JP7287131B2 - インクジェット記録用インクセットおよび画像記録方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録ヘッドから記録媒体に吐出して画像を記録するインクジェット記録用インクセットおよびインクセットを用いた画像記録方法に関するものである。

ファクシミリ、複写機、プリンターのような記録装置として、インクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置が、高精細な画像を形成できることから広く用いられている。

このようなインクジェット記録装置では、良好な印字濃度、高速印字、印字の際の裏抜け（印字したインクが記録媒体を通過し、表面に形成された画像が裏面に映る現象）の抑制、異なる色のインク間でのカラーブリードの抑制、およびオフセットによる画像汚れの発生の抑制等が要求されており、これらの課題を解決するために、種々の検討が行われている。

例えば、特許文献１には、少なくとも２色のインクを重ね合わせて２次色画像を形成するインクジェット記録方法において、界面活性剤の含有量の多いインクから順に被記録材上にインクを付着させることで、耐フェザリング性、耐ブリード性を向上させるインクジェット記録方法が開示されている。また、特許文献２には、インクの乾燥粘度、および動的表面張力を所定の値とすることで、乾燥性に優れ、かつ滲みが少なく、吐出信頼性の高いインクジェット記録用インクが開示されている。

特許文献３には、少なくとも２以上の記録ヘッドを有するインクジェット記録装置による画像記録方法において、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が３７～４８ｍＮ／ｍであり、且つ、各インクの動的表面張力差がすべて２ｍＮ／ｍ以上である２種以上のインクを、動的表面張力の大きいインクから順に吐出して画像形成を行う画像記録方法が開示されている。

特開平１０－１００５３０号公報 特開２００３－２３１８３８号公報 特開２０１３－１０７２２４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のインクジェット記録方法で用いる界面活性剤では、インク中のイオンの種類や濃度によっては、インク中で界面活性剤が分離してしまう。そのため、界面活性剤の含有量だけでノズルからインクを吐出する順番を決めると所望の効果が得られなかった。また、特許文献２記載のインクジェット記録用インクでは、２色以上のインクを用いた場合に、一色の場合と同様の効果が得られないことがあった。

また、特許文献３のインクジェット記録用インクでは、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力はインク吐出時のインク滴のまとまりに影響を与えるが、メディア（記録媒体）に着弾したインク滴の濡れ拡がりや浸透性の設計値としては不適当であり、所望の効果を得られない場合があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、インクジェット記録装置を用いて高速で画像を形成する場合の、オフセットおよびカラーブリードによる画像汚れの発生を抑制しつつ、高画質の画像を形成できるインクジェット記録用インクセットおよび画像記録方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、２種以上のインクをそれぞれ吐出する２以上の記録ヘッドを有するインクジェット記録装置に用いられるインクジェット記録用インクセットである。インクセットは、顔料と樹脂とを含む顔料分散体と、有機溶媒と、水とを含有する２種以上のインクで構成され、記録ヘッドから最初に吐出される先頭インクと、記録ヘッドから最後に吐出される最終インクと、を含む。先頭インクは、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が最も高く、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が最も低い。最終インクは、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が最も低く、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が最も高い。先頭インクと最終インクの間に吐出される１種以上の中間インクを含む場合、中間インクは、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が直前に吐出されるインク以下であり、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が直前に吐出されるインク以上である。

本発明の第１の構成によれば、先頭インクは表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が最も高く、液滴のまとまりが最も良好であるため、分滴やサテライトの発生が抑制され、記録媒体に素早く着弾し、かつ、記録媒体への着弾時の動的表面張力が最も低く浸透性が速いので、オフセットやカラーブリードへの影響がなくなる。また、最終インクは表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が最も高く、記録媒体への浸透性が遅いので、記録媒体への濡れ拡がりが抑えられてカラーブリードが抑制される。先頭インクと最終インクの間に吐出される中間インクは表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が直前に吐出されるインク以下であり、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が直前に吐出されるインク以上であるため、直前に吐出されたインクに対するカラーブリードが抑制される。

インクジェット記録装置１００の構造を示す概略図 インクジェット記録装置１００の記録部９を上方から見た平面図 インクジェット記録装置１００のラインヘッド１１ａと用紙Ｓ上に形成されたドット列の一部を示す拡大平面図

本発明の画像記録方法は、顔料と樹脂とを含む顔料分散体、有機溶媒、および水を含有する２種以上のインクを用いて画像形成する、少なくとも２以上の記録ヘッドを有するインクジェット記録装置による画像記録方法であって、記録ヘッドから最初に吐出されるインクとして、後述する表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が最も高く、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が最も低いインクを用いる。そして、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が直前に吐出されたインク以下であり、１００ｍｓのときの動的表面張力が直前に吐出されたインク以上であるインクを順次吐出し、記録ヘッドから最後に吐出されるインクとして、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が最も低く、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が最も高いインクを用いる画像記録方法である。以下、本発明のインクジェット記録用のインクセット、および画像記録方法について詳細に説明する。

（インク）
本発明において用いるインクは、顔料と樹脂とを含む顔料分散体、有機溶媒、および水とを含むものである。また、本発明において用いるインクは、必要に応じ、インクに含まれる成分の溶解状態を安定化させる溶解安定剤、およびインクからの液体成分の揮発を抑制してインクの粘性を安定化させる保湿剤を含んでいてもよい。以下、本発明に用いるインクに含まれる、顔料分散体、水、有機溶媒、溶解安定剤、および保湿剤について順に説明する。

