JP4898528B2 - インクジェット記録方法 - Google Patents

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Description

本発明は、インクジェット記録方法に係り、特に非水系インクを用いたインクジェット記録方法に関する。
近年、インクジェット方式を用いた記録装置は、家庭からオフィス、産業用途まで幅広く利用されている。インクジェット方式の記録装置においては、用途に応じて、水性、非水系、およびＵＶなどのインクが使用されている。これらのなかでも水性インクは、安価で安全であるため広い用途に用いられているものの、高速印刷のアプリケーションではインクの乾燥が遅いという欠点を有している。しかも、記録媒体として普通紙（ＰＰＣ用紙）を用いて水性インクにより印刷を行なった場合には、インクが乾燥した後に用紙が波打ってしまう、いわゆるコックリングが発生する。一方のＵＶインクは、紫外線を照射すると速やかに硬化するので、非吸収メディアに対する印刷や高速印刷のアプリケーションに適している。しかしながら、ＵＶインク用の記録装置には、大型で消費電力の大きい紫外線照射装置が必要とされる。
これに対して、非水系インクは普通紙に印刷する場合、インクジェットヘッドから吐出したインク滴が記録用紙に着弾すると、短時間で記録用紙内部に浸透する。その結果、特別な機構の必要なしに高速印刷が可能であり、コックリングも生じることがなく良好な印刷画像が得られる。
オフィスや家庭では、紙資源の節約のため用紙の両面に印刷することが多い。インクジェット方式で普通紙に両面印刷を行なうには、印字濃度が高いこと、および裏抜け濃度が低いことが求められる。常温でほとんど揮発しないタイプの非水系インクで印字する場合、印字濃度を高くするためにインクを多く吐出すると裏抜け濃度が高くなってしまい、両面印刷には適さないという難点があった。
本発明は、裏抜け濃度が低く両面印刷に適した非水系インクジェット記録方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、非水系溶媒と顔料とを含有する非水系インクをインクジェット法により吐出して記録媒体に記録を行なう方法であって、
記録媒体として、０．０８３ｍｍを越える厚さを有する記録用紙を準備する工程と、
前記記録用紙の体積Ｖmおよび厚さＴm （ｍｍ）を求める工程と、
２５℃における蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇ以下で、比重が０．８００以上１．２００以下の溶媒を用いて、前記記録用紙が保持できる溶媒の体積Ｖsを求める工程と、
下記数式（１）により、前記記録用紙の溶媒吸収率Ａsl.（％）を求める工程と、
Ａsl.＝（Ｖs／Ｖm）×１００ （１）
下記数式（２）により、前記記録用紙の単位面積当たりのインク許容量ＶI（ｐｌ／ｍ2）を求める工程と、
ＶI＝（Ｔm−０．０８３）×Ａsl.×１０12 （２）
非水系インクを、下記数式（３）の条件を満たす量Ｖd（ｐｌ／ｍ2）で、インクジェット法により前記記録用紙に吐出する工程と
Ｖd≦ＶI （３）
を具備するインクジェット記録方法が提供される。
本発明の他の態様によれば、Ｖd（ｐｌ／ｍ2）の量で非水系インクを吐出して両面印字が行なわれる記録用紙の選択方法であって、
０．０８３ｍｍを越える厚さを有する記録用紙を準備する工程と、
前記記録用紙の体積Ｖmおよび厚さＴm （ｍｍ）を求める工程と、
２５℃における蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇ以下で、比重が０．８００以上１．２００以下の溶媒を用いて、前記記録用紙が保持できる溶媒の体積Ｖsを求める工程と、
下記数式（１）により、前記記録用紙の溶媒吸収率Ａsl.（％）を求める工程と、
Ａsl.＝（Ｖs／Ｖm）×１００ （１）
下記数式（２）により、前記記録用紙のインク許容量ＶI（ｐｌ／ｍ2）を求める工程と、
ＶI＝（Ｔm−０．０８３）×Ａsl.×１０12 （２）
下記数式（３）の条件を満たす記録用紙を選ぶ工程と
Ｖd≦ＶI （３）
を具備する記録用紙の選択方法が提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、非水系インクを記録用紙に吐出して両面印字を得るためのインク吐出量の評価方法であって、
０．０８３ｍｍを越える厚さを有する記録用紙を準備する工程と、
前記記録用紙の体積Ｖmおよび厚さＴm （ｍｍ）を求める工程と、
２５℃における蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇ以下で、比重が０．８００以上１．２００以下の溶媒を用いて、前記記録用紙が保持できる溶媒の体積Ｖsを求める工程と、
下記数式（１）により、前記記録用紙の溶媒吸収率Ａsl.（％）を求める工程と、
Ａsl.＝（Ｖs／Ｖm）×１００ （１）
下記数式（２）により、前記記録用紙のインク許容量ＶI（ｐｌ／ｍ2）を求める工程と、
ＶI＝（Ｔm−０．０８３）×Ａsl.×１０12 （２）
前記記録用紙に吐出されるインク量として、下記数式（３）の条件を満たす量Ｖd（ｐｌ／ｍ2）を選ぶ工程と
Ｖd≦ＶI （３）
を具備するインク吐出量の評価方法が提供される。
本発明によれば、裏抜け濃度が低く両面印刷に適した非水系インクジェット記録方法が提供できる。
以下、本発明の実施形態を説明する。
本発明の実施形態に係る記録方法おいては、非水系インクが用いられる。非水系インクは、分散剤を用いて顔料を非水系溶媒に分散させてなるインクであり、まず、含有される各成分について説明する。
非水系溶媒とは、常温（２５℃）でほとんど揮発しない高沸点溶媒であり、水以外の溶媒全般をさす。
