JP2007268845A - インクジェット記録方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体に対して文字および画像を両面記録するにあたり、優れたプリント品質を確保し、且つ、長期にわたり吐出安定性に優れたインクジェットプリント方法およびその装置を提供する。
【解決手段】インクを吐出するインクジェットヘッドを用いて記録媒体の両面に文字および／または画像を記録するインクジェット記録方法であって、インクジェット記録装置によって実施される。インクジェットヘッドは、主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有する第１のインクを吐出する第１のインク吐出ヘッド１２、および、主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有しない第２のインクを吐出する第２のインク吐出ヘッド１４を含む。第１のインク吐出ヘッド１２から吐出される第１のインクと、第２のインク吐出ヘッド１４から吐出される第２のインクとは、時間差を持って、記録媒体Ｐの同一箇所に吐出される。
【選択図】図１

Description

本願発明は、インクジェット記録方法およびその装置に関し、特に、紙等の記録媒体の両面に文字および画像を記録するのに好適なインクジェット記録方法およびその装置に関する。

従来、プリンターで記録紙に文字および画像を記録する場合、紙資源を大切にするために、記録紙の両面に記録することがよく行われている。このことは、インクジェットプリンターにおいても同様の傾向にある。
ところが、インクジェットプリンターで記録紙の両面に文字および画像を記録する場合、インクジェットプリンター用のインクが、通常、水性インク等の液体インクであり、液体インクの吸収によって文字および画像が記録紙に定着し記録されるため、記録紙の紙質によっては記録された文字および画像が、記録面とは反対側の面に浸透し、裏写り、しみ通し（裏抜け）等を生じるという不具合があった。
このような不具合を解消するために、たとえばプリント濃度の低い記録モードで文字および画像を記録することが行われていたが、プリント濃度の低下に伴って文字および画像の鮮明さに欠け、良好なプリント品位を得られないという問題があった。また、文字および画像の鮮明さを確保するために、プリント濃度を通常の高濃度に設定すると、裏写りが強く起こってしまい、何れにしても良好なプリント品位を確保することが困難であった。

一方、ヒーターで普通紙，ＰＢ用紙，ＰＰＣ用紙等の記録媒体を加熱することによって裏写りを防ぐ方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、普通紙，コート紙，上質紙，光沢紙，ＯＨＰ用透明フィルム等の記録媒体に特別な処理液を付与することによってインクの浸透を抑制する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この場合、カチオン性成分を含む処理液を記録媒体に付与させ、カチオン性成分を含む処理液と、アニオン性成分を含むインクとの間で化学反応を行わせることによって、インクの浸透を抑制している。

特開平１１−１２９４６０号公報 特許第３３９７６０５号公報

しかしながら、ヒーターで記録媒体を加熱して裏写りを防ぐ方法では、印字ヘッド近傍にヒーターが配置されるため、ノズルでのインクの増粘・固着による吐出安定性の低下が懸念される。
また、記録媒体に処理液を付与してインクの浸透を抑制する方法では、カチオン性成分を含む処理液と、アニオン性成分を含むインクとで化学反応を行わせて浸透を抑制する方法に限定されてしまう。しかも、カチオン性成分を含む処理液と、アニオン性成分を含むインクの組み合わせでは、各々の液体の空気中での化学的安定性が十分ではないため、長期的な吐出安定性に欠けるものとなっている。

それゆえに、本願発明の主たる目的は、記録媒体に対して文字および画像を両面記録するにあたり、優れたプリント品質を確保し、且つ、長期にわたり吐出安定性に優れたインクジェットプリント方法およびその装置を提供することである。

