JP2008018664A - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】記録媒体を搬送する搬送手段と、前記搬送手段で搬送された記録媒体に、インクと処理液とを吐出する記録ヘッドと、画像情報に基づき、前記記録ヘッドからの前記インク及び前記処理液の吐出を制御する吐出制御手段と、前記記録媒体の両面に画像を形成する両面印字機構と、を有し、前記吐出制御手段では、前記記録媒体の両面に印字する両面印字モードのときには、片面のみに印字する片面印字モードのときよりも、単位面積あたりのインク及び処理液の付与量を低減し、且つ、単位面積あたりのインクの付与量の低減率よりも単位面積あたりの処理液の付与量の低減率が大きくなるように吐出を制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
【選択図】図11
Description
前記<2>〜<5>に記載の発明によれば、光学濃度と画質の低下を抑えつつ、印字速度をより速めることができる。
前記<6>に記載の発明によれば、光学濃度と画質を高め、印字速度も速めることができる。
図1は、記録媒体の被記録領域の幅以上の印刷幅を有する記録ヘッド(以下、FWA(Full Width Arrayの略)と称する場合がある。)を搭載した両面インクジェットプリンタ(インクジェット記録装置)10の一例の概略図である。
図1では、給紙トレイ12中の記録媒体Pは、ピックアップローラ30によって1枚ずつ取り出され、第1搬送部16によって、吐出部14へ送られる。第1搬送部16は、適宜位置に配設された用紙搬送用の搬送ローラー対32を複数有しており、所定の搬送ローラー対32Aには、反転部22から記録媒体Pが再供給される。吐出部14には、用紙搬送方向上流側に配置された駆動ローラー34と、下流側に配置された従動ローラー36に巻回され、記録媒体Pの印刷面をインクジェット記録ヘッド24(以下、記録ヘッドと称する場合がある。)に対面させるための搬送ベルト38が備えられており、この搬送ベルト38は図1の矢印A方向に循環駆動する。駆動ローラー34の上部には、搬送ベルト38におもて面側から摺接するニップローラー40が配設されている。
図2では、記録ヘッド24よりも記録媒体Pの搬送方向(A方向)の下流側に、加熱ヒータ48を配したインクジェット記録装置の概略図を示す。
図3では、搬送ベルト38を介して記録ヘッド24に対向する位置に、加熱ヒータ48を配したインクジェット記録装置の概略図を示す。図3(A)では、搬送ベルト38を介して記録ヘッド24に対向する位置に加熱ヒータ48を配しているが、図3(B)に示すように、記録ヘッド24に対して搬送ベルト38を介した位置ではあるが、記録ヘッド24よりも記録媒体Pの搬送方向(A方向)の下流側に加熱ヒータ48を配する構造であってもよい。
なお、加熱ヒータ48は、搬送ベルト38を介して記録ヘッド24に対向する位置(図3(A)(B))と、記録ヘッド24よりも記録媒体Pの搬送方向(A方向)の下流側(図2)とに、併存させてもよい。
熱インクジェット記録方式の場合、吐出時にインクが加熱され、低粘度となっているが、記録媒体上でインクの温度が低下するため、粘度が急激に大きくなるため、滲み及び色間滲みに改善効果がある。
一方、ピエゾインクジェット記録方式の場合、高粘度の液体を吐出することが可能であり、高粘度の液体は記録媒体上での紙表面方向への広がりを抑制することが可能となるため、滲み、及び、色間滲みに改善効果がある。
プリントすべき文字や画像のデータ(以下、「画像データ」と称する。)及びその他データが、CPU100の管理の下で記憶部101に転送される。機械制御部102は、CPU100からの指令によりキャリッジモータやラインフィードモータ等の機械部103を駆動する。検出器・スイッチ制御部104は、各種検出器やスイッチ105からの信号をCPU100に送り、CPU100の管理の下で記憶部101に転送される。表示素子制御部106は、CPU100からの指令により表示パネル107を制御する。吐出制御部108は、CPUからの指令により記録ヘッド109を制御する。CPU100は、記憶部101に記憶されたデータをもとに演算し、演算後のデータによって、各制御部に指示する。
本発明では、インクと処理液とを用いる二液印字システムにおいて、両面印字における光学濃度及び画質の低下を抑えつつ、印字速度を速める手段を導入する。
前記処理液は、インク中の成分を不溶化若しくは凝集させる化合物、又はインクを増粘させる化合物を含んでいるため、インクに対して一定割合の処理液を付与すると、一定の光学濃度の画像を得ることができる。一般に、単位面積あたりのインクの付与量を一定に保ち、一方で単位面積あたりの処理液の付与量を増加していくと、図5に示すように、光学濃度は徐々に高くなるが、一定割合以上の処理液を付与しても光学濃度は殆ど変わらなくなる。
そこで、片面印字モードでは、単位面積あたりのインクの付与量を100vol%としたときには、単位面積あたりの処理液の付与量は、3〜50vol%とすることが高い光学濃度の画像を得る観点から好ましく、より好ましくは、5〜30vol%である。
