JP5336746B2 - 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
前記記録媒体の前記カラーインクにより記録される記録領域に隣接し、かつ前記カラーインクによって記録しない部分に、前記アニオン性の染料色材と反応する成分と色材とを含有せず、かつ前記カラーインクよりも静的表面張力および寿命時間が100ミリ秒での動的表面張力が小さい、非イオン性および非紫外線硬化型のクリアインクを、前記記録領域の縁部に付与する前記カラーインクに隣接させて、当該カラーインクの付与とほぼ同時に付与することを特徴とする。
前記アニオン性の染料色材と反応する成分と色材とを含有せず、かつ前記カラーインクよりも静的表面張力および寿命時間が100ミリ秒での動的表面張力が小さい、非イオン性および非紫外線硬化型のクリアインクを搭載し、
前記記録媒体の前記カラーインクにより記録される記録領域に隣接し、かつ前記カラーインクによって記録しない部分に前記クリアインクを、前記記録領域の縁部に付与する前記カラーインクに隣接させて、当該カラーインクの付与とほぼ同時に付与することを特徴とする。
本発明では、カラーインクと実質的に無色のクリアインクが用いられる。カラーインクの隣接部にクリアインクを記録することよって本発明の効果を得る事が出来る。なお、本発明においてカラーインクとは可視域の波長の光を吸収する色材を含有するインクであり、クリアインクとは色材を含まず可視域の波長の光を吸収する化合物を実質的に含まないインクである。
本発明にかかるカラーインクに含有させる色材は特に限定されることなく、例えば、下記に列挙する色材を適宜に含有させることができる。
C.I.ダイレクトイエロー:8、11、12、27、28、33、39、44、50、58、85、86、87、88、89、98、100、110、132、173
C.I.アシッドイエロー:1、3、7、11、17、23、25、29、36、38、40、42、44、76、98、99
C.I.フードイエロー:3
C.I.ピグメントイエロー:1、2、3、12、13、14、15、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、114、128、138、180
C.I.ダイレクトレッド:2、4、9、11、20、23、24、31、39、46、62、75、79、80、83、89、95、197、201、218、220、224、225、226、227、228、229、230
C.I.アシッドレッド:6、8、9、13、14、18、26、27、32、35、42、51、52、80、83、87、89、92、106、114、115、133、134、145、158、198、249、265、289
C.I.フードレッド:87、92、94
C.I.ダイレクトバイオレット:107
C.I.ピグメントレッド:2、5、7、12、48:2、48:4、57:1、112、122、123、168、184、202
C.I.ダイレクトブルー:1、15、22、25、41、76、77、80、86、90、98、106、108、120、158、163、168、199、226、307
C.I.アシッドブルー:1、7、9、15、22、23、25、29、40、43、59、62、74、78、80、90、100、102、104、112、117、127、138、158、161、203、204、221、244
C.I.ピグメントブルー:1、2、3、15、15:2、15:3、15:4、16、22、60
C.I.アシッドオレンジ:7、8、10、12、24、33、56、67、74、88、94、116、142
C.I.アシッドレッド:111、114、266、374
C.I.ダイレクトオレンジ:26、29、34、39、57、102、118
C.I.フードオレンジ:3
C.I.リアクティブオレンジ:1、4、5、7、12、13、14、15、16、20、29、30、84、107
C.I.ディスパースオレンジ:1、3、11、13、20、25、29、30、31、32、47、55、56
C.I.ピグメントオレンジ:43
C.I.ピグメントレッド:122、170、177、194、209、224
