JP2005212371A - インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 インクの液滴を記録用紙へ吐出させ、該記録用紙表面に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記画像領域以外の前記記録媒体に水を主成分とする処理液を付与させることを特徴とするインクジェット記録方法、及び
インクの液滴を記録用紙へ吐出させる印字ヘッドと、
前記インクの付着した領域以外の前記記録媒体に水を主成分とする処理液を吐出させる手段と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【選択図】 図1
Description
インクジェット記録方法では、記録媒体において、インクが付着した領域(画像領域)と、インクが付着していない領域と、が形成されるが、インクが付着した領域では、インク中の水分を記録媒体を構成する繊維が吸収し、その繊維が伸張するため、かかる両領域の間でコックリングと呼ばれる凹凸が発生することがある。このようにコックリングが生じると、記録媒体における印字の外観が劣化するだけでなく、印字中に印字ヘッドが記録媒体に対して相対的に移動する際に、印字ヘッドがこのコックリングに接触してしまい、記録媒体が破損し、印字ヘッド自体も破損する問題を有していた。
しかしながら、これらの方法では、多ノズル、高解像度、長尺化した印字ヘッドを用い、1回の印字幅が広い記録を行った場合、コックリングの抑制効果が十分に得られないのが現状である。
すなわち、本発明は、
<1> インクの液滴を記録用紙へ吐出させ、該記録用紙表面に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記画像領域以外の前記記録媒体に水を主成分とする処理液を付与させることを特徴とするインクジェット記録方法である。
前記記録媒体にコックリングを抑制する処理液を付与させることを特徴とするインクジェット記録方法である。
前記インクの付着した領域以外の前記記録媒体に水を主成分とする処理液を吐出させる手段と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置である。
まず、本発明のインクジェット記録方法について説明する。
本発明のインクジェット記録方法は、インクの液滴を記録用紙へ吐出させ、該記録用紙表面に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記画像領域以外の前記記録媒体に水を主成分とする処理液を付与させることを特徴とする。
以下、図面を参照して、本発明のインクジェット記録方法について詳細に説明する。
図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係るインクジェット記録方法において記録された記録媒体10の表面には、インクの吐出領域、即ち、画像領域(A)と、画像領域(A)以外の領域であって、水を主成分とする処理液が付与している処理液付与領域(B)と、が隣接して形成されている。
図2に示すように、本発明の第2の実施形態に係るインクジェット記録方法において記録された記録媒体10の表面には、第1の実施形態と同様に、画像領域(A)と、処理液付与領域(B)と、が形成され、更に、インク及び処理液が共に付着していない領域(C)が形成されている。
このような第2の実施態様においても、画像領域(A)及び処理液付与領域(B)のどちらの領域でも、水分による繊維が伸張するが見られるため、繊維の伸張差により形成されるコックリングを効果的に抑制することができる。
なお、ここで、領域(C)の幅(図2における間隔:d)としては、5〜100ドット(画素)の範囲であることが好ましく、5〜20ドットの範囲であることがより好ましい。
この幅(間隔:d)が、100ドットよりも大きく、特に、300ドットを超えると、領域(C)にて、インクの滲みによる画質欠陥やコックリングの発生が顕著となる。
このような、乾燥性の遅いインクと、乾燥性の速い処理液と、の組み合わせであれば、乾燥性の速い処理液を記録媒体全体に付与した後に、所定の領域にインクを吐出して、画像を形成するという方法を用いることもできる。
このような乾燥性の制御は、インク及び処理液に含有される界面活性剤の種類や量を調整することで行うことができる。
なお、加熱処理、及び、加圧処理は、どちらか一方のみを行ってもよいし、その両方を行ってもよいが、両方を行うことが好ましい。
以下、水性インクを構成する各成分について説明する。
本発明における水性インクを構成する色材としては、水溶性色材及び水不溶性色材のいずれをも用いることができ、より具体的には、水溶性染料、有機顔料、無機顔料を用いることができる。
本発明における水性インクに用いられる水溶性有機溶媒としては、エチレングリコール、ジ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、1,5−ペンタンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、グリセリン等の多価アルコール類、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、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、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モノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコール誘導体、ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、トリエタノールアミン等の含窒素溶媒、エタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール類、チオジエタノール、チオジグリセロール、スルホラン、ジメチルスルホキシド等の含硫黄溶媒、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等が挙げられる。これらの水溶性有機溶媒は、単独で使用しても2種以上を混合して使用してもよい。
