であり、水は種々のイオンを含有する一般の水ではなく、イオン交換水（脱イオン水）を使用するのが好ましい。本発明のインクは水系インクであり、水の含有量としてはインク全重量の５０％以上であることが好ましい。
【００４２】
水と混合して使用される水溶性有機溶剤としては、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化数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類のケトアルコール類；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コレングリコール類；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（またはエチル）エーテル、ジエチレングリコールメチル（またはエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（またはエチル）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−イミダゾリジノン等が挙げられる。
【００４３】
これら多くの水溶性有機溶剤の中で有機アミンは、分散剤を中和し、インクのｐＨを中性〜塩基性の領域に調節するために本発明のインク中に、好ましくはインク全体の０．００１〜１０重量％含有させる。
【００４４】
また、有機アミン以外の上記水溶性有機溶剤については、所望に応じて適宜選択され、適量が含有されるが、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が好ましい。
【００４５】
更に、吐出の安定性を得るためには、脂肪族一価アルコール、例えば、エタノール或はイソプロピルアルコールを３％以上添加することが効果的であることを見出した。即ち、これら溶剤を添加することによって、インクの薄膜の発熱抵抗体上での発泡をより安定に行うことができるからと考えられる。
【００４６】
また、本発明のインクは、上記の成分のほか、必要に応じて所望の物性値を有するインクとするために、界面活性剤、消泡剤、防腐剤等を更に添加することができる。更に、市販の水溶性染料等も添加することができる。
【００４７】
（記録装置について）
次に、上記の本発明のインクジェット記録方法に用い得る記録装置の一つの例について説明する。図１は本発明を適用したインクジェットプリンタの簡略斜視図である。制御部９によって制御されるステッピングモータ６の駆動が紙送りローラ３に伝搬され、記録紙４が副操作方向（図中、矢印Ｂ）に送られる。８は紙抑えローラで、記録紙４は紙送りローラ３と紙抑えローラ８で支持されながら平面性を保ちつつ副操作方向（図中、矢印Ｃ）に送られる。１３はヘッドキャリッジで、着脱可能なヘッドユニット２ａ、２ｂを搭載し、制御部９によって制御されるＤＣモータ１２の駆動により、記録紙４の平坦性を向上すべく設けられたプラテン板７と平行に設けられたキャリッジローラ５に沿って主操作方向（図中、矢印Ａ、Ｂ）に往復移動する。ヘッドユニット２ａには、記録ヘッド１１ａ、１１ｂ、がヘッドキャリッジ１３の移動方向（矢印Ａ）に対して一定の間隔で固定され、ブラック、シアンのインクで満たされたインクタンク１ａ、１ｂが着脱可能となっている。一方、ヘッドユニット２ｂには、記録ヘッド１１ｃ、１１ｄがヘッドキャリッジ１３の移動方向（矢印Ａ）に対して一定の間隔で固定され、マゼンタ、イエローのインクで満たされたインクタンク１ｃ、１ｄが着脱可能となっている。
【００４８】
記録ヘッド１１ａの簡略図を図２に示す。基板２５上には電気熱変換体２６、およびこれに電力を供給するための電極（不図示）が形成されている。ノズル２４（インク路）は、電気熱変換体２６に対応して同数だけ配設されており、吐出口２７と共通液室２３に連通している。記録ヘッド１１ａには、前述のインクタンク１ａよりブラックインクが図中矢印Ｃの方向より供給され、フィルター２２によってゴミなどの不純物を取り除きつつ共通液室２３に供給される。共通液室２３に供給されたブラックインクは毛細管現象によってノズル２４内に供給されノズル２４の先端部、吐出口２７付近でメニスカスを形成し保持される。この状態において、電気熱変換体２６に通電することにより、電気熱変換体２６上でインクが加熱されて発砲し、その発砲エネルギーにより、吐出口２７からインク滴が図中矢印Ｄの方向に吐出される。
【００４９】
記録ヘッド１１ｂ、１１ｃ、１１ｄにも同様にして、それぞれシアン、マゼンタ、イエローのインクが供給され、インクの発砲のエネルギーにより各ノズルの吐出口よりインク滴を吐出させることができる。
【００５０】
１４は紫外線照射ランプで、ヘッドキャリッジ１３の両端に配置されている。
【００５１】
記録に際しては、まず、記録紙４が停止している状態で、ヘッドキャリッジ１３が矢印Ａの方向に一定スピードで移動しながら、記録ヘッド１１ｄよりイエローインクを、記録ヘッド１１ｃよりマゼンタインクを、記録ヘッド１１ｂよりシアンインクを、記録ヘッド１１ａよりブラックインクを、それぞれ吐出させ、重ね打ちをすることによってカラーインクの記録媒体上への塗布をおこなう。
【００５２】
続いてヘッドキャリッジ１３の両端に配置されている紫外線照射ランプ１４の内、主走査後方に配置された紫外線照射ランプ１４が照射され、記録媒体上に塗布されたインクを硬化させる。このように１ラインの記録が終了すると、記録紙４が矢印Ｃの方向に一定量ステップ送りされ、今度はヘッドキャリッジ１３が矢印Ａとは逆の方向（矢印Ｃ）に一定スピードで移動しながら、記録ヘッド１１ａよりブラックインクを、記録ヘッド１１ｂよりシアンインクを、記録ヘッド１１ｃよりマゼンタインクを、記録ヘッド１１ｄよりイエローインクを、それぞれ吐出させ、重ね打ちをすることによってカラーインクの記録媒体上への塗布をおこない、続いてヘッドキャリッジ１３の両端に配置されている紫外線照射ランプ１４の内、主走査後方に配置された紫外線照射ランプ１４が照射され、記録媒体上に塗布されたインクを硬化させる。こうした肯定を複数回繰り返すことによって、記録紙４の紙面一杯にカラー記録をおこなうことができる。
【００５３】
記録方法としては、２パス、４パスと複数回重ねることで１ライン分の画像データ記録を完結させる印字方法によって印字がおこなわれる。
【００５４】
本実施例１で使用するインクは、下記に示すような組成（重量比）の溶剤Ａと溶剤Ｂから作成されている。
【００５５】
（溶剤Ａ）
紫外線重合モノマー ※１ ５５．６％
光重合開始剤 ※２ ２．８％
水溶性溶剤 ※３ ４１．６％
※１ ＮＫエステルＡ−４００（新中村科学）
※２ イルガキュア６５１（チバガイギー）
※３ インプロピルアルコール（ＩＰＡ）／ジオチレングリコール（ＤＥＧ）
（溶剤Ｂ）
染料インク１０％溶液（染料／水溶性樹脂／水） ※４ ９３．０％
界面活性剤 ※５ ７．０％
※４ブラック：フードブラック（染料固形分１０％）
シアン ：プロジェットシアン（染料固形分１０％）
マゼンタ：アシッドレッド（染料固形分１０％）
イエロー：ダイレクトイエロー（染料固形分１０％）
