JPWO2005002867A1 - インクジェット記録方法及びインクジェットプリンター - Google Patents
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Abstract
色間隔が２００ｍ秒以下の高速印画を行った場合でも、滲みや混色のない高品位の画像を得るインクジェット記録方法を提供する。複数色のインクを吐出口よりインク液滴として吐出し、被記録材上にインク液滴を付着させ記録を行うインクジェット記録方法において、第１の色のインクの吐出と第２の色のインクの吐出との間隔が２００ｍ秒以内である場合に、２３℃における前記各色のインクの表面張力が２５〜４５ｍＮ／ｍとなるインクを使用することを特徴とするインクジェット記録方法である。
Description
本発明は、カラー画像を高速にかつ高品位に形成するインクジェット記録方法及びインクジェットプリンターに関する。
インクジェット記録方式は、微小なインク液滴を飛翔させて被記録材に付着させ、画像、文字等を記録する方式であり、ディフレクション方式、キャビティ方式、サーマルインクジェット方式、スリットジェット方式及びスパークジェット方式等に代表される種々の作動原理がある。
インクジェット記録方式を採用したプリンターは、高速印字を低騒音で行うことができ、多色化も容易である。また、レーザープリンターにみられるような現像−定着過程が不要であるなどの特徴を有する。このため、文書、カラー画像等の印刷装置として種々の用途において急速に普及している。そこで、近年においては、インクジェット記録方式のプリンターに対して、より高画質の記録を、より高速で行えるようにすることが望まれている。
この高速記録の要求に応えるため、特開２００１−３０１１９９号公報、特開２００１−３１５３８５号公報などに記載されている様に、印画される用紙幅とほぼ同じ吐出範囲を有する所謂ラインヘッドついて研究がなされている。
ラインヘッド型インクジェットプリンターでは、シリアル型インクジェットプリンターよりも被記録材にインク液滴が打ち込まれる時間間隔が短い。そのため、インクに対して、より速い浸透性と乾燥性が要求されている。即ち、浸透性や乾燥性の低いインクを用いて印画すると、インク液滴が被記録材の内部へ十分に浸透しないうちに次のインク液滴が被記録材に打ち込まれ、その結果、被記録材の表面にインクだまりが生じる。このインクだまりは乾燥後濃度むらとなり、画質を劣化させることとなる。
一方、インクの浸透性や乾燥性を向上させる手法としては、従来、以下のような提案がなされている。
１）インクに特定の界面活性剤を添加すること：特開昭５５−２９５４６号公報、特公昭５８−６７５２号公報等
（２）インクジェットプリンターにおいて、２３℃における表面張力が４０ｄｙｎ／ｃｍ未満のカラーインクを吐出する印字動作モードと、２３℃における表面張力が４０ｄｙｎ／ｃｍ以上のブラックインクを吐出する印字動作モードとを選択できるようにすること：特許第３２７７６０９号公報
（３）色の異なるカラー記録液を使用する場合に、各記録液の粘度をほぼ揃えること：特開昭６０−１９７７７６号公報
（４）特定の吸水性を有する被記録材を使用すること：特許第２６１８３５９号公報
しかしながら、特開２００１−３１５３８５号公報、同２００１−３０１１９９号公報などに記載されているラインヘッド型インクジェットプリンターでは、通常、カラー印刷を行う場合に、第１の色のインクの吐出と第２の色のインクの吐出との間隔（以下、色間隔と称する）が２００ｍ秒以下である。これは、シリアルプリンターが上記色間隔が１〜２秒程度であるのに比して極めて短い色間隔である。そのため、上述の（１）〜（３）のインクを用いても、インクの浸透性や乾燥性が十分ではなく、滲みのない良好な画質を得ることが難しいという問題があった。
インクジェット記録方式を採用したプリンターは、高速印字を低騒音で行うことができ、多色化も容易である。また、レーザープリンターにみられるような現像−定着過程が不要であるなどの特徴を有する。このため、文書、カラー画像等の印刷装置として種々の用途において急速に普及している。そこで、近年においては、インクジェット記録方式のプリンターに対して、より高画質の記録を、より高速で行えるようにすることが望まれている。
この高速記録の要求に応えるため、特開２００１−３０１１９９号公報、特開２００１−３１５３８５号公報などに記載されている様に、印画される用紙幅とほぼ同じ吐出範囲を有する所謂ラインヘッドついて研究がなされている。
ラインヘッド型インクジェットプリンターでは、シリアル型インクジェットプリンターよりも被記録材にインク液滴が打ち込まれる時間間隔が短い。そのため、インクに対して、より速い浸透性と乾燥性が要求されている。即ち、浸透性や乾燥性の低いインクを用いて印画すると、インク液滴が被記録材の内部へ十分に浸透しないうちに次のインク液滴が被記録材に打ち込まれ、その結果、被記録材の表面にインクだまりが生じる。このインクだまりは乾燥後濃度むらとなり、画質を劣化させることとなる。
一方、インクの浸透性や乾燥性を向上させる手法としては、従来、以下のような提案がなされている。
１）インクに特定の界面活性剤を添加すること：特開昭５５−２９５４６号公報、特公昭５８−６７５２号公報等
（２）インクジェットプリンターにおいて、２３℃における表面張力が４０ｄｙｎ／ｃｍ未満のカラーインクを吐出する印字動作モードと、２３℃における表面張力が４０ｄｙｎ／ｃｍ以上のブラックインクを吐出する印字動作モードとを選択できるようにすること：特許第３２７７６０９号公報
（３）色の異なるカラー記録液を使用する場合に、各記録液の粘度をほぼ揃えること：特開昭６０−１９７７７６号公報
（４）特定の吸水性を有する被記録材を使用すること：特許第２６１８３５９号公報