C.I.アシッドグリーン:1、3、5、6、9、12、15、16、19、21、25、28、81、84
C.I.ダイレクトグリーン:26、59、67
C.I.フードグリーン:3
C.I.リアクティブグリーン:5、6、12、19、21
C.I.ディスパースグリーン:6、9
C.I.ピグメントグリーン:7、36
C.I.アシッドブルー:62、80、83、90、104、112、113、142、203、204、221、244
C.I.リアクティブブルー:49
C.I.アシッドバイオレット:17、19、48、49、54、129
C.I.ダイレクトバイオレット:9、35、47、51、66、93、95、99
C.I.リアクティブバイオレット:1、2、4、5、6、8、9、22、34、36
C.I.ディスパースバイオレット:1、4、8、23、26、28、31、33、35、38、48、56
C.I.ピグメントブルー:15:6
C.I.ピグメントバイオレット:19、23、37
C.I.ダイレクトブラック:17、19、22、31、32、51、62、71、74、112、113、154、168、195
C.I.アシッドブラック:2、48、51、52、110、115、156
C.I.フードブラック:1、2
カーボンブラック
又、本発明において好ましく用いることができるこの他の色材としては、以下の一般式(1)〜(7)で示される色材が挙げられる。
上記一般式(1)に示した好適な例としては、特に限定されるものではないが、具体的には下記表1のような構造が挙げられる。尚、下記表1に示した番号は、便宜上、上記一般式(1)の両末端にある環構造をA環及びB環とし、その置換できる位置を下記一般式(2)のように定義した場合に、例示化合物Y1〜Y5におけるスルホン酸基が置換している位置を示している。
前記一般式(3)で表される化合物の具体例としては、遊離酸の形で下記の構造となる例示化合物M1〜M7が挙げられる。本発明においては、これらの中でも特にM7の例示化合物が好ましく用いられる。
上記式一般式(4)で示された着色剤の中でも、以下のフタロシアニン化合物を用いることが好ましい。4−スルホフタル酸誘導体又は、これと(無水)フタル酸誘導体を金属化合物の存在下に反応させて得られるフタロシアニン化合物を原料に用い、スルホン酸基をクロロスルホン基に変換した後、有機アミン存在下にアミノ化剤を反応させたもの。即ち、上記式(4)中の、4及び4’の位置に限定して無置換スルファモイル基(−SO2NH2)と、置換スルファモイル基[下記一般式(5)]を導入したフタロシアニン化合物である。これを着色剤として用いたインクは、極めて耐環境ガス性が優れたものとなることを本発明者等は見出した。
本発明にかかるカラーインクは、上記した色材を水性溶媒中に溶解或いは分散させており、クリアインクは色材を含まないものであるが、いずれの場合においても水性溶媒としては、水と水溶性有機溶剤との混合溶媒を用いることが好ましい。この際、どのような水溶性有機溶剤が含まれるかについては特に限定はない。任意に各種水溶性有機溶剤を用いることができる。水溶性有機溶剤は水溶性であれば特に制限はなく、その例として、アルコール、多価アルコール、ポリグリコール、グリコールエーテル、含窒素極性溶媒、含硫黄極性溶媒等が挙げられる。下記に、本発明のインクで使用することができる水溶性有機溶剤について例示するが、これらの水溶性有機溶剤に限定されるものではない。
本発明においては、記録する画像の画像データから、カラーインクの記録が行われない未記録部分とベタ画像との境界部分(記録領域の縁部)を検出する検出処理を行う。この検出処理は、カラーインクの記録が行われない未記録部分とベタ画像の境界部分を検出し、ベタ画像に隣接する未記録部分に上述の表面張力の低いクリアインクを記録するために行う。相対的に表面張力の低いクリアインクを相対的に表面張力の高いカラーインクにより記録されたベタ画像と隣接する部分に記録し、クリアインクをカラーインク側へ積極的に浸透させる。こうすることで、カラーインクが未記録部分へ滲み出すブリーディングを防止することができる。このとき、クリアインクはカラーインクにより記録されたベタ画像へブリーディングしているが、このブリーディングは目視ではほとんど認識されないため境界部分をシャープにすることができる。
