JP2002240249A

JP2002240249A - インクジェット記録方法

Info

Publication number: JP2002240249A
Application number: JP2001042834A
Authority: JP
Inventors: Osamu Shikame; 修鹿目
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】透過画像で高濃度を出す時のリニアリティ確
保と回復動作の低減による印字速度の向上をはかる。【解決手段】低濃度インクには染料を使い、高濃度の
インクには顔料を含む色材を使う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクを用いて記録
をおこなうインクジェット記録に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータのプリン
ターや複写機として、インクを用いて記録するインクジ
ェット記録装置が普及してきてる。インクジェット記録
装置は、安価でフルカラーの記録が可能であるため、そ
の需要はますます大きくなっている。そして、高画質化
の一環として、階調画像の忠実な再現の要求が高まって
きている。例えば、Ｘ線フィルムやＣＴスキャン画像の
ような医療画像は、モノクロ画像で通常４０９６階調程
度必要であるとされている。

【０００３】一般に、インクジェットプリンタ等のイン
クドットによる階調画像の記録方法としては、記録ヘッ
ドに印加する電圧またはパルス幅等を変化させることに
より記録紙に付着するインクドットの径を変えるアナロ
グ変調法、インクドットの径は変えずにドットマトリッ
クス中に打ち込むドット数を変える事により階調記録を
行なうデジタル変調法、アナログ変調法とデジタル変調
法を組み合わせ、ドットマトリックス中のドット数およ
びドット径を変化させるデジタル−アナログ変調法等が
知られている。

【０００４】しかしながら、インクドットの径を変化さ
せるアナログ変調においては、インクドットの径が安定
しないといった点や、さらには、記録可能な最小ドット
の大きさに限界があるといった問題点があり、その結
果、特にハイライト部(低濃度部)において、階調特性を
悪化させている。また、マトリックスを用いるデジタル
変調法においては、例えば２５６階調を表現しようとし
た場合、１６×１６マトリックスが必要となり、その結
果、実質解像度が低下する、高解像度の画像が難しいと
いった問題が生じる。

【０００５】そこで、安定した画像を得るためにインク
ドットの径を変化させるアナログ変調は用いずに、ま
た、解像度の実質的低下を避けるため、誤差拡散等の２
値化処理を行なって階調画像を出力するのが一般的であ
る。しかしながら、このような方法では、上述した医療
画像のように４０９６階調もの階調はとても出せなかっ
た。

【０００６】そこで、異なる濃度を有する複数種類のイ
ンクを組み合わせて多階調画像の記録をおこなうインク
ジェット記録装置が提案されている。このようなインク
を２回、３回と重ねて記録することによってインクの種
類数よりはるかに多い階調を表現することが可能にな
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の医療画像など
は、パーソナルコンピュータの出力画像と異なり、光学
濃度の高い部分が多い。そこで、インク中の着色剤の濃
度を上げて光学濃度を高くしようとしてきた。しかし、
染料を用いた場合、濃度を高くするとノズルのオリフィ
ス面での固着が問題になったり、粘度が上昇して吐出し
にくくなる等の問題があった。そこで、３重量部程度の
染料濃度のインクを重ねて光学濃度を上げる方法が考え
られる。しかし、この方法では記録媒体へのインクの打
ち込み量がけた違いに多くなる。そのため、記録媒体上
でインクがあふれてしまうという問題があった。

【０００８】また、この現象を避けるために、顔料を着
色剤に用いて光学濃度を上げる方法があるが、顔料を用
いたインクではノズルのオリフィス面へ顔料が付着しや
すく、着弾精度が短時間で劣化し、回復動作を頻繁に行
う必要があり、高画質の画を得るには時間がかかる等の
問題があった。

【０００９】本出願に係る第１の発明の目的は、濃淡イ
ンクを用いて記録をおこなうインクジェット記録方法に
おいて、光学濃度が高い画像でも安定した記録が可能な
記録方法を提供することにある。

【００１０】本出願に係る第２の発明の目的は、濃淡イ
ンクを用いて記録をおこなうインクジェット記録方法に
おいて、光学濃度が高い画像でも低い画像でも安定した
記録が可能で、回復動作が少なくても、高速かつ高画質
な記録方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本出願に係る第１の発明は、濃淡インクの高濃度イ
ンクでは着色剤として顔料または顔料と染料との混合物
を用いたことを特徴とする。