本発明では、２色（２種）以上のインクが使用される。インクの数は、２以上であれば、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。種々の色相の画像を良好に形成でき、記録ヘッドの数を削減してインクジェット記録装置を小型化しやすいことから、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックのインクからなる４色のインクを使用するのが好ましい。

（顔料分散体）
顔料分散体中に含有させることができる顔料は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、従来からインクジェット記録装置用インクの着色剤として使用されている顔料から適宜選択して使用できる。シアンインクに含有させることができる顔料の具体例としてはＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５等の青色顔料が挙げられる。イエローインクに含有させることができる顔料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、９３、９５、１０９、１１０、１２０、１２８、１３８、１３９、１５１、１５４、１５５、１７３、１８０、１８５、１９３等の黄色顔料が挙げられる。マゼンタインクに含有させることができる顔料としてはＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、２０２等の赤色顔料が挙げられる。ブラックインクに含有させることができる顔料としてはＣ．Ｉ．ピグメントブラック４、７（Ｂ．Ｋ－４、７、カーボンブラック）等の黒色顔料が挙げられる。

上記以外の色相の顔料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３４、３６、４３、６１、６３、７１等の橙色顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、２３、３３等の紫色顔料等が挙げられる。これらの顔料を２種以上組み合わせて用い、インクの色相を所望の色相に調整することができる。

顔料分散体に含まれる顔料の量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。典型的には、インクの全質量に対して２～１５質量％が好ましく、４～９質量％がより好ましい。顔料の使用量が過少であると所望する画像濃度を得にくく、顔料の使用量が過多であると、インクの流動性が損なわれ所望する画像を形成しにくくなったり、記録媒体に対するインクの浸透性が損なわれ、オフセットが発生しやすくなったりする場合がある。さらに、顔料の使用量が過多である場合、インクの分散安定性が維持できなくなる場合もある。

顔料分散体に含まれる樹脂は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、従来、顔料分散体の製造に用いられている種々の樹脂から適宜選択して使用できる。好適な樹脂の具体例としては、スチレン－アクリル酸－アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン－アクリル酸共重合体、スチレン－マレイン酸共重合体、スチレン－マレイン酸－アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン－メタクリル酸共重合体、スチレン－メタクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン－マレイン酸ハーフエステル共重合体、ビニルナフタレン－アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン－マレイン酸共重合体等が挙げられる。これらの樹脂の中では、調製が容易で、顔料の分散効果に優れることから、スチレン－アクリル酸－アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン－アクリル酸共重合体、スチレン－マレイン酸－アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン－メタクリル酸共重合体、スチレン－メタクリル酸アルキルエステル共重合体等の、スチレンに由来する単位と、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、又はメタクリル酸エステルに由来する単位とを含むスチレン－アクリル系樹脂が好ましい。上記の樹脂は、ラジカル重合により得られる。

顔料分散体の調製に用いる樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されないが、５０００～１５００００であるのが好ましい。顔料分散体に含まれる樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）はゲルろ過クロマトグラフィーにより測定できる。樹脂の分子量が過小である場合、記録媒体に画像を形成する際に、所望する画像濃度を有する画像を得にくい。また、分子量が過大である場合、インクの粘度が高いため、溶媒の揮発等によりインクの粘度がさらに高くなりやすく、吐出ノズルからのインクの吐出不良が起こりやすい。

また、顔料分散体の調製に用いる樹脂の酸価は、１５０～３００ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましい。樹脂の酸価が過小である場合、顔料分散体中の顔料の分散性が低くなりやすく、顔料の微粒子化が困難となるため、画像の良好な着色性、発色性を得にくい。樹脂の酸価が過大である場合、インクの保存安定性が低くなりやすい。樹脂の酸価は、樹脂を合成する際に、アクリル酸、メタクリル酸等の酸性の官能基（例えばカルボキシル基）を有する単量体（モノマー）の使用量を適宜調整することにより調整できる。具体的には、酸性の官能基を有する単量体の使用量を増やすことにより酸価を高めることができる。

顔料分散体を調製する際の樹脂の使用量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。樹脂の使用量は、顔料分散体の全質量に対して、０．５～６．７５質量％が好ましい。

顔料と樹脂とを含む顔料分散体を製造する方法は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、従来知られる方法から適宜選択できる。好適な方法としては、例えば、ナノグレンミル（浅田鉄工社製）、ＭＳＣミル（三井鉱山社製）、ダイノーミル（シンマルエンタープライゼス社製）、サンドミル（安川製作所社製）等のメディア型湿式分散機を用いて、水等の適切な液体の媒体中において、顔料と樹脂とを混練して顔料分散体を得る方法が挙げられる。メディア型湿式分散機による処理では、小粒径のビーズを用いる。ビーズの粒子径は特に限定されず、典型的には粒径０．５～２．０ｍｍである。また、ビーズの材質は特に限定されず、ジルコニアビーズ、ガラスビーズ等の硬質の材料からなるビーズが使用される。