なお、カラー画像を形成するようなインクを複数種用いた場合であっても、全インクの総付与量に対する処理液の付与量は、上記範囲であることが好ましく、特に、片面印字モードでは、15〜25vol%であることが好ましい。
これにより、乾燥速度を効果的に速めることができ、且つ、光学濃度の低下を抑えることができる。したがって、片面印字モードで得られた画像と、両面印字モードで得られた画像の光学濃度の差を低く抑えることができる。
例えば、片面印字モードにおける単位面積あたりのインクの付与量を100vol%としたときに、両面印字モードでは、単位面積あたりのインクの付与量を低減して、80vol%で記録媒体に付与したとする。このときの両面印字モードでのインク付与量の低減率は、下記式より20vol%となる。
(100−80)/100×100=20(vol%)
(25−10)/25×100=60(vol%)
また、片面印字モードでの単位面積あたりのインクの付与量を100vol%としたときに、両面印字モードでは、処理液の付与量が3〜20vol%となるように制御することが好ましく、5〜10vol%とすることがより好ましい。カラー画像を形成するようなインクを複数種用いた場合であっても、全インクの総付与量に対する処理液の付与量は、上記範囲であることが好ましい。
したがって、本発明において、単位面積あたりの付与量を低減するには、(1)単位面積あたりの液滴数(画素数)を低減するか、(2)1滴あたりの液滴量(ドロップ量)を低減すればよい。或いは、これらの組み合わせによって、単位面積あたりの付与量を低減することができる。
ここで用いる間引きは、千鳥パターンや一定のパターンのフィルターなどを用いる方法の他、画像のカバレッジや明度・彩度による演算、文字・写真のエッジ部処理などの画像処理に応じて変えることが出来る。
また、ドロップ変調法は、1滴あたりの容量を減らす方法であり、具体的には圧電素子に印加する駆動波形を制御する等の方法によって、液滴径を変調することができる。
インクと処理液の付与量の低減方法について、具体的な態様を以下に示す。
このインク及び処理液の付与量の調整処理は、ドットを間引くことにより記録媒体に付与する単位面積あたりのインク及び処理液の量を減らして乾燥性を上げる処理であり、両面印字モードであるか片面印字モードであるかによって、間引き率を変えるように設定する。画質レベルなどの種々の条件に合わせて間引き率を変更することもできる。
また、処理液については、両面印字モードにおけるインクの付与量の低減率よりも処理液の付与量の低減率が大きくなるように、ドット数を間引くが、好適には、両面印字モードにおける単位面積あたりの処理液の付与量が、片面印字モードでのインクの付与量100volに対して、5〜10vol%となるように付与する。
このインク及び処理液の付与量の調整処理は、一滴当たりの体積(ドロップ量)を制御して、記録媒体に付与する単位面積あたりのインク及び処理液の量を減らして乾燥性を上げる処理であり、両面印字モードであるか片面印字モードであるかによって、ドロップ量を変えるように設定する。画質レベルなどの種々の条件に合わせてドロップ量を変更することもできる。
図10は、図4に示すブロック図での信号の送受信を説明するフローチャートである。
ステップ1では、タッチパネル等のセンサ・スイッチ部105から、両面印字又は片面印字のモードの選択についての情報を読み込む。ステップ2では、画像データを読み込み、図7又は図9のフローチャートに示すインク付与量の調整処理を行う。ステップ3では、ステップ3での調整処理したデータと、予め記憶部101に入力された両面/片面印字モードでのインク及び処理液の単位面積あたりの付与量のデータとに基づき、吐出制御部108が記録ヘッド109の動作を制御し、記録ヘッド109から所定量のインク及び処理液を、所定のドット数で付与する。
ステップ300で、インクジェット記録装置の電源がONされると、ステップ302に移行する。ステップ302では、インクジェットの記録ヘッドのイニシャライズ処理を行う。イニシャライズ処理としては、メンテナンスユニットによって、ヘッドへのインクの充填や、ノズル表面のワイピング、増粘防止のためのパージ(フラッシング)などを行う。ステップ304では、プリント信号を受信したかの監視を行い、信号を受信するとステップ306に進む。
ステップ306では、両面印字であるか片面印字であるかを判断する。両面印字であると判断した場合ステップ308に移行し、片面印字であると判断した場合にはステップ310に移行する。
ステップ304でプリント信号を受信していないときに、ステップ314でプリンタ電源がOFFされると、ステップ316でインクジェット記録装置の電源をOFFする。
次に、本発明のインクジェット記録装置に用いることのできるインクの詳細について説明する。
本発明において用いられるインクは、少なくとも着色剤(色材)を含有し、通常は水溶性溶媒、及び水を含有する。これらの各成分について詳細に説明する。
