JP5284417B2 - インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
先ず、インク受容層を有する記録媒体の記録面を重ね合わせた場合に発生する白もやという現象について説明する。ここでは、理解を容易にするため、白もやが特に顕著に生じる場合を例に挙げる。図1(A)のように、ブラックの画像aが全体的に形成された記録媒体aの記録面a、ブラックの画像bが一部の領域に形成された記録媒体bの記録面bを重ね合わせ、しばらく放置する。すると、図1(B)のように、記録媒体aにおける画像aの領域内に、記録媒体bにおける画像bの形状として白いもや状のムラが生じる。なお、図示しないが、図1(B)の記録媒体bにも、記録媒体aにおける画像aの形状として白いもや状のムラが生じるが、記録媒体bの画像bが形成されていない領域であるので、白もやの程度は、記録媒体aにおける白もやと比べると軽微である。
そこで、本発明者らは、インク受容層の内部に残留する液体成分の量を減少させれば白もやの発生を抑制できると考え、特許文献1や2を参考に、画像を形成した後に、該画像を形成した記録媒体を乾燥させることを試みた。この手法により白もやの発生はある程度は抑制され、また、乾燥の際のエネルギー量を高めればその抑制の程度も高まる方向となることはわかったものの、相当量のエネルギーを与えても依然として不十分であった。また、特許文献3を参考に、記録ヘッドと記録媒体との間の加湿を行い、画像を形成したところ、耐目詰まり性は向上するものの、白もやは、加湿を行わない場合よりもむしろ発生しやすくなる傾向にあることがわかった。
[第1の実施態様]
本発明の第1の実施態様の特徴は、一般式(I)の化合物及び一般式(II)の化合物の少なくとも一方を含有するインクを用いて画像を形成した後に、画像を形成した記録媒体を乾燥させる乾燥工程を行うことにある。上記特定の化合物を含有するインクを用いて画像を形成した後に、乾燥工程を行うことで、白もやの発生を抑制することができるメカニズムを、本発明者らは以下のように推測している。
本発明の第2の実施態様の特徴は、一般式(I)の化合物及び一般式(II)の化合物の少なくとも一方を含有するインクを用いて画像を形成する際に、記録ヘッドと記録媒体との間を加湿する加湿工程を行うことにある。上記特定の化合物を含有するインクを用いて画像を形成する際に、加湿工程を行うことで、白もやの発生を抑制することができるメカニズムを、本発明者らは以下のように推測している。
これまでに、一般式(I)の化合物及び一般式(II)の化合物の少なくとも一方を含有するインクを用いて画像を形成し、乾燥工程及び加湿工程の少なくとも一方を行うことで、白もやの発生が抑制できることを説明してきた。上述のメカニズムからも明らかであるように、これらの両方の工程を行う本発明の第3の実施態様により、より優れたレベルで白もやの発生を抑制することができる。
本発明においては、上記各実施態様で行うそれぞれの工程に加えて、画像形成工程の前に記録媒体を加湿するプレ加湿工程をさらに行うことが好ましい。この工程では、記録媒体が記録ヘッドを含む画像形成位置に進入する以前に該記録媒体を加湿する。このプレ加湿工程を行うことで、画像を形成する以前に記録媒体が予め十分に吸水した状態となる。このため、画像形成後の記録媒体のインク受容層内部に存在する一般式(I)の化合物や一般式(II)の化合物の吸水性がさらに低減され、白もやの発生を顕著に抑制することができる。本発明においては、プレ加湿工程を、記録媒体が記録ヘッドを含む画像形成位置に進入する以前に加湿空気を供給することで行われ、温度が35℃以下かつ絶対湿度0.013kg/kgDA以上の雰囲気とする条件で行うことが好ましい。
本発明の上記各実施態様においては、インクジェット方式の記録ヘッドからインクを吐出してインク受容層を有する記録媒体に画像を形成する画像形成工程を行う。この画像形成工程で使用するインクは、一般式(I)の化合物及び一般式(II)の化合物の少なくとも一方を含有することを要する。インクの吐出方式は、インクに熱エネルギーや力学的エネルギーを作用させる方法が挙げられ、本発明においては、熱エネルギーの作用によりインクを吐出する方式を特に好ましく利用することができる。
本発明で使用する記録媒体は、インク受容層を有するものであればよく、光沢ないしは半光沢の性状を有する表面を持つものが好ましい。具体的には、支持体の少なくとも一方の面に、シリカ、アルミナ又はその水和物などの顔料を主体とし、必要に応じてバインダやカチオン性ポリマーなどの添加剤を含んで構成されるインク受容層を有する記録媒体を用いることが好ましい。このような記録媒体は、顔料粒子で構成される多孔質構造の空隙によりインクを吸収するものであり、形成した画像が高品位なものとなるため好適である。
〔一般式(I)で表される化合物、一般式(II)で表される化合物〕
本発明の画像形成工程に使用するインクには、下記一般式(I)で表される化合物及び下記一般式(II)で表される化合物の少なくとも一方を含有させる。これらの化合物は、25℃において固体であることを要する。インク中の一般式(I)で表される化合物及び一般式(II)で表される化合物の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、2.0質量%以上20.0質量%以下であることが好ましい。含有量が2.0質量%未満であると、白もやの発生を十分に抑制することができない場合があり、また、20.0質量%を超えると、インクの耐固着性が十分に得られない場合がある。
