JP2006281775A - Liquid droplet ejecting head and image forming apparatus - Google Patents

Liquid droplet ejecting head and image forming apparatus Download PDF

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Naoki Kusuki
直毅 楠木
Atsushi Yamanobe
淳 山野辺
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 prevent a striking interference of liquid droplets ejected to overlap each other on a recording medium. <P>SOLUTION: Nozzles are arranged so that at least a part of dots formed by striking the liquid droplets including organic pigment fine particles on the recording medium overlaps in a main scanning direction. First and second nozzles which strike the dots adjacent to each other in the main scanning direction on the recording medium, and a third nozzle adjacent in a sub scanning direction to the first nozzle are arranged so that a sub scanning directional distance between the first and second nozzles becomes at least an integral multiple of not smaller than 2 of a sub scanning directional distance between the first and third nozzles. Thus a striking time difference between the ejected liquid droplet from the first nozzle and the ejected liquid droplet from the second nozzle is made long, so that the striking interference of both ejected to overlap each other is prevented. At the same time, the nozzles are arranged so that a distance in the main scanning direction between the first and third nozzles becomes at least a distance of not smaller than the maximum dot diameter of the liquid droplet ejected to the recording medium from the first nozzle. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、液滴吐出ヘッド及び画像形成装置に係り、特に有機顔料インクを液滴として吐出するノズルを2次元マトリクス状に配列した液滴吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a droplet discharge head and an image forming apparatus, and more particularly to a droplet discharge head and an image forming apparatus in which nozzles that discharge organic pigment ink as droplets are arranged in a two-dimensional matrix.

従来より、画像形成装置として、多数のノズルを配列させたインクジェットヘッド(インク吐出ヘッド)を有するインクジェット記録装置(インクジェットプリンタ)が知られている。このインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドと記録媒体を相対的に移動させながら、ノズルからインクを液滴として吐出して、記録媒体上にドットを形成することにより、画像を形成するものである。   2. Description of the Related Art Conventionally, as an image forming apparatus, an ink jet recording apparatus (ink jet printer) having an ink jet head (ink discharge head) in which a large number of nozzles are arranged is known. This ink jet recording apparatus forms an image by ejecting ink as droplets from a nozzle while moving an ink jet head and a recording medium relatively to form dots on the recording medium.

このようなインクジェット記録装置におけるインク吐出方法として、従来から様々な方法が知られている。例えば、圧電素子(圧電アクチュエータ)の変形によって圧力室(インク室)の一部を構成する振動板を変形させて、圧力室の容積を変化させ、圧力室の容積増大時にインク供給路から圧力室内にインクを導入し、圧力室の容積減少時に圧力室内のインクをノズルから液滴として吐出する圧電方式や、インクを加熱して気泡を発生させ、この気泡が成長する際の膨張エネルギーでインクを吐出させるサーマルインクジェット方式などが知られている。   Conventionally, various methods are known as ink ejection methods in such an ink jet recording apparatus. For example, the diaphragm constituting a part of the pressure chamber (ink chamber) is deformed by deformation of the piezoelectric element (piezoelectric actuator) to change the volume of the pressure chamber, and when the volume of the pressure chamber is increased, Ink is introduced into the pressure chamber, and when the volume of the pressure chamber is reduced, the ink is ejected as droplets from the nozzle, or the ink is heated to generate bubbles and the expansion energy when the bubbles grow. A thermal ink jet method for discharging is known.

このようにインクジェット記録装置においては、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って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、高密度化して、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。   As described above, in the ink jet recording apparatus, one image is expressed by combining dots formed by the ink ejected from the nozzles. High image quality is achieved by reducing the size of these dots, increasing the density, and increasing the number of pixels per image.

例えば、図19に、ノズルを2次元マトリクス状に配列したインクジェットヘッドの例をその一部を拡大して示す。図19に示すインクジェットヘッド90は、インクジェットヘッド90に対して相対的に搬送される図示を省略した記録媒体に対してノズル91(91a、91b、91c)からインクを吐出して画像を記録するものである。インクジェットヘッド90は、記録媒体の搬送方向(副走査方向)と垂直な記録媒体の幅方向(主走査方向)にその長手方向を一致させて配置される。   For example, FIG. 19 shows an enlarged example of an ink jet head in which nozzles are arranged in a two-dimensional matrix. An inkjet head 90 shown in FIG. 19 records an image by ejecting ink from nozzles 91 (91a, 91b, 91c) onto a recording medium (not shown) that is conveyed relative to the inkjet head 90. It is. The inkjet head 90 is arranged with its longitudinal direction aligned with the width direction (main scanning direction) of the recording medium perpendicular to the conveyance direction (sub-scanning direction) of the recording medium.

インクジェットヘッド90の各ノズル91にはそれぞれ圧力室92が対応している。図19に示すように、ノズル91は主走査方向及び副走査方向にそれぞれ配置され、2次元マトリクス状に配列されている。このとき、副走査方向のノズル91の配列方向は、完全に副走査方向(主走査方向と垂直)と一致しているのではなく、副走査方向から斜めに少しずれて配列されている。例えば、ノズル91aとノズル91bのように副走査方向に隣接したノズル間の主走査方向の距離Pmは、ノズル91aに対し主走査方向に隣接したノズル91cとの距離L1(略圧力室92の大きさに等しい)よりもはるかに小さくすることができる。   A pressure chamber 92 corresponds to each nozzle 91 of the inkjet head 90. As shown in FIG. 19, the nozzles 91 are arranged in the main scanning direction and the sub-scanning direction, respectively, and are arranged in a two-dimensional matrix. At this time, the arrangement direction of the nozzles 91 in the sub-scanning direction is not completely coincident with the sub-scanning direction (perpendicular to the main scanning direction), but is arranged slightly offset from the sub-scanning direction. For example, the distance Pm in the main scanning direction between the nozzles adjacent to each other in the sub-scanning direction such as the nozzle 91a and the nozzle 91b is the distance L1 between the nozzle 91a adjacent to the nozzle 91a in the main scanning direction (substantially the size of the pressure chamber 92). Can be much smaller).

このようにノズル91を副走査方向に斜めにずらして配列したことにより、例えばノズル91aから記録媒体にインクを吐出してドット93aを形成した後、記録媒体を副走査方向に圧力室92の大きさL2分だけ搬送してノズル91bから記録媒体に向けてインクを吐出するとノズル91aによって先に形成されたドット93aの主走査方向のすぐ横にドット93bとして形成される。このドット間の距離(中心間距離)は上で述べた副走査方向に隣接したノズル(91a及び91b)間の主走査方向の距離Pmに等しい。このように、ノズル91をマトリクス状に、しかも斜めにずらして配列することにより、ノズル(同じことであるがそのノズルによって形成されるドット)を高密度化することができる。   By arranging the nozzles 91 so as to be obliquely shifted in the sub-scanning direction as described above, for example, after ejecting ink from the nozzles 91a to the recording medium to form the dots 93a, the recording medium is moved to the size of the pressure chamber 92 in the sub-scanning direction. When the ink is ejected from the nozzle 91b toward the recording medium after being conveyed by the length L2, it is formed as a dot 93b immediately next to the main scanning direction of the dot 93a previously formed by the nozzle 91a. The distance between the dots (center-to-center distance) is equal to the distance Pm in the main scanning direction between the nozzles (91a and 91b) adjacent to each other in the sub-scanning direction described above. Thus, by arranging the nozzles 91 in a matrix and obliquely shifted, the nozzles (the same thing, but dots formed by the nozzles) can be densified.

例えば、特許文献1には、このようにノズルをn行m列の2次元マトリクス状に配列して、各個別電極への接続を低減して高密度化を図るようにしたものが記載されている。   For example, Patent Document 1 describes an arrangement in which nozzles are arranged in a two-dimensional matrix of n rows and m columns in this way to reduce the connection to each individual electrode and increase the density. Yes.

また、ライン型インクジェットヘッドにおいて、複数のインクノズルが1列に配列された各ヘッドチップを同一基板上にライン配列方向に対してある角度をなす傾斜状態で2列千鳥状に配列するようにしたものが知られている(例えば、特許文献2等参照)。   In the line-type inkjet head, the head chips in which a plurality of ink nozzles are arranged in a row are arranged on the same substrate in two rows in a staggered manner at an angle with respect to the line arrangement direction. (For example, see Patent Document 2).

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、紙への浸透性の低下及び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 the permeability to paper is reduced and an image with high saturation cannot be obtained.

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。
特表平9−507803号公報 特開2002−273878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, the solution in which the pigment is dissolved and the 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-T 9-507803 Publication JP 2002-273878 A 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、ノズルを高密度化するとラインヘッド型の高速インクジェット印刷においては、液滴同士の打滴間隔が非常に短いため、記録媒体上に吐出された液滴が記録媒体に定着する前に互いにくっついて重なり合い、凝集して一つの大きな液滴またはドット形状が崩れて記録媒体に浸透したり、滲みや混色が発生するいわゆる着弾干渉あるいは打滴干渉と呼ばれる現象が起きる場合があり、これにより品質劣化が引き起こされる。この液滴の結合が記録媒体の搬送方向である副走査方向だけでなく、これと直交する主走査方向でも発生し、2次元的にこのような液滴の結合が起こった場合には特に大きな画像劣化となる。 更に、前述した図19に示すような従来のインクジェットヘッドにおいては、各ノズルを副走査方向に単純に斜めにずらして並べただけであるため、記録媒体上において主走査方向に隣接するインク液滴同士が記録媒体上に着弾した後、定着する前に互いに結合し、大きな液滴となって画質劣化が引き起こされるという問題がある。   That is, when the nozzle density is increased, in the line head type high-speed ink jet printing, the interval between droplets is very short, so that the droplets ejected onto the recording medium stick to each other before fixing on the recording medium. Overlapping and agglomerating, the shape of one large droplet or dot breaks down and penetrates into the recording medium. Is caused. This combination of droplets occurs not only in the sub-scanning direction, which is the conveyance direction of the recording medium, but also in the main scanning direction orthogonal thereto, and is particularly large when such droplet combination occurs two-dimensionally. Image degradation occurs. Further, in the conventional ink jet head as shown in FIG. 19 described above, the nozzles are simply arranged obliquely in the sub-scanning direction, so that ink droplets adjacent in the main scanning direction on the recording medium. There is a problem in that after landing on the recording medium, they are combined with each other before fixing, resulting in large droplets causing image quality degradation.

また、上記特許文献1に記載のものは、単にノズルを2次元マトリクス状に配列するというだけで、そのノズル配列のしかたについては特に言及がなく、前記従来のインクジェットヘッドと同様の問題がある。   In addition, the one described in Patent Document 1 simply arranges the nozzles in a two-dimensional matrix, and there is no particular reference to the nozzle arrangement, and there is a problem similar to that of the conventional inkjet head.

さらに、上記特許文献2に記載のものは、ライン型ヘッドにおける高密度化を目標としたものであり、着弾干渉を防止するためのドット径とノズルの配置の関係等については記載されていない。したがって、特許文献2に記載のようなノズル配置のライン型ヘッドで印刷した場合には、やはり図19に示したような従来の単純なマトリクスヘッドと同様に主走査方向の距離が隣接したノズルから吐出されるドット同士が記録媒体上で定着する前に結合、凝集し、画質劣化する虞があるという問題がある。   Further, the one described in Patent Document 2 is intended to increase the density in the line type head, and does not describe the relationship between the dot diameter and the nozzle arrangement for preventing landing interference. Therefore, when printing is performed with a line-type head having a nozzle arrangement as described in Patent Document 2, the distance in the main scanning direction is from adjacent nozzles as in the conventional simple matrix head as shown in FIG. There is a problem that the discharged dots may be combined and aggregated before being fixed on the recording medium, and image quality may be deteriorated.

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のできる液滴吐出ヘッド及び画像形成装置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. Therefore, it is an object of the present invention to provide a droplet discharge head and an image forming apparatus that can obtain a high-definition image with high saturation with pigment ink.

前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、記録媒体に、アルカリ性または酸性の水溶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であって、前記記録媒体が前記液滴吐出ヘッドに対して相対的に搬送される搬送方向と直交する主走査方向及び前記搬送方向である副走査方向に2次元的に、かつ前記ノズルから前記記録媒体上に打滴された少なくとも一部のドットが主走査方向に重なるように、前記ノズルが配列され、前記記録媒体上で主走査方向に隣接するドットを打滴する第1のノズルと第2のノズル及び第1のノズルと副走査方向に隣接する第3のノズルに対し、前記第1のノズルと第2のノズルとの間の副走査方向における距離が、少なくとも、前記第1のノズルと第3のノズルの副走査方向における距離の2以上の整数倍の距離となるように前記第1のノズルと第2のノズルを副走査方向に離して配置するとともに、前記第1のノズルと第3のノズルの間の主走査方向における距離が、少なくとも、前記第1のノズル及び前記第3のノズルから前記記録媒体に吐出される液滴によって形成される最大ドット径以上の距離となるように前記第1のノズルと第3のノズルを主走査方向に離して配置したことを特徴とする液滴吐出ヘッドを提供する。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to a recording medium in which a solution of an organic pigment dissolved in an alkaline or acidic aqueous medium is circulated in a flow path as a laminar flow. Recording head for ejecting droplets containing organic pigment fine particles generated by the process of changing the hydrogen ion index (pH) of the solution, wherein the recording medium is conveyed relative to the droplet ejection head At least a portion of the dots that have been ejected onto the recording medium from the nozzle in a two-dimensional manner in the main scanning direction orthogonal to the transport direction and the sub-scanning direction that is the transport direction. The nozzles are arranged, and the first nozzle, the second nozzle, and the third nozzle that are adjacent to the first nozzle in the sub-scanning direction are ejected on the recording medium. Whereas The distance between the first nozzle and the second nozzle in the sub-scanning direction is at least an integer multiple of 2 or more of the distance between the first nozzle and the third nozzle in the sub-scanning direction. The first nozzle and the second nozzle are arranged apart from each other in the sub-scanning direction, and the distance between the first nozzle and the third nozzle in the main scanning direction is at least the first nozzle and the first nozzle. The first nozzle and the third nozzle are arranged apart from each other in the main scanning direction so that the distance is equal to or larger than the maximum dot diameter formed by droplets ejected from the three nozzles onto the recording medium. A droplet discharge head is provided.