インクに使用される着色剤は、染料、顔料どちらでも構わないが、特に顔料が好ましい。これは、染料に比べて顔料の方が、処理液との混合時に凝集が生じやすいためであると考えられる。顔料の中でも、高分子分散剤(後述の高分子物質)により分散されている顔料、自己分散可能な顔料、樹脂により被覆された顔料、及び高分子グラフト顔料が好ましい。
また、水に自己分散可能な顔料としては、上記顔料に対して表面改質処理を施した顔料の他、キャボット社製のCab−o−jet−200、Cab−o−jet−250、Cab−o−jet−260、Cab−o−jet−270、Cab−o−jet−300、IJX−444、IJX−55、オリエント化学社製のMicrojet Black CW−1、CW−2等の市販の自己分散顔料等も使用できる。
また、インクに使用される着色剤が、その表面にスルホン酸基を有するものである場合、この着色剤の他にカルボン酸基を有する高分子化合物を併用することが好ましい。表面にスルホン酸基を有する着色剤は、凝集しにくいため、光学濃度、滲み、色間滲みが改善されない場合がある。一方、このような着色剤とカルボン酸基を有する高分子化合物とを併用すると、インクと処理液とが混合されたときに、カルボン酸基を有する高分子化合物の不溶化が生じる。この際、着色剤が高分子化合物に取り込まれて凝集するため、光学濃度、滲み、色間滲みが改善すると推測している。
水溶性染料の具体例としては、C.I.Direct Black−2,−4,−9,−11,−17,−19,−22,−32,−80,−151,−154,−168,−171,−194,−195、C.I.Direct Blue−1,−2,−6,−8,−22,−34,−70,−71,−76,−78,−86,−112,−142,−165,−199,−200,−201,−202,−203,−207,−218,−236,−287,−307,C.I.Direct Red−1,−2,−4,−8,−9,−11,−13,−15,−20,−28,−31,−33,−37,−39,−51,−59,−62,−63,−73,−75,−80,−81,−83,−87,−90,−94,−95,−99,−101,−110,−189,−227、C.I.Direct Yellow−1,−2,−4,−8,−11,−12,−26,−27,−28,−33,−34,−41,−44,−48,−58,−86,−87,−88,−132,−135,−142,−144,−173、C.I.Food Black−1,−2、C.I.Acid Black−1,−2,−7,−16,−24,−26,−28,−31,−48,−52,−63,−107,−112,−118,−119,−121,−156,−172,−194,−208、C.I.Acid Blue−1,−7,−9,−15,−22,−23,−27,−29,−40,−43,−55,−59,−62,−78,−80,−81,−83,−90,−102,−104,−111,−185,−249,−254、C.I.Acid Red−1,−4,−8,−13,−14,−15,−18,−21,−26,−35,−37,−52,−110,−144,−180,−249,−257,−289、C.I.Acid Yellow−1,−3,−4,−7,−11,−12,−13,−14,−18,−19,−23,−25,−34,−38,−41,−42,−44,−53,−55,−61,−71,−76,−78,−79,−122などが挙げられる。
より好ましい体積平均粒子径は、50nm以上200nm以下であり、更に好ましくは75nm以上175nm以下である。インク中の着色剤粒子の体積平均粒子径が30nm未満である場合には、光学濃度が低くなる場合が存在し、一方、250nmを超える場合には、保存安定性が確保できない場合がある。
本発明におけるインクには、上記の着色剤を分散させるため、又は、着色剤の凝集促進剤として、高分子物質を用いることが好ましい。なお、本発明において、着色剤(顔料)を分散させるために用いられる高分子物質を高分子分散剤と称する。
ここで用いられる高分子物質としては、水溶性高分子物質、及び、エマルジョン、自己分散微粒子などの水不溶性高分子物質のいずれもが使用でき、ノニオン性化合物、アニオン性化合物、カチオン性化合物、両性化合物いずれであっても構わない。
本発明においては、高分子物質としてはカルボン酸基を含有する化合物が使用されることが好ましい。これは、カルボン酸基の解離度が小さいため、凝集剤による凝集が促進されるためであると推測される。