※６ ノイゲンＥＴ１５０、１０％ａｑ（第一工業製薬（株）製）
溶剤Ａと溶剤Ｂは別々に約１０分間攪拌されており、それぞれ粘度を５ｃｐに調整されている。最終的に溶剤Ａと溶剤Ｂを混合してインクを作成するが、溶剤Ａと溶剤Ｂの混合比率は本実施例においてはブラックインク、カラーインクともに、１：１２とした。
【００５６】
（記録方法について）
本発明のインクを利用したインクジェット記録方法は、被記録材に対して、インク吐出口を複数備えた記録ヘッドから少なくとも一色以上のインクを付与して記録画像を形成するインクジェット記録方法であり、前記記録ヘッドの吐出口より画像記録信号に応じてインク滴を飛翔させ前記被記録材の所定位置にインク滴を付与して記録画像を形成する工程と、前記被記録材上に付与されたインクを硬化させる工程とを含む。
【００５７】
インクを硬化させる工程における手段としては、紫外線（ＵＶ）照射ランプが挙げられる。ＵＶ照射ランプにおいては、熱が発生し被記録材が変形してしまう可能性があるため、冷却機構、例えばコールドミラー、コールドフィルター、ワーク冷却などが具備されていると好ましい。
【００５８】
本発明においてはインクが被記録媒体に付与された後に、紫外線照射を行うまでの時間を調整することによりドット径を制御することを特徴としている。図３はドットが印字された後ＵＶが照射されるまでの時間とドット径の関係を示したものである。このように、インクが紙面に付与された後にＵＶが照射されるまでの時間が長くなればなるほどドット径は大きくなる。
【００５９】
（実施例１）
本実施例においては２パス印字においてドット変調行う方法の１例をしめす。インクジェット記録方法においては、従来から一般的に知られている、高画質化を目的とした複数パス印字といった方法が存在する。これは、同一箇所を２回以上の走査で印字することによって、ヘッドが固有に持つノズル毎のばらつき等を緩和させるものである。
【００６０】
本実施例においては２回の走査によって画像を完成させる２パス印字における例をしめす。この印字方法において、奇数回目の走査においてはＵＶランプの電源を切り（またはＵＶランプをシャッターでふさぎ）、偶数回目の走査においてはＵＶランプの電源をいれる（シャッターを開ける）。
【００６１】
図４は本実施例において用いるヘッドとＵＶランプの位置関係および印字方向を示したものである。ヘッド群４０は図の矢印４６の方向に走査して印字を行う。４２、４３、４４、４５はシアンヘッド、マゼンタヘッド、イエローヘッド、ブラックヘッドをそれぞれ示す。この図に示すような印字方法においてはＵＶランプ４１が点灯している状態においてヘッド群４０から吐出されたインク滴は、直ちにＵＶ照射されドット径は小さいものになる。これに対してＵＶランプ４１が点灯していない状態で吐出されたインク滴は、次の走査においてＵＶ照射が行われるため１走査分の時間間隔があり、ドット径が大きくにじみの大きいドットになる。
【００６２】
以上のような構成を用いることによって、ドット径を小さくすることが望ましいドットに関しては偶数回目の走査で印字を行う。そしてドット径を大きくすることが望ましいドットに関しては奇数回目の走査で印字を行う。これによりドット毎に好ましいドット径を実現することができ、高品質な画像を実現することが可能となる。
【００６３】
次に、インク種類と望ましいドット径の関係について説明する。通常の画像においては、カラー、ブラックインクそれぞれがハイライト部（ドット密度の少ないところ、）とベタ部（ドット密度の大きいところ）において望ましいドット径が異なる。その１例を以下の表にしめす。
【００６４】
【表１】
【００６５】
この例は一般的な画像について望ましいドット径の形成法を示したものである。カラーインクはベタ部においては、均一性が重要となるためドット径は大きい方がよい。ハイライト部においてはドット径が小さい方が粒状感が目立たないため望ましい。一方ブラックインクに関しては文字のシャープネスを保つためにドット径はハイライト部、ベタ部ともに小さい方が望ましい。ブラック画像のベタ部の均一性がおちる場合に関しては、カラーインク３色を同一箇所に印字してブラックを形成して、ブラックインクと重ね合わせることによって重ね印字を行うことにより均一性を上げることが可能である。
【００６６】
次に実際にハイライト部の画像とベタ部の画像を選択的に印字する方法を具体的に説明する。カラーインクは複数の画素で階調性を高めるインデックス法を用いることによりドット径の選択、調整を行う。図５はそのインデックス法の一例である。この場合４画素を用いて５階調を実現している。ここでさらに２パス印字法であるが、奇数パスにおいては図６（ａ）のようなマスクを用いる。偶数パスにおいては図６（ｂ）のようなマスクを用いる。マスクの着色部分に画像データがある場合は印字を行う。白い場所に画像データがある場合は印字を行わない。これによって２回の走査によって画像を形成することができる。そして図５に用いたインデックス法と同調させることにより、ハイライト部で頻繁に現れることの多い階調１および２の画像は偶数パスで印字することが出来、ベタ部で現れる階調３および４の画素の２ドットは奇数パスで印字を行うことができる。
【００６７】
このような方法によりカラーインクにおいては階調が低くハイライト部に現れがちな階調１および階調２を形成するドットについては偶数パスで印字しドット径を小さく抑えることができる。またベタ部に現れがちな階調３および階調４を形成するドットについては横２＊縦２の４画素のなかの１ないし２ドットを奇数パスで印字しドット径を大きくすることが可能である。これによりベタ部においては約５０％のドットがドット径の大きい画像で形成されることになり、これにより十分な均一性を実現可能である。
【００６８】
ブラックインクに関しては、上述のようにドット径は小さい方が望ましい。そのため偶数パスのみで印字を行う１パス印字をおこなえば、すべてのドット径を小さくし高品位な画像を得ることが可能となる。
【００６９】
（実施例２）
本実施例においてはオブジェクト毎にドット径を調整する例である。ドット密度だけでなく画像の種類によってドット径を調整することにより、より画像に適したドット径を形成することが可能である。
【００７０】
【表２】
【００７１】
上表の様に、画像の種類に応じて好ましいドット径は異なる。写真のような画像についてはブラックインクに関しても均一感の良い画像が望ましい。
【００７２】
逆に線画やグラフィックのような画像についてはカラーインクに関しても濃度が高くエッジがシャープな小さいドットの画像が望ましい。
【００７３】
このような画像を選択的に印字する際においても、実施例１のような２パス印字を用いて、偶数パスでは写真調のハイライト部のドット、および線画とグラフィックのすべてのドットを印字し、奇数パスでは写真調画像のベタ部の画像のみを印字するといった方法により望ましいドット径を形成することが可能である。
【００７４】
（実施例３）