【００１２】上記目的を達成するため、本出願に係る第
２の発明は上記濃淡インクの着色剤の濃度が３重量部を
越えるものに関しては、着色材として顔料または顔料と
染料との混合物を用いたことを特徴とする。本発明で使
用できる着色材については、何等限定されるものではな
く、従来から着色材として使用されてきた公知の顔料、
染料あるいは両者の混合物を使用することができる。

【００１３】例えば、ハンザイエロー、ベンジジンイエ
ロー、ベンジジンオレンジ、ファーストレッド、ブリリ
アントカーミン３Ｂ、銅フタロシアニンブルー、フタロ
シアニングリーン、スピリットブラック、オイルブル
ー、アルカリブルー、ローダミン６Ｂ、ニグロシン、カ
ーボンブラック、ジクロロキナクリドン、イソインドリ
ノンなどが使用できる。

【００１４】インク受容層としては、シリカ、炭酸カル
シウム、炭酸マグネシウム、チタニア、白色亜鉛化合
物、ゼオライト、バーミキュライト、ケイソウ土、カオ
リナイトやアルミナ等の無機多孔質をポリビニルアルコ
ール、ＳＢＲラテックス等の共役ジエン系重合体ラテッ
クス、アクリル系重合体ラテックス、ビニル系重合体ラ
テックス、澱粉、カゼイン、大豆タンパクやゼラチン等
の高分子バインダーで結着させたものが好適に用いられ
る。特に、シリカやアルミナを用いたものは、インクの
吸収性、ドット径の均一性の点で好ましく、なかでも、
擬ベーマイトを用いたものがよい。

【００１５】本発明の被記録媒体中に存在するベーマイ
ト構造を有するアルミナ水和物は、下記一般式により定
義される。

【００１６】Ａｌ₂Ｏ_3-n（ＯＨ）_2n・ｍＨ₂Ｏ式中、ｎは０、１、２または３の整数のうちのいずれか
を表し、ｍは０〜１０、好ましくは０〜５の値を表す。
ｍＨ₂Ｏは、多くの場合結晶格子の形成に関与しない脱
離可能な水相を表すものであるため、ｍは整数でない値
をとることができる。またこの種の材料をか焼するとｍ
は０の値に達することが有り得る。

【００１７】本発明で被記録媒体に含有されるベーマイ
ト構造を有するアルミナ水和物の製造方法としては、特
に限定されないが好ましくは、アルミナ水和物を製造す
ることが可能な方法、例えばバイヤー法、明ばん熱分解
法などのいずれの方法を採用することができる。特に好
ましくは、長鎖のアルミニウムアルコキシドに対して酸
を添加して加水分解する方法が挙げられる。例えば炭素
数が５以上のアルコキシドであり、更に炭素数１２〜２
２のアルコキシドを用いると、後述するようなアルコー
ル分の除去、及びベーマイト構造を有するアルミナ水和
物の形状制御が容易になるため好ましい。上記方法に
は、アルミナヒドロゲルやカチオン性アルミナを製造す
る方法と比較して、各種イオン等の不純物が混入しにく
いという利点がある。更に長鎖のアルミニウムアルコキ
シドは、加水分解後のアルコールが除去し易いため、ア
ルミニウムイソプロピキシド等の短鎖アルコキシドを用
いる場合に比べて、脱アルコール化が完全に行えるとい
う利点がある。

【００１８】上記方法により得られたベーマイト構造を
有するアルミナ水和物は、水熱合成の工程を経て、粒子
を成長させることによりアルミナ水和物分散液を作成す
る（熟成工程）。得られた分散液を乾燥することにより
アルミナ水和物粉末を作成する。

【００１９】ベーマイト構造を有するアルミナ水和物
は、Ｘ線回折法により同定する事が出来る。本発明に用
いることの出来る被記録媒体に含有されるベーマイト構
造を有するアルミナ水和物は、触媒化成技報、Ｖo1.２、
Ｎｏ．２、１９８４、１１ページ、Ｆｉｇ．７右上に示
されているBohmitに類似したＸ線回折図形を与えるもの
である。

【００２０】インク受容層の形成方法は、ベーマイト構
造を有するアルミナ水和物などを構成要素とする分散溶
液を塗工機を用いて基材上に塗布、乾燥する方法を用い
ることができる。

