JP7071149B2 - 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
本発明のインクジェット記録方法は、第1インクを記録媒体に付与する第1工程と、第2インクを記録媒体に付与する第2工程とを有する。第1インクを付与する領域と第2インクを付与する領域が、少なくとも一部で重なるように、第1インク及び第2インクを記録媒体に付与する。そして、第1インクの付与量を、第2インクの付与量に対する質量比率で、2.0倍以上とすることを要する。第1インクの付与量が、第2インクの付与量に対する質量比率で2.0倍未満であると、第1インクの付与量が少なすぎてしまい、コート層の表面(記録媒体の表面)に残るカーボンブラックの絶対量が不足する。このため、画像の黒濃度の向上効果を得ることができない。上記の質量比率は、10.0倍以下であることが好ましく、6.0倍以下であることがさらに好ましい。この際、第2インク及び第1インクを、この順序で記録媒体に重ねて付与することが好ましい。また、第1インクと第2インクの付与量の合計は、5.5mg/inch2以上11.0mg/inch2以下とすることが好ましい。
本発明のインクジェット記録方法では、第1のカーボンブラックを含有する第1インクと、第2のカーボンブラックを含有する第2インクを使用する。以下、単に「インク」と記す場合には、「第1インク」と「第2インク」のいずれをも意味する。以下、本発明のインクジェット記録方法で使用するインクを構成する成分などについて詳細に説明する。
第1インクの色材は、第1のカーボンブラックである。また、第2インクの色材は、第2のカーボンブラックである。第1のカーボンブラックと第2のカーボンブラックの種類は、同一であっても、異なっていてもよい。以下、単に「カーボンブラック」と記す場合には、「第1のカーボンブラック」と「第2のカーボンブラック」のいずれをも意味する。カーボンブラックとしては、インクジェット用のインクに使用可能なものであれば、いずれも用いることができる。具体的には、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラックなどを挙げることができる。
インクは、水性媒体として少なくとも水を含有する水性インクであることが好ましい。水としては、脱イオン水(イオン交換水)を用いることが好ましい。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、40.0質量%以上95.0質量%以下であることが好ましい。
インクには、上記した成分以外にも必要に応じて、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの多価アルコール類や、尿素、エチレン尿素などの尿素誘導体などの、常温で固体の水溶性有機化合物を含有させてもよい。さらに、必要に応じて、樹脂、pH調整剤、消泡剤、防錆剤、防腐剤、防カビ剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤などの種々の添加剤をインクに含有させてもよい。画像の耐擦過性の観点から、変性シロキサン化合物を使用する場合はごく少量(0.1質量%以下程度)とするか、使用しないことが好ましい。
第1インクの寿命時間10ミリ秒における動的表面張力と、第2インクの寿命時間10ミリ秒における動的表面張力との差は、18mN/m以上であることを要する。前記動的表面張力との差は、30mN/m以下であることが好ましく、25mN/m以下であることがさらに好ましい。また、第1インクの寿命時間10ミリ秒における動的表面張力が58mN/m以上であることが好ましく、第2インクの寿命時間10ミリ秒における動的表面張力が40mN/m以下であることが好ましい。第1インクの寿命時間10ミリ秒における動的表面張力が低すぎると、コート層の内部に浸透しやすく、コート層の表面に第1のカーボンブラックが残りにくくなるため、黒濃度の向上効果がやや低くなることがある。第2インクの寿命時間10ミリ秒における動的表面張力が高すぎると、コート層の表面における第2のカーボンブラックの被覆率が上がりにくくなるため、黒濃度の向上効果がやや低くなることがある。第1インクの寿命時間10ミリ秒における動的表面張力は65mN/m以下であることが好ましく、60mN/m以下であることがさらに好ましい。また、第2インクの寿命時間10ミリ秒における動的表面張力は30mN/m以上であることが好ましく、35mN/m以上であることがさらに好ましい。
