JP7139758B2 - インクジェット記録方法、インクジェット記録装置およびインクジェットヘッド - Google Patents

インクジェット記録方法、インクジェット記録装置およびインクジェットヘッド Download PDF

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Description

本発明は、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置およびインクジェットヘッドに関する。
インクジェット記録装置の吐出ヘッドのノズルから微小なインク滴を吐出させて、記録媒体上に画像を記録するインクジェット記録方法が知られている。近年では、例えば、普通紙等のインクの吸収性に優れた記録媒体に対する画像の記録だけでなく、例えば、アート紙、コート紙等の、インクの吸収性の小さい低吸収性記録媒体や、例えば、プラスチックフィルム等のインクをほとんど吸収しない非吸収性記録媒体に対する画像の記録にも用いられるようになってきている。そして、このような低吸収性記録媒体や非吸収性記録媒体に対する画像の記録にも、水を主成分とした水系インクジェットインク組成物(以下、「水系インク」、「インク」ともいう。)が用いられるようになってきている。
水系インクジェットインク組成物を用いた記録においては、耐擦性と画質に優れた画像を得るためにインクの成分を凝集させる処理液とを組み合わせて用いる技術がある。処理液は、特に、低吸収性記録媒体や非吸収性記録媒体に対する記録で多く用いられている(例えば、特許文献1参照)。また、インクジェット記録方法には、記録用のインクジェットヘッドを記録媒体に対して相対的に移動しつつインクを吐出する走査を複数回行うことによって記録するシリアル記録方法がある。
特開2017-203077号公報
水系インクと処理液とを用いたシリアル記録方法において、処理液ノズル群の主走査方向に並ぶインクノズル群のノズルに目詰まりが発生することがある。
〔1〕
インクと前記インクの成分を凝集させる処理液とを吐出するインクジェットヘッドを、記録媒体に対して相対的に主走査方向に複数回走査して記録を行うインクジェット記録方法であって、
前記インクジェットヘッドは、
インクが充填されるノズルが前記主走査方向に交差する副走査方向に複数配列される第1のインクノズル群と、
前記第1のインクノズル群に充填されるインクと組成の異なるインクが充填されるノズルが前記副走査方向に複数配列される第2のインクノズル群と、
処理液が充填されるノズルが前記副走査方向に複数配列される処理液ノズル群と、
を備え、
前記処理液ノズル群は、前記第1および第2のインクノズル群と前記副走査方向において重なる部分を有し、
インクノズル群のうち前記処理液ノズル群に対し前記主走査方向において最も近いインクノズル群を前記第1のインクノズル群とし、
前記第1のインクノズル群に対し前記主走査方向において前記処理液ノズル群の反対側に前記第2のインクノズル群が配置され、
前記第1のインクノズル群に充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0以下である、インクジェット記録方法。
〔2〕
前記第2のインクノズル群に充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0超である、〔1〕に記載のインクジェット記録方法。
〔3〕
前記第1のインクノズル群に充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が3.5以下である、〔1〕または〔2〕に記載のインクジェット記録方法。
〔4〕
前記記録媒体の前記処理液と前記インクとを付着させる記録領域において、インク付着量に対する処理液付着量が20質量%以上50質量%以下である、〔1〕ないし〔3〕のいずれか一つに記載のインクジェット記録方法。
〔5〕
前記第1のインクノズル群に充填されるインクが淡インク組成物であり、前記第2のインクノズル群に充填されるインクが前記淡インク組成物と同色系で互いに色濃度の異なる濃インク組成物である、〔1〕ないし〔4〕のいずれか一つに記載のインクジェット記録方法。
〔6〕
前記第1のインクノズル群に充填されるインクがクリアインク組成物であり、前記第2のインクノズル群に充填されるインクが色材を含む着色インク組成物である、〔1〕ないし〔4〕のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
〔7〕
前記第1のインクノズル群に充填されるインクが白色色材を含む白色インク組成物であり、前記第2のインクノズル群に充填されるインクが非白色色材を含む非白色インク組成物である、〔1〕ないし〔4〕のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
〔8〕
前記インクノズル群のうち前記第1のインクノズル群に対し前記主走査方向において前記処理液ノズル群と反対側の最も近くに配置されるインクノズル群を第3のインクノズル群とし、第3のインクノズル群に充填されるインクが、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0以下である、〔1〕ないし〔7〕のいずれか一つに記載のインクジェット記録方法。
〔9〕
前記処理液ノズル群に対し、前記主走査方向において前記第1のインクノズル群と反対側にインクノズル群が配置され、
前記反対側に配置されるインクノズル群のうち、前記処理液ノズル群に対し前記主走査方向において最も近いインクノズル群を第3のインクノズル群とし、
前記第3のインクノズル群に充填されるインクが、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2
:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0以下であり、
前記第3のインクノズル群に対して前記主走査方向において前記処理液ノズル群と反対側に第4のインクノズル群が配置され、
前記第4のインクノズル群に充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0超である、〔1〕ないし〔8〕のいずれか一つに記載のインクジェット記録方法。
〔10〕
前記処理液ノズル群が第1処理液ノズル群と第2処理液ノズル群とを有し、前記主走査方向において前記第1処理液ノズル群と前記第2処理液ノズル群との間に前記第1および第2のインクノズル群を有する、〔1〕ないし〔7〕のいずれか一つに記載のインクジェット記録方法。
〔11〕
前記処理液ノズル群が、前記主走査方向において全ノズル群の中央3分の1の領域に配置される、〔1〕ないし〔7〕のいずれか一つに記載のインクジェット記録方法。
〔12〕
インク付着時のノズル面温度が28℃以上50℃以下である、〔1〕ないし〔11〕のいずれか一つに記載のインクジェット記録方法。
〔13〕
前記記録媒体が、低吸収性記録媒体または非吸収性記録媒体である、〔1〕ないし〔12〕のいずれか一つに記載のインクジェット記録方法。
〔14〕
1回の主走査の最大時間が0.8秒以上である、〔1〕ないし〔13〕のいずれか一つに記載のインクジェット記録方法。
〔15〕
前記処理液に含まれる凝集剤として、カチオン性樹脂、有機酸および多価金属塩の何れかを含む、〔1〕ないし〔14〕のいずれか一つに記載のインクジェット記録方法。
〔16〕
前記第1および第2のインクは、標準沸点が280℃以上のポリオール類の有機溶剤の含有量がインク組成物に対して1質量%以下である、〔1〕ないし〔15〕のいずれか一つに記載のインクジェット記録方法。
〔17〕
前記処理液ノズル群の前記第1および第2のインクノズル群と前記副走査方向において重なる部分から処理液を吐出し、前記第1および第2のインクノズル群の前記処理液ノズル群と前記副走査方向において重なる部分からインクを吐出して、前記記録媒体に対して相対的に前記主走査方向に複数回走査する、〔1〕ないし〔16〕のいずれか一つに記載のインクジェット記録方法。
〔18〕
インクと前記インクの成分を凝集させる処理液とを吐出するインクジェットヘッドを、記録媒体に対して相対的に主走査方向に複数回走査して記録を行うインクジェット記録装置であって、
前記インクジェットヘッドは、
インクが充填されるノズルが前記主走査方向に交差する副走査方向に複数配列される第1のインクノズル群と、
前記第1のインクノズル群に充填されるインクと組成の異なるインクが充填されるノズルが前記副走査方向に複数配列される第2のインクノズル群と、
処理液が充填されるノズルが前記副走査方向に複数配列される処理液ノズル群と、
を備え、
前記処理液ノズル群は、前記第1および第2のインクノズル群と前記副走査方向において重なる部分を有し、
インクノズル群のうち前記処理液ノズル群に対し前記主走査方向において最も近いインクノズル群を前記第1のインクノズル群とし、
前記第1のインクノズル群に対し前記主走査方向において前記処理液ノズル群の反対側に前記第2のインクノズル群が配置され、
前記第1のインクノズル群に充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0以下である、インクジェット記録装置。
〔19〕
記録媒体に対して相対的に主走査方向に複数回走査して、インクと前記インクの成分を凝集させる処理液とを吐出して記録を行うインクジェットヘッドであって、
前記インクジェットヘッドは、
インクが充填されるノズルが前記主走査方向に交差する副走査方向に複数配列される第1のインクノズル群と、
前記第1のインクノズル群に充填されるインクと組成の異なるインクが充填されるノズルが前記副走査方向に複数配列される第2のインクノズル群と、
処理液が充填されるノズルが前記副走査方向に複数配列される処理液ノズル群と、
を備え、
前記処理液ノズル群は、前記第1および第2のインクノズル群と前記副走査方向において重なる部分を有し、
インクノズル群のうち前記処理液ノズル群に対し前記主走査方向において最も近いインクノズル群を前記第1のインクノズル群とし、
前記第1のインクノズル群に対し前記主走査方向において前記処理液ノズル群の反対側に前記第2のインクノズル群が配置され、
前記第1のインクノズル群に充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0以下である、インクジェットヘッド。
インクジェット記録装置を模式的に示す概略断面図。 図1のインクジェット記録装置のキャリッジ周辺の構成の一例を示す斜視図。 インクジェットヘッドにおけるノズル群の配列の一例を模式的に示す概略上方図。 インクジェットヘッドにおけるノズル群の配列の他の例を模式的に示す概略上方図。 インクジェットヘッドにおけるノズル群の配列のさらに他の例を模式的に示す概略上方図。
以下に本発明の好適な実施形態(以下、「本実施形態」という。)について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の一例を説明するものである。また、本発明は、以下
の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含む。
本実施形態に係るインクジェット記録方法の一態様は、
インクと前記インクの成分を凝集させる処理液とを吐出するインクジェットヘッドを、記録媒体に対して相対的に主走査方向に複数回走査して記録を行うインクジェット記録方法であって、
前記インクジェットヘッドは、
インクが充填されるノズルが前記主走査方向に交差する副走査方向に複数配列される第1のインクノズル群と、
前記第1のインクノズル群に充填されるインクと組成の異なるインクが充填されるノズルが前記副走査方向に複数配列される第2のインクノズル群と、
処理液が充填されるノズルが前記副走査方向に複数配列される処理液ノズル群と、
を備え、
前記処理液ノズル群は、前記第1および第2のインクノズル群と前記副走査方向において重なる部分を有し、
インクノズル群のうち前記処理液ノズル群に対し前記主走査方向において最も近いインクノズル群を前記第1のインクノズル群とし、
前記第1のインクノズル群に対し前記主走査方向において前記処理液ノズル群の反対側に前記第2のインクノズル群が配置され、
前記第1のインクノズル群に充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0以下であることを特徴とする。
また、本実施形態に係るインクジェット記録装置の一態様は、
インクと前記インクの成分を凝集させる処理液とを吐出するインクジェットヘッドを、記録媒体に対して相対的に主走査方向に複数回走査して記録を行うインクジェット記録装置であって、
前記インクジェットヘッドは、
インクが充填されるノズルが前記主走査方向に交差する副走査方向に複数配列される第1のインクノズル群と、
前記第1のインクノズル群に充填されるインクと組成の異なるインクが充填されるノズルが前記副走査方向に複数配列される第2のインクノズル群と、
処理液が充填されるノズルが前記副走査方向に複数配列される処理液ノズル群と、
を備え、
前記処理液ノズル群は、前記第1および第2のインクノズル群と前記副走査方向において重なる部分を有し、
インクノズル群のうち前記処理液ノズル群に対し前記主走査方向において最も近いインクノズル群を前記第1のインクノズル群とし、
前記第1のインクノズル群に対し前記主走査方向において前記処理液ノズル群の反対側に前記第2のインクノズル群が配置され、
前記第1のインクノズル群に充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0以下であることを特徴とする。
また、本実施形態に係るインクジェットヘッドの一態様は、
記録媒体に対して相対的に主走査方向に複数回走査して、インクと前記インクの成分を凝集させる処理液とを吐出して記録を行うインクジェットヘッドであって、
前記インクジェットヘッドは、
インクが充填されるノズルが前記主走査方向に交差する副走査方向に複数配列される第1のインクノズル群と、
前記第1のインクノズル群に充填されるインクと組成の異なるインクが充填されるノズ
ルが前記副走査方向に複数配列される第2のインクノズル群と、
処理液が充填されるノズルが前記副走査方向に複数配列される処理液ノズル群と、
を備え、
前記処理液ノズル群は、前記第1および第2のインクノズル群と前記副走査方向において重なる部分を有し、
インクノズル群のうち前記処理液ノズル群に対し前記主走査方向において最も近いインクノズル群を前記第1のインクノズル群とし、
前記第1のインクノズル群に対し前記主走査方向において前記処理液ノズル群の反対側に前記第2のインクノズル群が配置され、
前記第1のインクノズル群に充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0以下であることを特徴とする。
以下、本実施形態に係るインクジェット記録方法、インクジェット記録装置およびインクジェットヘッドの一例について、インクジェット記録装置、インクジェットヘッド、インク、処理液、記録媒体、インクジェット記録方法の順に説明する。
1.各構成
1.1.インクジェット記録装置
本実施形態に係るインクジェット記録方法が実施されるインクジェット記録装置の一例をについて図面を参照しながら説明する。