溶媒としては、エステル系溶媒、アルコール系溶媒、高級脂肪酸系溶媒、植物油、エーテル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、および芳香族炭化水素系溶媒などのうち、常温でほとんど揮発しない高沸点溶媒が用いられる。
具体的には、エステル系溶媒としては、イソノナン酸２−エチルヘキシル、イソノナン酸イソノニル、イソノナン酸イソデシル、イソノナン酸イソトリデシル、ラウリン酸メチル、ラウリン酸エチル、ラウリン酸イソプロピル、ミリスチン酸メチル、ミリスチン酸エチル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸メチル、パルミチン酸エチル、パルミチン酸イソプロピル、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸イソプロピル、リノール酸メチル、リノール酸エチル、リノール酸イソプロピル、イソステアリン酸メチル、イソステアリン酸エチル、イソステアリン酸イソプロピル、大豆油メチル、大豆油エチル、大豆油イソプロピル、コハク酸ジ２−エチルヘキシル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジイソプロピル、セバシン酸ジエチル、およびセバシン酸ジイソプロピル、２−エチルヘキサン酸イソセチル、２−エチルヘキサン酸セチル、パルミチン酸オクチル、ピバリン酸オクチルドデシル、ミリスチン酸イソセチル、ジメチルオクタン酸オクチルドデシル、トリ（カプリル・カプリン酸）グリセリン、イソステアリン酸２−ヘキシルデシル、ステアリン酸イソセチル、トリ２−エチルヘキサン酸トリメチロールプロパン、およびイソステアリン酸イソステアリルなどが挙げられる。
アルコール系溶媒としては、例えば、イソミリスチルアルコール、イソパルミチルアルコール、イソステアリルアルコール、およびオレイルアルコールなどが挙げられる。
高級脂肪酸系溶媒としては、例えば、イソノナン酸、イソミリスチン酸、イソパルミチン酸、オレイン酸、リノレン酸、およびイソステアリン酸などが挙げられる。
また、植物油としては、例えば、大豆油、ナタネ油、コーン油、アマニ油、サフラワー油、およびヤシ油などが挙げられる。
エーテル系溶媒としては、例えば、ジエチルグリコールモノブチルエーテル、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、およびプロピレングリコールジブチルエーテルなどが挙げられる。
脂肪族炭化水素系溶媒としては、例えば、新日本石油化学社製「テクリーンＮ−１６、テクリーンＮ−２０、テクリーンＮ−２２、日石ナフテゾールＬ、日石ナフテゾールＭ、日石ナフテゾールＨ、０号ソルベントＬ、０号ソルベントＭ、０号ソルベントＨ、日石アイソゾール３００、日石アイソゾール４００、ＡＦ−４、ＡＦ−５、ＡＦ−６、ＡＦ−７」、エクソンモービル社製「ＩｓｏｐａｒＧ、ＩｓｏｐａｒＨ、ＩｓｏｐａｒＬ、ＩｓｏｐａｒＭ、ＥｘｘｏｌＤ４０、ＥｘｘｏｌＤ８０、ＥｘｘｏｌＤ１００、ＥｘｘｏｌＤ１３０、ＥｘｘｏｌＤ１４０」、松村石油研究所製「モレスコホワイトＰ−５５、Ｐ−６０、Ｐ−７０、Ｐ−８０、Ｐ−８５、Ｐ−１００、Ｐ−１２０、Ｐ−１５０、Ｐ−２００、モレスコバイオレスＵ−６、Ｕ−７、Ｕ−８」などが挙げられる。
芳香族炭化水素系溶媒としては、例えば、新日本石油化学社製「日石リーンソルＧ」などが挙げられる。
非水系溶媒は、単独でも２種以上を組み合わせて用いてもよい。
上述したような非水系溶媒に、分散剤を用いて顔料を分散させることによって、本発明の実施形態に用いられる非水系インクが調製される。
顔料としては、例えば、光吸収性の顔料を挙げることができる。具体的には、カーボンブラック、カーボンリファインド、およびカーボンナノチューブ等の炭素系顔料；鉄黒、コバルトブルー、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化クロム、および酸化鉄等の金属酸化物顔料；硫化亜鉛等の硫化物顔料；フタロシアニン系顔料；金属の硫酸塩、炭酸塩、ケイ酸塩、およびリン酸塩等の塩からなる顔料；並びにアルミ粉末、ブロンズ粉末、および亜鉛粉末等の金属粉末からなる顔料が挙げられる。
また、例えば、染料キレート（塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど）、ニトロ顔料、アニリンブラック、ナフトールグリーンＢ等のニトロソ顔料、ボルドー１０Ｂ、レーキレッド４Ｒおよびクロモフタールレッド等のアゾ顔料（アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含む。）、ピーコックブルーレーキおよびローダミンレーキ等のレーキ顔料、フタロシアニンブルー等のフタロシアニン顔料、多環式顔料（ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラノン顔料など）、チオインジゴレッドおよびインダトロンブルー等のスレン顔料、キナクリドン顔料、キナクリジン顔料、並びにイソインドリノン顔料等の有機系顔料を使用することもできる。