本実施例においては、実施例１における印字方法を用いてドット径により階調性を増す方法を開示する。本来２＊２のインデックスパターンを用いる場合図５のような５階調を実現することができる。本実施例においては２パス印字において同じ横２＊縦２の解像度を用いて９階調を実現することができる。これはインデックスパターンに対して図７のようにドット配置を与える。これにより最も階調の低いデータは小ドット１つであり、最も高い階調のデータはすべてのドットを与える。（補足ではあるが、ハイライト部においては、小さいドットは記録媒体の上方に定着するもののドット密度が小さくなるため濃度は低くなる。）これにより画像に応じた望ましいドット径を実現するだけでなく、同じ画像領域を用いても約２倍の階調性を実現できる。
【００７５】
（実施例４）
実施例３の例をさらに複数パスの印字に適応できることは言うまでもない。たとえば８回の主走査で画像を完成させる８パス印字を例に取る。この場合、８回の走査の中で１回でのみＵＶ照射を行えばドットが記録媒体に定着してからＵＶを照射させるまでのタイミングは８種類とることができ、ドット径は８種類の大きさを実現可能である。これによりさらに多くの階調数を実現でき高画質な画像を比較的簡単な方法で実現できる。
【００７６】
（実施例５）
本実施例においては図８に示されるヘッドおよびＵＶ供給手段を用いる。そして画像形成は矢印Ａ・Ｂの双方向で印字を行う。ヘッド４５はＢｋを吐出するヘッドであり、ヘッド４２〜４４はカラーインクを吐出するヘッドである。この際Ａ方向の印字においては、カラーインクは急峻に定着をし、小さいドット径を実現し、反対にブラックインクは大きいドット形成を実現できる。またＢ方向の印字においてはその逆のドット径を実現できる。以上のような構成により、異なる２種類のドット径を実現することができる。
【００７７】
（実施例６）
本実施例においては図４に示されるヘッドを用い、主走査速度を変化させることによりドット径を著征することを特徴とする。すなわち主走査速度を速めることによりドットの記録媒体上への着弾からエネルギー付与するまでの時間を短縮させ小さいドット径を実現し、逆に主走査速度を遅くすることによりドット径を大きくすることが可能である。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によるインク及びインクジェット記録法方によれば、ＵＶランプのオン・オフの切り替えや、ＣＲ速度の変調のような、比較的簡単な方法によってドット径をコントロールすることにより、ドット毎に望ましいドット径を実現し、また高い階調性をもつ画像を実現するインクジェット記録方法を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェットプリンタの簡略斜視図
【図２】記録ヘッドの簡略図
【図３】ドット径とＵＶ照射までの時間の関係を示す図
【図４】記録ヘッドおよびＵＶランプの構成図
【図５】インデックス法を用いた諧調表現を説明する図
【図６】２パスマスクの概略図
【図７】第３の実施例におけるインデックス法を用いた諧調表現を説明する図
【図８】記録ヘッドおよびＵＶランプの構成図
【符号の説明】
１ インクタンク
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ インクタンク
２ ヘッドユニット
２ａ、２ｂ ヘッドユニット
３ 紙送りローラ
４ 記録紙
５ キャリッジローラ
６ ステッピングモータ
７ プラテン板
８ 紙抑えローラ
９ 制御部
１１ 記録ヘッド
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 記録ヘッド
１２ ＤＣモータ
１３ ヘッドキャリッジ
１４ 紫外線照射ランプ
２２ フィルター
２３ 共通液室
２４ ノズル
２５ 基板
２６ 電気熱変換体
２７ 吐出口
４０ ヘッド群
４１ ＵＶランプ
４２ シアンヘッド
４３ マゼンタヘッド
４４ イエローヘッド
４５ ブラックヘッド
４６ 印字方向を示す矢印[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording method.
[0002]
[Prior art]
The ink of the ink jet recording apparatus for printing by ejecting the liquid ink from the head nozzle is an aqueous ink in which a dye is dissolved as a coloring material in an aqueous solvent, and the dye is dissolved in a wax-based solvent which solidifies at room temperature, and heated and melted. There is solid ink that is ejected from the head in the state and printed.
[0003]
Some ultraviolet-curable inks for inkjet printing use water-soluble dyes (see, for example, Patent Document 1), and facilitate printing on plain paper and recycled paper.
[0004]
Further, in an aqueous liquid solvent, an ink characterized by containing at least a pigment, a water-soluble resin, a water-soluble monomer solidified by application of energy, and a photopolymerization initiator, and applying the ink. An ink-jet recording method is proposed (for example, see Patent Document 2), and an ink capable of recording with good weather quality and good print quality regardless of a recording material, and an ink-jet recording method and recording using the same. A device has been proposed.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 05-186725 A
[0006]
[Patent Document 2]
JP 07-224241 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In general, there are many indices for image quality formed by an ink jet printer. Four examples are given as some examples.