高分子物質としては、具体的には、例えば、α,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーの共重合体等が挙げられる。α,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーの例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノエステル、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、フマル酸、フマル酸モノエステル、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホン化ビニルナフタレン、ビニルアルコール、アクリルアミド、メタクリロキシエチルホスフェート、ビスメタクリロキシエチルホスフェート、メタクリロキシエチルフェニルアシドホスフェート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン誘導体、ビニルシクロヘキサン、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸アルキルエステル、アクリル酸フェニルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸フェニルエステル、メタクリル酸シクロアルキルエステル、クロトン酸アルキルエステル、イタコン酸ジアルキルエステル、マレイン酸ジアルキルエステル等が挙げられる。
高分子化合物の酸価が30KOHmg/g以上150KOHmg/g未満である場合には、より好ましくは酸価が50〜120KOHmg/gであり、更に好ましくは、70〜120KOHmg/gである。酸価が30KOHmg/g未満の場合には、インクの噴射(吐出)安定性が低下する場合がある。
一方、高分子化合物の酸価が150KOHmg/g以上で、中和度が80%以下である場合では、より好ましくは、酸価が200〜400KOHmg/g、中和度が50〜80%であり、更に好ましくは、酸価が200〜300KOHmg/g、中和度が60〜80%である。酸価が400KOHmg/gを超え、中和度が80%を超える場合、インクの粘度が大きくなり、正常に噴射できない場合がある。
インクに使用される水溶性溶媒としては、水に0.1%以上溶解するものであれば適宜使用できるが、具体的には、多価アルコール類、多価アルコール類誘導体、含窒素溶媒、アルコール類、含硫黄溶媒等が使用される。
多価アルコール類誘導体としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジグリセリンのエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。
アルコール類としては、エタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール類が挙げられる。
含硫黄溶媒としては、チオジエタノール、チオジグリセロール、スルフォラン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
その他、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等が用いることもできる。
水溶性溶媒の含有量としては、インクの全質量に対し、1質量%以上60質量%以下、好ましくは、5質量%以上40質量%以下で使用される。液体中の水溶性溶媒量が1質量%よりも少ない場合には、十分な光学濃度が得られない場合が存在し、逆に、60質量%よりも多い場合には、液体の粘度が大きくなり、液体の噴射特性が不安定になる場合がある。
インクの表面張力は、20mN以上39mN/m以下であることが好ましい。より好ましくは、25mN以上39mN/m以下であり、更に好ましくは、25mN/m以上35mN/m以下である。表面張力が20mN以上39mN/m以下の場合には、記録媒体に対するインクの浸透性が高く、乾燥時間が速くなる。
インクには、上記の表面張力及び粘度となる範囲で、水が添加される。水の添加量は、特に制限は無いが、好ましくは、インクの全質量に対して、10質量%以上99質量%以下であり、より好ましくは、30質量%以上80質量%以下である。
次に、本発明のインクジェット記録方法に用いる処理液の詳細について説明する。
本発明において用いられる処理液は、インク中の成分を不溶化若しくは凝集させる化合物、又はインクを増粘させる化合物(以下、これらの化合物を「凝集剤」と称する。)を少なくとも含有する。処理液はこのような化合物を含有するので、インクと接触したときに、インク中の成分を不溶化又は凝集させたり、インクを増粘させたりする。
これらの各成分について詳細に説明する。
本発明において使用される凝集剤とは、インク中の成分と反応、又は、相互作用をすることで、インク中の成分を不溶化若しくは凝集させる化合物、又はインクを増粘させる化合物のことを示す。このような物質としては、無機電解質(多価金属塩を含む)、有機アミン(カチオン性化合物)、オニウム塩類、有機酸類、無機酸類などが好適に挙げられる。具体的には、下記に示す、無機電解質、有機アミン化合物、及び有機酸などが有効に使用される。