【００２１】本発明で使用するバインダーは、水溶性高
分子の中から自由に選択して用いることができる。例え
ばポリビニルアルコールまたはその変性体（カチオン変
性、アニオン変性、シラノール変性）、澱粉またはその
変性体（酸化、エーテル化）、ゼラチンまたはその変性
体、カゼインまたはその変性体、カルボキメチルセルロ
ース、アラビアゴム、ヒドロキシエチルセルロース、ヒ
ドロキシプロピルメチルセルロースなどのセルロース誘
導体、ＳＢＲラテックス、ＮＢＲラテックス、メチルメ
タクリレートーブタジエン共重合体などの共役ジエン系
共重合体ラテックス、官能基変性重合体ラテックス、エ
チレン酢酸ビニル共重合体などのビニル系共重合体ラテ
ックス、ポリビニルピロリドン、無水マレイン酸または
その共重合体、アクリル酸エステル共重合体などが好ま
しい。ベーマイト構造を有するアルミナ水和物とバイン
ダーの混合比は１：５〜２５：１の間から任意に選択で
きる。バインダーの量が上記範囲よりも少ない場合はイ
ンク受容層の機械的強度が不足して、ひび割れや粉落ち
が発生し、上記範囲よりも多い場合は細孔容積が少なく
なってインクの吸収が悪くなる。顔料、バインダーには
必要に応じて顔料分散剤、増粘剤、ｐＨ調整剤、潤滑
剤、流動性変性剤、界面活性剤、消泡剤、耐水化剤、抑
泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、蛍光増白
剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤を必
要に応じて添加することも可能である。

【００２２】耐水化剤としてはハロゲン化第４級アンモ
ニウム塩、第４級アンモニウム塩ポリマー、キトサン化
合物などの公知の中から自由に選択し組み合わせて用い
ることができる。

【００２３】基材としては適度のサイジングを施した
紙、無サイズ紙、レジンコート紙などの紙類、熱可塑性
フィルムのようなシート状物質及び布帛が使用できる。
熱可塑性フィルムの場合はポリエステル、ポリスチレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、酢酸
セルロース、ポリエチレン、ポリカーボネートなどの透
明フィルムや、顔料の充填または微細な発泡による不透
明化したシートを用いることもできる。基材のインク受
容層の反対側に設けられる保護層としては、ポリエチレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチ
ラール等の熱可塑性樹脂を塗布し、フィルム状にしたも
のや前記樹脂の微粒子エマルジョンを単独または、バイ
ンダーとともに塗布し、乾燥させたもの等が用いられ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。

【００２５】（実施例１）図１に本発明のインクジェッ
ト記録装置の概略を示す。１は記録ヘッドである。記録
ヘッド１は記録シートの幅方向に走査可能に支持され、
不図示のモータにより往復走査される。本実施例では４
種類のインクを用いて記録するため、記録ヘッド部には
４つの噴射ノズル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが設けられて
いる。（噴射ノズルは一般に１インクあたり複数本近接
して並べられているが、説明を簡単にするため、図では
各インクあたり１本とした。）これら噴射ノズル４と１
対１に対応して不図示の発熱素子が設けられ、この発熱
素子にパルス電圧を印加することによって、噴射ノズル
からインクが吐出される。

【００２６】４つの噴射ノズル４ａ、４ｂ、４ｃに供給
されるインクは染料濃度がそれぞれ０．６、１．２、
２．４重量部のものを用い、４ｄには、顔料を４．８重
量部のものを用いた。

【００２７】透過濃度が２．０以下の部分では、ａ〜ｃ
のインクのみを使用し、それ以上の部分にのみｄのイン
クを使用した。

【００２８】この状態で、１０ｋＨｚの駆動周波数でＯ
ＤチェックパターンをＡ４サイズのＯＨＰシート（キヤ
ノン製ＣＦ−３０１）に連続して１０００枚印字した。

【００２９】すると、染料のみでは、高濃度側では染料
の打ち込み量とＯＤの上昇が比例しない部分があった
が、本実施例の場合は、高濃度側でも比例関係が成立し
た。

【００３０】（実施例２）本実施例では６種類のインク
を用いて記録するため、記録ヘッド部には６つの噴射ノ
ズル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆが設けられて
いる。（噴射ノズルは一般に１インクあたり複数本近接
して並べられているが、説明を簡単にするため、図では
各インクあたり１本とした。）これら噴射ノズル４と１
対１に対応して不図示の発熱素子が設けられ、この発熱
素子にパルス電圧を印加することによって、噴射ノズル
からインクが吐出される。