本発明のインクジェット記録装置は、上記のインクジェット記録方法に用いられるものであり、第1インクと、第2インクと、第1インク及び第2インクをそれぞれ収容するインク収容部を有するインクカートリッジとを備える。そして、本発明のインクジェット記録装置は、インクカートリッジのインク収容部にそれぞれ収容された第1インク及び第2インクを、以下の要件(1)及び(2)を満たすように記録媒体に付与する機構を備える。
(1)第1インクを付与する領域と第2インクを付与する領域が、少なくとも一部で重なるように、第1インク及び第2インクを記録媒体に付与する。
(2)第1インクの付与量が、第2インクの付与量に対する質量比率で、2.0倍以上となるように、第1インク及び第2インクを記録媒体に付与する。
(顔料分散液1、3~10)
水5.5gに濃塩酸5.0gを溶かして得た溶液を5℃に冷却した状態とし、この状態で4-アミノフタル酸(処理剤)1.6gを加えた。この溶液の入った容器をアイスバスに入れ、撹拌して溶液の温度を10℃以下に保持しながら、5℃のイオン交換水9.0gに亜硝酸ナトリウム1.8gを溶かして得た溶液を加えた。15分間撹拌後、表1に示すDBP吸油量のカーボンブラック6.0gを撹拌下で加え、さらに15分間撹拌してスラリーを得た。得られたスラリーをろ紙(商品名「標準用濾紙No.2」、アドバンテック製)でろ過した後、粒子を十分に水洗し、110℃のオーブンで乾燥させた。イオン交換法によりカウンターイオンをナトリウムイオンからカリウムイオンに置換した後、適量のイオン交換水を添加して顔料の含有量を調整し、顔料の含有量が10.0%である顔料分散液1、3~10を得た。
水5.5gに濃塩酸5.0gを溶かして得た溶液を5℃に冷却した状態とし、この状態で((4-アミノベンゾイルアミノ)-メタン-1,1-ジイル)ビスホスホン酸カリウム(処理剤)1.5gを加えた。この溶液の入った容器をアイスバスに入れ、撹拌して溶液の温度を10℃以下に保持しながら、5℃のイオン交換水9.0gに亜硝酸ナトリウム1.8gを溶かして得た溶液を加えた。15分間撹拌後、表1に示すDBP吸油量のカーボンブラック6.0gを撹拌下で加え、さらに15分間撹拌してスラリーを得た。得られたスラリーをろ紙(商品名「標準用濾紙No.2」、アドバンテック製)でろ過した後、粒子を十分に水洗し、110℃のオーブンで乾燥させた。イオン交換法によりカウンターイオンをナトリウムイオンからカリウムイオンに置換した後、適量のイオン交換水を添加して顔料の含有量を調整し、顔料の含有量が10.0%である顔料分散液2を得た。
表1に示すDBP吸油量の顔料15.0部、樹脂分散剤の水溶液30.0部、及びイオン交換水55.0部を混合して混合物を得た。樹脂分散剤の水溶液としては、水溶性樹脂であるスチレン/アクリル酸共重合体を、酸価と等モル量となる水酸化ナトリウムを用いてイオン交換水に溶解させ、樹脂の含有量が20.0%である水溶液を用いた。また、スチレン/アクリル酸共重合体は、スチレンとアクリル酸の組成(モル)比が33:67であり、重量平均分子量が10,000であり、酸価が200mgKOH/gであった。得られた混合物を、サンドグラインダーに入れ、1時間分散させた。遠心分離処理して粗大粒子を除去した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過した。適量のイオン交換水を添加して顔料の含有量を調整し、顔料の含有量が10.0%、樹脂分散剤の含有量が6.0%である顔料分散液11、14~19を得た。
水溶性樹脂の種類をスチレン/アクリル酸ブチル/アクリル酸共重合体(組成(モル)比60:25:15、重量平均分子量10,000、酸価120mgKOH/g)に変更した。このこと以外は、前述の顔料分散液11の調製と同様の方法で、顔料の含有量が10.0%、樹脂分散剤の含有量が6.0%である顔料分散液12を得た。
