JP2006272962A - Image formation apparatus and droplet control method - Google Patents

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Naoki Kusuki
直毅 楠木
Tadahisa Sato
忠久 佐藤
Hideki Maeda
英樹 前田
Yuki Shimizu
由紀 志水
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image formation apparatus which can prevent image deformation caused by overlapped dots with short recording time. <P>SOLUTION: An organic pigment solvent dissolved in an aqueous solvent is caused to pass through a channel as a laminar flow. In the laminar flow process, droplets including organic pigment fine particles generated in the process of changing the hydrogen-ion exponent of the solution are discharged, thereby forming a first dot 102 and a second dot 112 so that they are overlapped with each other. First, an ink droplet 100 having a diameter D1a which forms the first dot 102 is discharged. When a predetermined time is elapsed, the ink droplet 100 is permeated into the recording paper, and the diameter on the recording paper surface becomes D1b. When the ink droplet 110 which forms the second dot 112 is discharged in this state, the ink droplet 100 and the ink droplet 110 are not mixed with each other. Moreover, mixture of the inks does not occur also in the recording paper since ink permeated into the recording paper is retained in an image receiving layer in the recording paper. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像形成装置及び打滴制御方法に係り、特に有機顔料インクによって被記録媒体上に形成されたドットにより画像を形成する画像形成装置及び打滴制御方法における記録制御技術に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus and a droplet ejection control method, and more particularly to an image forming apparatus that forms an image with dots formed on a recording medium with an organic pigment ink and a recording control technique in the droplet ejection control method.

近年、デジタルスチルカメラにより撮影された画像などを印刷記録する記録装置としてインクジェット記録装置(インクジェットプリンター)が普及している。インクジェット記録装置はヘッドに複数の記録素子(ノズル)を備え、この記録素子からインクの液滴を被記録媒体に吐出しながら記録ヘッドを走査させ、被記録媒体上に画像を1ライン分記録すると被記録媒体を1ライン分搬送し、この工程を繰り返すことにより記録紙上に画像を形成するものである。   In recent years, inkjet recording apparatuses (inkjet printers) have become widespread as recording apparatuses that print and record images taken by digital still cameras. An ink jet recording apparatus includes a plurality of recording elements (nozzles) in a head, and scans the recording head while ejecting ink droplets from the recording elements onto the recording medium to record an image for one line on the recording medium. The recording medium is conveyed by one line, and this process is repeated to form an image on the recording paper.

インクジェットプリンターには、単尺のシリアルヘッドを用い、ヘッドを被記録媒体の幅方向に走査させながら記録を行うものや、被記録媒体の1辺の全域に対応して記録素子が配列されているラインヘッドを用いるものがある。ラインヘッドを用いたものでは、記録素子の配列方向と直交する方向に被記録媒体を走査させることで被記録媒体の全面に画像記録を行うことができる。ラインヘッドを用いたプリンターでは短尺ヘッドを走査するキャリッジ等の搬送系が不要となり、また、キャリッジの移動と被記録媒体との複雑な走査制御が不要になる。また、被記録媒体だけが移動するのでシリアルヘッドを用いたプリンターに比べて記録速度の高速化が実現できる。   Ink jet printers use a single serial head and perform recording while scanning the head in the width direction of the recording medium, and recording elements are arranged corresponding to the entire area of one side of the recording medium. Some use a line head. In the case of using a line head, image recording can be performed on the entire surface of the recording medium by scanning the recording medium in a direction orthogonal to the arrangement direction of the recording elements. A printer using a line head does not require a transport system such as a carriage that scans a short head, and does not require complicated scanning control between the carriage movement and the recording medium. In addition, since only the recording medium moves, the recording speed can be increased as compared with a printer using a serial head.

インクジェットプリンターでは、記録素子(ノズル)から吐出されたインクによって形成されるドットを組み合わせることにより1つの画像が表現されている。これらドットのサイズを小さくし、1画像あたりの画素数を多くすることによって高画質が実現されている。ドットのサイズを小さくすることはインクの吐出量を少なくすることによって実現できるので、インクの吐出量を細かく正確に制御する必要がある。また、隣り合うドットが所定の打滴位置に打滴されるように、被記録媒体と記録ヘッドとの相対速度とインクの吐出タイミングが制御される。   In an inkjet printer, one image is expressed by combining dots formed by ink ejected from a recording element (nozzle). High image quality is achieved by reducing the size of these dots and increasing the number of pixels per image. Since the dot size can be reduced by reducing the ink discharge amount, it is necessary to control the ink discharge amount finely and accurately. Further, the relative speed between the recording medium and the recording head and the ink ejection timing are controlled so that adjacent dots are ejected at a predetermined droplet ejection position.

特許文献1に開示されたインクジェット記録装置は、インクの吸収特性、インクの浸透特性、インク(ドット)の密度、インクの体積、インクの蒸発特性、環境温度から、画像乱れを起こさない時間を算出する技術が提案されている。即ち、上述したパラメータからインクの乾燥時間等を推定し、記録と記録との間隔を調整する。   The ink jet recording apparatus disclosed in Patent Document 1 calculates the time during which no image distortion occurs from the ink absorption characteristics, ink penetration characteristics, ink (dot) density, ink volume, ink evaporation characteristics, and environmental temperature. Techniques to do this have been proposed. That is, the ink drying time and the like are estimated from the parameters described above, and the interval between recordings is adjusted.

特許文献2に記載されたインクジェットプリンター用の記録ヘッドを製造する方法及び印刷方法は、インクの乾燥時間を考慮してノズル間の距離を決めて印字ヘッドを製造する方法と、該印字ヘッドを用いた印字方法が提案されている。   A method and a printing method for manufacturing a recording head for an ink jet printer described in Patent Document 2 include a method for manufacturing a print head by determining a distance between nozzles in consideration of an ink drying time, and a method for using the print head. A printing method that has been proposed has been proposed.

一方、インクジェットプリンターのインクを種類で大別すると、染料インクと顔料インクとがあり、インクジェット用インクの色材には染料が用いられてきたが、染料インクは耐水性や耐光性の面で難点があり、それを改良するために顔料が用いられるようになってきている。しかし、顔料インクにより得られた画像は、染料インクによる画像に較べて耐光性、耐水性に優れるという特筆すべき利点を有する反面、紙表面の空隙に染み込むことが可能なナノメートルサイズに顔料を均一に微細化(すなわち単分散化)することが難しく、紙への浸透性に欠けるために彩度の高い画像が得られないという問題がある。   On the other hand, ink for ink jet printers can be broadly classified into dye ink and pigment ink. Dye has been used as a coloring material for ink jet ink, but dye ink is difficult in terms of water resistance and light resistance. In order to improve it, pigments are being used. However, the image obtained with the pigment ink has a remarkable advantage in light resistance and water resistance as compared with the image with the dye ink, but on the other hand, the pigment has a nanometer size that can penetrate into the voids on the paper surface. There is a problem that uniform miniaturization (that is, monodispersion) is difficult, and images with high saturation cannot be obtained due to lack of permeability to paper.

この対策として、特許文献3にマイクロジェットリアクター法を用いて顔料を微粒子化する方法が提案されている。この方法は、顔料を溶解した溶液と沈殿媒体液を互いに対峙するマイクロメートルサイズの異なる二つノズルへ高圧(例えば5MPa)でポンプ導入し
、両液のジェット流が衝突する部分にはガス(圧縮空気等)を垂直に導入し、そのガス流(約0.5m3/h)で顔料懸濁液を排出する方法である。
特開平3−247450号公報 特開平10−250059号公報 特開2002−146222公報
As a countermeasure against this, Patent Document 3 proposes a method of making pigment fine particles using a microjet reactor method. In this method, a solution in which a pigment is dissolved and a precipitation medium liquid are pumped into two nozzles of different micrometer sizes facing each other at high pressure (for example, 5 MPa). In this method, air is introduced vertically, and the pigment suspension is discharged with the gas flow (about 0.5 m 3 / h).
JP-A-3-247450 Japanese Patent Laid-Open No. 10-250059 JP 2002-146222 A

ところで、インクジェットプリンターの画像形成において、複数のドットを重ねて被記録媒体上に着弾させると、インク液滴が混合し、本来のドット形状である円形状が崩れてしまい(着弾干渉の発生)、所望の高精彩な画像を形成させることが困難であるという問題がある。   By the way, in image formation of an ink jet printer, when a plurality of dots are overlapped and landed on a recording medium, ink droplets are mixed, and the original circular shape of the dot shape collapses (occurrence of landing interference), There is a problem that it is difficult to form a desired high-definition image.

しかしながら、特許文献1や特許文献2ではこの着弾干渉の問題を解決することができず、特に、インクとして顔料インクを使用する場合には、粒子径が大きく単分散性の悪い顔料微粒子では彩度の高い画像が得られないだけでなく着弾干渉を促進してしまう懸念がある。   However, Patent Document 1 and Patent Document 2 cannot solve the problem of landing interference. In particular, when pigment ink is used as the ink, the saturation of pigment fine particles having a large particle diameter and poor monodispersibility is demonstrated. There is a concern that not only high-quality images cannot be obtained, but also landing interference is promoted.

即ち、特許文献1に開示されたインクジェット記録装置では、画像乱れを起こさない時間をパラメータごとに求めているが、種々のドット配列パターンに対して画像乱れを起こさない時間を求めることは非常に困難である。また、1つの画像内にドット間ピッチ及びドット径が異なる混在パターンを形成する場合の記録方法が十分に開示されていない。   That is, in the ink jet recording apparatus disclosed in Patent Document 1, the time during which no image disturbance occurs is obtained for each parameter, but it is very difficult to obtain the time during which image disturbance does not occur for various dot arrangement patterns. It is. Also, a recording method for forming mixed patterns with different dot pitches and dot diameters in one image is not sufficiently disclosed.

また、特許文献2に記載されたインクジェットプリンター用の記録ヘッドを製造する方法及び印刷方法では、第1のドットの乾燥時間が経過した後に第2のドットを着弾させることは開示されているが、用紙表面のドットが完全に乾燥するまで隣接ドットを着弾させることができず、印字の際に非常に時間を要してしまう。また、1つの条件に基づいた乾燥時間を想定してノズル間の距離を決め、これを固定値としているので、インクや用紙が変わった場合には対応できない。   Moreover, in the method and the printing method for manufacturing a recording head for an ink jet printer described in Patent Document 2, it is disclosed that the second dot is landed after the drying time of the first dot has elapsed, Adjacent dots cannot be landed until the dots on the surface of the paper are completely dried, and it takes a very long time for printing. Further, since the distance between the nozzles is determined assuming a drying time based on one condition and is set to a fixed value, it is not possible to cope with a change in ink or paper.

また、特許文献3に記載された顔料は、マイクロメートルスケールの小さな空間で粒子を生成させ、それを直ちに装置外に取り出すことにより顔料微粒子による装置の閉塞を防ぐように工夫されており、狭い粒径分布の微粒子を得るのに好ましいが、両液の接触時間をコントロールし難いため微妙な反応制御が難しいことから、微細粒子で単分散性に優れた顔料微粒子を安定して製造することが難しいという問題点がある。   Further, the pigment described in Patent Document 3 is devised so as to prevent particles from being blocked by pigment fine particles by generating particles in a micrometer-scale small space and immediately taking them out of the device. Although it is preferable to obtain fine particles with a diameter distribution, it is difficult to control the contact time between the two liquids, so it is difficult to control fine reactions, so it is difficult to stably produce fine pigment particles with excellent monodispersibility. There is a problem.

このように、従来は、着弾干渉の防止対策や顔料粒子の微細化対策の点において未だ解決されていない課題があり、顔料インクで彩度の高い高精細な画像を得ることが難しいという問題があった。   As described above, conventionally, there are problems that have not yet been solved in terms of measures for preventing landing interference and measures for miniaturizing pigment particles, and it is difficult to obtain high-definition images with high saturation with pigment ink. there were.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、微細粒径で単分散性に優れた顔料微粒子を含有する顔料インクを記録ヘッドから打滴でき、しかもドットが重なることによる画像乱れを防止すると共に記録時間がかからない打滴制御を行うことができるので、顔料インクで彩度の高い高精細な画像を得ることができると共に高速打滴を行うことができる画像形成装置及び打滴制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and can prevent droplets of a pigment ink containing fine pigment particles containing fine pigment particles having excellent monodispersibility from a recording head, and also prevent image disturbance due to overlapping dots. In addition, since it is possible to perform droplet ejection control that does not require recording time, an image forming apparatus and a droplet ejection control method capable of obtaining high-definition images with high saturation and high-speed droplet ejection with pigment ink are provided. The purpose is to provide.

前記目的を達成するために請求項1の発明は、被記録媒体に、アルカリ性または酸性の水性媒体に溶解した有機顔料の溶液を、流路中を層流として流通させ、その層流過程で溶液の水素イオン指数(pH)を変化させる工程によって生成された有機顔料微粒子を含む液滴を打滴する記録ヘッドを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 is characterized in that a solution of an organic pigment dissolved in an alkaline or acidic aqueous medium is circulated as a laminar flow in a flow path on a recording medium, And a recording head for ejecting droplets containing organic pigment fine particles produced by the step of changing the hydrogen ion index (pH) of the ink.

本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、流路(チャンネル)中で、反応成分を含む溶液を流通させ有機顔料を合成したところ、温和な条件下速やかに、また純度良く目的の有機顔料が得られることを見出した。また、有機顔料の溶液を層流が支配的である流路中で、pH変化の影響下、共沈法(再沈法)を実施することにより、フラスコ中で行うような従来法に比べて、より微細粒径で単分散性の良い有機顔料微粒子を得ることができることを見出した。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors synthesized organic pigments by circulating a solution containing reaction components in a flow channel (channel). It was found that an organic pigment was obtained. In addition, compared with the conventional method in which a solution of organic pigment is used in a flask by carrying out a coprecipitation method (reprecipitation method) under the influence of pH change in a flow path where the laminar flow is dominant. It has been found that fine organic pigment particles having finer particle diameters and good monodispersibility can be obtained.

このように微細粒径で単分散性の良い有機顔料微粒子から成る顔料インクを記録ヘッドから打滴することで、被記録媒体に対する浸透性が良くなるだけでなく、打滴干渉も抑制することができるので、彩度の高い高精彩な画像を得ることができる。また、記録ヘッドのノズルの詰まりも従来の顔料インクに比べ大幅に減らすことができる。   In this way, by ejecting a pigment ink composed of fine organic pigment fine particles having a fine particle diameter from a recording head, not only the permeability to a recording medium is improved, but also the droplet ejection interference is suppressed. Therefore, it is possible to obtain a high-definition image with high saturation. Further, the clogging of the nozzles of the recording head can be greatly reduced as compared with the conventional pigment ink.

特に、顔料を色材としたインクと、顔料を凝集反応させる処理液とを打滴または付着させることを特徴とする2液凝集反応系の画像形成装置においては、微細粒径で単分散性の良い有機顔料微粒子から成る顔料インクを用いることによって、顔料が瞬時に凝集して記録媒体上に沈降し、インクの溶媒同士が混合・合体しても顔料の形状は保持されるので、着弾干渉の防止により効果的である。   In particular, in a two-liquid agglomeration reaction-type image forming apparatus, in which an ink using a pigment as a color material and a treatment liquid that agglomerates and reacts with a pigment are deposited or adhered, the monodisperse By using a pigment ink composed of fine organic pigment fine particles, the pigment aggregates instantaneously and settles on the recording medium, and the shape of the pigment is maintained even if the ink solvents mix and coalesce. It is more effective in preventing.

前記目的を達成するために請求項2の発明は、被記録媒体に、アルカリ性または酸性の水性媒体に溶解した有機顔料の溶液を、流路中を層流として流通させ、その層流過程で溶液の水素イオン指数(pH)を変化させる工程によって生成された有機顔料微粒子を含む液滴を打滴する記録ヘッドと、前記記録ヘッドの打滴タイミングを制御する打滴制御手段と、前記被記録媒体と前記記録ヘッドとを前記被記録媒体と相対移動させる搬送手段と、を備えた画像形成装置であって、前記被記録媒体に形成される第1のドットと前記第1のドットを形成する第1の液滴を打滴した後に前記第1のドットと重なるように形成される第2のドットとの間隔Pt 、前記第2のドットを形成する第2の液滴の前記被記録媒体着弾時における前記被記録媒体表面の直径D2a、前記第2の液滴が前記被記録媒体に着弾したときの前記被記録媒体表面における前記第1の液滴の直径D1bとするとき前記打滴制御手段は、D1b<2×Pt −D2aを満足する前記第1の液滴の直径D1bになるまでの液滴径変化時間を前記第1の液滴の打滴から前記第2の液滴の打滴までの打滴インターバルとして打滴タイミングを制御することを特徴としている。   In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 2 is characterized in that a solution of an organic pigment dissolved in an alkaline or acidic aqueous medium is circulated in a flow path as a laminar flow on a recording medium, A recording head for ejecting droplets containing organic pigment fine particles produced by the step of changing the hydrogen ion index (pH) of the ink, droplet ejection control means for controlling the ejection timing of the recording head, and the recording medium And a conveying means for moving the recording head relative to the recording medium, wherein the first dots formed on the recording medium and the first dots are formed on the recording medium. The interval Pt between the second dot formed so as to overlap the first dot after the first droplet is deposited, and the time when the second droplet forming the second dot is landed on the recording medium Recording medium table in When the second droplet reaches the recording medium, and the diameter D1b of the first droplet on the surface of the recording medium is D1b <2 × Pt -The droplet diameter change time until the diameter D1b of the first droplet satisfying D2a is set as the droplet ejection interval from the droplet ejection of the first droplet to the droplet ejection of the second droplet It is characterized by controlling droplet timing.

即ち、先に被記録媒体上に着弾した第1の液滴が被記録媒体へ完全に保持されるまで待たずに第2の液滴を被記録媒体上に着弾させても、被記録媒体表面でインクの混合が起こらない。したがって、印字速度を落とすことなく、第1の液滴と第2の液滴との混合によるにじみを防止でき、所望のドット形状を得ることができる。   That is, even if the second droplet is landed on the recording medium without waiting until the first droplet landed on the recording medium is completely held on the recording medium, the surface of the recording medium Ink mixing does not occur. Therefore, it is possible to prevent bleeding due to the mixing of the first droplet and the second droplet without reducing the printing speed, and a desired dot shape can be obtained.

例えば、液滴が被記録媒体へ浸透が進行する過程では、被記録媒体表面の液滴は外側(外周部)から内側に向かって小さくなる。なお、被記録媒体へ着弾したときの液滴サイズと形成されるドットのサイズは略同一である。   For example, in the process in which droplets penetrate into the recording medium, the droplets on the surface of the recording medium become smaller from the outside (outer periphery) toward the inside. The droplet size when landing on the recording medium is substantially the same as the size of the dots formed.

第1のドットと第2のドットとの間隔(ドットピッチ間隔)Ptは、記録ヘッドから正常に吐出 (記録)された液滴の間隔と略同一である。   The interval (dot pitch interval) Pt between the first dot and the second dot is substantially the same as the interval between the droplets ejected (recorded) normally from the recording head.

また、第1の液滴の浸透、固化等が完全に終了するとD1b=0になるので、第1のイン
ク滴が完全に浸透しない状態は、D1b>0を満足する。
In addition, D1b = 0 when the first droplet has completely penetrated, solidified, etc., so that the state where the first ink droplet does not completely penetrate satisfies D1b> 0.

第1のドットと第2のドットとが重なる場合には、第1のドットの半径(D1a/2)と第2のドットの半径(D2a/2)との合計が、第1のドットと第2のドットとの間隔Ptよりも大きくなる場合であり、これは、Pt <(D1a/2)+(D2a/2)の関係を満足する。   When the first dot and the second dot overlap, the sum of the radius of the first dot (D1a / 2) and the radius of the second dot (D2a / 2) is the first dot and the second dot. This is a case where the distance Pt is larger than the distance Pt between the two dots, and this satisfies the relationship Pt <(D1a / 2) + (D2a / 2).

記録ヘッドは、搬送手段の相対搬送方向に略直交する方向に使用する被記録媒体の印字可能領域の全域にわたってインク吐出孔などの記録素子が配置されているフルライン型の記録ヘッドでもよいし、短尺の記録ヘッドを搬送手段の相対搬送方向に略直交する方向に移動しながらインク滴を吐出させるシリアル型 (シャトルスキャン型)記録ヘッドでもよい。   The recording head may be a full-line type recording head in which recording elements such as ink ejection holes are arranged over the entire printable area of the recording medium used in a direction substantially perpendicular to the relative conveying direction of the conveying means, A serial type (shuttle scan type) recording head that ejects ink droplets while moving a short recording head in a direction substantially orthogonal to the relative conveying direction of the conveying means may be used.

被記録媒体は、記録ヘッドによって印字を受ける媒体(被画像形成媒体)であり、具体的には連続用紙、カット紙、シール用紙、OHPシート等の樹脂シート、フイルム、布、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。   A recording medium is a medium (image forming medium) that receives printing by a recording head. Specifically, a continuous sheet, a cut sheet, a sealing sheet, a resin sheet such as an OHP sheet, a film, a cloth, and other materials and shapes are used. Regardless, it includes various media.

被記録媒体と記録ヘッドとを相対移動させる態様は、固定された記録ヘッドに対して被記録媒体を移動させてもよいし、被記録媒体を固定させて記録ヘッドを移動させてもよい。また、被記録媒体と記録ヘッドとを両方とも移動させてもよい。被記録媒体の搬送手段には搬送ベルトや搬送ドラム等が適用される。   As a mode in which the recording medium and the recording head are relatively moved, the recording medium may be moved relative to the fixed recording head, or the recording medium may be fixed and the recording head may be moved. Further, both the recording medium and the recording head may be moved. A conveying belt, a conveying drum, or the like is applied to the recording medium conveying means.

このように、請求項2の発明によれば、微細粒径で単分散性に優れた顔料微粒子を含有する顔料インクを記録ヘッドから打滴でき、しかもドットが重なることによる画像乱れを防止すると共に記録時間がかからない打滴制御を行うことができるので、顔料インクで彩度の高い高精彩な画像を得ることができる。   Thus, according to the invention of claim 2, pigment ink containing pigment fine particles having a fine particle diameter and excellent monodispersibility can be ejected from the recording head, and image disturbance due to overlapping of dots can be prevented. Since droplet ejection control that does not require recording time can be performed, it is possible to obtain a high-definition image with high saturation using pigment ink.

請求項3に示すように請求項2に記載された発明において、前記第1のドットと第2のドットとの間隔Pt 及び、第2の液滴の前記被記録媒体着弾時における前記被記録媒体表面の直径D2aが次式、D1b<2×Pt −D2aを満足する前記第1の液滴の直径D1bを求める打滴条件算出手段と、前記第1の液滴が前記被記録媒体へ着弾してから前記第1の液滴の直径がD1bになるまでの液滴径変化時間を求める液滴径変化時間算出手段と、を備えたことを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, in the invention described in the second aspect, an interval Pt between the first dot and the second dot, and the recording medium when the second droplet is landed on the recording medium The droplet ejection condition calculation means for obtaining the diameter D1b of the first droplet satisfying the following equation: D1b <2 × Pt−D2a, and the first droplet landed on the recording medium. And a droplet diameter change time calculating means for obtaining a droplet diameter change time from the first droplet until the diameter of the first droplet reaches D1b.

即ち、第2の液滴を打滴することができる第1の液滴の条件を求める打滴条件算出手段と、該第1の液滴がこの条件を満足するまでの時間を求める液滴径変化時間算出手段を備えたので、装置内において打滴インターバルを効率良く求めることができる。   That is, a droplet ejection condition calculating means for obtaining a condition of the first droplet capable of ejecting the second droplet, and a droplet diameter for obtaining a time until the first droplet satisfies the condition Since the change time calculation means is provided, the droplet ejection interval can be obtained efficiently in the apparatus.

請求項4に示すように請求項3に記載された発明において、1つの画像内に前記ドット間隔、前記第1ドットの直径、前記第2のドットの直径の組み合わせを複数有する混在パターンを形成する場合、前記液滴径変化時間を複数算出し、前記打滴制御手段は、算出された複数の前記液滴径変化時間の代表値を用いて当該画像の記録タイミングを制御することを特徴としている。   As described in claim 4, in the invention described in claim 3, a mixed pattern having a plurality of combinations of the dot interval, the diameter of the first dot, and the diameter of the second dot is formed in one image. In this case, a plurality of droplet diameter change times are calculated, and the droplet ejection control means controls the recording timing of the image using the calculated representative values of the plurality of droplet diameter change times. .

即ち、ドット間隔(ドットピッチ)、各ドットの直径が異なるような混在パターンを含む画像にも対応可能であり、画像ごとに打滴タイミングを最適化することができる。   That is, it is possible to cope with an image including a mixed pattern in which the dot interval (dot pitch) and the diameter of each dot are different, and the droplet ejection timing can be optimized for each image.

混在パターンには、ドット間隔が複数あるもの、ドット直径が複数あるもの、及びドット間隔、ドット直径とも複数あるものがあり、何れにも対応可能である。   The mixed pattern includes a plurality of dot intervals, a plurality of dot diameters, and a plurality of dot intervals and dot diameters.

代表値には、最大値、最小値、平均値、最も使用頻度が高い値などがあり、画像品質や記録制御に応じて適宜使い分けてもよい。該代表値は1画像に1つでもよいし、1画像に複数求められてもよい。   The representative value includes a maximum value, a minimum value, an average value, a value that is used most frequently, and the like, and may be appropriately used according to image quality and recording control. One representative value may be obtained per image, or a plurality of representative values may be obtained per image.

また、請求項5に示すように請求項4記載の発明において、前記液滴径変化時間の代表値は、少なくとも前記液滴径変化時間算出手段において算出された複数の前記液滴径変化時間の最大値以上の値を含んでいることを特徴としている。   Further, as shown in claim 5, in the invention according to claim 4, the representative value of the droplet diameter change time is at least a plurality of droplet diameter change times calculated by the droplet diameter change time calculation means. It is characterized by containing values that are greater than the maximum value.

即ち、最も液滴径変化時間が長いパターンに合わせて当該画像内の打滴タイミングの制御が行なわれるので、ドットの滲みを確実に防止でき、制御系もシンプルな制御となり制御系の負担が低減する。   In other words, since the droplet ejection timing in the image is controlled in accordance with the pattern with the longest droplet diameter change time, it is possible to reliably prevent dot bleeding, and the control system is simple and the burden on the control system is reduced. To do.

液滴径変化時間は、各パターンから求められた最大値でもよいし、安全を見越して該最大値にマージンを加えた時間でもよい。但し、液滴径変化時間は液滴の浸透或いは固化が完全に終了する時間未満である。   The droplet diameter change time may be a maximum value obtained from each pattern, or may be a time obtained by adding a margin to the maximum value in anticipation of safety. However, the droplet diameter change time is less than the time when the penetration or solidification of the droplet is completely completed.

また、請求項6に示すように請求項2乃至5のうち何れか1項に記載の発明において、前記打滴制御手段は、1画像内は1つの打滴インターバルにより打滴タイミングを制御することを特徴としている。   Moreover, as shown in claim 6, in the invention according to any one of claims 2 to 5, the droplet ejection control means controls the droplet ejection timing by one droplet ejection interval in one image. It is characterized by.

即ち、1画像内は1つの打滴インターバルにより打滴制御が行われるので、画像ごとに打滴インターバルを持つことができる。   That is, since droplet ejection control is performed by one droplet ejection interval within one image, it is possible to have a droplet ejection interval for each image.

また、請求項7に示すように請求項3乃至6のうち何れか1項に記載の発明において、少なくとも液種類情報或いは、前記被記録媒体種類情報のうち何れか1つの情報が含まれる情報を提供する情報提供手段を備え、前記液滴径変化時間算出手段は、前記情報提供手段によって提供される情報に基づいて前記液滴径変化時間を算出することを特徴としている。   According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the third to sixth aspects, information including at least one of the liquid type information and the recording medium type information is included. Provided with information providing means for providing, wherein the droplet diameter change time calculating means calculates the droplet diameter change time based on information provided by the information providing means.

即ち、液の種類や被記録媒体(記録用紙)の種類が変わっても、最適な打滴タイミングにより記録(画像形成)が行なわれるので、印字速度が速いだけでなく所望のドット形状を得ることができる。   That is, even if the type of liquid or the type of recording medium (recording paper) changes, recording (image formation) is performed at the optimum droplet ejection timing, so that not only the printing speed is high but also a desired dot shape is obtained. Can do.

該情報には、インクの種類、被記録媒体の種類の他に、温度、湿度等の環境条件、インクの浸透速度に影響を与え得る要因が含まれていてもよい。これらの条件をデータテーブル化して、液滴径変化時間を求める際に該データテーブルを参照するように構成する態様が好ましい。   In addition to the type of ink and the type of recording medium, the information may include factors that may affect environmental conditions such as temperature and humidity and the ink penetration rate. It is preferable that these conditions are converted into a data table and the data table is referred to when the droplet diameter change time is obtained.

また、請求項8に示すように請求項3乃至7のうち何れか1項に記載の発明において、前記液滴径変化時間算出手段は、前記搬送手段の相対搬送方向に略直交する方向のドットピッチ及び前記搬送手段の相対搬送方向のドットピッチから、前記搬送手段の相対搬送方向に略直交する方向における第1の液滴径変化時間及び前記搬送手段の相対搬送方向における第2の液滴径変化時間を求め、前記打滴制御手段は、前記第1の液滴径変化時間及び前記第2の液滴径変化時間をそれぞれ前記搬送手段の相対搬送方向に略直交する方向の打滴インターバル及び前記搬送手段の相対搬送方向である副走査方向の打滴インターバルとして、打滴タイミングを制御することを特徴としている。   In addition, as shown in claim 8, in the invention according to any one of claims 3 to 7, the droplet diameter change time calculating means includes dots in a direction substantially perpendicular to the relative carrying direction of the carrying means. From the pitch and the dot pitch in the relative transport direction of the transport means, the first droplet diameter change time in the direction substantially perpendicular to the relative transport direction of the transport means and the second droplet diameter in the relative transport direction of the transport means A change time is obtained, and the droplet ejection control means sets the first droplet diameter change time and the second droplet diameter change time to a droplet ejection interval in a direction substantially perpendicular to the relative conveyance direction of the conveyance means, and The droplet ejection timing is controlled as a droplet ejection interval in the sub-scanning direction, which is the relative conveyance direction of the conveyance means.

即ち、前記搬送手段の相対搬送に略直交する方向(主走査方向)と前記搬送手段の相対搬送方向 (副走査方向)との打滴タイミングをそれぞれ制御可能である。   That is, it is possible to control the droplet ejection timing in the direction (main scanning direction) substantially orthogonal to the relative conveyance of the conveyance unit and the relative conveyance direction (sub-scanning direction) of the conveyance unit.

また、請求項9に示すように請求項2乃至8のうち何れか1項に記載の発明において、前記記録ヘッドは、前記被記録媒体の全幅に対応する長さにわたって複数のノズルが配列されたラインヘッドであることを特徴としている。   Further, as shown in claim 9, in the invention according to any one of claims 2 to 8, the recording head has a plurality of nozzles arranged over a length corresponding to the entire width of the recording medium. It is a line head.

ラインヘッドは、該ヘッドの長手方向について複数のヘッドに分割されている分割ヘッドでもよい。また、該ヘッドには、ノズル列を1列備えてもよいし、複数のノズル列を備えてもよい。   The line head may be a divided head that is divided into a plurality of heads in the longitudinal direction of the head. Further, the head may include one nozzle row or a plurality of nozzle rows.