請求項１にかかる本願発明は、インクを吐出するインクジェットヘッドを用いて記録媒体の両面に文字および／または画像を記録するインクジェット記録方法であって、主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有するインクと、主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有しないインクとを含み、水酸基を含有するインクと水酸基を含有しないインクとが、時間差を持って記録媒体の同一箇所に記録されることを特徴とする、インクジェット記録方法である。
請求項１にかかる本願発明では、主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有するインクと、主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有しないインクとは、相溶性が低く、お互いに混じり合わないので、主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有しないインクの記録媒体への浸透を妨げる。そのため、当該水酸基を含有するインクと当該水酸基を含有しないインクとが時間差を持って接触した場合、双方のインクが滲んだり、混合することが抑制される。この場合、当該水酸基を含有しないインクは、記録媒体の裏面まで浸透・到達しないので、裏写り、しみ通し（裏抜け）等の不具合を生じることなく、良好な文字および／または画像を記録媒体の両面に対して記録することが可能となる。
請求項２にかかる本願発明は、請求項１にかかる発明に従属する発明であって、水酸基を含有するインクは、水系インクを含み、水酸基を含有しないインクは油系インクを含むことを特徴とする、インクジェット記録方法である。
請求項２にかかる本願発明では、水系インクと油系インクとが反応せず混じり合わないので、水系インクと油系インクとが時間差を持って接触した場合、水系インクおよび油系インクが、滲んだり、記録媒体への油系インクの浸透が妨げられる。すなわち、油系インクは、記録媒体の裏面まで浸透・到達しないので、良好な文字および／または画像を記録媒体の両面に対して、裏写り、しみ通し（裏抜け）等の不具合を生じることなく記録することが可能となる。
請求項３にかかる本願発明は、インクを吐出するインクジェットヘッドを用いて記録媒体の両面に文字および／または画像を記録するインクジェット記録装置であって、主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有する第１のインクと、主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有しない第２のインクとが、時間差を持って、インクジェットヘッドから吐出されることを特徴とする、インクジェット記録装置である。
請求項３にかかる本願発明では、第１のインクと第２のインクとが、時間差を持って、インクジェットヘッドから記録媒体上に吐出されるため、記録媒体の両面に対して、裏写り、しみ通し（裏抜け）等の不具合を生じることなく、良好な文字および／または画像を記録することが可能となる。
請求項４にかかる本願発明は、インクを吐出するインクジェットヘッドを用いて記録媒体の両面に文字および／または画像を記録するインクジェット記録装置であって、インクジェットヘッドは、主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有する第１のインクを吐出する第１のインク吐出ヘッドと、主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有しない第２のインクを吐出する第２のインク吐出ヘッドとを含み、第１のインク吐出ヘッドから吐出される第１のインクと、第２のインク吐出ヘッドから吐出される第２のインクとが、時間差を持って、記録媒体の同一箇所に吐出されることを特徴とする、インクジェット記録装置である。
請求項４にかかる本願発明では、第１のインク吐出ヘッドから吐出される第１のインクと、第２のインク吐出ヘッドから吐出される第２のインクとが、時間差を持って、記録媒体の同一箇所に吐出されるため、記録媒体の両面に対して、裏写り、しみ通し（裏抜け）等の不具合を生じることなく、良好な文字および／または画像を記録することが可能となる。
請求項５にかかる本願発明は、請求項３または請求項４にかかる発明に従属する発明であって、第１のインクは、水系インクを含み、第２のインクは、油系インクを含むことを特徴とする、インクジェット記録装置である。
請求項５にかかる本願発明では、水系インクと油系インクとが反応せず混じり合わないので、水系インクと油系インクとが時間差を持って接触した場合、水系インクおよび油系インクが、滲んだり、記録媒体への油系インクの浸透が妨げられ、油系インクは、記録媒体の裏面まで浸透・到達しないため、良好な文字および／または画像を記録媒体の両面に対して、裏写り、しみ通し（裏抜け）等の不具合を生じることなく記録することが可能となる。

本願発明では、記録媒体を加熱することがないので、インクジェットノズルでの増粘・固着による吐出安定性が低下する恐れがない。また、本願発明では、特別な成分を有する処理液を記録媒体に付与し、特別な成分を有するインクとの間で化学反応を行わせてインクの浸透を抑制する方法を採用していないので、当該特定の成分を有する処理液およびインクの空気中での安定性が欠けていることに起因した吐出安定性の低下を防止することができる。
そのため、本願発明によれば、記録媒体に対して文字および画像を両面記録するにあたり、優れたプリント品質を確保し、且つ、長期にわたり吐出安定性に優れたインクジェット記録方法およびその装置が得られる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。