（水）
本発明において用いるインクは、水性インクであり、水を必須成分として含む。インクに含まれる水は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、従来、水性インクの製造に使用されている水から、所望の純度の水を適宜選択して使用できる。インク中の水の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。インク中の水の含有量は、後述する他の成分の使用量に応じて適宜変更される。インク中の水の含有量としては、典型的には、インクの全質量に対して２０～７０質量％が好ましく、３０～６０質量％がより好ましい。

（有機溶媒）
本発明に用いるインクは、インクの記録媒体への浸透を促進させる目的等で有機溶媒を含む。好適な有機溶媒の具体例としては、エチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチ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、エチレングリコールモノメチルエーテル、およびトリプロピレングリコールモノメ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や、１，２－ヘキシレングリコール、１，２－オクタンジオール、２－エチル－１，３－ヘキサンジオール、２，４－ジエチル－１，５－ペンタンジオール、および２－エチル－２－ブチル－１，３－プロパンジオール等の炭素原子数６～９のアルカンジオール等が挙げられる。これらの有機溶媒は、１種類を単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。インク中の有機溶媒の含有量は、インクの全質量に対して５～２０質量％が好ましく、１０～１５質量％がより好ましい。

上記有機溶媒としては、１，２－オクタンジオール、２－エチル－１，３－ヘキサンジオール、２，４－ジエチル－１，５－ペンタンジオール、および２－エチル－２－ブチル－１，３－プロパンジオールから選択される少なくとも１種以上が好ましい。これらの有機溶媒を０．２～２．０質量％の範囲でインクに配合することによって、後述するインクの表面寿命１０ｍｓにおける動的表面張力を４０～４４ｍＮ／ｍの範囲、表面寿命１００ｍｓにおける動的表面張力を２８～３５ｍＮ／ｍの範囲で調整することができる。有機溶媒の含有量が２．０質量％を超える場合、オフセットによる画像汚れが発生しやすくなる。また、有機溶媒の使用量は、有機溶媒の種類によって、前述の範囲内で適宜調整するのが好ましい。

（溶解安定剤）
溶解安定剤は、インクに含まれる成分を相溶化してインクの溶解状態を安定化させる成分である。溶解安定剤の具体例としては、２－ピロリドン、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、およびγ－ブチロラクトン等が挙げられる。これらの溶解安定剤は２種以上を組み合わせて用いることができる。インクが溶解安定剤を含有する場合、溶解安定剤の含有量は、インクの全質量に対して１～２０質量％が好ましく、３～１５質量％がより好ましい。

（保湿剤）
保湿剤は、インクからの液体成分の揮発を抑制してインクの粘性を安定化させる成分である。保湿剤と水の量を調整することで、インクの粘度を調整することができる。保湿剤の具体例は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、１，２，６－ヘキサントリオール、チオジグリコール、１，３－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、およびグリセリン等が挙げられる。これらの保湿剤の中では、水等の液体成分の揮発の抑制効果に優れることからグリセリンがより好ましい。保湿剤は２種以上を組み合わせて用いることができる。インクが保湿剤を含有する場合、保湿剤の含有量は、インクの全質量に対して５～３０質量％が好ましく、１２～２０質量％がより好ましい。

（インクの製造方法）
インクの製造方法は、顔料分散体、水、有機溶媒等のインク成分を均一に混合することができれば特に限定されない。インクジェット記録装置用インクの製造方法の具体例としては、インクの各成分を混合機により均一に混合した後、孔径５μｍ以下のフィルターにより異物や粗大粒子を除去する方法が挙げられる。なお、インクを製造する際には、必要に応じて上述した溶解安定剤、保湿剤の他、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、防腐防カビ剤等の、従来インクジェット記録用のインクに配合されている種々の添加剤を適宜配合することができる。

（動的表面張力の測定）
本発明の画像記録方法において用いられる２種以上のインクを規定する動的表面張力とは、液表面（気－液界面）が形成された直後であって、液表面が非平衡状態にあるときの表面張力であり、表面寿命とは、液表面が形成されてからの経過時間である。そして、表面寿命の経過につれて、液表面はインク中の各成分が拡散して平衡状態に近づくため表面張力が低下する。このように液表面が平衡状態となったときの表面張力が静的表面張力である。インクジェット記録用のインクは、記録ヘッドからインク滴が吐出され、ごく短時間で記録媒体に着弾するため、インクの記録媒体に対する種々の性質は、インクの動的表面張力により規定することが、実際の状況に対してより適切である（特開２０１１－２０７１４６、段落００１９参照）。

インクの動的表面張力の測定方法は特に限定されず、従来用いられている動的表面張力計を用いた方法により測定できる。動的表面張力計としては、例えば、バブルプレッシャー動的表面張力計（ＢＰ１００、ＫＲＵＳＳ社製）等が挙げられる。

インクの動的表面張力が過大である場合、記録媒体に対するインクの浸透性が得られにくく、オフセットによる画像汚れを抑制しにくい。一方、インクの動的表面張力が過小である場合、インクの浸透性が高くなりやすく、また、吐出ノズルから吐出されたインク滴が記録媒体に着弾するまでの間にインク滴が分離することによる画像の乱れ（サテライト）が発生しやすく、所望する画像濃度を得にくい。