しかしながら、特開２００１−３１５３８５号公報、同２００１−３０１１９９号公報などに記載されているラインヘッド型インクジェットプリンターでは、通常、カラー印刷を行う場合に、第１の色のインクの吐出と第２の色のインクの吐出との間隔（以下、色間隔と称する）が２００ｍ秒以下である。これは、シリアルプリンターが上記色間隔が１〜２秒程度であるのに比して極めて短い色間隔である。そのため、上述の（１）〜（３）のインクを用いても、インクの浸透性や乾燥性が十分ではなく、滲みのない良好な画質を得ることが難しいという問題があった。
そこで、本発明は、色間隔が２００ｍ秒以下の高速印字を行うインクジェットプリンターを用いても、滲みや混色のない高品位の画像を得られるようにすることを目的とする。
上述の目的を達成するため、本発明は、複数色のインクを吐出口よりインク液滴として吐出し、被記録材上にインク液滴を付着させ記録を行うインクジェット記録方法において、第１の色のインクの吐出と第２の色のインクの吐出との間隔が２００ｍ秒以内である場合に、２３℃における前記各色のインクの表面張力が２５〜４５ｍＮ／ｍとなるインクを使用することを特徴とするインクジェット記録方法を提供する。
本発明のインクジェット記録方法によれば、ラインヘッド型インクジェットプリンターを用いて高速でカラー印刷を行う場合のように、色間隔が２００ｍ秒以内で印画する場合に、２３℃における表面張力が２５〜４５ｍＮ／ｍのインクを使用するので、滲みや混色のない高品位の画像を得ることができる。これに対して、インクの表面張力が２５ｍＮ／ｍ未満の場合には、インクの濡れ性が過度に高くなり、ノズル周囲にもインクが付着し、インクの吐出性が劣り、所期の方向に飛翔しなくなるので好ましくない。反対に、インクの表面張力が４５ｍＮ／ｍを超える場合には、インクの被記録材に対する浸透性が劣り、混色が悪化し、インクの浸透ムラが生じるので好ましくない。
上述の目的を達成するため、本発明は、複数色のインクを吐出口よりインク液滴として吐出し、被記録材上にインク液滴を付着させ記録を行うインクジェット記録方法において、第１の色のインクの吐出と第２の色のインクの吐出との間隔が２００ｍ秒以内である場合に、２３℃における前記各色のインクの表面張力が２５〜４５ｍＮ／ｍとなるインクを使用することを特徴とするインクジェット記録方法を提供する。
本発明のインクジェット記録方法によれば、ラインヘッド型インクジェットプリンターを用いて高速でカラー印刷を行う場合のように、色間隔が２００ｍ秒以内で印画する場合に、２３℃における表面張力が２５〜４５ｍＮ／ｍのインクを使用するので、滲みや混色のない高品位の画像を得ることができる。これに対して、インクの表面張力が２５ｍＮ／ｍ未満の場合には、インクの濡れ性が過度に高くなり、ノズル周囲にもインクが付着し、インクの吐出性が劣り、所期の方向に飛翔しなくなるので好ましくない。反対に、インクの表面張力が４５ｍＮ／ｍを超える場合には、インクの被記録材に対する浸透性が劣り、混色が悪化し、インクの浸透ムラが生じるので好ましくない。
図１はラインヘッド型インクジェットプリンターの全体構成を示す一部断面斜視図である。
図２は図１のラインヘッド型インクジェットプリンターのその断面側面図である。
図３はラインヘッドを示し、Ａは平面図、Ｂは底面図である。
図４Ａは図３のラインヘッドのＡ−Ａ断面図、ＢはＢ−Ｂ断面図である。
図５は色間隔と浸透ムラの関係図である。
図６は色間隔と浸透ムラの関係図である。
引用符号の説明
１１０・・・筺体
１２０・・・ラインヘッド
１２４ａ・・・ノズル
１２６・・・インクタンク
１３０・・・紙送り部
１４０・・・給紙部
１５０・・・ペーパートレイ
１６０・・・電気回路部
図２は図１のラインヘッド型インクジェットプリンターのその断面側面図である。
図３はラインヘッドを示し、Ａは平面図、Ｂは底面図である。
図４Ａは図３のラインヘッドのＡ−Ａ断面図、ＢはＢ−Ｂ断面図である。
図５は色間隔と浸透ムラの関係図である。
図６は色間隔と浸透ムラの関係図である。
引用符号の説明
１１０・・・筺体
１２０・・・ラインヘッド
１２４ａ・・・ノズル
１２６・・・インクタンク
１３０・・・紙送り部
１４０・・・給紙部
１５０・・・ペーパートレイ
１６０・・・電気回路部
以下、本発明を詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等の構成要素を表している。
図１は、本発明の一実施態様であるラインヘッド型インクジェットプリンター１００の全体構成を示す。尚、図１は、ラインヘッド型インクジェットプリンター１００の一部断面斜視図である。図２は、その断面側面図である。
このインクジェットプリンター１００は、筐体１１０が直方体状に形成されている。その内部には、ラインヘッド１２０、紙送り部１３０、給紙部１４０、ペーパートレイ１５０、電気回路部１６０等が配設されている。
筐体１１０の一端側面には用紙Ｐの排紙口１１１が設けられ、他端側面にはペーパートレイ１５０のトレイ出入口１１２が設けられている。
ラインヘッド１２０には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色分のラインヘッドが備えられている。各ラインヘッド１２０は、インクの液滴を吐出する駆動素子として発熱素子を有し、用紙Ｐの略幅寸法の記録範囲を有している。
また、このラインヘッド１２０は、インクの液滴の数でドットの径の変調を行うＰＮＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｎｕｍｂｅｒ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調機能を有する。