【００３１】４つの噴射ノズル４ａ、４ｂ、４ｃ、４
ｄ、４ｅに供給されるインクは染料濃度がそれぞれ０．
１６、０．３２、０．６４、１．２８、２．５６重量部
のものを用い、４ｆには、顔料を２．１２重量部に染料
を３．０重量部加えたものを用いた。

【００３２】透過濃度が２．３以下の部分では、ａ〜ｅ
のインクのみを使用し、それ以上の部分にのみｆのイン
クを使用した。

【００３３】この状態で、１０ｋＨｚの駆動周波数でＯ
Ｄチェックパターン（ＯＤ＝０．０５〜３．４５）をＡ
４サイズのＯＨＰシート（キヤノン製カラーＢＪトラン
スペアレンシーＣＦ−３０１）に連続して２０００枚印
字した。すると、染料のみでは、ｆの濃度のインクでは
途中からヨレが生じたが、本実施例では問題が生じなか
った。

【００３４】また、高濃度側では染料の打ち込み量とＯ
Ｄの上昇が比例しない場合もあったが、本実施例の場合
は、高濃度側でも比例関係が成立し、良好な画像が得ら
れた。

【００３５】（実施例３）本実施例では６種類のインク
を用いて記録するため、実施例２と同様に記録ヘッド部
には６つの噴射ノズル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、
４ｆが設けられている。（噴射ノズルは一般に１インク
あたり複数本近接して並べられているが、説明を簡単に
するため、図では各インクあたり１本とした。）これら
噴射ノズル４と１対１に対応して不図示の発熱素子が設
けられ、この発熱素子にパルス電圧を印加することによ
って、噴射ノズルからインクが吐出される。

【００３６】４つの噴射ノズル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ
に供給されるインクは染料濃度がそれぞれ０．１９、
０．３８、０．７６、１．５２重量部のものを用い、４
ｅ、４ｆには、顔料を０．３４、３．１８重量部に染料
を２．７０、２．９０重量部加えたものを用いた。

【００３７】透過濃度が２．３以下の部分では、ａ〜ｄ
のインクのみを使用し、それ以上の部分にのみｅ、ｆの
インクを使用した。

【００３８】この状態で、１０ｋＨｚの駆動周波数でＯ
Ｄチェックパターン（ＯＤ＝０．０５〜３．４５）をＡ
４サイズのＯＨＰシート（キヤノン製カラーＢＪトラン
スペアレンシーＣＦ−３０１）に連続して１０００枚印
字しだところ、各チャートのＯＤ値のバラツキは少な
く、高濃度側のリニアリティーも良好であり、良好な画
像が得られた。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
の発明によれば、異なる濃度を有する複数種類のインク
を用いて記録をおこなうインクジェット記録方法におい
て、濃インクの着色剤には顔料または顔料と染料の混合
物を用い、淡インクの着色剤には染料を用いたことによ
り光学濃度が高い画像でも安定した記録が可能となっ
た。

【００４０】また、本出願に係る第２の発明により、濃
淡インクを用いて記録をおこなうインクジェット記録方
法において、前記濃淡インクの染料濃度が３重量部を越
える場合には顔料または顔料と染料の混合物を着色剤に
用いることにより光学濃度が高い画像でも低い画像でも
安定した記録が可能で、回復動作が少なくても、高速か
つ高画質な記録方法を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係るインクジェット記録
装置

【図２】本発明の実施例２に係るインクジェット記録
装置

【符号の説明】１ａ〜１ｆヘッド４ａ〜４ｆノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】濃淡インクを用いて記録をおこなうイン
クジェット記録方法において、濃インクの着色材には顔
料または顔料と染料との混合物を用い、淡インクの着色
剤には染料を用いたことを特徴とするインクジェット記
録方法。
【請求項２】前記濃淡インクの染料濃度が３重量部を
越える場合には顔料または顔料と染料との混合物を着色
材に用いることを特徴とする請求項１に記載のインクジ
ェット記録方法。