黒インクで使用可能な顔料としては、例えば、以下のものを用いることができる。コロンビア社製のＲａｖｅｎ ５７５０、Ｒａｖｅｎ ５２５０、Ｒａｖｅｎ ５０００、Ｒａｖｅｎ ３５００、Ｒａｖｅｎ １２５５、Ｒａｖｅｎ ７００、キャボット社製のＲｅｇａｌ ４００Ｒ、Ｒｅｇａｌ ３３０Ｒ、Ｒｅｇａｌ ６６０Ｒ、Ｍｏｇｕｌ Ｌ、Ｍｏｎａｒｃｈ ７００、Ｍｏｎａｒｃｈ ８００、Ｍｏｎａｒｃｈ ８８０、Ｍｏｎａｒｃｈ ９００、Ｍｏｎａｒｃｈ １０００、Ｍｏｎａｒｃｈ １１００、Ｍｏｎａｒｃｈ １３００、Ｍｏｎａｒｃｈ １４００、三菱化学社製のＮｏ．２３００、Ｎｏ．９００、ＭＣＦ８８、Ｎｏ．３３、Ｎｏ．４０、Ｎｏ．４５、Ｎｏ．５２、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１００、Ｎｏ２２００Ｂ、デグッサ社製のＣｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ１、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ２、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ２Ｖ、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ１８、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ２００、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ Ｓ１５０、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ Ｓ１６０、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ Ｓ１７０、Ｐｒｉｎｔｅｘ ３５、Ｐｒｉｎｔｅｘ ４５、Ｐｒｉｎｔｅｘ Ｕ、Ｐｒｉｎｔｅｘ Ｖ、Ｐｒｉｎｔｅｘ １４０Ｕ、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ ６、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ ５、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ ４Ａ、およびＳｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ ４などである。
イエローインクで使用可能な顔料としては、例えば、以下のものを用いることができる。Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １２８、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １２９、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５１、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５４、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ２、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ３、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １２、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １４Ｃ、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １６、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １７、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ７３、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ７４、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ７５、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ８３、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ９３、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ９５、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ９７、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ９８、およびＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １１４等である。
マゼンタインクで使用可能な顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １２２、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １２３、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １６８、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １８４、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２０２、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ５、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １２、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ４８（Ｃａ）、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ４８（Ｍｎ）、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ５７（Ｃａ）、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ５７：１、およびＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １１２等が挙げられる。