図12は、本発明を適応可能なカラーインクジェット記録装置(以下、単に記録装置ともいう)の一例を示す概略斜視図である。この図において、202はインクカートリッジである。これらは、3色のカラーインク(シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y))と一種類のクリアインクがそれぞれ収容されたインクタンクと、記録ヘッド201とから構成されている。103は紙送りローラで、104の補助ローラとともに記録媒体107を抑えながら図中の矢印方向に回転し、記録媒体107の給紙を行うとともに、104の補助ローラとともに記録媒体107を抑える役割も果たしている。106はキャリッジであり、4つのインクカートリッジを支持し、搭載するインクカートリッジ202および記録ヘッド201を記録とともに移動させる。このキャリッジ106は、記録装置が記録を行っていないとき、あるいは記録ヘッドの回復動作を行うときには図の点線で示したホームポジション位置に待機するように制御される。
次に、上述した記録ヘッド201について図13を参照して説明する。図13は、図12に示した記録ヘッド201の要部斜視図である。記録ヘッド201は、所定のピッチで複数の吐出口300が形成されており、共通液室301と各吐出口300とを連結する各液路302の壁面に沿ってインク吐出用のエネルギーを発生するための記録素子303が配設されている。記録素子303とその回路はシリコン上に半導体製造技術を利用して作られている。また、温度センサ(不図示)、サブヒータ(不図示)も同一シリコン上に半導体製造プロセスと同様のプロセスで一括形成される。これらの電気配線が作られたシリコンプレート308を放熱用のアルミベースプレート307に接着している。また、シリコンプレート上の回路接続部311とプリント板309とは超極細ワイヤー310により接続され記録装置本体からの信号は信号回路312を通して受け取られる。液路302および共通液室301は射出成形により作られたプラスチックカバー306で形成されている。共通液室301は、前述したインクタンク(図12参照)とジョイントパイプ304とインクフィルター305を介して連結しており、共通液室301にはインクタンクからインクが供給される構成となっている。インクタンクから共通液室301に供給されて一時的に貯えられたインクは、毛管現象により液路302に侵入し、吐出口300でメニスカスを形成して液路302を満たした状態を保つ。このとき、電極(不図示)を介して記録素子303が通電されて発熱すると、記録素子303上のインクが急激に加熱されて液路302内に気泡が発生し、この気泡の膨張により吐出口300からインク滴313が吐出される。
次に、記録装置の各部の記録制御を実行するための制御構成について、図14に示すブロック図を参照して説明する。制御回路を示す同図において、400は記録信号を入力するインタフェースである。401はMPU、402はMPU401が実行する制御プログラムを格納するプログラムROMである。403は各種データ(上記記録信号や記録ヘッドに供給される記録データ等)を保存しておくダイナミック型のRAM(DRAM)であり、記録ドット数や、記録ヘッドの交換回数等も記憶できる。404は記録ヘッドに対する記録データの供給制御を行うゲートアレイであり、インタフェース400、MPU401、DRAM403間のデータの転送制御も行う。MPU401、ROM402、DRAM403、ゲートアレイ404は、記録制御部500を構成している。406は記録ヘッドを搬送するためのキャリッジモータ(CRモータ)、405は記録媒体を搬送するための紙送りモータ(LFモータ)である。407、408はそれぞれキャリッジモータ406、紙送りモータ405を駆動するモータドライバである。409は記録ヘッド201を駆動するヘッドドライバである。410は駆動する記録ヘッドを選別するための信号を発生するヘッド選別信号発生回路である。記録ヘッド201、ヘッドドライバ409、ヘッド選別信号発生回路410は、ヘッド部501を構成している。
・ブリーディング防止用クリアインクを記録するための、カラーインクの記録が行われない未記録部分とベタ画像との境界部分の画素の検出