図３（Ａ）、（Ｂ）は、１色分のラインヘッド１２０の平面図及び底面図である。図４Ａ、Ｂは、図３ＢのＡ−Ａ線断面側面図及びＢ−Ｂ線断面側面図である。
このラインヘッド１２０は、ライン状のヘッドフレーム１２２、ヘッドフレーム１２２の一方の面に貼り付けられた複数個のヘッドチップ１２１、ヘッドフレーム１２２の他面に設けられたインクタンク１２６からなっている。
ヘッドフレーム１２２には、中央にスリット状のインク供給孔１２２ａが形成されており、このインク供給孔１２２ａの両側にヘッドチップ１２１が千鳥状に配列されている。そして、ヘッドチップ１２１上のインク供給孔１２２ａ側には複数個の発熱素子１２１ｂが一列に配列され、反対側には発熱素子１２１ｂに対応した接続端子１２１ｅが一列に配列されている。
ヘッドチップ１２１上には、複数個のインクの液室１２３ａと流路１２３ｂを形成するための部材１２３を介して複数個のノズル１２４ａを有するノズルプレート１２４が配設されている。
インクタンク１２６は、袋１２６ａと外筐１２６ｂの二重構造になっており、袋１２６ａと外筐１２６ｂの間には、袋１２６ａを外側に拡げるように働くバネ部材１２６ｃが入っている。また、インクタンク１２６の底面には、インクタンク１２６からのごみやインク成分の凝集物等がノズル１２４ａ側に混入することを防止するフィルタ１２５が設けられている。
ヘッドチップ１２１上からヘッドフレーム１２２の外側を通ってインクタンク１２６の外周面に至る部分には、いわゆるＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）からなる電気配線１２７が貼り付けられている。電気配線１２７は、ヘッドチップ１２１に電源や電気信号を供給するためのものであり、ヘッドチップ１２１の接続端子１２１ｅに接続されている。
このインクジェットプリンター１００は、概略、次のように動作する。ペーパートレイ１５０内に所定枚数の用紙Ｐを収納した状態でインクジェットプリンタ１００の電源を入れ、外部からプリント信号が入力されると、ばね１５１の作用により紙支え１５２が用紙Ｐの一端部を持ち上げ、給紙ローラ１４１に押し付ける。そして、給紙モータ１４２の駆動により給紙ローラ１４１が回転し、１枚の用紙Ｐをペーパートレイ１５０から紙送りローラ１３２へ送り出す。
続いて、紙送りモータ１３４の駆動により各紙送りローラ１３２、１３３が回転する。これにより、紙送りローラ１３２が用紙Ｐを紙送りガイド１３１へ送り出す。次に、ラインヘッド１２０が所定のタイミングで動作して、発熱素子１２１ｂに駆動電圧をかける。これにより、発熱素子１２１ｂの表面のインク中に気泡を発生させ、ノズル１２４ａからインクの液滴を吐出して用紙Ｐ上に着弾させ、ドットからなる文字や写真等の画像を記録する。そして、送り出されてきた用紙Ｐを紙送りローラ１３３が排紙口１１１から排紙する。
本発明のインクジェット記録方法においては、かかるラインヘッド型インクジェットプリンター１００を、色間隔２００ｍ秒以内、好ましくは色間隔５０〜２００ｍ秒で駆動する場合に、各色のインクとして、２３℃における表面張力が２５〜４５ｍＮ／ｍのインクを使用することを特徴としている。
インクの表面張力が２５ｍＮ／ｍ未満の場合には、インクの濡れ性が過度に高くなり、ノズル周囲にもインクが付着し、インクの吐出性が劣り、所期の方向に飛翔しなくなるので好ましくない。反対に、インクの表面張力が４５ｍＮ／ｍを超える場合には、インクの被記録材に対する浸透性が劣り、混色が悪化し、インクの浸透ムラが生じるので好ましくない。
なお、表面張力の測定方法は、ウィルヘルミ（プレート）法による。
また、本発明のインクジェット記録方法においては、上述のラインヘッド型インクジェットプリンターに限らず、色間隔２００ｍ秒以内、好ましくは色間隔５０〜２００ｍ秒で駆動する限り、種々のインクジェットプリンターを用いたインクジェット記録に適用される。
本発明で使用するインクの成分は、公知のインクジェット用インクと同様とすることができ、表面張力の調整は界面活性剤等の添加による。したがって、インクは、色材、溶剤（水＋水溶性有機溶剤）、界面活性剤等から調製したものを使用することができる。このうち、色材としては、直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料等に代表される水溶性染料が好適である。具体的には、例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１７、２３、４２、４４、７９、１４２；Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、８、１３、１４、１８、２６、２７、３５、３７、４２、５２、８２、８７、８９、９２、９７、１０６、１１１、１１４、１１５、１３４、１８６、２４９、２５４、２８９；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、２９、４５、９２、２４９；Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１、２、７、２４、２６、９４；Ｃ．Ｉ．フードイエロー３、４；Ｃ．Ｉ．フードレッド７、９、１４；Ｃ．Ｉ．フードブラック１、２；Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１、１２、２４、２６、３３、４４、５０、８６、１２０、１３２、１４２、１４４；Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、４、９、１３、１７、２０、２８、３１、３９、８０、８１、８３、８９、２２５、２２７；Ｃ．Ｉ．ダイレクト．