JP5284418B2 - インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
本発明の特徴は、上述の複数のインクを用いて、インク受容層を有する記録媒体に画像を形成する画像形成工程を行う際に、記録ヘッドと記録媒体との間を加湿する工程を行うことにある。
本発明においては、インクジェット方式の記録ヘッドからインクを吐出してインク受容層を有する記録媒体に画像を形成する画像形成工程を行う。この画像形成工程では、一般式(I)で表される染料を含有するシアンインク、及び、下記一般式(II)で表される染料を含有するマゼンタインク、を少なくとも用いることを要する。そして、前記シアンインク及び前記マゼンタインクを、記録媒体において少なくとも一部の領域で重なるよう付与して、二次色領域を含む画像を形成することが好ましい。インクの吐出方式は、インクに熱エネルギーや力学的エネルギーを作用させる方法が挙げられ、本発明においては、熱エネルギーの作用によりインクを吐出する方式を特に好ましく利用することができる。
本発明で使用する記録媒体は、インク受容層を有するものであればよく、光沢ないしは半光沢の性状を有する表面を持つものが好ましい。具体的には、支持体の少なくとも一方の面に、シリカ、アルミナ又はその水和物などの顔料を主体とし、必要に応じてバインダやカチオン性ポリマーなどの添加剤を含んで構成されるインク受容層を有する記録媒体を用いることが好ましい。このような記録媒体は、顔料粒子で構成される多孔質構造の空隙によりインクを吸収するものであり、形成した画像が高品位なものとなるため好適である。
〔シアンインクの色材:一般式(I)で表される染料〕
本発明で使用するシアンインクに含有させる色材は、耐オゾン性に優れるという特性を有する、下記一般式(I)で表される染料である。本発明においては、シアンインク中の、一般式(I)の染料の含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、0.1質量%以上10.0質量%以下、さらには、0.5質量%以上5.0質量%以下であることが好ましい。含有量が0.1質量%未満であると、画像の耐オゾン性が十分に得られない場合があり、10.0質量%を超えると、インクの吐出安定性が十分に得られない場合がある。
本発明で使用するマゼンタインクに含有させる色材は、疎水性が比較的高く、また、記録媒体のインク受容層への定着性が高いという特性を有する、下記一般式(II)で表される染料である。本発明においては、マゼンタインク中の、一般式(II)の染料の含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、1.5質量%以上5.0質量%以下であることが好ましい。含有量が1.5質量%未満又は5.0質量%を超えると、二次色画像の耐ブロンズ性が十分に得られない場合がある。特に、含有量が5.0質量%を超えると、記録媒体のインク受容層の表面近傍に定着する一般式(II)の染料が多くなりすぎる。このため、記録媒体へのシアンインクの浸透が過度に阻害され、その結果、一般式(I)の染料が記録媒体のインク受容層の表面近傍で凝集し易くなり、耐ブロンズ性が十分に得られない場合がある。
インクジェット記録方法における信頼性の課題としては、間欠吐出安定性が特に重要であることを先に述べたが、これに加えて、端部濃度上昇という別の課題を解決することも重要である。この端部濃度上昇は、記録ヘッドのノズル内に存在するインク中の水分が吐出口から蒸発することにより、ノズルの吐出口近傍に存在するインクにおいては、染料の濃度が相対的に高くなるために発生する現象である。そして、この状態で画像を形成すると、画像の端部(書き出し部分)の画像濃度が他の部分よりも高くなり、高品位な画像を形成するうえでは問題となる。
マゼンタインクは、IOB値が2.0以上であるマゼンタ染料を含有することが好ましい。なお、IOB値の上限は3.0以下であることが好ましい。マゼンタインク中の、IOB値が2.0以上であるマゼンタ染料の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、1.0質量%以上5.0質量%以下であることが好ましい。含有量が1.0%未満であると、端部濃度上昇を十分に抑制することができない場合がある。また、5.0質量%を超えると、記録ヘッドのある吐出口から一定時間インクが吐出されない状態が続いた後の、1滴目として吐出されるインクよりも、2滴目のインクにおける染料濃度が高くなり、端部濃度上昇を十分に抑制することができない場合がある。