また、シアンインクで使用可能な顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３４、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １６、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ ２２、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ ６０、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ ２、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ ３、Ｃ．Ｉ．Ｖａｔ Ｂｌｕｅ ４、およびＣ．Ｉ．Ｖａｔ Ｂｌｕｅ ６０等が挙げられる。
顔料は、通常、インク全体の重量の１〜２５％程度の量で非水系溶媒に分散される。なお、特にことわらない限り、本明細書における％は重量％である。
顔料を溶媒に分散するための分散剤としては、非水系溶媒中で一般に使用される顔料用分散剤を使用することができる。上述したような非水系溶媒に相溶し、顔料を安定して微粒子分散できるものであれば、任意の顔料用分散剤を用いることができる。
具体的には、以下のものが挙げられる。例えば、ソルビタン脂肪酸エステル（ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンセスキオレエート、ソルビタンオレエート等）、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ソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート等）、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル（ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリエチレングリコールジイソシアネート等）、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル（ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等）、脂肪族ジエタノールアミド系などのノニオン系界面活性剤が挙げられる。
また、高分子系分散剤を用いることもでき、この場合には、分子量１０００以上の高分子化合物が好適に用いられる。例えば、スチレン−マレイン酸樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ロジン、ＢＹＫ−１１２、１１６（ビックケミー社製のアクリル系高分子化合物）、ＢＹＫ−１６０、１６２、１６４、１８２（ビックケミー社製のウレタン系高分子化合物）、ＥＦＫＡ−４７、ＬＰ−４０５０（ＥＦＫＡ社製のウレタン系高分子分散剤）、ＥＦＫＡ−４３００（ＥＦＫＡ社製ポリアクリレート系高分子分散剤）、ソルスパース１３９４０（日本ルーブリゾール社製のポリエステルアミン系高分子化合物）、ソルスパース１７０００、１８０００（日本ルーブリゾール社製の脂肪族アミン系高分子化合物）、ソルスパース２２０００、２４０００、２８０００（日本ルーブリゾール社製のポリエステル系高分子化合物）等が挙げられる。
こうした分散剤は、顔料の重量の２５％〜２００％程度の量で存在していれば、その効果を十分に発揮することができる。
本発明の実施形態に用いられる非水系インクを調製するに当たっては、まず、非水系溶媒に顔料および分散剤を加え、ビーズミル等の分散装置により分散処理を施す。次いで、フィルター等により顔料凝集物等を除去することによって、所望の非水系インクが得られる。
インクジェット方式での記録に用いられるので、非水系インクの２５℃における粘度は、１００ｍＰａ・ｓｅｃ程度以下であることが望まれる。粘度が１００ｍＰａ・ｓｅｃ程度以下のインクであれば、インクジェットヘッドを過度に加熱しなくても、良好に吐出して画像を形成することができる。
本発明の実施形態にかかる記録方法においては、記録媒体としての記録用紙に前述の非水系インクをインクジェット方式により吐出して記録が行なわれる。特に、普通紙タイプの紙が用いられる。普通紙タイプの紙とは紙の表面に明確な塗工層が存在せず、紙の繊維が露出している紙をさす。また、繊維が遮蔽されずに普通紙と同等の風合いを維持していれば、塗工層が設けられた記録用紙も用いることができる。
ただし、用いられる記録用紙は、０．０８３ｍｍを越える厚さを有することが必要である。０．０８３ｍｍ以下の場合には、許容し得ない濃度で裏抜けが生じ、本発明の目的を達成することができない。記録用紙の厚さは、０．０９５ｍｍ以上であることが好ましく、０．１００ｍｍ以上であることがより好ましい。
本発明の実施形態にかかる方法においては、記録用紙に応じた適切な吐出量で非水系インクを吐出して記録が行なわれる。
記録用紙に応じた適切な吐出量を求めるために、まず、記録用紙の物性値を測定する。物性値としては、坪量および厚さを測定する。記録用紙の坪量は、ＪＩＳ Ｐ８１２４−１９９８に準じて測定し、記録用紙の厚さは、ＪＩＳ Ｐ８１１８−１９９８に準じて測定する。ここでの厚さは、バルク厚さではなく単一の厚さである。
また、記録用紙の面積と測定した記録用紙の厚さとに基づいて、記録用紙の体積Ｖmを算出する。