一般式(I)におけるR1及びR2はそれぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシ基、置換若しくは無置換のアミノ基、置換若しくは無置換のアルコキシ基、置換若しくは無置換のアミノオキシ基、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアルケニル基、置換若しくは無置換のアルキニル基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のアラルキル基、又は、置換若しくは無置換のヘテロ環基である。これらの基が置換基を有する場合の置換基としては、ヒドロキシ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロ環基、アシル基、カルバモイル基、アミノ基、アミド基、アミノオキシ基、アルコキシ基、カルボキシ基、スルホニル基、及びこれらの基のうち少なくとも2つを組み合わせた基からなる群から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
インクには、一般式(I)で表される化合物及び一般式(II)で表される化合物の少なくとも一方の化合物の他に、水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を含有させることができる。水としては、脱イオン水やイオン交換水を使用することが好ましい。インク中の水の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、50.0質量%以上95.0質量%以下であることが好ましい。水溶性有機溶剤としては、1価ないしは多価のアルコール類、グリコール類、グリコールエーテル類、含窒素化合物類などのインクジェット用のインクに使用可能なものをいずれも用いることができ、1種又は2種以上をインクに含有させることができる。本発明においては、保湿性に優れ、耐固着性を向上することができるため、25℃における蒸気圧が水よりも高い水溶性有機溶剤を少なくとも1種用いることが好ましい。インク中の水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、2.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。なお、この場合の水溶性有機溶剤の含有量は、一般式(I)で表される化合物及び一般式(II)で表される化合物の少なくとも一方の含有量を含むものとする。
インクに含有させる色材としては、染料、有機顔料や無機顔料などの顔料が挙げられ、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。インク中の色材の含有量は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上10.0質量%以下、さらには0.3質量%以上8.0質量%以下であることが好ましい。色材の色相としては、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、グリーン、ブルーなどのものを用いることができる。
本発明で使用するインクには、尿素やその誘導体、トリメチロールプロパンやトリメチロールエタンなどの多価アルコール類など、常温で固体の水溶性有機化合物を含有させてもよい。また、インクには、上記で説明した成分以外にも必要に応じて、界面活性剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤、水溶性ポリマーなどの、種々の添加剤を含有させてもよい。
本発明のインクジェット記録装置は、インクを収容するためのインク収容部、インクジェット方式の記録ヘッドからインクを吐出してインク受容層を有する記録媒体に画像を形成するための画像形成部を有する。さらに、前記画像を形成した記録媒体を乾燥させるための手段、及び、前記記録ヘッドと前記記録媒体との間を加湿するための手段の少なくとも一方を有し、前記インク収容部に収容されるインクが上記で説明したものであることを特徴とする。
下記表1に示す各成分(単位:質量%)を混合し、十分撹拌して溶解させた後、ポアサイズが0.2μmであるフィルターにて加圧ろ過を行い、各インクを調製した。なお、アセチレノールE100は川研ファインケミカル製のノニオン性界面活性剤である。また、染料としては、WO2007/077931号国際公開パンフレットに記載された化合物No.17をナトリウム塩型としたものを用いた。この染料の構造は以下の通りである。
以下、本発明の各実施態様について、それぞれ評価を行った。本発明においては、各評価項目の評価基準において、(AA、)A及びBを許容できるレベルとし、Cを許容できないレベルとした。
(白もやの抑制)