また、請求項10に示すように請求項9記載の発明において、前記記録ヘッドは、前記搬送手段の相対搬送方向と略直交する方向に沿って形成されるドットのうち奇数番目のドットを形成する液滴を打滴するノズルを有する第1のノズル列と、偶数番目のドットを形成する液滴を打滴するノズルを有する第2のノズル列と、を有し、前記搬送手段の相対搬送方向の打滴制御に応じて前記第1のノズル列と前記第2のノズル列との間隔を可変させる間隔可変手段を備えたことを特徴としている。   According to a tenth aspect of the present invention, in the invention according to the ninth aspect, the recording head forms odd-numbered dots among dots formed along a direction substantially perpendicular to the relative conveyance direction of the conveyance means. A first nozzle row having nozzles for ejecting liquid droplets and a second nozzle row having nozzles for ejecting liquid droplets that form even-numbered dots, and a relative transport direction of the transport means It is characterized by comprising an interval varying means for varying the interval between the first nozzle row and the second nozzle row in accordance with the droplet ejection control.

即ち、ラインヘッドにおいて、被記録媒体に略直交する方向の記録タイミングを効率よく制御可能である。   That is, in the line head, the recording timing in the direction substantially orthogonal to the recording medium can be controlled efficiently.

また、請求項11に示すように請求項2乃至8のうち何れか1項に記載の発明において、前記記録ヘッドは、前記被記録媒体の全幅よりも短い長さにわたって複数の前記ノズルが配列され、前記ノズルの配列方向に沿って前記記録ヘッドと前記被記録媒体とを相対移動させる移動手段を備えたシリアルヘッドであることを特徴としている。   Further, as shown in claim 11, in the invention according to any one of claims 2 to 8, the recording head has a plurality of nozzles arranged over a length shorter than the entire width of the recording medium. The serial head includes a moving means for moving the recording head and the recording medium relative to each other along the nozzle arrangement direction.

また、請求項12に示すように請求項11記載の発明において、前記記録ヘッドは、前記搬送手段の相対搬送方向と略直交する方向に沿って形成されるドットのうち奇数番目のドットを形成する液滴を打滴するノズルを有する第1のノズル列と、偶数番目のドットを形成する液滴を打滴するノズルを有する第2のノズル列と、を有し、前記搬送手段の相対搬送方向と略直交する方向の打滴制御に応じて前記第1のノズル列と前記第2のノズル列との間隔を可変させる間隔可変手段を備えたことを特徴としている。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the invention according to the eleventh aspect, the recording head forms odd-numbered dots among dots formed along a direction substantially orthogonal to the relative transport direction of the transport means. A first nozzle row having nozzles for ejecting liquid droplets and a second nozzle row having nozzles for ejecting liquid droplets that form even-numbered dots, and a relative transport direction of the transport means And an interval varying means for varying the interval between the first nozzle row and the second nozzle row in accordance with droplet ejection control in a direction substantially orthogonal to the first nozzle row.

即ち、搬送速度や記録周波数を変えることなく、被記録媒体と略直交する方向の記録タイミングを制御することが可能である。   That is, it is possible to control the recording timing in the direction substantially orthogonal to the recording medium without changing the conveyance speed and the recording frequency.

また、請求項13に示すように請求項1乃至12のうちの何れか1項において、前記有機顔料微粒子は少なくとも一つの分散剤を含有する有機顔料の溶液で生成されたことを特徴としている。   Further, as shown in claim 13, in any one of claims 1 to 12, the organic pigment fine particles are produced by a solution of an organic pigment containing at least one dispersant.

即ち、有機顔料微粒子は少なくとも一つの分散剤を含有する有機顔料の溶液で生成されることにより、ナノサイズレベルの微細粒径で単分散性に優れた有機顔料微粒子を得ることができるので、彩度が更に良くなり且つ被記録媒体への浸透性も向上するだけでなく、打滴干渉の一層の抑制が可能となる。   In other words, the organic pigment fine particles are produced from a solution of an organic pigment containing at least one dispersant, whereby organic pigment fine particles having a fine particle size of nano-size level and excellent monodispersibility can be obtained. In addition to improving the degree of penetration and improving the permeability to the recording medium, it is possible to further suppress the droplet ejection interference.

また、請求項14に示すように請求項1〜13のいずれか1項に記載の発明において、前記有機顔料微粒子はモード径が1μm以下であることを特徴としている。   In addition, as shown in claim 14, in the invention described in any one of claims 1 to 13, the organic pigment fine particles have a mode diameter of 1 μm or less.

モード径が1μm以下であると、有機顔料微粒子内の化学組成や結晶構造にも粒子間にバラツキがないことを意味するので、有機顔料微粒子の物性が一定となり、顔料インクで彩度の高い高精細な画像を更に得ることができる。   When the mode diameter is 1 μm or less, it means that there is no variation in the chemical composition and crystal structure in the organic pigment fine particles, so that the physical properties of the organic pigment fine particles are constant, and the pigment ink has high saturation. A fine image can be further obtained.

また、請求項15に示すように請求項1〜14いずれか1項に記載の発明において、前
記有機顔料微粒子は前記有機顔料の溶液がアルカリ性であり、一般式(I)で表されるキナクリドン系顔料であることを特徴としている。
Further, as shown in claim 15, in the invention according to any one of claims 1 to 14, the organic pigment fine particles are quinacridone type represented by the general formula (I), wherein the organic pigment solution is alkaline. It is characterized by being a pigment.

請求項15は顔料インクに使用される顔料のうちでもキナクリドン系顔料が好ましく、キナクリドン系顔料で微細粒子を形成するようにしたものである。   The fifteenth aspect is preferably a quinacridone pigment among the pigments used in the pigment ink, and the quinacridone pigment is used to form fine particles.

請求項16に示すように、請求項1〜15いずれか1項に記載の発明において、前記記録ヘッドより打滴される液滴はアルカリ性であり、前記記録ヘッドのうちの少なくとも前記液滴の液が接触する部分の材質が耐アルカリ性の材質で形成されていることを特徴とする。   According to a sixteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fifteenth aspects, the liquid droplets ejected from the recording head are alkaline, and at least the liquid of the liquid droplets of the recording head. The material of the part which contacts is formed with the material of alkali resistance.

請求項16のように、記録ヘッドのうちの少なくとも前記液滴の液が接触する部分の材質が耐アルカリ性の材質で形成されていれば、キナクリドン系顔料のように、アルカリ性の有機顔料溶液をそのまま使用することができ、便利である。   If the material of at least the portion of the recording head in contact with the liquid droplets of the recording head is formed of an alkali-resistant material as in claim 16, the alkaline organic pigment solution is used as it is, such as a quinacridone pigment. Can be used and convenient.

前記目的を達成するために請求項17の発明は、被記録媒体に、アルカリ性または酸性の水性媒体に溶解した有機顔料の溶液を、流路中を層流として流通させ、その層流過程で溶液の水素イオン指数(pH)を変化させる工程によって生成された有機顔料微粒子を含む液滴を打滴する記録ヘッドと、前記記録ヘッドの打滴タイミングを制御する打滴制御手段と、前記被記録媒体と前記記録ヘッドとを前記被記録媒体と相対移動させる搬送手段と、を備えた画像形成装置による打滴制御方法であって、前記被記録媒体に第1の液滴により第1のドットを形成する第1のドット形成工程と、前記第1の液滴を打滴した後に、前記第1のドットと重なる第2のドットを形成する第2の液滴を打滴する第2のドット打滴工程と、前記第2の液滴を打滴する際に、前記被記録媒体表面において前記第1の液滴と前記第2の液滴とが重ならないような前記第1の液滴の直径を求める打滴条件算出工程と、前記第1の液滴の直径が前記被記録媒体に着弾したときの値から前記被記録媒体表面において前記第2の液滴とが重ならないような値になるまでの時間を求める液滴径変化時間算出工程と、を含むことを特徴としている。   In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 17 is characterized in that a solution of an organic pigment dissolved in an alkaline or acidic aqueous medium is circulated as a laminar flow in a flow path on a recording medium, A recording head for ejecting droplets containing organic pigment fine particles produced by the step of changing the hydrogen ion index (pH) of the ink, droplet ejection control means for controlling the ejection timing of the recording head, and the recording medium And a transport unit that moves the recording head relative to the recording medium. A droplet ejection control method using an image forming apparatus, wherein the first dots are formed on the recording medium by the first liquid droplets. A first dot forming step, and a second dot ejection for ejecting a second liquid droplet that forms a second dot that overlaps the first dot after the first liquid droplet has been ejected Step and depositing the second droplet A droplet ejection condition calculating step for obtaining a diameter of the first droplet so that the first droplet and the second droplet do not overlap each other on the surface of the recording medium, A droplet diameter change time calculating step for obtaining a time from when a droplet diameter reaches the recording medium to a value that does not overlap the second droplet on the surface of the recording medium; It is characterized by including.

上記各工程を実現するソフトウエア(プログラム)を構成し、CPU (中央演算装置)等の制御手段を用いて該プログラムを実行可能である。更に、該プログラムを記録媒体に記憶することも可能である。   Software (program) for realizing the above steps can be configured, and the program can be executed using a control means such as a CPU (central processing unit). Furthermore, the program can be stored in a recording medium.

本発明によれば、微細粒径で単分散性に優れた顔料微粒子を含有する顔料インクを記録ヘッドから打滴でき、しかもドットが重なることによる画像乱れを防止すると共に記録時間がかからない打滴制御を行うことができるので、顔料インクで彩度の高い高精細な画像を得ることができ、また高速打滴を行うことができる。   According to the present invention, it is possible to eject a pigment ink containing pigment fine particles having a fine particle diameter and excellent monodispersibility from a recording head, and also prevent image disturbance due to overlapping of dots and do not require recording time. Therefore, high-definition images with high saturation can be obtained with pigment ink, and high-speed droplet ejection can be performed.

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本発明の特徴を成す顔料インクとインクジェット記録装置とのうち、先ずインクジェット記録装置について説明する。   Of the pigment ink and ink jet recording apparatus that characterize the present invention, the ink jet recording apparatus will be described first.

〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図1は本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示したように、このインクジェット記録装置10は、インクの色ごとに設けられた複数の印字ヘッド12K,12C,12M,12Yを有する印字部12と、各印字ヘッド12K,12C,12M,12Yに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵/装填部14と、記
録紙16を供給する給紙部18と、記録紙16のカールを除去するデカール処理部20と、前記印字部12のノズル面(インク吐出面)に対向して配置され、記録紙16の平面性を保持しながら記録紙16を搬送する吸着ベルト搬送部22と、印字部12による印字結果を読み取る印字検出部24と、印画済みの記録紙(プリント物)を外部に排紙する排紙部26と、を備えている。
[Overall configuration of inkjet recording apparatus]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the inkjet recording apparatus 10 includes a print unit 12 having a plurality of print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y provided for each ink color, and each print head 12K, 12C, 12M, An ink storage / loading unit 14 for storing ink to be supplied to 12Y, a paper feeding unit 18 for supplying recording paper 16, a decurling unit 20 for removing curling of the recording paper 16, and a nozzle of the printing unit 12 A suction belt transport unit 22 that is disposed to face a surface (ink ejection surface) and transports the recording paper 16 while maintaining the flatness of the recording paper 16, and a print detection unit 24 that reads a printing result by the printing unit 12, A paper discharge unit 26 that discharges printed recording paper (printed matter) to the outside.

図1では、給紙部18の一例としてロール紙(連続用紙)のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。   In FIG. 1, a magazine for rolled paper (continuous paper) is shown as an example of the paper supply unit 18, but a plurality of magazines having different paper widths, paper quality, and the like may be provided side by side. Further, instead of the roll paper magazine or in combination therewith, the paper may be supplied by a cassette in which cut papers are stacked and loaded.

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。   When multiple types of recording paper are used, an information recording body such as a barcode or wireless tag that records paper type information is attached to the magazine, and the information on the information recording body is read by a predetermined reader. Therefore, it is preferable to automatically determine the type of paper to be used and perform ink ejection control so as to realize appropriate ink ejection according to the type of paper.

給紙部18から送り出される記録紙16はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部20においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム30で記録紙16に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。   The recording paper 16 delivered from the paper supply unit 18 retains curl due to having been loaded in the magazine. In order to remove this curl, heat is applied to the recording paper 16 by the heating drum 30 in the direction opposite to the curl direction of the magazine in the decurling unit 20. At this time, it is more preferable to control the heating temperature so that the printed surface is slightly curled outward.

ロール紙を使用する装置構成の場合、図1のように、裁断用のカッター(第1のカッター)28が設けられており、該カッター28によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター28は、記録紙16の搬送路幅以上の長さを有する固定刃28Aと、該固定刃28Aに沿って移動する丸刃28Bとから構成されており、印字裏面側に固定刃28Aが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃28Bが配置される。なお、カット紙を使用する場合には、カッター28は不要である。   In the case of an apparatus configuration that uses roll paper, a cutter (first cutter) 28 is provided as shown in FIG. 1, and the roll paper is cut into a desired size by the cutter 28. The cutter 28 includes a fixed blade 28A having a length equal to or greater than the conveyance path width of the recording paper 16, and a round blade 28B that moves along the fixed blade 28A. The fixed blade 28A is provided on the back side of the print. The round blade 28B is disposed on the printing surface side with the conveyance path interposed therebetween. Note that the cutter 28 is not necessary when cut paper is used.

デカール処理後、カットされた記録紙16は、吸着ベルト搬送部22へと送られる。吸着ベルト搬送部22は、ローラ31、32間に無端状のベルト33が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部12のノズル面及び印字検出部24のセンサ面に対向する部分が水平面(フラット面)をなすように構成されている。   After the decurling process, the cut recording paper 16 is sent to the suction belt conveyance unit 22. The suction belt conveyance unit 22 has a structure in which an endless belt 33 is wound between rollers 31 and 32, and at least portions facing the nozzle surface of the printing unit 12 and the sensor surface of the printing detection unit 24 are horizontal ( Flat surface).

ベルト33は、記録紙16の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔(不図示)が形成されている。図1に示したとおり、ローラ31、32間に掛け渡されたベルト33の内側において印字部12のノズル面及び印字検出部24のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ34が設けられており、この吸着チャンバ34をファン35で吸引して負圧にすることによってベルト33上の記録紙16が吸着保持される。   The belt 33 has a width that is greater than the width of the recording paper 16, and a plurality of suction holes (not shown) are formed on the belt surface. As shown in FIG. 1, a suction chamber 34 is provided at a position facing the nozzle surface of the print unit 12 and the sensor surface of the print detection unit 24 inside the belt 33 spanned between the rollers 31 and 32. Then, the suction chamber 34 is sucked by the fan 35 to be a negative pressure, whereby the recording paper 16 on the belt 33 is sucked and held.

ベルト33が巻かれているローラ31、32の少なくとも一方にモータ(図1中不図示,図6中符号88として記載)の動力が伝達されることにより、ベルト33は図1上の時計回り方向に駆動され、ベルト33上に保持された記録紙16は図1の左から右へと搬送される。   When the power of a motor (not shown in FIG. 1, described as reference numeral 88 in FIG. 6) is transmitted to at least one of the rollers 31 and 32 around which the belt 33 is wound, the belt 33 rotates in the clockwise direction in FIG. , And the recording paper 16 held on the belt 33 is conveyed from left to right in FIG.

縁無しプリント等を印字するとベルト33上にもインクが付着するので、ベルト33の外側の所定位置(印字領域以外の適当な位置)にベルト清掃部36が設けられている。ベルト清掃部36の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。   Since ink adheres to the belt 33 when a borderless print or the like is printed, the belt cleaning unit 36 is provided at a predetermined position outside the belt 33 (an appropriate position other than the print area). Although details of the configuration of the belt cleaning unit 36 are not shown, for example, there are a method of niping a brush roll, a water absorbing roll, etc., an air blow method of blowing clean air, or a combination thereof. In the case where the cleaning roll is nipped, the cleaning effect is great if the belt linear velocity and the roller linear velocity are changed.

なお、吸着ベルト搬送部22に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラが接触するので画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。   Although a mode using a roller / nip conveyance mechanism instead of the suction belt conveyance unit 22 is also conceivable, if the roller / nip conveyance is performed in the print area, the image easily spreads because the roller contacts the printing surface of the sheet immediately after printing. There is a problem. Therefore, as in this example, suction belt conveyance that does not bring the image surface into contact with each other in the print region is preferable.

吸着ベルト搬送部22により形成される用紙搬送路上において印字部12の上流側には、加熱ファン40が設けられている。加熱ファン40は、印字前の記録紙16に加熱空気を吹き付け、記録紙16を加熱する。印字直前に記録紙16を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。   A heating fan 40 is provided on the upstream side of the printing unit 12 on the paper conveyance path formed by the suction belt conveyance unit 22. The heating fan 40 heats the recording paper 16 by blowing heated air onto the recording paper 16 before printing. Heating the recording paper 16 immediately before printing makes it easier for the ink to dry after landing.

印字部12は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙送り方向と直交方向(主走査方向)に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている(図2参照)。詳細な構造例は後述するが、各印字ヘッド12K,12C,12M,12Yは、図2に示したように、本インクジェット記録装置10が対象とする最大サイズの記録紙16の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口(ノズル)が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。   The printing unit 12 is a so-called full line type head in which line type heads having a length corresponding to the maximum paper width are arranged in a direction (main scanning direction) orthogonal to the paper feed direction (see FIG. 2). Although a detailed structural example will be described later, each of the print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y has a length that exceeds at least one side of the maximum size recording paper 16 targeted by the inkjet recording apparatus 10, as shown in FIG. A line type head in which a plurality of ink discharge ports (nozzles) are arranged is formed.

記録紙16の送り方向(以下、紙搬送方向という。)に沿って上流側から黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の順に各色インクに対応した印字ヘッド12K,12C,12M,12Yが配置されている。記録紙16を搬送しつつ各印字ヘッド12K,12C,12M,12Yからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙16上にカラー画像を形成し得る。   A print head 12K corresponding to each color ink in the order of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) from the upstream side along the feeding direction of the recording paper 16 (hereinafter referred to as the paper transport direction). , 12C, 12M, 12Y are arranged. A color image can be formed on the recording paper 16 by discharging the color inks from the print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y while the recording paper 16 is conveyed.

このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色ごとに設けられてなる印字部12によれば、副走査方向について記録紙16と印字部12を相対的に移動させる動作を一回行うだけで(すなわち1回の副走査で)、記録紙16の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが主走査方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。   As described above, according to the printing unit 12 in which the full line head that covers the entire width of the paper is provided for each ink color, the operation of relatively moving the recording paper 16 and the printing unit 12 in the sub-scanning direction is performed once. An image can be recorded on the entire surface of the recording paper 16 only by performing it (that is, by one sub-scan). Thereby, it is possible to perform high-speed printing as compared with a shuttle type head in which the print head reciprocates in the main scanning direction, and productivity can be improved.

なお、本例では、KCMYの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。   In this example, the configuration of KCMY standard colors (four colors) is illustrated, but the combination of ink colors and the number of colors is not limited to this embodiment, and light ink and dark ink are added as necessary. May be. For example, it is possible to add a print head that discharges light ink such as light cyan and light magenta.

図1に示したように、インク貯蔵/装填部14は、各印字ヘッド12K,12C,12M,12Yに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは不図示の管路を介して各印字ヘッド12K,12C,12M,12Yと連通されている。また、インク貯蔵/装填部14は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段(表示手段、警告音発生手段)を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。   As shown in FIG. 1, the ink storage / loading unit 14 has tanks that store inks of colors corresponding to the print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y, and each tank is connected via a conduit (not shown). The print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y communicate with each other. Further, the ink storage / loading unit 14 includes notifying means (display means, warning sound generating means) for notifying when the ink remaining amount is low, and has a mechanism for preventing erroneous loading between colors. ing.

印字検出部24は、印字部12の打滴結果を撮像するためのイメージセンサを含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。   The print detection unit 24 includes an image sensor for imaging the droplet ejection result of the print unit 12, and functions as a means for checking nozzle clogging and other ejection defects from the droplet ejection image read by the image sensor.

本例の印字検出部24は、少なくとも各印字ヘッド12K,12C,12M,12Yによるインク吐出幅(画像記録幅)よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤(R)の色フィルタが設けられた光電変換素子(画素)がライン状に配列されたRセンサ列と、緑(G)の色フィルタが設けられたGセンサ列と、青(B)の色フィルタが設けられたBセンサ列と、からなる色分解ラインCCDセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。   The print detection unit 24 of this example is composed of a line sensor having a light receiving element array that is wider than at least the ink ejection width (image recording width) by the print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y. The line sensor includes an R sensor row in which photoelectric conversion elements (pixels) provided with red (R) color filters are arranged in a line, a G sensor row provided with green (G) color filters, The color separation line CCD sensor is composed of a B sensor array provided with a blue (B) color filter. Instead of the line sensor, an area sensor in which the light receiving elements are two-dimensionally arranged can be used.

印字検出部24は、各色の印字ヘッド12K,12C,12M,12Yにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定などで構成される。また、印字検出部24には、打滴されたドットに光を照射させる光源を備えている。   The print detection unit 24 reads the test pattern printed by the print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y for each color, and detects the ejection of each head. The ejection determination includes the presence / absence of ejection, measurement of dot size, measurement of dot landing position, and the like. In addition, the print detection unit 24 includes a light source that irradiates light onto the ejected dots.

印字検出部24の後段には、後乾燥部42が設けられている。後乾燥部42は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。   A post-drying unit 42 is provided following the print detection unit 24. The post-drying unit 42 is means for drying the printed image surface, and for example, a heating fan is used. Since it is preferable to avoid contact with the printing surface until the ink after printing is dried, a method of blowing hot air is preferred.

後乾燥部42の後段には、加熱・加圧部44が設けられている。加熱・加圧部44は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ45で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。   A heating / pressurizing unit 44 is provided following the post-drying unit 42. The heating / pressurizing unit 44 is a means for controlling the glossiness of the image surface, and pressurizes with a pressure roller 45 having a predetermined surface uneven shape while heating the image surface to transfer the uneven shape to the image surface. To do.

こうして生成されたプリント物は排紙部26から排出される。なお、大きめの用紙に本画像(目的の画像を印刷したもの)とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター(第2のカッター)48によってテスト印字の部分を切り離す。カッター48は、排紙部26の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター48の構造は前述した第1のカッター28と同様であり、固定刃48Aと丸刃48Bとから構成される。   The printed matter generated in this manner is outputted from the paper output unit 26. When the main image (printed target image) and the test print are simultaneously formed in parallel on a large sheet, the test print portion is separated by the cutter (second cutter) 48. The cutter 48 is provided immediately before the paper discharge unit 26, and cuts the main image and the test print unit when the test print is performed on the image margin. The structure of the cutter 48 is the same as that of the first cutter 28 described above, and includes a fixed blade 48A and a round blade 48B.

また、図1には示さないが、本画像の排出部26Aには、オーダ別に画像を集積するソーターが設けられる。   Although not shown in FIG. 1, the paper output unit 26A for the target prints is provided with a sorter for collecting prints according to print orders.

次に、印字ヘッド50の構造について説明する。インク色ごとに設けられている各印字ヘッド12K,12C,12M,12Yの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号50によって印字ヘッドを示すものとする。   Next, the structure of the print head 50 will be described. Since the structures of the print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y provided for the respective ink colors are common, the print heads are represented by reference numeral 50 in the following.

図3(a) は印字ヘッド50の構造例を示す平面透視図であり、図3(b) はその一部の拡大図である。また、図3(c) は印字ヘッド50の他の構造例を示す平面透視図、図4はインク室ユニットの立体的構成を示す断面図(図3(b) 中の4−4線に沿う断面図)である。   FIG. 3 (a) is a plan perspective view showing an example of the structure of the print head 50, and FIG. 3 (b) is an enlarged view of a part thereof. 3C is a perspective plan view showing another example of the structure of the print head 50, and FIG. 4 is a sectional view showing the three-dimensional configuration of the ink chamber unit (along line 4-4 in FIG. 3B). FIG.

本例の印字ヘッド50は、印字ヘッド50A及び印字ヘッド50Bを有し、印字ヘッド50A及び印字ヘッド50Bは記録紙搬送方向に沿って相対的に移動可能に構成され、各印字ヘッドの間隔(記録紙搬送方向のノズルピッチ)を可変させることができる。   The print head 50 of this example includes a print head 50A and a print head 50B. The print head 50A and the print head 50B are configured to be relatively movable along the recording paper conveyance direction, and the interval between the print heads (recording). The nozzle pitch in the paper transport direction can be varied.

例えば、印字ヘッド50Aには、モータ、ボールネジやスライドレール等の搬送機構、ガイド部材を含んだ不図示のヘッド移動機構を備え、固定された第2の印字ヘッドに対して、印字ヘッド50Aを移動させる態様や、印字ヘッド50A及び印字ヘッド50Bの両方に前述したヘッド移動機構を備え、それぞれを移動可能に構成する態様がある。もちろん、印字ヘッド50Aを固定し、印字ヘッド50Bを移動させてもよい。   For example, the print head 50A includes a motor, a transport mechanism such as a ball screw and a slide rail, and a head moving mechanism (not shown) including a guide member, and moves the print head 50A relative to the fixed second print head. There is a mode in which both the print head 50A and the print head 50B are provided with the head moving mechanism described above, and each is configured to be movable. Of course, the print head 50A may be fixed and the print head 50B may be moved.

また、図3(a) に示すように、印字ヘッド50A及び印字ヘッド50Bには、記録紙搬送方向と略直交する方向に沿って複数のノズルが1列配列されている。印字ヘッド50Aに設けられたノズル51Aの間隔(ノズルピッチ)と印字ヘッド50Bに設けられたノズル51Bのノズルピッチとは同一である。   Further, as shown in FIG. 3A, the print head 50A and the print head 50B have a plurality of nozzles arranged in a line along a direction substantially perpendicular to the recording paper transport direction. The interval (nozzle pitch) between the nozzles 51A provided in the print head 50A and the nozzle pitch of the nozzles 51B provided in the print head 50B are the same.

更に、印字ヘッド50A内において隣り合うノズル51Aの略中間位置に、第2の印字ヘッド内のノズル51Bが位置するように、印字ヘッド50Aと第2の印字ヘッドの記録紙搬送方向と略直交する方向の位置が決められている。   Further, the print head 50A and the second print head are substantially orthogonal to the recording paper conveyance direction so that the nozzle 51B in the second print head is positioned at a substantially intermediate position between the adjacent nozzles 51A in the print head 50A. The position of the direction is determined.

言い換えると、第1の印字ヘッド内のノズル51Aと印字ヘッド50B内のノズル51Bとは、1/2ピッチずれた千鳥配置になっており、記録紙搬送方向に略直交する方向には各印字ヘッド50内のノズルピッチの1/2ピッチで直線状に配列されているものと等価である。   In other words, the nozzles 51A in the first print head and the nozzles 51B in the print head 50B are arranged in a staggered manner shifted by 1/2 pitch, and each print head is in a direction substantially orthogonal to the recording paper transport direction. This is equivalent to one arranged in a straight line at 1/2 the nozzle pitch within 50.

なお、本例では、印字ヘッド50A及び印字ヘッド50Bには、ノズル列が一列設けられた態様を例示したが、ノズルが2次元にマトリクス状に配列されていてもよい。   In this example, the print head 50A and the print head 50B have been illustrated with a single nozzle row. However, the nozzles may be two-dimensionally arranged in a matrix.

ここで、便宜上、記録紙搬送方向を副走査方向、記録紙搬送方向と略直交する方向を主走査方向と記載することがある。   Here, for convenience, the recording paper conveyance direction is sometimes referred to as a sub-scanning direction, and the direction substantially orthogonal to the recording paper conveyance direction is sometimes referred to as a main scanning direction.

更に、図3(c) に示すように、短尺の2次元に配列されたヘッド50'を千鳥状に配列
して繋ぎ合わせて、印字媒体の全幅に対応する長さとしてもよい。
Further, as shown in FIG. 3 (c), short two-dimensionally arranged heads 50 'may be arranged in a staggered manner and connected to form a length corresponding to the entire width of the print medium.

各ノズル51に対応して設けられている圧力室52は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル51と供給口54が設けられている。各圧力室52は供給口54を介して共通流路55と連通されている。   The pressure chamber 52 provided corresponding to each nozzle 51 has a substantially square planar shape, and the nozzle 51 and the supply port 54 are provided at both corners on the diagonal line. Each pressure chamber 52 communicates with a common flow channel 55 through a supply port 54.

圧力室52の天面を構成している加圧板56には個別電極57を備えたアクチュエータ58が接合されており、個別電極57に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ58が変形してノズル51からインクが吐出される。インクが吐出されると、共通流路55から供給口54を通って新しいインクが圧力室52に供給される。   An actuator 58 having an individual electrode 57 is joined to the pressure plate 56 constituting the top surface of the pressure chamber 52, and the actuator 58 is deformed by applying a driving voltage to the individual electrode 57, and the nozzle 51 Ink is ejected. When ink is ejected, new ink is supplied from the common channel 55 to the pressure chamber 52 through the supply port 54.

なお、用紙(記録紙16)の全幅に対応したノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、(1)全ノズルを同時に駆動する、(2)ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、(3)ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向(用紙の搬送方向と直交する方向)に1列のドットによるライン又は複数列のドットから成るラインを印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。   When the nozzles are driven by a full line head having a nozzle row corresponding to the entire width of the paper (recording paper 16), (1) all the nozzles are driven simultaneously, (2) the nozzles are sequentially moved from one side to the other. (3) The nozzles are divided into blocks, and each block is sequentially driven from one side to the other. One row of dots is formed in the paper width direction (direction perpendicular to the paper conveyance direction). Nozzle driving that prints a line or a line composed of a plurality of rows of dots is defined as main scanning.

図3(a) に示すようなマトリクス状に配置されたノズル51を駆動する場合は、上記(3)のような主走査が好ましい。すなわち、ノズル51A、51B、51A、…、のように、記録紙16の搬送速度に応じてノズル51A及びノズル51Bを異なるタイミングで駆動することで記録紙16の幅方向に1ラインを印字する。   When driving the nozzles 51 arranged in a matrix as shown in FIG. 3A, the main scanning as described in the above (3) is preferable. That is, one line is printed in the width direction of the recording paper 16 by driving the nozzle 51A and the nozzle 51B at different timings according to the conveyance speed of the recording paper 16 like the nozzles 51A, 51B, 51A,.

一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された1列のドットによるライン又は複数列のドットから成るラインの印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。   On the other hand, the sub-scan is defined as the above-described full-line head and the paper are moved relative to each other to repeatedly print a line composed of one row of dots or a line composed of a plurality of rows of dots formed by the above-described main scan. To do.

なお、本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。また、本実施形態では、ピエゾ素子(圧電素子)に代表されるアクチュエータ58の変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されている。本発明の実施に際して、アクチュエータ58にはピエゾ素子以外の他のアクチュエータを適用できる。   In the implementation of the present invention, the nozzle arrangement structure is not limited to the illustrated example. In the present embodiment, a method of ejecting ink droplets by deformation of an actuator 58 typified by a piezo element (piezoelectric element) is employed. In implementing the present invention, an actuator other than the piezoelectric element can be applied to the actuator 58.

図5はインクジェット記録装置10におけるインク供給系の構成を示した概要図である
FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the ink supply system in the inkjet recording apparatus 10.

インク供給タンク60はインクを供給するための基タンクであり、図1で説明したインク貯蔵/装填部14に設置される。インク供給タンク60の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。なお、図5のインク供給タンク60は、先に記載した図1のインク貯蔵/装填部14と等価のものである。   The ink supply tank 60 is a base tank for supplying ink, and is installed in the ink storage / loading unit 14 described with reference to FIG. There are two types of ink supply tank 60: a system that replenishes ink from a replenishment port (not shown) and a cartridge system that replaces the entire tank when the remaining amount of ink is low. A cartridge system is suitable for changing the ink type according to the intended use. In this case, it is preferable that the ink type information is identified by a barcode or the like, and ejection control is performed according to the ink type. The ink supply tank 60 of FIG. 5 is equivalent to the ink storage / loading unit 14 of FIG. 1 described above.