図1は、インクジェット記録装置を模式的に示す概略断面図である。図2は、図1のインクジェット記録装置1のキャリッジ周辺の構成の一例を示す斜視図である。図1、2に示すように、インクジェット記録装置1は、インクジェットヘッド2と、IRヒーター3と、プラテンヒーター4と、加熱ヒーター5と、冷却ファン6と、プレヒーター7と、通気ファン8と、キャリッジ9と、プラテン11と、キャリッジ移動機構13と、搬送手段14と、制御部CONTを備える。インクジェット記録装置1は、図2に示す制御部CONTにより、インクジェット記録装置1全体の動作が制御される。
インクジェットヘッド2は、インクとインクの成分を凝集させる処理液とをノズル(図3参照)から吐出して付着させることにより記録媒体10に記録を行う手段である。本実施形態において、インクジェットヘッド2は、シリアル式のインクジェットヘッドであり、記録媒体10に対して相対的に主走査方向に複数回走査してインクと処理液を記録媒体10に付着させる。インクジェットヘッド2は図2に示すキャリッジ9に搭載される。インクジェットヘッド2は、キャリッジ9を記録媒体10の媒体幅方向に移動させるキャリッジ移動機構13の動作により、記録媒体10に対して相対的に主走査方向に複数回走査される。媒体幅方向とは、インクジェットヘッド2の主走査方向である。主走査方向への走査を主走査ともいう。
インクジェットヘッド2の吐出には従来公知の方式を使用することができる。本実施形態では、圧電素子の振動を利用して液滴を吐出する方式、すなわち、電歪素子の機械的変形によりインク滴を形成する吐出方式を使用する。インクジェットヘッド2およびキャリッジ9周辺の構成の詳細は、後述する。
インクジェット記録装置1は、インクジェットヘッド2からのインクや処理液の吐出時に記録媒体10を加熱するための、つまり、一次加熱または一次乾燥用のIRヒーター3及びプラテンヒーター4を備える。本実施形態において、後述するインク付着工程で記録媒体10を加熱する際には、IRヒーター3及びプラテンヒーター4の少なくとも1つを用いればよい。
なお、IRヒーター3を用いると、インクジェットヘッド2側から記録媒体10を加熱することができる。これにより、インクジェットヘッド2も同時に加熱されやすいが、プラテンヒーター4等の記録媒体10の裏面から加熱される場合と比べて、記録媒体10の厚みの影響を受けずに昇温することができる。また、記録媒体10を加熱する際にプラテンヒーター4を用いると、インクジェットヘッド2側と反対側から記録媒体10を加熱することができる。これにより、インクジェットヘッド2が比較的加熱されにくくなる。
なお、IRヒーター3及びプラテンヒーター4による、記録媒体10の表面温度の上限は45℃以下であることが好ましく、40℃以下であることがより好ましく、38℃以下であることがさらにより好ましく、35℃以下であることが特に好ましい。また、記録媒体10の表面温度の下限は25℃以上であることが好ましく、28℃以上であることがより好ましく、30℃以上であることがさらに好ましく、32℃以上であることが特により好ましい。これにより、IRヒーター3及びプラテンヒーター4から受ける輻射熱が少ない又は受けなくなることから、インクジェットヘッド2内のインク組成物の乾燥及び組成変動を抑制でき、インクジェットヘッド2の内壁に対するインクや樹脂の溶着が抑制される。また、インクを早期に固定することができ、画質を向上させることができる。
加熱ヒーター5は、記録媒体10に付着されたインクを乾燥及び固化させる、つまり、二次加熱または二次乾燥用のヒーターである。加熱ヒーター5が、画像が記録された記録媒体10を加熱することにより、インク中に含まれる水分等がより速やかに蒸発飛散して、インク中に含まれる樹脂によってインク膜が形成される。このようにして、記録媒体10上においてインク膜が強固に定着または接着して造膜性が優れたものとなり、優れた高画質な画像が短時間で得られる。加熱ヒーター5による記録媒体10の表面温度の上限は120℃以下であることが好ましく、100℃以下であることがより好ましく、90℃以下であることがさらに好ましい。また、記録媒体10の表面温度の下限は60℃以上であることが好ましく、70℃以上であることがより好ましく、80℃以上であることがさらに好ましい。温度が前記範囲にあることにより、高画質な画像が短時間で得られる。
インクジェット記録装置1は、冷却ファン6を有していてもよい。記録媒体10に記録されたインクを乾燥後、冷却ファン6により記録媒体10上のインクを冷却することにより、記録媒体10上に密着性よくインク塗膜を形成することができる。
また、インクジェット記録装置1は、記録媒体10に対してインクが付着される前に、記録媒体10を予め加熱するプレヒーター7を備えていてもよい。さらに、インクジェット記録装置1は、記録媒体10に付着したインクや処理液がより効率的に乾燥するように通気ファン8を備えていてもよい。
キャリッジ9の下方には、記録媒体10が搬送されるプラテン11と、キャリッジ9を記録媒体10に対して相対的に移動させるキャリッジ移動機構13と、記録媒体10を副走査方向に搬送するローラーである搬送手段14を備える。キャリッジ移動機構13と搬送手段14の動作は、制御部CONTにより制御される。
1.2.インクジェットヘッド
本実施形態において、インクジェットヘッド2は、キャリッジ9の移動によって移動しながら、記録媒体10上にインクや処理液を吐出して付着させる。このように、本実施形態では、インクジェットヘッド2を記録媒体10に対して相対的に主走査方向に複数回走査して記録する。
ここで、主操作方向は、インクジェットヘッド2を搭載したキャリッジ9の移動する方向である。図1においては、矢印SSで示す記録媒体10の搬送方向である副操作方向に
交差する方向である。図2においては、記録媒体10の幅方向、つまり、S1-S2の方向が主走査方向MSであり、T1→T2の方向が副走査方向SSである。なお、1回の走査で主走査方向、つまり、インクジェット記録装置1の左右方向の何れか一方の方向に走査が行われる。そして、インクジェットヘッド2の主走査と、記録媒体10の搬送である副走査を交互に繰り返し行うことで、記録媒体10に対して記録する。
本実施形態において、インクジェットヘッド2にインクや処理液を供給するカートリッジ12は、独立した複数のカートリッジからなる。カートリッジ12は、インクジェットヘッド2を搭載したキャリッジ9に対して着脱可能に装着される。複数のカートリッジのそれぞれには異なる種類のインクや処理液が充填されており、カートリッジ12から各ノズルにインクや処理液が供給される。なお、本実施形態においては、カートリッジ12はキャリッジ9に装着される例を示しているが、これに限定されず、キャリッジ9以外の場所に設けられ、供給管(図示せず)によって各ノズルに供給される形態でも良い。
図3に、インクジェットヘッド2におけるノズル面2aのノズル群の配列の一例を模式的に示す。インクジェットヘッド2は、インクや処理液を吐出する複数のノズルを含むノズル面2aを有する。図3に示す例では、インクジェットヘッド2のノズル面2aは、インクが充填されるノズルが副走査方向SSに複数配列される複数のインクノズル群15a、15b、15c、15dと、処理液が充填されるノズルが副走査方向に複数配列される処理液ノズル群16を有する。処理液ノズル群16は、1列であっても、複数であっても良く、図3に示す例では処理液ノズル群16は1列である。図3において、MSは主走査方向を示す。
本実施形態において、図3に示すノズル群の配列の一例では、処理液ノズル群16はインクノズル群15a、15b、15c、15dと副走査方向において互いに位置が重なる部分を有する。ここで、重なる部分とは、図3においてXで示す範囲であり、処理液ノズル群16が存在する領域3Aと、インクノズル群15a、15b、15c、15dが存在する領域3B、3C、3D、3Eにおいて一致する、Xで示す副走査方向における長さを指す。図3に示す例では、重なる部分Xは、処理液ノズル群16の副走査方向における長さの100%であり、インクノズル群15a、15b、15c、15dの副走査方向における長さの100%である。このように、重なる部分Xが多い配列の場合には、処理液とインクとを一走査で同時に付着させることができるため、記録速度が速くなる。
図4に、ノズル群の配列の他の一例を模式的に示す。図4に示す例では、インクジェットヘッド20のノズル面20aは、インクが充填されるノズルが副走査方向に複数配列される複数のインクノズル群25a、25b、25c、25dと、処理液が充填されるノズルが副走査方向に複数配列される処理液ノズル群26を有する。処理液ノズル群26はインクノズル群25a、25b、25c、25dと副走査方向において互いに位置が重なる部分を有する。ここで、重なる部分とは、図4においてYで示す範囲であり、処理液ノズル群26が存在する領域4Aと、インクノズル群25a、25b、25c、25dが存在する領域4B、4C、4D、4Eにおいて一致する、Yで示す副走査方向における長さを指す。図4に示す例では、重なる部分Yは、処理液ノズル群26の副走査方向における長さの約2/3であり、インクノズル群25a、25b、25c、25dの副走査方向における長さの約2/3である。このように、重なる部分Yが一部である場合には、処理液とインクの一部を、一走査で同時に付着させることができる。このため、処理液がある程度乾燥した後にインクが付着されるため、画質が向上する傾向にある。ただし、1つのノズル群の副走査方向における長さが図3の例よりも短くなり、図3の例よりも記録速度は遅くなる。
一方、図4の例では、処理液ノズル群26がインクノズル群25a、25b、25c、
25dよりも上流に配置されているため、1つのノズル群の副走査方向における長さを図3の例と同じとした場合には、キャリッジ9など、装置が図3よりも副走査方向に大型化してしまう傾向にある。
図3に示す配列の一例では、処理液ノズル群16はノズル面2aの左端に配置される。インクノズル群15a、15b、15c、15dのうち、処理液ノズル群16に対し、主走査方向において最も近いインクノズル群15aを第1のインクノズル群とする。インクノズル群15aには、後述する酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0以下であるインクが充填される。このようにノズル群が配列されることにより、シリアル記録方法において、処理液のミストが主走査方向に飛散した場合であっても、インクノズル群15aで処理液とインクの混合が防止される。あるいはインクノズル群15aから吐出したインクにより処理液ミストが遮られて、インクノズル群15b以降のインクノズル群のノズルまで処理液ミストが届きにくくなる。これにより、インクノズル群15b以降のインクノズル群のノズルでの異物の発生が抑制され、ノズルの目詰まりが防止される。
なお、インクノズル群15aに充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が3.5以下であることが好ましく、3.3以下であることがより好ましく、2.7以下であることがさらに好ましく、2.4以下であることが特に好ましい。
また、インクノズル群15a、15b、15c、15dのうち、インクノズル群15aに対し主走査方向において処理液ノズル群16の反対側には、インクノズル群15b、15c、15dが配置される。これらのインクノズル群は、第2のインクノズル群を含む。例えば、図3において、インクノズル群15aに対し主走査方向において最も近いインクノズル群15bを第2のインクノズル群としてもよい。この第2のインクノズル群であるインクノズル群15bに充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0超であることが好ましい。この場合には、インクノズル群15bと処理液ノズル群16との間にインクノズル群15aが配置されるため、処理液のミストが主走査方向に飛散した場合であっても、インクノズル群15bでノズルの目詰まりが発生することがない。
このように、主走査方向において、処理液ノズル群16に近い位置に処理液との反応性が低いインクが充填されるインクノズル群15aを配置し、このインクよりも反応性が高いインクが充填されるインクノズル群15bを処理液ノズル群16から遠い位置に配置することで、インクノズルの目詰まりが減少する。
また、本実施形態において、図3に示すノズル群の配列の一例では、処理液ノズル群16が図の左端にある例を示したが、処理液ノズル群が図の中央に配置され、その両側にインクノズル群、つまり、第1および第3のインクノズル群が配置される配列でも良い。その場合には、処理液ノズル群の両側のインクノズル群に充填されるインクが、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0以下であることが好ましい。そして、この例において、処理液ノズル群に対し、主走査方向において前記インクノズル群と反対側に配置されたインクノズル群、つまり、第2および第4のインクノズル群に充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0超であることが好ましい。このようにインクノズル群を配置することにより、インクノズルの目詰まりが減少する。
この配置の場合、処理液ノズル群が、主走査方向において全ノズル群の中央3分の1のノズル群に配置されることが好ましい。例えば、ノズル群が12列ある場合には、中央の
4列の何れかに処理液ノズル群があることが好ましい。さらには、処理液ノズル群が、中央4分の1のノズル群に配置されることがより好ましく、中央5分の1のノズル群に配置されることがさらに好ましく、中央6分の1のノズル群に配置されることが特に好ましい。
さらに、本実施形態において、図3に示すノズル群の配列の一例では、処理液ノズル群16が図の左端にある例を示したが、処理液ノズル群16と反対の右端に処理液ノズル群が配置される配列としてもよい。その場合には、右端の処理液ノズル群の隣に配置されるインクノズル群に充填されるインクが、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0以下とする。
また、図3の処理液ノズル群16及び反対の右端に、それぞれ処理液ノズル群が配置される配列としてもよい。つまり、2列の処理液ノズル群の間に複数のインクノズル群が配置される配列であり、複数のインクノズル群のうち、増粘比が最も低いインクが処理液ノズル群の隣に配置されることが好ましい。このようにインクノズル群を配置することにより、インクノズルの目詰まりが減少する。
次に、図5に、ノズル群の配列のさらに他の一例を模式的に示す。図5に示す例では、インクジェットヘッド200のノズル面200aが、処理液ノズル群36と、複数のインクノズル群35a、35b、35c、35dとを有する。インクノズル群35a~35dは、何れもそれぞれ、処理液ノズル群36と副走査方向において互いに位置が重なる部分を有している。ここで、重なる部分とは、図5においてZで示す範囲であり、処理液ノズル群36が存在する領域5Aと、インクノズル群35a~35dが存在する領域5B~5Eにおいて一致する、Zで示す副走査方向における長さを指す。本配列例では、インクノズル群35a、35bは副走査方向の上流側に配置し、インクノズル群35c、35dは副走査方向の下流側に配置している。このように配置することで、インクノズル群35a、35bと、35c、35dとは、副走査方向において互いに位置が重なる部分を有しない。