また、請求項2に示すように、前記第1のノズルと第3のノズルとの間の主走査方向における距離が、少なくとも、前記第1のノズルと第2のノズルの間の主走査方向の距離の2以上の整数倍の距離であることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, the distance in the main scanning direction between the first nozzle and the third nozzle is at least in the main scanning direction between the first nozzle and the second nozzle. The distance is an integer multiple of 2 or more.

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、より粒径が揃った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 carried out 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 organic pigment fine particles having a more uniform particle diameter 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、彩度の高い高精細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, a high-definition image with high saturation can be obtained. 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.

さらに、上記のようにノズルを配置することにより、主走査方向に隣接する液滴ドット間での着弾干渉を確実に防止できる。   Furthermore, by arranging the nozzles as described above, it is possible to reliably prevent landing interference between adjacent droplet dots in the main scanning direction.

また、同様に前記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、記録媒体に、アルカリ性または酸性の水溶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であって、前記記録媒体が前記液滴吐出ヘッドに対して相対的に搬送される搬送方向と直交する主走査方向及び前記搬送方向である副走査方向に2次元的に、かつ前記ノズルから前記記録媒体上に打滴された少なくとも一部の液滴ドットが主走査方向に重なるように、前記ノズルが配列され、前記液滴吐出ヘッドにおけるノズル間の主走査方向における最小距離である主走査方向最小ノズル間距離をPmとし、主走査方向に1列に配列された複数個のノズル列をそれぞれ主走査方向にずらして副走査方向に隣接させて並べ、任意のノズル列に対して主走査方向に所定距離だけずらしたノズル列が必ず存在するように配置して形成された複数個のノズルブロックのうち副走査方向に隣接するノズルブロックを、副走査方向に所定の間隔ずらすとともに、主走査方向に前記主走査方向最小ノズル間距離Pmだけずらして配置したことを特徴とする液滴吐出ヘッドを提供する。   Similarly, in order to achieve the above object, the invention according to claim 3 circulates a solution of an organic pigment dissolved in an alkaline or acidic aqueous medium as a laminar flow in a flow path on a recording medium, A recording head for ejecting droplets containing organic pigment fine particles generated by a process of changing the hydrogen ion index (pH) of a solution in the laminar flow process, wherein the recording medium is applied to the droplet ejection head At least some of the droplet dots ejected onto the recording medium in a two-dimensional manner in the main scanning direction orthogonal to the relatively transporting direction and the sub-scanning direction, which is the transport direction, are formed on the recording medium. The nozzles are arranged so as to overlap in the main scanning direction, and the minimum distance between the nozzles in the main scanning direction, which is the minimum distance in the main scanning direction between the nozzles in the droplet discharge head, is Pm, and is arranged in one row in the main scanning direction. A plurality of arranged nozzle rows are shifted in the main scanning direction and arranged adjacent to each other in the sub scanning direction, and arranged so that there is always a nozzle row shifted by a predetermined distance in the main scanning direction with respect to an arbitrary nozzle row. Among the plurality of nozzle blocks formed in this manner, the nozzle blocks adjacent in the sub-scanning direction are shifted by a predetermined interval in the sub-scanning direction and are shifted by the minimum inter-nozzle distance Pm in the main scanning direction in the main scanning direction. A droplet discharge head is provided.

また、請求項4に示すように、前記ノズル列を主走査方向にずらす前記所定距離を、前記主走査方向最小ノズル間距離Pm及び前記ノズルブロックの個数Nを用いて、N×Pmとなるように設定することが好ましい。   Further, according to a fourth aspect of the present invention, the predetermined distance for shifting the nozzle row in the main scanning direction is N × Pm using the minimum inter-nozzle distance Pm in the main scanning direction and the number N of the nozzle blocks. It is preferable to set to.

さらに、請求項5に示すように、前記ノズルブロック間の副走査方向の前記所定の間隔を、前記ノズル配列における副走査方向に隣接するノズル間の距離である副走査方向最小ノズル間距離Ps及び各ノズルブロックを構成する前記ノズル列の個数Mを用いて、M×Psとなるように設定することが好ましい。   Further, according to a fifth aspect of the present invention, the predetermined interval in the sub-scanning direction between the nozzle blocks is a distance between nozzles Ps in the sub-scanning direction that is a distance between nozzles adjacent in the sub-scanning direction in the nozzle array, and It is preferable to set M × Ps by using the number M of the nozzle rows constituting each nozzle block.

これによれば、副走査方向のノズル配列ピッチが統一されるのでノズル駆動制御を簡略化することができる。   According to this, since the nozzle arrangement pitch in the sub-scanning direction is unified, nozzle drive control can be simplified.

また、請求項6に示すように、前記記録媒体上で主走査方向に重なり合う液滴ドットを打滴する第1のノズルと第2のノズルをそれぞれ有する第1のノズルブロックと第2のノズルブロックとの間の副走査方向の前記所定の間隔に対して、少なくとも、前記第1のノズルから着弾された第1のドットが前記記録媒体に定着して前記記録媒体表面上での液滴径が小さくなり、前記第1のドットの着弾後に前記第2のノズルから着弾する第2のドットの前記記録媒体表面上での液滴と接触しない大きさになるまでの時間になるように前記記録媒体が相対的に搬送される搬送速度を少なくとも記録媒体の種類に応じて設定することを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, the first nozzle block and the second nozzle block each having a first nozzle and a second nozzle for ejecting droplet dots that overlap in the main scanning direction on the recording medium. At least the first dots landed from the first nozzle are fixed on the recording medium and the droplet diameter on the surface of the recording medium is smaller than the predetermined interval in the sub-scanning direction between The recording medium is timed until it becomes small and does not come into contact with a droplet on the recording medium surface of the second dot landing from the second nozzle after landing of the first dot. Is set in accordance with at least the type of the recording medium.

これによれば、インクの定着時間の記録媒体の依存性を考慮することで、種々の記録媒体に対して主走査方向のドットの着弾干渉を防止することが可能となり、高画質記録が得られる。   According to this, by taking into consideration the dependency of the ink fixing time on the recording medium, it becomes possible to prevent the landing interference of dots in the main scanning direction with respect to various recording media, and high-quality recording can be obtained. .

また、請求項7に示すように、前記ノズル配列を構成する任意のノズルから前記記録媒体上に打滴される液滴の最大ドット径をDmax とするとき、前記主走査方向最小ノズル間距離Pmに対し、Dmax ≦N×Pmとなるように前記ノズルブロックの個数Nを設定することを特徴とする。これによれば、副走査方向において隣接して配置されているノズルから、短時間差で着弾するドット間の着弾干渉を防止することができる。   According to a seventh aspect of the present invention, when the maximum dot diameter of droplets ejected onto the recording medium from any nozzle constituting the nozzle array is Dmax, the minimum inter-nozzle distance Pm in the main scanning direction On the other hand, the number N of nozzle blocks is set so that Dmax ≦ N × Pm. According to this, it is possible to prevent landing interference between dots that land with a short time difference from the nozzles arranged adjacently in the sub-scanning direction.

また、同様に前記目的を達成するために、請求項8に記載の発明は、記録媒体に、アルカリ性または酸性の水溶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であって、前記記録媒体が前記液滴吐出ヘッドに対して相対的に搬送される搬送方向と直交する主走査方向及び前記搬送方向である副走査方向に2次元的に、かつ前記ノズルから前記記録媒体上に打滴された少なくとも一部のドットが主走査方向に重なるように、前記ノズルが配列され、前記記録媒体上で主走査方向に隣接または重ねて打滴する第1のドットと第2のドットを打滴する第1のノズルと第2のノズルとの副走査方向の距離を、少なくとも前記第1のドットが前記記録媒体に着弾して定着して前記記録媒体表面上での液滴径が小さくなり、前記第1のドットの着弾後に打滴される前記第2のドットの前記記録媒体表面上での液滴と接触しない大きさになるまでの時間に前記記録媒体が相対的に搬送される距離以上となるように設定し、前記第1のノズルと副走査方向に隣接する第3のノズルとの主走査方向の距離が、少なくとも前記第1のノズル及び前記第3のノズルから前記記録媒体に打滴されて形成される最大ドット径以上の距離となるように前記第1のノズルと前記第3のノズルを配置することを特徴とする液滴吐出ヘッドを提供する。   Similarly, in order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 8 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 in a recording medium. A recording head for ejecting droplets containing organic pigment fine particles generated by a process of changing the hydrogen ion index (pH) of a solution in the laminar flow process, wherein the recording medium is applied to the droplet ejection head At least a portion of the dots ejected onto the recording medium from the nozzles in a two-dimensional manner in the main scanning direction orthogonal to the relatively transporting direction and the sub-scanning direction, which is the transport direction, is main-scanned. The nozzles are arranged so as to overlap in the direction, and the first nozzle and the second nozzle that eject the first dot and the second dot that eject droplets adjacent to or overlap each other in the main scanning direction on the recording medium And sub-scanning direction At least the second dot is landed and fixed after the first dot has landed on the recording medium and the droplet diameter on the surface of the recording medium has decreased, and the first dot has landed. The first nozzle and the sub-scanning direction are set so as to be equal to or longer than the distance at which the recording medium is relatively transported in the time until the dot reaches a size that does not contact the droplet on the recording medium surface. The distance in the main scanning direction from the third nozzle adjacent to the nozzle is at least equal to or larger than the maximum dot diameter formed by ejecting droplets from the first nozzle and the third nozzle onto the recording medium. Provided is a droplet discharge head characterized in that the first nozzle and the third nozzle are arranged.

これにより、効果的に隣接ドット間の着弾干渉を防止することができる。   Thereby, landing interference between adjacent dots can be effectively prevented.

また、請求項9に示すように請求項1〜8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 9, in the invention according to any one of claims 1 to 8, the organic pigment fine particles are produced by a solution of an organic pigment containing at least one dispersant. Yes.

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10に示すように請求項1〜9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。   Moreover, as shown in claim 10, in the invention described in any one of claims 1 to 9, 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11に示すように請求項1〜10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。   In addition, as shown in claim 11, in the invention according to any one of claims 1 to 10, the organic pigment fine particle is a 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11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。   According to the eleventh aspect, among the pigments used in the pigment ink, a quinacridone pigment is preferable, and the quinacridone pigment is used to form fine particles.

請求項12に示すように、請求項1〜11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 twelfth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to eleventh 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12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 made of an alkali-resistant material, the alkaline organic pigment solution can be used as it is like a quinacridone pigment. Can be used and convenient.

また、同様に前記目的を達成するために、請求項13に記載の発明は、請求項1〜12のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。   Similarly, in order to achieve the object, an invention according to claim 13 is an image forming apparatus comprising the droplet discharge head according to any one of claims 1 to 12. provide.

これにより、隣接ドット間での着弾干渉が防止され、高画質の画像記録を行うことが可能となる。   As a result, landing interference between adjacent dots is prevented, and high-quality image recording can be performed.

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、記録媒体上で互いに重なり合う異なるノズルから吐出される液滴の着弾時間間隔を長くし、着弾干渉を防止し滲みをなくすことができるので、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。   According to the present invention, a pigment ink containing fine pigment particles having fine particle diameter and excellent monodispersibility can be ejected from a recording head, and the landing time interval of droplets ejected from different nozzles overlapping each other on the recording medium can be reduced. The length can be increased, landing interference can be prevented, and bleeding can be eliminated, so that a high-definition image with high saturation can be obtained with pigment ink.

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施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液滴吐出ヘッド及び画像形成装置とのうち、先ず液滴吐出ヘッド及び画像形成装置について説明する。   Of the pigment ink, the droplet discharge head, and the image forming apparatus that characterize the present invention, the droplet discharge head and the image forming apparatus will be described first.

〔液滴吐出ヘッド及び画像形成装置の構成〕
本発明の液滴吐出ヘッドは、ノズルを2次元マトリクス状に並べる際、各ノズルを従来のように単純に斜めに並べるのではなく、以下詳しく説明するように互いにずらして並べることにより、異なるノズルから吐出され記録媒体上で重なり合う液滴が打滴される時間間隔を大きくして隣接ドット間の着弾干渉を防止するようにしたものである。
[Configuration of droplet discharge head and image forming apparatus]
When the nozzles are arranged in a two-dimensional matrix, the nozzles are not simply arranged obliquely as in the prior art, but different nozzles are arranged by shifting them from each other as described in detail below. The time interval at which droplets ejected from the recording medium and overlapping on the recording medium are ejected is increased to prevent landing interference between adjacent dots.