[0008]
One of them is what is called a granular feeling. This is because ink droplets applied to a recording medium by an ink-jet printer form dots, and each dot gives a granular feeling. This is remarkably easy to appear in an image area with a low dot density where the shape of the dot is easy to understand. In order to suppress the granularity, it is desirable to reduce the dot diameter. In order to realize a small dot diameter, it is desirable that the permeability of the ink to the recording medium is low and one dot does not spread on the recording medium.
[0009]
The following is a sense of uniformity. This is a problem that occurs in a region where the dot density is high, and when the arrangement of the dots becomes uneven, a portion having a high density and a portion having a low density exist locally. This problem is noticeable when the ink has low penetrability to the recording medium and uses such an ink that one dot forms a small dot.
[0010]
When printing an image such as a line or a character, there is also an index called sharpness. This is due to the fact that it is more preferable for a character or a line image to have sharp edges. For this reason, it is desirable that the ink has low permeability.
[0011]
There is also a problem of image density. In order to obtain an image having a high optical density, it is desired that the ink has low permeability to the recording medium in order to fix the coloring material contained in the ink above the recording medium.
[0012]
Although the above is only a part of the index of image quality, there are various demands for images, and many of them have a trade-off relationship with ink permeability. Therefore, in order to satisfy such a large number of demands, it is desirable to adopt an ink jet recording method including both high-permeability ink and low-permeability ink. However, adopting such a configuration causes an increase in the size of the apparatus and an increase in cost.
[0013]
In addition, most of the ink discharge units (hereinafter referred to as "heads") used in ink jet printers are generally capable of discharging at most about 10 types of quantized dots with a size of one dot. . On the other hand, normal input image data is often 8-bit data, that is, data of 256 gradations for each color. Therefore, the output image is replaced with a quantized form with respect to the input image. At this time, for example, there is a method of giving gradation by using a plurality of pixels as a unit of gradation, as called a dither method. This means that high gradation is realized by sacrificing high resolution.
[0014]
It is desirable to provide a plurality of inks of the same hue and different color material densities in order to solve such a problem of gradation. However, for the above-described reasons, the size and cost of the apparatus are increased.
[0015]
On the other hand, in an inkjet recording method in which inkjet recording is performed using an ultraviolet-curable inkjet printing ink and then cured and fixed by ultraviolet irradiation, the dot diameter can be controlled by the ultraviolet irradiation process after inkjet recording. This is because, for example, if strong curing and fixing is performed by intense ultraviolet irradiation or long-time ultraviolet irradiation after application of each color ink, a large amount of dye or pigment remains on the surface of the recording medium, so that the reflection density is high and dot bleeding does not occur. A clear image can be obtained. If weak UV irradiation is performed after the application of each color ink, or if UV irradiation is performed for a short time, the curing and fixing of the ink becomes weak, and an image with a uniform dot diameter and good dot diameter can be obtained. Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-314819 discloses a method of controlling dots by modulating such ultraviolet energy. However, it is very difficult to locally modulate such ultraviolet energy in dot units, and modulating the intensity of ultraviolet light leads to an increase in the cost of the apparatus.
[0016]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to realize a desired dot diameter for each dot by controlling the dot diameter by a relatively simple method, and to achieve a high dot diameter. An object of the present invention is to provide an ink jet recording method for realizing an image having gradation.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, in the ink jet recording method according to the present invention, at least a dye, or a pigment, or both coloring materials, a water-soluble resin, and a water-soluble solidified by applying energy in an aqueous liquid medium. An ink jet recording method for performing printing by discharging ink onto a recording medium, comprising a monomer, and a photopolymerization initiator, wherein the characteristics of pixels formed by the ink, The control is performed by modulating the time until the energy is applied.
[0018]
The above configuration will be described again in the following (1) to (8).
[0019]
(1) The aqueous liquid medium contains at least a coloring material of a dye and / or a pigment, a water-soluble resin, a water-soluble monomer which is solidified by application of energy, and a photopolymerization initiator. Ink jet recording comprising at least one ink jet ink, at least one head having a nozzle group for discharging the ink, and a device for applying energy to cause a reaction to a reactive compound in the ink In an ink jet recording method for forming an image by ejecting ink to a recording medium using an apparatus, the time required for applying the energy after the ink is applied to the recording medium is controlled by controlling the time. Ink jet recording in which the size and density of ink dots formed on a recording medium are adjusted Law.
[0020]
(2) The inkjet recording method according to (1), wherein the applied energy is ultraviolet light, heat, or an electron beam.
[0021]
(3) The ink jet recording method according to the above (1) or (2), wherein the size and density of the dot are adjusted according to the type of image formed by the dot and / or the dot density per unit area. .
[0022]
(4) The ink jet recording method according to any one of the above (1) to (3), wherein the method of adjusting the size and density of the dots is made different depending on the hue of the ink.
[0023]
(5) Printing is performed while main scanning is performed by reciprocatingly moving the nozzle group in a direction different from the arrangement direction of the nozzle groups, and a predetermined amount of sub scanning is performed in a direction substantially perpendicular to the main scanning after the main scanning is completed. The ink-jet recording method according to any one of the above (1) to (4), wherein the energy supply means is disposed at a position at an arbitrary distance from the head in the main scanning direction. .
[0024]
(6) As means for controlling the time until the energy is applied, the time until the energy is applied is changed by switching between the case where the energy is applied and the case where the energy is not applied during the main scanning. The inkjet recording method according to the above (5), wherein the inkjet recording method is controlled by the following.
[0025]
(7) The ink jet recording method according to the above (5), wherein the means for controlling the time until the energy is applied is controlled by varying the speed of the main scanning.
[0026]
(8) The means for controlling the time until the energy is applied is controlled by making the distance in the main scanning direction between the nozzle group and the supply means for applying the energy different. The inkjet recording method according to (5).