図5の配列例では、副走査方向において互いに位置が重なる部分を有しないインクノズル群同士から吐出されるインクは、互いに、同一の主走査では記録媒体上の同じ領域に付着されない。例えば、ある主走査で、インクノズル群35aに充填されたインクを付着し、該領域に別の主走査でインクノズル群35cに充填されたインクを付着することができる。こうすることで、インクノズル群35aに充填されるインクとインクノズル群35cに充填されるインクは、互いに記録媒体に付着してから、1主走査の時間以上の時間が経過してから同じ領域に付着することになり、記録媒体上でインク同士の混色が発生しにくく好ましい。例えば、インクノズル群35aに充填されるインクとインクノズル群35cに充填されるインクの一方を白色インクとして、他方を非白色インクとすることができる。
図5では、インクノズル群35a、35bを副走査方向の上流側に配置し、インクノズル群35c、35dを副走査方向の下流側に配置して、上流側に配置したインクノズル群35a、35bと下流側に配置したインクノズル群35c、35dが副走査方向において互いに位置が重なる部分を有しないとした。この配置の他に、何れのインクノズル群を個別に上流側に配置してもよく、下流側に配置してもよい。また、上流側に配置するインクノズル群の数や、下流側に配置するインクノズル群の数は限るものではない。
また、図4の配列例のように、処理液ノズル群がインクノズル群よりも副走査方向において上流側に配置されていて、かつ図4のインクノズル群の内において、図5のように副走査方向の上流側に配置されたインクノズル群と副走査方向の下流側に配置されたインク
ノズル群を有していてもよい。この場合も、インクノズル群35a~35dは、何れもそれぞれ処理液ノズル群36と副走査方向において互いに位置が重なる部分を有しているようにすることが好ましい。この場合、図4の配列例の特徴を備え、かつ図5の配列例の特徴を備えることができる。
図3~5において、処理液ノズル群やインクノズル群は、インクジェットヘッドのノズル面に図に記載のように配列されており、該配列されているノズル群の全てを記録に用いることが好ましい。一方、インクジェットヘッドのノズル面に配列されている処理液ノズル群やインクノズル群のうち、一部のノズル群を選択して記録に用いてもよい。この場合、選択され記録に用いるノズル群が図3~5のノズル群のように配列されていてもよい。後者の場合、該選択され記録に用いるノズル群が、本発明の実施形態で言うノズル群である。
1.3.インク
次に、本実施形態に係るインクジェット記録方法で用いられるインクについて説明する。
本実施形態で用いられるインクは、インクの成分を凝集させる処理液と共にインクジェット記録に用いるものであることを特徴とする。そのようなインクとしては、水を主成分とした水系のインクジェットインク組成物が挙げられる。
また、本実施形態で用いられるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0以下である反応性が低いインクと、増粘比が6.0超である反応性が高いインクとを含むインクセットである。
このような反応性が低いインクと高いインクの組み合わせとしては、例えば、インクノズル群15aに充填される反応性の低いインクとしては淡インク組成物が挙げられる。インクノズル群15bに充填される反応性の高いインクとしては、例えば、淡インク組成物と同色系で互いに色濃度の異なる濃インク組成物が挙げられる。
また、反応性の低いインクとしては、後述するようなクリアインク組成物(以下、単に「クリアインク」とも呼ぶ。)が挙げられ、反応性の高いインクとしては、色材を含む着色インク組成物(以下、単に「カラーインク」とも呼ぶ。)が挙げられる。
さらに、反応性の低いインクとしては、後述する、白色色材を含む白色インク組成物(以下、単に「ホワイトインク」とも呼ぶ。)が挙げられ、反応性の高いインクとしては、非白色色材を含む非白色インク組成物が挙げられる。非白色インク組成物は、ホワイトインク以外のカラーインクである。
ここで、インクジェットインク組成物とは、インクジェット法による記録方法に用いるインク組成物である。「水系」の組成物とは、水を主要な溶媒の1つとする組成物である。組成物中の水の含有量は40質量%以上が好ましく、45質量%以上がさらに好ましく、50質量%以上がより好ましく、60質量%以上が特に好ましい。インク組成物は、それぞれ、用いる色材の種類が異なる等により色相角が異なること以外は、その基本組成は独立して同様のものを例示することができる。
また、本実施形態において、インクは有機溶剤を含んでも含まなくてもよく、組成物中の有機溶剤の含有量は、その組成物100質量%に対して30質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましく、20質量%以下が特に好ましい。また、必要に応じて、色材、樹脂、ワックス、消泡剤、界面活性剤を含むことができる。
以下、本実施形態で用いられるインクに含まれる成分および含まれ得る成分について説明する。
1.3.1.水
本実施形態において、インクは水を含有する。水は、インクの主となる媒体であり、乾燥によって蒸発飛散する成分である。水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水または超純水のようなイオン性不純物を極力除去したものであることが好ましい。また、紫外線照射または過酸化水素添加等により滅菌した水を用いると、インク組成物を長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を抑制できるので好適である。
水の含有量は、インクの全質量に対して、40質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることがさらに好ましい。水の含有量の上限は、限るものでは無いが例えば99質量%以下が好ましい。
1.3.2.色材
上記のように、本実施形態において、使用するインクセットは色材を含む複数のカラーインクを使用するものであってもよく、後述するようなクリアインクとカラーインクとの組み合わせであっても良い。
色材としては、染料と顔料のいずれも用いることができる。顔料は、光やガス等に対して退色しにくい性質を有していることから、好ましく用いられる。顔料を用いて記録媒体上に形成された画像は、画質に優れるだけでなく、耐水性、耐ガス性、耐光性等に優れ、保存性が良好となる。この性質は、特にインク低吸収性または非吸収性の記録媒体上に画像が形成される場合に顕著である。なお、本実施形態において、淡インク組成物と濃インク組成物を含む場合には、それぞれ同一の色材を含んでもよいし、異なる色材を含んでもよい。
なお、「同色系」のインクとは以下の少なくとも何れかを意味する。
(A)シアンインクとライトシアンインク(フォトシアンインクとも称される)、マゼンタインクとライトマゼンタインク(フォトマゼンタインクとも称される)、イエローインクとダークイエローインク、ブラックインクとグレーインクなどインク名が同色系であることを伺わせるもの。
(B)淡インク組成物と濃インク組成物によって白色の記録媒体上に記録された各々の記録画像の色相角∠H°の差が30°以内であるもの。ここで、色相角∠H°は、CIELAB色空間において定義され、∠H°=tan-1(b/a)+180(a<0の場合)、又は∠H°=tan-1(b/a)+360(a>0の場合)により求められる。a及びbは、CIELAB色空間において定義される知覚色度指数を表す。
ここで、画像の記録は記録媒体に例えば10mg/inchの付着量で記録した画像とするなどしてインクの色の確認に適した画像とする。測色はCIELABに準拠した測色器で行う。色相角∠H°の差は10°以内であることが好ましく5°以内であることがさらに好ましい。
(C)イエロー色材、シアン色材、マゼンタ色材、ブラック色材など、色材を色で区分けした時に同一の区分けに属する色材を含有するもの。好ましくは同一の色材を含有するもの。
同色系の濃インクと淡インクにおける、濃インク組成物と淡インク組成物とは以下の少なくとも何れかを意味する。
(A)色材の含有量が質量基準で互いに異なるもの。ここで淡インク組成物と濃インク組成物のうち、色材の含有量が質量基準で多い方のインク組成物を濃インク組成物とし、濃
インク組成物よりも色材の含有量が質量基準で少ないインク組成物を淡インク組成物とする。
(B)インク付着量を同一として画像を記録して測色した際に画像濃度が異なるもの。明度Lで判断する。ここで画像の記録や測色は上記と同様に行う。画像濃度が高い方を濃インク組成物とし画像濃度が低い方を淡インク組成物とする。
本実施形態において使用可能な顔料としては、特に制限されないが、無機顔料や有機顔料が挙げられる。無機顔料としては、酸化チタンおよび酸化鉄に加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法等の公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。一方、有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、多環式顔料、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック等を使用することができる。アゾ顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等が挙げられる。多環式顔料としては、例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キノフラロン顔料等が挙げられる。
本実施形態で使用可能な顔料の具体例のうち、ブラックインクに使用される顔料としては、例えば、カーボンブラックが挙げられる。カーボンブラックとしては、特に限定されないが、例えば、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、もしくはチャンネルブラック等(C.I.ピグメントブラック7)、また市販品としてNo.2300、900、MCF88、No.20B、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA77、MA100、No.2200B等(以上全て商品名、三菱化学株式会社製)、カラーブラックFW1、FW2、FW2V、FW18、FW200、S150、S160、S170、プリテックス35、U、V、140U、スペシャルブラック6、5、4A、4、250等(以上全て商品名、デグサ社製)、コンダクテックスSC、ラーベン1255、5750、5250、5000、3500、1255、700等(以上全て商品名、コロンビアカーボン社製)、リガール400R、330R、660R、モグルL、モナーク700、800、880、900、1000、1100、1300、1400、エルフテックス12等(以上全て商品名、キャボットジャパン株式会社製)が挙げられる。
ホワイトインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントホワイト 6、18、21、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化アンチモン、酸化マグネシウム、及び酸化ジルコニウムの白色無機顔料が挙げられる。当該白色無機顔料以外に、白色の中空樹脂微粒子及び高分子粒子などの白色有機顔料を使用することもできる。
イエローインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントイエロー 1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、16、17、24、34、35、37、53、55、65、73、74、75、81、83、93、94、95、97、98、99、108、109、110、113、114、117、120、124、128、129、133、138、139、147、151、153、154、167、172、180が挙げられる。
マゼンタインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントレッド 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、88、112、114、122、123、144、146、149、150、166、168、170、171、175、176、177、178、179、184、185、187、202、209、219、224、245、又はC.I.ピグメントヴァイオレット 19、23、
32、33、36、38、43、50が挙げられる。
シアンインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントブルー 1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:34、15:4、16、18、22、25、60、65、66、C.I.バットブルー 4、60が挙げられる。
また、マゼンタ、シアン、およびイエロー以外のカラーインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメント グリーン 7、10、C.I.ピグメントブラウン 3、5、25、26、C.I.ピグメントオレンジ 1、2、5、7、13、14、15、16、24、34、36、38、40、43、63が挙げられる。
パール顔料としては、特に限定されないが、例えば、二酸化チタン被覆雲母、魚鱗箔、酸塩化ビスマス等の真珠光沢や干渉光沢を有する顔料が挙げられる。
メタリック顔料としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、銀、金、白金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛、インジウム、チタン、銅などの単体又は合金からなる粒子が挙げられる。
カラーインクに含まれ得る色材の含有量の下限値は、インク組成物の全質量に対して、0.5質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましく、3質量%以上であることがさらに好ましい。一方、カラーインクに含まれ得る色材の含有量の上限値は、インク組成物の全質量に対して、10質量%以下であることが好ましく、7質量%以下であることがより好ましく、6質量%以下であることがさらに好ましい。色材の含有量が前記範囲にあることにより、記録媒体上に形成された画像は、耐水性、耐ガス性、耐光性等に優れ、インク保存性も良好となる。
なお、本実施形態において、カラーインクとして同色系で互いに色濃度の異なる淡インク組成物と濃インク組成物を用いる場合には、濃インク組成物の色材の含有量は、淡インク組成物の色材含有量より1質量%以上多いことが好ましく、2質量%以上多いことがより好ましく、3質量%以上多いことがさらに好ましい。濃インク組成物と淡インク組成物との色材含有量の差が前記であることにより、高い階調性を有する高品質の画像を得ることができる。
この場合、淡インク組成物の色材の含有量は、インク組成物の全質量に対して、1.5質量%以下であることが好ましく、1質量%以下がより好ましく、0.8質量%以下がさらに好ましく、0.6質量%以下がさらにより好ましく、0.5質量%以下が特に好ましい。該含有量の下限は限るものでは無いが、0.05質量%以上が好ましく、0.1質量%以上がより好ましく、0.3質量%以上がさらに好ましい。
また、上記の場合、濃インク組成物に含まれる色材の含有量は、インク組成物の全質量に対して、下限は好ましくは1.5質量%超であり、より好ましくは2.0質量%以上であり、さらに好ましくは3.0質量%以上である。該含有量の上限値は、インク組成物の全質量に対して、10質量%以下であることが好ましく、7質量%以下であることがより好ましく、6質量%以下であることがさらに好ましい。