図１は、本願発明にかかるインクジェット記録装置の一例を示す概略図解図である。本実施形態例では、インクジェットヘッドからインクを吐出して記録媒体の両面に文字および／または画像を記録するインクジェット記録装置について、以下、説明する。
インクジェット記録装置１０は、第１のインク吐出ヘッド１２および第２のインク吐出ヘッド１４を含む。第１のインク吐出ヘッド１２は、第１のインクタンク１６に接続されている。第１のインクタンク１６には、たとえば色材を含まず、主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有する第１のインク（以下、水系処理液という。）が貯蔵されている。
また、第２のインク吐出ヘッド１４は、第２のインクタンク１８に接続されている。第２のインクタンク１８には、たとえば色材を含み、主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有しない第２のインク（以下、油系インクという。）が貯蔵されている。

さらに、第１のインク吐出ヘッド１２および第２のインク吐出ヘッド１４の下方には、記録媒体を搬送する搬送機構２０が配設されている。搬送機構２０は、たとえば無端環状の搬送ベルト２２を含む。搬送ベルト２２は、ベルトローラ２４および２６間に架け設けられ、ベルトローラ２４は、駆動モータ（図示せず）により回転駆動されるように構成されている。搬送機構２０の上流側には、記録媒体を搬送機構２０に供給する給紙ローラ部２８が配設され、搬送機構２０の下流側には、記録媒体を排出トレー（図示せず）等に排出する排紙ローラ部３０が配設されている。搬送機構２０の下には、再搬送機構３２が配設され、再搬送機構３２は、再搬送ガイド部材３４，３６，３８，４０を備える。再搬送ガイド部材３４〜４０により、記録媒体の再搬送路が構成される。再搬送ガイド部材３６の上流側および下流側間には、再搬送ベルトローラ４２および４４が配設される。

一方、排紙ローラ部３０の側方近傍には、記録媒体を反転させるための切換え案内部材、反転ローラ等を含む反転機構（図示せず）が配設されている。切換え案内部材は、図示しない制御部によって適宜制御されており、記録媒体Ｐの表面（片面）にのみ印字等する場合には、記録媒体Ｐが排紙ローラ部３０から排出トレーに排出されるように案内され、記録媒体Ｐの表面および裏面の両面に印字等をする場合には、記録媒体Ｐが反転機構の反転ローラに案内されるように制御されている。記録媒体Ｐの両面に印字等を行う場合、反転機構により反転された記録媒体Ｐは、再搬送ガイド部材３４に繰り出され、再搬送ベルトローラ４２，４４により、再搬送ガイド部材３６，３８，４０を介し、再度、給紙ローラ部２８へと再搬送される。

次に、このインクジェット記録装置１０を用いたインクジェット記録方法の一例について説明する。本実施形態例では、たとえば図１に示すように、上流側から供給された記録媒体Ｐが、給紙ローラ部２８を通って搬送ベルト２２上に供給され、第１のインク吐出ヘッド１２および第２のインク吐出ヘッド１４の下方に搬送されて、記録媒体Ｐの表面に文字および／または画像が記録された後、排紙ローラ部３０から排出される。

記録媒体Ｐに文字および／または画像を記録する場合、先ず、第１のインク吐出ヘッド１２から、記録媒体Ｐの表面に水系処理液が吐出される。次に、第２のインク吐出ヘッド１４から、油系インクが記録媒体Ｐの表面に吐出され、文字および／または画像が記録される。この場合、油系インクは、水系処理液が記録媒体Ｐに吐出された箇所と同一箇所に、所定の時間差を持って吐出されるものである。
水系処理液は、その主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有するので、主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有しない油系インクとの相溶性が低く、互いに混じり合わないので、油系インクの記録媒体Ｐの裏面側への浸透を抑制する。そのため、油系インクが裏面まで到達せず、裏写り、しみ通し（裏抜け）等の不具合を生じることなく、文字および／または画像を記録することができる。