図1は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態としてのインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。   FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an outline of an ink jet recording apparatus as an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.

図1に示したように、このインクジェット記録装置10は、インクの色毎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。   As shown in FIG. 1, the ink jet 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, And a paper discharge unit 26 for discharging the printed recording paper (printed material) 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.

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が配置されている。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 using roll paper, a 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 arranged on the print surface side with the conveyance path interposed therebetween. Note that the cutter 28 is not necessary when cut paper is used.

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あるいは無線タグ等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癖が残り、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癖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.

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 flat ( Flat surface).

ベルト33は、記録紙16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(図示省略)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 wider 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(図示省略)の動力が伝達されることにより、ベルト33は図1において、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。   The power of a motor (not shown) is transmitted to at least one of the rollers 31 and 32 around which the belt 33 is wound, so that the belt 33 is driven in the clockwise direction in FIG. The recording paper 16 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、ある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 blowing method of spraying 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にローラが接触
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と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 printing area, the roller comes into contact with the printing surface of the paper immediately after printing, so that the image blurs. There is a problem that it is easy. Therefore, as in this example, suction belt conveyance that does not contact the image surface in the printing 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に加熱空気を吹きつけ、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、4色(KCMY)に対応する印字ヘッド12K、12C、12M、12Yからなり、各印字ヘッド12K、12C、12M、12Yは、それぞれ複数の吐出口(ノズル)を有し、記録紙16の全幅を担うように、各印字ヘッド12K、12C、12M、12Yの長手方向を紙搬送方向(副走査方向)と直交する記録紙16の幅方向(主走査方向)に並べて配置され、最大紙幅に対応する長さを有する、いわゆるフルライン型ヘッドとなっている(図2参照)。   The print unit 12 includes print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y corresponding to four colors (KCMY). Each of the print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y has a plurality of ejection ports (nozzles), and is recorded. The longitudinal directions of the print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y are arranged side by side in the width direction (main scanning direction) of the recording paper 16 orthogonal to the paper transport direction (sub-scanning direction) so as to bear the entire width of the paper 16. This is a so-called full-line type head having a length corresponding to the maximum paper width (see FIG. 2).

図2に示すように、各印字ヘッド12K、12C、12M、12Yは、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、その長手方向に複数配列されたライン型ヘッドとして構成されている。   As shown in FIG. 2, each of the print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y has an ink discharge port (nozzle) over a length exceeding at least one side of the maximum size recording paper 16 targeted by the inkjet recording apparatus 10. A plurality of line-type heads are arranged in the longitudinal direction.

また詳しくは後述するが、各印字ヘッド12K、12C、12M、12Yは、インクの吐出を検出するための検出手段や検出のための光束を所定の形状に形成するための光学系や、その他インク吐出状態やインク滴サイズ、インク吐出速度等の検出に関わる様々な手段を備えている。   As will be described in detail later, each of the print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y includes a detection means for detecting ink ejection, an optical system for forming a light beam for detection in a predetermined shape, and other inks. Various means relating to detection of the discharge state, ink droplet size, ink discharge speed, and the like are provided.

記録紙16の搬送方向(紙搬送方向)に沿って上流側(図の左側)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 corresponding to each color ink in the order of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) from the upstream side (left side in the figure) along the conveyance direction (paper conveyance direction) of the recording paper 16 12K, 12C, 12M, and 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毎に設けられてなる印字部12によれば、紙搬送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、一回の走査で)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、印字ヘッドが紙搬送方向と直交する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。   Thus, according to the printing unit 12 in which the full line head that covers the entire area of the paper width is provided for each ink color, the operation of relatively moving the recording paper 16 and the printing unit 12 in the paper transport direction is performed once. It is possible to record an image on the entire surface of the recording paper 16 only by performing (that is, by one scanning). Thereby, printing can be performed at a higher speed than the shuttle type head in which the print head reciprocates in the direction orthogonal to the paper conveyance 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は限定されず、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、ライトマゼンタ等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、各タンクは図示を省略した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、警告音発生手段等)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 has a pipeline that is 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, etc.) for notifying when the ink remaining amount is low, and has a mechanism for preventing erroneous loading between colors. is doing.

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(ラインセ
ンサ等)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 (line sensor or the like) for imaging the droplet ejection result of the print unit 12, and means for checking nozzle clogging and other ejection defects from the droplet ejection image read by the image sensor. Function as.

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 includes 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、各印字ヘッド12K、12C、12M、12Y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等で構成される。   The print detection unit 24 reads the test patterns printed by the print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y for the respective colors, and detects ejection of the print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y. The ejection determination includes the presence / absence of ejection, measurement of dot size, measurement of dot landing position, and the like.

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、熱風を吹きつ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.

このようにして生成されたプリント物は、排紙部26から排出される。本来プリントすべき本画像(目的の画像を印刷したもの)とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置10では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部26A、26Bへと送るために排紙経路を切り換える選別手段(図示省略)が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像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とから構成されている。   The printed matter generated in this manner is outputted from the paper output unit 26. It is preferable that the original image to be printed (printed target image) and the test print are discharged separately. The ink jet recording apparatus 10 is provided with a selecting means (not shown) for switching the paper discharge path in order to select the printed matter of the main image and the printed matter of the test print and send them to the respective discharge portions 26A and 26B. ing. Note that when the main image and the test print are simultaneously formed in parallel on a large sheet, the test print portion is separated by a 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、図示を省略したが、本画像の排出部26Aには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。   Although not shown, the paper output unit 26A for the target prints is provided with a sorter for collecting prints according to print orders.

なお、本実施形態では図2に示したように印字ヘッド12K、12C、12M、12Yは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)が複数配列されたフルライン型ヘッドとして説明するが、さらに図3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、記録媒体の全幅に対応する長さとするようにしてもよい。なお、この場合には各短尺ヘッド50'に対して本実施形態のノズル配列が適用される。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y have ink ejection ports (nozzles) extending over at least one side of the maximum size recording paper 16 targeted by the inkjet recording apparatus 10. ) Are arranged as a full line type head, but as shown in FIG. 3, short two-dimensionally arranged heads 50 'are arranged in a staggered manner and connected to form the full width of the recording medium. A corresponding length may be used. In this case, the nozzle arrangement of the present embodiment is applied to each short head 50 ′.

次に、印字ヘッドの構造について説明する。インク色毎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ため、以下、これらを一つの印字ヘッド50で代表させて説明する事とする。   Next, the structure of the print head will be described. Since the structures of the print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y provided for each ink color are common, the following description will be made by using a single print head 50 as a representative.

図4は、印字ヘッド50を構成する一つの圧力室ユニット54を拡大して示す平面図である。図4に示すように圧力室ユニット54は、インクを吐出するノズル51とインク供給口53を有する圧力室52で構成されている。各ノズル51に対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、その対角線上の両隅部にノズル51とインク供給口53が設けられている。各圧力室52はインク供給口53を介して共通流路(図4では図示省略)と連通されている。   FIG. 4 is an enlarged plan view showing one pressure chamber unit 54 constituting the print head 50. As shown in FIG. 4, the pressure chamber unit 54 includes a pressure chamber 52 having a nozzle 51 for discharging ink and an ink supply port 53. The pressure chamber 52 provided for each nozzle 51 has a substantially square planar shape, and nozzles 51 and ink supply ports 53 are provided at both corners on the diagonal line. Each pressure chamber 52 communicates with a common flow path (not shown in FIG. 4) via an ink supply port 53.

図5に、図4中のV-V 線に沿った圧力室ユニット54の断面図を示す。図5に示すように、圧力室52の天面を構成している振動板56には個別電極57を備えたアクチュエータ58が接合されている。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が変形して圧力室52に連通したノズル51からインクが吐出される。   FIG. 5 is a cross-sectional view of the pressure chamber unit 54 taken along the line VV in FIG. As shown in FIG. 5, an actuator 58 having individual electrodes 57 is joined to a diaphragm 56 that forms the top surface of the pressure chamber 52. By applying a driving voltage to the individual electrode 57, the actuator 58 is deformed and ink is ejected from the nozzle 51 communicating with the pressure chamber 52.

一方、圧力室52はインク供給口53を通じて共通流路55と連通しており、インクが吐出されると共通流路55からインク供給口53を介して新しいインクが圧力室52に供給されるようになっている。   On the other hand, the pressure chamber 52 communicates with the common channel 55 through the ink supply port 53, so that when ink is ejected, new ink is supplied from the common channel 55 to the pressure chamber 52 through the ink supply port 53. It has become.

なお、上で記録媒体の搬送方向を副走査方向とし、それに直交する記録媒体の幅方向(印字ヘッド長手方向)を主走査方向としたが、ノズルの駆動制御方法である主走査及び副走査の概念についてここで説明しておく。   In the above, the transport direction of the recording medium is the sub-scanning direction, and the width direction of the recording medium (print head longitudinal direction) orthogonal to the main scanning direction is the main scanning direction. The concept is explained here.

記録媒体(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、(2)ノズルを片方から他方に向かって順次駆動、(3)ノズルをブロックに分割してブロック毎にそのブロック内のノズルを片方から他方に向かって順次駆動、等の駆動方法があり、記録媒体の幅方向(記録媒体の搬送方向と直交する方向)に1ラインまたは1個の帯状を印字するようなノズルの駆動方法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 recording medium (recording paper 16), (1) all the nozzles are driven simultaneously, (2) the nozzles are sequentially driven from one side to the other, ( 3) There is a driving method such as dividing nozzles into blocks and sequentially driving the nozzles in each block from one side to the other, and the width direction of the recording medium (direction perpendicular to the recording medium conveyance direction). A nozzle driving method that prints one line or one band is defined as main scanning.

また、上述したフルラインヘッドと記録媒体とを相対的に移動することによって、上述した主走査で形成された1ライン(1列のドットによるラインまた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ようなノズルの駆動方法を副走査と定義する。   Further, by relatively moving the above-described full line head and the recording medium, printing of one line (a line formed by one line of dots or a line composed of a plurality of lines) formed by the above-described main scanning is repeated. The nozzle driving method to be performed is defined as sub-scanning.

図6は、本実施形態の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 of the present embodiment. 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(図示省略)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58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もよい。   The head driver 84 drives the actuators 58 of the print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y of the respective colors 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.

以下に、本発明のポイントである印字ヘッド50におけるノズル配列について詳細に説明する。   The nozzle arrangement in the print head 50, which is the point of the present invention, will be described in detail below.

図7に、本実施形態の印字ヘッド50におけるノズル配列をその一部を拡大した平面図で示す。前にも述べたように、本実施形態の印字ヘッド50は、その長手方向を記録紙16の幅方向に合わせて配置され、印字ヘッド50の長手方向に垂直な方向(短手方向)に記録紙16が搬送されるようになっている。したがって、印字ヘッド50の長手方向が主走査方向、短手方向が副走査方向である。印字ヘッド50は、主走査方向及び副走査方向に以下説明するような方法でノズル51を有する圧力室52を2次元マトリクス状に並べることにより、ノズル51の2次元マトリクス配列を実現している。なお、図7においては、表示の関係から副走査方向に20個の圧力室52のみが配列されているが、実際の印字ヘッド50にはもっとたくさんの圧力室52が主走査方向に繰り返し配列されている。   FIG. 7 shows an enlarged plan view of a part of the nozzle array in the print head 50 of the present embodiment. As described above, the print head 50 of the present embodiment is arranged with its longitudinal direction aligned with the width direction of the recording paper 16, and recording is performed in a direction (short direction) perpendicular to the longitudinal direction of the print head 50. The paper 16 is conveyed. Therefore, the longitudinal direction of the print head 50 is the main scanning direction, and the short direction is the sub-scanning direction. The print head 50 realizes a two-dimensional matrix arrangement of the nozzles 51 by arranging the pressure chambers 52 having the nozzles 51 in a two-dimensional matrix in the main scanning direction and the sub-scanning direction as described below. In FIG. 7, only 20 pressure chambers 52 are arranged in the sub-scanning direction due to the display relationship, but more actual pressure chambers 52 are repeatedly arranged in the main scanning direction in the actual print head 50. ing.

また、図4に示したように圧力室52は略正方形状であるが、図7においては、各圧力室52の副走査方向の大きさを主走査方向に対して1/20に縮小して表示している。なお、図7中の左下の部分を図8に拡大して(圧力室52の縦横のサイズを)正規の縮尺で表示している。   Further, as shown in FIG. 4, the pressure chambers 52 are substantially square, but in FIG. 7, the size of each pressure chamber 52 in the sub-scanning direction is reduced to 1/20 with respect to the main scanning direction. it's shown. In addition, the lower left part in FIG. 7 is enlarged to FIG. 8 (the vertical and horizontal sizes of the pressure chambers 52) are displayed at a normal scale.