色材が顔料である場合には、顔料分散液の状態で用いることができる。顔料分散液は、顔料及び溶剤の他、必要に応じて分散剤を含んでもよい。溶剤としては、水及びジエチレングリコールなどの親水性溶剤が挙げられる。また、分散剤としては、スチレン-アクリ
ル酸共重合体が挙げられる。特に制限されないが、分散剤の酸価はその分散性の観点から、20mgKOH/g以上が好ましい。
また、本実施形態において、インクとしてクリアインクを用いてもよい。クリアインクの色材の含有量は0.2質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましく、0.05質量%以下であることがさらに好ましく、含有量の下限は0質量%でもよい。なお、クリアインクは、記録媒体に着色するために用いるインクではなく、その他の目的で用いるインクである。その他の目的は、記録物の耐擦性などの特性の向上や、記録媒体の光沢度の調整や、カラーインクの定着性、発色性を向上させるためなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、クリアインクは後述する処理液ではなく、凝集剤を含まない。
1.3.3.有機溶剤
本実施形態において、インクは有機溶剤を含有することが好ましい。インクが有機溶剤を含有することにより、記録の際に耐目詰まり性に優れ、かつ、記録媒体上に吐出されたインクの乾燥性が良好となり、画質と耐擦性に優れた画像を得ることができる。
インクに用いる有機溶剤としては、水溶性有機溶剤であることが好ましい。水溶性有機溶剤を使用することにより、よりインクの乾燥性が良好となり、画質と耐擦性に優れた画像を得ることができる。
水溶性有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば、アルカンジオール類、ポリオール類、含窒素溶剤、エステル類、グリコールエーテル類、環状エステル類等が挙げられる。
アルカンジオール類としては、例えば、1,2-アルカンジオール類である、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,2-オクタンジオール等、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール等が挙げられる。これらは、1種単独か又は2種以上を混合して使用することができる。アルカンジオール類は、記録媒体に対するインク組成物の濡れ性を高めて均一に濡らす作用や、記録媒体に対する浸透溶剤としての作用に優れている。これらの中でも、特に、1,2-アルカンジオール類は浸透溶剤としての作用に優れており、好ましい。アルカンジオール類としては、好ましくは炭素数5以上のアルカンのジオールが挙げられる。アルカンの炭素数は5~9であることが好ましく、直鎖型でも分枝型でもよい。
ポリオール類としては、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、2-エチル-2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-2-プロピル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチルペンタン-2,4-ジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン等が挙げられる。1種単独か又は2種以上を混合して使用することができる。ポリオール類は、保湿剤としての作用に優れている。ポリオール類としては、好ましくは2個以上の水酸基を有する炭素数4以下のアルカン、2個以上の水酸基を有する炭素数4以下のアルカンであって水酸基同士が分子間縮合したものが挙げられ、縮合数は2~4が好ましい。ここで、ポリオール類とは、分子中に水酸基を2個以上有する化合物であり、本実施形態において、水酸基数は2又は3であることが好ましい。
含窒素溶剤としては、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリ
ドン、N-ビニル-2-ピロリドン、2-ピロリドン、N-ブチル-2-ピロリドン、5-メチル-2-ピロリドン等のピロリドン類が挙げられる。これらは、1種単独か又は2種以上を混合して使用することができる。含窒素溶剤は、樹脂の良好な溶解剤として作用し、耐擦性に優れた記録物を得たり、インクジェットヘッドやノズルの目詰まりを防止することができる。
含窒素溶剤としては、アルコキシアルキルアミド類も挙げることができ、例えば、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-メトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-メトキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、3-エトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-エトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-エトキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、3-n-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-n-ブトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-n-ブトキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、3-n-プロポキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-n-プロポキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-n-プロポキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、3-iso-プロポキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-iso-プロポキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-iso-プロポキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、3-tert-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-tert-ブトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-tert-ブトキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド等を例示することができる。
含窒素溶剤としてアミド系溶剤も挙げられる。アミド系溶剤としては、環状アミド系溶剤、非環状アミド系溶剤が上げられ好ましい。環状アミド系溶剤としては上記のピロリドン類などがあげられる。非環状アミド系溶剤としては上記のアルコキシアルキルアミド類が挙げられる。
含窒素溶剤のインク組成物に対する含有量は、好ましくは3質量%以上30質量%以下であり、より好ましくは5質量%以上25質量%以下であり、好ましくは10質量%以上20質量%以下である。インクが含窒素溶剤を含むことにより、耐擦性、画質等がより優れる点で好ましい。
エステル類としては、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メトキシブチルアセテート等のグリコールモノアセテート類、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールジアセテート、エチレングリコールアセテートプロピオネート、エチレングリコールアセテートブチレート、ジエチレングリコールアセテートブチレート、ジエチレングリコールアセテートプロピオネート、ジエチレングリコールアセテートブチレート、プロピレングリコールアセテートプロピオネート、プロピレングリコールアセテートブチレート、ジプロピレングリコールアセテートブチレート、ジプロピレングリコールアセテートプロピオネート等のグリコールジエステル類が挙げられる。
グリコールエーテル類としては、アルキレングリコールのモノエーテル又はジエーテルであればよく、アルキルエーテルが好ましい。具体例としては、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イソプロピルエーテル、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、トリエチエレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラ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メチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、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メチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル等のアルキレングリコールモノアルキルエーテル類、及び、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル等のアルキレングリコールジアルキルエーテル類が挙げられる。これらは、インク組成物の記録媒体に対する濡れ性等を制御することできる。
また、上記のアルキレングリコールは、モノエーテルよりもジエーテルの方が、インク中の樹脂を溶解又は膨潤させやすい傾向があり、形成される画像の耐擦性を向上させる点でより好ましい。
環状エステル類としては、β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、δ-バレロラクトン、ε-カプロラクトン、β-ブチロラクトン、β-バレロラクトン、γ-バレロラクトン、β-ヘキサノラクトン、γ-ヘキサノラクトン、δ-ヘキサノラクトン、β-ヘプタノラクトン、γ-ヘプタノラクトン、δ-ヘプタノラクトン、ε-ヘプタノラクトン、γ-オクタノラクトン、δ-オクタノラクトン、ε-オクタノラクトン、δ-ノナラクトン、ε-ノナラクトン、ε-デカノラクトン等の環状エステル類(ラクトン類)、並びに、それらのカルボニル基に隣接するメチレン基の水素が炭素数1~4のアルキル基によって置換された化合物を挙げることができる。
有機溶剤の含有量は、インク組成物の全質量に対して、1質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましく、10質量%以上であることがさらに好ましい。また、有機溶剤の含有量は、インク組成物の全質量に対して、40質量%以下であることが好ましく、35質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることがさらに好ましい。有機溶剤の含有量が前記範囲である場合、インク組成物の耐目詰まり性や耐擦性がより優れ、好ましい。
有機溶剤の標準沸点は、180℃以上が好ましく、200℃以上であることがより好ましく、210℃以上であることがさらに好ましい。また、有機溶剤の標準沸点は、300℃以下であることが好ましく、270℃以下であることがより好ましく、250℃以下であることがさらに好ましい。有機溶剤の標準沸点が前記範囲である場合、インク組成物の耐目詰まり性や耐擦性がより優れ、好ましい。
なお、トリエチレングリコールやグリセリン等の標準沸点が280℃以上のポリオール
類は、保湿剤として機能するため、含有するとインクジェットヘッドの乾燥を抑制し、吐出が安定する。一方、標準沸点が280℃以上のポリオール類は、インク組成物の水分を吸収して、インクジェットヘッド付近のインクを増粘させたり、記録媒体に付着した際にインクの乾燥性が低下する場合がある。このため、本実施形態において、インク組成物は、標準沸点が280℃以上のポリオール類の含有量が、インク組成物の全質量に対して、3質量%以下であることが好ましく、2質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることがより好ましく、0.8質量%以下であることがさらに好ましく、0.1質量%以下であることが特に好ましい。この場合には、記録媒体上でのインク組成物の乾燥性が高くなるので、特に低吸収性記録媒体または非吸収性記録媒体への記録に適するものとなり、耐擦性に優れた画像が得られる。
さらには、インク組成物は、標準沸点が280℃以上の有機溶剤の含有量が、上記の範囲とすることも、上記の点でさらに好ましい。なお、標準沸点が280℃以上の有機溶剤は、上記ポリオール類に限らない。
1.3.4.樹脂
本実施形態において、インクは樹脂を含有することが好ましい。樹脂は、インク組成物を固化させ、さらにインク固化物を記録媒体上に強固に定着させる作用を有する。本実施形態において、樹脂は、インク組成物中に溶解された状態またはインク組成物中に分散された状態のいずれの状態であってもよい。溶解状態の樹脂としては、インクの顔料を分散させる場合に使用する、上記の樹脂分散剤を用いることができる。また、分散状態の樹脂としては、インクの液媒体に難溶あるいは不溶である樹脂を、微粒子状にして分散させて、すなわちエマルジョン状態、あるいはサスペンジョン状態にして、含ませることができる。
本実施形態において用いられる樹脂としては、特に限定されないが、例えば、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、ブタジエン樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、架橋アクリル樹脂、架橋スチレン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、パラフィン樹脂、フッ素樹脂、及び水溶性樹脂、並びにこれらの樹脂を構成する単量体を組み合わせた共重合体が挙げられる。共重合体としては、特に限定されないが、例えば、スチレンブタジエン樹脂、スチレンアクリル樹脂が挙げられる。また、樹脂としては、これら樹脂を含むポリマーラテックスを用いることができる。例えば、アクリル樹脂、スチレンアクリル樹脂、スチレン樹脂、架橋アクリル樹脂、架橋スチレン樹脂の微粒子を含むポリマーラテックスが挙げられる。なお、樹脂は、1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
アクリル樹脂は少なくともアクリル系モノマーを単量体として用いて重合して得た単重合体または共重合体である樹脂である。アクリル系モノマーとしては、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、アクリルアミド、アクリロニトリルなどがあげられる。アクリル樹脂が共重合体の場合、他のモノマーとしてビニル系モノマーを用いたアクリル-ビニル樹脂などがあげられ、中でもビニル系モノマーとしてスチレンを用いたスチレンアクリル樹脂などが上げられる。これらの樹脂の中でも、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂などが入手しやすく、所望の特性を有する樹脂として得やすい点で好ましい。