マゼンタインクは、先に説明したIOB値が2.0以上であるマゼンタ染料と、IOB値が1.7以上2.5以下である水溶性有機化合物とを組み合わせて含有することが好ましい。水溶性有機化合物のIOB値が1.7未満であると、水溶性有機化合物の疎水性が高くなりすぎて、上述のIOB値が2.0以上である、親水性が高い染料がノズルの先端で析出する。その結果、該染料を使用することにより端部濃度上昇を抑制する効果が十分に得られない場合がある。また、IOB値が2.5を超えると、端部濃度上昇を十分に抑制することができない場合がある。なお、本実施態様においては、マゼンタインク中にIOB値が1.7以上2.5以下である水溶性有機化合物が含有されていれば、その作用により上述の効果が得られる。したがって、マゼンタインク中に、IOB値が1.7未満又は2.5を超える水溶性有機化合物が共存していてもよい。
各インクには、水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を含有させることができる。さらに、マゼンタインクには、IOB値が特定の範囲にある上述の水溶性有機化合物を含有させてもよい。水としては、脱イオン水やイオン交換水を使用することが好ましい。インク中の水の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、50.0質量%以上95.0質量%以下であることが好ましい。水溶性有機溶剤としては、1価ないしは多価のアルコール類、グリコール類、グリコールエーテル類、含窒素化合物類などのインクジェット用のインクに使用可能なものをいずれも用いることができ、1種又は2種以上をインクに含有させることができる。インク中の水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、2.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。なお、この場合の水溶性有機溶剤の含有量は、IOB値が特定の範囲にある上述の水溶性有機化合物の含有量を含むものとする。
本発明で使用する各インクには、尿素やその誘導体、トリメチロールプロパンやトリメチロールエタンなどの多価アルコール類など、常温で固体の水溶性有機化合物を含有させてもよい。また、インクには、上記で説明した成分以外にも必要に応じて、界面活性剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤、水溶性ポリマーなどの、種々の添加剤を含有させてもよい。
本発明においては、画像形成工程で用いるインクに、上記で説明したシアンインク及びマゼンタインクを少なくとも含むことが必要であるが、その他の種類のインクをさらに用いることもできる。このようなインクとしては、例えば、イエロー、ブラック、レッド、グリーン、ブルーなどの各インクが挙げられる。また、これらのインクと同じ色相を有し、濃度が異なるインクや、色材を含有しないクリアインクなども使用することができる。
本発明においては、上記で説明した画像形成工程を行う際に、記録ヘッドと記録媒体との間を加湿する加湿工程を行う。加湿工程では、記録媒体のインク受容層が十分に吸湿する程度に加湿を行えばよく、その方法としては、例えば、記録ヘッドと記録媒体との間に加湿空気を供給する方法などが挙げられる。本発明においては、加湿工程を、記録ヘッドと記録媒体との間に加湿空気を供給することで行い、記録ヘッドと記録媒体との間を、温度35℃以下かつ絶対湿度0.013kg/kgDA以上の雰囲気とする条件で行うことが好ましい。ここで、本発明における絶対湿度とは重量絶対湿度のことであり、その単位kg/kgDAにより表されるように、乾き空気(Dry Air)の重量(kg)に対して、湿り空気中に含まれる水蒸気の重量(kg)を示す。なお、温度の下限は15℃以上であることが好ましい。これらの前提条件として、相対湿度が100%未満であることが好ましい。最も好ましい加湿条件は、温度15℃以上35℃以下や、絶対湿度が0.015kg/kgDA以上、より好適には0.017kg/kgDA以上の雰囲気とする条件である。この場合、加湿により間欠吐出安定性を向上する効果が高く、さらにこの温度範囲における相対湿度が100%未満となるため、記録ヘッドにおける結露も生じず、吐出安定性にも優れる。