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
[0028]
(About ink)
In the present invention, examples of the monomer that is solidified by application of energy include an ultraviolet polymerization monomer, and a radically polymerizable acrylic monomer and an epoxy monomer suitable for a cationic polymerization system can be suitably used.
[0029]
Radical polymerizable acrylic monomers include N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, CH 2 = C (CH 3 ) -COO-CH 2 CH 2 N (CH 3 ) 2 N, N-dimethylaminoethyl acrylate, CH 2 = CH-COO-CH 2 CH 2 N (CH 3 ) 2 : N, N-dimethylaminopropyl methacrylate, CH 2 = C (CH 3 ) -COO-CH 2 CH 2 CH 2 N (CH 3 ) 2 : N, N-dimethylaminopropyl acrylate, CH 2 = CH-COO-CH 2 CH 2 CH 2 N (CH 3 ) 2 : N, N-dimethylaminoacrylamide, CH 2 = CH-CON (CH 3 ) 2 : N, N-dimethylaminomethacrylamide, CH 2 = C (CH 3 ) -CON (CH 3 ) 2 : N, N-dimethylaminoethylacrylamide, CH 2 = CH-CONHC 2 H 4 N (CH 3 ) 2 : N, N-dimethylaminoethyl methacrylamide, CH 2 = C (CH 3 ) -CONHC 2 H 4 N (CH 3 ) 2 : N, N-dimethylaminopropylacrylamide, CH2 = CH-CONH-C 3 H 6 N (CH 3 ) 2 : N, N-dimethylaminopropyl methacrylamide, CH 2 = C (CH 3 ) -CONH-C 3 H 6 N (CH 3 ) 2 : And these quaternized substances are particularly preferred because of their excellent colorant dyeing properties. (Meth) acrylic acid ester of polyhydric alcohol, (meth) acrylic acid ester of glycidyl ether of polyhydric alcohol, (meth) acrylic acid ester of polyethylene glycol, (meth) acrylic acid ester of ethylene oxide adduct of polyhydric alcohol UV-curable monomers and oligomers known per se, such as a reaction product of a polybasic acid anhydride and a hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid ester, are used. Among these substances, substances having high compatibility with the ink and high hydrophilicity are selected and used.
[0030]
Epoxy monomers suitable for the cationic polymerization system include glycidyl ethers of polyhydric alcohols, glycidyl esters, and aliphatic cyclic epoxides.
[0031]
As a polymerization system of a monomer for UV polymerization, a monomer of a hybrid polymerization system using a vinyl ether and an acryloyl in combination is desirable, and then a cationic polymerization system and a free radical polymerization system are selected in this order. When a monomer having a polyfunctional group is used, its amount is preferably in the range of 1 to 10% based on the total weight of the ink.
[0032]
As a method of using the photopolymerization initiator, one type of photoinitiator, two or more types of photoinitiators may be used, and a photoinitiator and a sensitizer may be used. The selection, combination, and compounding ratio of the main photoinitiator and sensitizer may be appropriately selected depending on the ultraviolet-curing monomer to be used and the equipment to be used.
[0033]
As main photoinitiators and sensitizers, for example, for photoinitiators, acetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, p-dimethylaminoacetophene, p-dimethylaminopropiophenone, benzophenone, Chlorobenzophenone, pp'-dichlorobenzophene, pp'-bisdiethylaminobenzophenone, Michler's ketone, benzyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin n-propyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoin n-butyl ether, Benzyldimethylketal, tetramethylthiuram monosulfide, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, azobisisobutyronitrile Benzoin peroxide, di-tert-butyl peroxide, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2- Methylpropan-1-one and methylbenzoylformate. The used amount is usually 0.1 to 10% by weight based on the total amount of the ultraviolet curable resin. In the cationic polymerization type, a photoinitiator such as an aromatic diazonium salt, an aromatic halonium salt, an aromatic sulfonium salt, or a metallocene compound is used. Specific examples thereof include triphenylsulfonium hexafluorophosphate, diphenyliodonium hexafluoroantimonate, and the like. Further, in the case of the cationic polymerization type, it is desirable to heat at a temperature in the range of 80 to 170 ° C, particularly preferably in the range of 100 to 150 ° C, in order to further complete the curing. The heating time varies depending on the conditions, but is usually between 5 and 30 minutes.
[0034]
As a sensitizer,
1-amine system: aliphatic amine, amine containing aromatic group, piperidine
2 urea: allyl, o-tolyl thiourea
3-sulfur compound: Sodium diethyldithiophosphate, soluble salt of aromatic sulfinic acid
4-nitrile compounds: N, N, disubstituted p-aminobenzonitrile, R1R1 is a methyl group, an ethyl group, a B cyanoethyl group or a B chloroethyl group
5-phosphorus compound: tri-n-butylphosphine, netorium-diethyldithiophosphide
6 Nitrogen compound: Michler's ketone, N nitrisohydroxylamine derivative, oxazolidine compound, tetrahydro 1,3 oxazine compound, formaldehyde or condensate of acetaldehyde and diamine
7 chlorine compounds: carbon tetrachloride, hexachloroethane
8 Polymerized amine of reaction product of epoxy resin and amine, triethanolamine triacrylate
Is mentioned.
[0035]
In the present invention, various dyes conventionally known in the art can be used as the dye to be used. Examples include azo dyes and phthalocyanine dyes as direct dyes, azo dyes as acid dyes, and anthraquinone dyes.
[0036]
When a pigment is used in the present invention, all conventionally known organic and inorganic pigments can be used. For example, azo pigments such as azo lakes, insoluble azo pigments, condensed azo pigments and chelated azo pigments, phthalocyanine pigments, perylene and perylene pigments, anthosequinone pigments, quinacridone pigments, dioxazine pigments, thioisidigo pigments, isoindolinone pigments, quinophthaloni pigments, and other polycyclic rings. Formula pigments, dye lakes such as basic dye lakes and acid dye lakes, organic pigments such as nitro pigments, nitroso pigments, aniline black, daylight fluorescent pigments, titanium oxides, iron oxides and carbon blacks. And inorganic pigments. In addition, any pigment that is not described in the color index can be used as long as it can be dispersed in water.