樹脂の含有量の合計の下限値は、固形分換算でインク組成物の全質量に対して、好ましくは1質量%以上であり、より好ましくは2質量%以上であり、さらに好ましくは3質量%以上である。また、樹脂の含有量の上限は、インク組成物の全質量に対して、好ましくは15質量%以下であり、より好ましくは10質量%以下であり、さらに好ましくは7質量%以下である。樹脂の含有量が上記範囲内であることにより、記録時の耐目詰まり性を
確保すると共に、インク低吸収性または非吸収性の記録媒体上においても、耐擦性に優れた画像を形成することができる。
1.3.5.界面活性剤
本実施形態において、インクは界面活性剤を含有することが好ましい。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤及びシリコーン系界面活性剤が挙げられ、これらの少なくとも1種を含有することが好ましく、これらの中でもシリコーン系界面活性剤を含有することがより好ましい。インクがシリコーン系界面活性剤を含有することにより、インクの動的表面張力を下がり、耐目詰まり性を向上させることができる。
アセチレングリコール系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、サーフィノール104、104E、104H、104A、104BC、104DPM、104PA、104PG-50、104S、420、440、465、485、SE、SE-F、504、61、DF37、CT111、CT121、CT131、CT136、TG、GA、DF110D(以上全て商品名、エアープロダクツジャパン株式会社製)、オルフィンB、Y、P、A、STG、SPC、E1004、E1010、PD-001、PD-002W、PD-003、PD-004、EXP.4001、EXP.4036、EXP.4051、AF-103、AF-104、AK-02、SK-14、AE-3(以上全て商品名、日信化学工業株式会社製)、アセチレノールE00、E00P、E40、E100(以上全て商品名、川研ファインケミカル株式会社製)が挙げられる。
シリコーン系界面活性剤としては、特に限定されないが、ポリシロキサン系化合物が好ましく挙げられる。当該ポリシロキサン系化合物としては、特に限定されないが、例えばポリエーテル変性オルガノシロキサンが挙げられる。当該ポリエーテル変性オルガノシロキサンの市販品としては、例えば、BYK-306、BYK-307、BYK-333、BYK-341、BYK-345、BYK-346、BYK-348(以上商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)、KF-351A、KF-352A、KF-353、KF-354L、KF-355A、KF-615A、KF-945、KF-640、KF-642、KF-643、KF-6020、X-22-4515、KF-6011、KF-6012、KF-6015、KF-6017(以上商品名、信越化学工業株式会社製)が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、フッ素変性ポリマーを用いることが好ましく、具体例としては、BYK-340(商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)が挙げられる。
界面活性剤を含有する場合には、その含有量は、インク組成物の全質量に対して0.1質量%以上1.5質量%以下とすることができ、0.5質量%以上1質量%以下であることが好ましい。
1.3.6.ワックス
本実施形態において、ワックスを含有してもよい。ワックスとしては、インク組成物中で溶解するもの、又は、エマルションなど微粒子の形態で分散するものが挙げられる。このようなワックスを用いることにより、耐擦性により優れた記録物が得られる傾向にある。特に、記録媒体上のインク塗膜の表面、すなわち、空気とインク塗膜の界面に偏在することによる耐擦性の向上に寄与する傾向がある。このようなワックスとしては、特に制限されないが、例えば、高級脂肪酸と高級1価アルコールまたは2価アルコールとのエステルワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス若しくはオレフィンワックス又はこれらの混合物が挙げられる。
ポリオレフィンワックスとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィンまたはその誘導体から製造したワックスおよびそのコポリマー、具体的には、ポリエチレン系ワックス、ポリプロピレン系ワックス、ポリブチレン系ワックス等が挙げられる。ポリオレフィンワックスとしては、市販されているものを利用することができ、具体的には、ノプコートPEM17(商品名、サンノプコ株式会社製)、ケミパールW4005(商品名、三井化学株式会社製)、AQUACER515、AQUACER593(以上商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)等を用いることができる。
ワックスの含有量は、インク組成物の全質量に対して、0.1質量%以上5質量%以下であることが好ましく、0.2質量%以上4質量%以下であることがより好ましく、0.3質量%以上3質量%以下であることがさらに好ましい。ワックスの含有量が前記範囲にあると、耐擦性が向上したり、インクの粘度が低下し吐出安定性や目詰まり回復性に優れるため好ましい。
1.3.7.消泡剤
消泡剤としては、特に制限されないが、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤、及びアセチレングリコール系消泡剤が挙げられる。消泡剤の市販品としては、BYK-011、BYK-012、BYK-017、BYK-018、BYK-019、BYK-020、BYK-021、BYK-022、BYK-023、BYK-024、BYK-025、BYK-028、BYK-038、BYK-044、BYK-080A、BYK-094、BYK-1610、BYK-1615、BYK-1650、BYK-1730、BYK-1770(以上商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)、サーフィノールDF37、DF110D、DF58、DF75、DF220、MD-20、エンバイロジェムAD01(以上全て商品名、日信化学工業社製)が挙げられる。消泡剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
消泡剤の含有量は、インク組成物の総量に対して、好ましくは0.03質量%以上0.7質量%以下であり、より好ましくは0.05質量%以上0.5質量%以下であり、さらに好ましくは0.08質量%以上0.3質量%以下ある。
1.3.8.その他の含有成分
本実施形態において、インク組成物には、その保存安定性およびインクジェットヘッドの吐出安定性を良好に維持するため、また、目詰まり改善のため、又はインクの劣化を防止するため、溶解助剤、粘度調整剤、pH調整剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、腐食防止剤、有機溶剤ではない保湿剤、および分散に影響を与える金属イオンを捕獲するためのキレート化剤等の、種々の添加剤を適宜添加することもできる。
1.3.9.インク組成物の調製方法
本実施形態において、インクは前述した成分を任意の順序で混合し、必要に応じて濾過等をして不純物を除去することにより得られる。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラー、マグネチックスターラー等の撹拌装置を備えた容器に順次材料を添加して撹拌混合する方法が好適に用いられる。濾過方法としては、遠心濾過、フィルター濾過等を必要に応じて行なうことができる。
1.3.10.インク組成物の物性
本実施形態において、図3の処理液ノズル群16に対し主走査方向において最も近いインクノズル群15aに充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0以下である。本実施形態において、インクノズル群15aに充填されるインクの増粘比が6.0以下であることにより、シリアル記録方法において、処理液のミストが主走査方向に飛散した場合であっても、インクノズ
ル群15aで処理液とインクの混合による異物の発生が抑制され、ノズルの目詰まりが防止される。
インクの増粘比は、例えば、レオメーター(商品名「MCR300」、アントンパール社製)を使用して、せん断速度200s-1で求めた初期粘度(mPa・s)に対する、酢酸カルシウム5質量%水溶液とインクを1:2で混合した後の粘度(mPa・s)の比で求めることができる。混合に際してはインクと処理液を混合し、液が充分に混ざるように、例えばスターラーで1分撹拌するものとする。粘度の測定の温度は後述する。
インクノズル群15aに充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が3.5以下であることが好ましく、3.3以下であることがより好ましく、2.7以下であることがさらに好ましく、2.4以下であることが特に好ましい。
また、図3において、インクノズル群15a以外のインクノズル群の少なくとも1つに充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0超であることが好ましい。例えば、インクノズル群15aに対し主走査方向において最も近いインクノズル群15bに充填されるインクである。この場合には、インクノズル群15bと処理液ノズル群16との間にインクノズル群15aが配置されるため、処理液のミストが主走査方向に飛散した場合であっても、インクノズル群15bでノズルの目詰まりが発生することがない。
このように、主走査方向において、処理液ノズル群16に近い位置に処理液との反応性が低いインクが充填されるインクノズル群15aを配置し、このインクよりも反応性が高いインクが充填されるインクノズル群15bを処理液ノズル群16から遠い位置に配置することで、インクノズルの目詰まりが減少する。
また、本実施形態において、インクは画像品質とインクジェット記録用のインクとしての信頼性とのバランスの観点から、25℃における表面張力が18mN/m以上40mN/mであることが好ましく、20mN/m以上35mN/m以下であることがより好ましく、22mN/m以上33mN/m以下であることがさらに好ましい。なお、表面張力の測定は、例えば、自動表面張力計CBVP-Z(商品名、協和界面科学株式会社製)を用いて、25℃の環境下で白金プレートをインクで濡らしたときの表面張力を確認することにより測定することができる。
また、同様の観点から、本実施形態において、インクの25℃における粘度は、3mPa・s以上10mPa・s以下であることが好ましく、3mPa・s以上8mPa・s以下であることがより好ましい。なお、粘度の測定は、例えば、粘弾性試験機MCR-300(商品名、Pysica社製)を用いて、25℃の環境下での粘度を測定することができる。
1.4.処理液
次に、本実施形態で用いられる処理液について説明する。
なお、本実施形態において、処理液とはインクの成分を凝集させる組成物であり、好ましくインクの成分を凝集させる凝集剤を含む組成物である。処理液と反応するインクの成分としては、色材や樹脂等が挙げられる。処理液は、上記の色材の含有量が0.2質量%以下であり、好ましくは0.1質量%以下であり、より好ましくは0.05質量%以下であり、下限は0質量%である。処理液は記録媒体に着色するために用いる上述のカラーインクではなく、カラーインクを付着する前またはカラーインクと同時に記録媒体へ付着さ
せて用いる補助液である。また、処理液は、上述のクリアインクではない。
処理液は、凝集剤を含むこと以外は、上述のインク組成物の色材以外の含んでもよい成分の含有や、それらの含有量、特性などを、上述のインク組成物とは独立してすることができる。本実施形態では、処理液を用いることで画質に優れる画像の記録ができる。反面、処理液を用いることで、得られる画像の耐擦性や耐目詰まり性が低下する場合がある。
1.4.1.凝集剤
本実施形態で用いられる処理液は、インク組成物の成分を凝集させる凝集剤を含有することが好ましい。処理液が凝集剤を含むことにより、後述するインク付着工程において、凝集剤とインク組成物に含まれる色材や樹脂等が速やかに反応する。そうすると、インク組成物中の色材や樹脂の分散状態が破壊されて凝集し、この凝集物が色材の記録媒体への浸透を阻害するため、記録画像の画質の向上の点で優れたものとなると考えられる。
凝集剤としては、例えば、多価金属塩、カチオン性樹脂、カチオン性界面活性剤等のカチオン性化合物、有機酸が挙げられる。これらの凝集剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。これらの凝集剤の中でも、インク組成物に含まれる成分との反応性に優れるという点から、多価金属塩、有機酸、カチオン性樹脂よりなる群から選択される少なくとも1種の凝集剤を用いることが好ましい。
多価金属塩としては、二価以上の多価金属イオンとこれら多価金属イオンに結合する陰イオンとから構成され、水に可溶な化合物である。多価金属イオンの具体例としては、Ca2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Zn2+、Ba2+などの二価金属イオン;Al3+、Fe3+、Cr3+などの三価金属イオンが挙げられる。陰イオンとしては、Cl、I、Br、SO 2-、ClO3-、NO3-、およびHCOO、CHCOOなどが挙げられる。これらの多価金属塩の中でも、処理液の安定性や凝集剤としての反応性の観点から、カルシウム塩およびマグネシウム塩が好ましい。
有機酸としては、例えば、リン酸、ポリアクリル酸、酢酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、スルホン酸、オルトリン酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ピリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、若しくはこれらの化合物の誘導体、又はこれらの塩等が好適に挙げられる。有機酸は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。有機酸の塩で多価金属塩でもあるものは多価金属塩に含めるものとする。
カチオン性樹脂としては、例えば、カチオン性のウレタン樹脂、カチオン性のオレフィン樹脂、カチオン性のアミン系樹脂などがあげられる。カチオン性のアミン系樹脂はアミノ基を有する樹脂であればよく、アリルアミン樹脂、ポリアミン樹脂、4級アンモニウム塩ポリマー、ポリアミド樹脂等が挙げられる。ポリアミン樹脂として樹脂の主骨格中にアミノ基を有するものがあげられる。アリルアミン樹脂としては樹脂の主骨格中にアリル基に由来する構造を有するものがあげられる。4級アンモニウム塩ポリマーは構造中に4級アンモニウム塩を有する樹脂があげられる。ポリアミド樹脂としては、樹脂の主骨格中にアミド基を有し、樹脂の側鎖にアミノ基を有するものが挙げられる。カチオン性樹脂の中でも、カチオン性のアミン系樹脂は反応性が優れるだけでなく、入手しやすいため好ましい。
処理液の凝集剤の濃度は、処理液の全質量に対し、0.5質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましく、3質量%以上であることがさらに好ましい。また、処理液の凝集剤の濃度は、処理液の全質量に対し、15質量%以下であること