図7では主走査方向の最も左側の圧力室52のみを表示している。図7に表示する例では、印字ヘッド50は、副走査方向に20個の圧力室52(52−11A、52−12A、・・・、52−21A、・・・等)が並んでおり、各圧力室52はそれぞれ左下隅の一定の場所にノズル51(51−11A、51−12A、・・・等)を有している。   FIG. 7 shows only the leftmost pressure chamber 52 in the main scanning direction. In the example shown in FIG. 7, the print head 50 has 20 pressure chambers 52 (52-11A, 52-12A,..., 52-21A,...) Arranged in the sub-scanning direction. Each pressure chamber 52 has a nozzle 51 (51-11A, 51-12A,...) At a fixed location in the lower left corner.

したがって、印字ヘッド50は副走査方向に20個のノズル51(51−11A、51
−12A、・・・、51−21A、・・・等)が並んでいる。また、図8に示すように、主走査方向にも多数の圧力室52及びノズル51が並んでいる。例えば、図8において、最下段の主走査方向の列には左側から圧力室52が圧力室52−11A、52−11B、52−11C、・・・と並んでおり、また、その上の主走査方向の列には圧力室52が圧力室52−12A、52−12B、52−12C、・・・と並んでいる。
Accordingly, the print head 50 includes 20 nozzles 51 (51-11A, 51 in the sub-scanning direction).
-12A,..., 51-21A,. Also, as shown in FIG. 8, a large number of pressure chambers 52 and nozzles 51 are arranged in the main scanning direction. For example, in FIG. 8, the pressure chamber 52 is lined up with pressure chambers 52-11A, 52-11B, 52-11C,... In the column in the scanning direction, the pressure chambers 52 are aligned with the pressure chambers 52-12A, 52-12B, 52-12C,.

また、これと同様にノズル51も最下段の主走査方向の列には、左側からノズル51−11A、51−11B、51−11C、・・・と並び、その上の段の主走査方向の列には、左側からノズル51−12A、51−12B、51−12C、・・・と並んでいる。   Similarly, the nozzles 51 are also arranged in the lowermost row in the main scanning direction from the left side with nozzles 51-11A, 51-11B, 51-11C,..., And the upper row in the main scanning direction. In the row, nozzles 51-12A, 51-12B, 51-12C,... Are arranged from the left side.

このように、主走査方向に多数ノズル51が1列に並んだノズル51の列、例えばノズル51−11A、51−11B、51−11C、・・・の列等を本実施形態では、ノズル列という。   As described above, in this embodiment, the nozzles 51 are arranged in a row of the nozzles 51 in which a large number of nozzles 51 are arranged in one row in the main scanning direction, for example, the nozzles 51-11A, 51-11B, 51-11C,. That's it.

図7に示す例では、このような主走査方向に多数のノズル51が並んだノズル列が、副走査方向に20列並んでおり、これら副走査方向に20列並んだノズル列を副走査方向に隣接して並ぶ4列のノズル列毎に分ける。そして、副走査方向に隣接して並ぶ4列のノズル列(例えば、最左端のノズル51がそれぞれ51−11A、51−12A、51−13A、51−14Aであるような4つのノズル列を1つのノズルブロックとする。したがって、図7に示す例では、図7に表示されている全ノズルが5つのノズルブロックに分けられることになる。   In the example shown in FIG. 7, such nozzle rows in which a large number of nozzles 51 are arranged in the main scanning direction are arranged in 20 rows in the sub scanning direction, and these 20 nozzle rows arranged in the sub scanning direction are arranged in the sub scanning direction. Is divided into four nozzle rows arranged adjacent to each other. Then, four nozzle rows (for example, four nozzle rows in which the leftmost nozzle 51 is 51-11A, 51-12A, 51-13A, 51-14A, respectively) Therefore, in the example shown in Fig. 7, all the nozzles displayed in Fig. 7 are divided into five nozzle blocks.

図8で一番下から副走査方向に隣接して連続して斜め上方に並んだ4列のノズル列、それぞれ(51−11A、51−11B、51−11C、・・・)、(51−12A、51−12B、51−12C、・・・)、(51−13A、51−13B、51−13C、・・・)、(51−14A、51−14B、51−14C、・・・)からなるノズルブロックをノズルブロック1とし、その上に斜めに副走査方向に隣接して並ぶ4列のノズル列からなるノズルブロックをノズルブロック2とする。以下同様に、4列ずつのノズル列を有する5つのノズルブロックによって印字ヘッド50が構成される。   In FIG. 8, four nozzle rows, which are adjacent to each other in the sub-scanning direction from the bottom and arranged obliquely upward, (51-11A, 51-11B, 51-11C,...), (51- 12A, 51-12B, 51-12C, ...), (51-13A, 51-13B, 51-13C, ...), (51-14A, 51-14B, 51-14C, ...) The nozzle block consisting of the nozzle block 1 is referred to as a nozzle block 1, and the nozzle block including four nozzle rows arranged obliquely adjacent to each other in the sub-scanning direction is referred to as a nozzle block 2. Similarly, the print head 50 is constituted by five nozzle blocks each having four nozzle rows.

図7に示すように、ノズルブロック1内の各ノズル列は、各ノズル列を代表する最左端側のノズル51−11A、51−12A、51−13A、51−14Aが示すように、主走査方向に距離Lmの間隔だけずれて副走査方向に隣接して斜めに配置されている。他のノズルブロック2等においても同様である。また、ノズルブロック1とノズルブロック2は、それぞれの対応するノズル51−11A及び51−21Aが示すように、主走査方向に距離Pmだけずらして、また副走査方向に距離Lsだけずらして配置されている。   As shown in FIG. 7, each nozzle row in the nozzle block 1 is subjected to main scanning as shown by the leftmost nozzles 51-11A, 51-12A, 51-13A, 51-14A representing each nozzle row. They are arranged obliquely adjacent to each other in the sub-scanning direction and shifted by a distance Lm in the direction. The same applies to other nozzle blocks 2 and the like. Further, the nozzle block 1 and the nozzle block 2 are arranged so as to be shifted by a distance Pm in the main scanning direction and by a distance Ls in the sub-scanning direction, as indicated by the corresponding nozzles 51-11A and 51-21A. ing.

この主走査方向の距離Pmは、本実施形態の印字ヘッド50におけるノズル配列の主走査方向の最小ノズル間距離である。本実施形態においては、記録紙16上で主走査方向に隣接するドットは主走査方向に隣接して配置されたノズル51(例えばノズル51−11Aと51−21A等)によって打滴され、主走査方向の最小ノズル間距離Pmと記録紙16上での最小ドット間距離Pdとは等しい。   This distance Pm in the main scanning direction is the minimum inter-nozzle distance in the main scanning direction of the nozzle array in the print head 50 of this embodiment. In the present embodiment, dots adjacent in the main scanning direction on the recording paper 16 are ejected by nozzles 51 (for example, nozzles 51-11A and 51-21A) arranged adjacent to each other in the main scanning direction. The minimum inter-nozzle distance Pm in the direction is equal to the minimum inter-dot distance Pd on the recording paper 16.

一般的に、図9(a)に示すように、主走査方向に隣接した2つのノズルN100、N102の最小ノズル間距離Pmは、記録紙16上における主走査方向に隣合った2つのドットD100、D102の最小ドット間距離(ドットピッチ)Pdに等しい。しかし、常に最小ノズル間距離Pmと最小ドット間距離Pdは等しいとは限らない。すなわち、図9(b)に示すように、2つのノズルN100とN102の主走査方向の最小ノズル間距離Pmを2つのドットD100とD102の主走査方向の最小ドット間距離Pdよりも大きく、例えば、Pm=2×Pdとして、ノズル数を削減して印字ヘッドを構成し、プリント時に印字ヘッドを間欠的に主走査方向にコマ送りして移動してノズル位置を記録すべきドット位置までずらして打滴することも可能である。このようにすると、まず記録媒体上の第1のドットD100を記録すべき位置がノズルN100の位置に搬送された時にそのままノズルN100から打滴して第1のドットD100を形成する。次に記録媒体上の第2のドットD102を記録すべき位置がノズルN102の主走査方向に搬送されるタイミングで、印字ヘッドをPdの距離だけ図9(b)の左方向にステップ移動して第2のドットD102を第2のノズルN102から打滴することにより、図9(a)と同様の重なったドットD100、D102を形成することができる。この場合、最小ノズル間距離Pmと最小ドット間距離Pdは等しくない。   In general, as shown in FIG. 9A, the minimum inter-nozzle distance Pm between two nozzles N100 and N102 adjacent in the main scanning direction is two dots D100 adjacent in the main scanning direction on the recording paper 16. , D102 is equal to the minimum inter-dot distance (dot pitch) Pd. However, the minimum inter-nozzle distance Pm and the minimum inter-dot distance Pd are not always equal. That is, as shown in FIG. 9B, the minimum nozzle distance Pm between the two nozzles N100 and N102 in the main scanning direction is larger than the minimum dot distance Pd between the two dots D100 and D102 in the main scanning direction. , Pm = 2 × Pd, the number of nozzles is reduced to configure the print head, and the print head is intermittently moved forward in the main scanning direction during printing to shift the nozzle position to the dot position to be recorded. It is also possible to eject droplets. If it does in this way, when the position which should record the 1st dot D100 on a recording medium is conveyed to the position of the nozzle N100 first, it will eject from the nozzle N100 as it is, and the 1st dot D100 will be formed. Next, at the timing when the position where the second dot D102 on the recording medium is to be recorded is conveyed in the main scanning direction of the nozzle N102, the print head is stepped leftward in FIG. 9B by the distance Pd. By ejecting the second dot D102 from the second nozzle N102, overlapping dots D100 and D102 similar to those in FIG. 9A can be formed. In this case, the minimum inter-nozzle distance Pm and the minimum inter-dot distance Pd are not equal.

本実施形態におけるノズル配置についてさらに詳しく説明するために、図7の左下の部分を拡大して図8に示す。図8では、各圧力室52(52−11A、・・・等)の大きさは縦横(主走査方向及び副走査方向)について同じ縮尺で表されている。   In order to describe the nozzle arrangement in the present embodiment in more detail, the lower left portion of FIG. 7 is enlarged and shown in FIG. In FIG. 8, the size of each pressure chamber 52 (52-11A,...) Is represented at the same scale in the vertical and horizontal directions (main scanning direction and sub-scanning direction).

各ノズルブロックにおいて副走査方向に隣接したノズル間の距離、例えば図8でノズルブロック1のノズル51−11Aとノズル51−12Aとの副走査方向の距離Psは、副走査方向の最小ノズル間距離(副走査方向のノズルピッチ)である。これは、正確には圧力室間の隔壁の厚さ等を考慮しなければならないが、ここでは略圧力室52−11Aの副走査方向の長さL2に等しいとする。   The distance between adjacent nozzles in the sub-scanning direction in each nozzle block, for example, the distance Ps in the sub-scanning direction between the nozzles 51-11A and 51-12A of the nozzle block 1 in FIG. 8 is the minimum inter-nozzle distance in the sub-scanning direction. (Nozzle pitch in the sub-scanning direction). To be precise, the thickness of the partition between the pressure chambers must be taken into consideration, but here it is assumed to be approximately equal to the length L2 of the pressure chamber 52-11A in the sub-scanning direction.

また、圧力室52−11Aの主走査方向の長さをL1とすると、各ノズルブ列内でのノズルの主走査方向の最小配列間隔(例えば、ノズル51−11Aとノズル51−11Bとの間の距離)は略L1である。なお、前述したように、圧力室52は概略正方形であるので、L1=L2と考えてよい。   When the length of the pressure chamber 52-11A in the main scanning direction is L1, the minimum arrangement interval of the nozzles in each nozzle row (for example, between the nozzles 51-11A and 51-11B). The distance) is approximately L1. As described above, since the pressure chamber 52 is approximately square, it may be considered that L1 = L2.

ノズルブロック1とノズルブロック2の副走査方向の距離Lsは、本実施形態におけるノズル配列における副走査方向の最小ノズル間距離Psの、ノズルブロックを構成するノズル列数(正の整数M)倍である。すなわちLs=M×Psとなる。図8に示すように、この例では各ノズルブロックは副走査方向に4個のノズル列で構成されている(例えばノズルブロック1は、最左端のノズル51がそれぞれノズル51−11A、51−12A、51−13A、51−14Aである4列のノズル列によって構成される。)。したがって、M=4であり、Ls=4×Psとなる。   The distance Ls between the nozzle block 1 and the nozzle block 2 in the sub-scanning direction is the minimum number of nozzles Ps in the sub-scanning direction in the nozzle arrangement in the present embodiment multiplied by the number of nozzle rows (positive integer M) constituting the nozzle block. is there. That is, Ls = M × Ps. As shown in FIG. 8, in this example, each nozzle block is composed of four nozzle rows in the sub-scanning direction (for example, in the nozzle block 1, the leftmost nozzle 51 has nozzles 51-11A and 51-12A, respectively). , 51-13A, 51-14A, and four nozzle rows). Therefore, M = 4 and Ls = 4 × Ps.