[0037]
The water-soluble resin (dispersion resin) contained for dispersing the ink pigment is preferably soluble in an aqueous solution in which an amine or a base is dissolved, and has a weight average molecular weight in the range of 3,000 to 30,000. Furthermore, those having a range of preferably 5000 to 15000 are preferable. For example, styrene-acrylic acid copolymer, styrene-acrylic acid-alkyl acrylate copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid -Alkyl acrylate copolymer, styrene-methacrylic acid copolymer, styrene-methacrylic acid-alkyl acrylate copolymer, styrene-maleic acid half ester copolymer, vinyl naphthalene-acrylic acid copolymer, vinyl A naphthalene-maleic acid copolymer, a styrene-maleic anhydride-maleic acid half ester copolymer, a salt thereof or the like can be used.
[0038]
In the present invention, when a pigment and a dye are used in combination, it is generally desirable that the pigment: dye (weight ratio) is in the range of 8: 2 to 2: 8. More preferably, it is in the range of 7: 3 to 3: 7 (pigment: dye).
[0039]
Furthermore, the ink of the present invention is preferably that the whole ink is adjusted to be neutral or alkaline, thereby improving the solubility of the water-soluble resin described above and making the ink more excellent in long-term storage stability. It is desirable because it can be. Since the pH of the ink may cause corrosion of various members used in the ink jet recording apparatus, the pH is preferably in the range of 7 to 10.
[0040]
Examples of the pH adjuster include various organic amines such as diethanolamine and triethanolamine; inorganic alkali agents such as hydroxides of alkali metals such as sodium hydroxide, lithium hydroxide and potassium hydroxide; organic acids; Acids.
[0041]
A suitable aqueous medium in the ink of the present invention is a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent. The water is not general water containing various ions, but ion-exchanged water (deionized water) is used. preferable. The ink of the present invention is a water-based ink, and the content of water is preferably 50% or more of the total weight of the ink.
[0042]
Examples of the water-soluble organic solvent used by mixing with water include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, and iso-butyl alcohol. Alkyl alcohols having 1 to 4 carbon atoms, such as amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; keto alcohols such as acetone and diacetone alcohol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; polyalcohols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol. Len glycols; ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, triethylene glycol, 1,2,6-hexanetriol, thiodiglycol, hexylene glycol Alkylene glycols in which the alkylene group contains 2 to 6 carbon atoms, such as diethylene glycol; glycerin: such as ethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, diethylene glycol methyl (or ethyl) ether, and triethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether; Lower alkyl ethers of polyhydric alcohols; N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like.
[0043]
Among these many water-soluble organic solvents, the organic amine neutralizes the dispersant and adjusts the pH of the ink to a neutral to basic range in the ink of the present invention, preferably in the entire ink. 0.0001 to 10% by weight.
[0044]
The water-soluble organic solvent other than the organic amine is appropriately selected as desired and contained in an appropriate amount. Among them, a polyhydric alcohol such as diethylene glycol and a polyhydric alcohol such as triethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether are particularly preferred. Preferred are lower alkyl ethers of alcohols.
[0045]
Furthermore, it has been found that it is effective to add 3% or more of an aliphatic monohydric alcohol, for example, ethanol or isopropyl alcohol, in order to obtain ejection stability. That is, it is considered that by adding these solvents, the thin film of the ink can be more stably foamed on the heating resistor.
[0046]
Further, in addition to the above components, a surfactant, an antifoaming agent, a preservative, and the like can be further added to the ink of the present invention, if necessary, in order to obtain an ink having desired physical property values. Further, commercially available water-soluble dyes and the like can also be added.
[0047]
(About recording device)
Next, one example of a recording apparatus that can be used in the above-described inkjet recording method of the present invention will be described. FIG. 1 is a simplified perspective view of an ink jet printer to which the present invention is applied. The drive of the stepping motor 6 controlled by the control unit 9 is transmitted to the paper feed roller 3, and the recording paper 4 is sent in the sub-operation direction (arrow B in the figure). Reference numeral 8 denotes a paper pressing roller, and the recording paper 4 is fed in the sub-operation direction (arrow C in the figure) while maintaining flatness while being supported by the paper feed roller 3 and the paper pressing roller 8. Reference numeral 13 denotes a head carriage on which detachable head units 2a and 2b are mounted, and which is parallel to the platen plate 7 provided to improve the flatness of the recording paper 4 by driving a DC motor 12 controlled by the control unit 9. Reciprocate in the main operation direction (arrows A and B in the figure) along the carriage roller 5 provided at the position. The recording heads 11a and 11b are fixed to the head unit 2a at regular intervals with respect to the moving direction (arrow A) of the head carriage 13, and ink tanks 1a and 1b filled with black and cyan inks are detachable. It has become. On the other hand, the recording heads 11c and 11d are fixed to the head unit 2b at fixed intervals in the moving direction (arrow A) of the head carriage 13, and ink tanks 1c and 1d filled with magenta and yellow inks are attached and detached. It is possible.
[0048]
FIG. 2 shows a simplified diagram of the recording head 11a. An electrothermal transducer 26 and electrodes (not shown) for supplying electric power thereto are formed on the substrate 25. The same number of nozzles 24 (ink paths) are provided corresponding to the electrothermal converters 26, and communicate with the discharge ports 27 and the common liquid chamber 23. Black ink is supplied to the recording head 11a from the above-described ink tank 1a in the direction of arrow C in the figure, and is supplied to the common liquid chamber 23 while removing impurities such as dust by the filter 22. The black ink supplied to the common liquid chamber 23 is supplied into the nozzle 24 by capillary action, and forms a meniscus near the tip end of the nozzle 24 and the discharge port 27 to be held. In this state, when electricity is supplied to the electrothermal transducer 26, the ink is heated on the electrothermal transducer 26 and fires. The firing energy causes ink droplets to be ejected from the ejection port 27 in the direction of arrow D in the figure. Is done.
[0049]
Similarly, cyan, magenta, and yellow inks are supplied to the recording heads 11b, 11c, and 11d, respectively, and ink droplets can be ejected from the ejection openings of the nozzles by the energy of firing the ink.