一方、常温（２５℃）における蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇ以下で、比重が０．８００〜１．２００の溶媒を用いて、記録用紙の溶媒吸収率を求める。このような蒸気圧および比重を有する溶媒は常温で揮発しないので、記録用紙の溶媒吸収率を求めるのに適切である。用い得る溶媒としては、例えば、エステル系溶媒のＩＣＭ−Ｒ（ミリスチン酸イソセチル（高級アルコール工業社製））（比重０．８５７）、エーテル系溶媒のブチセノール４０（テトラエチレングリコールモノブチルエーテル（協和発酵ケミカル社製））（比重１．００８）、イソステアリルアルコールＥＸ（イソステアリルアルコール（高級アルコール工業社製））（比重０．８４３）等が挙げられる。
上述したような条件を備えた溶媒を容器に収容し、その中に体積Ｖmの記録用紙を浸漬して、記録用紙に溶媒を完全に浸み込ませる。溶媒を完全に浸み込ませた記録用紙を容器から取り出して静置し、浸み出てくる溶媒をその都度ふき取る。記録用紙から溶媒が浸み出てこなくなった状態を、「記録用紙が溶媒を保持できた」状態とする。このとき、記録用紙が保持することのできた溶媒の体積を求めて、Ｖsとする。
記録用紙の体積Ｖmと、記録用紙が保持できる溶媒の体積Ｖsとを用いて、下記数式（１）により記録用紙の溶媒吸収率Ａsl.（％）が算出される。
Ａsl.＝（Ｖs／Ｖm）×１００ （１）
得られた溶媒吸収率Ａsl.（％）と記録用紙の厚さＴmとを用いて、下記数式（２）により、記録用紙の単位面積当たりのインク許容量ＶI（ｐｌ／ｍ2）を求める。
ＶI＝（Ｔm−０．０８３）×Ａsl.×１０12 （２）
本発明の実施形態にかかる方法においては、こうして算出された記録用紙の単位面積当たりのインク許容量ＶI（ｐｌ／ｍ2）を基準にして、単位面積当たりのインク吐出量が決定される。具体的には、記録用紙の単位面積当たりのインク許容量ＶI（ｐｌ／ｍ2）以下の量で非水系インクをインクジェットヘッドから吐出して、記録が行なわれる。すなわち、吐出される非水系インクの単位面積当たりの量Ｖd（ｐｌ／ｍ2）は、下記数式(３)の条件を満たす。
Ｖd≦ＶI （３）
こうして、記録用紙に良好な両面印字を行なうためのインク吐出量が決定される。
記録用紙の単位面積当たりのインク許容量以下の量で、非水系インクが吐出されるので、本発明の実施形態にかかる方法を用いることにより、裏抜け濃度が低く両面印刷に適した記録を行なうことができる。
言い換えると、記録用紙に吐出される非水系インクの量Ｖd（ｐｌ／ｍ2）が既知の場合には、上記数式（３）の条件を満たすインク許容量ＶI（ｐｌ／ｍ2）を有する記録用紙を選択することによって、良好な両面画像を得ることができる。
なお、上記数式（３）の条件が適用されるのは、インクジェット方式の記録に限定されるものではない。
以下、具体例を示して本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明の技術思想を逸脱しない限り、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
坪量・紙の厚さが異なる９種類の記録用紙（Ａ〜Ｉ）を用意し、各記録用紙について、坪量および厚さを測定した。坪量は、ＪＩＳ Ｐ８１２４−１９９８に準じて測定し、厚さは、ＪＩＳ Ｐ８１１８−１９９８に準じて測定した。記録用紙の面積と測定した記録用紙の厚さとを用いて各記録用紙の体積Ｖmを求めた後、溶媒としてＩＣＭ−Ｒを用いて各記録用紙が保持できる溶媒の体積Ｖsを求めた。これらの値を用いて、上記数式（１）により記録用紙の溶媒吸収率Ａsl.（％）を算出した。
さらに、上記数式（２）により、各記録用紙の単位面積当たりのインク許容量ＶI（ｐｌ／ｍ2）を算出した。得られたインク許容量を、坪量、厚さ、および溶媒吸収率とともに下記表１にまとめる。
Figure 0004898528
記録用紙Ａ〜Ｉへの記録に用いられる非水系インクは、顔料としてチャネルカーボンブラック（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ７７２６６：デグサ社製スペシャルブラック４Ａ）を用いて、以下の処方で調製した。
非水系溶媒としてＩＯＰ（パルミチン酸オクチル：高級アルコール工業社製）７１．４重量部、顔料としてチャネルカーボンブラック（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ７７２６６：デグサ社製スペシャルブラック４Ａ）１４．３重量部、分散剤としてＤｉｓｐｅｒｂｙｋ１１６（ビックケミー社製）１４．３重量部を混合し、ビーズミルにより分散した。最後に、３μｍのフィルターでろ過して顔料凝集物等を除去し、インク１を得た。
さらに、非水系溶媒の種類、顔料の濃度、分散剤の種類や濃度を変更して、下記表２に示す処方で種々のインクを調製した。
溶媒としては、前述のＩＯＰに加え、次の３種類を用意した。
ＩＣＭ−Ｒ：ミリスチン酸イソセチル（高級アルコール工業社製）
ＭＷ：モレスコホワイトＰ−４０（松村石油研究所社製）
ＩＳＡ：イソステアリルアルコール（高級アルコール工業社製）
分散剤は次のとおりである。
Ｄ１：Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１１６
Ｄ２：ソルスパース１３９４０
Ｄ３：エチレンオキサイド−プロピレンオキサイドブロック共重合体
Figure 0004898528
得られた各インクジェット用非水系インクについて、粘度計（東機産業製ＴＶ−３３型粘度計）を用いて２５℃における粘度を調べた。インクジェットヘッドのインクの供給のし易さ等を考慮すると、２５℃における粘度は、１００ｍＰａ・ｓｅｃ程度以下であることが望まれる。各インクの粘度を下記表３にまとめる。
Figure 0004898528
インクＮｏ．１２は、２５℃での粘度が高く、これ以降の印字試験に使用することができなかった。
インクＮｏ．１〜１１を用い、種々の条件で記録用紙Ａ〜Ｉに記録を行なって、印字濃度および裏抜け濃度を調べた。