図5に示したように、インク供給タンク60と印字ヘッド50の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ62が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下(一般的には、20μm程度)とすることが好ましい。   As shown in FIG. 5, a filter 62 is provided between the ink supply tank 60 and the print head 50 in order to remove foreign substances and bubbles. The filter mesh size is preferably equal to or smaller than the nozzle diameter (generally about 20 μm).

なお、図5には示さないが、印字ヘッド50の近傍又は印字ヘッド50と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパ効果及びリフィルを改善する機能を有する。   Although not shown in FIG. 5, a configuration in which a sub tank is provided in the vicinity of the print head 50 or integrally with the print head 50 is also preferable. The sub-tank has a function of improving a damper effect and refill that prevents fluctuations in the internal pressure of the head.

また、インクジェット記録装置10には、ノズル51の乾燥防止又はノズル51近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ64と、ノズル51面の清掃手段としてのクリーニングブレード66とが設けられている。   Further, the inkjet recording apparatus 10 is provided with a cap 64 as a means for preventing the nozzle 51 from drying or preventing an increase in ink viscosity near the nozzle 51 and a cleaning blade 66 as a means for cleaning the surface of the nozzle 51. Yes.

これらキャップ64及びクリーニングブレード66を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によって印字ヘッド50に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から印字ヘッド50下方のメンテナンス位置に移動される。   The maintenance unit including the cap 64 and the cleaning blade 66 can be moved relative to the print head 50 by a moving mechanism (not shown), and is moved from a predetermined retracted position to a maintenance position below the print head 50 as necessary. The

キャップ64は、図示せぬ昇降機構によって印字ヘッド50に対して相対的に昇降変位される。電源OFF時や印刷待機時にキャップ64を所定の上昇位置まで上昇させ、印字ヘッド50に密着させることにより、ノズル51面(インク吐出面)をキャップ64で覆う。   The cap 64 is displaced up and down relatively with respect to the print head 50 by an elevator mechanism (not shown). The cap 64 is raised to a predetermined raised position when the power is turned off or during printing standby, and is brought into close contact with the print head 50, thereby covering the nozzle 51 surface (ink ejection surface) with the cap 64.

印字中又は待機中において、特定のノズル51の使用頻度が低くなり、ある時間以上インクが吐出されない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してインク粘度が高くなってしまう。このような状態になると、アクチュエータ58が動作してもノズル51からインクを吐出できなくなってしまう。   During printing or standby, if the frequency of use of a specific nozzle 51 is reduced and ink is not ejected for a certain period of time, the ink solvent near the nozzle evaporates and the ink viscosity increases. In such a state, ink cannot be ejected from the nozzle 51 even if the actuator 58 operates.

このような状態になる前に(アクチュエータ58の動作により吐出が可能な粘度の範囲内で)アクチュエータ58を動作させ、その劣化インク(粘度が上昇したノズル近傍のインク)を排出すべくキャップ64(インク受け)に向かって予備吐出(パージ、空吐出、つば吐き)が行われる。   Before such a state is reached (within the range of the viscosity that can be discharged by the operation of the actuator 58), the actuator 58 is operated, and the cap 64 (ink near the nozzle whose viscosity has increased) is discharged. Preliminary ejection (purging, idle ejection, brim ejection) is performed toward the ink receiver.

また、印字ヘッド50内のインク(圧力室52内)に気泡が混入した場合、アクチュエータ58が動作してもノズルからインクを吐出させることができなくなる。このような場合には印字ヘッド50にキャップ64を当て、吸引ポンプ67で圧力室52内のインク(気泡が混入したインク)を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク68へ送液する。   Further, when air bubbles are mixed into the ink in the print head 50 (in the pressure chamber 52), the ink cannot be ejected from the nozzle even if the actuator 58 is operated. In such a case, the cap 64 is applied to the print head 50, the ink in the pressure chamber 52 (ink mixed with bubbles) is removed by suction with the suction pump 67, and the suctioned and removed ink is sent to the collection tank 68. .

この吸引動作は、初期のインクのヘッドへの装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇(固化)した劣化インクの吸い出しが行われる。なお、吸引動作は圧力室52内のインク全体に対して行われるので、インク消費量が大きくなる。したがって、イ
ンクの粘度上昇が小さい場合には予備吐出を行う態様が好ましい。
In this suction operation, the deteriorated ink with increased viscosity (solidified) is sucked out when the ink is initially loaded into the head or when the ink is used after being stopped for a long time. Since the suction operation is performed on the entire ink in the pressure chamber 52, the amount of ink consumption increases. Therefore, it is preferable to perform preliminary ejection when the increase in ink viscosity is small.

クリーニングブレード66は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構(ワイパー)により印字ヘッド50のインク吐出面(ノズル板表面)に摺動可能である。ノズル板にインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード66をノズル板に摺動させることでノズル板表面を拭き取り、ノズル板表面を清浄する。なお、該ブレード機構によりインク吐出面の汚れを清掃した際に、該ブレードによってノズル51内に異物が混入することを防止するために予備吐出が行われる。   The cleaning blade 66 is made of an elastic member such as rubber, and can slide on the ink discharge surface (surface of the nozzle plate) of the print head 50 by a blade moving mechanism (wiper) (not shown). When ink droplets or foreign substances adhere to the nozzle plate, the nozzle plate surface is wiped by sliding the cleaning blade 66 on the nozzle plate to clean the nozzle plate surface. It should be noted that when the ink ejection surface is cleaned by the blade mechanism, preliminary ejection is performed in order to prevent foreign matter from being mixed into the nozzle 51 by the blade.

図6はインクジェット記録装置10のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置10は、通信インターフェース70、システムコントローラ72、画像メモリ74、モータドライバ76、ヒータドライバ78、プリント制御部80、画像バッファメモリ82、ヘッドドライバ84等を備えている。   FIG. 6 is a principal block diagram showing the system configuration of the inkjet recording apparatus 10. The inkjet recording apparatus 10 includes a communication interface 70, a system controller 72, an image memory 74, a motor driver 76, a heater driver 78, a print control unit 80, an image buffer memory 82, a head driver 84, and the like.

通信インターフェース70は、ホストコンピュータ86から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース70にはUSB、IEEE1394、イーサネット、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(不図示)を搭載してもよい。ホストコンピュータ86から送出された画像データは通信インターフェース70を介してインクジェット記録装置10に取り込まれ、一旦画像メモリ74に記憶される。画像メモリ74は、通信インターフェース70を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ72を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ74は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。   The communication interface 70 is an interface unit that receives image data sent from the host computer 86. As the communication interface 70, a serial interface such as USB, IEEE 1394, Ethernet, and wireless network, or a parallel interface such as Centronics can be applied. In this part, a buffer memory (not shown) for speeding up communication may be mounted. Image data sent from the host computer 86 is taken into the inkjet recording apparatus 10 via the communication interface 70 and temporarily stored in the image memory 74. The image memory 74 is a storage unit that temporarily stores an image input via the communication interface 70, and data is read and written through the system controller 72. The image memory 74 is not limited to a memory made of a semiconductor element, and a magnetic medium such as a hard disk may be used.

システムコントローラ72は、通信インターフェース70、画像メモリ74、モータドライバ76、ヒータドライバ78等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ72は、中央演算処理装置(CPU)及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ86との間の通信制御、画像メモリ74の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ88やヒータ89を制御する制御信号を生成する。   The system controller 72 is a control unit that controls each unit such as the communication interface 70, the image memory 74, the motor driver 76, and the heater driver 78. The system controller 72 includes a central processing unit (CPU) and its peripheral circuits, and performs communication control with the host computer 86, read / write control of the image memory 74, and the like, as well as a transport system motor 88 and heater 89. A control signal for controlling is generated.

モータドライバ76は、システムコントローラ72からの指示にしたがってモータ88を駆動するドライバ(駆動回路)である。ヒータドライバ78は、システムコントローラ72からの指示にしたがって後乾燥部42等のヒータ89を駆動するドライバである。   The motor driver 76 is a driver (drive circuit) that drives the motor 88 in accordance with an instruction from the system controller 72. The heater driver 78 is a driver that drives the heater 89 such as the post-drying unit 42 in accordance with an instruction from the system controller 72.

プリント制御部80は、システムコントローラ72の制御に従い、画像メモリ74内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号(印字データ)をヘッドドライバ84に供給する制御部である。プリント制御部80において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ84を介して印字ヘッド50のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。   The print control unit 80 has a signal processing function for performing various processing and correction processing for generating a print control signal from the image data in the image memory 74 according to the control of the system controller 72, and the generated print A control unit that supplies a control signal (print data) to the head driver 84. Necessary signal processing is performed in the print controller 80, and the ejection amount and ejection timing of the ink droplets of the print head 50 are controlled via the head driver 84 based on the image data. Thereby, a desired dot size and dot arrangement are realized.

プリント制御部80には画像バッファメモリ82が備えられており、プリント制御部80における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ82に一時的に格納される。なお、図6において画像バッファメモリ82はプリント制御部80に付随する態様で示されているが、画像メモリ74と兼用することも可能である。また、プリント制御部80とシステムコントローラ72とを統合して一つのプロセッサで構成する態様も可能である。   The print control unit 80 includes an image buffer memory 82, and image data, parameters, and other data are temporarily stored in the image buffer memory 82 when image data is processed in the print control unit 80. In FIG. 6, the image buffer memory 82 is shown in a form associated with the print control unit 80, but it can also be used as the image memory 74. Also possible is an aspect in which the print controller 80 and the system controller 72 are integrated and configured with a single processor.

ヘッドドライバ84はプリント制御部80から与えられる印字データに基づいて各色の印字ヘッド12K,12C,12M,12Yのアクチュエータを駆動する。ヘッドドライバ84にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。   The head driver 84 drives the actuators of the print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y for each color based on the print data given from the print control unit 80. The head driver 84 may include a feedback control system for keeping the head driving conditions constant.

なお、言うまでもなく各部材には、アルカリ性のインクに対して耐液性のある材料を用いる。インク供給タンク60、や印字ヘッド50などに最適な樹脂材料としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ABS樹脂などがあげられる。また、圧力室52などの接液部には、接液面をテフロン(登録商標)加工することや、金属材料としてSUS304、SUS316、SUS316Lを用いることが好ましい。インク供給系のゴムチューブに最適なゴム材料としては、ビニルメチルシリコーンゴム、フッ素化シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴムなどが挙げられる。   Needless to say, each member is made of a material that is resistant to alkaline ink. Examples of the resin material most suitable for the ink supply tank 60 and the print head 50 include polystyrene, polyethylene, polypropylene, and ABS resin. In addition, it is preferable that the liquid contact portion such as the pressure chamber 52 is processed by Teflon (registered trademark) or the metal material is SUS304, SUS316, or SUS316L. Suitable rubber materials for the ink supply system rubber tube include vinyl methyl silicone rubber, fluorinated silicone rubber, and ethylene propylene rubber.

〔打滴タイミングの制御〕
図7乃至図12を用いて、本インクジェット記録装置10の打滴タイミングの制御(打滴制御)を説明する。インクジェット記録装置10では、記録紙16上に形成されるドットが重なり合う場合に、先に打滴されたインク滴100が記録紙16に浸透が終了する前に次に打滴されるインク滴110(図9に図示)の打滴を行うように打滴(記録)タイミングが制御される。
(Control of droplet ejection timing)
The droplet ejection timing control (droplet ejection control) of the inkjet recording apparatus 10 will be described with reference to FIGS. In the ink jet recording apparatus 10, when dots formed on the recording paper 16 overlap, the ink droplet 110 (the ink droplet 100 (the ink droplet 100 previously ejected) is ejected next before the penetration of the recording paper 16 is finished). The droplet ejection (recording) timing is controlled so as to perform the droplet ejection shown in FIG.

図7には、先に打滴されたインク滴100が示されている。インク滴100の記録紙16表面上の液滴直径はD1aである。   FIG. 7 shows the ink droplet 100 previously ejected. The droplet diameter of the ink droplet 100 on the surface of the recording paper 16 is D1a.

インクを浸透系の記録紙16(記録媒体)に打滴すると、記録紙16の表面に着弾したインク滴100は、時間の経過と共に記録紙16の受像層 (不図示)内に浸透し、その浸透はインク滴100の外側から内側に向かって完了するのでインク滴の直径は中心に向かって徐々に小さくなる。   When ink is ejected onto the penetrating recording paper 16 (recording medium), the ink droplet 100 that has landed on the surface of the recording paper 16 penetrates into an image receiving layer (not shown) of the recording paper 16 as time passes. Since the penetration is completed from the outside to the inside of the ink droplet 100, the diameter of the ink droplet gradually decreases toward the center.

所定の時間Tが経過すると、記録紙16表面の溶媒がなくなり、インク滴100は記録紙16に完全に浸透される。ここで、所定の大きさ(本実施形態では、着弾時のインク滴直径と同じ直径)を有するドットが形成される。この時間Tを完全浸透時間とする。   When the predetermined time T elapses, the solvent on the surface of the recording paper 16 runs out, and the ink droplet 100 completely penetrates into the recording paper 16. Here, dots having a predetermined size (in this embodiment, the same diameter as the diameter of the ink droplet upon landing) are formed. This time T is defined as a complete penetration time.

図8は、図7中8−8線に沿う断面図であり、記録紙16にインク滴100が着弾した直後の状態を示している。   FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line 8-8 in FIG. 7, and shows a state immediately after the ink droplet 100 has landed on the recording paper 16. FIG.

図9には、インク滴100が記録紙16に着弾した後、完全浸透時間T未満の所定の時間が経過して記録紙16表面のインク滴100の直径がD1bになった状態を示している。   FIG. 9 shows a state in which, after the ink droplet 100 has landed on the recording paper 16, a predetermined time less than the complete penetration time T has elapsed, and the diameter of the ink droplet 100 on the surface of the recording paper 16 becomes D1b. .

なお、図9中破線で示した円は、インク滴100によって形成されるドット102を示し、その大きさはインク滴100が記録紙16に着弾したときのインク滴の大きさとほぼ同一である。即ち、インク滴100により直径D1aのドット102が形成される。   A circle indicated by a broken line in FIG. 9 indicates the dot 102 formed by the ink droplet 100, and the size thereof is substantially the same as the size of the ink droplet when the ink droplet 100 lands on the recording paper 16. In other words, the ink droplet 100 forms a dot 102 having a diameter D1a.

また、図9には直径D2aのインク滴110を打滴して、ドット102との間隔(ドットピッチ間隔)Pt で、ドット直径D2aであるドット112を形成させる様子を示している。   FIG. 9 shows a state in which an ink droplet 110 having a diameter D2a is ejected to form a dot 112 having a dot diameter D2a at an interval (dot pitch interval) Pt from the dot 102.

先に打滴されたインク滴100が記録紙16に着弾してからの時間δTが経過した後の直径D1bと、記録紙16に着弾したときのインク滴110の直径D2a、インク滴100とインク滴110との間隔(インク滴100及びインク滴110より形成されるドットのピッチに相当)Ptの関係が次式〔数1〕を満たす場合には、記録紙16の表面においてインク滴100とインク滴110とは混合しないので、インク滴100及びインク滴110から形成されるドット102及びドット112(図9ではインク滴110と同じ大きさで同じ位置に形成)の形状が崩れない。したがって、所望のドット形状を得ることができる。   The diameter D1b after the passage of time δT after the previously ejected ink droplet 100 landed on the recording paper 16, the diameter D2a of the ink droplet 110 when landed on the recording paper 16, the ink droplet 100 and the ink When the relationship between the distance from the droplet 110 (corresponding to the pitch of the dots formed by the ink droplet 100 and the ink droplet 110) Pt satisfies the following equation [Equation 1], the ink droplet 100 and the ink on the surface of the recording paper 16 Since the ink droplets are not mixed with the droplets 110, the shapes of the ink droplets 100 and the dots 102 and the dots 112 (formed in the same position and in the same size as the ink droplets 110 in FIG. 9) do not collapse. Therefore, a desired dot shape can be obtained.

〔数1〕
D1b<2×Pt −D2a
ここで、ドット102とドット112とが重なる条件は、Pt <(D1a/2)+(D2a/2)で表される。言い換えると、ドット102とドット112とが重なる条件は、ドット102の半径とドット112の半径との合計がドットピッチPt より大きい場合である。
[Equation 1]
D1b <2 × Pt -D2a
Here, the condition in which the dot 102 and the dot 112 overlap is represented by Pt <(D1a / 2) + (D2a / 2). In other words, the condition where the dot 102 and the dot 112 overlap is when the sum of the radius of the dot 102 and the radius of the dot 112 is larger than the dot pitch Pt.

図9に示したドット102は、インク滴100が記録紙16に浸透していない領域(インク滴100として示されている領域)と、インク滴100の記録紙16への浸透が終了し、記録紙16の受像層内部にインク色素(溶質)が保持されている領域(破線で示されたドット102の領域からインク滴100として示した領域を除いた領域)と、が存在し、上述した2つの領域のうち、インク滴100の記録紙16への浸透が終了した領域には、他のインク滴110を着弾させることができる。   The dots 102 shown in FIG. 9 are recorded after the ink droplet 100 has not penetrated into the recording paper 16 (the region indicated as the ink droplet 100) and the ink droplet 100 has penetrated into the recording paper 16. There is a region in which the ink coloring matter (solute) is held inside the image receiving layer of the paper 16 (a region obtained by excluding the region shown as the ink droplet 100 from the region of the dot 102 shown by the broken line). Of the two regions, the other ink droplets 110 can be landed on the region where the ink droplet 100 has penetrated into the recording paper 16.

図10はインク滴100及びインク滴110の断面を示す断面図(図8に相当)である。インク滴110が記録紙16へ浸透する際に、ドット102とインク滴110が重なる部分では、記録紙16の受像層内においてインク滴100とインク滴110との混合が発生しても、インク滴100は既に受像層内に浸透しておりインク色素(溶質)が受像層内で保持されているので、受像層内部でのドット102の形状はほとんど変化することがない。   FIG. 10 is a cross-sectional view (corresponding to FIG. 8) showing a cross section of the ink droplet 100 and the ink droplet 110. When the ink droplet 110 permeates the recording paper 16, even if the ink droplet 100 and the ink droplet 110 are mixed in the image receiving layer of the recording paper 16 at the portion where the dot 102 and the ink droplet 110 overlap, the ink droplet Since 100 has already penetrated into the image receiving layer and the ink coloring matter (solute) is retained in the image receiving layer, the shape of the dot 102 inside the image receiving layer hardly changes.

インク滴110が記録紙16へ着弾してから前述した完全浸透時間Tが経過すると、インク滴110の記録紙16への浸透が終了し、図11に示すように、直径D1aのドット102と直径D2aのドット112が形成される。   When the above-described complete penetration time T elapses after the ink droplet 110 has landed on the recording paper 16, the penetration of the ink droplet 110 into the recording paper 16 is finished, and as shown in FIG. D2a dots 112 are formed.

図12は、図11に示したドット102及びドット112の断面を示す断面図である。   12 is a cross-sectional view showing a cross section of the dot 102 and the dot 112 shown in FIG.

したがって、2つのドットが重なる場合に、先に打滴されたインク滴の浸透が終了する完全浸透時間Tを待たずに(D1b>0の状態において)、次のインクを打滴することができる。   Therefore, when two dots overlap, the next ink can be ejected without waiting for the complete permeation time T for the permeation of the previously ejected ink droplet to finish (in the state of D1b> 0). .

即ち、先に着弾したインク滴100と次に着弾するインク滴110との間隔Pt 、インク滴110の着弾時の直径D2a、からインク滴110着弾時に〔数1〕を満足するインク滴100の直径D1bを求め、求められたインク滴100の直径D1bと、インク滴100の着弾時の直径D1aと、から浸透時間δTが求められる。このように求められた浸透時間δTを打滴インターバルとしてインク滴100とインク滴110との打滴タイミングが制御される。   That is, the diameter P1 of the ink droplet 100 that satisfies [Equation 1] at the time of landing of the ink droplet 110 from the interval Pt between the ink droplet 100 that landed first and the ink droplet 110 that landed next, the diameter D2a when the ink droplet 110 landed. D1b is obtained, and the permeation time δT is obtained from the obtained diameter D1b of the ink droplet 100 and the diameter D1a when the ink droplet 100 is landed. The droplet ejection timing of the ink droplet 100 and the ink droplet 110 is controlled with the penetration time δT thus determined as the droplet ejection interval.

インク色素の分子構造が大きく、溶媒に溶解しないで溶媒中に混合されるインクの場合、記録紙16の表面にインク滴が着弾すると溶媒が受像層内へ浸透し、色素は一部受像層内部へ浸透するものがあるものの、色素の多くは用紙表面上で固化する。   In the case of an ink that has a large molecular structure of the ink dye and is mixed in the solvent without dissolving in the solvent, when the ink droplets land on the surface of the recording paper 16, the solvent penetrates into the image receiving layer, and the dye is partially inside the image receiving layer. Many pigments solidify on the surface of the paper, though some penetrate into the surface.

その際、着弾した記録紙16上のインクのうち液滴として存在する部分は、固化(硬化)の進行に伴い、外側から内側に向かって小さくなっていく。したがって、記録紙16表面上のインク滴どうしの混合を防止するために、本発明を適用可能である。   At that time, the portion of the ink on the recording paper 16 that has landed as droplets becomes smaller from the outside toward the inside as the solidification (curing) progresses. Therefore, the present invention can be applied to prevent mixing of ink droplets on the surface of the recording paper 16.

図13は、上述した打滴制御を実行させる打滴制御部200の詳細を示すブロック図である。なお、該打滴制御部200は図6に示したシステム(プリント制御部80)に含まれている。   FIG. 13 is a block diagram illustrating details of the droplet ejection control unit 200 that executes the droplet ejection control described above. The droplet ejection control unit 200 is included in the system (print control unit 80) shown in FIG.

図6に示したホストコンピュータ86から画像データ202を取得すると、ドットデータ生成部210において、RGBデータからCMYデータへの変換、濃淡インクの振り分け、CMYKドットデータの生成が行なわれる。   When the image data 202 is acquired from the host computer 86 shown in FIG. 6, the dot data generation unit 210 performs conversion from RGB data to CMY data, distribution of dark and light inks, and generation of CMYK dot data.

次に、不等式演算部212において、2つのドット(例えば、図11に示したインク滴100及びインク滴110)のピッチPt 、後に打滴されるインク滴(図11のインク滴110)の直径D2aから、先に打滴されたインク滴 (図11のインク滴100)の直径がD1b求められる。   Next, in the inequality calculation unit 212, the pitch Pt of two dots (for example, the ink droplet 100 and the ink droplet 110 shown in FIG. 11) and the diameter D2a of the ink droplet (ink droplet 110 of FIG. 11) to be ejected later. From this, D1b is obtained as the diameter of the previously ejected ink droplet (ink droplet 100 in FIG. 11).

一方、ドット径演算・記憶部214に記憶されている使用するインク滴サイズの時間変化に関する情報が参照され、タイミング演算部216において、先に打滴されるドットを形成するインク滴における着弾時の液滴直径D1aから前述したD1bになるまでの浸透時間δT(打滴インターバル)が求められる。更に、該浸透時間δTから副走査方向のタイミング制御パラメータ(記録紙搬送速度等)、主走査方向のタイミング制御パラメータ(印字ヘッド50Aと印字ヘッド50Bとの間隔L等)が決定される。   On the other hand, the information regarding the time change of the ink droplet size to be used stored in the dot diameter calculation / storage unit 214 is referred to, and the timing calculation unit 216 determines when the ink droplet that forms the previously ejected dot is landed. The permeation time δT (droplet ejection interval) from the droplet diameter D1a to the aforementioned D1b is obtained. Further, timing control parameters in the sub-scanning direction (recording paper conveyance speed, etc.) and timing control parameters in the main scanning direction (interval L between the print head 50A and the print head 50B, etc.) are determined from the penetration time δT.

なお、ドット径が異なるドットが存在する混在パターンでは、代表値演算部217において、該混在パターンにおける該浸透時間δTの代表値及び、副走査方向のタイミング制御パラメータ(記録紙搬送速度等)、主走査方向のタイミング制御パラメータ(印字ヘッド50Aと印字ヘッド50Bとの間隔L等)の代表値が求められる。   Note that in a mixed pattern in which dots having different dot diameters exist, the representative value calculation unit 217 uses a representative value of the penetration time δT in the mixed pattern, timing control parameters in the sub-scanning direction (recording paper conveyance speed, etc.), A representative value of a timing control parameter (such as an interval L between the print head 50A and the print head 50B) in the scanning direction is obtained.

この代表値には、浸透時間δT、主走査方向の制御パラメータ、副走査方向の制御パラメータの最大値を適用してもよいし、最小値、平均値、最も頻度が高い値などを適宜適用可能である。   For this representative value, the penetration time δT, the control parameter in the main scanning direction, the maximum value of the control parameter in the sub-scanning direction may be applied, or the minimum value, the average value, the most frequently used value, etc. can be applied as appropriate. It is.

このようにして求められた浸透時間δT、副走査方向のタイミング制御パラメータ、主走査方向のタイミング制御パラメータに基づいて、ノズル駆動信号生成部218において、各ノズルの駆動信号220が生成される。   Based on the penetration time δT thus obtained, the timing control parameter in the sub-scanning direction, and the timing control parameter in the main scanning direction, the nozzle driving signal generation unit 218 generates a driving signal 220 for each nozzle.

ここで、インク滴が記録紙16へ浸透する速さは、主としてインクの種類、記録紙16の種類、環境温度、湿度などに依存する。   Here, the speed at which the ink droplet permeates the recording paper 16 mainly depends on the type of ink, the type of the recording paper 16, the environmental temperature, the humidity, and the like.

ドット径演算・記憶部214ではこれらの情報をデータテーブル化して記憶すると共に、演算により算出された浸透時間δTを求める際のパラメータをタイミング演算部216に提供している。   The dot diameter calculation / storage unit 214 stores these pieces of information in a data table and provides the timing calculation unit 216 with parameters for determining the permeation time δT calculated by the calculation.

なお、前記直径D1a及び前記直径D2a及びドット間隔Ptより前記直径D1bが予め計算され登録されているデータベースから前記直径D1bのデータを参照して浸透時間δTを求めてもよい。該データベースは、インクジェット記録装置10内部に備えられてもよいし、外部に備えられてもよい。   The penetration time δT may be obtained by referring to the data of the diameter D1b from a database in which the diameter D1b is calculated and registered in advance from the diameter D1a, the diameter D2a, and the dot interval Pt. The database may be provided inside the inkjet recording apparatus 10 or may be provided outside.

例えば、インクカートリッジ装填時にインク種類情報230を読み込み、インク種類情報230を記憶しておき、印字実行時に該インク情報をタイミング演算部216に提供してもよい。同様に、記録紙16を装填時する際に用紙種類情報232を読み込み、これを記憶することも可能である。   For example, the ink type information 230 may be read when the ink cartridge is loaded, the ink type information 230 may be stored, and the ink information may be provided to the timing calculation unit 216 when printing is performed. Similarly, the paper type information 232 can be read and stored when the recording paper 16 is loaded.

インク種類情報230及び用紙種類情報はインクカートリッジや用紙トレイ等に取り付けられた無線タグやバーコードから装填時に自動で読み込んでもよいし、オペレータによってキーボードやタッチパネルを介して入力してもよい。   The ink type information 230 and the paper type information may be automatically read at the time of loading from a wireless tag or a barcode attached to an ink cartridge or a paper tray, or may be input by an operator via a keyboard or a touch panel.

図14及び図15を用いて、インク種類及び用紙種類ごとの時間経過によるインク滴直径の変化について説明する。   A change in ink droplet diameter over time for each ink type and paper type will be described with reference to FIGS.

図14はインクA1と用紙B1を用いた場合の時間経過によるインク滴直径の変化を示したグラフ300である。グラフ300中、曲線302は着弾時におけるインク滴の直径が100μmの場合を示し、曲線304及び曲線306はそれぞれ、着弾時におけるインク滴の直径が60μm、30μmの場合を示している。   FIG. 14 is a graph 300 showing a change in ink droplet diameter over time when ink A1 and paper B1 are used. In the graph 300, a curve 302 indicates a case where the diameter of the ink droplet upon landing is 100 μm, and a curve 304 and a curve 306 indicate the case where the diameter of the ink droplet upon landing is 60 μm and 30 μm, respectively.

例えば、曲線302において、インク滴の直径が着弾時の100μmから40μmになるまでの時間が略3.9msecであることが分かる。一方、曲線304において、インク滴の直径が着弾時の60μmから0μm(即ち、浸透終了)までの時間は7.0msecであり、曲線302を用いて説明した場合とインク滴直径の変化量は同じ60μmであるが、それに要する時間は着弾時のインク滴直径に依存して異なる。   For example, in curve 302, it can be seen that the time from the ink droplet diameter of 100 μm at the time of landing to 40 μm is approximately 3.9 msec. On the other hand, in the curve 304, the time from the ink droplet diameter of 60 μm to 0 μm (that is, the end of permeation) at the time of landing is 7.0 msec, and the change amount of the ink droplet diameter is the same as that described with reference to the curve 302. Although it is 60 μm, the time required for this varies depending on the diameter of the ink droplet upon landing.

したがって、グラフ300では、曲線302、曲線304及び曲線306以外にも、着弾時のインク滴直径ごとに曲線を備えることが好ましい。   Therefore, in the graph 300, it is preferable to provide a curve for each ink droplet diameter at the time of landing, in addition to the curve 302, the curve 304, and the curve 306.

図15は、3種類のインク及び用紙における、着弾時のインク滴直径が100μmの場合の時間経過によるインク滴直径の変化を示したグラフ320である。グラフ320中、曲線321はインクA1と用紙B1との組み合わせ、曲線322はインクA2と用紙B2との組み合わせ、曲線323はインクA3と用紙B3との組み合わせにおける特性が示されている。   FIG. 15 is a graph 320 showing changes in ink droplet diameter over time when the ink droplet diameter upon landing is 100 μm for three types of ink and paper. In the graph 320, a curve 321 indicates a combination of the ink A1 and the sheet B1, a curve 322 indicates a combination of the ink A2 and the sheet B2, and a curve 323 indicates a combination of the ink A3 and the sheet B3.

このように、複数のインク種類と複数の記録用紙材質との組み合わせに対して、着弾したインク滴が、浸透系の記録紙16を用いる場合に記録紙16内の受像層への浸透や、非浸透系の記録紙16を用いる場合に記録紙16表面での固化(硬化)に伴うインク滴サイズ変化に必要な時間(即ち、浸透時間、固化時間、硬化時間δT)を予め実験やシミュレーション等で求めて、ドット径演算・記憶部214に記憶させる。   As described above, when a penetrating recording paper 16 is used for the combination of a plurality of ink types and a plurality of recording paper materials, the landed ink droplets may penetrate into the image receiving layer in the recording paper 16 or may not. When the penetrating recording paper 16 is used, the time required for ink droplet size change accompanying the solidification (curing) on the surface of the recording paper 16 (that is, the penetrating time, the solidifying time, and the curing time δT) is determined in advance through experiments or simulations. It is obtained and stored in the dot diameter calculation / storage unit 214.

なお、記憶の形態はグラフ(曲線ごとの近似式等による演算式)でもよいが、各曲線をデータテーブル化して記憶させる態様が好ましい。   The storage form may be a graph (an arithmetic expression such as an approximate expression for each curve), but a mode in which each curve is stored in a data table is preferable.