具体例としては、テトラアルキルアンモニウム塩、アルキルアミン塩、ベンザルコニウム塩、アルキルピリジウム塩、イミダゾリウム塩、ポリアミン等が挙げられ、例えば、イソプロピルアミン、イソブチルアミン、t−ブチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、ノニルアミン、ジプロピルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルプロピルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、テトラエチレンペンタミン、ジエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムブロマイド、ジヒドロキシエチルステアリルアミン、2−ヘプタデセニル−ヒドロキシエチルイミダゾリン、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、セチルピリジニウムクロライド、ステアラミドメチルピリジウムクロライド、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体、ジアリルアミン重合体、モノアリルアミン重合体、及び、これら化合物のスルフォニウム塩、ホスホニウム塩等のオニウム塩、又は、リン酸エステル等が挙げられる。
Mは、水素原子、アルカリ金属又はアミン類を表す。Mとして好ましくは、H、Li、Na、K、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等であり、より好ましくは、H、Na、Kであり、更に好ましくは、水素原子である。
nは、3〜7の整数である。nとして好ましくは、複素環が6員環又は5員環となる場合であり、より好ましくは、5員環の場合である。mは、1又は2である。
一般式(1)で表される化合物は、複素環であれば、飽和環であっても不飽和環であってもよい。lは、1〜5の整数である。
一般式(1)で表される化合物は、具体的には、フラン、ピロール、ピロリン、ピロリドン、ピロン、ピロール、チオフェン、インドール、ピリジン、キノリン構造を有し、更に官能基としてカルボキシル基を有する化合物を示す。具体的には、2−ピロリドン−5−カルボン酸、4−メチル−4−ペンタノリド−3−カルボン酸、フランカルボン酸、2−ベンゾフランカルボン酸、5−メチル−2−フランカルボン酸、2,5−ジメチル−3−フランカルボン酸、2,5−フランジカルボン酸、4−ブタノリド−3−カルボン酸、3−ヒドロキシ−4−ピロン−2,6−ジカルボン酸、2−ピロン−6−カルボン酸、4−ピロン−2−カルボン酸、5−ヒドロキシ−4−ピロン−5−カルボン酸、4−ピロン−2,6−ジカルボン酸、3−ヒドロキシ−4−ピロン−2,6−ジカルボン酸、チオフェンカルボン酸、2−ピロールカルボン酸、2,3−ジメチルピロール−4−カルボン酸、2,4,5−トリメチルピロール−3−プロピオン酸、3−ヒドロキシ−2−インドールカルボン酸、2,5−ジオキソ−4−メチル−3−ピロリン−3−プロピオン酸、2−ピロリジンカルボン酸、4−ヒドロキシプロリン、1−メチルピロリジン−2−カルボン酸、5−カルボキシ−1−メチルピロリジン−2−酢酸、2−ピリジンカルボン酸、3−ピリジンカルボン酸、4−ピリジンカルボン酸、ピリジンジカルボン酸、ピリジントリカルボン酸、ピリジンペンタカルボン酸、1,2,5,6−テトラヒドロ−1−メチルニコチン酸、2−キノリンカルボン酸、4−キノリンカルボン酸、2−フェニル−4−キノリンカルボン酸、4−ヒドロキシ−2−キノリンカルボン酸、6−メトキシ−4−キノリンカルボン酸、これらの化合物の誘導体、又はこれらの塩等の化合物が挙げられる。
処理液中における凝集剤の添加量は、処理液の全質量に対し、0.01質量%以上30質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、0.1質量%以上15質量%以下であり、更に好ましくは、0.25質量%以上10質量%以下である。処理液中における凝集剤の添加量が0.01質量%未満の場合には、インク接触時において着色剤の凝集が不充分となり、光学濃度、滲み、色間滲みが悪化する場合が存在し、一方、添加量が30質量%を超える場合には、噴射特性が低下し、液体が正常に噴射しない場合がある。
処理液に用いられる水溶性溶媒としては、インクと同様の水溶性溶媒を使用することができる。
水溶性溶媒の含有量は、処理液の全質量に対し、1質量%以上60質量%以下、好ましくは、5質量%以上40質量%以下で使用される。処理液中の水溶性溶媒量が1質量%よりも少ない場合には、十分な光学濃度が得られない場合が存在し、逆に、60質量%よりも多い場合には、液体の粘度が大きくなり、液体の噴射特性が不安定になる場合がある。
処理液の表面張力は、10mN/m以上38mN/m以下であることが好ましい。より好ましくは、15mN/m以上37mN/m以下であり、更に好ましくは、15mN/m以上35mN/m以下である。表面張力が10mN/m未満となるとヘッドノズル面に液体が溢れ出し、インクの噴射性が悪化する場合がある。一方、38mN/mを超えると用紙に対するインクの浸透性が遅くなり、乾燥時間が遅くなる場合がある。
処理液の表面張力は、インクの表面張力よりも小さいことが好ましい。記録媒体上での処理液が拡がる速度が、インクの拡がる速度よりも速い場合に、更にフェザリングが改善される。
処理液の表面張力の測定方法は、インクの表面張力の測定方法と同様である。
処理液の粘度の測定方法は、インクの粘度の測定方法と同様である。