オレンジ２６、２９、６２、１０２；Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、２、６、１５、２２、２５、７１、７６、７９、８６、８７、９０、９８、１６３、１６５、１９９、２０２；Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１９、２２、３２、３８、５１、５６、７１、７４、７５、７７、１５４、１６８、１７１；Ｃ．Ｉ．ベーシックイエロー１、２、１１、１３、１４、１５、１９、２１、２３、２４、２５、２８、２９、３２、３６、４０、４１、４５、４９、５１、５３、６３、６４、６５、６７、７０、７３、７７、８７、９１；Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド２、１２、１３、１４、１５、１８、２２、２３、２４、２７、２９、３５、３６、３８、３９、４６、４９、５１、５２、５４、５９、６８、６９、７０、７３、７８、８２、１０２、１０４、１０９、１１２；Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー１、３、５、７、９、２１、２２、２６、３５、４１、４５、４７、５４、６２、６５、６６、６７、６９、７５、７７、７８、８９、９２、９３、１０５、１１７、１２０、１２２、１２４、１２９、１３７、１４１、１４７、１５５；Ｃ．Ｉ．ベーシックブラック２、８；Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック３、４、７、１１、１２、１７；Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー１、５、１１、１３、１４、２０、２１、２２、２５、４０、４７、５１、５５、６５、６７；Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド１、１４、１７、２５、２６、３２、３７、４４、４６、５５、６０、６６、７４、７９、９６、９７；Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー１、２、７、１４、１５、２３、３２、３５、３８、４１、６３、８０、９５などをあげることができる。
インクにおける色材の添加量は、該インクの質量に対して１〜１０％、より好ましくは３〜５％であり、インクの粘度、乾燥性、吐出安定性、発色性や印画物の保存安定性などを考慮して決定される。
溶剤としては、主に水を使用するが、色材の水への溶解性や分散性の改良、インクの乾燥防止等の目的で、必要に応じて有機溶剤を添加してもよい。
有機溶剤の好適な例としては、例えば、エタノール、２−プロパノールなどの低級アルコール類；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，５ペンタンジール、１，６ヘキサンジオール、グリセロール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、ペトリオールなどの多価アルコール類；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、テトラエチ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などの多価アルコールアルキルエーテル；エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテルなどの多価アルコールアリルエーテル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾイリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトンなどの含窒素複素環化合物；ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミンなどのアミン類；ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノールなどの含硫黄化合物類などをあげることができる。これらは、単独で、あるいは混合して用いることができる。
有機溶剤の添加量は、インクの質量に対して５〜５０％、より好ましくは１０〜３５％であり、色材の場合と同様に、インクの粘度、乾燥性、吐出安定性等を考慮して決定される。
界面活性剤は、インクの表面張力を調整し、また、インクの被記録材への浸透性を向上させるために添加することができる。
界面活性剤としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、両性界面活性剤のいずれも用いることができる。アニオン界面活性剤としては、カルボン酸塩類、硫酸エステル塩類、スルホン酸塩類、リン酸エステル塩類などが挙げられる。カチオン界面活性剤としては、高級アルキルアミン類、高級アルキルハライド類、高級脂肪酸類、高級脂肪酸アミド類などが挙げられる。ノニオン界面活性剤としては、ポリエチレングリコール類、多価アルコール類などが挙げられる。両性界面活性剤としては、カルボン酸型両性界面活性剤、硫酸エステル型両性界面活性剤、スルホン酸塩型両性界面活性剤、リン酸エステル型両性界面活性剤などが挙げられる。
さらに、インクには、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第４級アンモニウム水酸化物、第４級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩などのｐＨ調整剤；エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウムなどのキレート試薬；デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウムなどの防腐防剤；酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライトなどの防錆剤；その他、例えば特開平９−２２７８１１号公報に提案されているような紫外線吸収などを適宜添加することもできる。