また、本実施形態例では、水系処理液と油系インクとが互いに反応せず混じり合わないので、両者間に滲み現象が起こらず、その境界部が明瞭な輪郭線となり、解像性に優れた文字および／または画像を記録することができる。この場合、互いに混合しない油系インクと水系処理液が隣接して存在するため、油系インクのみで印字等を行う場合よりも、インクが再生紙等の記録媒体Ｐの繊維中を毛管現象によって浸透するフェザリング現象が防止され、油系インクだけで印字される場合よりもかえって解像度が向上される。

本実施形態例によれば、記録媒体Ｐを加熱することがなく、また、特別な成分を有する処理液を記録媒体に付与し、特別な成分を有するインクとの間で化学反応を行わせることがないので、インクジェットノズルでの吐出安定性の低下を防止することができる。
そのため、本実施形態例では、記録媒体Ｐがたとえば裏面側に浸透しやすい再生紙であっても、文字および画像を両面記録するにあたり、優れたプリント品質を確保し、しかも、そのプリント品質を長期にわたって維持することができるものとなる。なお、本実施形態例では、記録媒体として、たとえば再生紙以外にも、たとえば普通紙、上質紙、ＰＢ用紙，ＰＰＣ用紙、コート紙，光沢紙，ＯＨＰ用透明フィルム等が適用され得る。

上述した実施形態例では、第１のインクが、色材を含まず、主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有する水系処理液として構成され、第２のインクが、色材を含み、主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有しない油系インクとして構成されたが、この水酸基と色材の組み合わせが逆になるように、水系インクと油系処理液の組み合わせが構成されてもよい。すなわち、第１のインクが、色材を含まず、主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有する油系処理液として構成され、第２のインクが、色材を含み、主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有しない水系インクとして構成されてもよく、この場合でも上述した実施形態例と同等の効果が得られる。
また、上述の実施形態例では、第１のインク吐出ヘッド１２から、記録媒体Ｐの表面に水系処理液が吐出された後、第２のインク吐出ヘッド１４から、油系インクが記録媒体Ｐの表面に吐出され、文字および／または画像が記録されたが、それに限定されるものではなく、たとえば第１のインク吐出ヘッド１２と第２のインク吐出ヘッド１４との配置を逆にして、第２のインク吐出ヘッド１４から、油系インクが記録媒体Ｐの表面に吐出された後、第１のインク吐出ヘッド１２から、記録媒体Ｐの表面に水系処理液が吐出されるようにしてもよい。

次に、水系処理液、油系インク、油系処理液および水系インクの処方例を示す。
＜水系処理液の処方の一例＞
グリセリン １０部
商品名：オルフィンＥ１０１０ ０．０５部
（日信化学工業株式会社製）
水 残部
＜油系インクの処方の一例＞
ソルベントブラック３ ３部
（オリエント化学工業社製）
エクソールＤ１１０ 残部
（エクソンモービル社製）
＜油系処理液の処方の一例＞
エクソールＤ１１０
（エクソンモービル社製）
＜水系インクの処方の一例＞
Ｃ．Ｉ．フードブラック２ ３部
グリセリン １０部
商品名：オルフィンＥ１０１０ ０．０５部
（日信化学工業株式会社製）
水 残部

［実施例１］
上記水系処理液を第１のインクタンク１６に、上記油系インクを第２のインクタンク１８に、それぞれ充填し、印字周波数２０ｋＨｚで水系処理液を印字した箇所に、重ねて油系インクを印字した。この場合、搬送ベルト２２の搬送速度は２００ｍｍ／ｓ、第１のインク吐出ヘッド１２および第２のインク吐出ヘッド１４間の距離は２０ｍｍ、第１のインク吐出ヘッド１２および記録媒体Ｐ間、第２のインク吐出ヘッド１４および記録媒体Ｐ間の距離は、それぞれ、１．５ｍｍ、第１のインク吐出ヘッド１２および第２のインク吐出ヘッド１４からのインクの吐出速度９ｍ／ｓである。
（評価）
記録媒体Ｐにキヤノン再生ＰＰＣ用紙ＣＮＲ−１００を用い、ベタパターンを出力してその裏面を画像として評価した。評価は画像評価装置（王子計測器製ＤＡ６０００）を用いて一定面積の画像を２値化し、その裏抜けした面積の割合を持って裏抜け度とした。