インク種類及び用紙種類以外にも、環境温度や湿度などに応じて、いくつかの条件で代表値を持ち、補完により実際の環境条件に相当するものを推測するようにしてもよい。   In addition to the ink type and the paper type, there may be representative values under some conditions depending on the environmental temperature, humidity, and the like, and it may be estimated by complementation that corresponds to the actual environmental conditions.

更に、記憶されていない種類のインク又は用紙がセットされた場合には、実際に着弾されたインク滴の変化を撮像手段等により撮像して実測し、その都度浸透時間δTを求めてもよい。該撮像手段には、ラインセンサやエリアセンサ等を用いるとよく、図1に示した印字検出部24と兼用可能である。   Furthermore, when ink or paper of a type that is not stored is set, a change in the ink droplet that has actually landed may be imaged by an imaging means or the like and measured, and the penetration time δT may be obtained each time. A line sensor, an area sensor, or the like may be used as the image pickup means, and the image detecting unit can also be used as the print detection unit 24 shown in FIG.

本例では、図16に示すように、必要に応じて記録紙搬送方向(副走査方向)におけるドットピッチPtsと、記録紙搬送方向に略直交する方向(主走査方向)におけるドットピッチPtmを区別して取り扱うことが可能である。これにより、打滴タイミングも[数1]を適用することで得られたD1bから求められるδTに関して主走査方向の打滴インターバルδTm と副走査方向の打滴インターバルδTs とを区別して取り扱うことができる。   In this example, as shown in FIG. 16, the dot pitch Pts in the recording paper conveyance direction (sub-scanning direction) and the dot pitch Ptm in the direction substantially orthogonal to the recording paper conveyance direction (main scanning direction) are divided as necessary. It can be handled separately. As a result, the droplet ejection timing δT obtained from D1b obtained by applying [Equation 1] can also handle the droplet ejection interval δTm in the main scanning direction and the droplet ejection interval δTs in the sub-scanning direction. .

また、例えば、図16におけるドット250とドット256のように、主走査方向及び副走査方向に共に隣接しない斜めの方向に隣接するドットの打滴タイミングについても、本発明を適用可能である。   Further, for example, the present invention can also be applied to the droplet ejection timing of dots adjacent in an oblique direction that is not adjacent in the main scanning direction and the sub-scanning direction like the dot 250 and the dot 256 in FIG.

本インクジェット記録装置10では、図3(a) に示すように、副走査方向に沿って並べられた印字ヘッド50A及び印字ヘッド50Bを有し、印字ヘッド50Aと印字ヘッド50Bとの間隔Lは可変可能である。したがって、印字ヘッド50Aと印字ヘッド50Bとの間隔Lと記録紙16の搬送速度とを調整して、ラインヘッドにおいて主走査方向に隣り合うドットの打滴インターバルδTm を制御することができる。   As shown in FIG. 3A, the ink jet recording apparatus 10 includes a print head 50A and a print head 50B arranged in the sub-scanning direction, and the interval L between the print head 50A and the print head 50B is variable. Is possible. Therefore, by adjusting the interval L between the print head 50A and the print head 50B and the conveyance speed of the recording paper 16, it is possible to control the droplet ejection interval δTm of dots adjacent in the main scanning direction in the line head.

即ち、印字ヘッド50Aから打滴されるドット250に隣接するドット252を印字ヘッド50Bから打滴する場合、記録紙16の搬送速度Vs と印字ヘッド50Aと印字ヘッド50Bとの距離Lから、主走査方向の打滴インターバルδTm は、次式〔数2〕によって求められる。   That is, when the dot 252 adjacent to the dot 250 ejected from the print head 50A is ejected from the print head 50B, the main scanning is performed from the conveyance speed Vs of the recording paper 16 and the distance L between the print head 50A and the print head 50B. The droplet ejection interval δTm in the direction is obtained by the following equation [Equation 2].

〔数2〕
δTm =L/Vs
一方、副走査方向の打滴インターバルδTs は、記録紙搬送速度Vs と副走査方向の打滴間隔Ptsから次式〔数3〕によって求められる。
[Equation 2]
δTm = L / Vs
On the other hand, the droplet ejection interval δTs in the sub-scanning direction is obtained from the recording paper transport speed Vs and the droplet ejection interval Pts in the sub-scanning direction according to the following equation [Equation 3].

〔数3〕
δTs =Pts/Vs
本例では、フルライン型のラインヘッドについて説明したが、本発明は、シリアルヘッド(シャトルスキャン型ヘッド)にも適用可能である。該シリアルヘッドでは、副走査方向に2列(2列間の列中心間距離:Ls)のノズル列を有し、一方のノズル列ともう一方のノズル列とは千鳥状に半ピッチずらして配置されている。更に、ノズル列の間隔を可変させることができる。
[Equation 3]
δTs = Pts / Vs
In this example, the full-line type line head has been described, but the present invention is also applicable to a serial head (shuttle scan type head). The serial head has two nozzle rows in the sub-scanning direction (distance between column centers: Ls), and one nozzle row and the other nozzle row are arranged in a staggered manner with a half pitch shift. Has been. Furthermore, the interval between the nozzle rows can be varied.

主走査方向の打滴インターバルδTm は、印字ヘッドの主走査方向速度(走査速度)Vm と主走査方向のドットピッチPtmとから次式〔数4〕によって求められる。   The droplet ejection interval δTm in the main scanning direction is obtained from the following equation (4) from the main scanning direction speed (scanning speed) Vm of the print head and the dot pitch Ptm in the main scanning direction.

〔数4〕
δTm =Ptm/Vm
上記[数4]を満足するように、ドット250に対してドット252が打滴され、同様にドット254に対してドット256が打滴される。
[Equation 4]
δTm = Ptm / Vm
In order to satisfy the above [Equation 4], a dot 252 is ejected onto the dot 250, and similarly a dot 256 is ejected onto the dot 254.

同様に、副走査方向の打滴インターバルδTs は、記録紙搬送速度Vs とノズル列の副走査方向の間隔Ls とから次式〔数5〕によって求められる。   Similarly, the droplet ejection interval δTs in the sub-scanning direction is obtained by the following equation [Equation 5] from the recording paper transport speed Vs and the interval Ls in the sub-scanning direction of the nozzle row.

〔数5〕
δTs =Ls /Vs
上記〔数5〕を満足するように、ドット250に対してドット254が打滴され、同様にドット252に対してドット256が打滴される。
[Equation 5]
δTs = Ls / Vs
In order to satisfy the above [Equation 5], a dot 254 is ejected onto the dot 250, and similarly a dot 256 is ejected onto the dot 252.

本発明は1枚の画像内でドット間ピッチ、ドット径が異なる混在パターンを形成する場合にも適用可能である。該混在パターンでは、ドット間ピッチ及びドット径のすべての組み合わせにおいてそれぞれ主走査方向の打滴インターバルδTm 、副走査方向の打滴インターバルδTs を求めて、求められた打滴インターバルδTm 、δTsの最大値δTmax-m 、δTmax-s を該画像の打滴インターバル代表値とすると制御動作を簡単にすることができる。   The present invention is also applicable to the case where mixed patterns having different dot pitches and dot diameters are formed in one image. In the mixed pattern, the droplet ejection interval δTm in the main scanning direction and the droplet ejection interval δTs in the sub-scanning direction are obtained for all combinations of dot pitch and dot diameter, and the maximum values of the obtained droplet ejection intervals δTm and δTs are obtained. If δTmax-m and δTmax-s are the representative droplet ejection interval values, the control operation can be simplified.

即ち、該画像内で最も打滴インターバルが長いパターンに合わせて該画像の打滴インターバルを設定する。最も滲みの厳しい条件の重なり部分のインク滴の打滴タイミングを基準として、他の領域もその打滴タイミングで統一する。   That is, the droplet ejection interval of the image is set according to the pattern having the longest droplet ejection interval in the image. Based on the ink droplet ejection timing of the overlapping portion with the most severe bleeding condition, the other regions are also unified at the droplet ejection timing.

更に、安全を考慮して、該画像の打滴インターバルを前記最大値δTmax-m 、δTmax-s より大きい値としてもよい。   Further, in consideration of safety, the droplet ejection interval of the image may be larger than the maximum values δTmax-m and δTmax-s.

図17は、上述した打滴タイミング制御の流れを示したフローチャートである。   FIG. 17 is a flowchart showing the flow of the droplet ejection timing control described above.

画像データが入力され印字制御が開始されると(ステップS10)、第1のドット(例えば、図11のドット102)及び第2のドット(例えば、図11のドット112)のドット間ピッチPt と、第2のドットの直径D2aと、から前述した〔数1〕を用いて、第1のドット102を形成するインク滴100の直径D1bが算出される(図17のステップS12)。   When image data is input and printing control is started (step S10), the inter-dot pitch Pt between the first dot (for example, dot 102 in FIG. 11) and the second dot (for example, dot 112 in FIG. 11) The diameter D1b of the ink droplet 100 forming the first dot 102 is calculated from the diameter D2a of the second dot and using the above-described [Equation 1] (step S12 in FIG. 17).

次に、インク種類、用紙種類に応じて(図13に示したドット径演算・記憶部214に記憶されているデータテーブルやグラフ300、グラフ320を参照して)、第1のドットを形成するインク滴 (先に着弾したインク滴) の着弾時の直径D1aとステップS12にて求められたD1bとから、第1のドットと第2のドットとの着弾時間の差となる浸透時間δTを決定する(ステップS14)。   Next, the first dot is formed according to the ink type and the paper type (refer to the data table, graph 300, and graph 320 stored in the dot diameter calculation / storage unit 214 shown in FIG. 13). The penetration time δT, which is the difference between the landing time of the first dot and the second dot, is determined from the diameter D1a at the time of landing of the ink droplet (the ink droplet landed first) and D1b obtained in step S12. (Step S14).

ステップS14に続いて、副走査方向のタイミング制御が実行される。浸透時間δTが求められると、図13に示したタイミング演算部216において上述した〔数3〕により副走査方向速度(記録紙搬送速度)Vs が求められる(ステップS16)。   Subsequent to step S14, timing control in the sub-scanning direction is executed. When the permeation time δT is obtained, the sub-scanning direction speed (recording paper conveyance speed) Vs is obtained by the above-described [Equation 3] in the timing calculation unit 216 shown in FIG. 13 (step S16).

続いて、主走査方向のタイミング制御が実行される。上述した〔数2〕により、図16に示した印字ヘッド50Aと印字ヘッド50Bとの間隔Lが求められ、これに調整される(ステップS18)。   Subsequently, timing control in the main scanning direction is executed. From [Equation 2] described above, the distance L between the print head 50A and the print head 50B shown in FIG. 16 is obtained and adjusted to this (step S18).

上述したように、副走査方向及び主走査方向のタイミング制御が行なわれ、1つの画像が形成されると、該印字制御は終了する(ステップS20)。   As described above, timing control in the sub-scanning direction and main scanning direction is performed, and when one image is formed, the printing control is finished (step S20).

なお、印字ヘッド50Aと印字ヘッド50Bとの間隔Lは、余裕を見て少し大き目に設定し、記録紙搬送速度をインク種類、用紙種類に応じて設定変更してもよい。   Note that the interval L between the print head 50A and the print head 50B may be set slightly larger with a margin, and the recording paper conveyance speed may be set and changed according to the ink type and the paper type.

本発明の適用範囲は、後に着弾するインク滴により形成されたドットが(図11のドット112)、先に着弾したインク滴により形成されたドット(図11のドット102)の中心より重なる量が少ない範囲であり、これは次式〔数6〕を満足する。   The scope of application of the present invention is that the amount of dots formed by ink droplets landed later (dot 112 in FIG. 11) overlaps the center of the dot formed by previously landed ink droplets (dot 102 in FIG. 11). This is a small range, which satisfies the following equation [Formula 6].

〔数6〕
D2a/2<Pt
上述した打滴制御を実現するプログラム(ソフトウエア)を構成し、インクジェット記録装置10に該プログラムをインストールすることが可能である。また、該プログラムは、記録媒体(磁気記録媒体、光記録媒体等)に記録し、配布したり、該記録媒体を用いた装置にインストールしたりすることもできる。
[Equation 6]
D2a / 2 <Pt
It is possible to configure a program (software) that realizes the droplet ejection control described above and install the program in the inkjet recording apparatus 10. The program can also be recorded on a recording medium (magnetic recording medium, optical recording medium, etc.), distributed, or installed on a device using the recording medium.

上記の如く構成されたインクジェット記録装置10では、重なり合うドットを形成する場合に、ドット間ピッチPt と後に吐出されるインクの着弾時の液滴の直径D2aから、先に吐出されたインク滴と後に吐出されたインク滴とが、記録紙16の表面で混合しないような、先に吐出されたインク滴の直径D1bを求める。   In the inkjet recording apparatus 10 configured as described above, when overlapping dots are formed, the ink droplets ejected earlier and later are determined from the inter-dot pitch Pt and the diameter D2a of the droplets ejected later. The diameter D1b of the previously ejected ink droplet is determined so that the ejected ink droplet does not mix on the surface of the recording paper 16.

更に、先に吐出されたインク滴の直径が着弾時の直径D1aからD1bになるまでの浸透時間δTを求め、この浸透時間δTを、先に吐出されるインク滴と、後に吐出されるインク滴との打滴インターバルとする打滴制御を行う。   Further, a permeation time δT until the diameter of the previously ejected ink droplet reaches the landing diameter D1a to D1b is obtained, and this permeation time δT is determined as the ink droplet ejected earlier and the ink droplet ejected later. The droplet ejection control with the droplet ejection interval is performed.

先に打滴されたインク滴の記録紙16への浸透が終了する完全浸透時間Tを待たずに、次の打滴を行うことができ、印字時間を短縮することができる。また、記録紙16表面では、先に打滴されたインク滴と次に打滴されたインク滴とが混合せず、更に、記録紙16の受像層内でも、先に打滴されたインク滴と次に打滴されたインク滴とが混合しないので、ドット径が崩れることなく、所望のドット形状を得ることができる。   The next droplet can be ejected without waiting for the complete permeation time T for the permeation of the previously ejected ink droplets to the recording paper 16, and the printing time can be shortened. In addition, on the surface of the recording paper 16, the ink droplet previously ejected and the ink droplet ejected next are not mixed, and the ink droplet previously ejected also in the image receiving layer of the recording paper 16. The ink droplets ejected next time are not mixed with each other, so that a desired dot shape can be obtained without breaking the dot diameter.

打滴インターバルは、インク種類、用紙種類や温度、湿度等の環境条件に依存するので、これらの条件に応じて算出される。また、打滴インターバルは、主走査方向、副走査方向についてそれぞれ求めることができ、主走査方向及び副走査方向ついてそれぞれ制御可能である。したがって、印字ヘッドにはラインヘッドもシリアルヘッドも適用可能である。   Since the droplet ejection interval depends on environmental conditions such as ink type, paper type, temperature, and humidity, it is calculated according to these conditions. Further, the droplet ejection interval can be obtained for each of the main scanning direction and the sub-scanning direction, and can be controlled for each of the main scanning direction and the sub-scanning direction. Therefore, a line head or a serial head can be applied to the print head.

ドット径、ドット間ピッチが異なる混在パターンでは、各パターンにおいて打滴インターバルを求め、打滴インターバルの最大値を当該画像の打滴インターバルとしてもよいし、安全を考慮して該最大値にマージンを加えた値としてもよい。   In mixed patterns with different dot diameters and inter-dot pitches, the droplet ejection interval is obtained for each pattern, and the maximum droplet ejection interval may be used as the droplet ejection interval of the image. An added value may be used.

上記実施の形態では画像記録装置の一例としてインクジェット記録装置を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されない。被吐出媒体に水、薬液、処理液等の液類を吐出させるディスペンサー、塗布装置などの液吐出装置全般にも本発明を適用することが可能である。   In the above embodiment, an inkjet recording apparatus has been described as an example of an image recording apparatus, but the scope of application of the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to liquid discharge apparatuses such as dispensers and coating apparatuses that discharge liquids such as water, chemicals, and processing liquids onto a medium to be discharged.

次に、顔料インクについて説明する。   Next, the pigment ink will be described.

〔有機顔料微粒子及びそれを含有する分散液の製造〕
本発明に用いられる有機顔料を製造する装置は、層流を形成しうる流路を有するものであり、好ましくは等価直径10mm以下の流路(チャンネル)を有する装置であり、より好ましくは等価直径1mm以下の流路を有する装置である。まず、等価直径について以下に説明する。
[Manufacture of organic pigment fine particles and dispersion containing the same]
The apparatus for producing an organic pigment used in the present invention has a flow path capable of forming a laminar flow, preferably an apparatus having a flow path (channel) having an equivalent diameter of 10 mm or less, more preferably an equivalent diameter. It is an apparatus having a flow path of 1 mm or less. First, the equivalent diameter will be described below.

等価直径(equivalent diameter)は相当(直)径、とも呼ばれ、機械工学の分野で用いられる用語である。任意断面形状の配管(本発明では流路)に対し等価な円管を想定するとき、その等価円管の直径を等価直径という。等価直径(deq)は、A:配管の断面積、p:配管のぬれぶち長さ(周長)を用いて、deq=4A/pと定義される。円管に適用した場合、この等価直径は円管直径に一致する。等価直径は等価円管のデータを基に、その配管の流動あるいは熱伝達特性を推定するのに用いられ、現象の空間的スケール(代表的長さ)を表す。等価直径は、一辺aの正四角形管ではdeq=4a2/4a=a、一辺aの正三角形管では、 Equivalent diameter, also called equivalent diameter, is a term used in the field of mechanical engineering. When an equivalent circular pipe is assumed for a pipe having an arbitrary cross-sectional shape (a flow path in the present invention), the diameter of the equivalent circular pipe is referred to as an equivalent diameter. The equivalent diameter (deq) is defined as deq = 4 A / p, using A: cross-sectional area of the pipe and p: wet wetting length (circumferential length) of the pipe. When applied to a circular tube, this equivalent diameter corresponds to the circular tube diameter. The equivalent diameter is used to estimate the flow or heat transfer characteristics of the pipe based on the data of the equivalent circular pipe, and represents the spatial scale (typical length) of the phenomenon. The equivalent diameter is deq = 4a 2 / 4a = a for a regular square tube with one side a, and for a regular triangle tube with one side a,

Figure 2006272962
Figure 2006272962

流路高さhの平行平板間の流れではdeq=2hとなる(例えば、(社)日本機械学会編「機械工学事典」1997年、丸善(株)参照)。    In the flow between parallel flat plates having a flow path height h, deq = 2h (for example, see “Mechanical Engineering Encyclopedia” edited by the Japan Society of Mechanical Engineers, 1997, Maruzen Co., Ltd.).

管の中に水を流し、その中心軸状に細い管を挿入し着色した液を注入すると、水の流速が遅い間は、着色液は一本の線となって流れ、水は管壁に平行にまっすぐに流れる。しかし、流速を上げ、ある一定の流速に達すると急に水流の中に乱れが生じ、着色液は水流と混じって全体が着色した流れになる。前者の流れを層流(laminar flow)、後者を乱流(turbulent flow)という。   When water is poured into the tube, a thin tube is inserted into its central axis and colored liquid is injected, the colored liquid flows as a single line while the flow rate of water is low, and the water flows on the tube wall. It flows straight in parallel. However, when the flow velocity is increased and reaches a certain flow velocity, the water flow suddenly becomes turbulent, and the colored liquid is mixed with the water flow to become a colored flow. The former flow is called laminar flow, and the latter flow is called turbulent flow.

流れが層流になるか乱流になるかは流れの様子を示す無次元数であるレイノルズ数(Reynolds number)が、ある臨界値以下であるかによって決まる。レイノルズ数が小さいほど層流を形成しやすい。管内の流れのレイノルズ数Reは次式で表される。   Whether the flow becomes laminar or turbulent depends on whether the Reynolds number, which is a dimensionless number indicating the flow, is below a certain critical value. The smaller the Reynolds number, the easier it is to form a laminar flow. The Reynolds number Re of the flow in the pipe is expressed by the following equation.

Re=D<υx>ρ/μ
Dは管の等価直径、<υx>は断面平均速度、ρは流体の密度、μは流体の粘度を表す。
この式からわかるように等価直径が小さいほどレイノルズ数は小さくなるので、μmサイズの等価直径の場合は安定な層流を形成しやすくなる。また、密度や粘度の液物性もレイノルズ数に影響し、密度が小さく、粘度が大きいほどレイノルズ数は小さくなるので層流を形成しやすいことがわかる。
Re = D <υx> ρ / μ
D is the equivalent diameter of the tube, <υx> is the cross-sectional average velocity, ρ is the density of the fluid, and μ is the viscosity of the fluid.
As can be seen from this equation, the smaller the equivalent diameter, the smaller the Reynolds number. Therefore, in the case of an equivalent diameter of μm, it becomes easy to form a stable laminar flow. It can also be seen that the liquid physical properties of density and viscosity also affect the Reynolds number, and the smaller the density and the larger the viscosity, the smaller the Reynolds number and the easier it is to form a laminar flow.

臨界値を示すレイノルズ数を臨界レイノルズ数(critical Reynolds number)と呼ぶ臨界レイノルズ数は必ずしも一定とはいえないが、凡そ次の値が基準となる。   The critical Reynolds number is called the critical Reynolds number. The critical Reynolds number is not always constant, but the next value is the reference.

Re<2300 層流
Re>3000 乱流
3000≧Re≧2300 過渡状態
流路の等価直径が小さくなるにつれ、単位体積あたりの表面積(比表面積)は大きくなるが、流路がマイクロスケールになると比表面積は格段に大きくなり、流路の器壁を通じた熱伝達効率は非常に高くなる。流路を流れる流体中の熱伝達時間(t)は、t=deq2 /α(α:液の熱拡散率)で表されるので、等価直径が小さくなるほど熱伝達時間は短くなる。すなわち、等価直径が1/10になれば熱伝達時間は1/100になることになり、等価直径がマイクロスケールである場合、熱伝達速度は極めて速い。
Re <2300 laminar flow
Re> 3000 Turbulence
3000 ≧ Re ≧ 2300 Transient state As the equivalent diameter of the flow path decreases, the surface area per unit volume (specific surface area) increases, but when the flow path becomes microscale, the specific surface area increases dramatically. The heat transfer efficiency through the wall is very high. Since the heat transfer time (t) in the fluid flowing through the flow path is expressed by t = deq 2 / α (α: thermal diffusivity of the liquid), the heat transfer time becomes shorter as the equivalent diameter becomes smaller. That is, when the equivalent diameter is 1/10, the heat transfer time is 1/100. When the equivalent diameter is microscale, the heat transfer speed is extremely fast.

すなわち、等価直径がマイクロスケールであるマイクロサイズ空間ではレイノルズ数が小さいので安定な層流支配のもとでフロー反応を行うことができる。そして層流間の界面表面積が非常に大きいので、層流を保ったまま、界面間の分子拡散により高速で精密な成分分子の混合が可能となる。また、大きな表面積を有する流路壁の利用により精密温度制御、フロー反応の流速コントロールによる反応時間の精密制御なども可能となる。従って、本発明の層流を形成する流路のうち、高度に反応制御可能な場である等価直径を有するマイクロスケールの流路を、マイクロ反応場と定義する。   That is, since the Reynolds number is small in a micro-size space having an equivalent diameter of microscale, the flow reaction can be performed under stable laminar flow control. Since the interfacial surface area between the laminar flows is very large, it is possible to mix the component molecules at high speed and accurately by molecular diffusion between the interfaces while maintaining the laminar flow. In addition, the use of a channel wall having a large surface area enables precise temperature control and precise control of reaction time by flow rate control of the flow reaction. Therefore, among the channels forming the laminar flow of the present invention, a microscale channel having an equivalent diameter which is a field capable of highly controlling reaction is defined as a micro reaction field.

前記レイノルズ数の説明で示したように、層流の形成は等価直径の大きさだけでなく粘度および密度という液物性を含めた流動条件にも大きく影響される。よって、本発明では流路を層流にできれば、流路の等価直径は限定されないが、容易に層流が形成できるサイズが好ましい。好ましくは10mm以下であり、より好ましくはマイクロ反応場を形成する1mm以下である。更に好ましくは10μm〜1mmであり、特に好ましくは20〜300μmである。   As shown in the description of the Reynolds number, the formation of a laminar flow is greatly influenced not only by the size of the equivalent diameter but also by the flow conditions including liquid properties such as viscosity and density. Therefore, in the present invention, the equivalent diameter of the flow path is not limited as long as the flow path can be made laminar, but a size capable of easily forming a laminar flow is preferable. Preferably it is 10 mm or less, More preferably, it is 1 mm or less which forms a micro reaction field. More preferably, it is 10 micrometers-1 mm, Most preferably, it is 20-300 micrometers.

本発明の特に好ましいマイクロスケールのサイズの流路(チャンネル)を有する反応装置の代表的なものは一般に「マイクロリアクター」と総称され、最近大きな発展を遂げている(例えば、W. Ehrfeld, V. Hessel, H. Loewe, " Microreactor ", 1Ed(2000) WILEY−VCH 参照)。   A typical reactor having a particularly preferable microscale size channel (channel) of the present invention is generally referred to as a “microreactor” and has recently been greatly developed (for example, W. Ehrfeld, V. Hessel, H. Loewe, "Microreactor", 1Ed (2000) WILEY-VCH).

前記一般のマイクロリアクターには、その断面を円形に換算した場合の等価直径が数μm〜数百μm程度の複数本のマイクロ流路、及びこれらのマイクロ流路と繋がる混合空間が設けられており、このようなマイクロリアクターでは、複数本のマイクロ流路を通して複数の溶液をそれぞれ混合空間へ導入することで、複数の溶液を混合し、又は混合と共に化学反応を生じさせる。   The general microreactor is provided with a plurality of microchannels having an equivalent diameter of several μm to several hundreds of μm when the cross section is converted into a circle, and a mixing space connected to these microchannels. In such a microreactor, a plurality of solutions are introduced into a mixing space through a plurality of microchannels, thereby mixing the plurality of solutions or causing a chemical reaction with the mixing.

次に、マイクロリアクターによる反応がタンク等を用いたバッチ方式と異なる主な点を説明する。液相の化学反応、二相系の液相の化学反応は、一般に反応液の界面において分子同士が出会うことによって反応が起こるので、微小空間(マイクロ流路)内で反応を行うと相対的に界面の面積が大きくなり、反応効率は著しく増大する。また分子の拡散そのものも拡散時間は距離の二乗に比例する。このことは、スケールを小さくするに従って、反応液を能動的に混合しなくても、分子の拡散によって混合が進み、反応が起こり易くなることを意味している。また、微小空間においては、レイノルズ数(流れを特徴づける無次元の数)が小さいために層流支配の流れとなり、溶液同士が層流状態となっている界面でそれぞれの溶液内に存在する分子の交換が起こり、移動した分子により析出や反応が引き起こされる。   Next, the main points in which the reaction by the microreactor is different from the batch method using a tank or the like will be described. Liquid-phase chemical reactions and two-phase liquid-phase chemical reactions generally occur when molecules meet at the interface of the reaction solution. The area of the interface increases and the reaction efficiency increases significantly. In addition, the diffusion time of the molecule itself is proportional to the square of the distance. This means that as the scale is reduced, the reaction proceeds more easily due to the diffusion of the molecules without active mixing of the reaction solution, and the reaction tends to occur. In microspaces, the Reynolds number (the dimensionless number that characterizes the flow) is small, so the flow is dominated by laminar flow, and the molecules that exist in each solution at the interface where the solutions are in a laminar flow state. Exchange occurs, and the migrated molecules cause precipitation and reaction.

このような特徴を有するマイクロリアクターを用いれば、反応の場として大容積のタンク等を用いた従来のバッチ方式と比較し、溶液同士の反応時間及び温度の精密な制御が可能になる。またバッチ方式の場合には、特に、反応速度が速い溶液間では混合初期の反応接触面で反応が進行し、さらに溶液間の反応により生成された一次生成物が容器内で引き続き反応を受けてしまう場合があるから、生成物が不均一になったり、混合容器内で生成物の結晶が必要以上に成長して粗大化してしまうおそれがある。これに対して、本発明に用いられるマイクロリアクターによれば、溶液が混合容器内に殆ど滞留することなく連続的に流通するので、溶液間の反応により生成された一次生成物が混合容器内に滞留する間に引き続き反応を受けてしまうことを抑止でき、従来では取り出すことが困難であった純粋な一次生成物を取り出すことも可能になり、また混合容器内での結晶の凝集や粗大化も生じ難くなる。   When a microreactor having such characteristics is used, the reaction time and temperature between solutions can be precisely controlled as compared with a conventional batch system using a large volume tank or the like as a reaction field. In the case of the batch method, the reaction proceeds at the reaction contact surface at the initial stage of mixing, particularly between solutions with a high reaction rate, and the primary product generated by the reaction between the solutions continues to be reacted in the vessel. Therefore, there is a possibility that the product becomes non-uniform or the crystals of the product grow more than necessary and become coarse in the mixing container. On the other hand, according to the microreactor used in the present invention, the solution circulates continuously with almost no stagnation in the mixing container, so that the primary product generated by the reaction between the solutions is in the mixing container. It is possible to suppress the subsequent reaction during the stay, and it is possible to take out pure primary products that were difficult to remove in the past, and also to agglomerate and coarsen crystals in the mixing vessel It becomes difficult to occur.

また、実験的な製造設備により製造された少量の化学物質を大規模の製造設備により多量に製造(スケールアップ)する際には、従来、実験的な製造設備に対し、バッチ方式による大規模の製造設備での再現性を得るために多大の労力及び時間を要していたが、必要となる製造量に応じてマイクロリアクーを用いた製造ラインを並列化(ナンバリングアップ)することにより、このような再現性を得るための労力及び時間を大幅に減少できる可能性がある。   In addition, when a small amount of chemical substances produced by an experimental production facility is manufactured (scaled up) in a large amount by a large-scale production facility, a large-scale batch method is conventionally used. It took a lot of labor and time to obtain reproducibility at the manufacturing equipment, but this was achieved by parallelizing (numbering up) the production lines using microrear coolers according to the required production volume. There is a possibility that labor and time for obtaining such reproducibility can be greatly reduced.

本発明に用いられる層流の流路の作製方法を以下に説明する。流路が1mm以上のサイズの場合は従来の機械加工技術を用いることで比較的容易に作成可能であるが、サイズが1mm以下のマイクロサイズ、特に500μm以下になると格段に作製が難しくなる。マイクロサイズの流路(マイクロ流路)は固体基板上に微細加工技術を用いて作成される場合が多い。基板材料としては腐食しにくい安定な材料であれば何でも良い。例えば、金属(例えば、ステンレス、ハステロイ(Ni−Fe系合金)、ニッケル、アルミニウム、銀、金、白金、タンタルまたはチタン)、ガラス、プラスチック、シリコーン、テフロン(登録商標)またはセラミックスなどである。   A method for producing a laminar flow channel used in the present invention will be described below. When the flow path is 1 mm or more in size, it can be made relatively easily by using a conventional machining technique. However, when the size is 1 mm or less, particularly when the size is 500 μm or less, the production becomes extremely difficult. A micro-sized channel (micro channel) is often formed on a solid substrate using a microfabrication technique. Any material can be used as the substrate material as long as it is not easily corroded. For example, metal (for example, stainless steel, hastelloy (Ni—Fe alloy), nickel, aluminum, silver, gold, platinum, tantalum, or titanium), glass, plastic, silicone, Teflon (registered trademark), or ceramics.