一方、本発明において、インクジェット記録をする被記録材としては、普通紙の他、記録面側に多孔質塗工層を有するコート紙、記録面が光沢面となっている光沢紙、透明基材上に多孔質塗工層を有するＯＨＰ記録シート等のインクジェット記録シート等をあげることができ、特に、インクの浸透ムラの防止の点から、１００ｍ秒間のインクの吸液量が１５ｍＬ／ｍ２以上の被記録材を使用することが好ましく、吸液量１８〜４０ｍＬ／ｍ２の被記録材を使用することがより好ましい。吸液量が４０ｍＬ／ｍ２を超えると、にじみが生じたり、インクが被記録材の深部に浸透しすぎて印画濃度が低下する等画質が低下する傾向にある。
図１は、本発明の一実施態様であるラインヘッド型インクジェットプリンター１００の全体構成を示す。尚、図１は、ラインヘッド型インクジェットプリンター１００の一部断面斜視図である。図２は、その断面側面図である。
このインクジェットプリンター１００は、筐体１１０が直方体状に形成されている。その内部には、ラインヘッド１２０、紙送り部１３０、給紙部１４０、ペーパートレイ１５０、電気回路部１６０等が配設されている。
筐体１１０の一端側面には用紙Ｐの排紙口１１１が設けられ、他端側面にはペーパートレイ１５０のトレイ出入口１１２が設けられている。
ラインヘッド１２０には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色分のラインヘッドが備えられている。各ラインヘッド１２０は、インクの液滴を吐出する駆動素子として発熱素子を有し、用紙Ｐの略幅寸法の記録範囲を有している。
また、このラインヘッド１２０は、インクの液滴の数でドットの径の変調を行うＰＮＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｎｕｍｂｅｒ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調機能を有する。
図３（Ａ）、（Ｂ）は、１色分のラインヘッド１２０の平面図及び底面図である。図４Ａ、Ｂは、図３ＢのＡ−Ａ線断面側面図及びＢ−Ｂ線断面側面図である。
このラインヘッド１２０は、ライン状のヘッドフレーム１２２、ヘッドフレーム１２２の一方の面に貼り付けられた複数個のヘッドチップ１２１、ヘッドフレーム１２２の他面に設けられたインクタンク１２６からなっている。
ヘッドフレーム１２２には、中央にスリット状のインク供給孔１２２ａが形成されており、このインク供給孔１２２ａの両側にヘッドチップ１２１が千鳥状に配列されている。そして、ヘッドチップ１２１上のインク供給孔１２２ａ側には複数個の発熱素子１２１ｂが一列に配列され、反対側には発熱素子１２１ｂに対応した接続端子１２１ｅが一列に配列されている。
ヘッドチップ１２１上には、複数個のインクの液室１２３ａと流路１２３ｂを形成するための部材１２３を介して複数個のノズル１２４ａを有するノズルプレート１２４が配設されている。
インクタンク１２６は、袋１２６ａと外筐１２６ｂの二重構造になっており、袋１２６ａと外筐１２６ｂの間には、袋１２６ａを外側に拡げるように働くバネ部材１２６ｃが入っている。また、インクタンク１２６の底面には、インクタンク１２６からのごみやインク成分の凝集物等がノズル１２４ａ側に混入することを防止するフィルタ１２５が設けられている。
ヘッドチップ１２１上からヘッドフレーム１２２の外側を通ってインクタンク１２６の外周面に至る部分には、いわゆるＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）からなる電気配線１２７が貼り付けられている。電気配線１２７は、ヘッドチップ１２１に電源や電気信号を供給するためのものであり、ヘッドチップ１２１の接続端子１２１ｅに接続されている。
このインクジェットプリンター１００は、概略、次のように動作する。ペーパートレイ１５０内に所定枚数の用紙Ｐを収納した状態でインクジェットプリンタ１００の電源を入れ、外部からプリント信号が入力されると、ばね１５１の作用により紙支え１５２が用紙Ｐの一端部を持ち上げ、給紙ローラ１４１に押し付ける。そして、給紙モータ１４２の駆動により給紙ローラ１４１が回転し、１枚の用紙Ｐをペーパートレイ１５０から紙送りローラ１３２へ送り出す。
続いて、紙送りモータ１３４の駆動により各紙送りローラ１３２、１３３が回転する。これにより、紙送りローラ１３２が用紙Ｐを紙送りガイド１３１へ送り出す。次に、ラインヘッド１２０が所定のタイミングで動作して、発熱素子１２１ｂに駆動電圧をかける。これにより、発熱素子１２１ｂの表面のインク中に気泡を発生させ、ノズル１２４ａからインクの液滴を吐出して用紙Ｐ上に着弾させ、ドットからなる文字や写真等の画像を記録する。そして、送り出されてきた用紙Ｐを紙送りローラ１３３が排紙口１１１から排紙する。
本発明のインクジェット記録方法においては、かかるラインヘッド型インクジェットプリンター１００を、色間隔２００ｍ秒以内、好ましくは色間隔５０〜２００ｍ秒で駆動する場合に、各色のインクとして、２３℃における表面張力が２５〜４５ｍＮ／ｍのインクを使用することを特徴としている。
インクの表面張力が２５ｍＮ／ｍ未満の場合には、インクの濡れ性が過度に高くなり、ノズル周囲にもインクが付着し、インクの吐出性が劣り、所期の方向に飛翔しなくなるので好ましくない。反対に、インクの表面張力が４５ｍＮ／ｍを超える場合には、インクの被記録材に対する浸透性が劣り、混色が悪化し、インクの浸透ムラが生じるので好ましくない。