本発明において、インクと処理液との混合液における5μm以上粗粒数は、二つの液体を質量比で1:1の割合で混合し、撹拌しながら2μLを採取し、Accusizer TM770 Optical Particle Sizer (Particle Sizing Systems社製)を用いて測定した。なお、測定時のパラメーターとして、分散粒子の密度には着色剤の密度を入力した。この着色剤の密度は、着色剤分散液を加熱、乾燥させることによって得られた着色剤紛体を比重計、又は比重ビン等を用いて測定することにより求めることができる。
処理液には、上記の表面張力及び粘度となる範囲で、水が添加される。水の添加量は特に制限は無いが、好ましくは、処理液の全質量に対して、10質量%以上99質量%以下であり、より好ましくは、30質量%以上80質量%以下である。
また、処理液には、着色剤を含有させることも可能である。処理液に含有させる着色剤としては、インクの着色剤として説明したものと同様のものが使用できる。好ましくは、染料、表面にスルホン酸又はスルホン酸塩を有する顔料、アニオン性自己分散顔料、カチオン性自己分散顔料が用いられる。これら着色剤は、酸性領域において凝集しにくく、処理液の保存安定性を良化させる効果があるため、好適であると考えられる。
以下、インク及び処理液に対し、用いることのできる添加剤について説明する。
インク及び処理液には、界面活性剤を用いることもできる。本発明における界面活性剤としては、分子内に親水部と疎水部を合わせ持つ構造を有する化合物等が有効に使用することができ、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤のいずれも使用することができる。更には、上記高分子物質(高分子分散剤)を界面活性剤としても使用することもできる。
その他、スピクリスポール酸やラムノリピド、リゾレシチン等のバイオサーファクタント等も使用できる。
また、導電率、pHを調整するため、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属類の化合物、水酸化アンモニウム、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、エタノールアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール等の含窒素化合物、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属類の化合物、硫酸、塩酸、硝酸等の酸、硫酸アンモニウム等の強酸と弱アルカリの塩等を添加することができる。
その他必要に応じ、pH緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、紫外線吸収剤、等も添加することができる。
<液体作製方法>
所定の組成となるように着色剤溶液、水溶性溶媒、界面活性剤、イオン交換水等を適量加え、混合液を、混合、攪拌した。得られた液体を、5μmフィルターを通過させることにより、所望の液体を得た。
ブラックインク:
・Cabojet−300(キャボット社製) 4質量%
・スチレン−アクリル酸共重合体(酸価100/中和度95%) 0.5質量%
・ジエチレングリコール 25質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 0.2質量%
・イオン交換水 残部
このブラックインクは、そのpHは7.4、表面張力は31mN/m、粘度は3.2mPa・sであった。
・C.I.Pigment Blue 15:3(スルホン酸基) 4質量%
・スチレン−アクリル酸共重合体(酸価100/中和度95%) 0.6質量%
・ジエチレングリコール 20質量%
・プロピレングリコール 5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 1質量%
・イオン交換水 残部
このシアンインクは、そのpHは7.4、表面張力は32mN/m、粘度は3.1mPa・sであった。
・C.I.Pigment Red 122(スルホン酸基) 4質量%
・スチレン−アクリル酸共重合体(酸価100/中和度95%) 0.6質量%
・ジエチレングリコール 20質量%
・トリエチレングリコール 5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 1質量%
・イオン交換水 残部
このマゼンタインクは、そのpHは7.6、表面張力は32mN/m、粘度は3.2mPa・sであった。
・C.I.Pigment Yellow 128(スルホン酸基) 4質量%
・スチレン−アクリル酸共重合体(酸価100/中和度95%) 0.6質量%
・ジエチレングリコール 20質量%
・2−ピロリドン 5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 1質量%
・イオン交換水 残部
このイエローインクは、そのpHは7.8、表面張力は32mN/m、粘度は2.9mPa・sであった。