記録には、東芝テック製ピエゾタイプインクジェットヘッド（型式ＣＢ１、３１８ノズル、１５０ｄｐｉ）を搭載した画像評価装置を用いた。使用したヘッドは、マルチドロップ方式により１ドットを形成する液滴のサイズを、１滴分から７滴分の体積にコントロールすることができる。１滴分の体積は標準では６ｐｌであり、７滴分の体積は標準では４２ｐｌである。また、１滴分のサイズは、吐出時の駆動電圧を変えることにより４．５ｐｌから７．５ｐｌにコントロールすることができる。これらによって、１ドットを形成する液滴のサイズは４．５ｐｌ〜７．５ｐｌ、９ｐｌ〜５２．５ｐｌに任意の値にコントロールすることができる。
例えば、インク１を５５℃（インク粘度は約１８ｍＰａ・ｓ）で吐出した際、最小の１滴分のサイズは、駆動電圧に応じて次のように変化する。２８．０Ｖでは７．５ｐｌであり、２４．３Ｖでは６．０ｐｌである。さらに、２０．６Ｖでは４．５ｐｌとなる。
評価用の画像としては、２．１ｃｍ×２．７ｃｍのベタ画像を記録用紙の片面に形成した。さらに、記録用紙の両面に文字を印字した画像を形成した。両面印字画像を得るには、まず表面に文字パターンを印字した。次に、記録用紙を表裏反転して裏面にも同様の文字パターンを印字した。
印字を２ｐａｓｓ（１回目と２回目とでヘッドを印字方向と垂直に３００ｄｐｉの１画素分ずらして印字）、３００ｄｐｉで行なう場合、１ドットを形成する液滴の体積を変更することによって、単位面積当たりのインク吐出量を変更することができる。例えば、１ドットを形成する液滴の体積を６ｐｌとすれば、単位面積あたりのインク吐出量（ｐｌ／ｍ2）が０．８４×１０9ｐｌ／ｍ2の評価用の画像を得ることができる。
下記表４には、所望のインク吐出量とするための条件をまとめる。
Figure 0004898528
下記表５〜９に示すように、記録用紙、インク、およびインク吐出量を組み合わせて各条件で画像を形成した。下記表には、インクにおける顔料濃度も示した。
Figure 0004898528
Figure 0004898528
Figure 0004898528
Figure 0004898528
Figure 0004898528
実施例１〜１００においては、０．０８３ｍｍを越える厚さの記録用紙が用いられ、しかも、単位面積当たりのインク吐出量は、各記録用紙の単位面積当たりのインク許容量以下である。
比較のために、下記表１０に示すように記録用紙、インク、および吐出量を組み合わせて画像を形成した。これらにおいては、記録用紙の単位面積当たりのインク許容量を越える量でインクが吐出される。特に、比較例１１〜１６においては、用いられる記録用紙の厚さは０．０８３ｍｍ以下である。
Figure 0004898528
得られた画像の濃度をマクベス濃度計（マクベス反射型濃度計ＲＤ９１８）を用いて測定して、マクベス濃度を得た。
評価用のベタ画像６枚についてのマクベス濃度の平均値を算出し、印字濃度とした。この印字濃度は、以下の基準で評価した。
◎：マクベス濃度の平均値が１．００以上
○：マクベス濃度の平均値が０．９０以上１．００未満
△：マクベス濃度の平均値が０．９０未満
評価が○以上の範囲であれば、表面の濃度が高い高品位な印字物であるといえる。
さらに、以下のようにして裏抜け濃度を求めた。評価用のベタ画像の裏側のマクベス濃度をＭ1とし、記録用紙のマクベス濃度をＭ0とした。（Ｍ1−Ｍ0）を裏抜け濃度とし、６枚分の裏抜け濃度の平均値を求め、以下の基準で評価した。
○：裏抜け濃度の平均値が０．１５未満
△：裏抜け濃度の平均値が０．１５
×：裏抜け濃度の平均値が０．１５を越える
各両面印字物を目視により観察すると、○のものは、裏抜けが少なく高品位であり、△のものは裏抜けが存在するが実使用上問題のないことが確認された。また、×のものは、裏抜けがあり使用が困難であった。
実施例および比較例の画像について印字濃度および裏抜け濃度を求め、下記表１１乃至１５にまとめる。
Figure 0004898528
Figure 0004898528
Figure 0004898528
Figure 0004898528
Figure 0004898528
上記表に示されるように、比較例１〜２０では、いずれも単位面積当たりのインク吐出量が単位面積あたりのインク許容量を越えているので、裏抜け濃度が高くなってしまい、両面印字が困難である。
特に、比較例１１〜１６で記録に用いた用紙Ｉは、表２に示したようにインク許容量が０ｐｌ／ｍ2である。このため、裏抜け濃度が大きいことに加え、印字濃度が小さい。したがって、表面の濃度が高い高品位な印字物を得ることができない。
これに対し、実施例では、記録用紙の単位面積当たりのインク許容量以下の量でインクが吐出されるので、裏抜けのない高品位な両面印字物を得ることができる。なお、実施例９７は、インク吐出量を２．５１×１０9（ｐｌ／ｍ2）から１．６７×１０9（ｐｌ／ｍ2）に減少させた以外は、実施例１と同様の条件である。こうした実施例１と実施例９７との比較からわかるように、２．５１×１０9（ｐｌ／ｍ2）以上の体積でインクを吐出した場合には、極めて高い印字濃度が達成される。これは、実施例６と実施例９８との比較、実施例１１と実施例９９との比較、実施例２０と実施例１００との比較からもわかる。
また、０．０９５ｍｍ以上の厚さを有する記録用紙であれば、表面の濃度がより高い高品位な印字物が得られることが、例えば実施例６５〜７２の結果からわかる。同様の傾向は、実施例７３〜８０の結果、および実施例８１〜８８の結果にも示されている。
特に、記録用紙の厚さが０．１００ｍｍ以上であれば表面の濃度がさらに高い、より高品位な印字物が得られることが、例えば実施例６５〜７２の結果からわかる。これは、実施例８と実施例１２との比較、実施例３９と実施例４３との比較、実施例４０と実施例４４との比較からもわかる。