なお、表面張力の測定方法は、ウィルヘルミ（プレート）法による。
また、本発明のインクジェット記録方法においては、上述のラインヘッド型インクジェットプリンターに限らず、色間隔２００ｍ秒以内、好ましくは色間隔５０〜２００ｍ秒で駆動する限り、種々のインクジェットプリンターを用いたインクジェット記録に適用される。
本発明で使用するインクの成分は、公知のインクジェット用インクと同様とすることができ、表面張力の調整は界面活性剤等の添加による。したがって、インクは、色材、溶剤（水＋水溶性有機溶剤）、界面活性剤等から調製したものを使用することができる。このうち、色材としては、直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料等に代表される水溶性染料が好適である。具体的には、例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１７、２３、４２、４４、７９、１４２；Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、８、１３、１４、１８、２６、２７、３５、３７、４２、５２、８２、８７、８９、９２、９７、１０６、１１１、１１４、１１５、１３４、１８６、２４９、２５４、２８９；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、２９、４５、９２、２４９；Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１、２、７、２４、２６、９４；Ｃ．Ｉ．フードイエロー３、４；Ｃ．Ｉ．フードレッド７、９、１４；Ｃ．Ｉ．フードブラック１、２；Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１、１２、２４、２６、３３、４４、５０、８６、１２０、１３２、１４２、１４４；Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、４、９、１３、１７、２０、２８、３１、３９、８０、８１、８３、８９、２２５、２２７；Ｃ．Ｉ．ダイレクト．オレンジ２６、２９、６２、１０２；Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、２、６、１５、２２、２５、７１、７６、７９、８６、８７、９０、９８、１６３、１６５、１９９、２０２；Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１９、２２、３２、３８、５１、５６、７１、７４、７５、７７、１５４、１６８、１７１；Ｃ．Ｉ．ベーシックイエロー１、２、１１、１３、１４、１５、１９、２１、２３、２４、２５、２８、２９、３２、３６、４０、４１、４５、４９、５１、５３、６３、６４、６５、６７、７０、７３、７７、８７、９１；Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド２、１２、１３、１４、１５、１８、２２、２３、２４、２７、２９、３５、３６、３８、３９、４６、４９、５１、５２、５４、５９、６８、６９、７０、７３、７８、８２、１０２、１０４、１０９、１１２；Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー１、３、５、７、９、２１、２２、２６、３５、４１、４５、４７、５４、６２、６５、６６、６７、６９、７５、７７、７８、８９、９２、９３、１０５、１１７、１２０、１２２、１２４、１２９、１３７、１４１、１４７、１５５；Ｃ．Ｉ．ベーシックブラック２、８；Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック３、４、７、１１、１２、１７；Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー１、５、１１、１３、１４、２０、２１、２２、２５、４０、４７、５１、５５、６５、６７；Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド１、１４、１７、２５、２６、３２、３７、４４、４６、５５、６０、６６、７４、７９、９６、９７；Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー１、２、７、１４、１５、２３、３２、３５、３８、４１、６３、８０、９５などをあげることができる。
インクにおける色材の添加量は、該インクの質量に対して１〜１０％、より好ましくは３〜５％であり、インクの粘度、乾燥性、吐出安定性、発色性や印画物の保存安定性などを考慮して決定される。
溶剤としては、主に水を使用するが、色材の水への溶解性や分散性の改良、インクの乾燥防止等の目的で、必要に応じて有機溶剤を添加してもよい。