本発明の画像記録方法において用いられる２種以上のインク（以下、インクセットという）は、記録ヘッド１７ａ～１７ｃから最初に吐出されるインク（以下、先頭インクという）として、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が最も高く、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が最も低いインクを用いる。また、記録ヘッド１７ａ～１７ｃから最後に吐出されるインク（以下、最終インクという）として、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が最も低く、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が最も高いインクを用いる。

そして、先頭インクと最終インクの間に１種以上のインク（以下、中間インクという）を吐出する場合、中間インクとして、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が直前に吐出されるインク以下であり、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が直前に吐出されるインク以上であるインクを用いる。

記録ヘッド１７ａ～１７ｃから吐出されたインクが記録媒体に着弾するまでの時間は、印字速度や記録媒体と記録ヘッドとの間の距離（ギャップ）によって異なるが、一般的にラインヘッドで用いられる印字速度、ギャップであれば、吐出されたインクは５０ｍｓ～数百ｍｓで用紙Ｓに着弾する。その際の表面張力値が記録媒体へのインク浸透性に大きな影響を与えている。

本実施形態に用いられるインクセットでは、先頭インクは表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が最も高く、液滴のまとまりが最も良好であるため、分滴やサテライトの発生が抑制され、記録媒体に素早く着弾し、かつ、記録媒体への着弾時（５０ｍｓ～数百ｍｓ）の動的表面張力が最も低く浸透性が速いので、オフセットやカラーブリード（滲み）への影響がなくなる。また、最終インクは表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が最も高く、記録媒体への浸透性が遅いので、記録媒体への濡れ拡がりが抑えられてカラーブリードが抑制される。

そして、中間インクは表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が直前に吐出されるインク以下であり、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が直前に吐出されるインク以上であるため、直前に吐出されたインクに対するカラーブリードが抑制される。

特に、中間インクは、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が直前に吐出されるインクよりも低く、且つ最終インクよりも高く、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が直前に吐出されるインクよりも高く、且つ最終インクよりも低いことが好ましい。このようにすれば、表面寿命が１０ｍｓのとき（吐出直後）の動的表面張力は色順（吐出順）に低くなり、液滴のまとまりが抑えられて濡れ拡がりやすくなるが、表面寿命が１００ｍｓのとき（記録媒体への着弾時）の動的表面張力が先頭インクから最終インクまで色順に高くなるため、カラーブリードを効果的に抑制することができる。

また、本発明のインクセットを構成する２種以上のインクは、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が４０～４４ｍＮ／ｍであり、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が２８～３５ｍＮ／ｍであることが好ましい。表面寿命が１０ｍｓおよび１００ｍｓのときの動的表面張力を上記の範囲とすることで、オフセットに加えてサテライトやカラーブリードを効果的に抑制することができ、所望の画質を得ることができる。

（画像記録方法）
本発明の画像記録方法において用いるインクジェット記録装置は特に限定されないが、高品質の画像を高速で形成できることから、インクジェット記録装置として、ラインヘッド方式のインクジェット記録装置を用いるのが好ましい。ラインヘッド方式のインクジェット記録装置では、オフセットによる画像の汚れや、カラーブリードが生じやすいが、本発明のインクセットを用いる画像記録方法によれば、これらの問題が生じにくい。

また、ラインヘッド方式のインクジェット記録装置を用いて画像を形成する場合、画像形成速度は、Ａ４縦サイズの記録媒体を搬送して画像形成する場合の画像形成速度として１００ｐｐｍ（頁／分）以上であるのが好ましい。本発明の画像記録方法によれば、１００ｐｐｍ以上の高速で画像を形成する場合であっても、カラーブリード、およびオフセットによる画像汚れのない画像を所望する画像濃度で形成できる。

次に、本発明に用いるインクジェット記録装置について説明する。図１は、本発明のインクセットを使用するインクジェット記録装置１００の構造を示す概略図である。図１に示すように、インクジェット記録装置１００の左側部には用紙Ｓ（記録媒体）を収容する給紙トレイ２が設けられており、この給紙トレイ２の一端部には収容された用紙Ｓを、最上位の用紙Ｓから順に一枚ずつ後述する第１搬送ユニット５へ搬送（給紙）するための給紙ローラー３と、給紙ローラー３に圧接されて従動回転する従動ローラー４とが設けられている。

用紙搬送方向（矢印Ｘ方向）に対し給紙ローラー３および従動ローラー４の下流側（図１の右側）には、第１搬送ユニット５および記録部９が配置されている。第１搬送ユニット５は、第１駆動ローラー６と、第１従動ローラー７と、第１駆動ローラー６および第１従動ローラー７に掛け渡された第１搬送ベルト８とを含む構成であり、インクジェット記録装置１００の制御部１１０からの制御信号により第１駆動ローラー６が時計回り方向に回転駆動されることにより、第１搬送ベルト８に保持された用紙Ｓが矢印Ｘ方向に搬送される。

記録部９は、ヘッドハウジング１０と、ヘッドハウジング１０に保持されたラインヘッド１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、および１１ｄを備えている。各ラインヘッド１１ａ～１１ｄを構成する記録ヘッド１７ａ～１７ｃには、それぞれインクタンク（図示せず）に貯留されている４色（イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラック）のインクがラインヘッド１１ａ～１１ｄの色毎に供給される。