・ジエチレングリコール 30質量%
・硝酸マグネシウム・6水和物 7.5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 1質量%
・イオン交換水 残部
この処理液1のpHは5.6、表面張力は31mN/m、粘度は2.9mPa・sであった。
液印字システムであって記録媒体幅を印字領域とする記録ヘッドを有する両面印字可能な試作の画像記録実験装置と、普通紙(FX−L紙、富士ゼロックス(株)製)とを用いて印字した。
なお、画像の形成は、処理液を吐出した後に、インクセット1における各色のインクが、重なるドット配置となるように吐出して行った。
(光学濃度の測定)
印字した用紙を24時間一般環境下に放置してから、裏面(2回目に印字した面)の画像について光学濃度計(エックスライト404、エックスライト社製)を用いて光学濃度を測定した。
光学濃度は、以下の評価基準により評価した。結果を表1に示す。○、△、は、実用上実施可能な範囲である。
○:1.15以上
△:1.1以上1.15未満
×:1.1未満
解像度800dpi試作印字ヘッドと、単独で用紙搬送速度が可変な用紙搬送機構と、その排紙部にNip圧可変のローラー機構(両面印字用用紙反転機構に用紙を搬送するためのローラーに相当する)と、を備える評価機を用いて、インク及び処理液付与量を変えた、3cm角のソリッドパッチを印字し、その後、用紙搬送機構により排紙部のローラー機構を通過させた。Nip圧は2MPa程度とした。
ローラー通過後の用紙ソリッドパッチ部の光学濃度低下度合いを測定した。インク未乾燥等では通過部分の光学濃度低下が著しくなる。
通過部分と未通過部分の光学濃度差が0.02以下となるローラー通過待ち時間を「印字待ち時間」とし、高速印字として許容される印字待ち時間は、用紙搬送速度を変えることでローラー通過までの待ち時間を設定した。
以下の評価基準により評価した。結果を表1に示す。○、△、は、実用上実施可能な範囲である。
○:待ち時間が1秒未満の場合
△:待ち時間が1秒以上2秒未満の場合
×:待ち時間が2秒以上の場合
実施例1において、両面印字モードでは、インク付与量を90%(10%の低減率)とし、処理液付与量を20%(20%の低減率)としたところを、インク付与量が90%(10%の低減率)、処理液付与量が15%(40%の低減率)となるように変更した以外は実施例1と同様の方法で画像を形成し、その画像の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1において、両面印字モードでは、インク付与量を90%(10%の低減率)とし、処理液付与量を20%(20%の低減率)としたところを、インク付与量が90%(10%の低減率)、処理液付与量が10%(60%の低減率)となるように変更した以外は実施例1と同様の方法で画像を形成し、その画像の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1において、両面印字モードでは、インク付与量を90%(10%の低減率)とし、処理液付与量を20%(20%の低減率)としたところを、インク付与量が80%(20%の低減率)、処理液付与量が10%(60%の低減率)となるように変更した以外は実施例1と同様の方法で画像を形成し、その画像の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1において、両面印字モードでは、インク付与量を90%(10%の低減率)とし、処理液付与量を20%(20%の低減率)としたところを、インク付与量が80%(20%の低減率)、処理液付与量が5%(80%の低減率)となるように変更した以外は実施例1と同様の方法で画像を形成し、その画像の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1において、両面印字モードでは、インク付与量を90%(10%の低減率)とし、処理液付与量を20%(20%の低減率)としたところを、インク付与量が100%(0%の低減率)、処理液付与量が25%(0%の低減率)となるように変更した以外は実施例1と同様の方法で画像を形成し、その画像の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1において、両面印字モードでは、インク付与量を90%(10%の低減率)とし、処理液付与量を20%(20%の低減率)としたところを、インク付与量が90%(10%の低減率)、処理液付与量が25%(0%の低減率)となるように変更した以外は実施例1と同様の方法で画像を形成し、その画像の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1において、両面印字モードでは、インク付与量を90%(10%の低減率)とし、処理液付与量を20%(20%の低減率)としたところを、インク付与量が90%(10%の低減率)、処理液付与量が23%(8%の低減率)となるように変更した以外は実施例1と同様の方法で画像を形成し、その画像の