が好ましく、10質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることがさらに好ましい。
1.4.2.水
本実施形態で用いられる処理液は、水を主溶媒とする水系の組成物であることが好ましい。この水は、処理液を記録媒体に付着させた後、乾燥により蒸発飛散する成分である。水としては、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水又は超純水のようなイオン性不純物を極力除去したものであることが好ましい。また、紫外線照射または過酸化水素添加等により滅菌した水を用いると、処理液を長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止できるので好適である。処理液に含まれる水の含有量は、処理液の全質量に対して、例えば、40質量%以上とすることができ、好ましくは50質量%以上であり、より好ましくは60質量%以上であり、さらに好ましくは70質量%以上である。水の含有量の上限は、限るものでは無いが、例えば、99質量%以下であることが好ましい。
1.4.3.有機溶剤
本実施形態で用いられる処理液は、有機溶剤を含有してもよい。有機溶剤を含有することにより、記録媒体に対する処理液の濡れ性を向上させることができる。有機溶剤としては、上述のインク組成物で例示した有機溶剤と同様のものを使用できる。有機溶剤の含有量は、特に限定されるものではないが、処理液の全質量に対して、例えば、10質量%以上80質量%以下とすることができ、好ましくは15質量%以上70質量%以下である。
有機溶剤の標準沸点は、前述のインク組成物に含有してもよい有機溶剤の標準沸点の好ましい範囲の温度に、インク組成物に含有してもよい有機溶剤の標準沸点とは独立して含有することができる。あるいは、有機溶剤の標準沸点は、180℃以上であることが好ましく、190℃以上であることがより好ましく、200℃以上であることがさらに好ましい。また、有機溶剤の標準沸点は、300℃以下であることが好ましく、270℃以下であることがより好ましく、250℃以下であることがさらに好ましい。
なお、処理液は、有機溶剤として、上述のインク組成物と同様に、標準沸点が280℃以上の水溶性有機溶剤の含有量が5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましく、2質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることがさらに好ましく、0.8質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以下であることが特に好ましい。前記場合には、処理液の乾燥性が良いため、処理液の乾燥が迅速に行われるほか、得られた記録物のベタツキ低減や耐擦性に優れる。
1.4.4.界面活性剤
本実施形態で用いられる処理液には、界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤を添加することにより、処理液の表面張力を低下させ、記録媒体との濡れ性を向上させることができる。界面活性剤の中でも、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤を好ましく用いることができる。これらの界面活性剤の具体例については、上述の水系インクジェットインク組成物で例示する界面活性剤と同様のものを使用できる。界面活性剤の含有量は、特に限定されるものではないが、処理液の全質量に対して、0.1質量%以上5質量%以下とすることができる。
1.4.5.その他の成分
本実施形態で用いられる処理液には、必要に応じて、上記のようなpH調整剤、防腐剤・防かび剤、防錆剤、キレート化剤等を添加してもよい。
1.4.6.処理液の調製方法
本実施形態で用いられる処理液は、上記の各成分を適当な方法で分散・混合することよ
って製造することができる。上記の各成分を十分に攪拌した後、目詰まりの原因となる粗大粒子および異物を除去するためにろ過を行って、目的の処理液を得ることができる。
1.4.7.処理液の物性
本実施形態で用いられる処理液は、インクジェットヘッドで吐出させる場合には、25℃における表面張力が18mN/m以上40mN/mであることが好ましく、20mN/m以上35mN/m以下であることがより好ましく、22mN/m以上33mN/m以下であることがさらに好ましい。表面張力の測定は、例えば、自動表面張力計CBVP-Z(商品名、協和界面科学株式会社製)を用いて、25℃の環境下で白金プレートを処理液で濡らしたときの表面張力を確認することにより測定することができる。
また、同様の観点から、本実施形態で用いられる処理液の25℃における粘度は、3mPa・s以上10mPa・s以下であることが好ましく、3mPa・s以上8mPa・s以下であることがより好ましい。なお、粘度の測定は、例えば、粘弾性試験機MCR-300(商品名、Pysica社製)を用いて、25℃の環境下での粘度を測定することができる。
1.5.記録媒体
本実施形態では、インク吸収性、インク低吸収性または非吸収性の記録媒体に対する記録において、耐擦性と画質に優れた画像を得ることができる。特にインクと処理液とを組み合わせて用いるため、インク非吸収性または低吸収性の記録媒体に対して好適に用いることができ、耐擦性と画質に優れた画像を記録することができる。
インク吸収性の記録媒体としては、例えば、インク吸収性が高い、綿、絹、ポリエステル、ポリウレタン、ナイロン等の布地や、普通紙、インクジェット専用紙、中程度の吸収性の上質紙や再生紙等の普通紙、コピー用紙、インク吸収能を有するインク受容層を設けたインクジェット専用紙等が挙げられる。
インク低吸収性の記録媒体としては、表面にインクを受容するための塗工層が設けられた記録媒体が挙げられ、例えば、基材が紙であるものとしては、アート紙、コート紙、マット紙等の印刷本紙が挙げられ、基材がプラスチックフィルムである場合には、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の表面に、親水性ポリマーが塗工されたもの、シリカ、チタン等の粒子がバインダーとともに塗工されたものが挙げられる。
インク非吸収性の記録媒体として、例えば、インクジェット記録用に表面処理をしていない、すなわち、インク吸収層を形成していないプラスチックフィルム、紙等の基材上にプラスチックがコーティングされているものやプラスチックフィルムが接着されているもの等が挙げられる。ここでいうプラスチックとしては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
ここで、本明細書において「インク低吸収性または非吸収性の記録媒体」とは、「ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msec1/2までの水吸収量が10mL/m以下である記録媒体」を示す。このブリストー法は、短時間での液体吸収量の測定方法として最も普及している方法であり、日本紙パルプ技術協会(JAPAN TAPPI)でも採用されている。試験方法の詳細は「JAPAN TAPPI紙パルプ試験方法2000年版」の規格No.51「紙及び板紙-液体吸収性試験方法-ブリストー法」に述べられている。
これらの記録媒体は、半透明記録媒体や、透明記録媒体であってもよい。また、エンボスメディア等の、表面に凹凸を有するインク低吸収性または非吸収性の記録媒体に対しても、好適に用いることができる。
2.インクジェット記録方法
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、上述のインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置を用いたシリアル式の記録方法であり、インクジェットヘッドが記録媒体の主走査方向に相対的に移動しつつインクを吐出し記録媒体へ付着させる主走査と、記録媒体の搬送である副走査を、交互に繰り返し行うことで記録を行う。
シリアル式の記録方法の場合において、記録媒体の記録するある位置に対して、ある組成物の記録に用いるノズル群が対向して通過する主走査の回数を該組成物の主走査数という。主走査数は組成物毎に決められる。例えば、図3の1つのノズル群にインクを充填し、このノズル群を記録に用いる場合に、1回の副走査の距離が該ノズル群の副走査方向の長さの2分の1の距離だった場合、該インクの主走査数は2である。主走査数は1回の副走査の距離を短くすることで多くすることができ、該距離を長くすることで少なくすることができる。主走査数が多い方が、付着させる組成物の合計の付着量を多くすることができることや、組成物を複数回の主走査で分けて付着させることができる点で好ましい。一方、主走査数が少ない場合、記録速度が速い点で好ましい。なお、主走査数をパス数ともいう場合がある。
本実施形態において、1回の走査の最大距離は、50cm以上であることが好ましい。なお、「1回の走査の最大距離」とは、1回の走査において、記録媒体の走査方向の端から端まで仮に記録した場合に、インクジェットヘッドの一点が記録媒体と対向している距離をいう。該距離は好ましくは50~500cmであり、より好ましくは50~400cmであり、さらに好ましくは55~300cmであり、よりさらに好ましくは60~200cmである。また特に好ましくは70~190cmであり、より特に好ましくは100~180cmであり、さらに特に好ましくは130~170cmである。該距離が50cm以上であることにより表示用などに有用な記録物とすることできる。該距離の上限は特に制限されないが、記録装置の構成の観点から500cm以下が好ましい。なお、記録を行う際には、記録すべき画像に応じて上記の1回の走査の最大距離より短い距離である走査が行われてもよい。
記録媒体は、記録媒体の走査方向の幅が、上記の最大距離範囲であるものを用いることがより好ましい。この場合、1回の走査の最大距離を上記のものにすることができる点で好ましい。
本実施形態において、インクジェット記録方法は、上記の主走査による処理液付着工程と、インク付着工程とを有し、必要に応じて二次加熱工程を有する。
2.1.処理液付着工程
処理液付着工程は、インク組成物と反応する上述の処理液を記録媒体へ付着させる工程である。処理液を記録媒体へ付着させることにより、得られた印刷画像の耐擦性や画質を向上させることができる。
本実施形態において、処理液付着工程は、インク組成物の付着より前であるか、もしくはインク組成物の付着と同時である。図3に示すノズル群の配列の場合、処理液付着工程は、後述するインク付着工程と同時に行われる。また、図4に示すノズル群の配列の場合、処理液付着工程の一部はインク付着工程よりも前に行われ、残りの部分はインク付着工程と同時に行われる。
本実施形態において、記録媒体10の処理液とインクとを付着させる記録領域において、インク付着量に対する処理液付着量が20質量%以上50質量%以下であるような付着量である領域を有することが好ましく、25質量%以上40質量%以下であることがより好ましく、28質量%以上35質量%以下であることがさらに好ましい。インク付着量に対する処理液付着量が前記範囲にあることにより、より良好な画質を得ることができ、得られた画像の耐擦性低下を防止することができる。なお、図4に示すノズル群の配列の場合には、処理液の一部がインク組成物の付着より前に行われるため、インク付着量に対する処理液付着量が10質量%以下であっても良好な画質が得られる。好ましくは、インクと処理液とを付着する領域のうち、インクの付着量が最大である領域が、上記のインク付着量に対する処理液付着量であることがより好ましい。
処理液付着工程の前に図1に示すプレヒーター7により、または処理液付着工程の際に、図1に示すIRヒーター3またはプラテンヒーター4により記録媒体10が加熱されていることが好ましい。加熱された記録媒体10上に処理液を付着させることにより、記録媒体10上に吐出された処理液が記録媒体10上で塗れ広がりやすくなり、処理液を均一塗布することができる。このため、後述のインク付着工程で付着されたインクと処理液が十分に反応し、優れた画質が得られるようになる。また、処理液は記録媒体10上で均一に塗布されるため、塗布量を減らすことができ、得られた画像の耐擦性低下を防止することができる。
ここで、処理液を付着させる際の記録媒体10の表面温度は、後述するインクを付着させる際の記録媒体10の表面温度(一次加熱温度)の好ましい範囲の温度とは独立して設定することができる。例えば、処理液を付着させる際の記録媒体10の表面温度は、45℃以下であることが好ましく、40℃以下であることがより好ましく、38℃以下であることがさらに好ましい。また、処理液を付着させる際の記録媒体10の表面温度の下限値は、25℃以上であることが好ましく、30℃以上であることがより好ましい。処理液を付着させる際の記録媒体10の表面温度が前記範囲にある場合には、処理液を記録媒体10に均一に塗布することができ、耐擦性や画質を向上させることができる。また、インクジェットヘッド2への熱による影響を抑えることができる。
2.2.インク付着工程
インク付着工程は、上述のインクをインクジェットヘッド2から吐出して記録媒体10に付着させる工程であり、この工程により、記録媒体10の表面に画像が形成される。
記録媒体10への単位面積当たりのインク組成物の最大付着量は、好ましくは5mg/inch以上であり、より好ましくは7mg/inch以上であり、さらに好ましくは10mg/inch以上である。記録媒体の単位面積当たりインク組成物の付着量の上限は、特に限定されないが、例えば、30mg/inch以下が好ましく、25mg/inch以下がより好ましく、20mg/inch以下がさらに好ましく、より好ましくは18mg/inch以下であり、特に好ましくは16mg/inch以下である。なお、インク組成物の最大付着量は、重ねて付着させる全てのインク組成物の付着量の合計である。
インク付着工程は、インク付着工程の前またはインク付着工程と同時に、IRヒーター3やプラテンヒーター4により記録媒体10を加熱する加熱工程を備えるものであってもよく、加熱工程により加熱された記録媒体10へ行うことが好ましい。加熱工程により、記録媒体10上でインクを迅速に乾燥させることができ、ブリードが抑制される。また、耐擦性および画質に優れた画像を形成することができる。
加熱工程による記録媒体10にインクが付着する時のノズル面の温度の上限、すなわち、記録中の最大温度は55℃以下であっても良く、50℃以下であることが好ましく、45℃以下であることがより好ましく、40℃以下であることがさらに好ましい。インクを付着させる際のノズル面の温度が前記範囲にあることにより、インクジェットヘッド2への熱による影響を抑制し、インクジェットヘッド2やノズルの目詰まりを防止することができる。また、インクジェット記録の際のノズル面の温度の下限は、常温より高い温度であることが好ましく、28℃以上であることが好ましく、30℃以上であることがより好ましく、32℃以上であることがさらに好ましい。インクジェット記録の際のノズル面の温度が上記の範囲であることにより、記録媒体10上のインクを迅速に乾燥させて早期に固定することができ、ブリードが抑制され、耐擦性や画質に優れた画像を形成することができる。なお、記録媒体10にインクが付着する時のノズル面の温度は、記録媒体の表面温度の影響を受けたことにより昇温したものであってもよいし、インクジェットヘッド2自体の発熱等により昇温したものであっても良い。