有機溶剤の好適な例としては、例えば、エタノール、２−プロパノールなどの低級アルコール類；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，５ペンタンジール、１，６ヘキサンジオール、グリセロール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、ペトリオールなどの多価アルコール類；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、テトラエチ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などの多価アルコールアルキルエーテル；エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテルなどの多価アルコールアリルエーテル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾイリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトンなどの含窒素複素環化合物；ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミンなどのアミン類；ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノールなどの含硫黄化合物類などをあげることができる。これらは、単独で、あるいは混合して用いることができる。
有機溶剤の添加量は、インクの質量に対して５〜５０％、より好ましくは１０〜３５％であり、色材の場合と同様に、インクの粘度、乾燥性、吐出安定性等を考慮して決定される。
界面活性剤は、インクの表面張力を調整し、また、インクの被記録材への浸透性を向上させるために添加することができる。
界面活性剤としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、両性界面活性剤のいずれも用いることができる。アニオン界面活性剤としては、カルボン酸塩類、硫酸エステル塩類、スルホン酸塩類、リン酸エステル塩類などが挙げられる。カチオン界面活性剤としては、高級アルキルアミン類、高級アルキルハライド類、高級脂肪酸類、高級脂肪酸アミド類などが挙げられる。ノニオン界面活性剤としては、ポリエチレングリコール類、多価アルコール類などが挙げられる。両性界面活性剤としては、カルボン酸型両性界面活性剤、硫酸エステル型両性界面活性剤、スルホン酸塩型両性界面活性剤、リン酸エステル型両性界面活性剤などが挙げられる。
さらに、インクには、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第４級アンモニウム水酸化物、第４級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩などのｐＨ調整剤；エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウムなどのキレート試薬；デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウムなどの防腐防剤；酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライトなどの防錆剤；その他、例えば特開平９−２２７８１１号公報に提案されているような紫外線吸収などを適宜添加することもできる。
一方、本発明において、インクジェット記録をする被記録材としては、普通紙の他、記録面側に多孔質塗工層を有するコート紙、記録面が光沢面となっている光沢紙、透明基材上に多孔質塗工層を有するＯＨＰ記録シート等のインクジェット記録シート等をあげることができ、特に、インクの浸透ムラの防止の点から、１００ｍ秒間のインクの吸液量が１５ｍＬ／ｍ２以上の被記録材を使用することが好ましく、吸液量１８〜４０ｍＬ／ｍ２の被記録材を使用することがより好ましい。吸液量が４０ｍＬ／ｍ２を超えると、にじみが生じたり、インクが被記録材の深部に浸透しすぎて印画濃度が低下する等画質が低下する傾向にある。
［実施例１、２及び比較例１、２］
（１）インクの調製
表１、表２の成分を混合溶解することにより、実施例１、２及び比較例１、２で用いるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のインクセットを調製した。
（２）表面張力
実施例１、２及び比較例１、２の色各インクについて、表面張力を全自動表面張力計（ＣＢＶＰ−Ｚ型、協和界面科学社）で測定した。結果を表１、表２に示す。
（３）浸透量
実施例１、２及び比較例１、２の各色インクについて、市販の２種のインクジェット用光沢写真用紙（ＰＭ写真用紙（ＥＰＳＯＮ社）とＱＰ厚手ＤＸ（コニカ社））への１００ｍ秒間の浸透量を、ブリスト試験機（熊谷理化製）で測定した。結果を表１、表２に示す。
（４）色間隔１００ｍ秒の浸透ムラ
一般に、画質の劣化は２色重ね印画部分で顕著であり、イエロー、マゼンタ、シアンの各インクの単色の印画部で画像劣化がない場合でもレッド（イエローインクとマゼンタインクの混色）、グリーン（イエローインクとシアンインクの混色）、ブルー（マゼンタインクとシアンインクの混色）の２色重ね印画部分では画像の劣化が発生する場合がある。そこで、２色重ね印画部分の浸透ムラの程度を次のように評価した。
この場合、プリンターとしては、解像度が６００ｄｐｉで、１画素を１色 ２０ｐＬの液滴で形成し、異なる色のインクが着弾するまでの色間隔を１００ｍ秒に設定した印画試験機を用いた。
この印画試験機に、実施例１、２及び比較例１、２のインクセットをセットし、市販の２種のインクジェット用光沢写真用紙（ＰＭ写真用紙（ＥＰＳＯＮ社）とＱＰ厚手ＤＸ（コニカ社））のそれぞれに、レッド（イエローインクとマゼンタインクの混色）、グリーン（イエローインクとシアンインクの混色）、ブルー（マゼンタインクとシアンインクの混色）のベタ画像を印画した。
得られた印画物を目視観察することにより、浸透ムラを次の５段階に評価した。
５：ムラが全く無く、非常に良好な画質
４：よく見るとムラが発生している部分もあるが、全体として良好な画質
３：少しムラが発生しているが、全体の画質に影響しないレベル
２：ムラが見られる
１：ムラが非常に目立ち、使用できないレベル 結果を表３に示す。