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1において、両面印字モードでは、インク付与量を90%(10%の低減率)とし、処理液付与量を20%(20%の低減率)としたところを、インク付与量が80%(20%の低減率)、処理液付与量が22.5%(10%の低減率)となるように変更した以外は実施例1と同様の方法で画像を形成し、その画像の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1において、両面印字モードでは、インク付与量を90%(10%の低減率)とし、処理液付与量を20%(20%の低減率)としたところを、インク付与量が100%(低減率0%)で、処理液を付与しないように変更した以外は実施例1と同様の方法で画像を形成し、その画像の評価を行った。結果を表1に示す。
片面印字モード(インク付与量;100%、処理液付与量;25%)のときの印字待ち時間は、0.4秒であった。
なお、片面印字モードでの印字待ち時間は、表面印字モードでの印字待ち時間の評価において、Nip圧を2MPaとしたところを0.04MPaとした以外は同様の方法で評価した。
実施例1では、片面印字モードでのインクのドロップ量を8pl、処理液のドロップ量を2pl(インクの付与量に対して25%)としたが、実施例6では、片面印字モードでのインクのドロップ量を10plとし、これを付与量100%として、処理液のドロップ量を2.5pl(インクの付与量に対して25%)とした以外は、実施例1と同様の方法で、画像を作成し、実施例1と同様の方法で評価を行った。
実施例7〜10も、片面印字モードでのインクのドロップ量を10pl(付与量100%)、処理液のドロップ量を2.5pl(付与量25%)とした以外は、それぞれ実施例2〜5と同様の方法で、画像を作成し、実施例1と同様の方法で評価を行った。
評価結果を表2に示す。
実施例6〜10でも、片面印字モードでのインクのドロップ量を10pl(付与量100%)、処理液のドロップ量を2.5pl(付与量25%)とした以外は、それぞれ比較例1〜5と同様の方法で、画像を作成し、実施例1と同様の方法で評価を行った。
評価結果を表2に示す。
12 給紙トレイ
14 吐出部
16、20 搬送部
22 反転部
24 インクジェット記録ヘッド
24L,24Y,24M,24C,24K FWA
26L,26Y,26M,26C,26K メンテナンスユニット
30 ピックアップローラ
32 搬送ローラー対
34 駆動ローラー
36 従動ローラー
38 搬送ベルト
40 ニップローラー
42、44 搬送ローラー対
46L,46K,46C,46M,46Y インクタンク
48 加熱ヒータ
P 記録用紙
Claims (6)
- 記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段で搬送された記録媒体に、インクと処理液とを吐出する記録ヘッドと、
画像情報に基づき、前記記録ヘッドからのインク及び処理液の吐出を制御する吐出制御手段と、
前記記録媒体の両面に画像を形成するための両面印字機構と、を有し、
前記吐出制御手段では、前記記録媒体の両面に印字する両面印字モードのときには、片面のみに印字する片面印字モードのときよりも、単位面積あたりのインク及び処理液の付与量をそれぞれ低減し、且つ、単位面積あたりのインクの付与量の低減率よりも単位面積あたりの処理液の付与量の低減率が大きくなるように吐出を制御することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記吐出制御手段は、
片面印字モードでの単位面積あたりのインクの付与量を100vol%としたときに、両面印字モードでは、単位面積あたりのインクの付与量を80〜90vol%とし、且つ単位面積あたりの処理液の付与量が5〜10vol%となるように、前記インク及び前記処理液の付与量を制御することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。 - 更に、前記搬送手段を介して前記記録ヘッドに対向する位置、又は前記記録ヘッドよりも前記記録媒体の搬送方向の下流側に、前記記録媒体を加熱する加熱機構を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインクジェット記録装置。
- 前記記録ヘッドが、前記記録媒体の被記録領域の幅以上の印刷幅を有することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記インクの表面張力が25mN/m以上39mN/m以下であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記処理液が、インク中の成分を不溶化若しくは凝集させる化合物、又はインクを増粘させる化合物を含むことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
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