本発明の水性インクを構成する水としては、イオン交換水、蒸留水、純水、超純水等を用いることができる。
水性インクにおける水の含有量は、15質量%以上98質量%以下であることが好ましく、特に、45質量%以上90質量%以下とすることがより好ましい。15質量%未満となると、吐出安定性が低下する場合があり、正常に吐出しない場合がある。また、98質量%を超えると、長期保存安定性で劣る場合がある。
−界面活性剤−
界面活性剤の種類としては、水不溶色材の分散状態、或いは水溶性染料の溶解状態に影響を及ぼしにくいノニオン及びアニオン界面活性剤が好ましい。
添加量は、表面張力等の目的の特性により調整すればよい。例えば、顔料分散剤として用いる場合は、顔料によって大きく異なるので一概には言えないが、顔料に対して、一般的には0.1質量%以上100質量%以下であることが好ましく、より好ましくは1質量%以上70質量%以下であり、更に好ましくは3以上50質量%以下である。
更に、水性インクには、必要に応じて、pH緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、紫外線吸収剤、キレート化剤、水溶性染料、分散染料、油溶性染料等を添加することもできる。
なお、本発明における処理剤の主成分である水としては、イオン交換水、蒸留水、純水、超純水等を用いることができ、その含有量は、処理剤全体に対し、40質量%以上100質量%以下であることが好ましく、特に、70質量%以上75質量%以下とすることがより好ましい。40質量%未満となると、ノズル近傍で、処理液の凝集による吐出不良が発生する場合がある。
具体的には、上記多価金属イオンと、塩酸、臭酸、ヨウ化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸、チオシアン酸、及び、酢酸、蓚酸、乳酸、フマル酸、フマル酸、クエン酸、サリチル酸、安息香酸等の有機カルボン酸、及び、有機スルホン酸等との塩の形で使用される。その塩としては、例えば、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸ナトリウムアルミニウム、硫酸カリウムアルミニウム、酢酸アルミニウム、塩化バリウム、臭化バリウム、ヨウ化バリウム、酸化バリウム、硝酸バリウム、チオアン酸バリウム、塩化カルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化カルシウム、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、リン酸二水素カルシウム、チオシアン酸カルシウム、安息香酸カルシウム、酢酸カルシウム、サリチル酸カルシウム、酒石酸カルシウム、乳酸カルシウム、フマル酸カルシウム、クエン酸カルシウム、塩化銅、臭化銅、硫酸銅、硝酸銅、酢酸銅、塩化鉄、臭化鉄、ヨウ化鉄、硫酸鉄、硝酸鉄、蓚酸鉄、乳酸鉄、フマル酸鉄、クエン酸鉄、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、塩化マンガン、硫酸マンガン、硝酸マンガン、リン酸二水素マンガン、酢酸マンガン、サリチル酸マンガン、安息香酸マンガン、乳酸マンガン、塩化ニッケル、臭化ニッケル、硫酸ニッケル、硝酸ニッケル、酢酸ニッケル、硫酸スズ、塩化チタン、塩化亜鉛、臭化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、チオシアン酸亜鉛、酢酸亜鉛等が挙げられる。
好ましくは、硫酸アルミニウム、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、酢酸カルシウム、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、硫酸スズ、塩化亜鉛、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛、酢酸亜鉛、硝酸アルミニウム等が使用される。
その含有量は、処理剤全体に対し、0.1質量%以上20質量%以下であることが好ましく、特に、3質量%以上10質量%以下とすることがより好ましい。0.1質量%未満となると、フェザリング等に対するインク滲み改善性が低下する場合があり、20質量%を超えると、ヘッド等に充填した際にノズルの詰まりを発生させる場合がある。
以下、このような処理液の付与量の制御方法について、説明する。
処理液の付与量の第1の制御方法としては、以下の通りである。
まず、画像入力信号及び設定された画像処理法により予め求められた出力画像のデータから、ピクセル/エリアにて、出力画像の印字カバレッジの平均値を換算する。そして、得られた印字カバレッジの平均値に基づいて、処理液の付与量を決定する。
そのため、図4のように、印字カバレッジと処理液との関係は比例関係にあり、印字カバレッジ(の平均値)が大きくなると共に、処理液の付与量も多くなることになる。