ノズルブロック1のノズル51−11Aとノズルブロック2のノズル51−21Aは、主走査方向の距離が本例のノズル配列における最小ノズル間距離Pmであり、ノズル51−11Aによって打滴された記録紙16上のドットと、記録紙16を上述した副走査方向のノズルブロック間距離である距離Ls分だけ搬送してノズル51−21Aで打滴したドットとが重なることになる。したがって、記録紙16上で主走査方向に隣接して重なったドットを打滴するノズル51−11A及びノズル51−21A間の距離が図19に示す従来のノズル配列に比較して4倍となる。よって記録紙16の搬送速度が従来の場合と同じであれば、記録紙16上の主走査方向に隣接する液滴が着弾する時間間隔は図19に示す単純にノズルを斜めに配置した従来の場合の4倍となり、液滴を重ねて打滴しても着弾干渉を起こすことはない。   The nozzle 51-11A of the nozzle block 1 and the nozzle 51-21A of the nozzle block 2 have the distance in the main scanning direction being the minimum inter-nozzle distance Pm in the nozzle arrangement of this example, and the recording paper ejected by the nozzle 51-11A The dots on 16 overlap the dots that are transported by the distance Ls, which is the distance between the nozzle blocks in the sub-scanning direction, and ejected by the nozzle 51-21A. Therefore, the distance between the nozzles 51-11A and 51-21A for ejecting dots that overlap in the main scanning direction on the recording paper 16 is four times that of the conventional nozzle arrangement shown in FIG. . Therefore, if the conveyance speed of the recording paper 16 is the same as that in the conventional case, the time interval at which the droplets adjacent in the main scanning direction on the recording paper 16 land is simply the conventional arrangement in which the nozzles are diagonally arranged as shown in FIG. This is four times the case, and landing interference does not occur even if droplets are stacked and ejected.

また、ノズルブロック内の副走査方向に隣接したノズル間の主走査方向の距離Lmについては、本例のノズル配列における主走査方向の最小ノズル間距離Pmの整数N倍となるように設定される。すなわち、Lm=N×Pmとなる。具体的には、本実施形態では図7に示すように、ノズル51−11Aで打滴された記録紙16上のドットに対して、主走査方向に隣接して4個のドットがそれぞれノズル51−21A、51−31A、51−41A、51−51Aによって打滴される。したがって、ノズルブロック1内の副走査方向に
隣接したノズル51−11Aとノズル51−12Aとは、主走査方向にそれぞれ5つのノズルブロックに属する5ノズル分だけ離れて配置されることになる。よってNはノズルブロックの個数である。図7に示す例では、N=5であり、Lm=5×Pmとなる。これにより最大ドット径Dmax に対し、Dmax ≦Lmとなっている。これはノズルブロック1内の他のノズル、他のノズルブロックについても同様である。
The distance Lm in the main scanning direction between the nozzles adjacent in the sub-scanning direction in the nozzle block is set to be an integer N times the minimum inter-nozzle distance Pm in the main scanning direction in the nozzle arrangement of this example. . That is, Lm = N × Pm. Specifically, in this embodiment, as shown in FIG. 7, four dots adjacent to each other in the main scanning direction correspond to the dots on the recording paper 16 ejected by the nozzles 51-11A. -21A, 51-31A, 51-41A, 51-51A. Therefore, the nozzles 51-11A and 51-12A adjacent to each other in the sub-scanning direction in the nozzle block 1 are arranged apart from each other by five nozzles belonging to the five nozzle blocks in the main scanning direction. Therefore, N is the number of nozzle blocks. In the example shown in FIG. 7, N = 5 and Lm = 5 × Pm. Thus, Dmax ≦ Lm with respect to the maximum dot diameter Dmax. The same applies to other nozzles in the nozzle block 1 and other nozzle blocks.

本実施形態ではノズルをこのように配置して着弾干渉を防止するようにしているが、一般的に記録媒体の搬送速度をV[μm/μsec ]とし、圧力室52の副走査方向の長さをL2[μm](L2≒Ps)としたとき、副走査方向においてMノズルだけ離れているノズルから記録媒体上の副走査方向の同じ位置に吐出される液滴ドットの着弾時間差は、Δt=(M×L2)/V[μsec ]で与えられる。よって、吐出されたドットが記録媒体に定着するまでの時間をt0 [μsec ]とすると、Δt>t0 となれば、これら2つのドットは互いに干渉せずに定着することとなる。   In the present embodiment, the nozzles are arranged in this way to prevent landing interference. Generally, the conveyance speed of the recording medium is V [μm / μsec], and the length of the pressure chamber 52 in the sub-scanning direction. Is set to L2 [μm] (L2≈Ps), the landing time difference of droplet dots ejected from the nozzle separated by M nozzles in the sub-scanning direction to the same position in the sub-scanning direction on the recording medium is Δt = It is given by (M × L2) / V [μsec]. Therefore, if the time until the ejected dots are fixed on the recording medium is t0 [μsec], the two dots are fixed without interfering with each other if Δt> t0.

図19に示す従来の単純なマトリクス配置の場合はM=1であるが、このΔt>t0 の条件を満たすようにMの値を設定することにより着弾干渉が防止される。上述したように、本実施形態ではM=4として、隣接する液滴が着弾する時間間隔を従来の4倍とすることにより着弾時間差を大きくしてこれを満たすようにしている。   In the conventional simple matrix arrangement shown in FIG. 19, M = 1, but landing interference is prevented by setting the value of M so as to satisfy the condition of Δt> t0. As described above, in this embodiment, M = 4, and the time interval for landing of adjacent droplets is set to be four times that of the prior art, thereby increasing the landing time difference to satisfy this.

また、副走査方向のノズル密度(本ノズル配列における副走査方向の最小ノズル間距離Ps)が、副走査方向において同一位置に存在するノズル(例えば、図8においてノズル51−11Aとノズル51−11B)の主走査方向の間隔に等しいとする。すなわち、図8において、圧力室52の大きさが主走査方向(横)と副走査方向(縦)で等しい(L1=L2)とする。L1=L2(またはL1≒L2)とすることで、アクチュエータの変位量の確保と圧力室内の気泡滞流防止をすることが可能となる。   Further, nozzles in the sub-scanning direction (minimum inter-nozzle distance Ps in the sub-scanning direction in this nozzle array) are present at the same position in the sub-scanning direction (for example, nozzle 51-11A and nozzle 51-11B in FIG. 8). ) In the main scanning direction. That is, in FIG. 8, it is assumed that the size of the pressure chamber 52 is the same in the main scanning direction (horizontal) and the sub-scanning direction (vertical) (L1 = L2). By setting L1 = L2 (or L1≈L2), it becomes possible to secure the displacement amount of the actuator and prevent the bubble flow in the pressure chamber.

例えば、いまL1=L2=200[μm]とする。また、副走査方向に20個のノズル(ノズル列)が並んでいる図8の場合において、主走査方向ノズル密度を2400[dpi]、吐出周波数を10[kHz]、すなわち記録媒体の搬送速度を100[mm/sec ]とすると、主走査方向に隣接したノズルから吐出される記録媒体上において、主走査方向に隣接する液滴の着弾時間間隔を算出すると、従来のように単にノズルを斜めに並べただけの場合には、0.2116[mm]/100[mm/sec ]=2.116[msec] であるのに対して、図7あるいは図8に示すような本実施形態の配列の場合には、0.2116×4[mm]/100[mm/sec ]=8.464[msec] となる。   For example, it is assumed that L1 = L2 = 200 [μm]. Further, in the case of FIG. 8 in which 20 nozzles (nozzle rows) are arranged in the sub-scanning direction, the nozzle density in the main scanning direction is 2400 [dpi], the ejection frequency is 10 [kHz], that is, the conveyance speed of the recording medium is set. Assuming 100 [mm / sec], when the landing time interval of droplets adjacent in the main scanning direction is calculated on a recording medium ejected from nozzles adjacent in the main scanning direction, the nozzles are simply tilted as in the conventional case. In the case of just arranging them, 0.2116 [mm] / 100 [mm / sec] = 2.116 [msec], whereas the arrangement of this embodiment as shown in FIG. In this case, 0.2116 × 4 [mm] / 100 [mm / sec] = 8.464 [msec].

また図10に、本実施形態の液滴吐出ヘッド(印字ヘッド)におけるノズル配列の他の例を示す。図10も図7と同様に圧力室の副走査方向の大きさを主走査方向に対して1/20に縮小して表している。図10に示すように、このノズル配置は図7に示すノズル配置において、各ノズルブロックの副走査方向の2段目と3段目のノズル列を入れ替えたものである。例えば、図10のノズルブロック1は、図7に示すノズルブロック1においてノズル51−12Aを含むノズル列とノズル51−13Aを含むノズル列とを入れ替えたものである。またこのとき、他のノズルブロックにおいても同様にノズル列の配置を入れ替えるようにする。   FIG. 10 shows another example of the nozzle arrangement in the droplet discharge head (print head) of this embodiment. FIG. 10 also shows the size of the pressure chamber in the sub-scanning direction reduced to 1/20 with respect to the main scanning direction, as in FIG. As shown in FIG. 10, this nozzle arrangement is the same as the nozzle arrangement shown in FIG. 7, except that the second and third nozzle rows in the sub-scanning direction of each nozzle block are interchanged. For example, the nozzle block 1 in FIG. 10 is obtained by replacing the nozzle array including the nozzles 51-12A and the nozzle array including the nozzles 51-13A in the nozzle block 1 illustrated in FIG. At this time, the arrangement of the nozzle rows is similarly changed in the other nozzle blocks.

このノズル列の入れ替えは、それぞれ各ノズルブロック内でのみ行われ、各ノズルブロック間の関係は図7の場合と全く同じである。例えば、ノズルブロック1のノズル51−11Aとこれに対応するノズルブロック2内のノズル51−21Aとの関係(主走査方向、副走査方向の距離)は、図7あるいは図8で説明したものと全く同じである。   This nozzle row replacement is performed only within each nozzle block, and the relationship between the nozzle blocks is exactly the same as in the case of FIG. For example, the relationship between the nozzle 51-11A in the nozzle block 1 and the corresponding nozzle 51-21A in the nozzle block 2 (the distance in the main scanning direction and the sub-scanning direction) is the same as that described in FIG. Exactly the same.

また、ノズルブロック内の各ノズルの主走査方向における隣のノズルとは同一ノズルブ
ロック内でそのノズルに対し主走査方向における距離が最小となるノズルを言うものとする。例えば、図10において、ノズルブロック1のノズル51−11Aに対しては、主走査方向の距離が最小となるノズルは51−12Aであるので、ノズル51−11Aのノズルブロック1における隣のノズルはノズル51−13Aではなくノズル51−12Aである。
Further, a nozzle adjacent to each nozzle in the main scanning direction in the nozzle block means a nozzle having a minimum distance in the main scanning direction with respect to the nozzle in the same nozzle block. For example, in FIG. 10, for the nozzle 51-11A of the nozzle block 1, the nozzle having the smallest distance in the main scanning direction is 51-12A, so the adjacent nozzle in the nozzle block 1 of the nozzle 51-11A is Not nozzle 51-13A but nozzle 51-12A.

同様にノズルブロック1内において、ノズル51−12Aに対してノズル51−13Aは主走査方向における隣のノズルであり、ノズル51−13Aに対しノズル51−14Aは主走査方向における隣のノズルである。図10に示すように、これら主走査方向における隣同士のノズル間の主走査方向の距離は前述した図7の場合と同様Lmである。   Similarly, in the nozzle block 1, the nozzle 51-13A is a nozzle adjacent to the nozzle 51-12A in the main scanning direction, and the nozzle 51-14A is a nozzle adjacent to the nozzle 51-13A in the main scanning direction. . As shown in FIG. 10, the distance in the main scanning direction between adjacent nozzles in these main scanning directions is Lm as in the case of FIG.

この同一ノズルブロック内での主走査方向の隣のノズルとの距離Lmは、本ノズル配列における主走査方向の最小ノズル間距離Pmの正の整数N倍、すなわちLm=N×Pmとなるように設定される。図10の場合、図7と同様に、5個のノズルブロックから形成されており、N=5であるから、Lm=5×Pmとなる。   The distance Lm between adjacent nozzles in the main scanning direction in the same nozzle block is a positive integer N times the minimum inter-nozzle distance Pm in the main scanning direction in this nozzle array, that is, Lm = N × Pm. Is set. In the case of FIG. 10, similarly to FIG. 7, the nozzle block is formed of five nozzles, and N = 5, so Lm = 5 × Pm.

図7に示す例では、各ノズルブロックを構成する複数のノズル列をそれぞれ主走査方向に所定距離Lmずつずらしながら副走査方向に隣接させて並べたが、これに対して図10に示す例では、各ノズルブロックを構成する複数のノズル列が副走査方向に隣接するか否かに関係なく、主走査方向に所定距離Lmで隣り合うように並べられる。このように、図10では、各ノズルブロック内のノズル列が図7のように階段状に並んでいるのではなく、主走査方向に交互にずらしながら、副走査方向に並べて配置されてノズルブロックを構成している。   In the example shown in FIG. 7, the plurality of nozzle rows constituting each nozzle block are arranged adjacent to each other in the sub-scanning direction while being shifted by a predetermined distance Lm in the main scanning direction, whereas in the example shown in FIG. Regardless of whether or not the plurality of nozzle rows constituting each nozzle block are adjacent to each other in the sub-scanning direction, they are arranged to be adjacent to each other at a predetermined distance Lm in the main scanning direction. In this way, in FIG. 10, the nozzle rows in each nozzle block are not arranged stepwise as in FIG. 7, but are arranged in the sub-scanning direction while being alternately shifted in the main scanning direction. Is configured.