用紙搬送方向に対し第１搬送ユニット５の下流側（図１の右側）には第２搬送ユニット１２が配置されている。第２搬送ユニット１２は、第２駆動ローラー１３と、第２従動ローラー１４と、第２駆動ローラー１３および第２従動ローラー１４に掛け渡された第２搬送ベルト１５とを含む構成であり、第２駆動ローラー１３が時計回り方向に回転駆動されることにより、第２搬送ベルト１５に保持された用紙Ｓが矢印Ｘ方向に搬送される。記録部９においてインク画像が記録された用紙Ｓは第２搬送ユニット１２へと送られ、第２搬送ユニット１２を通過する間に用紙Ｓの表面に吐出されたインクが乾燥される。

第２搬送ユニット１２の下方にはメンテナンスユニット１９が配置されている。メンテナンスユニット１９は、ワイプブレード（図示せず）による拭き取り動作を実行する際に記録部９の下方に移動する。そして、記録ヘッド１７ａ～１７ｃのクリーニング液供給口（図示せず）からクリーニング液を供給し、ワイパーを用いてクリーニング液を塗り広げながらインク吐出面を拭き取り、拭き取られたクリーニング液を回収する。

また、用紙搬送方向に対し第２搬送ユニット１２の下流側には、画像が記録された用紙Ｓをインクジェット記録装置１００の外部へ排出する排出ローラー対１６が設けられている。排出ローラー対１６は、駆動ローラー１６ａと従動ローラー１６ｂとで構成されており、排出ローラー対１６の下流側には、インクジェット記録装置１００の外部へ排出された用紙Ｓが積載される排出トレイ（図示せず）が設けられている。

図２は、インクジェット記録装置１００の記録部９を上方から見た図である。記録部９は、ヘッドハウジング１０と、ヘッドハウジング１０に保持されたラインヘッド１１ａ～１１ｄを備えている。ラインヘッド１１ａ～１１ｄは、第１搬送ユニット５を構成する第１搬送ベルト８の搬送面に対して所定の間隔（例えば１ｍｍ）が形成されるような高さに支持され、用紙搬送方向と直交する用紙幅方向（図２の上下方向）に沿って複数（ここでは３個）の記録ヘッド１７ａ～１７ｃが千鳥状に配列されている。

各ラインヘッド１１ａ～１１ｄを構成する記録ヘッド１７ａ～１７ｃには、それぞれインクタンク（図示せず）に貯留されている４色（イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラック）のインクがラインヘッド１１ａ～１１ｄの色毎に供給される。

各記録ヘッド１７ａ～１７ｃは、外部コンピューターから受信した画像データに応じて、制御部１１０（図１参照）からの制御信号によって第１搬送ベルト８の搬送面に吸着保持されて搬送される用紙に向かって吐出ノズル１８からインクを吐出する。これにより、第１搬送ベルト８上の用紙Ｓにはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のインクが重ね合わされたカラー画像が形成される。

インクジェット記録装置１００では、記録ヘッド１７ａ～１７ｃのインク吐出面を清浄にするために、長期間停止後の印字開始時および印字動作の合間には、全ての記録ヘッド１７ａ～１７ｃのクリーニング液供給口（図示せず）からインク吐出面にクリーニング液を供給し、ワイプブレード（図示せず）によりインク吐出面を拭き取る記録ヘッド１７ａ～１７ｃの回復動作を実行し、次の印字動作に備える。

図３は、インクジェット記録装置１００のラインヘッド１１ａと用紙Ｓ上に形成されたドット列の一部を示す拡大平面図である。ラインヘッド型の記録方式のインクジェット記録装置１００を用いてドットを形成する方法を、図３を用いて具体的に説明する。なお、図３では図１および図２に示したラインヘッド１１ａ～１１ｄのうち、ラインヘッド１１ａを例に挙げて説明するが、他のラインヘッド１１ｂ～１１ｄについても全く同様に説明される。

図３に示すように、ラインヘッド１１ａには複数個の吐出ノズル１８からなるノズル列Ｎ１、Ｎ２が搬送方向（矢印Ｘ方向）に並設されている。つまり、搬送方向の各ドット列を形成する吐出ノズル１８として、ノズル列Ｎ１、Ｎ２に各１個ずつ（例えばドット列Ｌ１では吐出ノズル１８ａおよび１８ａ′）、合計２個の吐出ノズル１８を備えている。なお、ここでは説明の便宜のため、ノズル列Ｎ１、Ｎ２を構成する吐出ノズル１８のうち、ドット列Ｌ１～Ｌ１６に対応する１８ａ～１８ｐおよび１８ａ′～１８ｐ′までの各１６個の吐出ノズル１８のみを記載しているが、実際にはさらに多数の吐出ノズル１８が搬送方向と直交する方向に配列されているものとする。

そして、このノズル列Ｎ１、Ｎ２を順次用いて記録媒体上に画像を形成する。例えば、記録媒体を搬送方向に移動させながら、記録媒体の幅方向（図３の左右方向）１行分のドット列Ｄ１をノズル列Ｎ１からのインク吐出（図３の実線矢印）により形成した後、次の１行分のドット列Ｄ２をノズル列Ｎ２からのインク吐出（図３の破線矢印）により形成し、さらに次の１行分のドット列Ｄ３を再びノズル列Ｎ１からのインク吐出により形成する。以下、ドット列Ｄ４以降もノズル列Ｎ１、Ｎ２を交互に用いて同様に形成する。