マイクロ流路を作製するための微細加工技術として代表的なものを挙げれば、X線リソグラフィを用いるLIGA(Roentgen−Lithographie Galvanik Abformung)技術、EPON SU−8(商品名)を用いた高アスペクト比フォトリソグラフィ法、マイクロ放電加工法(μ−EDM(Micro Electro Discharge Machining))、Deep RIE(Reactive Ion Etching)によるシリコンの高アスペクト比加工法、Hot Emboss加工法、光造形法、レーザー加工法、イオンビーム加工法、およびダイアモンドのような硬い材料で作られたマイクロ工具を用いる機械的マイクロ切削加工法などがある。これらの技術を単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。好ましい微細加工技術は、X線リソグラフィを用いるLIGA技術、EPON SU−8を用いた高アスペクト比フォトリソグラフィ法、マイクロ放電加工法(μ−EDM)、および機械的マイクロ切削加工法である。また、近年では、エンジニアリングプラスチックへの微細射出成型技術の適用が検討されている。   Representative examples of microfabrication techniques for producing microchannels include LIGA (Roentgen-Lithographie Galvanik Abforming) technology using X-ray lithography, high aspect ratio photo using EPON SU-8 (trade name). Lithography method, micro electric discharge machining method (μ-EDM (Micro Electro Discharge Machining)), deep RIE (Reactive Ion Etching) silicon high aspect ratio processing method, Hot Emboss processing method, optical modeling method, laser processing method, ion beam Machining methods, and mechanical micro-cutting methods using micro tools made of hard materials such as diamond. These techniques may be used alone or in combination. Preferred microfabrication techniques are LIGA technology using X-ray lithography, high aspect ratio photolithography using EPON SU-8, micro electrical discharge machining (μ-EDM), and mechanical micro-cutting. In recent years, the application of fine injection molding technology to engineering plastics has been studied.

マイクロ流路を作成する際、よく接合技術が用いられる。通常の接合技術は大きく固相接合と液相接合に分けられ、一般的に用いられている接合方法は、固相接合として圧接や拡散接合、液相接合として溶接、共晶接合、はんだ付け、接着等が代表的な接合方法である。さらに、組立に際しては高温加熱による材料の変質や大変形による流路等の微小構造体の破壊を伴わない寸法精度を保った高度に精密な接合方法が望ましいが、そのような技術としてはシリコン直接接合、陽極接合、表面活性化接合、水素結合を用いた直接接合、HF水溶液を用いた接合、Au−Si共晶接合、ボイドフリー接着などがある。   Joining techniques are often used when creating microchannels. The usual bonding techniques are roughly divided into solid phase bonding and liquid phase bonding, and the commonly used bonding methods are pressure bonding and diffusion bonding as solid phase bonding, welding, eutectic bonding, soldering as liquid phase bonding, Adhesion or the like is a typical joining method. In addition, during assembly, a highly precise bonding method that maintains dimensional accuracy without deteriorating material due to high temperature heating or destruction of micro structures such as flow paths due to large deformation is desirable. There are bonding, anodic bonding, surface activation bonding, direct bonding using hydrogen bonding, bonding using HF aqueous solution, Au-Si eutectic bonding, void-free bonding, and the like.

本発明のマイクロ流路は、固体基板上に微細加工技術を用いて作成されたものに限らず、例えば、入手可能な数μm〜数百μmの内径を有する各種ヒューズドシリカキャピラリーチューブでも良い。高速液体クロマトグラフ用、ガスクロマトグラフ用部品として市販されている数μm〜数百μmの内径を有する各種シリコンチューブ、フッ素樹脂製管、ステンレス管、PEEK管(ポリエーテルエーテルケトン管)も同様に利用可能である。   The microchannel according to the present invention is not limited to one prepared on a solid substrate using a microfabrication technique, and may be various types of fused silica capillary tubes having an inner diameter of several μm to several hundred μm that can be obtained. Various silicon tubes, fluororesin tubes, stainless steel tubes, PEEK tubes (polyether ether ketone tubes) with an inner diameter of several μm to several hundreds of μm that are commercially available for high-performance liquid chromatographs and gas chromatographs are also used. Is possible.

これまでにマイクロリアクターに関しては、反応の効率向上などを目指したデバイスに関する報告がなされている。例えば、特開2003−210960、特開2003−210963、特開2003−210959はマイクロミキサーに関するものであり、本発明はこれらのマイクロデバイスを利用することもできる。   So far, microreactors have been reported on devices aimed at improving reaction efficiency. For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2003-210960, 2003-210963, and 2003-210959 relate to micromixers, and the present invention can use these microdevices.

本発明で用いるマイクロ流路は目的に応じて表面処理してもよい。特に水溶液を操作する場合、ガラスやシリコンへの試料の吸着が問題になることがあるので表面処理は重要である。複雑な製作プロセスを要する可動部品を組み込むことなく、マイクロサイズの流路内における流体制御を実現することが望ましい。例えば、流路内に表面処理により親水性と疎水性の領域を作製し、その境界に働く表面張力差を利用して流体を操作することが可能である。ガラスやシリコンの表面処理する方法として多用されるのはシランカップリング剤を用いた疎水または親水表面処理である。   The microchannel used in the present invention may be surface-treated depending on the purpose. In particular, when an aqueous solution is manipulated, surface treatment is important because adsorption of the sample to glass or silicon may be a problem. It would be desirable to achieve fluid control within a micro-sized channel without incorporating moving parts that require complex fabrication processes. For example, it is possible to create a hydrophilic region and a hydrophobic region by surface treatment in the flow path, and manipulate the fluid by utilizing the difference in surface tension acting on the boundary. As a method for surface treatment of glass or silicon, hydrophobic or hydrophilic surface treatment using a silane coupling agent is frequently used.

流路中へ試薬やサンプルなどを導入して混合するためには、流体制御機能が必要である。特に、マイクロ流路内における流体の挙動は、マクロスケールとは異なる性質を持つため、マイクロスケールに適した制御方式を考えなければならない。流体制御方式は形態分類すると連続流動方式と液滴(液体プラグ)方式があり、駆動力分類すると電気的駆動方式と圧力駆動方式がある。   In order to introduce and mix reagents and samples into the flow path, a fluid control function is required. In particular, since the behavior of the fluid in the microchannel has a property different from that of the macroscale, a control method suitable for the microscale must be considered. The fluid control method includes a continuous flow method and a liquid droplet (liquid plug) method in terms of form classification, and an electric drive method and a pressure drive method in terms of drive force classification.

これらの方式を以下に詳しく説明する。流体を扱う形態として、最も広く用いられるのが連続流動方式である。連続流動式の流体制御では、マイクロ流路内は全て流体で満たされ、外部に用意したシリンジポンプなどの圧力源によって、流体全体を駆動するのが一般的である。この方法は、デッドボリュームが大きいことなどが難点であるが比較的簡単なセットアップで制御システムを実現できることが大きな利点である。   These methods are described in detail below. The most widely used form for handling fluid is the continuous flow system. In continuous flow type fluid control, the entire microchannel is generally filled with fluid, and the entire fluid is generally driven by a pressure source such as a syringe pump prepared outside. This method has a great advantage that a control system can be realized with a relatively simple setup, although it is difficult to have a large dead volume.

連続流動方式とは異なる方式として、液滴(液体プラグ)方式がある。この方式では、リアクター内部やリアクターに至る流路内で、空気で仕切られた液滴を動かすものであり、個々の液滴は空気圧によって駆動される。その際、液滴と流路壁あるいは液滴同士の間の空気を必要に応じて外部に逃がすようなベント構造、および分岐した流路内の圧力を他の部分と独立に保つためのバルブ構造などを、リアクターシステム内部に用意する必要がある。また、圧力差を制御して液滴の操作を行うために、外部に圧力源や切り替えバルブからなる圧力制御システムを構築する必要がある。このように液滴方式では、装置構成やリアクターの構造がやや複雑になるが、複数の液滴を個別に操作して、いくつかの反応を順次行うなどの多段階の操作が可能で、システム構成の自由度は大きくなる。   As a method different from the continuous flow method, there is a droplet (liquid plug) method. In this system, droplets partitioned by air are moved in the reactor or in a flow path leading to the reactor, and each droplet is driven by air pressure. At that time, a vent structure that allows the air between the droplet and the channel wall or between the droplets to escape to the outside as needed, and a valve structure that keeps the pressure in the branched channel independent of other parts Etc. need to be prepared inside the reactor system. Further, in order to control the pressure difference and operate the droplet, it is necessary to construct a pressure control system including a pressure source and a switching valve outside. In this way, the droplet system makes the device configuration and the reactor structure somewhat complicated, but it can be operated in multiple stages, such as operating several droplets individually and sequentially performing several reactions. The degree of freedom of configuration increases.

流体制御を行うための駆動方式として、流路(チャンネル)両端に高電圧をかけて電気浸透流を発生させ、これによって流体移動させる電気的駆動方法と、外部に圧力源を用いて流体に圧力をかけて移動させる圧力駆動方法が一般に広く用いられている。両者の違いは、たとえば流体の挙動として、流路断面内で流速プロファイルが電気的駆動方式の場合にはフラットな分布となるのに対して、圧力駆動方式では双曲線状に、流路中心部が速くて、壁面部が遅い分布となることが知られており、サンプルプラグなどの形状を保ったまま移動させるといった目的には、電気的駆動方式の方が適している。電気的駆動方式を行う場合には、流路内が流体で満たされている必要があるため、連続流動方式の形態をとらざるを得ないが、電気的な制御によって流体の操作を行うことができるため、例えば連続的に2種類の溶液の混合比率を変化させることによって、時間的な濃度勾配をつくるといった比較的複雑な処理も実現されている。圧力駆動方式の場合には、流体の電気的な性質にかかわらず制御可能であること、発熱や電気分解などの副次的な効果を考慮しなくてよいことなどから、基質に対する影響がほとんどなく、その適用範囲は広い。その反面、外部に圧力源を用意しなければならないこと、圧力系のデッドボリュームの大小に応じて、操作の応答特性が変化することなど、複雑な処理を自動化する必要がある。   As a driving method for fluid control, an electric driving method is used in which an electroosmotic flow is generated by applying a high voltage to both ends of a flow path (channel) and fluid is moved by this, and pressure is applied to the fluid using a pressure source outside. In general, a pressure driving method of moving by applying a pressure is widely used. The difference between the two is that, for example, the behavior of the fluid is a flat distribution when the flow velocity profile is electrically driven in the cross section of the flow path, whereas the center of the flow path is It is known that the wall portion is fast and has a slow distribution, and the electric drive method is more suitable for the purpose of moving the sample plug while maintaining the shape thereof. When the electric drive method is used, the flow path needs to be filled with a fluid, so it must be in the form of a continuous flow method, but the fluid can be manipulated by electrical control. Therefore, for example, a relatively complicated process of creating a temporal concentration gradient by changing the mixing ratio of two kinds of solutions continuously is realized. In the case of the pressure drive system, there is almost no influence on the substrate because control is possible regardless of the electrical properties of the fluid, and secondary effects such as heat generation and electrolysis do not need to be considered. The application range is wide. On the other hand, it is necessary to automate complicated processes such as the necessity of preparing a pressure source outside and the change of the response characteristics of the operation according to the size of the dead volume of the pressure system.

本発明における流体制御方法として用いられる方法はその目的によって適宜選ばれるが、好ましくは連続流動方式の圧力駆動方式である。   The method used as the fluid control method in the present invention is appropriately selected according to the purpose, but is preferably a continuous flow type pressure driving method.

本発明の流路内の温度制御は、流路を持つ装置全体を温度制御された容器中に入れることにより制御してもよいし、金属抵抗線やポリシリコンなどのヒーター構造を装置内に作り込み、加熱についてはこれを使用し、冷却については自然冷却でサーマルサイクルを行ってもよい。温度のセンシングは、金属抵抗線を使用する場合はヒーターと同じ抵抗線をもう一つ作り込んでおき、その抵抗値の変化に基づいて温度検出を行うのが好ましく、ポリシリコンを使用する場合は熱電対を用いて検出を行うのが好ましい。また、ペルチェ素子を流路に接触させることによって外部から加熱、冷却を行ってもよい。どの方法を用いるかは用途や流路本体の材料などに合わせて選択される。   The temperature control in the flow path of the present invention may be controlled by placing the entire apparatus having the flow path in a temperature-controlled container, or a heater structure such as a metal resistance wire or polysilicon is made in the apparatus. However, this may be used for heating and the thermal cycle may be performed by natural cooling for cooling. For temperature sensing, when using a metal resistance wire, it is preferable to create another resistance wire that is the same as the heater, and to detect the temperature based on the change in the resistance value. When using polysilicon, Detection is preferably performed using a thermocouple. Moreover, you may heat and cool from the outside by making a Peltier device contact a flow path. Which method is used is selected in accordance with the application and the material of the flow path body.

本発明において顔料の製造又は顔料分散液の調製は、流路の中を流れながら、すなわち連続フロー法で行われる。そのため反応時間は流路中に滞留する時間で制御される。滞留する時間は等価直径が一定である場合、流路の長さと反応液の導入速度で決まる。流路の長さには特に制限はないが、好ましくは1mm以上10m以下であり、更に好ましくは5mm以上10m以下で、特に好ましくは10mm以上5m以下である。   In the present invention, the production of the pigment or the preparation of the pigment dispersion is performed while flowing in the flow path, that is, by a continuous flow method. Therefore, the reaction time is controlled by the time spent in the flow path. The residence time is determined by the length of the flow path and the introduction speed of the reaction solution when the equivalent diameter is constant. Although there is no restriction | limiting in particular in the length of a flow path, Preferably they are 1 mm or more and 10 m or less, More preferably, they are 5 mm or more and 10 m or less, Especially preferably, they are 10 mm or more and 5 m or less.

本発明に用いられる流路の数量は、適宜反応装置にそなえられるものであり、勿論、1つでも構わないが、必要に応じて流路を何本も並列化し(ナンバリングアップ)、その処理量を増大させることが出来る。   The number of flow paths used in the present invention is appropriately provided in the reaction apparatus, and of course, one may be used, but if necessary, several flow paths are arranged in parallel (numbering up), and the processing amount is Can be increased.

本発明に用いられる反応装置の代表例を図18(a)〜21に示した。尚、本発明がこれらに限定されないことは言うまでも無い。   The typical example of the reactor used for this invention was shown to Fig.18 (a) -21. Needless to say, the present invention is not limited to these examples.

図18(a)はY字型流路を有する反応装置(1010)の説明図であり、図18(b)はそのI−I線の断面図である。流路の長さ方向に直交する断面の形は使用される微細加工技術により異なるが、台形または矩形に近い形である。流路幅・深さ(特にC,H)がマイクロサイズにて作られている場合、導入口1011及び導入口1012からポンプなどにより注入された溶液は導入流路1013aまたは導入流路1013bを経由して流体合流点1013dにて接触し、安定な層流を形成して反応流路1013cを流れる。そして層流として流れる間に層流間の界面における分子拡散により互いの層流に含まれる溶質の混合または反応が行われる。拡散の極めて遅い溶質は、層流間での拡散混合が起きず、排出口1014に達した後に初めて混合する場合もある。注入される2つの溶液がフラスコ中で容易に混合するような場合には、流路長Fを長く取れば排出口では液の流れは均一な流れになりうるが、流路長Fが短い時には排出口まで層流が保たれる。注入される2つの溶液がフラスコ中で混合せず層分離する場合は、当然ながら2つの溶液は層流として流れて排出口1014に到達する。   FIG. 18A is an explanatory view of a reactor (1010) having a Y-shaped channel, and FIG. 18B is a cross-sectional view taken along the line II. The shape of the cross section perpendicular to the length direction of the flow path varies depending on the microfabrication technique used, but is a trapezoidal shape or a shape close to a rectangle. When the channel width / depth (especially C, H) is made in a micro size, the solution injected by a pump or the like from the inlet 1011 and the inlet 1012 passes through the inlet channel 1013a or the inlet channel 1013b. Then, they contact at the fluid confluence 1013d, form a stable laminar flow, and flow through the reaction channel 1013c. During the laminar flow, the solutes contained in the laminar flows are mixed or reacted by molecular diffusion at the interface between the laminar flows. Solutes that are very slow to diffuse may not be mixed between laminar flows and may only be mixed after reaching the outlet 1014. When the two solutions to be injected are easily mixed in the flask, if the flow path length F is long, the flow of liquid can be uniform at the outlet, but when the flow path length F is short, Laminar flow is maintained up to the outlet. When the two solutions to be injected do not mix in the flask and are separated into layers, the two solutions naturally flow as laminar flows and reach the outlet 1014.

図19(a)は片側に挿通した流路を設けた円筒管型流路を有する反応装置(1020)の説明図であり、図19(b)は同装置のIIa−IIa線の断面図であり、図19(c)は同装置のIIb−IIb線の断面図である。流路の長さ方向に直交する断面の形は円かそれに近い形である。円筒管の流路直径(D,E)がマイクロサイズの場合、導入口1021及び導入口1022からポンプなどにより注入された溶液は導入流路1023aと導入流路1023bを通じて流体合流点1023dにて接触し、安定な円筒層流を形成して反応流路1023cを流れる。そして円筒層流として流れる間に層流間の界面における分子拡散により互いの層流に含まれる溶質の混合または反応が行われるのは上記図18(a)の装置と同じである。円筒管型流路をもつ本装置は、上記図18(a)の装置に比べて2液の接触界面を大きく取れること、更に接触界面が装置壁面に接触する部分がないため、固体(結晶)が反応により生成する場合など壁面との接触部分からの結晶成長などがなく、流路を閉塞する可能性が低いのが特徴である。   FIG. 19 (a) is an explanatory view of a reactor (1020) having a cylindrical tube-type channel provided with a channel inserted on one side, and FIG. 19 (b) is a cross-sectional view taken along the line IIa-IIa of the same device. FIG. 19C is a cross-sectional view taken along the line IIb-IIb of the apparatus. The shape of the cross section perpendicular to the length direction of the flow path is a circle or a shape close thereto. When the diameter (D, E) of the cylindrical tube is a micro size, the solution injected by a pump or the like from the inlet 1021 and the inlet 1022 contacts at the fluid confluence 1023d through the inlet 1022a and the inlet 1023b. Then, a stable cylindrical laminar flow is formed and flows through the reaction channel 1023c. In the same way as the apparatus shown in FIG. 18A, the solutes contained in each laminar flow are mixed or reacted by molecular diffusion at the interface between the laminar flows while flowing as a cylindrical laminar flow. Compared with the apparatus of FIG. 18 (a), the present apparatus having a cylindrical tube type flow path can take a larger contact interface between the two liquids, and there is no portion where the contact interface contacts the apparatus wall surface. This is characterized in that there is no possibility of crystal growth from the contact portion with the wall surface, such as in the case where is produced by reaction, and the possibility of blocking the flow path is low.

図20(a)および図21は、2液の流れが層流のまま出口まで到達する場合、それらを分離できるように図18(a)および図19(a)の装置に改良を加えたものであり、図20(b)は図18(a)でのIII−III線の断面図である。これらの装置を用いると反応と分離が同時にできる。また、最終的に2液が混合してしまって反応が進みすぎたり、結晶が粗大化したりすることを避けることができる。一方の液中に選択的に生成物や結晶が存在する場合には、生成物や結晶を2液が混合してしまう場合に比べて高濃度の状態で得ることができる。また、これらの装置を幾つか連結することにより、抽出操作が効率的に行われるなどのメリットがある。   FIGS. 20 (a) and 21 show improvements to the apparatus of FIGS. 18 (a) and 19 (a) so that when the two liquid flows reach the outlet in a laminar flow, they can be separated. FIG. 20B is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. When these devices are used, reaction and separation can be performed simultaneously. Moreover, it can be avoided that the two liquids are finally mixed and the reaction proceeds too much or the crystal becomes coarse. When a product or a crystal is selectively present in one liquid, the product or the crystal can be obtained at a higher concentration than when the two liquids are mixed. In addition, by connecting several of these devices, there is an advantage that the extraction operation is performed efficiently.

(1)マイクロリアクターによる有機顔料微粒子分散液の製造
本発明において、アルカリ性または酸性の水性媒体に均一に溶解した有機顔料の溶液を、前記流路中を層流として流通させ、その過程で溶液の水素イオン指数(pH)を変化させて有機顔料微粒子およびそれを含有する分散液を製造するが、それについて以下詳しく説明する。
(1) Production of organic pigment fine particle dispersion by microreactor In the present invention, an organic pigment solution uniformly dissolved in an alkaline or acidic aqueous medium is circulated in the flow path as a laminar flow, Organic pigment fine particles and a dispersion containing the same are produced by changing the hydrogen ion index (pH), which will be described in detail below.

本発明に用いられる有機顔料は、色相的に限定されるものではなく、マゼンタ顔料、イエロー顔料、またはシアン顔料であることができる。詳しくは、ペリレン、ペリノン、キナクリドン、キナクリドンキノン、アントラキノン、アントアントロン、ベンズイミダゾロン、ジスアゾ縮合、ジスアゾ、アゾ、インダントロン、フタロシアニン、トリアリールカルボニウム、ジオキサジン、アミノアントラキノン、ジケトピロロピロール、チオインジゴ、イソインドリン、イソインドリノン、ピラントロンまたはイソビオラントロン系顔料またはそれらの混合物などのマゼンタ顔料、イエロー顔料、またはシアン顔料である。   The organic pigment used in the present invention is not limited in hue, and may be a magenta pigment, a yellow pigment, or a cyan pigment. Specifically, perylene, perinone, quinacridone, quinacridonequinone, anthraquinone, anthanthrone, benzimidazolone, disazo condensation, disazo, azo, indanthrone, phthalocyanine, triarylcarbonium, dioxazine, aminoanthraquinone, diketopyrrolopyrrole, thioindigo, Magenta pigments such as isoindoline, isoindolinone, pyranthrone or isoviolanthrone pigments or mixtures thereof, yellow pigments, or cyan pigments.

好ましい顔料は、キナクリドン、ジケトピロロピロール、ジスアゾ縮合、またはフタロシアニン系顔料であり、特に好ましくはキナクリドン、ジスアゾ縮合、またはフタロシアニン系顔料である。   Preferred pigments are quinacridone, diketopyrrolopyrrole, disazo condensation, or phthalocyanine pigments, and particularly preferred are quinacridone, disazo condensation, or phthalocyanine pigments.

本発明において、2種類以上の有機顔料または有機顔料の固溶体または有機顔料と無機顔料の組み合わせも使用することができる。   In the present invention, two or more kinds of organic pigments, solid solutions of organic pigments, or combinations of organic pigments and inorganic pigments can also be used.

有機顔料は、アルカリ性または酸性の水性媒体に均一に溶解されなければならないが、酸性で溶解するかアルカリ性で溶解するかは対象とする顔料がどちらの条件で均一に溶解し易いかで選択される。一般に分子内にアルカリ性で解離可能な基を有する顔料の場合はアルカリ性が、アルカリ性で解離する基が存在せず、プロトンが付加しやすい窒素原子を分子内に多く有するときは酸性が用いられる。例えば、キナクリドン、ジケトピロロピロール、ジスアゾ縮合系顔料はアルカリ性で、フタロシアニン系顔料は酸性で溶解される。   The organic pigment must be uniformly dissolved in an alkaline or acidic aqueous medium, but whether it dissolves in acid or alkaline depends on which conditions the target pigment is easily dissolved. . In general, in the case of a pigment having an alkaline and dissociable group in the molecule, alkali is used, and when there is no alkaline and dissociable group and there are many nitrogen atoms in the molecule that are prone to add protons, acidity is used. For example, quinacridone, diketopyrrolopyrrole, and disazo condensation pigments are alkaline, and phthalocyanine pigments are acidic.

アルカリ性で溶解させる場合に用いられる塩基は、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、もしくは水酸化バリウムなどの無機塩基、またはトリアルキルアミン、ジアザビシクロウンデセン(DBU)、金属アルコキシドなどの有機塩基であるが、好ましくは無機塩基である。   The base used in the case of alkaline dissolution is an inorganic base such as sodium hydroxide, calcium hydroxide or barium hydroxide, or an organic base such as trialkylamine, diazabicycloundecene (DBU) or metal alkoxide. Are preferably inorganic bases.

使用される塩基の量は、顔料を均一に溶解可能な量であり、特に限定されないが、無機塩基の場合、好ましくは顔料に対して1.0〜30モル当量であり、より好ましくは2.0〜25モル当量であり、さらに好ましくは3〜20モル当量である。有機塩基の場合は好ましくは顔料に対して1.0〜100モル当量であり、より好ましくは5.0〜100モル当量であり、さらに好ましくは20〜100モル当量である。   The amount of the base used is an amount capable of uniformly dissolving the pigment, and is not particularly limited, but in the case of an inorganic base, it is preferably 1.0 to 30 molar equivalents relative to the pigment, more preferably 2. It is 0-25 molar equivalent, More preferably, it is 3-20 molar equivalent. In the case of an organic base, it is preferably 1.0 to 100 molar equivalents relative to the pigment, more preferably 5.0 to 100 molar equivalents, and even more preferably 20 to 100 molar equivalents.

酸性で溶解させる場合に用いられる酸は、硫酸、塩酸、もしくは燐酸などの無機酸、または酢酸、トリフルオロ酢酸、シュウ酸、メタンスルホン酸、もしくはトリフルオロメタンスルホン酸などの有機酸であるが好ましくは無機酸である。特に好ましくは硫酸である。   The acid used for the acidic dissolution is preferably an inorganic acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid, or phosphoric acid, or an organic acid such as acetic acid, trifluoroacetic acid, oxalic acid, methanesulfonic acid, or trifluoromethanesulfonic acid. It is an inorganic acid. Particularly preferred is sulfuric acid.

使用される酸の量は、顔料を均一に溶解可能な量であり、特に限定されないが、塩基に比べて過剰量用いられる場合が多い。無機酸および有機酸の場合を問わず、好ましくは顔料に対して3〜500モル当量であり、より好ましくは10〜500モル当量であり、さらに好ましくは30〜200モル当量である。   The amount of the acid used is an amount capable of uniformly dissolving the pigment, and is not particularly limited, but is often used in an excessive amount as compared with the base. Regardless of inorganic acid or organic acid, it is preferably 3 to 500 molar equivalents, more preferably 10 to 500 molar equivalents, and further preferably 30 to 200 molar equivalents with respect to the pigment.

次に水性媒体について説明する。本発明における水性媒体とは水単独または水に可溶な有機溶媒の混合溶媒である。有機溶媒の添加は、顔料や分散剤を均一に溶解するために水のみでは不十分な場合、および流路中を流通するのに必要な粘性を得るのに水のみで不十分な場合、層流の形成に必要な場合に行われるものであり、必ずしも必要ではないが、多くの場合は水溶性有機溶媒が添加される。添加される有機溶媒は例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、チオジグリコール、ジチオジグリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、アセチレングリコール誘導体、グリセリン、もしくはトリメチロールプロパン等に代表される多価アルコール系溶媒、エチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル、ジエチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル、もしくはトリエチレングリコールモノエチル(又はブチル)エーテル等の多価アルコールの低級モノアルキルエーテル系溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル(モノグライム)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグライム)、もしくはトリエチレングリコールジメチルエーテル(トリグライム)等のポリエーテル系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、2−ピロリドン、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、尿素、もしくはテトラメチル尿素等のアミド系溶媒、スルホラン、ジメチルスルホキシド、もしくは3−スルホレン等の含イオウ系溶媒、ジアセトンアルコール、ジエタノールアミン等の多官能系溶媒、酢酸、マレイン酸、ドコサヘキサエン酸、トリクロロ酢酸、もしくはトリフルオロ酢酸等のカルボン酸系溶媒、メタンスルホン酸、もしくはトリフルオロスルホン酸等のスルホン酸系溶媒が挙げられる。これらの溶媒を2種以上混合して用いてもよい。   Next, the aqueous medium will be described. The aqueous medium in the present invention is water alone or a mixed solvent of water-soluble organic solvents. The addition of an organic solvent is not sufficient with water alone to dissolve the pigment and dispersant uniformly, and when water alone is insufficient to obtain the viscosity required to flow through the flow path, Although it is carried out when necessary for the formation of a stream and is not always necessary, in many cases a water-soluble organic solvent is added. Examples of the organic solvent to be added include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, thiodiglycol, dithiodiglycol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,2,6-hexanetriol, and acetylene glycol derivatives. , Polyhydric alcohol solvents such as glycerin or trimethylolpropane, polyvalent alcohols such as ethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, diethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, or triethylene glycol monoethyl (or butyl) ether Lower monoalkyl ether solvent of alcohol, ethylene glycol dimethyl ether (monoglyme), diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), or tri Polyether solvents such as tylene glycol dimethyl ether (triglyme), dimethylformamide, dimethylacetamide, 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, urea, tetramethylurea, etc. Amide solvents, sulfur-containing solvents such as sulfolane, dimethyl sulfoxide, or 3-sulfolene, polyfunctional solvents such as diacetone alcohol and diethanolamine, acetic acid, maleic acid, docosahexaenoic acid, trichloroacetic acid, or trifluoroacetic acid. Examples thereof include carboxylic acid solvents, methanesulfonic acid, and sulfonic acid solvents such as trifluorosulfonic acid. Two or more of these solvents may be mixed and used.

好ましい有機溶媒は、アルカリ性の場合はアミド系溶媒または含イオウ系溶媒であり、酸性の場合はカルボン酸系溶媒、イオウ系溶媒またはスルホン酸系溶媒であるが、更に好ましくはアルカリ性の場合は含イオウ系溶媒であり、酸性の場合はスルホン酸系溶媒である。特に好ましくは、アルカリ性の場合はジメチルスルホキシド(DMSO)、酸性の場合はメタンスルホン酸である。   A preferred organic solvent is an amide solvent or a sulfur-containing solvent in the case of alkali, a carboxylic acid solvent, a sulfur solvent or a sulfonic acid solvent in the case of acid, and more preferably a sulfur-containing solvent in the case of alkali. If it is acidic, it is a sulfonic acid solvent. Particularly preferred is dimethyl sulfoxide (DMSO) when alkaline, and methanesulfonic acid when acidic.

水と有機溶媒の混合比は均一溶解できれば良い比率であり、特に限定は無い。好ましくはアルカリ性の場合には水/有機溶媒=0.05〜10(質量比)である。酸性の場合で
無機酸を用いる場合は、有機溶媒を使わず、例えば硫酸単独で用いるのが好ましい。有機酸を用いるときは有機酸自身が有機溶媒であり、粘性と溶解性を調整するために複数の酸を混合したり、水を添加する。好ましくは水/有機溶剤(有機酸)=0.005〜0.1(質量比)である。
The mixing ratio of water and organic solvent is a ratio that can be uniformly dissolved, and is not particularly limited. Preferably, in the case of alkaline, water / organic solvent = 0.05 to 10 (mass ratio). When an inorganic acid is used in the acidic case, it is preferable to use sulfuric acid alone, for example, without using an organic solvent. When an organic acid is used, the organic acid itself is an organic solvent, and a plurality of acids are mixed or water is added in order to adjust viscosity and solubility. Preferably, water / organic solvent (organic acid) = 0.005 to 0.1 (mass ratio).

本発明では、均一に溶解した溶液を流路に投入することが好ましい。懸濁液を投入すると粒子サイズが大きくなったり、粒子分布が広い顔料微粒子になる。場合によっては容易に流路を閉塞してしまう。「均一に溶解」の意味は可視光線下で観測した場合にほとんど濁りが観測されない溶液であり、本発明では1μm以下のミクロフィルターを通して得られる溶液、または1μmのフィルターを通した場合に濾過される物を含まない溶液を均一に溶解した溶液と定義する。   In the present invention, it is preferable to introduce a uniformly dissolved solution into the flow path. When the suspension is added, the particle size becomes large, or the pigment particles become wide in particle distribution. In some cases, the flow path is easily blocked. The meaning of “uniformly dissolved” is a solution in which almost no turbidity is observed when observed under visible light. In the present invention, the solution is obtained through a microfilter of 1 μm or less, or filtered when passed through a 1 μm filter. A solution containing no substance is defined as a uniformly dissolved solution.