［実施例２］
上記油系処理液を第１のインクタンク１６に、上記水系インクを第２のインクタンク１８に、それぞれ充填し、実施例１と同様に印字し、評価した。

［比較例１］
実施例１と同様ではあるが、記録媒体Ｐに油系インクのみ印字し、それを評価した。

［比較例２］
実施例２と同様ではあるが、記録媒体Ｐに水系インクのみ印字し、それを評価した。

上記の［実施例１］、［実施例２］、［比較例１］および［比較例２］の評価結果を以下の［表１］に示す。
また、［実施例１］および［比較例１］によって記録媒体Ｐに記録された記録画像を記録媒体の裏面側から見た図をそれぞれ図２および図３に示す。

表１に示すように、比較例１，比較例２に比べて、実施例１，実施例２の方が、記録媒体に対する油系インクおよび水系インクの裏面への浸透が抑制されていることが明らかである。また、図２，図３に示すように、比較例１に比べて、実施例１の方が、吐出安定性に優れ、良好な画像品位になっていることが明らかである。

本願発明にかかるインクジェット記録装置の一例を示す図である。 ［実施例１］によって記録媒体に記録された記録画像を記録媒体の裏面側から見た図である。 ［比較例１］によって記録媒体に記録された記録画像を記録媒体の裏面側から見た図である。

符号の説明

１０ インクジェット記録装置
１２ 第１のインク吐出ヘッド
１４ 第２のインク吐出ヘッド
１６ 第１のインクタンク
１８ 第２のインクタンク
２０ 搬送機構
２２ 搬送ベルト
２４，２６ ベルトローラ
２８ 給紙ローラ部
３０ 排紙ローラ部
３２ 再搬送機構
３４，３６，３８，４０ 再搬送ガイド部材
４２，４４ 再搬送ベルトローラ

Claims (5)

1. インクを吐出するインクジェットヘッドを用いて記録媒体の両面に文字および／または画像を記録するインクジェット記録方法であって、
   主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有するインク、および
   主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有しないインクを含み、
   前記水酸基を含有するインクと前記水酸基を含有しないインクとが、時間差を持って前記記録媒体の同一箇所に記録されることを特徴とする、インクジェット記録方法。
2. 前記水酸基を含有するインクは、水系インクを含み、
   前記水酸基を含有しないインクは油系インクを含むことを特徴とする、請求項１に記載のインクジェット記録方法。
3. インクを吐出するインクジェットヘッドを用いて記録媒体の両面に文字および／または画像を記録するインクジェット記録装置であって、
   主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有する第１のインクと、主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有しない第２のインクとが、時間差を持って、前記インクジェットヘッドから吐出されることを特徴とする、インクジェット記録装置。
4. インクを吐出するインクジェットヘッドを用いて記録媒体の両面に文字および／または画像を記録するインクジェット記録装置であって、
   前記インクジェットヘッドは、
   主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有する第１のインクを吐出する第１のインク吐出ヘッド、および
   主たる溶媒がその分子構造中に水酸基を含有しない第２のインクを吐出する第２のインク吐出ヘッドを含み、
   前記第１のインク吐出ヘッドから吐出される前記第１のインクと、前記第２のインク吐出ヘッドから吐出される前記第２のインクとが、時間差を持って、前記記録媒体の同一箇所に吐出されることを特徴とする、インクジェット記録装置。
5. 前記第１のインクは、水系インクを含み、
   前記第２のインクは、油系インクを含むことを特徴とする、請求項３または請求項４に記載のインクジェット記録装置。