以上説明した画像記録方法によれば、ラインヘッド方式のインクジェット記録装置を用いて高速で画像形成する場合であっても、オフセットによる画像汚れ、および異なる色のインク間でのカラーブリードの発生を抑制しつつ、所望する濃度の画像を形成できる。このため、本発明の画像記録方法は種々のインクジェット記録装置において好適に利用される。

その他本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では所定の形状にカットされた用紙Ｓ（カット紙）にインクを吐出するインクジェット記録装置１００について説明したが、本発明はロール状に巻かれた長尺の用紙を所定の速度で繰り出してインクを吐出するインクジェット記録装置にも同様に適用可能である。

また、上記実施形態では先頭インクとしてイエローのインク、最終インクとしてブラックのインク、中間インクとしてマゼンタおよびシアンのインクの計４種類のインクからなるインクセットについて説明したが、先頭インク、中間インク、最終インクを１種類ずつ有する３種類のインクからなるインクセットや、３種類以上の中間インクを含む５種類以上のインクからなるインクセット、中間インクを含まない先頭インクと最終インクの２種類のインクからなるインクセットについても本発明を同様に適用可能である。

また、記録媒体の種類も紙に限定されるものではなく、天然繊維、合成繊維の織物、編物、または不織布等の布帛、合成樹脂製のフィルム等、種々の記録媒体を使用することができる。以下、実施例により本発明の効果について更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制約されるものではない。

[顔料分散体の調製]
イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの各色について、顔料、分散樹脂（スチレン－アクリル樹脂）、界面活性剤（オルフィンＥ１０１０、アセチレンジオールのエチレンオキシド付加物、日信化学工業社製）と、水とを表１に示す割合で混合し、合計割合が１００質量％となった組成物を、湿式分散機であるダイノミル（シンマルエンタープライゼス社製）のベッセルに充填した後、分散処理を行い、各色の顔料分散体を得た。各色の顔料は、イエロー顔料としてＰ．Ｙ－７４を、マゼンタ顔料としてＰ．Ｒ－１２２を、シアン顔料としてＰ．Ｂ－１５：３を、ブラック顔料としてＢ．Ｋ－４をそれぞれ用いた。

分散樹脂であるスチレン－アクリル樹脂に関しては、任意の６０～８０℃の温水にて樹脂を加熱し、溶解するためにアルカリ（対イオン：ここではＮａＯＨ）をｐＨが８．０になるまで中和溶解したのち顔料分散を行った。

分散条件としては、ジルコニアビーズ（粒径１．０ｍｍ）をベッセル容量（１．４Ｌ）に対して７０％の充填率でセットし、顔料分散体の分散粒度として平均粒子径が７０～１３０ｎｍになるように調製した。顔料分散体の平均粒子径は、イオン交換水で３００倍希釈した溶液を動的光散乱式粒径分布測定装置（ゼータサイザーナノ、シスメックス社製）で測定した。

[インクの調製]
調製された顔料分散体を用いて、表２に示したインク配合を行うことで、顔料インクを作製した。具体的には、表２の組成となるように各成分を攪拌機にて攪拌しながら、順に添加した。

異物やゴミ、粗大粒子等を除去するために、孔径５μｍのフィルターによりろ過して、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの各色について動的表面張力の異なるインクを調製し、本発明および比較例のインクセット（本発明１～４、比較例１～２）を作製した。動的表面張力の調整は、インク全質量に対する１，２－オクタンジオール、およびトリエチレングリコールモノブチルエーテルの配合量を調整することにより行った。各インクセットを構成するインクの表面寿命１０ｍｓ、１００ｍｓのときの動的表面張力を表３、表４に、１，２－オクタンジオール、およびトリエチレングリコールモノブチルエーテルの配合量を表５に示す。

※１；１，２－オクタンジオール
※２；トリエチレングリコールモノブチルエーテル

［動的表面張力の違いによるインクセットの評価］
作製されたインクセットについて、図１に示した４つのラインヘッド１１ａ～１１ｄを備えるラインヘッド方式のインクジェット記録装置１００を用い、オフセット、サテライト、およびカラーブリードの発生の有無について評価した。

＜オフセット性の評価方法＞
オフセット性の評価は、インクジェット記録装置１００におけるラインヘッド１１ａ～１１ｄ毎に、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各インクを単色で用い、且つ動的表面張力ごとに評価を行った。具体的には、ラインヘッド１１ａ～１１ｄの各記録ヘッド１７ａ～１７ｃにインクを充填し、インク吐出面から漏出している余剰液をワイプブレードにより掻きとった。記録ヘッドのインク吐出面と用紙Ｓとの距離を１ｍｍに固定し、給紙部から排出部までの用紙Ｓの搬送速度を８４６．７ｍｍ／秒に設定した。用紙ＳとしてＩＪＷ（王子製紙社製）をＡ４サイズにカットしたものを用い、記録ヘッド１７ａ～１７ｃから用紙Ｓへのインクの打ち込み量が１５ｇ／ｍ²となるようにインクを吐出して、１０ｃｍ×１０ｃｍのベタ画像を連続１０枚形成した。１０枚目に画像が形成された用紙Ｓについて、用紙Ｓを排出する排出ローラー対１６を構成する、表面材質がポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）である従動ローラー１６ｂと接触した後の用紙Ｓの非画像部の状態と、従動ローラー１６ｂへのインクの付着の状況を目視により観察してオフセット性を評価した。