また図10に示すノズル配列について別の見方をすることもできる。すなわち、図11に示すノズル配列は図10のノズル配列と同じであるが、図10のように各ノズルを4つのノズル列で形成されるノズルブロックへ分けるのではなく、主走査方向に関して最も左側にあるノズル51−11A、51−21A、51−31A、51−41A、51−51Aで形成されるノズルの集まりを、図10のノズルブロックと区別してノズル群と呼ぶことにする。例えば、ノズル51−11A、51−21A、51−31A、51−41A、51−51Aで形成されるノズル群をノズル群B1とし、ノズル51−13A、51−23A、51−33A、51−43A、51−53Aの5つのノズルからなる群をノズル群B2とし、以下同様にノズル群B3・・・等とする。   Another way of looking at the nozzle arrangement shown in FIG. 10 is also possible. That is, the nozzle arrangement shown in FIG. 11 is the same as the nozzle arrangement shown in FIG. 10, but each nozzle is not divided into nozzle blocks formed by four nozzle rows as shown in FIG. A group of nozzles formed by the nozzles 51-11A, 51-21A, 51-31A, 51-41A, and 51-51A is distinguished from the nozzle block of FIG. 10 and is referred to as a nozzle group. For example, a nozzle group formed by the nozzles 51-11A, 51-21A, 51-31A, 51-41A, 51-51A is a nozzle group B1, and the nozzles 51-13A, 51-23A, 51-33A, 51-43A , 51-53A is a group of five nozzles, which is referred to as a nozzle group B2, and so on.

そして図11においては、これらの5つずつのノズルからなるノズル群B1、B2、・・・を図11に示すように副走査方向に交互にずらして互い違いに配置する。   In FIG. 11, nozzle groups B1, B2,... Composed of these five nozzles are alternately shifted in the sub-scanning direction as shown in FIG.

具体的には、ノズル群間の主走査方向の間隔Lmはいままでと同様にこの配列における主走査方向の最小ノズル間距離Pmに対し、正の整数N(各ノズル群のノズル数、この場合は5)によりLm=N×Pmとなる。   Specifically, the interval Lm in the main scanning direction between the nozzle groups is a positive integer N (the number of nozzles in each nozzle group, in this case, with respect to the minimum inter-nozzle distance Pm in the main scanning direction in this arrangement as before. 5), Lm = N × Pm.

また、ノズル群間の副走査方向の間隔Lsは、例えばノズル群B1とノズル群B2については、ノズル51−11Aとノズル51−13Aを比較して、副走査方向の最小ノズル間距離Ps(略、圧力室52の副走査方向の大きさL2と等しい)の2倍、Ls=2×Ps(=2×L2)となる。   Further, the interval Ls between the nozzle groups in the sub-scanning direction is the minimum inter-nozzle distance Ps (substantially omitted) in the sub-scanning direction for the nozzle group B1 and the nozzle group B2, for example, by comparing the nozzles 51-11A and 51-13A. 2 times the size L2 of the pressure chamber 52 in the sub-scanning direction), Ls = 2 × Ps (= 2 × L2).

また、ノズル群B2と次のノズル群B3についての副走査方向の間隔Lsは丁度副走査方向の最小ノズル間隔Psとなっている。以下、これの繰り返しである。   The interval Ls in the sub-scanning direction for the nozzle group B2 and the next nozzle group B3 is just the minimum nozzle interval Ps in the sub-scanning direction. Hereinafter, this is repeated.

また、図7においてノズル51−11Aと51−12Aのように副走査方向において互
いに隣接したノズルあるいは近傍に配置されるノズルは、それらの主走査方向における距離を各ノズルから吐出される液滴の直径より大きく設定するものとする。
Further, in FIG. 7, nozzles arranged adjacent to or in the vicinity of each other in the sub-scanning direction, such as nozzles 51-11A and 51-12A, have a distance in the main scanning direction of the droplets discharged from each nozzle. It shall be set larger than the diameter.

ここでは例えばノズルの直径は30[μm]と仮定しており、液滴の直径も略これと同じである。具体的には、ノズルから記録媒体上に打滴される液滴の最大ドット径をDmax とするとき、主走査方向の最小ノズル間距離Pmに対し、Dmax ≦N×Pmが成り立つような正の整数Nをとることにより、主走査方向の各ノズルブロックのずれをN×Pmと設定する。   Here, for example, the diameter of the nozzle is assumed to be 30 [μm], and the diameter of the droplet is substantially the same. Specifically, when the maximum dot diameter of a droplet ejected from a nozzle onto a recording medium is Dmax, a positive value that satisfies Dmax ≦ N × Pm with respect to the minimum inter-nozzle distance Pm in the main scanning direction. By taking an integer N, the deviation of each nozzle block in the main scanning direction is set to N × Pm.

このように、Nを設定して距離N×Pmだけノズルを主走査方向に離すようにすれば、各ノズルから吐出される液滴が吐出直後だけでなく、その後記録媒体が搬送されても互いに永久に重なることがなく、画像劣化を防止することができる。前述したように、この整数Nは、ノズルブロックの個数Nが用いられる。   Thus, if N is set and the nozzles are separated in the main scanning direction by a distance N × Pm, the droplets ejected from each nozzle are not only immediately after ejection but also after the recording medium is conveyed, It is possible to prevent image deterioration without overlapping permanently. As described above, the integer N is the number N of nozzle blocks.

また、図7において、各ノズルブロック間の副走査方向の間隔Lsを設定する際、上記では副走査方向の最小ノズル間距離Psの整数倍としていた。具体的には、この整数Mはノズルブロック内の副走査方向に並ぶノズル列の個数Mが用いられた。   In FIG. 7, when setting the interval Ls between the nozzle blocks in the sub-scanning direction, the above is set to an integral multiple of the minimum nozzle distance Ps in the sub-scanning direction. Specifically, the integer M is the number M of nozzle rows arranged in the sub-scanning direction in the nozzle block.

これに対し、この副走査方向に隣接するノズルブロック間の間隔Lsを次のように設定するようにしてもよい。すなわち、図7においてノズルブロック1のノズル51−11Aで打滴した後その液滴の一部が記録紙16に浸透して記録紙16の表面上の液滴径が小さくなった場合には、記録紙16を搬送してノズルブロック2のノズル51−21Aから上記液滴に重ねて液滴を吐出することができる。詳しくは後述するが、すでに液滴が記録紙16の中に浸透した領域上に重ねて液滴を吐出しても浸透した液滴は定着しているので、その記録紙16の表面上に後から吐出された液滴が混ざり合い滲むことはないからである。   On the other hand, the interval Ls between the nozzle blocks adjacent in the sub-scanning direction may be set as follows. That is, in FIG. 7, after a droplet is ejected by the nozzle 51-11A of the nozzle block 1 and a part of the droplet penetrates into the recording paper 16, the droplet diameter on the surface of the recording paper 16 becomes small. The recording paper 16 can be transported and discharged from the nozzles 51-21A of the nozzle block 2 so as to overlap the droplets. As will be described in detail later, even if the liquid droplets are superimposed on the area where the liquid droplets have already penetrated into the recording paper 16 and the liquid droplets are ejected, the penetrated liquid droplets are fixed. This is because the droplets discharged from the liquid are not mixed and spread.

すなわち、最初に打滴された液滴の一部(周囲)が記録紙16に浸透して記録紙16表面に残った液滴の半径と後から打滴された液滴の記録紙16表面での半径との和がドット間ピッチ(主走査方向の最小ノズル間距離Pm)より小であるという条件を満たせば、着弾干渉は発生しない。したがって、上記各ノズルブロック間の副走査方向の間隔Lsを、最初に打滴された液滴の記録紙16表面での半径が打滴後上記条件を満たす大きさとなるまでの時間(着弾干渉を発生させない打滴インターバル)内に記録紙16が搬送される距離となるように設定し、各ノズルブロックをこの距離の分だけ副走査方向に離して配置するようにしてもよい。   That is, a part (peripheral) of the first droplets that have been ejected penetrates the recording paper 16 and remains on the surface of the recording paper 16 and the surface of the recording paper 16 that has been ejected afterwards. If the condition that the sum with the radius is smaller than the inter-dot pitch (the minimum inter-nozzle distance Pm in the main scanning direction) is satisfied, landing interference does not occur. Therefore, the interval Ls between the nozzle blocks in the sub-scanning direction is set as the time until the radius on the surface of the recording paper 16 of the first droplet deposited reaches a size satisfying the above condition after landing (the landing interference is reduced). It is also possible to set the distance so that the recording paper 16 is conveyed within a droplet ejection interval that is not generated), and to dispose the nozzle blocks apart in the sub-scanning direction by this distance.

このように、主走査方向に隣接して重ねて打滴される液滴ドットが干渉しないようにするための打滴インターバルについて以下説明する。   In this manner, the droplet ejection interval for preventing the droplet dots ejected by overlapping adjacently in the main scanning direction from interfering will be described below.

主走査方向に隣接した液滴ドットを打滴するノズルとして図7あるいは図8のノズルブロック1のノズル51−11Aとノズルブロック2のノズル51−21Aを例にとって説明する。図12に、先にノズル51−11Aによって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表面上の液滴直径をD1aとする。   The nozzles 51-11A of the nozzle block 1 and the nozzles 51-21A of the nozzle block 2 shown in FIG. 7 or 8 will be described as examples of nozzles that eject droplet dots adjacent in the main scanning direction. FIG. 12 shows the ink droplet 100 previously ejected by the nozzle 51-11A. The droplet diameter of the ink droplet 100 on the surface of the recording paper 16 is defined as D1a.

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13は、図12中XIII-XIII 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。図14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. 13 is a cross-sectional view taken along the line XIII-XIII in FIG. 12, and shows a state immediately after the ink droplet 100 has landed on the recording paper 16. FIG. 14 shows a state where a predetermined time less than the complete penetration time T has elapsed after the ink droplet 100 has landed on the recording paper 16, and the diameter of the ink droplet 100 on the surface of the recording paper 16 has become D1b. .

なお、図14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。すなわち、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. 14 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 has landed on the recording paper 16. That is, the ink droplet 100 forms a dot 102 having a diameter D1a.

また、図14には、続いてノズルブロック2のノズル51−21Aにより、直径D2aのインク滴110を打滴した状態を示している。先にインク滴100を打滴したノズル51−11Aとこのノズル51−21Aとの主走査方向の距離は、本ノズル配列における主走査方向最小ノズル間距離Pmであり、インク液滴110とドット102との中心間の間隔(ドットピッチ間隔)Ptは、この主走査方向最小ノズル間距離Pmとなる。   FIG. 14 shows a state in which an ink droplet 110 having a diameter D2a is subsequently ejected by the nozzle 51-21A of the nozzle block 2. The distance in the main scanning direction between the nozzle 51-11A that has previously ejected the ink droplet 100 and the nozzle 51-21A is the minimum inter-nozzle distance Pm in the main scanning direction in this nozzle array. The center-to-center distance (dot pitch distance) Pt is the minimum nozzle distance Pm in the main scanning direction.

先にノズル51−11Aによって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(1)
Pt>(D1b/2)+(D2a/2) ・・・(1)
を満たす場合には、各インク液滴100、110の半径(それぞれ(D1b/2)及び(D2a/2)である。)の和がドット間ピッチPtより小となり、記録紙16の表面においてこれらインク滴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14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 time δT has elapsed since the ink droplet 100 previously ejected by the nozzle 51-11A landed on the recording paper 16, and the diameter D2a of the ink droplet 110 when landed on the recording paper 16. The relationship between the distance between the ink droplet 100 and the ink droplet 110 (corresponding to the pitch of dots formed from the ink droplet 100 and the ink droplet 110) Pt is expressed by the following equation (1).
Pt> (D1b / 2) + (D2a / 2) (1)
In the case of satisfying the above, the sum of the radii of the respective ink droplets 100 and 110 (respectively (D1b / 2) and (D2a / 2)) is smaller than the inter-dot pitch Pt. Since the ink droplet 100 and the ink droplet 110 are not mixed, the shapes of the dot 102 and the dot 112 (formed in the same position and in the same size as the ink droplet 110 in FIG. 14) are broken. Absent. Therefore, a desired dot shape can be obtained.

なお、上記式(1)は、次の式(2)のように表現することもできる。   The above formula (1) can also be expressed as the following formula (2).

D1b < 2×Pt − D2a ・・・(2)
すなわち、ノズル51−11から記録紙16上へ吐出されたインク滴100の直径D1aが、この式(2)を満たす直径D1bになるまでの時間を、着弾干渉が発生しないための打滴インターバルとすればよい。
D1b <2 × Pt−D2a (2)
That is, the time until the diameter D1a of the ink droplet 100 ejected from the nozzle 51-11 onto the recording paper 16 reaches the diameter D1b satisfying the equation (2) is defined as the droplet ejection interval for preventing landing interference. do it.

ここで、ドット102とドット112とが重なる条件は、式(1)とは逆に、Pt<(D1b/2)+(D2a/2)となる。すなわち、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間ピッチPtより大きい場合である。   Here, the condition that the dot 102 and the dot 112 overlap is Pt <(D1b / 2) + (D2a / 2), contrary to the equation (1). That is, the condition that 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 inter-dot pitch Pt.