上述したように、本発明の実施形態にかかる記録方法においては、記録用紙のインク許容量とインク吐出量とを比較して、最適な条件で両面印字を行なうことができる。インク吐出量は、画像データにおける最大インク吐出量であるので、記録用紙のインク許容量と、これに記録される画像データの最大インク吐出量とを比較して、最大インク吐出量がインク許容量以下のときに両面印字を行なう。これによって、印字濃度が高く裏抜けのない良好な画像が得られる。
インクジェット記録装置において、本発明の実施形態にかかる方法により良好な両面印字を得るには、例えば、以下のようなフローチャートにしたがうことができる。具体的には、画像データを受信して記録用紙のインク許容量と比較し、良好な両面印字が得られる条件であるか否かを予め判断する。良好な両面印字が得られない条件の場合には、例えば片面印字に切り替えて印字が行なわれる。あるいは、良好な両面印字が得られる条件となるよう、画像データを変換したり、ヘッドの駆動条件を調整する。
図１乃至図４のブロック図を参照して、各種処理のフローチャートを説明する。なお、いずれの場合についても、記録装置の給紙トレイに収容されている記録用紙のインク許容量は、上述した手法で算出して予め記憶部に登録されているものとする。
図１のブロック図には、両面印字を片面印字に切り替える場合の例を示す。
印刷の指示を受けると、まず、この印刷が両面であるか片面であるかを判断する。片面の場合には、そのまま画像データを受信して片面印字を行なう。両面印刷の場合には、記録が行なわれる記録用紙のインク許容量のデータを、記憶部から読み出す。
記録用紙のインク許容量は、最大インク吐出量と比較する。例えば次の（１）〜（５）のような基準のうちから設定したもので、両面印字がＯＫかＮＧかを判断する。なお、設定できる基準はここに示した（１）〜（５）に限定されるものではない。設定した基準に該当しない場合には、両面印字がＯＫと判断されたので両面印字を行なう。設定した基準に該当すれば、ＮＧである。
（１）最大インク吐出量が記録用紙のインク許容量を越える箇所が、画像データに存在する場合
（２）両面の画像データを合わせたときに、最大インク吐出量が記録用紙のインク許容量を越える箇所が重なり合っている場合
（３）両面の画像データを合わせたときに、最大インク吐出量が記録用紙のインク許容量を越える箇所が片方の面に存在し、この部分の裏面には画像が存在する場合
（４）両面の画像データを合わせたときに、最大インク吐出量が記録用紙のインク許容量を越える箇所が重なり合って存在し、その箇所の割合が用紙の全面積の６％を越えている場合
（５）両面の画像データを合わせたときに、最大インク吐出量が記録用紙のインク許容量を越える箇所が片方の面に存在し、この部分の裏面に何らかの画像が存在し、その箇所の割合が用紙の全面積の６％を越えている場合
設定した基準に該当して、両面印字がＮＧと判断された場合には、片面印字に切り替えて印刷を行なう。この処理は、自動的に行なうことができる。あるいは、印刷の指示が出されたところに戻って、片面で印刷してもよいかを操作者に聞いてもよい。
図２のブロック図には、画像データの階調数を下げて両面印字を行なう場合の例を示す。
印刷の指示を受けると、まず、この印刷が両面であるか片面であるかを判断する。片面の場合には、そのまま画像データを受信して片面印字を行なう。両面印刷の場合には、記録が行なわれる記録用紙のインク許容量のデータを、記憶部から読み出す。
記録用紙のインク許容量は、最大インク吐出量と比較して前述と同様に判断する。前述で設定した基準に該当しない場合には、両面印字がＯＫと判断されたので両面印字を行なう。前述で設定した基準に該当すればＮＧであり、階調数を下げた画像データを作成して両面印字を行なう。この処理は、自動的に行なうことができる。あるいは、印刷の指示が出されたところに戻って、画像データの階調を下げて印刷してもよいかを操作者に聞いてもよい。
ここで、画像データの階調を下げ方の一例を説明する。例えば、２５５階調のデータを８階調に変換していた場合には、通常、次のように変換される。すなわち、０〜１８を０、１９〜５４を１、５５〜９０を２、９１〜１２６を３、１２７〜１６２を４、１６３〜１９８を５、１９９〜２３４を６、２３５〜２５５を７である。
これの階調数を８から６に下げる場合は、０〜２６を０、２７〜７７を１、７８〜１２８を２、１２９〜１７９を３、１８０〜２３０を４、２３１〜２５５を５に変換すればよい。
画像データの階調数を下げるといった手法の他、ドットを形成する液滴のサイズを縮小することによって、良好な両面印字を行なうこともできる。
図３のブロック図には、ドットを形成する液滴のサイズを縮小して両面印字を行なう場合の例を示す。
印刷の指示を受けると、まず、この印刷が両面であるか片面であるかを判断する。片面の場合には、そのまま画像データを受信して片面印字を行なう。両面印刷の場合には、記録が行なわれる記録用紙のインク許容量のデータを、記憶部から読み出す。
記録用紙のインク許容量は、最大インク吐出量と比較して前述と同様に判断する。前述で設定した基準に該当しない場合には、両面印字がＯＫと判断されたので両面印字を行なう。前述で設定した基準に該当すればＮＧであり、ヘッドの駆動電圧を下げて、最大インク吐出量がインク許容量以下になる条件で両面印字を行なう。
例えば、８階調で表現するのであれば、用いられる記録用紙のインク許容量は、４．３９×１０9ｐｌ／ｍ2を越えている必要がある。電圧を下げてインク滴のサイズをコントロールした場合、７ドロップ時の液滴サイズは３１．５ｐｌ〜５２．５ｐｌである。液滴サイズ３１．５ｐｌのときの単位面積当たりのインク吐出量は、４．３９×１０9ｐｌ／ｍ2であるので、記録用紙のインク許容量はこの値より大きい必要がある。
液滴サイズの縮小は、上述したような画像データの階調数の減少と併用して行なってもよい。