オフセット性の評価基準は、インクが従動ローラー１６ｂに付着しておらず、非画像部に画像が版画されていない場合を○、インクが従動ローラー１６ｂに付着しているが、非画像部に画像が版画されていない場合を△、インクが従動ローラー１６ｂに付着しており、非画像部に画像が版画されている場合を×とした。

＜サテライトの評価方法＞
サテライトの評価は、図１のラインヘッド１１ａ～１１ｄから、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックのインクをそれぞれ吐出して、動的表面張力ごとに評価を行った。具体的には、画像濃度評価方法と同様の条件・方法により、５ｃｍ×５ｃｍのベタ画像を１枚形成した。形成したベタ画像を顕微鏡観察してサテライトの評価を行った。

サテライトの評価基準は、インク滴の着弾位置から１０μｍ以内にインクが収まっている場合を○、インク滴の着弾位置から１０μｍ以内にインクが収まっていない場合を×とした。

＜カラーブリードの評価方法＞
カラーブリードの評価は、単色画像形成によるオフセットの評価方法と同様の条件・方法により、ラインヘッド１１ａ～１１ｄに充填されたイエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックのインクで直線画像を重ね打ちして形成した。直線画像は、線幅が６００ｄｐｉで１０画素分の太さ、実際の画像では０．４２ｍｍの太さ（カラーブリードのない理論的な太さ）となるように形成した。形成された画像は、カラースキャナー（ＧＴ－Ｘ９７０、セイコーエプソン社製）を用い、１２００ｄｐｉで取り込み、取り込んだ画像について２値化を行い、画像データを修正した。修正した画像について、ドットアナライザー（Ｄａ－６０００、王子計測機器社製）を用いて、画像１画素あたりに含まれる輝度（０～２５５の数値範囲で評価）の分布を測定し、１画素あたりの輝度分布から平均値を求めた。このとき、輝度分布の平均値が１～２４４であるものを滲んでいるものと定義し、その滲みの長さに応じて、インクのカラーブリードを評価した。

カラーブリードの評価基準は、滲みの長さが５０μｍ以下である場合を○、滲みの長さが５０μｍよりも長く１００μｍ以下である場合を△、滲みの長さが１００μｍよりも長い場合を×とし、○、△の場合を合格、×の場合を不合格と判定した。オフセット性、サテライト、およびカラーブリードの評価結果をまとめて表６に示す。

表６から明らかなように、ラインヘッド１１ａから最初に吐出されるイエローのインク（先頭インク）として、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が最も高く、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が最も低いインクを用い、ラインヘッド１１ｄから最後に吐出されるブラックのインク（最終インク）として、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が最も低く、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が最も高いインクを用い、イエローとブラックのインクの間にラインヘッド１１ｂ、１１ｃから順次吐出されるマゼンタ、シアンのインク（中間インク）として、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が直前に吐出されるインク以下であり、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が直前に吐出されるインク以上であるインクを用いた本発明１～４のインクセットでは、１０枚目に画像が形成された用紙Ｓが排出されたとき従動ローラー１６ｂにインクが付着しておらず、用紙Ｓの非画像部に画像が版画されていなかった。

特に、インクセットを構成するインクの、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が４０～４４ｍＮ／ｍ、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が２８～３５ｍＮ／ｍの範囲内である本発明１、２では、サテライト、カラーブリードの発生も抑制されることが認められた。この理由としては、本発明３ではイエローのインクの表面寿命１０ｍｓのときの動的表面張力が２５ｍＮ／ｍと低いため、インク滴（液滴）のまとまりが抑えられてサテライトが発生したものと考えられる。また、本発明４ではブラックのインクの表面寿命１００ｍｓのときの動的表面張力が３７ｍＮ／ｍと高いため、インクの浸透性が悪く、異なる色のインク間で若干のカラーブリードが発生したものと考えらえる。

これに対し、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインクの全てで表面寿命が１０ｍｓ、１００ｍｓのときの動的表面張力が同じ（４３ｍＮ／ｍ、３０ｍＮ／ｍ）である比較例１では、用紙Ｓの非画像部には画像が版画されていなかったが、インクが従動ローラー１６ｂに付着していた。また、異なる色のインク間でのカラーブリードも発生した。

また、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインクの順に表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が高くなり、１００ｍｓのときの動的表面張力が低くなっている比較例２では、用紙Ｓの非画像部に画像が版画され、インクが従動ローラー１６ｂに付着していた。また、異なる色のインク間でのカラーブリードも発生した。

本発明１～４および比較例１、２の結果から、ラインヘッド１１ａから最初に吐出されるイエローのインク（先頭インク）として、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が最も高く、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が最も低いインクを用い、ラインヘッド１１ｄから最後に吐出されるブラックのインク（最終インク）として、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が最も低く、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が最も高いインクを用い、イエローとブラックのインクの間にラインヘッド１１ｂ、１１ｃから順次吐出されるマゼンタ、シアンのインク（中間インク）として、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が直前に吐出されるインク以下であり、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が直前に吐出されるインク以上であるインクを用いることで、オフセットの発生を抑制する効果が得られることが確認された。