[0050]
Reference numeral 14 denotes an ultraviolet irradiation lamp, which is arranged at both ends of the head carriage 13.
[0051]
During recording, first, with the recording paper 4 stopped, the head carriage 13 moves at a constant speed in the direction of arrow A, and records yellow ink from the recording head 11d and magenta ink from the recording head 11c. The cyan ink is ejected from the head 11b and the black ink is ejected from the recording head 11a, and the color ink is applied onto the recording medium by over-strike.
[0052]
Subsequently, among the ultraviolet irradiation lamps 14 arranged at both ends of the head carriage 13, the ultraviolet irradiation lamp 14 arranged behind the main scanning is irradiated to cure the ink applied on the recording medium. When the recording of one line is completed in this manner, the recording paper 4 is step-feeded by a fixed amount in the direction of arrow C, and the head carriage 13 moves at a constant speed in the direction opposite to arrow A (arrow C). A black ink is ejected from the recording head 11a, a cyan ink is ejected from the recording head 11b, a magenta ink is ejected from the recording head 11c, and a yellow ink is ejected from the recording head 11d. Then, among the ultraviolet irradiation lamps 14 arranged at both ends of the head carriage 13, the ultraviolet irradiation lamps 14 arranged behind the main scanning are irradiated to cure the ink applied on the recording medium. . By repeating such affirmation a plurality of times, color recording can be performed on the entire recording paper 4.
[0053]
As a recording method, printing is performed by a printing method in which image data recording for one line is completed by overlapping a plurality of times with two passes and four passes.
[0054]
The ink used in Example 1 was prepared from a solvent A and a solvent B having the following composition (weight ratio).
[0055]
(Solvent A)
UV polymerization monomer * 1 55.6%
Photopolymerization initiator * 2 2.8%
Water-soluble solvent * 3 41.6%
* 1 NK Ester A-400 (Shin Nakamura Kagaku)
* 2 Irgacure 651 (Ciba Geigy)
* 3 In-propyl alcohol (IPA) / diethylene glycol (DEG)
(Solvent B)
Dye ink 10% solution (dye / water-soluble resin / water) * 4 93.0%
Surfactant * 5 7.0%
* 4 Black: Food black (10% solid dye)
Cyan: Projet cyan (solid content of dye 10%)
Magenta: Acid Red (Dye solid content 10%)
Yellow: direct yellow (solid content of dye 10%)
* 6 Neugen ET150, 10% aq (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)
The solvent A and the solvent B are separately stirred for about 10 minutes, and each has a viscosity adjusted to 5 cp. Finally, the solvent A and the solvent B are mixed to form an ink. In this embodiment, the mixing ratio of the solvent A and the solvent B is set to 1:12 for both the black ink and the color ink.
[0056]
(About recording method)
The ink jet recording method using the ink of the present invention is an ink jet recording method for forming a recorded image by applying at least one color or more ink from a recording head having a plurality of ink ejection ports to a recording material. A step of ejecting ink droplets from discharge ports of a recording head in accordance with an image recording signal and applying ink droplets to predetermined positions of the recording material to form a recording image; and forming an ink droplet on the recording material. Curing.
[0057]
Means in the step of curing the ink include an ultraviolet (UV) irradiation lamp. The UV irradiation lamp is preferably provided with a cooling mechanism, for example, a cold mirror, a cold filter, a work cooling, or the like, since heat may be generated to deform the recording material.
[0058]
The present invention is characterized in that the dot diameter is controlled by adjusting the time until the ultraviolet irradiation is performed after the ink is applied to the recording medium. FIG. 3 shows the relationship between the time from when a dot is printed to when UV is irradiated and the dot diameter. As described above, the longer the time until the UV irradiation is performed after the ink is applied to the paper surface, the larger the dot diameter.
[0059]
(Example 1)
In this embodiment, an example of a method of performing dot modulation in two-pass printing will be described. In the ink jet recording method, there is a generally known method such as multi-pass printing for the purpose of improving image quality. This is to print out the same portion by scanning two or more times, thereby alleviating the variation inherent in each nozzle of the head.
[0060]
In this embodiment, an example of two-pass printing in which an image is completed by two scans will be described. In this printing method, the power of the UV lamp is turned off (or the UV lamp is closed with a shutter) in the odd-numbered scan, and the power of the UV lamp is turned on (the shutter is opened) in the even-numbered scan.
[0061]
FIG. 4 shows the positional relationship between the head and the UV lamp and the printing direction used in this embodiment. The head group 40 performs printing by scanning in the direction of arrow 46 in the figure. Reference numerals 42, 43, 44, and 45 indicate a cyan head, a magenta head, a yellow head, and a black head, respectively. In the printing method as shown in this figure, the ink droplets ejected from the head group 40 while the UV lamp 41 is on are immediately irradiated with UV, and the dot diameter becomes small. On the other hand, the ink droplets ejected in a state where the UV lamp 41 is not lit have a time interval of one scan because the UV irradiation is performed in the next scan, and the dots have large dot diameters and large bleeding. .
[0062]
By using the above-described configuration, printing is performed by an even-numbered scan for dots for which it is desired to reduce the dot diameter. For the dots for which it is desired to increase the dot diameter, printing is performed in the odd-numbered scan. As a result, a preferable dot diameter can be realized for each dot, and a high-quality image can be realized.
[0063]
Next, the relationship between the ink type and the desired dot diameter will be described. In a normal image, the desired dot diameters of a color portion and a black ink portion are different between a highlight portion (where the dot density is low) and a solid portion (where the dot density is high). One example is shown in the table below.
[0064]
[Table 1]
[0065]
This example shows a method of forming a desired dot diameter for a general image. Since the uniformity of the color ink is important in the solid portion, the larger the dot diameter, the better. In the highlight portion, a smaller dot diameter is desirable because the graininess is less noticeable. On the other hand, with respect to black ink, it is desirable that the dot diameter be small in both the highlight portion and the solid portion in order to maintain the sharpness of the character. Regarding the case where the uniformity of the solid portion of the black image falls, it is possible to increase the uniformity by printing three colors of color ink in the same place to form black, and superimposing the black ink to perform overprinting. It is possible.