次に水素イオン指数(pH)について説明する。水素イオン指数(pH)は、水素イオン濃度(モル濃度)の逆数の常用対数であり、水素指数と呼ばれることもある。水素イオン濃度とは、溶液中の水素イオンH+の濃度であり、1Lの溶液中に存在する水素イオンのモル数を意味する。水素イオン濃度は非常に広い範囲で変化するので通常は水素イオン指数(pH)を用いて表す。例えば、純粋な水は1気圧、25℃では10-7モルの水素イオンを含むから、そのpHは7で中性である。pH<7の水溶液は酸性、pH>7の水溶液はアルカリ性である。pHの値を測定する方法としては、電位差測定法および比色測定法がある。 Next, the hydrogen ion index (pH) will be described. The hydrogen ion index (pH) is a common logarithm of the reciprocal of the hydrogen ion concentration (molar concentration), and is sometimes called a hydrogen index. The hydrogen ion concentration is the concentration of hydrogen ions H + in the solution, and means the number of moles of hydrogen ions present in 1 L of solution. Since the hydrogen ion concentration varies within a very wide range, it is usually expressed using the hydrogen ion index (pH). For example, pure water contains 10 -7 moles of hydrogen ions at 1 atm and 25 ° C, so its pH is 7 and neutral. An aqueous solution with pH <7 is acidic, and an aqueous solution with pH> 7 is alkaline. As a method for measuring the pH value, there are a potentiometric method and a colorimetric method.

本発明では、流路中を流通する過程で水素イオン指数(pH)を変化させ、顔料微粒子を製造するが、その方法は有機顔料の均一溶液の導入口とは異なる導入口を有する流路、例えば図18(a)、又は図19(a)に示されるような少なくとも2つの導入口を有する流路を用いて行われる。詳しくは、図18(a)の導入口1011、または図19(a)の導入口1021に有機顔料の均一溶液を導入し、図18(a)の導入口1012、または図19(a)の導入口1022に中性、酸性またはアルカリ性の水、またはそれらに分散剤を溶解した水溶液を導入し、両液を流路1013c又は1023c中で接触させることにより有機顔料を含む溶液の水素イオン濃度、すなわち水素イオン指数(pH)を中性(pH7)の方向に変化させる。流路の等価直径がマイクロスケールの場合は、レイノルズ数が小さいため安定な層流(図19(a)では円筒層流)を形成し、両液の層間の安定界面を介して水やイオンが拡散移動して徐々に有機顔料を含む溶液の水素イオン指数(pH)が中性方向に変化する。顔料は低いアルカリ性または低い酸性では水性媒体に溶解しにくくなるため、有機顔料を含む溶液の水素イオン指数(pH)が中性方向に変化するに従い、徐々に微粒子として析出する。   In the present invention, the hydrogen ion index (pH) is changed in the course of flowing through the flow path to produce pigment fine particles, and the method has a flow path having an inlet different from the inlet of the uniform solution of the organic pigment, For example, it is performed using a flow path having at least two inlets as shown in FIG. 18 (a) or FIG. 19 (a). Specifically, a uniform organic pigment solution is introduced into the inlet 1011 in FIG. 18A or the inlet 1021 in FIG. 19A, and the inlet 1012 in FIG. 18A or the inlet in FIG. 19A is introduced. Hydrogen ion concentration of a solution containing an organic pigment by introducing neutral, acidic or alkaline water or an aqueous solution in which a dispersant is dissolved into the inlet 1022 and bringing both solutions into contact with each other in the channel 1013c or 1023c, That is, the hydrogen ion index (pH) is changed in the neutral (pH 7) direction. When the equivalent diameter of the channel is microscale, the Reynolds number is small, so a stable laminar flow (cylindrical laminar flow in FIG. 19A) is formed, and water and ions are passed through the stable interface between the two liquid layers. The hydrogen ion exponent (pH) of the solution containing the organic pigment gradually changes in the neutral direction after diffusion. A pigment is difficult to dissolve in an aqueous medium when it has low alkalinity or low acidity, and therefore gradually precipitates as fine particles as the hydrogen ion index (pH) of a solution containing an organic pigment changes in a neutral direction.

水素イオン指数(pH)の変化は、アルカリ性水性媒体に溶解した顔料から顔料微粒子を製造する場合は、おおむね変化はpH16.0から5.0の範囲内での変化であり、好ましくはpH16.0から10.0の範囲内での変化である。酸性水性媒体に溶解した顔料から顔料微粒子を製造する場合は、おおむね変化はpH1.5から9.0の範囲内での変化であり、好ましくはpH1.5から4.0の範囲内での変化である。変化の幅は有機顔料溶液の水素イオン指数(pH)の値によるが、有機顔料の析出をうながすのに十分な幅で良い。   The change in the hydrogen ion index (pH) is generally a change within the range of pH 16.0 to 5.0, preferably pH 16.0 when pigment fine particles are produced from a pigment dissolved in an alkaline aqueous medium. In the range of 1 to 10.0. When producing pigment fine particles from a pigment dissolved in an acidic aqueous medium, the change is generally in the range of pH 1.5 to 9.0, preferably in the range of pH 1.5 to 4.0. It is. The width of the change depends on the value of the hydrogen ion exponent (pH) of the organic pigment solution, but may be sufficient to encourage the precipitation of the organic pigment.

マイクロスケールの流路中で生成した顔料微粒子は、拡散せず一方の層流に含まれたまま出口へと流れるので、図20(a)または図21に示されるように設計された出口を持つ流路装置を用いると、有機顔料微粒子を含む層流を分離することが出来る。この方法を用いると、濃厚な顔料分散液を得ることができると同時に、均一溶液を調製するために用いた水溶性有機溶媒、アルカリ性や酸性水、および過剰な分散剤を除去できるので有利である。また、最終的に2液が混合してしまうことにより、結晶が粗大化したり、顔料の結晶が変質することを避けることができる。   The pigment fine particles generated in the microscale channel do not diffuse and flow to the outlet while being contained in one of the laminar flows, and thus have an outlet designed as shown in FIG. 20 (a) or FIG. When the flow path device is used, a laminar flow containing organic pigment fine particles can be separated. When this method is used, a concentrated pigment dispersion can be obtained, and at the same time, the water-soluble organic solvent, alkaline or acidic water used to prepare the uniform solution, and excess dispersant can be removed. . Further, the two liquids are finally mixed, so that it is possible to prevent the crystals from becoming coarse and the pigment crystals from being altered.

顔料微粒子を製造する場合の流路内における反応温度は、溶媒が凝固、あるいは気化しない範囲内であることが望ましいが、好ましくは、−20〜90°C、より好ましくは0〜50°Cである。特に好ましくは5〜15°Cである。   The reaction temperature in the flow path in the case of producing pigment fine particles is desirably within a range where the solvent does not solidify or vaporize, but is preferably -20 to 90 ° C, more preferably 0 to 50 ° C. is there. Most preferably, it is 5-15 degreeC.

顔料微粒子を製造する場合の流路内を流れる流体の速度(流速)は、有利には0.1mL〜300L/hr、好ましくは0.2mL〜30L/hr、更に好ましくは0.5mL〜15L/hr、特に好ましくは1.0mL〜6L/hrである。   The velocity (flow rate) of the fluid flowing in the flow path when producing pigment fine particles is advantageously 0.1 mL to 300 L / hr, preferably 0.2 mL to 30 L / hr, more preferably 0.5 mL to 15 L / hr. hr, particularly preferably 1.0 mL to 6 L / hr.

本発明において、流路を流れる基質(有機顔料やその反応成分)の濃度範囲は、通常0.5〜20質量%であり、好ましくは1.0〜10質量%である。   In the present invention, the concentration range of the substrate (organic pigment and its reaction components) flowing through the flow path is usually 0.5 to 20% by mass, preferably 1.0 to 10% by mass.

本発明の有機顔料微粒子を製造する方法では、有機顔料を含む溶液の中、または/および水素イオン指数(pH)を変化させるための水溶液(水性媒体)の中に分散剤を添加することができる。分散剤は(1)析出した顔料表面に素早く吸着して、微細な顔料粒子を形成し、かつ(2)これらの粒子が再び凝集することを防ぐ作用を有するものである。本発明では、このような分散剤として、アニオン性、カチオン性、両イオン性、ノニオン性もしくは顔料性の、低分子または高分子分散剤を使用することができる。これらの分散剤は、単独あるいは併用して使用することができる。顔料の分散に用いる分散剤に関しては、「顔料分散安定化と表面処理技術・評価」(化学情報協会、2001年12月発行)の29〜46頁に詳しく記載されている。   In the method for producing organic pigment fine particles of the present invention, a dispersant can be added in a solution containing an organic pigment or / and in an aqueous solution (aqueous medium) for changing the hydrogen ion index (pH). . The dispersant (1) has a function of adsorbing rapidly on the surface of the deposited pigment to form fine pigment particles, and (2) preventing these particles from aggregating again. In the present invention, as such a dispersant, an anionic, cationic, amphoteric, nonionic or pigmentary low molecular or high molecular dispersant can be used. These dispersants can be used alone or in combination. The dispersant used for dispersing the pigment is described in detail on pages 29 to 46 of “Pigment dispersion stabilization and surface treatment technology / evaluation” (Chemical Information Association, issued in December 2001).

アニオン性分散剤(アニオン性界面活性剤)としては、N−アシル−N−アルキルタウリン塩、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等を挙げることができる。なかでも、N−アシル−N−アルキルタウリン塩が好ましい。N−アシル−N−アルキルタウリン塩としては、特開平3−273067号明細書に記載されているものが好ましい。これらアニオン性分散剤は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of anionic dispersants (anionic surfactants) include N-acyl-N-alkyl taurine salts, fatty acid salts, alkyl sulfate esters, alkyl benzene sulfonates, alkyl naphthalene sulfonates, dialkyl sulfosuccinates, alkyl phosphorus Examples include acid ester salts, naphthalene sulfonic acid formalin condensate, polyoxyethylene alkyl sulfate ester salts, and the like. Of these, N-acyl-N-alkyltaurine salts are preferred. As the N-acyl-N-alkyltaurine salt, those described in JP-A-3-273067 are preferable. These anionic dispersants can be used singly or in combination of two or more.

カチオン性分散剤(カチオン性界面活性剤)には、四級アンモニウム塩、アルコキシル化ポリアミン、脂肪族アミンポリグリコールエーテル、脂肪族アミン、脂肪族アミンと脂肪族アルコールから誘導されるジアミンおよびポリアミン、脂肪酸から誘導されるイミダゾリンおよびこれらのカチオン性物質の塩が含まれる。これらカチオン性分散剤は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。   Cationic dispersants (cationic surfactants) include quaternary ammonium salts, alkoxylated polyamines, aliphatic amine polyglycol ethers, aliphatic amines, diamines and polyamines derived from aliphatic amines and fatty alcohols, fatty acids And imidazolines derived from these and salts of these cationic substances. These cationic dispersants can be used singly or in combination of two or more.

両イオン性分散剤は、前記アニオン性分散剤が分子内に有するアニオン基部分とカチオン性分散剤が分子内に有するカチオン基部分を共に分子内に有する分散剤である。   The amphoteric dispersant is a dispersant having both an anion group part in the molecule of the anionic dispersant and a cationic group part in the molecule of the cationic dispersant.

ノニオン性分散剤(ノニオン性界面活性剤)としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステルなどを挙げることができる。なかでも、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテルが好ましい。これらノニオン性分散剤は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。   Nonionic dispersants (nonionic surfactants) include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl aryl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, Examples thereof include glycerin fatty acid esters. Of these, polyoxyethylene alkylaryl ether is preferable. These nonionic dispersants can be used singly or in combination of two or more.

顔料性分散剤とは、親物質としての有機顔料から誘導され、その親構造を化学修飾することで製造される顔料性分散剤と定義する。例えば、糖含有顔料分散剤、ピペリジル含有顔料分散剤、ナフタレンまたはペリレン誘導顔料分散剤、メチレン基を介して顔料親構造に連結された官能基を有する顔料分散剤、ポリマーで化学修飾された顔料親構造、スルホン酸基を有する顔料分散剤、スルホンアミド基を有する顔料分散剤、エーテル基を有する顔料分散剤、あるいはカルボン酸基、カルボン酸エステル基またはカルボキサミド基を有する顔料分散剤などがある。   The pigment dispersant is defined as a pigment dispersant which is derived from an organic pigment as a parent substance and is produced by chemically modifying the parent structure. For example, sugar-containing pigment dispersants, piperidyl-containing pigment dispersants, naphthalene or perylene-derived pigment dispersants, pigment dispersants having functional groups linked to the pigment parent structure through methylene groups, and polymer-modified pigment parents. Examples include a structure, a pigment dispersant having a sulfonic acid group, a pigment dispersant having a sulfonamide group, a pigment dispersant having an ether group, or a pigment dispersant having a carboxylic acid group, a carboxylic ester group, or a carboxamide group.

高分子分散剤としては、具体的には、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリアクリルアミド、ビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール−部分ホルマール化物、ポリビニルアルコール−部分ブチラール化物、ビニルピロリドン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンオキシド/プロピレンオキシドブロック共重合体、ポリアクリル酸塩、ポリビニル硫酸塩、ポリ(4−ビニルピリジン)塩、ポリアミド、ポリアリルアミン塩、縮合ナフタレンスルホン酸塩、スチレン−アクリル酸塩共重合物、スチレン−メタクリル酸塩共重合物、アクリル酸エステル−アクリル酸塩共重合物、アクリル酸エステル−メタクリル酸塩共重合物、メタクリル酸エステル−アクリル酸塩共重合物、メタクリル酸エステル−メタクリル酸塩共重合物、スチレン−イタコン酸塩共重合物、イタコン酸エステル−イタコン酸塩共重合物、ビニルナフタレン−アクリル酸塩共重合物、ビニルナフタレン−メタクリル酸塩共重合物、ビニルナフタレン−イタコン酸塩共重合物、セルロース誘導体、澱粉誘導体などが挙げられる。その他、アルギン酸塩、ゼラチン、アルブミン、カゼイン、アラビアゴム、トンガントゴム、リグニンスルホン酸塩などの天然高分子類も使用できる。なかでも、ポリビニルピロリドンが好ましい。これら高分子は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。   Specifically, as the polymer dispersant, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyvinyl methyl ether, polyethylene oxide, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyacrylamide, vinyl alcohol-vinyl acetate copolymer, polyvinyl alcohol-partial formalized product, Polyvinyl alcohol-partially butyralized, vinylpyrrolidone-vinyl acetate copolymer, polyethylene oxide / propylene oxide block copolymer, polyacrylate, polyvinyl sulfate, poly (4-vinylpyridine) salt, polyamide, polyallylamine salt, Condensed naphthalene sulfonate, styrene-acrylate copolymer, styrene-methacrylate copolymer, acrylate ester-acrylate copolymer, acrylate ester Methacrylate copolymer, methacrylate ester-acrylate copolymer, methacrylate ester-methacrylate copolymer, styrene-itaconate copolymer, itaconate-itaconate copolymer, vinyl Examples thereof include naphthalene-acrylate copolymer, vinyl naphthalene-methacrylate copolymer, vinyl naphthalene-itaconate copolymer, cellulose derivative, starch derivative and the like. In addition, natural polymers such as alginate, gelatin, albumin, casein, gum arabic, tonganto gum and lignin sulfonate can also be used. Of these, polyvinylpyrrolidone is preferable. These polymers can be used alone or in combination of two or more.

好ましい態様として、アニオン性分散剤を水性媒体に含有させ、かつノニオン性分散剤および/または高分子分散剤を、有機顔料を溶解した溶液に含有させる態様を挙げることができる。   A preferred embodiment includes an embodiment in which an anionic dispersant is contained in an aqueous medium, and a nonionic dispersant and / or a polymer dispersant is contained in a solution in which an organic pigment is dissolved.

分散剤の配合量は、顔料の均一分散性および保存安定性をより一層向上させるために、顔料100質量部に対して0.1〜1000質量部の範囲であることが好ましく、より好ましくは1〜500質量部の範囲であり、さらに好ましくは10〜250質量部の範囲である。0.1質量部未満であると有機顔料微粒子の分散安定性の向上が見られない場合がある。   In order to further improve the uniform dispersibility and storage stability of the pigment, the blending amount of the dispersant is preferably in the range of 0.1 to 1000 parts by mass, more preferably 1 to 100 parts by mass of the pigment. It is the range of -500 mass parts, More preferably, it is the range of 10-250 mass parts. If the amount is less than 0.1 parts by mass, the dispersion stability of the organic pigment fine particles may not be improved.

このように製造された有機顔料微粒子を含む分散液は、そのまま顔料インクとして使用することもできるが、種々の添加剤を添加することができる。添加剤として、例えば乾燥防止剤(湿潤剤)、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等が挙げられる。pH調整剤、浸透剤、乾燥防止剤、防腐剤、防カビ剤等を添加して使用するようにしてもよい。   The dispersion containing organic pigment fine particles produced in this way can be used as it is as a pigment ink, but various additives can be added. Examples of additives include anti-drying agents (wetting agents), anti-fading agents, emulsion stabilizers, penetration enhancers, UV absorbers, antiseptics, anti-fungal agents, pH adjusters, surface tension adjusters, antifoaming agents, and viscosities. Examples thereof include a regulator, a dispersant, a dispersion stabilizer, a rust inhibitor, and a chelating agent. You may make it use, adding a pH adjuster, a penetrant, a drying inhibitor, an antiseptic | preservative, an antifungal agent, etc.

(2)製造された有機顔料微粒子の粒子サイズ等の計測
微粒子の計測法において、数値化して集団の平均の大きさを表現する方法があるが、よく使用されるものとして、分布の最大値を示すモード径、積分分布曲線の中央値に相当するメジアン径、および各種の平均径(長さ平均、面積平均、重量平均など)がある。本発明の方法で製造される有機顔料微粒子の粒径サイズは流路を閉塞しない範囲で任意であるが、モード径で1μm以下が好ましい。好ましくは3nm〜800nmであり、特に好ましくは5nm〜500nmである。
(2) Measurement of particle size, etc. of manufactured organic pigment fine particles In the fine particle measurement method, there is a method of expressing the average size of the group by quantification. Mode diameter, median diameter corresponding to the median of the integral distribution curve, and various average diameters (length average, area average, weight average, etc.). The particle size of the organic pigment fine particles produced by the method of the present invention is arbitrary as long as the flow path is not blocked, but the mode diameter is preferably 1 μm or less. Preferably it is 3 nm-800 nm, Most preferably, it is 5 nm-500 nm.

微粒子の粒子サイズが揃っていること、すなわち単分散微粒子系は、含まれる粒子の大きさが揃っているだけではなく、粒子内の化学組成や結晶構造にも粒子間の変動がないことを示すので粒子の性能を決める重要な要素である。特に粒子サイズがナノメートルの超微粒子においてはその粒子の特性を支配する因子として重視される。本発明の方法は粒子の大きさをコントロールできるだけでなく、そのサイズを揃える点でも優れた方法である。サイズが揃っていることを表す指標として算術標準偏差値が用いられるが、本発明により製造される顔料微粒子の算術標準偏差値は、好ましくは130nm以下であり、特に好ましくは80nm以下である。算術標準偏差値は、粒度分布を正規分布とみなして標準偏差を求める方法で、積算分布の84%粒子径から、16%粒子径を減じた値を2で除した値である。   The particle size of the fine particles is uniform, that is, the monodisperse fine particle system not only has the same size of the contained particles, but also shows no variation between particles in the chemical composition and crystal structure within the particles. Therefore, it is an important factor that determines the performance of particles. In particular, in the case of ultrafine particles having a particle size of nanometer, importance is attached as a factor governing the characteristics of the particles. The method of the present invention is an excellent method not only for controlling the size of particles but also for adjusting the size. An arithmetic standard deviation value is used as an index indicating that the sizes are uniform, and the arithmetic standard deviation value of the pigment fine particles produced according to the present invention is preferably 130 nm or less, particularly preferably 80 nm or less. The arithmetic standard deviation value is a method of obtaining the standard deviation by regarding the particle size distribution as a normal distribution, and is a value obtained by dividing the value obtained by subtracting the 16% particle size from the 84% particle size of the integrated distribution by 2.

(3)有機顔料微粒子の一例であるキナクリドン顔料微粒子の製造方法
本発明の有機顔料の製造方法は、前述の顔料に広く適用可能であるが、具体的に無置換または置換キナクリドン顔料の製造方法を例に説明する。本発明においては、前記一般式(I)で表される無置換または置換キナクリドン顔料を層流を形成する流路を有する装置中で製造するが、一般式(I)の置換基について説明する。
(3) Method for Producing Quinacridone Pigment Fine Particles as an Example of Organic Pigment Fine Particles The method for producing organic pigments of the present invention can be widely applied to the above-mentioned pigments, but specifically, a method for producing unsubstituted or substituted quinacridone pigments. Explained as an example. In the present invention, the unsubstituted or substituted quinacridone pigment represented by the general formula (I) is produced in an apparatus having a flow path forming a laminar flow. The substituent of the general formula (I) will be described.

XおよびYは、フッ素原子、塩素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基またはCOORa基(ここでRaは、水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である)を表すが、フッ素原子、塩素原子およびカルボキシル基以外の基を詳しく述べれば、メチル、エチル、プロピルもしくはイソプロピルのアルキル基、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシもしくはイソプロポキシのアルコキシ基、またはメトキシカルボニル、エトキシカルボニル、イソプロポキシカルボニル、もしくはオクチルオキシカルボニル等のアルコキシカルボニル基を表す。   X and Y are a fluorine atom, a chlorine atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms or a COORa group (where Ra is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms). ), But when a group other than a fluorine atom, a chlorine atom and a carboxyl group is described in detail, an alkyl group of methyl, ethyl, propyl or isopropyl, an alkoxy group of methoxy, ethoxy, propyloxy or isopropoxy, or methoxycarbonyl, ethoxy An alkoxycarbonyl group such as carbonyl, isopropoxycarbonyl, or octyloxycarbonyl is represented.

好ましくは、XおよびYは塩素原子、またはアルキル基であり、特に好ましくはメチル基である。   X and Y are preferably a chlorine atom or an alkyl group, and particularly preferably a methyl group.

mおよびnは、独立して、0、1または2を表すが、好ましくは1である。   m and n independently represent 0, 1 or 2, but preferably 1.

合成される好ましいキナクリドン系顔料の具体例としては、無置換キナクリドン、2,9−ジメチルキナクリドン、4,11−ジクロロキナクリドン等の無置換または置換キナクリドン、およびそれらの固溶体を含み、C.I.ナンバーで表すと、ピグメントバイオレット19、ピグメントレッド122、ピグメントレッド207、ピグメントオレンジ48、ピグメントオレンジ49、ピグメントレッド209、ピグメントレッド206、ピグメントバイオレット42等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。   Specific examples of preferred quinacridone pigments synthesized include unsubstituted or substituted quinacridones such as unsubstituted quinacridone, 2,9-dimethylquinacridone, and 4,11-dichloroquinacridone, and solid solutions thereof. I. Examples of numbers include, but are not limited to, Pigment Violet 19, Pigment Red 122, Pigment Red 207, Pigment Orange 48, Pigment Orange 49, Pigment Red 209, Pigment Red 206, and Pigment Violet 42.

無置換または置換キナクリドン顔料の製造は、通常の合成方法に従い、好ましくは等価
直径10mm以下の流路を有する前述の装置に適用して行うことができる。
The production of an unsubstituted or substituted quinacridone pigment can be carried out according to a usual synthesis method, preferably by applying it to the aforementioned apparatus having a flow path having an equivalent diameter of 10 mm or less.

本発明において利用できる溶媒は、それぞれ前述の、有機溶媒、分散剤、界面活性剤、または水、およびこれらを組み合わせたものが挙げられる。また、必要に応じて、例えばインク組成物に添加される水溶性有機溶媒、その他の成分をさらに添加してもよい。これら溶媒成分は、例えば、特開2002−194263、特開2003−26972の各公報に記載のあるような顔料分散剤の構成要素を適用することができる。   Examples of the solvent that can be used in the present invention include the aforementioned organic solvents, dispersants, surfactants, water, and combinations thereof. Further, for example, a water-soluble organic solvent added to the ink composition and other components may be further added as necessary. As these solvent components, for example, components of a pigment dispersant as described in JP-A-2002-194263 and JP-A-2003-26972 can be applied.

反応流体は互いに混じり合う流体同士でもよく、混じり合わない流体同士でも構わない。混じり合う流体同士とは、同じもしくは比較的性質の近い有機溶媒を用いた溶液同士、あるいはメタノールなどの極性の高い有機溶媒を用いた溶液と水などであり、混じり合わない流体同士とは、ヘキサンなどの低極性の溶媒を用いた溶液とメタノールなどの高極性の溶媒を用いた溶液があげられる。   The reaction fluids may be fluids that are mixed with each other or fluids that are not mixed. Mixed fluids are solutions using the same or relatively similar organic solvent, or solutions using a highly polar organic solvent such as methanol and water. Non-mixed fluids are hexane. And a solution using a low polarity solvent such as methanol and a solution using a high polarity solvent such as methanol.

空気または酸素などの気体を酸化剤として用いる場合、それらは反応流体に溶解させるか、あるいは流路内に気体として導入する方法を取ることができる。好ましくは気体として導入する方法が取られる。   When a gas such as air or oxygen is used as the oxidizing agent, they can be dissolved in the reaction fluid or introduced as a gas into the flow path. Preferably, a method of introducing as a gas is taken.

反応温度は、溶媒が凝固、あるいは気化しない範囲内であることが望ましいが、好ましくは、−20°C〜250°C、より好ましくは20°C〜150°C、更に好ましくは40°C〜120°C、最も好ましくは60°C〜100°Cである。   The reaction temperature is desirably within the range where the solvent does not coagulate or vaporize, but is preferably −20 ° C. to 250 ° C., more preferably 20 ° C. to 150 ° C., and still more preferably 40 ° C. to 120 ° C, most preferably 60 ° C to 100 ° C.

流速は有利には0.1mL〜300L/hr、好ましくは0.2mL〜30L/hr、更に好ましくは0.5mL〜15L/hr、特に好ましくは1.0mL〜6L/hrである。   The flow rate is advantageously between 0.1 mL and 300 L / hr, preferably between 0.2 mL and 30 L / hr, more preferably between 0.5 mL and 15 L / hr, particularly preferably between 1.0 mL and 6 L / hr.

本発明においてマイクロリアクターに適用できるキナクリドン顔料の合成方法は種々あり、任意の方法を適用できるが、本発明のキナクリドン顔料の製造方法として、好ましい反応として二つの反応スキームを以下に示す。キナクリドン顔料は、好ましくは等価直径10mm以下、より好ましくは1mm以下の流路を有する装置中で製造することができる。   There are various methods for synthesizing a quinacridone pigment that can be applied to a microreactor in the present invention, and any method can be applied. As a method for producing the quinacridone pigment of the present invention, two reaction schemes are shown below as preferable reactions. The quinacridone pigment can be produced in an apparatus having a flow path with an equivalent diameter of preferably 10 mm or less, more preferably 1 mm or less.

6,13−ジヒドロキナクリドンの酸化反応により合成する方法(スキーム1)としては、空気、または酸素によるもの(参考反応例として特開平11−209641号、特開2001−115052の各公報に記載の方法)、過酸化水素を用いるもの(参考反応例として特開2000−226530公報に記載の方法)が環境負荷の点から好ましい。   As a method of synthesizing by oxidation reaction of 6,13-dihydroquinacridone (Scheme 1), a method using air or oxygen (methods described in JP-A-11-209441 and JP-A-2001-115052 as reference reaction examples) ) And those using hydrogen peroxide (the method described in JP-A-2000-226530 as a reference reaction example) are preferable from the viewpoint of environmental load.

Figure 2006272962
Figure 2006272962

式中、X、Y、mおよびnは前記と同義の基を表す。 In the formula, X, Y, m and n represent the same groups as described above.

ジアリールアミノテレフタル酸またはそのエステルの閉環反応(スキーム2)においては適切な縮合剤を用いて実施される(参考反応例として特開2001−335577、特
開2000−103980の各公報に記載の方法)。
The ring-closing reaction of diarylaminoterephthalic acid or its ester (Scheme 2) is carried out using an appropriate condensing agent (methods described in JP-A-2001-335577 and JP-A-2000-103980 as examples of reference reactions). .

Figure 2006272962
Figure 2006272962

式中、 X、Y、mおよびnは前記と同義の基を表す。置換基Rbは、水素原子または炭素数1〜10の、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、もしくはアリール基である。例えば、アルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル等を挙げることができる。アルケニル基としては、ビニル、アリルを、アルケニル基としてはエチニル基を、アリール基としてはフェニル基が挙げられる。これら置換基はさらに置換基を有していてもよい。好ましくはアリール基であり、特に好ましくはフェニル基である。   In the formula, X, Y, m and n represent the same groups as described above. The substituent Rb is a hydrogen atom or an alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, or aryl group having 1 to 10 carbon atoms. For example, examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, butyl and the like. Examples of the alkenyl group include vinyl and allyl, examples of the alkenyl group include an ethynyl group, and examples of the aryl group include a phenyl group. These substituents may further have a substituent. An aryl group is preferable, and a phenyl group is particularly preferable.

キナクリドン顔料において利用できる溶媒は、有機溶媒、分散剤、界面活性剤、または水、およびこれらを組み合わせたものが挙げられる。具体的には、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、ジグライムなどのエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、メチルエチルケトン、2−メチル−4−ペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類、エタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどのアルコール類、アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルイミダゾリドンなどのアミド系溶媒、ジメチルスルホキシド、スルホランなどの含硫黄系溶媒などが挙げられる。原料及び生成物の溶解性の観点から、アミド系溶媒、ジメチルスルホキシド、スルホランなどが好ましい。また、必要に応じて、例えばインク組成物に添加される水溶性有機溶媒、その他の成分をさらに添加してもよい。これら溶媒成分は、例えば、特開2002−194263、同2003−26972の各公報に記載のあるような顔料分散剤の構成要素を適用することができる。また、乾燥防止剤(湿潤剤)、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の添加剤をさらに加え、所望のインクを得ることができる。   Solvents that can be used in the quinacridone pigment include organic solvents, dispersants, surfactants, or water, and combinations thereof. Specifically, ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, dimethoxyethane and diglyme, esters such as ethyl acetate and butyl acetate, ketones such as methyl ethyl ketone, 2-methyl-4-pentanone and cyclohexanone, ethanol, ethylene glycol and diethylene glycol Alcohols such as acetonitrile, nitriles such as acetonitrile and propionitrile, amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and N, N-dimethylimidazolidone, dimethyl sulfoxide, And sulfur-containing solvents such as sulfolane. From the viewpoint of solubility of raw materials and products, amide solvents, dimethyl sulfoxide, sulfolane and the like are preferable. Further, for example, a water-soluble organic solvent added to the ink composition and other components may be further added as necessary. As these solvent components, for example, constituents of a pigment dispersant described in JP-A Nos. 2002-194263 and 2003-26972 can be applied. In addition, anti-drying agents (wetting agents), anti-fading agents, emulsion stabilizers, penetration enhancers, UV absorbers, antiseptics, anti-fungal agents, pH adjusters, surface tension adjusters, antifoaming agents, viscosity adjusters, A desired ink can be obtained by further adding additives such as a dispersant, a dispersion stabilizer, a rust inhibitor, and a chelating agent.