ここでは記録する画像に対応する画像データからカラーインクのドット(カラードット)に近接する未記録部分の画素を検出する処理を行う。ここでいう、カラードットとはC、M、Yのインク色を使用する場合には、単独にC、M、Yのみを記録したものに加えて、例えばCとMを重ねて記録したBのような2次色および3次色を含めた下記の7種となる。
C:Cインクドットのみ
M:Mインクドットのみ
Y:Yインクドットのみ
R:MインクドットとYインクドットが重なったドット
G:CインクドットとYインクドットが重なったドット
B:CインクドットとMインクドットが重なったドット
Bk:CインクドットとMインクドットとYインクドットが重なったドット
なお、本実施例ではC、M、Yのインクからなるインクセットを用いたが、上記に準じて異なる色のインクからなるインクセットを用いることもできる。
ここでは、第1のカラーインクによるベタ画像と第1のカラーインクとは異なる色の第2のカラーインクによるベタ画像との境界部分の画素を検出する処理を行う。具体的には、a.各インクに対応するそれぞれのベタ画像における非境界部分の画素の検出、b.各インクに対応するそれぞれのベタ画像における境界部分の画素の検出、c.異なる色のインクに対応するベタ画像との境界部分の画素の検出を行う。
図3は、各インクに対応するそれぞれのベタ画像における非境界部分の画素の検出処理のフローチャートである。
上述の各インクに対応するそれぞれのベタ画像における非境界部分の画素に関するデータを反転した反転データと、オリジナルカラー画像の画像データとの論理積を演算する。この論理積を演算することにより得られたデータにより、各インクに対応するそれぞれのベタ画像における境界部分の画素を検出する。図5は、このベタ画像における境界部分の画素を表す図である。
図5に示される各インクに対応するそれぞれのベタ画像における境界部分の画素のうち、異なる色のインクに対応するベタ画像との境界部分の画素を検出する。
以下、更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記実施例により限定されるものではない。尚、以下の記載で「部」、「%」とあるものは、特に断りのない限り質量基準である。
スルホラン、4−スルホフタル酸モノナトリウム塩、塩化アンモニウム、尿素、モリブデン酸アンモニウム及び塩化銅(II)を撹拌し、メタノールで洗浄後、水を加えて液にし、更に、水酸化ナトリウム水溶液を用いて液のpHを11に調整した。次に、液を撹拌しながら塩酸水溶液を加え、そこに塩化ナトリウムを徐々に添加した。そして、析出した結晶を濾過し、20%塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、続いてメタノールを加えて析出した結晶を濾別した。更に、70%メタノール水溶液で洗浄後、乾燥して、銅フタロシアニンテトラスルホン酸テトラナトリウム塩を青色結晶として得た。
(マゼンタ染料1)
下記構造のマゼンタ染料1を、下記(A)〜(C)の工程により製造した。
(A):2−アミノ安息香酸(アントラニル酸)と、1−アミノ−8−ヒドロキシ−3,6−ナフタレンジスルホン酸(H酸)とから、既存の方法に従って、ジアゾ化及びカップリング工程を経てモノアゾ化合物を製造する。なお、既存の方法とは、例えば、細田豊著「新染料化学」(昭和48年12月21日、技報堂発行)第396頁第409頁に記載された方法がある。
(B):上記で得られたモノアゾ化合物を、塩化シアヌル懸濁液にpH4〜6、温度0〜5℃を保持しながら加えて、数時間反応を行う。次いで、室温にてアルカリ性にならないように、2−アミノ安息香酸(アントラニル酸)水溶液を加えて数時間縮合反応を行う。次いで、25%水酸化ナトリウム水溶液を50〜60℃にて加え、強アルカリ性とし、加水分解反応を行い、反応を完結させる。
(C):冷却後、塩化ナトリウムで塩析する。
イエロー染料1はC.I.ダイレクトイエロー132を用いた。
上記シアン、マゼンタ、イエロー染料を使用して、下記表2に記載の各種成分を表中の所定量添加し、総量が100部になるように水で調製した。これらの成分を混合し、十分に撹拌して溶解させた。その後、ポアサイズ0.2μmのミクロフィルター(富士フィルム製)にて加圧ろ過し、カラーインクC−1、M−1、Y−1および色材を含まないクリアインクCL−1、CL−2、CL−3をそれぞれ調製した。これらのインク組成を下記の表2に示した。