下記表2に示す種類のインクを用いて、インク受容層を有する記録媒体(商品名:キヤノン写真用紙・光沢 ゴールドGL−101;キヤノン製)に、記録デューティを100%として、図1(A)の2種類の画像a及びbを形成した。画像の形成に続いて、表2に示す温度及び時間の条件で、温風を吹き付け、画像を形成した記録媒体を乾燥させた。使用したインクジェット記録装置は、図3に示す構成を有するものである。具体的には、記録媒体が画像形成部に進入する以前に加湿を行う第1の加湿部、熱エネルギーの作用によりインクを吐出する記録ヘッド、画像を形成した記録媒体を乾燥する乾燥部を有する装置である。なお、プレ加湿を行わない場合には第1の加湿部を設けなくてもよい。記録条件は、インク1滴あたりの体積:2.8pL、解像度:2,400dpi×1,200dpiとした。本発明においては、1/600インチ×1/600インチの単位領域に、インク1滴あたりの体積が2.8pLであるインク滴を8滴付与する条件で形成した画像を記録デューティ100%の画像とした。その後、画像a及びbを温度23℃、相対湿度50%の環境に30分間放置した後、記録面a及びbを重ね合わせ、その上に記録媒体と同等の大きさで面圧13kg/m2の錘を載せて、24時間放置して、評価サンプルを得た。
A:ΔEが0.3を超えて0.5以下であり、目視で白もやは殆ど確認できなかった
B:ΔEが0.5を超えて0.6以下であり、目視で白もやは若干であるが確認された
C:ΔEが0.6を超えており、目視で白もやがはっきり確認された。
上記評価サンプル(乾燥を行った場合)についてのΔEの値をΔE1、また、乾燥を行わないこと以外は同様にして評価サンプルを作製し、得られた画像についての上記と同様にして算出したΔEの値をΔE2とした。そして、低減率(%)=100−ΔE1/ΔE2*100の式に基づいて算出した低減率(%)の値から、乾燥による白もやの低減率の評価を行った。評価基準は以下の通りである。結果を表2に示す。
B:低減率が40%以上60%未満であった
C:低減率が40%未満であった。
下記表2に示す種類のインクを用いて、インクジェット記録装置(商品名:PIXUS iP8600)により、予め回復動作(クリーニング)を行った後、PIXUS iP8600のノズルチェックパターンを記録した。そして、キャリッジが動作している途中で記録装置の電源ケーブルを引き抜くことにより、記録ヘッドにキャッピングが行われていない状態として、この状態のまま、インクジェット記録装置を温度30℃、相対湿度10%の環境で14日間放置した。その後、このインクジェット記録装置を温度25℃の環境に6時間放置して常温に戻した後、回復動作をしながら記録を行って、耐固着性の評価を行った。評価基準は以下の通りである。結果を表2に示す。
B:3〜10の回復動作で正常に記録できた
C:10回以下の回復動作では正常に記録できなかった。
(白もやの抑制)
下記表3に示す種類のインクを用いて、インク受容層を有する記録媒体(商品名:キヤノン写真用紙・光沢 ゴールドGL−101;キヤノン製)に、記録デューティを100%として、図1(A)の2種類の画像a及びbを形成した。この際、加湿空気を供給し、記録ヘッドと記録媒体との間の雰囲気を表3に示す温度及び絶対湿度の条件とした。使用したインクジェット記録装置は、図3の画像形成部を図4に示す構成に代えたものである。具体的には、記録媒体が画像形成部に進入する以前に加湿を行う第1の加湿部、熱エネルギーの作用によりインクを吐出する記録ヘッド、画像形成の際に記録ヘッドと記録媒体との間に加湿空気を供給する第2の加湿部を有する装置である。なお、プレ加湿を行わない場合には第1の加湿部を設けなくてもよく、また、本実施態様では乾燥工程は行わないため、図3に示す乾燥部を設けなくてもよい。上記以外は第1の実施態様と同様にして評価サンプルを作製し、同様の評価基準により、白もやの抑制の評価を行った。結果を表3に示す。
上記評価サンプル(加湿を行った場合)についてのΔEの値をΔE1、また、加湿(プレ加湿も含む)を行わないこと以外は同様にして評価サンプルを作製し、得られた画像についての上記と同様にして算出したΔEの値をΔE2とした。そして、低減率(%)=100−ΔE1/ΔE2*100の式に基づいて算出した低減率(%)の値から、加湿による白もやの低減率の評価を行った。評価基準は以下の通りである。結果を表3に示す。
B:低減率が0%以上30%未満であった
C:低減率が0%未満であった(加湿により白もやの程度が劣るようになった)。
下記表3に示す種類のインクを用いること以外は第1の実施態様と同様の手順及び評価基準により、耐固着性の評価を行った。結果を表3に示す。
(白もやの抑制)
下記表4に示す種類のインクを用いて、インク受容層を有する記録媒体(商品名:キヤノン写真用紙・光沢 ゴールドGL−101;キヤノン製)に、記録デューティを100%として、図1(A)の2種類の画像a及びbを形成した。この際、加湿空気を供給し、記録ヘッドと記録媒体との間の雰囲気を表4に示す温度及び絶対湿度の条件とした。また、画像の形成に続いて、表4に示す温度及び時間の条件で、温風を画像に吹き付け、画像を形成した記録媒体を乾燥させた。使用したインクジェット記録装置は、図3の画像形成部を図4に示す構成に代えたものである。具体的には、上述のプレ加湿を行う第1の加湿部、画像形成の際に記録ヘッドと記録媒体との間に加湿空気を供給する第2の加湿部、熱エネルギーの作用によりインクを吐出する記録ヘッド、画像を形成した記録媒体を乾燥する乾燥部を有する装置である。なお、プレ加湿を行わない場合には第1の加湿部を設けなくてもよい。上記以外は第1の実施態様と同様にして評価サンプルを作製し、同様の評価基準により、白もやの抑制の評価を行った。結果を表4に示す。