表３から、各色インクの表面張力が５３〜６２ｍＮ／ｍの比較例１、２のインクセットを用いると、浸透ムラが顕著で画質の低下が著しいのに対し、表面張力が３２〜３３ｍＮ／ｍの実施例１のインクセットを用いると画質が良好となることがわかる。また、表面張力が４２〜４３ｍＮ／ｍの実施例２のインクセットでは１００ｍ秒間の浸透量が１４〜１５ｍＬ／ｍ２の用紙（ＱＰ厚手ＤＸ（コニカ社））に印画した場合には画質に影響しない程度のムラが発生するが、１００ｍ秒間の浸透量が１１８ｍＬ／ｍ２の用紙（ＰＭ写真用紙（ＥＰＳＯＮ社））に印画した場合には、良好な画質となることがわかる。
（５）色間隔と浸透ムラの関係
（４）で用いた印画試験機において、色間隔を表４、表５のように５０〜４００ｍ秒に設定し、表面張力３０、４５、５２ｍＮ／ｍの各インクを用いて、市販の２種のインクジェット用光沢写真用紙（ＰＭ写真用紙（ＥＰＳＯＮ社）とＱＰ厚手ＤＸ（コニカ社））のそれぞれに、（４）と同様にレッド、グリーン、ブルーのベタ画像を形成し、その浸透ムラを（４）と同様に５段階に評価した。
ここで、表面張力３０、４５、５２ｍＮ／ｍのインクとしては、表４の組成のインクを用いた。
結果を表５、表６、図５、図６に示す。
表５、表６、図５、図６の結果から、表面張力が３０〜４５ｍＮ／ｍのインクと５２ｍＮ／ｍのインクとでは、色間隔が２００ｍ秒以内の印画と２００ｍ秒を超える印画とで浸透ムラの程度が大きく異なり、色間隔２００ｍ秒以内の印画で浸透ムラを抑制するためには、表面張力４５ｍＮ／ｍ以下のインクを使用するのが好ましいことがわかる。
（１）インクの調製
表１、表２の成分を混合溶解することにより、実施例１、２及び比較例１、２で用いるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のインクセットを調製した。
実施例１、２及び比較例１、２の色各インクについて、表面張力を全自動表面張力計（ＣＢＶＰ−Ｚ型、協和界面科学社）で測定した。結果を表１、表２に示す。
（３）浸透量
実施例１、２及び比較例１、２の各色インクについて、市販の２種のインクジェット用光沢写真用紙（ＰＭ写真用紙（ＥＰＳＯＮ社）とＱＰ厚手ＤＸ（コニカ社））への１００ｍ秒間の浸透量を、ブリスト試験機（熊谷理化製）で測定した。結果を表１、表２に示す。
（４）色間隔１００ｍ秒の浸透ムラ
一般に、画質の劣化は２色重ね印画部分で顕著であり、イエロー、マゼンタ、シアンの各インクの単色の印画部で画像劣化がない場合でもレッド（イエローインクとマゼンタインクの混色）、グリーン（イエローインクとシアンインクの混色）、ブルー（マゼンタインクとシアンインクの混色）の２色重ね印画部分では画像の劣化が発生する場合がある。そこで、２色重ね印画部分の浸透ムラの程度を次のように評価した。
この場合、プリンターとしては、解像度が６００ｄｐｉで、１画素を１色 ２０ｐＬの液滴で形成し、異なる色のインクが着弾するまでの色間隔を１００ｍ秒に設定した印画試験機を用いた。
この印画試験機に、実施例１、２及び比較例１、２のインクセットをセットし、市販の２種のインクジェット用光沢写真用紙（ＰＭ写真用紙（ＥＰＳＯＮ社）とＱＰ厚手ＤＸ（コニカ社））のそれぞれに、レッド（イエローインクとマゼンタインクの混色）、グリーン（イエローインクとシアンインクの混色）、ブルー（マゼンタインクとシアンインクの混色）のベタ画像を印画した。
得られた印画物を目視観察することにより、浸透ムラを次の５段階に評価した。
５：ムラが全く無く、非常に良好な画質
４：よく見るとムラが発生している部分もあるが、全体として良好な画質
３：少しムラが発生しているが、全体の画質に影響しないレベル
２：ムラが見られる
１：ムラが非常に目立ち、使用できないレベル 結果を表３に示す。
（５）色間隔と浸透ムラの関係
（４）で用いた印画試験機において、色間隔を表４、表５のように５０〜４００ｍ秒に設定し、表面張力３０、４５、５２ｍＮ／ｍの各インクを用いて、市販の２種のインクジェット用光沢写真用紙（ＰＭ写真用紙（ＥＰＳＯＮ社）とＱＰ厚手ＤＸ（コニカ社））のそれぞれに、（４）と同様にレッド、グリーン、ブルーのベタ画像を形成し、その浸透ムラを（４）と同様に５段階に評価した。
ここで、表面張力３０、４５、５２ｍＮ／ｍのインクとしては、表４の組成のインクを用いた。
本発明によれば、インクジェット記録方法において、色間隔が２００ｍ秒以下の高速印画を行った場合でも、滲みや混色のない高品位の画像を得ることが可能となる。
Claims (6)
- 複数色のインクを吐出口よりインク液滴として吐出し、被記録材上にインク液滴を付着させ記録を行うインクジェット記録方法において、
第１の色のインクの吐出と第２の色のインクの吐出との間隔が２００ｍ秒以内である場合に、２３℃における前記各色のインクの表面張力が２５〜４５ｍＮ／ｍとなるインクを使用することを特徴とするインクジェット記録方法。 - ラインヘッドを用いてインクを吐出させる請求の範囲第１項記載のインクジェット記録方法。
- 前記被記録材におけるインクの１００ｍ秒間の吸液量が１５ｍＬ／ｍ２以上である請求の範囲第１項記載のインクジェット記録方法。
- 複数色のインクを吐出口よりインク液滴として吐出し、被記録材上にインク液滴を付着させ記録を行うインクジェットプリンターにおいて、第１の色のインクの吐出と第２の色のインクの吐出との間隔が２００ｍ秒以内である場合に、２３℃における前記各色のインクの表面張力が２５〜４５ｍＮ／ｍとなるインクを使用することを特徴とするインクジェットプリンター。
- ラインヘッドを用いてインクを吐出させる請求の範囲第４項記載のインクジェットプリンター。
- 前記被記録材におけるインクの１００ｍ秒間の吸液量が１５ｍＬ／ｍ２以上である請求の範囲第４項記載のインクジェットプリンター。
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