[0066]
Next, a method of actually selectively printing the image of the highlight portion and the image of the solid portion will be specifically described. For the color ink, selection and adjustment of the dot diameter are performed by using an index method for increasing the gradation in a plurality of pixels. FIG. 5 shows an example of the index method. In this case, five gradations are realized using four pixels. Here, the two-pass printing method is further used. For an odd-numbered pass, a mask as shown in FIG. 6A is used. In the even-numbered pass, a mask as shown in FIG. 6B is used. If there is image data in the colored portion of the mask, printing is performed. If there is image data in a white place, printing is not performed. Thus, an image can be formed by two scans. By synchronizing with the index method used in FIG. 5, the images of gradations 1 and 2 which frequently appear in the highlight part can be printed in even-numbered passes, and gradations 3 and 4 appearing in the solid part. Can be printed in odd-numbered passes.
[0067]
With such a method, the dots forming the gradation 1 and the gradation 2 which are likely to appear in the highlight portion in the color ink at a low gradation can be printed by an even-numbered pass so as to keep the dot diameter small. Further, as for dots forming gradation 3 and gradation 4 which tend to appear in the solid portion, one or two dots out of four pixels of 2 * 2 pixels can be printed by an odd pass to increase the dot diameter. is there. As a result, in the solid portion, about 50% of the dots are formed with an image having a large dot diameter, whereby sufficient uniformity can be realized.
[0068]
As for the black ink, it is desirable that the dot diameter be small as described above. Therefore, if one-pass printing in which printing is performed using only even-numbered passes is performed, it is possible to reduce the diameter of all dots and obtain a high-quality image.
[0069]
(Example 2)
This embodiment is an example in which the dot diameter is adjusted for each object. By adjusting the dot diameter according to the type of the image as well as the dot density, it is possible to form a dot diameter more suitable for the image.
[0070]
[Table 2]
[0071]
As shown in the above table, the preferred dot diameter differs depending on the type of image. For an image such as a photograph, an image with a good uniformity is desirable also for black ink.
[0072]
Conversely, for an image such as a line drawing or a graphic, an image of small dots with high density and sharp edges is also desirable for color ink.
[0073]
Even when such an image is selectively printed, two-pass printing as in the first embodiment is used, and in even-numbered passes, dots in a photographic highlight portion and all dots of a line drawing and a graphic are printed. In an odd-numbered pass, it is possible to form a desired dot diameter by a method such as printing only a solid image of a photographic image.
[0074]
(Example 3)
In the present embodiment, a method of increasing the gradation by the dot diameter using the printing method in the first embodiment will be disclosed. When a 2 * 2 index pattern is originally used, five gradations as shown in FIG. 5 can be realized. In this embodiment, nine gradations can be realized by using the same horizontal 2 * vertical 2 resolution in 2-pass printing. This gives a dot arrangement to the index pattern as shown in FIG. Thus, the data with the lowest gradation is one small dot, and the data with the highest gradation gives all dots. (Although supplementary, in the highlight area, small dots are fixed above the recording medium, but the density is low because the dot density is low.) This not only realizes the desired dot diameter according to the image, but also Even if the same image area is used, about twice the gradation can be realized.
[0075]
(Example 4)
It goes without saying that the example of the third embodiment can be further applied to printing of a plurality of passes. For example, an 8-pass printing in which an image is completed by eight main scans is taken as an example. In this case, if UV irradiation is performed only once in eight scans, there are eight types of timings from when the dots are fixed on the recording medium to when the UV is irradiated, and the dot diameter is eight different sizes. Is feasible. As a result, a larger number of gradations can be realized, and a high-quality image can be realized by a relatively simple method.
[0076]
(Example 5)
In this embodiment, the head and the UV supply means shown in FIG. 8 are used. In the image formation, printing is performed in both directions indicated by arrows A and B. The head 45 is a head that discharges Bk, and the heads 42 to 44 are heads that discharge color ink. At this time, in the printing in the direction A, the color ink is fixed steeply to realize a small dot diameter, while the black ink can realize the formation of a large dot. In the printing in the B direction, the opposite dot diameter can be realized. With the above configuration, two different types of dot diameters can be realized.
[0077]
(Example 6)
The present embodiment is characterized in that the head shown in FIG. 4 is used, and the main scanning speed is changed to largely control the dot diameter. That is, by increasing the main scanning speed, it is possible to shorten the time from the impact of the dots on the recording medium to the application of energy to achieve a small dot diameter, and conversely, to reduce the main scanning speed to increase the dot diameter. It is possible.
[0078]
【The invention's effect】
As described above, according to the ink and ink jet recording method according to the present invention, by controlling the dot diameter by a relatively simple method such as switching on / off of a UV lamp and modulation of a CR speed, An object of the present invention is to provide an ink jet recording method which realizes a desired dot diameter for each dot and realizes an image having high gradation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a simplified perspective view of an ink jet printer.
FIG. 2 is a simplified diagram of a recording head.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a dot diameter and a time until UV irradiation.
FIG. 4 is a configuration diagram of a recording head and a UV lamp.
FIG. 5 is a diagram illustrating a gradation expression using an index method.
FIG. 6 is a schematic diagram of a two-pass mask.
FIG. 7 is a view for explaining a gradation expression using an index method in the third embodiment.
FIG. 8 is a configuration diagram of a recording head and a UV lamp.
[Explanation of symbols]
1 ink tank
1a, 1b, 1c, 1d Ink tank
2 Head unit
2a, 2b head unit
3 Paper feed roller
4 Recording paper
5 Carriage roller
6 Stepping motor
7 Platen plate
8 Paper holding roller
9 Control unit
11 Recording head
11a, 11b, 11c, 11d Recording head
12 DC motor
13 Head carriage
14 UV irradiation lamp
22 Filter
23 Common liquid chamber
24 nozzles
25 substrate
26 Electrothermal converter
27 Discharge port
40 heads
41 UV lamp
42 Cyan Head
43 Magenta Head
44 Yellow Head
45 Black Head
46 Arrow indicating print direction