水溶性樹脂の種類をメタクリル酸ベンジル/メタクリル酸メチル/アクリル酸共重合体(組成(モル)比40:45:15、重量平均分子量15,000、酸価120mgKOH/g)に変更した。このこと以外は、前述の顔料分散液11の調製と同様の方法で、顔料の含有量が10.0%、樹脂分散剤の含有量が6.0%である顔料分散液13を得た。
表2-1~2-3の上段に示す各成分(単位:%)を混合し、十分に撹拌した後、ポアサイズ2.5μmのメンブレンフィルター(商品名「HDCIIフィルター」、ポール製)で加圧ろ過して各インクを調製した。表2-1~2-3中、「NIKKOL BC-20」は、日光ケミカルズ製のノニオン性界面活性剤(ポリオキシエチレンセチルエーテル、エチレンオキサイド基の付加モル数20)の商品名である。また、「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(アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物)の商品名である。表2-1~2-3の下段には、動的表面張力計を使用し、最大泡圧法により25℃で測定した、寿命時間10ミリ秒におけるインクの動的表面張力(mN/m)を示す。動的表面張力計としては、商品名「BUBLE PRESSURE TENSIOMETER BP-2」(KRUSS製)を使用した。
画像の記録には、熱エネルギーの作用により液体を吐出させる記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置(商品名「PIXUS Pro9500」、キヤノン製)を改造したものを使用した。以下に示す各評価において、ベタ画像を記録する際に記録媒体に付与した第1インク及び第2インクのそれぞれの量(インク付与量)を平方インチ当たりの値として表3に示した。インク滴の1滴当たりの質量は、5ngである。第1インク及び第2インクは記録ヘッドの同一の主走査で、時間差を1.2ミリ秒として付与した。本発明においては、以下に示す各項目の評価基準で、「AA」、「A」、及び「B」を許容できるレベル、「C」を許容できないレベルとした。結果を表3に示す。
2cm×2cmのベタ画像を記録媒体(マット紙、商品名「厚口コート紙HG」(キヤノン製)をA4サイズにカットしたもの)に記録した。1日放置後、分光光度計(商品名:Spectorolino;Gretag Macbeth製)を使用し、光源:D50、視野:2°の条件でベタ画像の明度L*を測定した。そして、得られたL*から、以下に示す評価基準にしたがって画像の黒濃度を評価した。
AA:L*が16.0未満であった。
A:L*が16.0以上18.0未満であった。
B:L*が18.0以上20.0未満であった。
C:L*が20.0以上であった。
2cm×2cmのベタ画像を記録媒体(マット紙、商品名「厚口コート紙HG」(キヤノン製)をA4サイズにカットしたもの)に記録した。16時間放置後、ベタ画像の上にシルボン紙を載せ、さらにその上に3.5cm×3.5cmの分銅を載せた。40g/cm2の圧力をかけながら15cm/秒の速度でシルボン紙を引っ張った後、ベタ画像とシルボン紙を目視で観察し、以下に示す評価基準にしたがって画像の耐擦過性を評価した。
A:シルボン紙及びベタ画像のいずれも汚れていなかった。
B:シルボン紙は若干汚れていたが、ベタ画像の削れは目立たなかった。
C:シルボン紙がかなり汚れており、ベタ画像の削れも目立った。
Claims (9)
- 第1のカーボンブラックを含有する第1インクを記録媒体に付与する第1工程と、第2のカーボンブラックを含有する第2インクを記録媒体に付与する第2工程と、を有し、
前記第1インクを付与する領域と前記第2インクを付与する領域が、少なくとも一部で重なるように、前記第1インク及び前記第2インクを前記記録媒体に付与するインクジェット記録方法であって、
前記第1インクの付与量が、前記第2インクの付与量に対する質量比率で、2.0倍以上であり、
前記第1インクの寿命時間10ミリ秒における動的表面張力と、前記第2インクの寿命時間10ミリ秒における動的表面張力との差が、18mN/m以上であり、
前記第1のカーボンブラックのDBP吸油量と、前記第2のカーボンブラックのDBP吸油量との差が、10mL/100g以上であり、