上記評価サンプル(加湿及び乾燥を行った場合)についてのΔEの値をΔE1、また、加湿及び乾燥を行わないこと以外は同様にして評価サンプルを作製し、得られた画像についての上記と同様にして算出したΔEの値をΔE2とした。そして、低減率(%)=100−ΔE1/ΔE2*100の式に基づいて算出した低減率(%)の値から、加湿及び乾燥による白もやの低減率の評価を行った。評価基準は以下の通りである。結果を表4に示す。
B:低減率が40%以上70%未満であった
C:低減率が40%未満であった。
下記表4に示す種類のインクを用いること以外は第1の実施態様と同様の手順及び評価基準により、耐固着性の評価を行った。結果を表4に示す。
Claims (7)
- インクジェット方式の記録ヘッドからインクを吐出して記録媒体に画像を形成する工程を有するインクジェット記録方法であって、
さらに、前記記録ヘッドと前記記録媒体との間を加湿する工程を有し、
前記画像形成工程に用いる記録媒体が、顔料を含むインク受容層を有し、
前記画像形成工程に用いるインクが、水、水溶性有機溶剤、並びに、下記一般式(I)で表される化合物及び一般式(II)で表される化合物の少なくとも一方を含有するインクであり、
前記加湿工程では、前記記録ヘッドと前記記録媒体との間に加湿空気を供給することにより、前記記録ヘッドと前記記録媒体との間を、温度35℃以下かつ絶対湿度0.013kg/kgDA以上の雰囲気とすることを特徴とするインクジェット記録方法。
(一般式(I)で表される化合物は25℃で固体である。R1及びR2はそれぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシ基、置換若しくは無置換のアミノ基、置換若しくは無置換のアルコキシ基、置換若しくは無置換のアミノオキシ基、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアルケニル基、置換若しくは無置換のアルキニル基、置換若しくは無置換のアラルキル基、置換若しくは無置換のアリール基、又は、置換若しくは無置換のヘテロ環基である。R3は−S−、−S(=O)−、及び−S(=O)2−のいずれかである。)
(一般式(II)で表される化合物は25℃で固体である。R4は硫黄原子と共にヘテロ環を構成する分子鎖である。) - さらに、前記画像を形成した記録媒体を強制的に乾燥させる工程を有する請求項1に記載のインクジェット記録方法。
- 前記乾燥工程が、前記画像を形成した記録媒体に、温風を吹き付けること、赤外線を照射すること、及び、紫外線を照射すること、の少なくともいずれかで行われる請求項2に記載のインクジェット記録方法。
- 前記乾燥工程が、前記画像を形成した記録媒体に温度50℃以上の温風を2秒以上吹き付けることで行われる請求項2又は3に記載のインクジェット記録方法。
- 前記画像形成工程に用いるインク中の、前記一般式(I)で表される化合物及び一般式(II)で表される化合物の少なくとも一方の含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、2.0質量%以上20.0質量%以下である請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記一般式(I)で表される化合物が、ビス(2−ヒドロキシエチルスルホン)である請求項1乃至5のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- インクを収容するためのインク収容部、インクジェット方式の記録ヘッドからインクを吐出して記録媒体に画像を形成するための画像形成部を有するインクジェット記録装置であって、
さらに、前記記録ヘッドと前記記録媒体との間を加湿するための手段を有し、
前記記録媒体が、顔料を含むインク受容層を有し、
前記インク収容部に収容されたインクが、水、水溶性有機溶剤、並びに、下記一般式(I)で表される化合物及び一般式(II)で表される化合物の少なくとも一方を含有するインクであり、
前記加湿手段は、前記記録ヘッドと前記媒体との間に対して加湿空気を供給することにより、前記記録ヘッドと前記記録媒体との間を、温度35℃以下かつ絶対湿度0.013kg/kgDA以上の雰囲気とするためのものであることを特徴とするインクジェット記録装置。
(一般式(I)で表される化合物は25℃で固体である。R1及びR2はそれぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシ基、置換若しくは無置換のアミノ基、置換若しくは無置換のアルコキシ基、置換若しくは無置換のアミノオキシ基、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアルケニル基、置換若しくは無置換のアルキニル基、置換若しくは無置換のアラルキル基、置換若しくは無置換のアリール基、又は、置換若しくは無置換のヘテロ環基である。R3は−S−、−S(=O)−、及び−S(=O)2−のいずれかである。)
(一般式(II)で表される化合物は25℃で固体である。R4は硫黄原子と共にヘテロ環を構成する分子鎖である。)
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