インク付着工程における1回の走査の最大時間は、好ましくは0.8秒以上であることが好ましく、0.8秒以上5秒以下であることがより好ましく、1.0秒以上4秒以下であることがさらに好ましく、1.2秒以上2.5秒以下であることが特に好ましく、1.5秒以上2.0秒以下であることがさらに特に好ましい。1回の走査の最大時間が上記範囲内であることにより、記録媒体の幅が上述の範囲である記録媒体へ記録するために適したものとなる。
なお、「1回の走査の最大時間」とは、1回の走査において、記録媒体の走査方向の端から端まで仮に記録した場合に、インクジェットヘッドの一点が記録媒体と対向している時間をいう。なお、記録を行う際には、記録すべき画像に応じて上記の1回の走査の最大時間より短い時間の走査が行われてもよい。また、インク付着工程における平均走査速度は、60~100cm/秒であることが好ましい。
2.3.二次加熱工程
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、上記インク付着工程の後に、図1に示す加熱ヒーター5によりインク組成物が付着した記録媒体10を加熱する二次加熱工程(「後加熱工程」ともいう。)を有していてもよい。これにより、記録媒体10上のインク組成物に含まれる樹脂等が溶融してインク膜が形成され、記録媒体10上においてインク膜が強固に定着して造膜性に優れたものとなり、耐擦性に優れた高画質な画像を短時間で得ることができる。
加熱ヒーター5による記録媒体10の表面温度の上限は120℃以下であることが好ましく、110℃以下であることがより好ましく、100℃以下であることがより好ましい。また、記録媒体10の表面温度の下限は60℃以上であることが好ましく、70℃以上であることがより好ましく、80℃以上であることがより好ましい。温度が前記範囲にあることにより、耐目詰まり性を確保すると共に、耐擦性に優れた高画質な画像を短時間で得ることができる。
なお、二次加熱工程の後に、図1に示す冷却ファン6により、記録媒体10上のインク組成物を冷却する工程を有していてもよい。
2.4.その他の工程
本実施形態に係る記録方法は、インクを吐出して記録するための圧力発生手段以外の手段により、つまり、インクジェットヘッド2が備える記録のためにインクを吐出するための機構ではない他の機構により、インク組成物や処理液を排出させるクリーニング工程を備えていてもよい。
インクジェットヘッド2が備える記録のためにインクを吐出するための機構としては、圧力室(図示せず)に備えられてインクに圧力を付与するピエゾ素子やヒーター素子が挙げられる。このクリーニング工程は、インクジェットヘッド2に外部から圧力を付与してノズルから、インク組成物や処理液を排出させる工程としてもよい。この工程を備えることで、インクジェットヘッド2の内壁に樹脂が溶着する懸念がある場合にも、これを抑制し、吐出安定性を一層優れたものとすることができる。
なお、上述の他の機構としては、負圧の付与や、インクジェットヘッドの上流から正圧を付与すること、等の圧力を付与する機構が挙げられる。これらは、インクジェットヘッド自身の機能によるインク排出、つまりフラッシングではない。つまり、記録に際して、インクジェットヘッドからインクを吐出させる機能を用いての排出ではない。
以上示したように、本実施形態に係るインクジェット記録方法では、主走査方向において、処理液ノズル群に近い位置に増粘比が低く、処理液との反応性が低いインクが充填される第1のインクノズル群を配置し、このインクよりも増粘比が高いインクが充填されるインクノズル群を処理液ノズル群から遠い位置に配置することで、インクノズルの目詰まりが減少する。
なお、本実施形態において、記録が、処理液ノズル群の第1および第2のインクノズル群と副走査方向において重なる部分から処理液を吐出し、かつ第1および第2のインクノズル群の処理液ノズル群と副走査方向において重なる部分からもインクを吐出して、記録媒体に対して相対的に主走査方向に走査する主走査により行われることが好ましい。この場合、処理液ミストが第2のインクノズル群に届きにくく、第2のインクノズル群のノズルが目詰りし難い点で好ましい。
また、第1のインクノズル群と第2のインクノズル群が副走査方向において重なる部分を有し、第1のインクノズル群と第2のインクノズル群の副走査方向において重なる部分からそれぞれインクを吐出することが好ましい。この場合、処理液ミストが第1のインクノズル群から吐出されたインクに遮られることにより第2のインクノズル群にいっそう届きにくく好ましい。
さらに、第1のインクノズル群と第2のインクノズル群が副走査方向において重なる部分を有さず、第1のインクノズル群と第2のインクノズル群の副走査方向において重ならない部分からそれぞれインクを吐出することとしてもよい。この場合も、処理液ミストが第2のインクノズル群に届きにくく好ましい。
3.実施例
以下、本発明の実施形態を実施例および比較例によってさらに具体的に説明するが、本実施形態はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
3.1.処理液およびインクの調製
表1、2に記載の配合割合になるように各成分をビーズミルを用いて混合攪拌し、孔径5μmのメンブランフィルターで濾過して処理液A~Cおよびインク1~10を得た。なお、各顔料は、事前に分散剤であるスチレンアクリル系樹脂を用いて水に分散させたものを用いた。スチレンアクリル系樹脂は、顔料に対し30質量%となるような量で用いた。表1、2中の数値は全て質量%を示し、水はインクの全質量が100質量%となるように添加した。また、表2に記載の顔料および樹脂については、固形分換算した値を示す。
Figure 0007139758000001
Figure 0007139758000002
表1、2において記載した物質の詳細は、以下の通りである。
<凝集剤>
・カチオマスターPD-7:商品名、アミン・エピクロロヒドリン縮合型ポリマー、四日市合成株式会社製
<消泡剤>
・DF110D:商品名「サーフィノール DF110D」、アセチレンジオール系界面活性剤、日信科学工業株式会社製
<界面活性剤>
・BYK348:商品名、シリコーン系界面活性剤、ビックケミー・ジャパン株式会社製
<顔料>
・ブラック顔料:カーボンブラック
・シアン顔料:C.I.ピグメントブルー15:3
・マゼンタ顔料:C.I.ピグメントレッド122
・イエロー顔料:C.I.ピグメントイエロー150
・ホワイト顔料:C.I.ピグメントホワイト6
<樹脂>
・ジョンクリル62J(商品名、スチレンアクリル系樹脂、BASFジャパン株式会社製)
・AQUACER539(商品名、水系用変性パラフィンワックスエマルション、ビックケミー・ジャパン株式会社製)
3.2.インクの粘度測定
上記で得られた各インクについて、レオメーター(商品名「MCR300」、アントンパール社製)を使用して、せん断速度200s-1での粘度を求め、初期粘度(mPa・s)を得た。次に、酢酸カルシウム5質量%水溶液とインクを1:2で混合して総量6mlになるようにサンプル管に入れ、サンプル管を20回振った後に、同様の条件で粘度を求め、凝集剤混合時の粘度(mPa・s)を得た。得られた凝集剤混合時の粘度を初期粘度で除することにより、初期粘度に対する凝集剤混合時の粘度の比、すなわち、インクの増粘比を求めた。
3.3.記録方法
表1、2に記載の処理液とインクを用いて記録した。装置として、インクジェットプリンター(商品名「SC-S80650」、セイコーエプソン株式会社製)に12列のノズル群を有するヘッドを取り付けた改造機を用意した。インクジェットプリンターのヘッドには、主走査方向の1端から他端へノズル群1~12の順でノズル群を配置し、表3に記載のように処理液とインクを充填した。
なお、白色インクであるインク8を使用していない配列例において、ヘッド1とは図3のノズル群配列の構成であり、ヘッド2とは図4のノズル群配列の構成である。ヘッド2では、1端側の2列のノズル群を処理液ノズル群とし、この2列の処理液ノズル群を図4の処理液ノズル群26のように副走査方向の上流側に配置した。
また、インク8を使用している配列例において、ヘッド1とは図5のノズル群配列の構成である。また、インク8を使用している例において、ヘッド2とは、図4の配列例のように、処理液ノズル群が、インクノズル群よりも副走査方向において上流側に配置され、かつ図4のインクノズル群内において、図5のように副走査方向の上流側に配置されたインクノズル群と副走査方向の下流側に配置されたインクノズル群を有する配列例の構成である。ヘッド2では、1端側の2列のノズル群を処理液ノズル群とし、この2列の処理液ノズル群を図4の処理液ノズル群26のように副走査方向の上流側に配置している。
なお、インク8を使用した配列例では、インク8を充填したインクノズル群を副走査方向において上流側に配置してインクノズル群とし、インク8以外のインクを充填したイン
クノズル群を副走査方向において下流側に配置したインクノズル群とした。
さらに、配列28、29では、図3の配列例であるヘッド1において、処理液ノズル群は図の上側半分のみ使用し、インクノズル群は図の下側半分のみを使用した。すなわち、この配列では処理液ノズル群とインクノズル群は、副走査方向において重なる部分を有しない構成であり、一走査で処理液とインクは同時に付着されない構成とした。
Figure 0007139758000003
記録媒体は、下記の4種を用意した。
<記録媒体>
・M1 IJ180Cv3-10:商品名、内外サイン用途用ポリ塩化ビニルフィルム、スリーエムジャパン株式会製社
・M2 DV662:商品名、塩化ビニル系樹脂壁紙、ネーシェン社製
・M3 3686 Trisolv Prime Art Paper:商品名、コート紙、シール社製
・M4 XEROX P紙:商品名、普通紙、富士ゼロックス社製
各例では、表4、5に記載の条件で記録した。インクの記録解像度を720×1440dpiとした。インクのドットサイズを20ng/dotとした。処理液の付着量は、インクの付着量に対する質量%で表示しており、付着量が表中の値になるようにドットのインク量やドット密度を調整した。記録パターンのインク付着量は、白色インクであるインク8は15mg/inch、クリアインクであるインク9は2mg/inchとした。インク8、9以外のインクは、これらのインクの合計で15mg/inchとし、各インク毎に均等の付着量で付着させた。
インク8を使用した例では、まず処理液とインク8を主走査で付着させ、インク8の画像に重ねて別の主走査で、処理液と他のインクを付着して、記録パターンとした。
処理液とインクの付着は走査回数8回で行った。ただし、インク8を用いた例では、処理液とインク8の付着を走査回数8回で行い、処理液とインク8以外のインクの付着を走査回数8回で行った。
各ノズル群のノズル密度は360dpiとした。ノズル面温度(℃)は、ノズルプレートに熱電対を設置し、表4、5に記載の温度となるように調整した。
なお、表4、5において、処理液付着量として2つの値が併記されている例において、インク8を使用した例は、インク8を付着する主走査までに付着された処理液のインク8に対する付着量と、インク8以外のインクを付着する主走査で付着された処理液のインク8以外のインクの付着量に対する付着量(質量%)を示している。
表4の実施例28は、インク8を使用しない例である。実施例28では、処理液ノズル群のうちの副走査方向上流側の半分のノズルで、インク付着量に対して33質量%の付着量となるように処理液を付着し、処理液ノズル群のうちの副走査方向下流の半分のノズルでインク付着量に対して17質量%の付着量となるように処理液を付着したことを示す。
1主走査の最大時間(s、秒)は、記録媒体を切るか、もしくは貼り付けることによって記録媒体の主操作方向の幅を調整することにより調整した。詳細には、1主走査の最大時間が1.7sの場合には、記録媒体の主操作方向の幅を120cmとした。同様に、主走査の最大時間が2.2sの場合には、記録媒体の主操作方向の幅を160cmとし、主走査の最大時間が1.0sの場合には、記録媒体の主操作方向の幅を71cmとし、主走査の最大時間が0.5sの場合には、記録媒体の主操作方向の幅を36cmとした。
Figure 0007139758000004
Figure 0007139758000005
3.4.評価方法
3.4.1.目詰まり回復性
上記のインクジェットプリンターに処理液とインクを充填してベタパターンを1時間連続印字した後、クリーニングを3回行い、不吐出ノズルの数の割合を算出し、下記基準で評価した。評価C以上を問題がないと判断した。不吐出ノズルの数の割合は、処理液の隣のノズル群のみで算出した。例えば、配列1では、ノズル群1とノズル群12に処理液が充填されているため、ノズル群2とノズル群11の2列を検査し、2列分の不吐出ノズルの数の割合を算出した。配列5では、ノズル群5とノズル群8の2列を検査し、2列分の不吐出ノズルの数の割合を算出した。配列11では、ノズル群3のみを検査し、1列分の不吐出ノズルの数の割合を算出した。
ベタパターン記録は、記録媒体の主操作方向の記録可能な全範囲に副操作方向に1cmの幅のパターンを記録し、次に1cmの間隔を空けて副操作方向にパターンを多数並べることにより行った。これを1時間続けた。なお、1パスごとに全ノズルのフラッシングを行った。記録後のクリーニングは、吸引クリーニングとした。
(評価基準)
A:不吐出ノズルなし。
B:不吐出ノズルの数が1%以上2%未満。
C:不吐出ノズルの数が2%以上7%未満。
D:不吐出ノズルの数が7%以上。
3.4.2.ブリードムラの評価
3.4.1.で得られたベタパターンのうち、記録開始から10分経過後の1パターンを目視で観察した。インクの色がブツブツしていて均一になっていない場合をブリードムラと判断し、下記基準で評価した。評価C以上を問題がないと判断した。
(評価基準)
A:ブリードムラは見えない。
B:ブリードムラは若干見えるが目立たない。
C:ブリードムラは少し目立つが、問題ない。
D:ブリードムラが目立つ。
3.4.3.バンディングムラの評価
上記のインクジェットプリンターに処理液とインクを充填して、記録媒体の主走査方向の記録可能な全範囲にベタパターンを記録し、副走査方向に1mの長さで記録し、得られたベタパターンを目視で観察した。パターンにインクの色の濃淡によるバンド状の濃度ムラが見える場合をバンディングムラと判断し、下記基準で評価した。評価B以上を問題がないと判断した。
(評価基準)
A:バンディングムラは目立たない。
B:バンディングムラは少し目立つが、問題ない。
C:バンディングムラが目立ち気になる。
3.4.4.色バンディングの評価
3.4.3.で得られたベタパターンを目視で観察し、パターンに色が違って見えるバンド状のムラが見える場合を色バンディングと判断し、下記基準で評価した。評価B以上を問題がないと判断した。
(評価基準)
A:色バンディングは目立たない。
B:色バンディングは少し目立つが、問題ない。
C:色バンディングが目立ち気になる。
3.5.評価結果
評価試験の結果を、表4、5に示す。
いずれの実施例においても、処理液ノズル群に最も近いインクノズル群のインクが増粘比が6.0以下であり、目詰まり回復性に優れており、ノズルの目詰まりが抑制されていた。これに対し、そうではない比較例では何れも目詰まり回復性が劣っていた。以下、詳細を記す。
処理液ノズルがヘッドの両側に配置されている実施例1~4では、処理液ノズルの隣に増粘比が低いインク6、7を配置した実施例1が最も目詰まり回復性に優れていた。