さらに、イエローのインクの、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が４４ｍＮ／ｍである本発明１、２、４のインクセットでは、オフセットに加えてサテライトの発生も効果的に抑制されることが確認された。また、ブラックのインクの表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が３５ｍＮ／ｍである本発明１～３のインクセットでは、オフセットに加えてカラーブリードの発生もより効果的に抑制されることが確認された。

その中でも、本発明１のインクセットでは、マゼンタ、シアンのインクが、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が直前に吐出されるインクよりも低く、且つブラックのインクよりも高く、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が直前に吐出されるインクよりも高く、且つイエローのインクよりも低い。そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの全てのインクが、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が４０～４４ｍＮ／ｍであり、表面寿命が１００ｍｓのときの動的表面張力が２８～３５ｍＮ／ｍの範囲にある。これにより、オフセット性、サテライト、およびカラーブリードの全てが効果的に抑制されることが確認された。

本発明は、記録媒体にインクを吐出するインクジェット記録装置の画像記録方法およびインクジェット記録用インクセットに利用可能である。本発明の利用により、ラインヘッド方式のインクジェット記録装置を用いて高速で画像を形成する場合であっても、オフセットによる画像汚れ、および異なる色のインク間でのカラーブリードの発生を抑制しつつ、所望する画質の画像を形成できる画像記録方法およびインクジェット記録用インクセットを提供することができる。

９ 記録部
１１ａ～１１ｄ ラインヘッド
１７ａ～１７ｃ 記録ヘッド
１８ インク吐出ノズル
１００ インクジェット記録装置

Claims (4)

1. 顔料と樹脂とを含む顔料分散体と、有機溶媒と、水とを含有する２種以上のインクで構成され、前記２種以上のインクをそれぞれ吐出する２以上の記録ヘッドを有するインクジェット記録装置に用いられるインクジェット記録用インクセットであって、
   前記記録ヘッドから最初に吐出され、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が最も高く、前記表面寿命が１００ｍｓのときの前記動的表面張力が最も低い先頭インクと、
   前記記録ヘッドから最後に吐出され、前記表面寿命が１０ｍｓのときの前記動的表面張力が最も低く、前記表面寿命が１００ｍｓのときの前記動的表面張力が最も高い最終インクと、
   を含み、
   前記先頭インクと前記最終インクの間に吐出される１種以上の中間インクを含む場合、前記中間インクは、前記表面寿命が１０ｍｓのときの前記動的表面張力が直前に吐出されるインクよりも低く、且つ前記最終インクよりも高く、前記表面寿命が１００ｍｓのときの前記動的表面張力が直前に吐出されるインクよりも高く、且つ前記最終インクよりも低く、
   前記先頭インクおよび前記最終インクは、前記表面寿命が１０ｍｓのときの前記動的表面張力が４０～４４ｍＮ／ｍであり、前記表面寿命が１００ｍｓのときの前記動的表面張力が２８～３５ｍＮ／ｍであることを特徴とするインクジェット記録用インクセット。
2. 前記有機溶媒は、エチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチ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、エチレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、１，２－オクタンジオール、２－エチル－１，３－ヘキサンジオール、２，４－ジエチル－１，５－ペンタンジオール、および２－エチル－２－ブチル－１，３－プロパンジオールから選択される少なくとも１種以上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用インクセット。
3. 顔料と樹脂とを含む顔料分散体と、有機溶媒と、水とを含有する２種以上のインクを用いて、前記２種以上のインクをそれぞれ吐出する２以上の記録ヘッドを有するインクジェット記録装置により記録媒体に画像を形成する画像記録方法であって、
   前記記録ヘッドから最初に吐出される先頭インクとして、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が最も高く、前記表面寿命が１００ｍｓのときの前記動的表面張力が最も低いインクを用い、
   前記記録ヘッドから最後に吐出される最終インクとして、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が最も低く、前記表面寿命が１００ｍｓのときの前記動的表面張力が最も高いインクを用い、
   前記先頭インクと前記最終インクの間に１種以上の中間インクを吐出する場合、前記中間インクは、前記表面寿命が１０ｍｓのときの前記動的表面張力が直前に吐出されるインクよりも低く、且つ前記最終インクよりも高く、前記表面寿命が１００ｍｓのときの前記動的表面張力が直前に吐出されるインクよりも高く、且つ前記最終インクよりも低く、
   前記先頭インクおよび前記最終インクは、前記表面寿命が１０ｍｓのときの前記動的表面張力が４０～４４ｍＮ／ｍであり、前記表面寿命が１００ｍｓのときの前記動的表面張力が２８～３５ｍＮ／ｍであることを特徴とする画像記録方法。
4. 前記有機溶媒は、エチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチ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、エチレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、１，２－オクタンジオール、２－エチル－１，３－ヘキサンジオール、２，４－ジエチル－１，５－ペンタンジオール、および２－エチル－２－ブチル－１，３－プロパンジオールから選択される少なくとも１種以上であることを特徴とする請求項３に記載の画像記録方法。

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