反応流体は互いに混じり合う流体同士でもよく、混じり合わない流体同士でも構わない。混じり合う流体同士とは、同じもしくは比較的性質の近い有機溶媒を用いた溶液同士、あるいはメタノールなどの極性の高い有機溶媒を用いた溶液と水などであり、混じり合わない流体同士とは、ヘキサンなどの低極性の溶媒を用いた溶液とメタノールなどの高極性の溶媒を用いた溶液があげられる。   The reaction fluids may be fluids that are mixed with each other or fluids that are not mixed. Mixed fluids are solutions using the same or relatively similar organic solvent, or solutions using a highly polar organic solvent such as methanol and water. Non-mixed fluids are hexane. And a solution using a low polarity solvent such as methanol and a solution using a high polarity solvent such as methanol.

反応により得られたキナクリドン顔料微粒子を分散液から取り出したい場合には、濾過または遠心分離により反応液から分離され、例えばN,N−ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶媒でよく洗浄して高純度で得られる。従って、取り出したキナクリドン顔料微粒子を好みのインクに調製してもよい。   When the quinacridone pigment fine particles obtained by the reaction are desired to be taken out of the dispersion, it is separated from the reaction solution by filtration or centrifugation, and washed with an amide solvent such as N, N-dimethylacetamide and obtained with high purity. It is done. Therefore, the extracted quinacridone pigment fine particles may be prepared into a favorite ink.

尚、ジスアゾ縮合顔料についても同様に製造できるが、ここでは省略する。   The disazo condensation pigment can be produced in the same manner, but is omitted here.

以下に実施例に基づき本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により
何ら限定されるものではない。
The present invention will be described in more detail below based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例に示すpHは、東亜電波工業(株)のガラス電極式水素イオン濃度計HM−40V(測定範囲pH0〜14)で測定した。粒径分布は日機装(株)のマイクロトラックUPA150で測定した。TEM測定には、日本電子(株)の透過型電子顕微鏡JEM−20
00FXを用いた。
The pH shown in the examples was measured with a glass electrode type hydrogen ion concentration meter HM-40V (measurement range pH 0 to 14) of Toa Denpa Kogyo Co., Ltd. The particle size distribution was measured with Nikkiso Co., Ltd. Microtrac UPA150. For the TEM measurement, the transmission electron microscope JEM-20 of JEOL Ltd.
00FX was used.

(実施例1)
2,9−ジメチルキナクリドン1.5gをジメチルスルホキシド13.5g、5mol/L水酸化ナトリウム水溶液 2.68mL、分散剤ポリビニルピロリドン(和光純薬(株)製、K30) 0.75gに室温で溶解した(IA液)。IA液のpHは測定限界(pH14)を超えており、測定不能であった。分散剤N−オレオイル−N−メチルタウリン
ナトリウム塩0.75gと蒸留水90mLを混合した(IIA液)。IIA液のpHは7.70であった。これらを0.45μmのミクロフィルター(富士写真フイルム(株)製)を通すことでごみ等の不純物を除いた。次に、図18(a)の反応装置を用いて下記の手順で反応を行った。等価直径500μmを有するテフロン(登録商標)製Y字コネクターの二つの入り口に長さ50cm、等価直径1mmのテフロン(登録商標)チューブ2本をコネクタを用いて接続し、その先にそれぞれIA液とIIA液を入れたシリンジを繋ぎ、ポンプにセットした。コネクタの出口には長さ1m、等価直径500μmを有するテフロン(登録商標)チューブを接続した。IA液を1mL/h、IIA液を6mL/hの送液速度にて送り出すと流路内は層流(レイノルズ数;約5.0)となり、2,9−ジメチルキナクリドンの分散液が得られたのでこれをチューブの先端より捕集し、本発明の試料1とした。試料1のpHは13.06であった。また、モード径120nmで算術標準偏差58nmであった。
Example 1
1.5 g of 2,9-dimethylquinacridone was dissolved in 13.5 g of dimethyl sulfoxide, 2.68 mL of a 5 mol / L aqueous sodium hydroxide solution, and 0.75 g of a dispersant polyvinylpyrrolidone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., K30) at room temperature. (IA liquid). The pH of the IA solution exceeded the measurement limit (pH 14) and could not be measured. Dispersant N-oleoyl-N-methyltaurine sodium salt 0.75 g and distilled water 90 mL were mixed (IIA solution). The pH of the IIA solution was 7.70. Impurities such as dust were removed by passing these through a 0.45 μm microfilter (Fuji Photo Film Co., Ltd.). Next, the reaction was performed by the following procedure using the reaction apparatus of FIG. Two Teflon (registered trademark) tubes with a length of 50 cm and an equivalent diameter of 1 mm are connected to the two inlets of a Teflon (registered trademark) Y-shaped connector having an equivalent diameter of 500 μm using a connector, respectively, and IA liquid and The syringe containing the IIA solution was connected and set in the pump. A Teflon (registered trademark) tube having a length of 1 m and an equivalent diameter of 500 μm was connected to the outlet of the connector. When the IA solution is sent out at a delivery rate of 1 mL / h and the IIA solution is sent out at a delivery rate of 6 mL / h, the inside of the channel becomes a laminar flow (Reynolds number: about 5.0), and a dispersion of 2,9-dimethylquinacridone is obtained. Therefore, this was collected from the tip of the tube and used as Sample 1 of the present invention. The pH of Sample 1 was 13.06. The mode diameter was 120 nm and the arithmetic standard deviation was 58 nm.

(比較例1)
次にビーカー中のIIA液6mL中に、撹拌子を用いて撹拌しながら室温でIA液を添加すると2,9−ジメチルキナクリドンの分散液が得られた。これを比較試料1とした。試料1と比較試料1で得られた分散液の粒径と粒径分布を動的光散乱粒径測定装置を用いて比較したところ、試料1の分散液の粒径は比較試料1のモード径144nm、算術標準偏差77nmより小さく分布幅が小さいことがわかった。
(Comparative Example 1)
Next, when the IA solution was added to 6 mL of the IIA solution in a beaker at room temperature while stirring with a stirrer, a dispersion of 2,9-dimethylquinacridone was obtained. This was designated as Comparative Sample 1. When the particle sizes and particle size distributions of the dispersions obtained in Sample 1 and Comparative Sample 1 were compared using a dynamic light scattering particle size measuring apparatus, the particle size of the dispersion in Sample 1 was the mode diameter of Comparative Sample 1. It was found that the distribution width was smaller than 144 nm and the arithmetic standard deviation of 77 nm.

(実施例2)
2,9−ジメチルキナクリドン0.15gをジメチルスルホキシド13.35mL、0.8mol/L水酸化カリウム水溶液1.65mL、ポリビニルピロリドン(和光純薬(株)製、K30)0.75gに室温で溶解した(IB液)。IB液のpHは測定限界を超えており、測定不能であった。このIB液と実施例1で調製したIIA液を0.45μmのミクロフィルター(富士写真フイルム(株)製)を通すことでごみ等の不純物を除き、それぞれ透明な溶液を得た。次に、以下に説明する反応装置を用いて下記の手順で反応を行った。等価直径500μmを有するテフロン(登録商標)製Y字コネクターの二つの入り口に長さ50cm、等価直径1mmのテフロン(登録商標)チューブ2本をコネクタを用いて接続し、その先にそれぞれIB液とIIA液を入れたシリンジを繋ぎ、ポンプにセットした。コネクタの出口には長さ1m、等価直径500μmを有するテフロン(登録商標)チューブを接続した。IB液を1.0mL/h、IIA液を30.0mL/hの送液速度にて送り出すと流路内は層流(レイノルズ数;約21.9)となり、2,9−ジメチルキナクリドンの分散液が得られたのでこれをチューブの先端より捕集し本発明の試料2とした。試料2のpHは10.49であった。これを動的光散乱粒径測定装置を用いて測定したところ、モード径51nm、算術標準偏差28nmであり分布幅が非常に小さいことがわかった。さらに、透過型電子顕微鏡(TEM)で観察したところ、丸みを帯びた粒子形状を有していた。
(Example 2)
0.15 g of 2,9-dimethylquinacridone was dissolved in 13.35 mL of dimethyl sulfoxide, 1.65 mL of 0.8 mol / L potassium hydroxide aqueous solution, and 0.75 g of polyvinylpyrrolidone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., K30) at room temperature. (IB solution). The pH of the IB solution exceeded the measurement limit and could not be measured. The IB solution and the IIA solution prepared in Example 1 were passed through a 0.45 μm microfilter (manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) to remove impurities such as dust and obtain transparent solutions. Next, the reaction was carried out by the following procedure using the reaction apparatus described below. Two Teflon (registered trademark) tubes with a length of 50 cm and an equivalent diameter of 1 mm are connected to the two inlets of a Teflon (registered trademark) Y-shaped connector having an equivalent diameter of 500 μm using a connector, and IB liquid and The syringe containing the IIA solution was connected and set in the pump. A Teflon (registered trademark) tube having a length of 1 m and an equivalent diameter of 500 μm was connected to the outlet of the connector. When the IB solution is sent at 1.0 mL / h and the IIA solution is sent at a delivery rate of 30.0 mL / h, the flow path becomes laminar (Reynolds number: about 21.9) and 2,9-dimethylquinacridone is dispersed. Since a liquid was obtained, it was collected from the tip of the tube and used as Sample 2 of the present invention. The pH of Sample 2 was 10.49. When this was measured using a dynamic light scattering particle size measuring apparatus, it was found that the mode diameter was 51 nm, the arithmetic standard deviation was 28 nm, and the distribution width was very small. Furthermore, when observed with a transmission electron microscope (TEM), it had a rounded particle shape.

(比較例2)
次に、ビーカー中のIIA液3.0mL中に、撹拌子を用いて撹拌しながら室温でIB
液0.5mLを添加すると2,9−ジメチルキナクリドンの分散液が得られた。これを比
較試料2とした。比較試料2のpHは11.81であった。これを動的光散乱粒径測定装置を用いて測定したところ、モード径93nm、算術標準偏差57nmであり、粒径、分布幅のいずれも大きかった。さらに、透過型電子顕微鏡(TEM)で観察したところ、針状であった。
(Comparative Example 2)
Next, in a beaker, 3.0 mL of the IIA solution, IB was stirred at room temperature with a stirring bar.
When 0.5 mL of the liquid was added, a dispersion of 2,9-dimethylquinacridone was obtained. This was designated as Comparative Sample 2. The pH of Comparative Sample 2 was 11.81. When this was measured using a dynamic light scattering particle diameter measuring apparatus, the mode diameter was 93 nm, the arithmetic standard deviation was 57 nm, and both the particle diameter and the distribution width were large. Furthermore, when it observed with the transmission electron microscope (TEM), it was acicular.

(比較例3)
更に、実施例2の反応装置に使用したテフロン(登録商標)チューブ、およびテフロン(登録商標)製Y字コネクターの等価直径をすべて20mmとして、IB液を26.49L/h、IIA液を122.4L/hの送液速度にて送り出すことで分散液を得た。流路内の流れ(レイノルズ数;約2639.6)は不安定であった。これを比較試料3とした。比較試料3のpHは12.56であった。これを動的光散乱粒径測定装置を用いて測定したところ、モード径277nm、算術標準偏差140nmであり粒径は大きく、分布幅が非常に広いことが分かった。
(Comparative Example 3)
Furthermore, the Teflon (registered trademark) tube used in the reactor of Example 2 and the Teflon (registered trademark) Y-shaped connector all had an equivalent diameter of 20 mm, the IB solution was 26.49 L / h, and the IIA solution was 122. Dispersion liquid was obtained by sending out at a feed speed of 4 L / h. The flow in the channel (Reynolds number; about 2639.6) was unstable. This was designated as Comparative Sample 3. The pH of Comparative Sample 3 was 12.56. When this was measured using a dynamic light scattering particle diameter measuring apparatus, it was found that the mode diameter was 277 nm, the arithmetic standard deviation was 140 nm, the particle diameter was large, and the distribution width was very wide.

本発明の試料2と比較試料2の比較は、流路中で顔料を調製すると粒子モード径と分布幅が小さくなり、かつ粒径が揃っていることを示した。また、本発明の試料2と比較試料3の比較は、流路の等価直径が10mm以下、特にマイクロスケールになると粒子モード径が小さくなり、かつ分布幅がかなり小さくなることを示した。   Comparison of Sample 2 of the present invention and Comparative Sample 2 showed that when a pigment was prepared in the flow path, the particle mode diameter and distribution width were reduced and the particle diameters were uniform. Further, the comparison between the sample 2 of the present invention and the comparative sample 3 showed that the equivalent diameter of the flow path is 10 mm or less, particularly when the scale is microscale, the particle mode diameter is small and the distribution width is considerably small.

(実施例3)
2,9−ジメチルキナクリドン0.01gをジメチルスルホキシド10.0mL、0.8N水酸化カリウム水溶液0.11mL、ポリビニルピロリドン(和光純薬(株)製、K30)0.05gに室温で溶解した(IC液)。IC液のpHは測定限界を超えており、測定不能であった。これを0.45μmのミクロフィルター(富士写真フイルム(株)製)を通すことでごみ等の不純物を除き、透明な溶液を得た。流路幅A;100μm、流路幅B;100μm、流路幅C;100μm、流路長F;12cm、流路深さH;40μmを有するガラスで作製した図18−(a)記載のY字型流路を有する反応装置において、テフロン(登録商標)チューブ2本をコネクタを用いて導入口1011、および導入口1012に接続し、その先にそれぞれIC液と蒸留水のみを入れたシリンジを繋ぎ、ポンプにセットした。
(Example 3)
0.01 g of 2,9-dimethylquinacridone was dissolved in 10.0 mL of dimethyl sulfoxide, 0.11 mL of 0.8N aqueous potassium hydroxide solution and 0.05 g of polyvinylpyrrolidone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., K30) at room temperature (IC liquid). The pH of the IC solution exceeded the measurement limit and could not be measured. This was passed through a 0.45 μm microfilter (manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) to remove impurities such as dust, and a transparent solution was obtained. Y shown in FIG. 18- (a) made of glass having channel width A: 100 μm, channel width B: 100 μm, channel width C: 100 μm, channel length F: 12 cm, channel depth H: 40 μm In a reaction apparatus having a letter-shaped channel, two Teflon (registered trademark) tubes are connected to an inlet 1011 and an inlet 1012 using connectors, and syringes each containing only IC solution and distilled water are respectively connected to the inlets 1011 and 1012. Connected and set to pump.

排出口1014にもコネクタを用いてテフロン(登録商標)チューブを接続した。IC液を20μL/min、蒸留水を20μL/minの送液速度にて送り出すと流路内は層流(レイノルズ数;約8.5)となり、2,9−ジメチルキナクリドンの分散液が得られたのでこれをチューブの先端より捕集した。この分散液のpHは13.93であった。これを動的光散乱粒径測定装置を用いて測定したところ、モード径は50nmであった。   A Teflon (registered trademark) tube was also connected to the discharge port 1014 using a connector. When the IC solution is sent out at a feed rate of 20 μL / min and distilled water is sent out at a rate of 20 μL / min, the inside of the channel becomes a laminar flow (Reynolds number: about 8.5), and a dispersion of 2,9-dimethylquinacridone is obtained. This was collected from the tip of the tube. The pH of this dispersion was 13.93. When this was measured using a dynamic light scattering particle size measuring apparatus, the mode diameter was 50 nm.

(実施例4)
流路直径D;200μm、流路直径E;620μm、流路長G;10cmを有する図19(a)記載の円筒流路を有する反応装置を用い、テフロン(登録商標)チューブ2本をコネクタを用いて導入口1021、および導入口1022に接続し、その先にそれぞれ実施例1と2にて調製したIB液とIIA液を入れたシリンジを繋ぎ、ポンプにセットした。IB液を1.0mL/h、IIA液を30.0mL/hの送液速度にて送り出すと流路内は層流(レイノルズ数;約17.7)となり、2,9−ジメチルキナクリドンの分散液が得られたのでこれを排出口24より捕集した。この分散液のpHは10.44であった。これを動的光散乱粒径測定装置を用いて測定したところ、モード径94nm、算術標準偏差77nmであり分布幅が非常に小さいことがわかった。
Example 4
Using a reactor having a cylindrical flow path as shown in FIG. 19 (a) having a flow path diameter D: 200 μm, a flow path diameter E: 620 μm, a flow path length G: 10 cm, two Teflon (registered trademark) tubes are connected to the connector. It was connected to the inlet port 1021 and the inlet port 1022, and the syringes containing the IB liquid and IIA liquid prepared in Examples 1 and 2 were connected to each other, and set in the pump. When the IB liquid is sent at a liquid feeding speed of 1.0 mL / h and the IIA liquid is sent at a liquid feeding speed of 30.0 mL / h, the inside of the flow path becomes a laminar flow (Reynolds number: about 17.7), and dispersion of 2,9-dimethylquinacridone Since a liquid was obtained, it was collected from the outlet 24. The pH of this dispersion was 10.44. When this was measured using a dynamic light scattering particle size measuring apparatus, it was found that the mode diameter was 94 nm, the arithmetic standard deviation was 77 nm, and the distribution width was very small.

(参考例1)
2,9−ジメチルキナクリドン0.01gをジメチルスルホキシド10mL、0.8mol/L水酸化カリウム水溶液0.04mL、ポリビニルピロリドン(和光純薬(株)製、K30)0.05gに室温で混合した(ID液)。ID液のpHは12.74であった。このID液は懸濁していたが、0.45μmのミクロフィルター(富士写真フイルム(株)製)を通すことなく、そのまま使用した。流路幅A;100μm、流路幅B;100μm、流路幅C;100μm、流路長F;12cm、流路深さH;40μmを有する図18−(a)記載のガラス製Y字型流路を有する反応装置において、テフロン(登録商標)チューブ2本をコネクタを用いて導入口1011、および導入口1012に接続し、その先にそれぞれID液と実施例1で調製したIIA液を入れたシリンジを繋ぎ、ポンプにセットした。排出口1014にもコネクタを用いてテフロン(登録商標)チューブを接続した。ID液を20μL/min、IIA液を20μL/minの送液速度にて送り出したところ、これら二液が合流した時点で流路が閉塞してしまった。このことから、Y字型流路を有する反応装置を用いる本発明の方法においては、均一に溶けた溶液を用いることが重要であることがわかる。
(Reference Example 1)
0.01 g of 2,9-dimethylquinacridone was mixed with 10 mL of dimethyl sulfoxide, 0.04 mL of 0.8 mol / L potassium hydroxide aqueous solution and 0.05 g of polyvinylpyrrolidone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., K30) at room temperature (ID liquid). The pH of the ID solution was 12.74. Although this ID solution was suspended, it was used as it was without passing through a 0.45 μm microfilter (manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.). 18- (a) glass-made Y-shape having a flow path width A: 100 μm, a flow path width B: 100 μm, a flow path width C: 100 μm, a flow path length F: 12 cm, a flow path depth H: 40 μm In a reaction apparatus having a flow path, two Teflon (registered trademark) tubes are connected to an inlet 1011 and an inlet 1012 using connectors, and an ID solution and an IIA solution prepared in Example 1 are placed at the ends, respectively. The syringe was connected and set in the pump. A Teflon (registered trademark) tube was also connected to the discharge port 1014 using a connector. When the ID liquid was sent out at a liquid feed speed of 20 μL / min and the IIA liquid was sent out at a liquid feed speed of 20 μL / min, the flow path was blocked when these two liquids joined. This shows that it is important to use a uniformly dissolved solution in the method of the present invention using a reactor having a Y-shaped channel.

(参考例2)
流路直径D;200μm、流路直径E;620μm、流路長G;10cmを有する図19(a)記載の円筒流路を有する反応装置において、テフロン(登録商標)チューブ2本をコネクタを用いて導入口1021、および導入口1022に接続し、その先にそれぞれ参考例1にて調製したID液と実施例1で調製したIIA液を入れたシリンジを繋ぎ、ポンプにセットした。ID液を1.0mL/h、IIA液を30.0mL/hの送液速度にて送り出したところ、これら二液が合流した部分で流路が徐々に閉塞してしまった。このことから、円筒流路を有する反応装置を用いる本発明の方法においても均一に溶けた溶液を用いることが重要であることがわかる。
(Reference Example 2)
In the reaction apparatus having the cylindrical flow path shown in FIG. 19A having a flow path diameter D: 200 μm, a flow path diameter E: 620 μm, a flow path length G: 10 cm, two Teflon (registered trademark) tubes are used as connectors. Then, the syringe was connected to the inlet 1021 and the inlet 1022, and the syringes containing the ID solution prepared in Reference Example 1 and the IIA solution prepared in Example 1 were connected to each other and set in the pump. When the ID liquid was sent out at a liquid feeding speed of 1.0 mL / h and the IIA liquid was sent out at a liquid feeding speed of 30.0 mL / h, the flow path was gradually blocked at the portion where these two liquids joined. From this, it can be seen that it is important to use a uniformly dissolved solution in the method of the present invention using a reactor having a cylindrical flow path.

(実施例5)
流路幅I;100μm、流路幅J;100μm、流路幅K;100μm、流路幅L;100μm、流路幅M;100μm、流路長Q;2cm、流路深さS;40μmを有する図20−(a)記載のY字型流路を有する排出口で分離可能な反応装置において、テフロン(登録商標)チューブ2本をコネクタを用いて導入口1031、および導入口1032に接続し、その先に実施例3にて調製したIB液と実施例1で調製したIIA液をそれぞれ入れたシリンジを繋ぎ、ポンプにセットした。排出口1034、排出口1035にもコネクタを用いてテフロン(登録商標)チューブを接続した。IB液を10μL/min、IIA液を60μL/minの送液速度にて送り出すと流路(1033)内で2,9−ジメチルキナクリドンの分散液層が層流(レイノルズ数;約14.9)として得られ、流体分流点1033eにて分散液層は排出口1034へ、その他の液層は排出口1035へ分離する事ができた。これにより、濃度の高い分散液を得ることが可能になった。排出口1034から得たサンプルのpHは12.46、排出口1035から得られたサンプルのpHは11.74であった。
(Example 5)
Channel width I: 100 μm, Channel width J: 100 μm, Channel width K: 100 μm, Channel width L: 100 μm, Channel width M: 100 μm, Channel length Q: 2 cm, Channel depth S: 40 μm In the reactor that can be separated by the discharge port having the Y-shaped channel shown in FIG. 20- (a), two Teflon (registered trademark) tubes are connected to the inlet port 1031 and the inlet port 1032 using connectors. The syringe containing the IB solution prepared in Example 3 and the IIA solution prepared in Example 1 was connected to each other and set in a pump. Teflon (registered trademark) tubes were also connected to the discharge ports 1034 and 1035 using connectors. When the IB solution is sent at a rate of 10 μL / min and the IIA solution is sent at a rate of 60 μL / min, a dispersion layer of 2,9-dimethylquinacridone is laminar in the flow path (1033) (Reynolds number: about 14.9). As a result, the dispersion liquid layer could be separated into the discharge port 1034 and the other liquid layers could be separated into the discharge port 1035 at the fluid diversion point 1033e. This made it possible to obtain a highly concentrated dispersion. The pH of the sample obtained from the outlet 1034 was 12.46, and the pH of the sample obtained from the outlet 1035 was 11.74.

(実施例6)
流路直径N;100μm、流路直径P;300μm、流路直径O;100μm、流路長R;5cmを有する図21記載の円筒流路を有する排出口で分離可能な反応装置において、テフロン(登録商標)チューブ2本をコネクタを用いて導入口1041、および導入口1042に接続し、その先に実施例3にて調製したIC液と実施例1で調製したIIA液をそれぞれ入れたシリンジを繋ぎ、ポンプにセットした。排出口1044、排出口1045にもコネクタを用いてテフロン(登録商標)チューブを接続した。ID液を10μL/min、IIA液を30μL/minの送液速度にて送り出すと流路(反応流路1043c)内で2,9−ジメチルキナクリドンの分散液が円筒層流(レイノルズ数;約2.83)として得られ、流体分流点1043eにて分散液を含む円筒層流は排出口1045へ、その他の液は排出口1044へ分離する事ができた。これにより、円筒管マイクロリアクターを用いても濃度の高い分散液を得ることが可能であった。
(Example 6)
In a reactor that can be separated by a discharge port having a cylindrical channel as shown in FIG. 21 having a channel diameter N: 100 μm, a channel diameter P: 300 μm, a channel diameter O: 100 μm, a channel length R; Two registered tubes are connected to the inlet 1041 and the inlet 1042 using connectors, and syringes containing the IC solution prepared in Example 3 and the IIA solution prepared in Example 1 are respectively connected to the inlet 1041 and the inlet 1042. Connected and set to pump. Teflon (registered trademark) tubes were also connected to the discharge ports 1044 and 1045 using connectors. When the ID solution is sent out at a feed rate of 10 μL / min and the IIA solution is sent out at a rate of 30 μL / min, the dispersion of 2,9-dimethylquinacridone in the channel (reaction channel 1043c) becomes a cylindrical laminar flow (Reynolds number: about 2). .83), the cylindrical laminar flow containing the dispersion at the fluid diversion point 1043e could be separated into the discharge port 1045, and the other liquids could be separated into the discharge port 1044. As a result, it was possible to obtain a highly concentrated dispersion using a cylindrical tube microreactor.

(比較例4)
請求項13に係る発明の比較例
実施例2のIB液から、ポリビニルピロリドン(和光純薬(株)製、K30)、及びN−オレオイル−N−メチルタウリンナトリウム塩を除いたIE液および蒸留水をそれぞれ1.0mL/h及び6.0mL/hで送液し、実施例2で使用した反応装置において、テフロン(登録商標)製Y字コネクター、テフロン(登録商標)チューブなどの装置は変えないで実験を行った。得られた分散液を動的光散乱粒径測定装置を用いて測定したところ、モード径2.80μm、算術標準偏差0.89μmであり粒径・算術標準偏差とも非常に大きくなった。本結果は、本発明において分散剤はナノサイズの微粒子を得るのに重要であることを示す。
(Comparative Example 4)
Comparative Example of Invention According to Claim 13 IE solution obtained by removing polyvinylpyrrolidone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., K30) and N-oleoyl-N-methyltaurine sodium salt from the IB solution of Example 2 and distillation Water was fed at 1.0 mL / h and 6.0 mL / h, respectively, and in the reactor used in Example 2, devices such as Teflon (registered trademark) Y-shaped connector and Teflon (registered trademark) tube were changed. The experiment was conducted without. When the obtained dispersion was measured using a dynamic light scattering particle size measuring apparatus, the mode diameter was 2.80 μm and the arithmetic standard deviation was 0.89 μm, and both the particle size and the arithmetic standard deviation were very large. This result shows that the dispersant is important for obtaining nano-sized fine particles in the present invention.

(実施例7)
ピグメントイエロー93、1.0gをジメチルスルホキシド10.0g、5mol/L水酸化ナトリウム水溶液1.3mL、分散剤ポリビニルピロリドン(和光純薬(株)製、K30)0.5gに室温で溶解した(IF液)。一方、分散剤N−オレオイル−N−メチルタウリンナトリウム塩0.5gと蒸留水60mLを混合した(IIB液)。これらを0.45μmのミクロフィルター(富士写真フイルム(株)製)を通すことでごみ等の不純物を除いた。次に、以下に説明する反応装置を用い下記の手順で反応を行った。等価直径500μmを有するテフロン(登録商標)製Y字コネクターの二つの入り口に長さ50cm、等価直径1mmのテフロン(登録商標)チューブ2本をコネクタを用いて接続し、その先にそれぞれIF液とIIB液を入れたシリンジを繋ぎ、ポンプにセットした。出口には長さ1m、等価直径500μmを有するテフロン(登録商標)チューブをコネクタを用いて接続した。IF液を1mL/h、IIB液を6mL/hの送液速度にて送り出し、流路内でピグメントイエロー93の分散液層が層流(レイノルズ数;約4.9)として得られた。これをチューブの先端より捕集した。これを本発明の試料3とした。このときのモード径は133nmで算術標準偏差は69nmであった。
(Example 7)
Pigment Yellow 93 (1.0 g) was dissolved at room temperature in 10.0 g of dimethyl sulfoxide, 1.3 mL of a 5 mol / L sodium hydroxide aqueous solution, and 0.5 g of a dispersant polyvinylpyrrolidone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., K30) (IF liquid). On the other hand, 0.5 g of dispersing agent N-oleoyl-N-methyltaurine sodium salt and 60 mL of distilled water were mixed (IIB solution). Impurities such as dust were removed by passing these through a 0.45 μm microfilter (Fuji Photo Film Co., Ltd.). Next, the reaction was performed according to the following procedure using the reaction apparatus described below. Two Teflon (registered trademark) tubes with a length of 50 cm and an equivalent diameter of 1 mm are connected to the two inlets of a Teflon (registered trademark) Y-shaped connector having an equivalent diameter of 500 μm using a connector, respectively, The syringe containing the IIB solution was connected and set in the pump. A Teflon (registered trademark) tube having a length of 1 m and an equivalent diameter of 500 μm was connected to the outlet using a connector. The IF liquid was sent out at 1 ml / h and the IIB liquid was sent out at a feeding speed of 6 mL / h, and a dispersion layer of Pigment Yellow 93 was obtained as a laminar flow (Reynolds number: about 4.9) in the flow path. This was collected from the tip of the tube. This was designated as Sample 3 of the present invention. At this time, the mode diameter was 133 nm and the arithmetic standard deviation was 69 nm.

(比較例5)
次にIIB液6mL中に撹拌子を用いて撹拌しながら、室温でIF液を添加するとピグメントイエロー93の分散液が得られた。これを比較試料4とした。試料3と比較試料4の顔料粒径を動的光散乱粒径測定装置を用いて比較したところ、比較試料4のモード径は189nmで算術標準偏差は98nmであり、試料3の分散液の粒径は、比較試料4のそれより小さく分布幅が小さいことがわかった。
(Comparative Example 5)
Next, when the IF solution was added to 6 mL of the IIB solution using a stirrer at room temperature, a dispersion of Pigment Yellow 93 was obtained. This was designated as Comparative Sample 4. When the pigment particle diameters of Sample 3 and Comparative Sample 4 were compared using a dynamic light scattering particle size measuring device, the mode diameter of Comparative Sample 4 was 189 nm and the arithmetic standard deviation was 98 nm. It was found that the diameter was smaller than that of the comparative sample 4 and the distribution width was small.

(実施例8)
実施例4において、IB液中の2,9−ジメチルキナクリドンを等モル量のピグメントイエロー93に変えて、その他条件は変えずに顔料分散液を得た。透過型電子顕微鏡(TEM)で観察したところ、一次粒子の粒径が平均12nmの丸みを帯びた粒子形状を有していた。
(Example 8)
In Example 4, 2,9-dimethylquinacridone in the IB liquid was changed to an equimolar amount of Pigment Yellow 93, and a pigment dispersion was obtained without changing other conditions. When observed with a transmission electron microscope (TEM), the primary particles had a rounded particle shape with an average particle size of 12 nm.

(実施例9)
実施例4において、IB液中の2,9−ジメチルキナクリドンを等モル量のピグメントレッド254に変えて、その他の条件は変えずに顔料分散液を得た。透過型電子顕微鏡(TEM)で観察したところ、一次粒子の粒径が平均9nmのやはり丸みを帯びた粒子形状を有していた。
Example 9
In Example 4, 2,9-dimethylquinacridone in the IB liquid was changed to an equimolar amount of Pigment Red 254, and a pigment dispersion liquid was obtained without changing other conditions. When observed with a transmission electron microscope (TEM), the primary particles had a rounded particle shape with an average particle size of 9 nm.