前記第1インクの寿命時間10ミリ秒における動的表面張力が、前記第2インクの寿命時間10ミリ秒における動的表面張力よりも大きく、
前記第1のカーボンブラックのDBP吸油量が、前記第2のカーボンブラックのDBP吸油量よりも大きく、
前記第1インクは、前記第1のカーボンブラックの粒子表面に直接又は他の原子団を介してアニオン性基が結合した自己分散カーボンブラックを含有し、
前記第2インクは、前記第2のカーボンブラックが樹脂分散剤によって分散された樹脂分散カーボンブラックを含有することを特徴とするインクジェット記録方法。 - 前記第1インク中の前記第1のカーボンブラックの含有量(質量%)が、第1インク全質量を基準として、2.0質量%以上5.0質量%以下であり、
前記第2インク中の前記第2のカーボンブラックの含有量(質量%)が、第2インク全質量を基準として、3.0質量%以上6.0質量%以下である請求項1に記載のインクジェット記録方法。 - 前記第1インクの付与量が、前記第2インクの付与量に対する質量比率で、6.0倍以下である請求項1又は2に記載のインクジェット記録方法。
- 第1インクが、前記第1のカーボンブラックの粒子表面に他の原子団を介してカルボン酸基が結合した自己分散カーボンブラックを含有する請求項3に記載のインクジェット記録方法。
- 第2インクが、前記第2のカーボンブラックが水溶性のアクリル樹脂である樹脂分散剤によって分散された樹脂分散カーボンブラックを含有する請求項3又は4に記載のインクジェット記録方法。
- 前記第1インクの寿命時間10ミリ秒における動的表面張力が、58mN/m以上であり、
前記第2インクの寿命時間10ミリ秒における動的表面張力が、40mN/m以下である請求項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。 - 前記第1のカーボンブラックのDBP吸油量が、120mL/100g以上であり、
前記第2のカーボンブラックのDBP吸油量が、80mL/100g以下である請求項1乃至6のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。 - 前記記録媒体が、コート層を有する記録媒体である請求項1乃至7のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 請求項1乃至8のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法に用いられるインクジェット記録装置であって、
第1のカーボンブラックを含有する第1インクと、第2のカーボンブラックを含有する第2インクと、前記第1インク及び前記第2インクをそれぞれ収容するインク収容部を有するインクカートリッジと、を備え、
前記第1インクの寿命時間10ミリ秒における動的表面張力と、前記第2インクの寿命時間10ミリ秒における動的表面張力との差が、18mN/m以上であり、
前記第1のカーボンブラックのDBP吸油量と、前記第2のカーボンブラックのDBP吸油量との差が、10mL/100g以上であり、
前記第1インクの寿命時間10ミリ秒における動的表面張力が、前記第2インクの寿命時間10ミリ秒における動的表面張力よりも大きく、
前記第1のカーボンブラックのDBP吸油量が、前記第2のカーボンブラックのDBP吸油量よりも大きく、
前記第1インクは、前記第1のカーボンブラックの粒子表面に直接又は他の原子団を介してアニオン性基が結合した自己分散カーボンブラックを含有し、
前記第2インクは、前記第2のカーボンブラックが樹脂分散剤によって分散された樹脂分散カーボンブラックを含有し、
さらに、前記第1インクを付与する領域と前記第2インクを付与する領域が、少なくとも一部で重なるように、かつ、前記第1インクの付与量が、前記第2インクの付与量に対する質量比率で、2.0倍以上となるように、前記第1インク及び前記第2インクを記録媒体に付与する機構を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
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