場合によっては、適切な記録用紙を選択することによって、良好な両面印字を行なうことができる。この場合には、インクジェット記録装置内に両面印刷用の記録用紙と片面印刷用の記録用紙とが予め用意される。ここでいう両面印刷用の記録用紙とは、使用するインクジェット記録装置で吐出できる最大インク吐出量がインク許容量以下になる記録用紙である。
図４のブロック図には、両面印刷用の記録用紙と片面印刷用の記録用紙とが予め用意されている場合の例を示す。
印刷の指示を受けると、まず、この印刷が両面であるか片面であるかを判断する。片面の場合には、画像データを受信し、片面印刷用の記録用紙を用いて片面印字を行なう。一方、両面の場合には、画像データを受信し、両面印刷用の用紙を用いて両面印字を行なう。
いずれのフローチャートで行なう場合も、単位面積当たりのインク許容量以下の量でインクが吐出されるので、裏抜け濃度が低く両面印刷に適した記録を行なうことができる。
本発明の一実施形態にかかる記録方法の処理工程を表わすブロック図。 本発明の他の実施形態にかかる記録方法の処理工程を表わすブロック図。 本発明の他の実施形態にかかる記録方法の処理工程を表わすブロック図。 本発明の他の実施形態にかかる記録方法の処理工程を表わすブロック図。

Claims (12)

  1. 非水系溶媒と顔料とを含有する非水系インクをインクジェット法により吐出して記録媒体に記録を行なう方法であって、
    記録媒体として、０．０８３ｍｍを越える厚さを有する記録用紙を準備する工程と、
    前記記録用紙の体積Ｖmおよび厚さＴm （ｍｍ）を求める工程と、
    ２５℃における蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇ以下で、比重が０．８００以上１．２００以下の溶媒を用いて、前記記録用紙が保持できる溶媒の体積Ｖsを求める工程と、
    下記数式（１）により、前記記録用紙の溶媒吸収率Ａsl.（％）を求める工程と、
    Ａsl.＝（Ｖs／Ｖm）×１００ （１）
    下記数式（２）により、前記記録用紙の単位面積当たりのインク許容量ＶI（ｐｌ／ｍ2）を求める工程と、
    ＶI＝（Ｔm−０．０８３）×Ａsl.×１０12 （２）
    非水系インクを、下記数式（３）の条件を満たす量Ｖd（ｐｌ／ｍ2）で、インクジェット法により前記記録用紙に吐出する工程と
    Ｖd≦ＶI （３）
    を具備するインクジェット記録方法。
  2. 前記非水系インクは、２．５１×１０ 11 （ｐｌ／ｍ2）以上の量で前記記録用紙に吐出される請求項１に記載のインクジェット記録方法。
  3. 前記記録用紙の厚さＴmは、０．０９５ｍｍ以上である請求項１に記載のインクジェット記録方法。
  4. 前記記録用紙の厚さＴmは、０．１００ｍｍ以上である請求項１に記載のインクジェット記録方法。
  5. Ｖd（ｐｌ／ｍ2）の量で非水系インクを吐出して両面印字が行なわれる記録用紙の選択方法であって、
    ０．０８３ｍｍを越える厚さを有する記録用紙を準備する工程と、
    前記記録用紙の体積Ｖmおよび厚さＴm （ｍｍ）を求める工程と、
    ２５℃における蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇ以下で、比重が０．８００以上１．２００以下の溶媒を用いて、前記記録用紙が保持できる溶媒の体積Ｖsを求める工程と、
    下記数式（１）により、前記記録用紙の溶媒吸収率Ａsl.（％）を求める工程と、
    Ａsl.＝（Ｖs／Ｖm）×１００ （１）
    下記数式（２）により、前記記録用紙のインク許容量ＶI（ｐｌ／ｍ2）を求める工程と、
    ＶI＝（Ｔm−０．０８３）×Ａsl.×１０12 （２）
    下記数式（３）の条件を満たす記録用紙を選ぶ工程と
    Ｖd≦ＶI （３）
    を具備する記録用紙の選択方法。
  6. 前記非水系インクの量Ｖd（ｐｌ／ｍ2）は、２．５１×１０ 11 （ｐｌ／ｍ2）以上である請求項５に記載の記録用紙の選択方法。
  7. 前記記録用紙の厚さＴmは、０．０９５ｍｍ以上である請求項５に記載の記録用紙の選択方法。
  8. 前記記録用紙の厚さＴmは、０．１００ｍｍ以上である請求項５に記載の記録用紙の選択方法。
  9. 非水系インクを記録用紙に吐出して両面印字を得るためのインク吐出量の評価方法であって、
    ０．０８３ｍｍを越える厚さを有する記録用紙を準備する工程と、
    前記記録用紙の体積Ｖmおよび厚さＴm （ｍｍ）を求める工程と、
    ２５℃における蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇ以下で、比重が０．８００以上１．２００以下の溶媒を用いて、前記記録用紙が保持できる溶媒の体積Ｖsを求める工程と、
    下記数式（１）により、前記記録用紙の溶媒吸収率Ａsl.（％）を求める工程と、
    Ａsl.＝（Ｖs／Ｖm）×１００ （１）
    下記数式（２）により、前記記録用紙のインク許容量ＶI（ｐｌ／ｍ2）を求める工程と、
    ＶI＝（Ｔm−０．０８３）×Ａsl.×１０12 （２）
    前記記録用紙に吐出されるインク量として、下記数式（３）の条件を満たす量Ｖd（ｐｌ／ｍ2）を選ぶ工程と
    Ｖd≦ＶI （３）
    を具備するインク吐出量の評価方法。
  10. 前記非水系インクの量Ｖd（ｐｌ／ｍ2）は、２．５１×１０ 11 （ｐｌ／ｍ2）以上である請求項９に記載のインク吐出量の評価方法。
  11. 前記記録用紙の厚さＴmは、０．０９５ｍｍ以上である請求項９に記載のインク吐出量の評価方法。
  12. 前記記録用紙の厚さＴmは、０．１００ｍｍ以上である請求項９に記載のインク吐出量の評価方法。
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