エマルミンNL−80:三洋化成工業社製
<記録装置>
記録装置として、各色1280個のノズルを1200dpiの解像度で備えたiPF500(キヤノン製)を用い、上記インクを用いて記録を行った。インクの入っていないインクタンクを用意し、そのインクタンクにそれぞれのカラーインク及びクリアインクを充填した。カラーインクに関しては、iPF500において同一色のインクタンクが挿入されていた位置にセットした。クリアインクに関しては、染料ブラックインクのインクカートリッジが挿入されていた位置にセットした。
記録媒体は、Water Resistant High Glossy Paper(キヤノンヨーロッパ製)およびプロフォトペーパー(キヤノン製)を用いた。プロフォトペーパーはインク吸収能力に非常に優れた記録媒体であり、通常ブリーディングが発生し難い記録媒体である。一方、Water Resistant High Glossy Paper は一般的なインク吸収性能を持つ記録媒体であり、記録条件等によってはブリーディングが発生する記録媒体である。以下、Water Resitant High Glossy Paperを記録媒体1、プロフォトペーパーを記録媒体2とする。
オリジナル画像1
図7は、オリジナル画像1を示しており、縦横3cmの領域の中央に未記録部分を幅210μmの十字線の形状で設けた画像である。オリジナル画像1の十字線で区切られる4つの領域はそれぞれY、M、C、B(ブルー)のカラー領域である。このオリジナル画像1を記録するに当り、下記の画像パターン1及び画像パターン2の記録を行った。
図8は、画像パターン1を示しており、縦横3cmの領域の中央に未記録部分を幅10ドット分(約210μm)で設けた画像である。十字線で区切られる4つの領域はそれぞれYドット、Mドット、Cドット、Bドット(CドットとMドットが重ねて記録される)で記録される。
図9は、画像パターン2を示しており、画像パターン1の十字線におけるカラー領域との境界部に2ドット分の幅でクリアインクが記録される画像である。
図10は、オリジナル画像2を示しており、縦横3cmの領域が4等分された領域はそれぞれY、M、C、Bのカラー領域からなる画像である。このオリジナル画像2を記録するに当り、下記の画像パターン3及び画像パターン4の記録を行った。
画像パターン3は、図10に示されるように、縦横3cmの領域が4等分された領域はそれぞれYドット、Mドット、Cドット、Bドットで記録される画像である。
図11は、画像パターン4を示しており、画像パターン3の4等分されたそれぞれのカラー領域における別の色のカラー領域との境界部に1ドット分の幅でカラーインクに替えてクリアインクが記録される画像である。それぞれのカラー領域において1ドット分の幅でクリアインクが記録されるため、この境界部には合計2ドット分の幅でクリアインクが記録されることとなる。
[実施例1]
C−1、Y−1、M−1のカラーインクとCL−1のクリアインクを用いて画像パターン2を記録媒体1上に記録した。
[実施例2]
C−1、Y−1、M−1のカラーインクとCL−1のクリアインクを用いて画像パターン2を記録媒体2上に記録した。
[比較例1]
C−1、Y−1、M−1のカラーインクとCL−2のクリアインクを用いて画像パターン2を記録媒体1上に記録した。
[比較例2]
C−1、Y−1、M−1のカラーインクとCL−2のクリアインクを用いて画像パターン3を記録媒体1上に記録した。
[比較例3]
C−1、Y−1、M−1のカラーインクを用いて画像パターン1を記録媒体1上に記録した。
[比較例4]
C−1、Y−1、M−1のカラーインクを用いて画像パターン1を記録媒体2上に記録した。
上記実施例1及び2、比較例1〜4のそれぞれについて、オリジナル画像1の十字線の幅を実体顕微鏡で測定した。その結果を下記の表3に示す。
C−1、Y−1、M−1のカラーインクとCL−1のクリアインクを用いて画像パターン4を記録媒体1上に記録した。
[実施例4]
C−1、Y−1、M−1のカラーインクとCL−1のクリアインクを用いて画像パターン4を記録媒体2上に記録した。