実施例5~7より、処理液A、Bを使用するとより目詰まり回復性に優れ、処理液Cを使用するとよりブリードムラに優れていた。
処理液ノズルがヘッドの中央に配置されている実施例8~12と実施例1~4の比較から、前者のほうが、バンディングムラの低減に優れていた。
処理液ノズ群ルがヘッドの片側にのみ配置されている実施例13~16より、そうでない実施例1~4の方が、バンディングムラの低減が優れていた。
実施例21~24はカラーインクを左右非対称に配置しており、カラーインクを左右非対称に配置している実施例13~16よりもバンディングムラの低減に優れていた。
処理液ノズル群がヘッドの片側にのみ配置されており、ノズルの配列が図4に示す配列であり、カラーインクを左右非対称に配置した実施例17~20では、実施例13~16と比較して処理液が少ないが、画質が向上した。また、処理液量が少ないためミストが低減し、目詰まり回復性も向上した。
実施例11と25より、ノズル面の温度が室温の場合には目詰まり回復性に優れていたが、ブリードムラが低下した。一方、実施例11と26より、ノズル面の温度が高くなると、目詰まり回復性は低下したが、ブリードムラは向上した。
実施例11と27より、図3のノズル配列で処理液の量を減らすと画質が低下した。
実施例28と11の比較や実施例29と12の比較から、処理液ノズル群のうちの副走査方向の上流側のノズルでより多く処理液を付着させる方が、ブリードムのラ低減はより優れていた。一方、上流側の処理液ノズル群と副走査方向において位置が重なる部分のインクノズル群は、ノズルの目詰まり回復性が特に低下した。
実施例30~33より、記録媒体の吸収性に関係なく、いずれも画質に優れていた。特に吸収性の高い記録媒体の場合には、画質に課題が生じなかった。
実施例11と34より、処理液の付着量が多くなると、画質は向上したが目詰まり回復性が低下した。また、実施例18と35より、ノズルの配列が図4に示す配列では処理液量が増えても、実施例33ほどは目詰まり回復性は低下しなかった。
実施例11と36より、処理液ノズル群の隣に増粘比が高いインク4を配置すると目詰まり回復性が低下した。
実施例37~40より、パス時間が短くなるほど目詰まり回復性に優れていた。実施例40により、インクがグリセリンを含むと、インクの乾燥が遅くなるため、目詰まり回復性に優れるが、ブリードムラが低下した。
これらの実施例に対して、比較例1では、処理液を用いなかったものの、ノズル面の温度が高いため、画質は優れていたものの目詰まり回復性が低下した。比較例2~5では、処理液ノズル群の隣に、増粘比が高いインクノズル群が配置されたため、目詰まり回復性が低下した。
なお、参考例1、2より、処理液ノズル群がインクノズル群と副走査方向において重なる部分を有さない場合、処理液ノズル群の隣に増粘比が高いインクを配置しても目詰まり回復性が低下せず、課題が生じなかった。また、参考例3では、処理液を用いず、ノズル面の温度も低いため、目詰まり回復性に問題は無かったがブリードムラが低下した。
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実
施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
1…インクジェット記録装置、2,20,200…インクジェットヘッド、2a,20a,200a…ノズル面、3…IRヒーター、4…プラテンヒーター、5…加熱ヒーター、6…冷却ファン、7…プレヒーター、8…通気ファン、9…キャリッジ、10…記録媒体、11…プラテン、12…カートリッジ、13…キャリッジ移動機構、14…搬送手段、15a~15d,25a~25d…インクノズル群、16,26,36…処理液ノズル群、3A,4A,5A…処理液ノズル群が存在する領域、3B~3E,4B~4E,5B~5E…インクノズル群が存在する領域、CONT…制御部、MS…主走査方向、SS…副走査方向、X,Y,Z…重なる部分

Claims (22)

  1. インクと前記インクの成分を凝集させる処理液とを吐出するインクジェットヘッドを、記録媒体に対して相対的に主走査方向に複数回走査して記録を行うインクジェット記録方法であって、
    前記記録媒体が、低吸収性記録媒体または非吸収性記録媒体であり、
    1回の前記主走査方向への走査において前記インクジェットヘッドの1点が前記記録媒体と対向している最大時間が、0.8秒以上であり、
    前記インクジェットヘッドは、
    インクが充填されるノズルが前記主走査方向に交差する副走査方向に複数配列される第1のインクノズル群と、
    前記第1のインクノズル群に充填されるインクと組成の異なるインクが充填されるノズルが前記副走査方向に複数配列される第2のインクノズル群と、
    処理液が充填されるノズルが前記副走査方向に複数配列される処理液ノズル群と、
    を備え、
    前記処理液ノズル群は、前記第1および第2のインクノズル群と前記副走査方向において重なる部分を有し、
    インクノズル群のうち前記処理液ノズル群に対し前記主走査方向において最も近いインクノズル群を前記第1のインクノズル群とし、
    前記第1のインクノズル群に対し前記主走査方向において前記処理液ノズル群の反対側に前記第2のインクノズル群が配置され、
    前記第1のインクノズル群に充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0以下であ
    前記第1および第2のインクノズル群に充填されるインクは、標準沸点が280℃以上のポリオール類の有機溶剤の含有量がインク組成物に対して1質量%以下である、インクジェット記録方法。
  2. 前記第2のインクノズル群に充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0超である、請求項1に記載のイ
    ンクジェット記録方法。
  3. 前記第1のインクノズル群に充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が3.5以下である、請求項1または請求項2に記載のインクジェット記録方法。
  4. 前記記録媒体の前記処理液と前記インクとを付着させる記録領域において、インク付着量に対する処理液付着量が20質量%以上50質量%以下である、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
  5. 前記第1のインクノズル群に充填されるインクが淡インク組成物であり、前記第2のインクノズル群に充填されるインクが前記淡インク組成物と同色系で互いに色濃度の異なる濃インク組成物である、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
  6. 前記第1のインクノズル群に充填されるインクがクリアインク組成物であり、前記第2のインクノズル群に充填されるインクが色材を含む着色インク組成物である、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
  7. 前記第1のインクノズル群に充填されるインクが白色色材を含む白色インク組成物であり、前記第2のインクノズル群に充填されるインクが非白色色材を含む非白色インク組成物である、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
  8. 前記インクノズル群のうち前記第1のインクノズル群に対し前記主走査方向において前記処理液ノズル群と反対側の最も近くに配置されるインクノズル群を第3のインクノズル群とし、第3のインクノズル群に充填されるインクが、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0以下である、請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
  9. 前記処理液ノズル群に対し、前記主走査方向において前記第1のインクノズル群と反対側にインクノズル群が配置され、
    前記反対側に配置されるインクノズル群のうち、前記処理液ノズル群に対し前記主走査方向において最も近いインクノズル群を第3のインクノズル群とし、
    前記第3のインクノズル群に充填されるインクが、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0以下であり、
    前記第3のインクノズル群に対して前記主走査方向において前記処理液ノズル群と反対側に第4のインクノズル群が配置され、
    前記第4のインクノズル群に充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0超である、請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
  10. 前記処理液ノズル群が第1処理液ノズル群と第2処理液ノズル群とを有し、前記主走査方向において前記第1処理液ノズル群と前記第2処理液ノズル群との間に前記第1および第2のインクノズル群を有する、請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
  11. 前記処理液ノズル群が、前記主走査方向において全ノズル群の中央3分の1のノズル群に配置される、請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
  12. インク付着時のノズル面温度が28℃以上50℃以下である、請求項1ないし請求項11のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
  13. 前記低吸収性記録媒体が、紙である基材の表面に塗工層が設けられたものであり、前記非吸収性記録媒体が、プラスチックフィルム、基材にプラスチックがコーティングまたは接着されたもの、の何れかである、請求項1ないし請求項12のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
  14. 前記最大時間が0.8秒以上5秒以下である、請求項1ないし請求項13のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
  15. 前記処理液に含まれる凝集剤として、カチオン性樹脂、有機酸および多価金属塩の何れかを含む、請求項1ないし請求項14のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
  16. 前記第1および第2のインクノズル群に充填されるインクは、標準沸点が280℃以上のポリオール類の有機溶剤の含有量がインク組成物に対して0.8質量%以下である、請求項1ないし請求項15のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
  17. 前記処理液ノズル群の前記第1および第2のインクノズル群と前記副走査方向において重なる部分から処理液を吐出し、前記第1および第2のインクノズル群の前記処理液ノズル群と前記副走査方向において重なる部分からインクを吐出して、前記記録媒体に対して相対的に前記主走査方向に複数回走査する、請求項1ないし請求項16のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
  18. 前記記録媒体の前記主走査方向の幅が50cm以上である、請求項1ないし請求項17のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
  19. 前記第1および第2のインクノズル群に充填されるインクが、顔料と、微粒子状の樹脂と、標準沸点が180~270℃の有機溶剤と、を含有する、請求項1ないし請求項18のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
  20. 前記主走査方向への走査の平均走査速度が、60~100cm/秒である、請求項1ないし請求項19のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
  21. インクと前記インクの成分を凝集させる処理液とを吐出するインクジェットヘッドを、記録媒体に対して相対的に主走査方向に複数回走査して記録を行うインクジェット記録装置であって、
    前記記録媒体が、低吸収性記録媒体または非吸収性記録媒体であり、
    1回の前記主走査方向への走査において前記インクジェットヘッドの1点が前記記録媒体と対向している最大時間が、0.8秒以上であり、
    前記インクジェットヘッドは、
    インクが充填されるノズルが前記主走査方向に交差する副走査方向に複数配列される第1のインクノズル群と、
    前記第1のインクノズル群に充填されるインクと組成の異なるインクが充填されるノズルが前記副走査方向に複数配列される第2のインクノズル群と、
    処理液が充填されるノズルが前記副走査方向に複数配列される処理液ノズル群と、
    を備え、
    前記処理液ノズル群は、前記第1および第2のインクノズル群と前記副走査方向において重なる部分を有し、
    インクノズル群のうち前記処理液ノズル群に対し前記主走査方向において最も近いイン
    クノズル群を前記第1のインクノズル群とし、
    前記第1のインクノズル群に対し前記主走査方向において前記処理液ノズル群の反対側に前記第2のインクノズル群が配置され、
    前記第1のインクノズル群に充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0以下であ
    前記第1および第2のインクノズル群に充填されるインクは、標準沸点が280℃以上のポリオール類の有機溶剤の含有量がインク組成物に対して1質量%以下である、インクジェット記録装置。
  22. 記録媒体に対して相対的に主走査方向に複数回走査して、インクと前記インクの成分を凝集させる処理液とを吐出して記録を行うインクジェットヘッドであって、
    前記記録媒体が、低吸収性記録媒体または非吸収性記録媒体であり、
    1回の前記主走査方向への走査において前記インクジェットヘッドの1点が前記記録媒体と対向している最大時間が、0.8秒以上であり、
    前記インクジェットヘッドは、
    インクが充填されるノズルが前記主走査方向に交差する副走査方向に複数配列される第1のインクノズル群と、
    前記第1のインクノズル群に充填されるインクと組成の異なるインクが充填されるノズルが前記副走査方向に複数配列される第2のインクノズル群と、
    処理液が充填されるノズルが前記副走査方向に複数配列される処理液ノズル群と、
    を備え、
    前記処理液ノズル群は、前記第1および第2のインクノズル群と前記副走査方向において重なる部分を有し、
    インクノズル群のうち前記処理液ノズル群に対し前記主走査方向において最も近いインクノズル群を前記第1のインクノズル群とし、
    前記第1のインクノズル群に対し前記主走査方向において前記処理液ノズル群の反対側に前記第2のインクノズル群が配置され、
    前記第1のインクノズル群に充填されるインクは、酢酸カルシウム5質量%水溶液と2:1の比率で混合した時の混合前に対する増粘比が6.0以下であ
    前記第1および第2のインクノズル群に充填されるインクは、標準沸点が280℃以上のポリオール類の有機溶剤の含有量がインク組成物に対して1質量%以下である、インクジェットヘッド。
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