(実施例10)
ピグメントブルー15(東京化成工業製)1.2gを95%硫酸10mLに室温で溶解しIG液を調製した。ポリビニルピロリドン(和光純薬(株)製、K30)6.0g、N−オレオイル−N−メチルタウリンナトリウム塩6.0gと蒸留水240mLを混合しIIC液を調製した。これらを0.45μmのミクロフィルターを通すことでごみ等の不純物を除き、それぞれ透明な溶液を得た。実施例4で用いたIB液をIG液に、IIA液をIIC液に変えた以外は実施例4と同じ条件で分散液を調製した。透過型電子顕微鏡(TEM)で観察したところ、一次粒子の平均粒径が15nmの丸みを帯びた粒子形状を有していた。
(Example 10)
IG solution was prepared by dissolving 1.2 g of Pigment Blue 15 (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) in 10 mL of 95% sulfuric acid at room temperature. A IIC solution was prepared by mixing 6.0 g of polyvinylpyrrolidone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., K30), 6.0 g of N-oleoyl-N-methyltaurine sodium salt and 240 mL of distilled water. These were passed through a 0.45 μm microfilter to remove impurities such as dust, and transparent solutions were obtained. A dispersion was prepared under the same conditions as in Example 4 except that the IB liquid used in Example 4 was changed to the IG liquid and the IIA liquid was changed to the IIC liquid. When observed with a transmission electron microscope (TEM), the average particle diameter of the primary particles had a rounded particle shape of 15 nm.

(実施例11)
酸化反応による2,9−ジメチルキナクリドンの合成
2,9−ジメチル−6,13−ジヒドロキナクリドン、2.0gに5mol/L水酸化ナトリウム水溶液 10.0mL、ポリエチレングリコール400を18g加えて室温下撹拌した。得られた深緑色の溶液を溶液Aとした。溶液Aをシリンジポンプを用いて、3.0mL/hで送液した。また、溶液Bとして30質量%過酸化水素水をシリンジポンプを用いて、0.5mL/hの速度で送液した。これらAおよびB液はIMM社製マイクロミキサー(流路幅45μm、深さ200μm)に接続され、内部のマイクロ空間にて混合され、出口より鮮やかなマゼンタ色の分散液の生成を確認した。分析したところ、純度96%以上の2,9−ジメチルキナクリドンが生成していた。
(Example 11)
Synthesis of 2,9-dimethylquinacridone by oxidation reaction 2,9-dimethyl-6,13-dihydroquinacridone, 2.0 g of 5 mol / L aqueous sodium hydroxide solution 10.0 mL and polyethylene glycol 400 18 g were added and stirred at room temperature. . The resulting dark green solution was designated as Solution A. Solution A was fed at 3.0 mL / h using a syringe pump. Moreover, 30 mass% hydrogen peroxide solution was sent as the solution B at a rate of 0.5 mL / h using a syringe pump. These A and B liquids were connected to an IMM micromixer (flow path width 45 μm, depth 200 μm), mixed in the internal microspace, and production of a bright magenta dispersion was confirmed from the outlet. As a result of analysis, 2,9-dimethylquinacridone having a purity of 96% or more was produced.

(比較例6)
2,9−ジメチル−6,13−ジヒドロキナクリドン 2.0gに5N水酸化ナトリウム水溶液 10.0mL、ポリエチレングリコール400を18g加えて室温下撹拌した。得られた深緑色の溶液に、30質量%過酸化水素を2.0mLを滴下し、60℃にて1時間撹拌し、室温まで冷却した。分析したところ、転化率は80%であり、顔料純度94%以上の2,9−ジメチルキナクリドンが生成していた。
(Comparative Example 6)
To 2.0 g of 2,9-dimethyl-6,13-dihydroquinacridone, 10.0 g of 5N sodium hydroxide aqueous solution and 18 g of polyethylene glycol 400 were added and stirred at room temperature. To the obtained dark green solution, 2.0 mL of 30% by mass hydrogen peroxide was dropped, stirred at 60 ° C. for 1 hour, and cooled to room temperature. As a result of analysis, the conversion was 80%, and 2,9-dimethylquinacridone having a pigment purity of 94% or more was produced.

(実施例12)
脱水縮合による2,9−ジメチルキナクリドンの合成2,5−ジ−(p−トルイジノ)−テレフタル酸 2.0g、p−トルエンスルホン酸0.1g、エチレングリコール15mL、ジメチルホルムアミド20mLを混合した溶液を調製した。フュースドシリカガラスキャピラリー(等価直径0.20mm、長さ4.0m)をリアクターとして用意し、その内、2.5mがオイルバス中を通過するよう固定した。オイルバスを150℃に加熱し、この溶液をシリンジポンプにて、速度1.1mL/h(滞留時間5分)にてリアクター内に送液した。キャピラリー出口より鮮やかなマゼンタ色を呈した顔料が得られた。
(Example 12)
Synthesis of 2,9-dimethylquinacridone by dehydration condensation A solution prepared by mixing 2.0 g of 2,5-di- (p-toluidino) -terephthalic acid, 0.1 g of p-toluenesulfonic acid, 15 mL of ethylene glycol and 20 mL of dimethylformamide Prepared. A fused silica glass capillary (equivalent diameter 0.20 mm, length 4.0 m) was prepared as a reactor, and 2.5 m was fixed so as to pass through the oil bath. The oil bath was heated to 150 ° C., and this solution was fed into the reactor with a syringe pump at a speed of 1.1 mL / h (residence time 5 minutes). A pigment having a bright magenta color was obtained from the capillary outlet.

(比較例7)
2,5−ジ−(p−トルイジノ)−テレフタル酸 2.0g、p−トルエンスルホン酸0.1g、エチレングリコール15mL、ジメチルホルムアミド20mLを混合した溶液を調製した。50mLフラスコにてオイルバスを150℃に加熱し、30分間撹拌した。生成した顔料は、分析したところ原料が僅かに残存していた。
(Comparative Example 7)
A solution was prepared by mixing 2.0 g of 2,5-di- (p-toluidino) -terephthalic acid, 0.1 g of p-toluenesulfonic acid, 15 mL of ethylene glycol, and 20 mL of dimethylformamide. The oil bath was heated to 150 ° C. in a 50 mL flask and stirred for 30 minutes. The produced pigment was analyzed, and a little raw material remained.

(実施例13)
アミド化反応によるC.I.ピグメントイエロー93の製造
(Example 13)
Production of CI Pigment Yellow 93 by amidation reaction

Figure 2006272962
Figure 2006272962

フェニルエステル誘導体(A)0.3gと3−クロロ−2−メチルアニリン0.1gをジメチルホルムアミド20mLに溶解した。マイクロリアクターとしてフューズド・シリカ・ガラス・キャピラリー(等価直径0.53mm、長さ1.5m)を用意し、その内、1.0mがオイルバス中を通過するよう固定した。オイルバスを150℃に加熱し、この溶液をシリンジポンプにて、速度2.2mL/h(滞留時間6分)にてリアクター内に送液した。キャピラリー出口より出てきた顔料は鮮やかなイエローを呈しており、分析したところ、純度は95%以上であった。    0.3 g of phenyl ester derivative (A) and 0.1 g of 3-chloro-2-methylaniline were dissolved in 20 mL of dimethylformamide. A fused silica glass capillary (equivalent diameter 0.53 mm, length 1.5 m) was prepared as a microreactor, and 1.0 m of the capillary was fixed so as to pass through the oil bath. The oil bath was heated to 150 ° C., and this solution was fed into the reactor with a syringe pump at a rate of 2.2 mL / h (residence time 6 minutes). The pigment that emerged from the capillary outlet had a bright yellow color, and as a result of analysis, the purity was 95% or more.

(比較例8)
フェニルエステル誘導体(A)0.3gと3−クロロ−2−メチルアニリン0.1gをジメチルホルムアミド20mLに溶解した。50mLフラスコにてオイルバスを150℃に加熱し、1時間撹拌した。生成した顔料は、分析したところ、転化率は65%であり、顔料純度は93%以下で、ややくすんだイエロー色であった。
(Comparative Example 8)
0.3 g of phenyl ester derivative (A) and 0.1 g of 3-chloro-2-methylaniline were dissolved in 20 mL of dimethylformamide. The oil bath was heated to 150 ° C. in a 50 mL flask and stirred for 1 hour. Analysis of the resulting pigment revealed that the conversion was 65%, the pigment purity was 93% or less, and a slightly dull yellow color.

(実施例14)
アミド化反応によるC.I.ピグメントレッド214の製造
(Example 14)
Production of CI Pigment Red 214 by amidation reaction

Figure 2006272962
Figure 2006272962

フェニルエステル誘導体(B)1.0gと2,5−ジクロロ−1,4−フェニレンジア
ミン0.2gをジメチルスルホキシド50mLに溶解した。マイクロリアクターとしてヒューズド・シリカ・ガラス・キャピラリー(等価直径0.53mm、長さ1.5m)を用意し、その内、1.0mがオイルバス中を通過するよう固定した。オイルバスを150℃に加熱し、この溶液をシリンジポンプにて、速度3.3mL/h(滞留時間4分)にてリアクター内に送液した。キャピラリー出口より出てきた顔料は鮮やかな赤色を呈しており、分析したところ、純度は96%以上であった。
1.0 g of phenyl ester derivative (B) and 0.2 g of 2,5-dichloro-1,4-phenylenediamine were dissolved in 50 mL of dimethyl sulfoxide. A fused silica glass capillary (equivalent diameter 0.53 mm, length 1.5 m) was prepared as a microreactor, and 1.0 m was fixed so as to pass through the oil bath. The oil bath was heated to 150 ° C., and this solution was fed into the reactor with a syringe pump at a speed of 3.3 mL / h (residence time 4 minutes). The pigment coming out from the capillary outlet had a bright red color, and as a result of analysis, the purity was 96% or more.

フタロシアニン顔料(ピグメントブルー16)の微粒子合成
(実施例15)
フタロシアニンジナトリウム塩(東京化成品)2.5g(0.45ml)をジメチルスルホキシド(DMSO)に溶解して50mlに調製した深緑色溶液を0.5μmのテフロン(PTFE)製ミクロフィルター(アドバンテック社製)で濾過し、IG液とした。次にポリビニルピロリドン(PVP。和光純薬(株)製K−90。平均分子量360,000)0.5gをDMSOに溶解して50mlに調製した無色透明溶液を0.5μmのテフロン(PTFE)製ミクロフィルター(アドバンテック社製)で濾過し、IH液とした。更にN−オレオイル−N−メチルタウリンナトリウム塩0.5g(1.17mmol)を蒸留水に溶解して50mlに調製した無色透明溶液を水系溶媒用の0.45μmのセルロースエステル製ミクロフィルター(ザルトリウス社製)で濾過し、IID液とした。
Synthesis of fine particles of phthalocyanine pigment (Pigment Blue 16) (Example 15)
A dark green solution prepared by dissolving 2.5 g (0.45 ml) of phthalocyanine disodium salt (Tokyo Chemicals) in dimethyl sulfoxide (DMSO) to 50 ml is a 0.5 μm Teflon (PTFE) microfilter (manufactured by Advantech) ) To obtain an IG solution. Next, a colorless transparent solution prepared by dissolving 0.5 g of polyvinyl pyrrolidone (PVP, K-90 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., average molecular weight 360,000) in DMSO to 50 ml was prepared from 0.5 μm Teflon (PTFE). The solution was filtered with a microfilter (manufactured by Advantech) to obtain an IH solution. Further, a colorless transparent solution prepared by dissolving 0.5 g (1.17 mmol) of N-oleoyl-N-methyltaurine sodium salt in distilled water to 50 ml was used as a 0.45 μm cellulose ester microfilter (Sartorius) for aqueous solvents. To make an IID solution.

流路直径D;100μm、流路直径E;400μm、流路長G;20cmを有する図20(a)記載の円筒流路を有する反応装置において、流路長Gの部分を5℃に冷却できるように冷媒を循環できるジャケットを装着した。そしてテフロンチューブ2本をコネクタにより導入口1021、および導入口1022に接続した。導入口1021に上記IG液とIH液を1:2(体積比)に混合した液を入れたシリンジを繋ぎ、シリンジポンプにセットした。導入口1022にIID液を入れたシリンジを繋ぎ、シリンジポンプにセットした。導入口1021から1.0mL/h、導入口1022からを10.0mL/hの送液速度にて送り出すと5℃に冷却した流路内は層流(レイノルズ数;約9.8)となり、フタロシアニンの分散液が得られたのでこれを排出口1024より捕集した。これを動的光散乱粒径測定装置を用いて測定したところ、モード径17.4nm、算術標準偏差8.6nmであり、粒径が小さく分布幅が非常に小さい分散液を得ることができた。   In the reaction apparatus having the cylindrical flow channel shown in FIG. 20A having a flow channel diameter D: 100 μm, a flow channel diameter E: 400 μm, a flow channel length G: 20 cm, the portion of the flow channel length G can be cooled to 5 ° C. A jacket that can circulate the refrigerant was installed. Two Teflon tubes were connected to the inlet 1021 and the inlet 1022 by connectors. A syringe containing a liquid obtained by mixing the IG liquid and the IH liquid in a ratio of 1: 2 (volume ratio) was connected to the introduction port 1021 and set in a syringe pump. A syringe containing the IID solution was connected to the inlet 1022 and set in a syringe pump. When the liquid was fed from the inlet 1021 at 1.0 mL / h and the inlet 1022 at a liquid feeding speed of 10.0 mL / h, the flow path cooled to 5 ° C. became laminar (Reynolds number: about 9.8). A dispersion of phthalocyanine was obtained and collected from the outlet 1024. When this was measured using a dynamic light scattering particle size measuring apparatus, a dispersion having a mode diameter of 17.4 nm and an arithmetic standard deviation of 8.6 nm and a small particle size and a very small distribution width could be obtained. .

本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図1 is an overall configuration diagram of an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図FIG. 1 is a plan view of a main part around a printing unit of the ink jet recording apparatus shown in FIG. 印字ヘッドの構造例を示す平面透視図Plane perspective view showing structural example of print head 図3(a) の要部拡大図Enlarged view of the main part of Fig. 3 (a) 印字ヘッドの他の構造例を示す平面透視図Plane perspective view showing another structural example of the print head 図3(b) 中の4−4線に沿う断面図Sectional view along line 4-4 in Fig. 3 (b) 図1に示したインクジェット記録装置のインク供給部のブロック図Block diagram of the ink supply unit of the ink jet recording apparatus shown in FIG. 図1に示したインクジェット記録装置のシステム構成図System configuration diagram of the ink jet recording apparatus shown in FIG. 本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の打滴制御を説明する図The figure explaining the droplet ejection control of the inkjet recording device which concerns on embodiment of this invention 図7中の8−8線に沿う断面図Sectional drawing which follows the 8-8 line in FIG. 図7に示した打滴制御の要部を説明する図The figure explaining the principal part of droplet ejection control shown in FIG. 図9の断面図Cross section of FIG. 図7に示した打滴制御の結果を説明する図The figure explaining the result of droplet ejection control shown in FIG. 図11の断面図Sectional view of FIG. 本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の打滴制御部のブロック図1 is a block diagram of a droplet ejection control unit of an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention. 着弾後の経過時間とインク滴の直径との関係を示したグラフGraph showing the relationship between the elapsed time after landing and the diameter of the ink droplet 図14に示したグラフの変形例Modification of the graph shown in FIG. 主走査方向と副走査方向との打滴インターバルを説明する図The figure explaining the droplet ejection interval of a main scanning direction and a subscanning direction 本発明に係るインクジェット記録装置の打滴制御の流れを示したフローチャート6 is a flowchart showing a flow of droplet ejection control of the ink jet recording apparatus according to the present invention. (a)は片側にY字型流路を有する反応装置の説明図であり、(b)は(a)のI−I線の断面図(A) is explanatory drawing of the reactor which has a Y-shaped channel on one side, (b) is sectional drawing of the II line | wire of (a) (a)は片側に挿通した流路を設けた円筒管型流路を有する反応装置の説明図であり、(b)は(a)のIIa−IIa線の断面図、(c)は(a)のIIb−IIb線の断面図(A) is explanatory drawing of the reactor which has the cylindrical tube type flow path which provided the flow path penetrated to one side, (b) is sectional drawing of the IIa-IIa line of (a), (c) is (a) ) IIb-IIb line cross section (a)は両側にY字型流路を有する反応装置の説明図であり、(b)は(a)のIII−III線の断面図(A) is explanatory drawing of the reactor which has a Y-shaped channel on both sides, (b) is sectional drawing of the III-III line of (a) 両側に挿通した流路を設けた円筒管型流路を有する反応装置の説明図Explanatory drawing of the reaction apparatus which has the cylindrical tube type flow path which provided the flow path penetrated on both sides

符号の説明Explanation of symbols

10…インクジェット記録装置、16…記録紙、50,50A,50B…印字ヘッド、51,51A,51B…ノズル、72…システムコントローラ、80…プリント制御部、100,110…インク滴、102,112,250,252,254,256…ドット、200…打滴制御部、212…不等式演算部、214…ドット径演算・記憶部、216…タイミング演算部、230…インク種類情報、232…用紙種類情報、D1a,D1b,D2a,D2b…ドット直径、δT…浸透時間、1010,1020,1030,1040…反応装置本体、1011,1012,1021,1022,1031,1032,1041,1042…導入口、1013,1033…流路、1013a,1013b,1023a,1023b,1033a,1033b,1043a,1043b…導入流路、1013c,1023c,1033c,1043c…反応流路、1013d,1023d,1033d,1043d…流体合流点、1033e,1043e…流体分流点、1033f,1033g,1043f,1043g…排出流路、1014,1024,1034,1035,1044,1045…排出口   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Inkjet recording device, 16 ... Recording paper, 50, 50A, 50B ... Print head, 51, 51A, 51B ... Nozzle, 72 ... System controller, 80 ... Print control part, 100, 110 ... Ink droplet, 102, 112, 250, 252, 254, 256 ... dots, 200 ... droplet ejection control unit, 212 ... inequality calculation unit, 214 ... dot diameter calculation / storage unit, 216 ... timing calculation unit, 230 ... ink type information, 232 ... paper type information, D1a, D1b, D2a, D2b ... dot diameter, δT ... penetration time, 1010,1020,1030,1040 ... reactor body, 1011,1012,1021,1022,1031,1032,1041,1042 ... inlet, 1013,1033 ... Flow path, 1013a, 1013b, 1023a, 1023b, 1033a, 103 3b, 1043a, 1043b ... Introduction channel, 1013c, 1023c, 1033c, 1043c ... Reaction channel, 1013d, 1023d, 1033d, 1043d ... Fluid junction point, 1033e, 1043e ... Fluid branch point, 1033f, 1033g, 1043f, 1043g ... Discharge flow path, 1014, 1024, 1034, 1035, 1044, 1045 ... discharge port

Claims (17)

被記録媒体に、アルカリ性または酸性の水性媒体に溶解した有機顔料の溶液を、流路中を層流として流通させ、その層流過程で溶液の水素イオン指数(pH)を変化させる工程によって生成された有機顔料微粒子を含む液滴を打滴する記録ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。   An organic pigment solution dissolved in an alkaline or acidic aqueous medium is circulated as a laminar flow in the flow path, and the hydrogen ion index (pH) of the solution is changed in the laminar flow process. An image forming apparatus comprising a recording head for ejecting droplets containing fine organic pigment particles. 被記録媒体に、アルカリ性または酸性の水性媒体に溶解した有機顔料の溶液を、流路中を層流として流通させ、その層流過程で溶液の水素イオン指数(pH)を変化させる工程によって生成された有機顔料微粒子を含む液滴を打滴する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドの打滴タイミングを制御する打滴制御手段と、前記被記録媒体と前記記録ヘッドとを前記被記録媒体と相対移動させる搬送手段と、を備えた画像形成装置であって、
前記被記録媒体に形成される第1のドットと前記第1のドットを形成する第1の液滴を打滴した後に前記第1のドットと重なるように形成される第2のドットとの間隔Pt 、前記第2のドットを形成する第2の液滴の前記被記録媒体着弾時における前記被記録媒体表面の直径D2a、前記第2の液滴が前記被記録媒体に着弾したときの前記被記録媒体表面における前記第1の液滴の直径D1bとするとき前記打滴制御手段は、
D1b<2×Pt −D2a
を満足する前記第1の液滴の直径D1bになるまでの液滴径変化時間を前記第1の液滴の打滴から前記第2の液滴の打滴までの打滴インターバルとして打滴タイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。
An organic pigment solution dissolved in an alkaline or acidic aqueous medium is circulated as a laminar flow in the flow path, and the hydrogen ion index (pH) of the solution is changed in the laminar flow process. A recording head for ejecting droplets containing fine organic pigment particles;
An image forming apparatus comprising: a droplet ejection control unit that controls a droplet ejection timing of the recording head; and a conveyance unit that moves the recording medium and the recording head relative to the recording medium.
The distance between the first dot formed on the recording medium and the second dot formed so as to overlap the first dot after the first droplet forming the first dot is deposited. Pt, the diameter D2a of the surface of the recording medium when the second droplet forming the second dot is landed on the recording medium, and the target when the second droplet has landed on the recording medium When the diameter D1b of the first droplet on the surface of the recording medium is set, the droplet ejection control means is
D1b <2 × Pt -D2a
The droplet ejection timing is defined by the droplet diameter change time until the diameter D1b of the first droplet satisfying the condition is reached as the droplet ejection interval from the droplet ejection of the first droplet to the droplet ejection of the second droplet. An image forming apparatus that controls the image forming apparatus.
前記第1のドットと第2のドットとの間隔Pt 及び、第2の液滴の前記被記録媒体着弾時における前記被記録媒体表面の直径D2aが次式、
D1b<2×Pt −D2a
を満足する前記第1の液滴の直径D1bを求める打滴条件算出手段と、
前記第1の液滴が前記被記録媒体へ着弾してから前記第1の液滴の直径がD1bになるまでの液滴径変化時間を求める液滴径変化時間算出手段と、
を備えたことを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
The distance Pt between the first dot and the second dot, and the diameter D2a of the surface of the recording medium when the second droplet lands are as follows:
D1b <2 × Pt -D2a
Droplet ejection condition calculating means for obtaining a diameter D1b of the first droplet satisfying
Droplet diameter change time calculating means for obtaining a droplet diameter change time from when the first droplet has landed on the recording medium until the diameter of the first droplet reaches D1b;
The image forming apparatus according to claim 2, further comprising:
1つの画像内に前記ドット間隔、前記第1ドットの直径、前記第2のドットの直径の組み合わせを複数有する混在パターンを形成する場合、前記液滴径変化時間を複数算出し、前記打滴制御手段は、算出された複数の前記液滴径変化時間の代表値を用いて当該画像の記録タイミングを制御することを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。   When a mixed pattern having a plurality of combinations of the dot interval, the first dot diameter, and the second dot diameter is formed in one image, a plurality of droplet diameter change times are calculated, and the droplet ejection control is performed. 4. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the means controls the recording timing of the image using the calculated representative values of the plurality of droplet diameter change times. 前記液滴径変化時間の代表値は、少なくとも前記液滴径変化時間算出手段において算出された複数の前記液滴径変化時間の最大値以上の値を含んでいることを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。   5. The representative value of the droplet diameter change time includes at least a value equal to or greater than a maximum value of the plurality of droplet diameter change times calculated by the droplet diameter change time calculating unit. The image forming apparatus described. 前記打滴制御手段は、1画像内は1つの打滴インターバルにより打滴タイミングを制御することを特徴とする請求項2乃至5のうち何れか1項に記載の画像形成装置。   6. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the droplet ejection control unit controls the droplet ejection timing by one droplet ejection interval in one image. 少なくとも液種類情報或いは、前記被記録媒体種類情報のうち何れか1つの情報が含まれる情報を提供する情報提供手段を備え、
前記液滴径変化時間算出手段は、前記情報提供手段によって提供される情報に基づいて前記液滴径変化時間を算出することを特徴とする請求項3乃至6のうち何れか1項に記載の画像形成装置。
Comprising information providing means for providing at least liquid type information or information including any one of the recording medium type information,
The said droplet diameter change time calculation means calculates the said droplet diameter change time based on the information provided by the said information provision means, The any one of Claims 3 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. Image forming apparatus.
前記液滴径変化時間算出手段は、前記搬送手段の相対搬送方向に略直交する方向のドッ
トピッチ及び前記搬送手段の相対搬送方向のドットピッチから、前記搬送手段の相対搬送方向に略直交する方向における第1の液滴径変化時間及び前記搬送手段の相対搬送方向における第2の液滴径変化時間を求め、
前記打滴制御手段は、前記第1の液滴径変化時間及び前記第2の液滴径変化時間をそれぞれ前記搬送手段の相対搬送方向に略直交する方向の打滴インターバル及び前記搬送手段の相対搬送方向である副走査方向の打滴インターバルとして、打滴タイミングを制御することを特徴とする請求項3乃至7のうち何れか1項に記載の画像形成装置。
The droplet diameter change time calculation means is a direction substantially orthogonal to the relative transport direction of the transport means from a dot pitch in a direction substantially orthogonal to the relative transport direction of the transport means and a dot pitch in the relative transport direction of the transport means. Determining a first droplet diameter change time and a second droplet diameter change time in the relative transport direction of the transport means,
The droplet ejection control means is configured to set the first droplet diameter change time and the second droplet diameter change time to a droplet ejection interval in a direction substantially orthogonal to a relative conveyance direction of the conveyance means and a relative relationship between the conveyance means, respectively. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the droplet ejection timing is controlled as a droplet ejection interval in the sub-scanning direction that is the transport direction.
前記記録ヘッドは、前記被記録媒体の全幅に対応する長さにわたって複数のノズルが配列されたラインヘッドであることを特徴とする請求項2乃至8のうち何れか1項に記載の画像形成装置。   9. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the recording head is a line head in which a plurality of nozzles are arranged over a length corresponding to the entire width of the recording medium. . 前記記録ヘッドは、前記搬送手段の相対搬送方向と略直交する方向に沿って形成されるドットのうち奇数番目のドットを形成する液滴を打滴するノズルを有する第1のノズル列と、偶数番目のドットを形成する液滴を打滴するノズルを有する第2のノズル列と、を有し、
前記搬送手段の相対搬送方向の打滴制御に応じて前記第1のノズル列と前記第2のノズル列との間隔を可変させる間隔可変手段を備えたことを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。
The recording head includes a first nozzle row having nozzles for ejecting droplets that form odd-numbered dots among dots formed along a direction substantially orthogonal to the relative transport direction of the transport unit; A second nozzle row having nozzles for ejecting droplets forming the second dots,
The image according to claim 9, further comprising an interval variable unit that varies an interval between the first nozzle row and the second nozzle row in accordance with droplet ejection control in the relative conveyance direction of the conveyance unit. Forming equipment.
前記記録ヘッドは、前記被記録媒体の全幅よりも短い長さにわたって複数の前記ノズルが配列され、前記ノズルの配列方向に沿って前記記録ヘッドと前記被記録媒体とを相対移動させる移動手段を備えたシリアルヘッドであることを特徴とする請求項2乃至8のうち何れか1項に記載の画像形成装置。   The recording head includes a moving unit in which a plurality of the nozzles are arranged over a length shorter than the entire width of the recording medium, and the recording head and the recording medium are relatively moved along the arrangement direction of the nozzles. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the image forming apparatus is a serial head. 前記記録ヘッドは、前記搬送手段の相対搬送方向と略直交する方向に沿って形成されるドットのうち奇数番目のドットを形成する液滴を打滴するノズルを有する第1のノズル列と、偶数番目のドットを形成する液滴を打滴するノズルを有する第2のノズル列と、を有し、
前記搬送手段の相対搬送方向と略直交する方向の打滴制御に応じて前記第1のノズル列と前記第2のノズル列との間隔を可変させる間隔可変手段を備えたことを特徴とする請求項11記載の画像形成装置。
The recording head includes a first nozzle row having nozzles for ejecting droplets that form odd-numbered dots among dots formed along a direction substantially orthogonal to the relative transport direction of the transport unit; A second nozzle row having nozzles for ejecting droplets forming the second dots,
An interval varying means is provided for varying the interval between the first nozzle row and the second nozzle row in accordance with droplet ejection control in a direction substantially orthogonal to the relative carrying direction of the carrying means. Item 12. The image forming apparatus according to Item 11.
前記有機顔料微粒子は少なくとも一つの分散剤を含有する有機顔料の溶液で生成されたことを特徴とする請求項1乃至12のうち何れか1項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 12, wherein the organic pigment fine particles are produced by a solution of an organic pigment containing at least one dispersant. 前記有機顔料微粒子はモード径が1μm以下であることを特徴とする請求項1乃至13のうち何れか1項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the organic pigment fine particles have a mode diameter of 1 μm or less. 前記有機顔料微粒子は前記有機顔料の溶液がアルカリ性であり、一般式(I)で表されるキナクリドン系顔料であることを特徴とする請求項1乃至14のうち何れか1項に記載の画像形成装置。
Figure 2006272962

(式中、XおよびYは、独立してフッ素原子、塩素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基及びCOORa基(ここでRaは、水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である)を表し、mおよびnは、独立して0、1または2を表す。)
The image formation according to any one of claims 1 to 14, wherein the organic pigment fine particles are quinacridone pigments represented by the general formula (I), wherein the solution of the organic pigment is alkaline. apparatus.
Figure 2006272962

(In the formula, X and Y are independently a fluorine atom, a chlorine atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and a COORa group (where Ra is a hydrogen atom or 1 carbon atom) And m and n independently represent 0, 1 or 2.)
前記記録ヘッドより打滴される液滴はアルカリ性であり、前記記録ヘッドのうちの少なくとも前記液滴の液が接触する部分の材質が耐アルカリ性の材質で形成されていることを特徴とする請求項1乃至15のうち何れか1項に記載の画像形成装置。   The droplets ejected from the recording head are alkaline, and at least a portion of the recording head that is in contact with the liquid of the droplets is formed of an alkali-resistant material. The image forming apparatus according to any one of 1 to 15. 被記録媒体に、アルカリ性または酸性の水性媒体に溶解した有機顔料の溶液を、流路中を層流として流通させ、その層流過程で溶液の水素イオン指数(pH)を変化させる工程によって生成された有機顔料微粒子を含む液滴を打滴する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドの打滴タイミングを制御する打滴制御手段と、前記被記録媒体と前記記録ヘッドとを前記被記録媒体と相対移動させる搬送手段と、を備えた画像形成装置による打滴制御方法であって、
前記被記録媒体に第1の液滴により第1のドットを形成する第1のドット形成工程と、
前記第1の液滴を打滴した後に、前記第1のドットと重なる第2のドットを形成する第2の液滴を打滴する第2のドット打滴工程と、
前記第2の液滴を打滴する際に、前記被記録媒体表面において前記第1の液滴と前記第2の液滴とが重ならないような前記第1の液滴の直径を求める打滴条件算出工程と、
前記第1の液滴の直径が前記被記録媒体に着弾したときの値から前記被記録媒体表面において前記第2の液滴とが重ならないような値になるまでの時間を求める液滴径変化時間算出工程と、を含むことを特徴とする打滴制御方法。
An organic pigment solution dissolved in an alkaline or acidic aqueous medium is circulated as a laminar flow in the flow path, and the hydrogen ion index (pH) of the solution is changed in the laminar flow process. A recording head for ejecting droplets containing fine organic pigment particles;
A droplet ejection control method by an image forming apparatus comprising: a droplet ejection control unit that controls ejection timing of the recording head; and a conveyance unit that moves the recording medium and the recording head relative to the recording medium. There,
A first dot forming step of forming a first dot with a first droplet on the recording medium;
A second dot depositing step of depositing a second droplet that forms a second dot that overlaps the first dot after depositing the first droplet;
When the second droplet is ejected, a droplet ejection for determining the diameter of the first droplet so that the first droplet and the second droplet do not overlap on the surface of the recording medium. A condition calculation step;
Droplet diameter change for obtaining a time from a value when the diameter of the first droplet lands on the recording medium to a value that does not overlap the second droplet on the surface of the recording medium A droplet ejection control method comprising: a time calculation step.
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