[実施例5]
C−2、Y−2、M−2のカラーインクとCL−3のクリアインクを用いて画像パターン4を記録媒体1上に記録した。
[比較例5]
C−1、Y−1、M−1のカラーインクとCL−2のクリアインクを用いて画像パターン4を記録媒体1上に記録した。
[比較例6]
C−1、Y−1、M−1のカラーインクとCL−3のクリアインクを用いて画像パターン4を記録媒体1上に記録した。
[比較例7]
C−1、Y−1、M−1のカラーインクを用いて画像パターン3を記録媒体1上に記録した。
[比較例8]
C−1、Y−1、M−1のカラーインクを用いて画像パターン3を記録媒体2上に記録した。
[比較例9]
C−2、Y−2、M−2のカラーインクとCL−4のクリアインクを用いて画像パターン4を記録媒体1上に記録した。
上記実施例3〜5、比較例5〜9のそれぞれについて、オリジナル画像2のBとYの記録領域の境界部のブリーディングを目視で評価した。また、その境界部を実体顕微鏡で観察し、境界部でブリーディングをしている場合はその滲みの幅を測定した。さらに、未着色の部分(紙の白地が見える部分)が線として残っている場合にはその線の幅を実体顕微鏡を用いて測定した。その結果を下記の表4に示す。
202 インクカートリッジ
Claims (7)
- アニオン性の染料色材を含有する非紫外線硬化型のカラーインクを用いて記録媒体上に記録を行うインクジェット記録方法であって、
前記記録媒体の前記カラーインクにより記録される記録領域に隣接し、かつ前記カラーインクによって記録しない部分に、前記アニオン性の染料色材と反応する成分と色材とを含有せず、かつ前記カラーインクよりも静的表面張力および寿命時間が100ミリ秒での動的表面張力が小さい、非イオン性および非紫外線硬化型のクリアインクを、前記記録領域の縁部に付与する前記カラーインクに隣接させて、当該カラーインクの付与とほぼ同時に付与することを特徴とするインクジェット記録方法。 - 前記カラーインクは、水溶性有機溶剤を含有し、
前記クリアインクは、前記カラーインクに含有される前記水溶性有機溶剤と同じ成分を有する水溶性有機溶剤を含有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方法。 - 前記カラーインクによって記録しない部分は、前記カラーインクにより記録される前記記録領域と前記カラーインクと異なる色のインクにより記録される記録領域との境界部分であ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方法。
- 前記カラーインクは、シアン、マゼンタおよびイエローの少なくともいずれか1つのインクであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記カラーインクの静的表面張力は、30mN/m以上50mN/m以下であり、
前記クリアインクの静的表面張力は、20mN/m以上40mN/m以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。 - 前記カラーインクの寿命時間が100ミリ秒での動的表面張力は、35mN/m以上55mN/m以下であり、
前記クリアインクの寿命時間が100ミリ秒での動的表面張力は、25mN/m以上45mN/m以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。 - アニオン性の染料色材を含有する非紫外線硬化型のカラーインクを用いて記録媒体上に記録を行うインクジェット記録装置であって、
前記アニオン性の染料色材と反応する成分と色材とを含有せず、かつ前記カラーインクよりも静的表面張力および寿命時間が100ミリ秒での動的表面張力が小さい、非イオン性および非紫外線硬化型のクリアインクを搭載し、
前記記録媒体の前記カラーインクにより記録される記録領域に隣接し、かつ前記カラーインクによって記録しない部分に前記クリアインクを、前記記録領域の縁部に付与する前記カラーインクに隣接させて、当該カラーインクの付与とほぼ同時に付与することを特徴とするインクジェット記録装置。
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