図14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. 14 indicate that the area where the ink droplet 100 has not penetrated into the recording paper 16 (the area indicated as the ink droplet 100) and the penetration of the ink droplet 100 into the recording paper 16 have been completed. 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15は、図14中XV-XV 線に沿う、インク滴100及びインク滴110の断面を示す断面図である。インク滴110が記録紙16に浸透する際に、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. 15 is a cross-sectional view showing cross sections of the ink droplet 100 and the ink droplet 110 taken along line XV-XV in FIG. 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に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16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 completed, and as shown in FIG. D2a dots 112 are formed.

図17は、図16中XVII-XVII 線に沿うドット102及びドット112の断面を示す断面図である。   17 is a cross-sectional view showing a cross section of the dot 102 and the dot 112 along the line XVII-XVII in FIG.

このように、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。   In this way, when two dots overlap, the next ink is ejected without waiting for the complete permeation time T when the permeation of the previously ejected ink droplet is completed (in the state of D1b> 0). Can do.

すなわち、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着弾時に上記式(2)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ノズル51−11Aから吐出されるインク滴100と、ノズル51−21Aから吐出されるインク滴110との打滴タイミングが制御される。   That is, the distance Pt between the ink droplet 100 that has landed first and the ink droplet 110 that landed next, the diameter D2a when the ink droplet 110 landed, and the ink droplet 100 that satisfies the above equation (2) when the ink droplet 110 landed. The diameter D1b is obtained, and the permeation time δT is obtained from the obtained diameter D1b of the ink droplet 100 and the diameter D1a at the time of landing of the ink droplet 100. The droplet ejection timing of the ink droplet 100 ejected from the nozzle 51-11A and the ink droplet 110 ejected from the nozzle 51-21A is controlled with the penetration time δT thus determined as the droplet ejection interval.

また、このようにして求められた時間δTと記録紙16の搬送速度Vとの積、δT×Vを副走査方向の前記所定の間隔として、この距離の分だけノズル51−11Aとノズル51−21Aの副走査方向の距離を離すようにしてノズルブロック1とノズルブロック2を配置するようにすればよい。   Further, the product of the time δT thus obtained and the conveyance speed V of the recording paper 16, δT × V, is set as the predetermined interval in the sub-scanning direction, and the nozzles 51-11A and 51- The nozzle block 1 and the nozzle block 2 may be arranged so that the distance in the sub-scanning direction is 21A.

図18は、このような打滴制御を行うシステム(打滴制御部)を示すブロック図である。なお、この打滴制御部は図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. 18 is a block diagram showing a system (droplet ejection control unit) that performs such droplet ejection control. This droplet ejection control unit 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 ink, 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16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16のインク滴110)の直径D2aから、先に打滴されたインク滴(図16のインク滴100)の直径D1bが求められる。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等が決定される。   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. 16), and the diameter D2a of the ink droplet (ink droplet 110 in FIG. 16) to be ejected later. From this, the diameter D1b of the ink droplet previously ejected (ink droplet 100 in FIG. 16) is obtained. 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.), timing control parameters in the main scanning direction, and the like are determined from the penetration time δT.

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51−11A、51−21A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 drive signal generation unit 218 drives the nozzles 51-11A and 51-21A. 220 is generated.

ここで、インク滴が記録紙16に浸透する速さは、主としてインクの種類、記録紙16の種類、環境温度、湿度等に依存する。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。
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. 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が予め計算されて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。この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、外部に備えられていてもよい。   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. This database may be provided inside the inkjet recording apparatus 10 or may be provided outside.

上述したように、このようにして求められた浸透時間δTの間に記録紙16が搬送される距離(記録紙16の搬送速度Vにより、V×δTで計算される)の分だけノズルブロックを副走査方向にずらして図7あるいは図10のようにノズルを配置することにより、記録媒体上で互いに重なり合う、異なるノズルから吐出されるインク液滴の着弾時間間隔を長くして着弾した液滴の滲みを防止することができる。   As described above, the nozzle block is moved by the distance (calculated by V × δT based on the conveyance speed V of the recording paper 16) during the penetration time δT thus determined. By disposing the nozzles in the sub-scanning direction as shown in FIG. 7 or FIG. 10, the landing time intervals of the ink droplets that are overlapped with each other on the recording medium and ejected from different nozzles are lengthened. Bleeding can be prevented.

以上、記録媒体上に打滴されたドットの記録媒体表面上の液滴が浸透によって定着する系を記載したが、記録媒体上に打滴されたドットの記録媒体表面上の液滴が乾燥または硬化によって記録媒体表面上で固化することによって定着する系でも、浸透の場合と同様に打滴インターバルを制御することが可能である。   In the above, a system has been described in which the droplets on the recording medium surface of the dots ejected onto the recording medium are fixed by penetration, but the droplets on the recording medium surface of the dots ejected onto the recording medium are dried or Even in a system that fixes by solidifying on the surface of the recording medium by curing, the droplet ejection interval can be controlled in the same manner as in the case of penetration.

また、主走査方向に隣接あるいは近傍に存在するノズル間の副走査方向距離をこのように液滴ドットが記録媒体に定着するだけの時間を稼げる距離だけ離して各ノズルを配置するようにしたことにより、確実に着弾干渉を防止して、高画質な画像記録を実現することができる。   Also, the nozzles are arranged such that the distance in the sub-scanning direction between the nozzles adjacent to or in the vicinity of the main scanning direction is separated by a distance that allows the droplet dots to be fixed on the recording medium. Therefore, it is possible to reliably prevent landing interference and realize high-quality image recording.

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(不図示)、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, a material that is liquid-resistant to alkaline ink is used for each member. Examples of the optimal resin material for the ink supply tank (not shown) 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.

以上、本発明の液滴吐出ヘッド及び画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。   Although the liquid droplet ejection head and the image forming apparatus of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above examples, and various improvements and modifications are made without departing from the gist of the present invention. Of course.

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 2006281775
Figure 2006281775

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5
mm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. The length of the flow path is not particularly limited, but is preferably 1 mm or more and 10 m or less, and more preferably 5 mm.
It is preferably not less than 10 mm and not more than 10 m, particularly preferably not less than 10 mm and not more than 5 m.

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20(a)〜23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。   Representative examples of the reaction apparatus used in the present invention are shown in FIGS. Needless to say, the present invention is not limited to these examples.

図20(a)はY字型流路を有する反応装置(1010)の説明図であり、図20(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. 20 (a) is an explanatory view of a reactor (1010) having a Y-shaped channel, and FIG. 20 (b) is a 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 or rectangular shape. 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21(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21(b)は同装置のIIa−IIa線の断面図であり、図21(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20(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20(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. 21 (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. 21 (b) is a cross-sectional view taken along line IIa-IIa of the same device. FIG. 21C 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 manner as the apparatus of FIG. 20A, 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. The present apparatus having a cylindrical tube type flow path can take a larger contact interface between the two liquids than the apparatus shown in FIG. 20 (a), 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22(a)および図23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20(a)および図21(a)の装置に改良を加えたものであり、図20(b)は図20(a)における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。   22 (a) and FIG. 23 are modifications of the apparatus of FIG. 20 (a) and FIG. 21 (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20(a)、又は図21(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20(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20(a)の導入口1012、または図21(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21(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. 20 (a) or FIG. 21 (a). Specifically, a uniform solution of an organic pigment is introduced into the inlet 1011 in FIG. 20A or the inlet 1021 in FIG. 19A, and the inlet 1012 in FIG. 20A or FIG. 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. 21 (a)) 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22(a)または図23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。   Since 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, they have an outlet designed as shown in FIG. 22 (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℃、より好ましくは0〜50℃である。特に好ましくは5〜15℃である。   The reaction temperature in the flow path in the case of producing pigment fine particles is preferably within a range where the solvent does not solidify or vaporize, but is preferably -20 to 90 ° C, more preferably 0 to 50 ° C. Especially 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 component) 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℃〜250℃、より好ましくは20℃〜150℃、更に好ましくは40℃〜120℃、最も好ましくは60℃〜100℃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, still more preferably 40 ° C to 120 ° C, and most preferably. Is 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 2006281775
Figure 2006281775

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 2006281775
Figure 2006281775

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, 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20(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 two inlets of a Teflon (registered trademark) Y-shaped connector having an equivalent diameter of 500 μm using a connector, 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 liquid is sent out at a liquid feeding speed of 1 mL / h and the IIA liquid is sent out at a liquid feeding speed of 6 mL / h, the flow path 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, 0.5 mL of IB solution was added to 3.0 mL of the IIA solution in a beaker at room temperature while stirring with a stirrer to obtain a dispersion of 2,9-dimethylquinacridone. 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20(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。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。
(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. Flow path width A: 100 μm, flow path width B: 100 μm, flow path width C: 100 μm, flow path length F: 12 cm, flow path depth H: Y-shaped as shown in FIG. In a reaction apparatus having a mold channel, two Teflon (registered trademark) tubes are connected to an inlet 1011 and an inlet 1012 using connectors, and syringes containing only IC solution and distilled water are connected to the ends. Set on the pump. 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21(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1024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 the cylindrical flow path shown in FIG. 21 (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 2,9-dimethylquinacridone is dispersed. Since a liquid was obtained, it was collected from the outlet 1024. 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20(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.). Flow path width A: 100 μm, flow path width B: 100 μm, flow path width C: 100 μm, flow path length F: 12 cm, flow path depth H: 40 μm glass Y-shaped flow shown in FIG. In the reaction apparatus having a channel, two Teflon (registered trademark) tubes were connected to the inlet 1011 and the inlet 1012 using connectors, and the ID liquid and the IIA liquid prepared in Example 1 were respectively added to the ends. 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21(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. 21 (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 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22(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 having a Y-shaped flow path described in FIG. 22 (a) and separable at the outlet, two Teflon (registered trademark) tubes are connected to the inlet 1031 and the inlet 1032 using connectors, Before that, syringes containing the IB solution prepared in Example 3 and the IIA solution prepared in Example 1 were 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23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 flow channel as shown in FIG. 23 having a flow channel diameter N: 100 μm, a flow channel diameter P: 300 μm, a flow channel diameter O: 100 μm, a flow 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9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 9 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 2006281775
Figure 2006281775

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 2006281775
Figure 2006281775

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21(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 path shown in FIG. 21A having a flow path diameter D: 100 μm, a flow path diameter E: 400 μm, a flow path length G: 20 cm, the portion of the flow path 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. .

本発明に係る画像形成装置の一実施形態としてのインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing an outline of an inkjet recording apparatus as an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. 図1のインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図である。FIG. 2 is a plan view of a main part around a printing unit of the ink jet recording apparatus of FIG. 印字ヘッドの他の構造例を示す平面透視図である。FIG. 6 is a plan perspective view illustrating another example of the structure of the print head. 印字ヘッドを構成する圧力室ユニットを示す拡大図である。It is an enlarged view showing a pressure chamber unit constituting a print head. 図4のV-V 線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the VV line of FIG. 図1のインクジェット記録装置のシステム構成図である。FIG. 2 is a system configuration diagram of the ink jet recording apparatus of FIG. 1. 本実施形態の印字ヘッドにおけるノズル配置を示す要部平面図である。It is a principal part top view which shows nozzle arrangement in the print head of this embodiment. 図7のノズル配置の一部を拡大して示す平面図である。It is a top view which expands and shows a part of nozzle arrangement | positioning of FIG. (a)、(b)はノズル配置とドット位置の関係を示す説明図である。(A), (b) is explanatory drawing which shows the relationship between nozzle arrangement | positioning and a dot position. 本実施形態の印字ヘッドにおける他のノズル配置を示す要部平面図である。It is a principal part top view which shows other nozzle arrangement | positioning in the print head of this embodiment. 図10のノズル配置においてノズルブロックの他の分け方を示す平面図である。It is a top view which shows the other division method of a nozzle block in the nozzle arrangement | positioning of FIG. 本実施形態のインクジェット記録装置の打滴制御の説明図である。It is explanatory drawing of droplet ejection control of the inkjet recording device of this embodiment. 図12中のXIII-XIII 線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the XIII-XIII line | wire in FIG. 打滴制御の要部を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the principal part of droplet ejection control. 図14中のXV-XV 線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the XV-XV line | wire in FIG. 打滴制御の結果を説明する平面図である。It is a top view explaining the result of droplet ejection control. 図16中のXVII-XVII 線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the XVII-XVII line in FIG. 本実施形態のインクジェット記録装置の打滴制御部のブロック図である。It is a block diagram of a droplet ejection control unit of the ink jet recording apparatus of the present embodiment. 従来のマトリクス状に配列されたノズルを示す要部平面図である。It is a principal part top view which shows the nozzle arranged in the conventional matrix form. 片側にY字型流路を有する反応装置の説明図である。It is explanatory drawing of the reaction apparatus which has a Y-shaped channel on one side. 図20(a)のI−I線の断面図である。It is sectional drawing of the II line | wire of Fig.20 (a). 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る。It is explanatory drawing of the reaction apparatus which has a cylindrical tube type flow path provided with the flow path penetrated to one side. 図21(a)のIIa−IIa線の断面図である。It is sectional drawing of the IIa-IIa line | wire of Fig.21 (a). 図21(a)のIIb−IIb線の断面図である。It is sectional drawing of the IIb-IIb line | wire of Fig.21 (a). 両側にY字型流路を有する反応装置の説明図である。It is explanatory drawing of the reactor which has a Y-shaped channel on both sides. 図22(a)のIII−III線の断面図である。It is sectional drawing of the III-III line | wire of Fig.22 (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である。It is explanatory drawing of the reaction apparatus which has a cylindrical tube type flow path provided with 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、12…印字部、14…インク貯蔵/装填部、16…記録紙、18…給紙部、20…デカール処理部、22…吸着ベルト搬送部、24…印字検出部、26…排紙部、28…カッター、30…加熱ドラム、31、32…ローラ、33…ベルト、34…吸着チャンバ、35…ファン、36…ベルト清掃部、40…加熱ファン、42…後乾燥部、44…加熱・加圧部、45…加圧ローラ、48…カッター、50…印字ヘッド、51…ノズル、52…圧力室、53…インク供給口、54…圧力室ユニット、55…インク共通流路、56…振動板、58…アクチュエータ、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, 12 ... Printing part, 14 ... Ink storage / loading part, 16 ... Recording paper, 18 ... Paper feeding part, 20 ... Decal processing part, 22 ... Adsorption belt conveyance part, 24 ... Print detection part, 26 DESCRIPTION OF REFERENCE SYMBOLS: Paper discharge unit, 28 ... Cutter, 30 ... Heating drum, 31, 32 ... Roller, 33 ... Belt, 34 ... Adsorption chamber, 35 ... Fan, 36 ... Belt cleaning unit, 40 ... Heating fan, 42 ... Post-drying unit, 44 ... heating / pressurizing unit, 45 ... pressure roller, 48 ... cutter, 50 ... print head, 51 ... nozzle, 52 ... pressure chamber, 53 ... ink supply port, 54 ... pressure chamber unit, 55 ... ink common flow path 56 ... Vibration plate 58 ... Actuator 1010, 1020, 1030, 1040 ... Reactor body, 1011, 1012, 1021, 1022, 1031, 1032, 1041, 1042 ... Inlet, 1013, 1033 ... flow path, 1013a, 1013b, 1023a, 1023b, 1033a, 1033b, 1043a, 1043b ... introduction flow path, 1013c, 1023c, 1033c, 1043c ... reaction flow path, 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 (13)