この方法では、記録媒体毎に処理液の付与量が調整されることになる。
なお、図4における処理液の付与量を表す直線の傾きは、インクの組成、記録媒体10の物性(繊維の組成、保水度など)、処理液の組成などの諸条件を組み合わせることで、決定される。
まず、例えば、図5に示すような1スキャン分の画像(画像領域(A))を形成する場合、画像入力信号及び設定された画像処理法により予め求められた出力画像のデータから、ピクセル/エリアにて、各々の色別の印字カバレッジを換算する。そして、得られた色別の印字カバレッジの最大値に基づいて、処理液の付与量を決定する。
この方法においても、印字カバレッジと処理液の付与量との関係は比例関係を有し、印字カバレッジが大きくなると共に、本発明における処理液の付与量が増加する。
なお、この方法では、インクジェット記録における1スキャン毎に処理液の付与量が調整することができる。
この本発明のインクジェット記録方法によれば、記録用紙にコックリングを抑制する処理液を付与させることにより、効果的にコックリングを抑制することができる。
なお、コックリングを抑制する処理液としては、繊維の伸張差により形成されるコックリングを抑制することのできる、上述の水を主成分とする処理液を用いてもよいし、また、例えば、インクによる繊維の伸張を抑制する機能を有するものであって、水を主成分とする処理液とは異なる機構によりコックリングを抑制するものであってもよい。
また、コックリングを抑制する処理液の付与は、インクの吐出前に行なわれてもよいし、インクの吐出後に行なわれてもよいが、記録用紙の物性やインクの物性などとの組み合わせによって、適宜、決定される。
次に、本発明のインクジェット記録装置について説明する。
本発明のインクジェット記録装置は、インクの液滴を記録用紙へ吐出させる印字ヘッドと、前記インクの付着した領域以外の前記記録媒体に水を主成分とする処理液を吐出させるヘッドと、を備えることを特徴とする。
図6及び図7を用いて、本発明のインクジェット記録装置について説明する。
ここで、図6は、本発明のインクジェット記録装置100の例示的一態様を示す概略斜視図である。また、図7は、図6における記録ヘッドの具体的な2構成100a及び100bを示す概略斜視図である。
インクジェット記録装置100には、キャリッジ120が設けられており、キャリッジ120には、各色のノズル114K、114C、114M、及び114Y、並びにノズル114Xを有する印字ヘッド112K、112C、112M、及び112Y、並びに、ヘッド112Xからなる記録ヘッド110が、全ノズル114(K,C,M,Y,及びX)が記録用紙Pと対向するようにして搭載されている。キャリッジ120は、走査位置信号に基づき主走査機構(図示省略)によって主走査方向(矢印I及びIIで示す)に移動される。これにより、記録ヘッド110は、副走査機構(図示省略)によって副走査方向(矢印IIIで示す)へ搬送される記録用紙Pへ、画像情報に応じてインク液滴を吐出することにより、記録用紙Pに画像の記録を行う。
なお、キャリッジ120は、往復移動するタイプのものに限らず、一方の移動しか行わないタイプであってもよい。
ここでは、記録媒体として記録用紙Pを用いたが、これに限らずフィルムやOHPシートなどであってもよい。また、記録用紙Pは、ロール状でも短冊状のものでもよく、制限はない。
また、記録ヘッドは1個のタイプのものでも複数個が用いられるタイプのものでも、同様に適用することができる。記録ヘッドが複数個ある場合には、そのうち1つが、上述のような本発明における処理液を充填し、液滴を吐出することが可能なヘッドを有していればよい。
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル:10質量%
・酢酸マグネシウム・4水和物:3質量%
・尿素:1質量%
・イオン交換水:86質量部
上記組成物を混合し、本実施例における水を主成分とする処理液1とした。
・ジエチレングリコール:10質量%
・硝酸カルシウム・4水和物:10質量%
・尿素:3質量%
・イオン交換水:77質量部
上記組成物を混合し、本実施例における水を主成分とする処理液2とした。
−黒インク−
・カーボンブラック:5質量%
(Microjet Black CW1:オリエント社製)
・グリセリン:15質量%
・界面活性剤(ノニオン E−230:日本油脂社製):1.5質量%
・イソプロピルアルコール:3質量%
・尿素:3質量%
・イオン交換水:72.5質量部
上記組成物を30分間攪拌し、本実施例における黒インクを得た。
黒インクの組成物におけるカーボンブラックを、表面処理顔料(C.I.Pigment Blue153)に代えた以外は同様にして、本実施例におけるシアンインクを得た。
黒インクの組成物におけるカーボンブラックを、表面処理顔料(C.I.Pigment Red122)に代えた以外は同様にして、本実施例におけるマゼンタインクを得た。
黒インクの組成物におけるカーボンブラックを、表面処理顔料(C.I.Pigment Yellow17)に代えた以外は同様にして、本実施例におけるイエローインクを得た。
得られた処理液1と、インクセットと、を図7(a)に示された記録ヘッド110aの各ヘッド112X、112K、112C、112M、及び112Yに格納した。なお、この記録ヘッド110aは、総ノズル数832、800dpi、インクドロップ量20plであった。
そして、この記録ヘッド110aを図6に示すインクジェット記録装置とほぼ同様な構成の富士ゼロックス社製WorkCentre B900(但し、図6に示すように加熱ロール130及び加圧ロール140からなる加熱及び加圧手段を組み込んだもの)に装着し、記録用紙(富士ゼロックス・オフィスサプライ社製マルチエース)Pに、下記のような印字を行った。
評価印字チャートとしてAdobe社製・画像作成ソフトPhotoshopを用いてA4用紙の中央部分に印字Duty40%:解像度800dpiの黒色パッチ(長方形)を形成するものを用いた。そして、図2に示すように、黒色パッチ(A)と、処理液1の付着領域(B)と、の間に、インク及び処理液1が共に付着していない領域(C)を形成した。
この領域(C)の間隔、つまり、黒色パッチ:画像領域(A)と処理液1の付与領域(B)との間隔:d(ドット)を変化させて、コックリング及び記録用紙P上でのインク滲みを評価した。なお、処理液1の付与量は0.4g/A4(A4サイズの記録用紙面積に対して0.4g)であった。評価結果を表1に示す。
記録用紙の凹凸(コックリング)の度合い:tを、レーザー変位計(LK−010:キーエンス社製)を用いて測定した。測定結果と評価指標との関係は以下の通りである。
◎ t≦1.5mm
〇 1.5mm<t≦2.5mm
△ t>2.5mm
なお、通常、紙送り機構や画質の観点から記録用紙と印字ヘッドとの距離は1.5mm程度であり、コックリングの度合い:tが1.5mm以下であれば、ヘッドが記録用紙を擦り画質欠陥を引き起こすことがないため、◎の評価指標とした。また、画像記録装置によっては記録用紙と印字ヘッドとの距離を調整できる機構を持ったものや厚紙仕様のものもあるため、コックリングの度合い:tが1.5mmより大きく2.5mm以下の範囲を〇の評価指標とした。更に、コックリングの度合い:tが2.5mmより大きい場合であっても、処理液1を付与しないものと比較して、コックリングが抑制されているものを△の評価指標とした。
記録用紙P上でのインク滲みを目視により観察した。観察結果と評価指標との関係は以下の通りである。
◎ インク滲みが目視では分からないレベル
〇 インク滲みが気を付けて確認すると分かるレベル
△ インクが多少滲み、目立つレベル
黒色パッチ:画像領域(A)と処理液1の付与領域(B)との間隔:dを5ドットとし、処理液1の付与量を変化させて、コックリングを評価した。評価結果を表2に示す。
なお、コックリングの評価指標は、コックリング評価1で用いたものと同様である。
また、表2に明らかなように、印字duty値に応じた最適な処理液1の付与量が存在し、実施例1では、印字duty40%の場合には、A4サイズの記録用紙面積に対して0.4gを付与した際がピークとなり最も好ましく、それより付与量が多くても少なくても、コックリングの度合いが増える傾向があることが分かる。
実施例1における処理液1を処理液2に代えた他は実施例1と同様にして、記録用紙Pに印字を行った。
また、実施例1と同様の評価を行ったところ、コックリング評価1及びコックリング評価2のいずれにおいても、実施例1と同傾向の結果が得られた。
100 インクジェット記録装置
110、110a、110b 記録ヘッド
112X、112X1、112X2 ヘッド
112K、112C、112M、112C 印字ヘッド
114X、114X1、114X2、114K、114C、114M、114Y ノズル
120 キャリッジ
130 加熱ローラ(加熱部材)
140 加圧ローラ(加圧部材)
A 画像領域
B 処理液付与領域
C 画像領域と処理液付与領域との隔絶する領域
Claims (10)
- インクの液滴を記録用紙へ吐出させ、該記録用紙表面に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記画像領域以外の前記記録媒体に水を主成分とする処理液を付与させることを特徴とするインクジェット記録方法。 - 前記処理液の付与は、前記インクの吐出後に行われることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録方法。
- 前記処理液の付与後に、前記記録媒体に対して加熱及び/又は加圧を行うことを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録方法。
- 前記インクが水性系インクであることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記処理液が、前記インクと反応してインクを構成する色材を凝集させる凝集剤を含有することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記処理液の付与量が、前記画像の印字密度に対応して制御されることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- インクの液滴を記録用紙へ吐出させ、該記録用紙表面に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記記録媒体にコックリングを抑制する処理液を付与させることを特徴とするインクジェット記録方法。 - インクの液滴を記録用紙へ吐出させる印字ヘッドと、
前記インクの付着した領域以外の前記記録媒体に水を主成分とする処理液を吐出させる手段と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記処理液を吐出させた後に、前記記録用紙を加熱する加熱手段を有することを特徴とする請求項8に記載のインクジェット記録装置。
- 前記処理液を吐出させた後に、前記記録用紙を加圧する加圧手段を有することを特徴とする請求項8又は請求項9に記載のインクジェット記録装置。
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