記録媒体に、アルカリ性または酸性の水溶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であって、
前記記録媒体が前記液滴吐出ヘッドに対して相対的に搬送される搬送方向と直交する主走査方向及び前記搬送方向である副走査方向に2次元的に、かつ前記ノズルから前記記録媒体上に打滴された少なくとも一部のドットが主走査方向に重なるように、前記ノズルが配列され、
前記記録媒体上で主走査方向に隣接するドットを打滴する第1のノズルと第2のノズル及び第1のノズルと副走査方向に隣接する第3のノズルに対し、
前記第1のノズルと第2のノズルとの間の副走査方向における距離が、少なくとも、前記第1のノズルと第3のノズルの副走査方向における距離の2以上の整数倍の距離となるように前記第1のノズルと第2のノズルを副走査方向に離して配置するとともに、
前記第1のノズルと第3のノズルの間の主走査方向における距離が、少なくとも、前記第1のノズル及び前記第3のノズルから前記記録媒体に吐出される液滴によって形成される最大ドット径以上の距離となるように前記第1のノズルと第3のノズルを主走査方向に離して配置したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
An organic pigment solution dissolved in an alkaline or acidic aqueous medium is circulated in the flow path as a laminar flow on the recording medium, and the hydrogen ion index (pH) of the solution is changed in the laminar flow process. A recording head for ejecting droplets containing organic pigment fine particles,
Two-dimensionally in the main scanning direction orthogonal to the conveying direction in which the recording medium is conveyed relative to the droplet discharge head and in the sub-scanning direction that is the conveying direction, and from the nozzles onto the recording medium. The nozzles are arranged so that at least some of the ejected dots overlap in the main scanning direction,
For the first nozzle, the second nozzle, and the third nozzle that are adjacent to the first nozzle in the sub-scanning direction on the recording medium, the dots that are adjacent to each other in the main scanning direction
The distance in the sub-scanning direction between the first nozzle and the second nozzle is at least an integral multiple of 2 or more of the distance in the sub-scanning direction of the first nozzle and the third nozzle. And disposing the first nozzle and the second nozzle apart in the sub-scanning direction,
The distance in the main scanning direction between the first nozzle and the third nozzle is at least a maximum dot diameter formed by droplets ejected from the first nozzle and the third nozzle onto the recording medium. A liquid droplet ejection head, wherein the first nozzle and the third nozzle are arranged apart from each other in the main scanning direction so as to have the above distance.
前記第1のノズルと第3のノズルとの間の主走査方向における距離が、少なくとも、前記第1のノズルと第2のノズルの間の主走査方向の距離の2以上の整数倍の距離であることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。   The distance in the main scanning direction between the first nozzle and the third nozzle is at least an integer multiple of 2 or more of the distance in the main scanning direction between the first nozzle and the second nozzle. The droplet discharge head according to claim 1, wherein the droplet discharge head is provided. 記録媒体に、アルカリ性または酸性の水溶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であって、
前記記録媒体が前記液滴吐出ヘッドに対して相対的に搬送される搬送方向と直交する主走査方向及び前記搬送方向である副走査方向に2次元的に、かつ前記ノズルから前記記録媒体上に打滴された少なくとも一部の液滴ドットが主走査方向に重なるように、前記ノズルが配列され、
前記液滴吐出ヘッドにおけるノズル間の主走査方向における最小距離である主走査方向最小ノズル間距離をPmとし、
主走査方向に1列に配列された複数個のノズル列をそれぞれ主走査方向にずらして副走査方向に隣接させて並べ、任意のノズル列に対して主走査方向に所定距離だけずらしたノズル列が必ず存在するように配置して形成された複数個のノズルブロックのうち副走査方向に隣接するノズルブロックを、副走査方向に所定の間隔ずらすとともに、主走査方向に前記主走査方向最小ノズル間距離Pmだけずらして配置したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
An organic pigment solution dissolved in an alkaline or acidic aqueous medium is circulated in the flow path as a laminar flow on the recording medium, and the hydrogen ion index (pH) of the solution is changed in the laminar flow process. A recording head for ejecting droplets containing organic pigment fine particles,
Two-dimensionally in the main scanning direction orthogonal to the conveying direction in which the recording medium is conveyed relative to the droplet discharge head and in the sub-scanning direction that is the conveying direction, and from the nozzles onto the recording medium. The nozzles are arranged so that at least some of the ejected droplet dots overlap in the main scanning direction,
Pm is the minimum distance between nozzles in the main scanning direction, which is the minimum distance in the main scanning direction between nozzles in the droplet discharge head,
A plurality of nozzle rows arranged in a row in the main scanning direction are shifted in the main scanning direction and arranged adjacent to each other in the sub scanning direction, and a nozzle row shifted by a predetermined distance in the main scanning direction with respect to an arbitrary nozzle row The nozzle blocks adjacent to each other in the sub-scanning direction among the plurality of nozzle blocks formed so as to always exist are shifted by a predetermined interval in the sub-scanning direction and between the minimum nozzles in the main scanning direction in the main scanning direction. A droplet discharge head characterized by being arranged by being shifted by a distance Pm.
前記ノズル列を主走査方向にずらす前記所定距離を、前記主走査方向最小ノズル間距離Pm及び前記ノズルブロックの個数Nを用いて、N×Pmとなるように設定することを特徴とする請求項3に記載の液滴吐出ヘッド。   The predetermined distance for shifting the nozzle row in the main scanning direction is set to be N × Pm using the minimum inter-nozzle distance Pm in the main scanning direction and the number N of the nozzle blocks. 4. A droplet discharge head according to item 3. 前記ノズルブロック間の副走査方向の前記所定の間隔を、前記ノズル配列における副走査方向に隣接するノズル間の距離である副走査方向最小ノズル間距離Ps及び各ノズルブロックを構成する前記ノズル列の個数Mを用いて、M×Psとなるように設定することを特徴とする請求項3または4に記載の液滴吐出ヘッド。   The predetermined interval in the sub-scanning direction between the nozzle blocks is defined as the sub-scanning direction minimum inter-nozzle distance Ps that is the distance between nozzles adjacent to each other in the sub-scanning direction in the nozzle array and the nozzle rows constituting each nozzle block. The droplet discharge head according to claim 3, wherein the droplet discharge head is set to be M × Ps by using the number M. 前記記録媒体上で主走査方向に重なり合う液滴ドットを打滴する第1のノズルと第2のノズルをそれぞれ有する第1のノズルブロックと第2のノズルブロックとの間の副走査方
向の前記所定の間隔に対して、少なくとも、前記第1のノズルから着弾された第1のドットが前記記録媒体に定着して前記記録媒体表面上での液滴径が小さくなり、前記第1のドットの着弾後に前記第2のノズルから着弾する第2のドットの前記記録媒体表面上での液滴と接触しない大きさになるまでの時間になるように前記記録媒体が相対的に搬送される搬送速度を少なくとも記録媒体の種類に応じて設定することを特徴とする請求項3または4に記載の液滴吐出ヘッド。
The predetermined in the sub-scanning direction between the first nozzle block and the second nozzle block each having a first nozzle and a second nozzle for ejecting droplet dots overlapping in the main scanning direction on the recording medium. At least the first dots landed from the first nozzle are fixed on the recording medium, the droplet diameter on the surface of the recording medium is reduced, and the landing of the first dots The conveyance speed at which the recording medium is relatively conveyed is set so that the time until the second dots that land from the second nozzle later do not come into contact with the droplets on the surface of the recording medium is reached. The liquid droplet ejection head according to claim 3, wherein the liquid droplet ejection head is set according to at least the type of the recording medium.
前記ノズル配列を構成する任意のノズルから前記記録媒体上に打滴される液滴の最大ドット径をDmax とするとき、前記主走査方向最小ノズル間距離Pmに対し、Dmax ≦N×Pmとなるように前記ノズルブロックの個数Nを設定することを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッド。   When the maximum dot diameter of droplets ejected from the arbitrary nozzles constituting the nozzle array onto the recording medium is Dmax, Dmax ≦ N × Pm with respect to the minimum inter-nozzle distance Pm in the main scanning direction. The droplet discharge head according to claim 3, wherein the number N of the nozzle blocks is set as described above. 記録媒体に、アルカリ性または酸性の水溶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であって、
前記記録媒体が前記液滴吐出ヘッドに対して相対的に搬送される搬送方向と直交する主走査方向及び前記搬送方向である副走査方向に2次元的に、かつ前記ノズルから前記記録媒体上に打滴された少なくとも一部のドットが主走査方向に重なるように、前記ノズルが配列され、
前記記録媒体上で主走査方向に隣接または重ねて打滴する第1のドットと第2のドットを打滴する第1のノズルと第2のノズルとの副走査方向の距離を、少なくとも前記第1のドットが前記記録媒体に着弾して定着して前記記録媒体表面上での液滴径が小さくなり、前記第1のドットの着弾後に打滴される前記第2のドットの前記記録媒体表面上での液滴と接触しない大きさになるまでの時間に前記記録媒体が相対的に搬送される距離以上となるように設定し、
前記第1のノズルと副走査方向に隣接する第3のノズルとの主走査方向の距離が、少なくとも前記第1のノズル及び前記第3のノズルから前記記録媒体に打滴されて形成される最大ドット径以上の距離となるように前記第1のノズルと前記第3のノズルを配置することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
An organic pigment solution dissolved in an alkaline or acidic aqueous medium is circulated in the flow path as a laminar flow on the recording medium, and the hydrogen ion index (pH) of the solution is changed in the laminar flow process. A recording head for ejecting droplets containing organic pigment fine particles,
Two-dimensionally in the main scanning direction orthogonal to the conveying direction in which the recording medium is conveyed relative to the droplet discharge head and in the sub-scanning direction that is the conveying direction, and from the nozzles onto the recording medium. The nozzles are arranged so that at least some of the ejected dots overlap in the main scanning direction,
The distance in the sub-scanning direction between the first nozzle and the second nozzle that deposits the first and second dots that are deposited adjacently or overlapped in the main scanning direction on the recording medium is at least the first The first dot is landed and fixed on the recording medium, the droplet diameter on the surface of the recording medium is reduced, and the recording medium surface of the second dot that is ejected after the landing of the first dot Set so that the recording medium is relatively transported over the time until it reaches a size that does not contact the droplets above,
The distance in the main scanning direction between the first nozzle and the third nozzle adjacent in the sub-scanning direction is the maximum formed by ejecting droplets from at least the first nozzle and the third nozzle onto the recording medium. A droplet discharge head, wherein the first nozzle and the third nozzle are arranged so as to have a distance equal to or greater than a dot diameter.
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1〜8のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッド。   The liquid droplet ejection head according to claim 1, wherein the organic pigment fine particles are generated from 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1〜9のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッド。   The droplet discharge head 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1〜10のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッド。
Figure 2006281775
(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。)
11. The droplet discharge according to claim 1, wherein the organic pigment fine particle is a quinacridone pigment represented by the general formula (I), wherein the solution of the organic pigment is alkaline. head.
Figure 2006281775
(Wherein 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 an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms), 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1〜11のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッド。   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 droplet discharge head according to any one of 1 to 11. 請求項1〜12のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the droplet discharge head according to claim 1.
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