本発明のインクジェット記録装置は、複数のインクをそれぞれ収容するための複数のインク収容部、インクジェット方式の記録ヘッドからインクを吐出してインク受容層を有する記録媒体に画像を形成するための画像形成部を有する。さらに、前記記録ヘッドと前記記録媒体との間を加湿するための手段を有し、前記複数のインク収容部にそれぞれ収容された複数のインクが、上記で説明したシアンインク及びマゼンタインクを少なくとも含む複数のインクであることを特徴とする。
下記表2〜4に示す各成分(単位:質量%)を混合し、十分に撹拌して溶解した後、ポアサイズ0.2μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過を行い、シアン及びマゼンタの各インクを調製した。アセチレノールE100は川研ファインケミカル製のノニオン性界面活性剤である。なお、表3及び4のマゼンタインクの成分については、括弧内にIOB値を示した。
(シアンインクの間欠吐出安定性)
下記表5に示す種類のシアンインクを用いて、0.3ミリ秒の非吐出間隔でインクを吐出させたときの吐出速度に対する、6秒の非吐出間隔でインクを吐出させたときの吐出速度の低下率[%]を求めた。そして、この低下率の値からシアンインクの間欠吐出安定性の評価を行った。インクの吐出速度は、記録ヘッドから吐出させたインクについて、ストロボ発光方式の観察装置により吐出と発光の同期をとり、吐出後5μ秒〜30μ秒の間におけるインク滴の移動距離から算出した。評価基準は以下の通りである。結果を表5に示す。本発明においては、下記の評価基準において、B以上を許容できるレベルとし、C以下を許容できないレベルとした。
A:吐出速度の低下率が30%以上40%未満であった
B:吐出速度の低下率が40%以上50%未満であった
C:吐出速度の低下率が50%以上であった。
下記表5に示す種類のシアン及びマゼンタの各インクを用いて、インク受容層を有する記録媒体(商品名:キヤノン写真用紙・光沢 ゴールドGL−101;キヤノン製)に、以下のブルーの画像を形成した。この画像は、シアン及びマゼンタの各インクの付与量を互いに同じ割合として、記録デューティを10%から160%まで10%刻みとした、16種の記録デューティの二次色画像である。インクジェット記録装置及び記録条件は上記の間欠吐出安定性の評価の場合と同様である。また、1/600インチ×1/600インチの単位領域に、インク1滴あたりの体積が2.8pLであるインク滴を、シアン及びマゼンタの各インクを合計で8滴付与する条件で形成した画像を記録デューティ100%の二次色画像とした。
A:ブロンズ現象が発生する記録デューティが150%以上160%未満であった
B:ブロンズ現象が発生する記録デューティが140%以上150%未満であった
C:ブロンズ現象が発生する記録デューティが140%未満であった。
下記表5に示す種類のシアン及びマゼンタの各インクを用いて、上記の耐ブロンズ性の評価のものと同様にして評価サンプルを作製した。そして、評価サンプルの記録デューティが50%の画像の部分について、画像濃度を測定した(「耐オゾン性試験前の画像濃度d1」とする)。さらに、この評価サンプルを、オゾン試験装置(商品名:OMS−H;スガ試験機製)を用いて、オゾンガス濃度10ppm、相対湿度60%、槽内温度23℃で5時間曝露した。その後、オゾン曝露後の評価サンプルにおける記録デューティが50%の画像の部分について、画像濃度を測定した(「耐オゾン性試験後の画像濃度d2」とする)。ここでの画像濃度は、分光光度計(商品名:Spectrolino;Gretag Macbeth製)を用いて、光源:D50、視野:2°の条件で測定した、シアン成分及びマゼンタ成分の光学濃度の平均とした。得られたd1及びd2から、d2/d1×100の式に基づいて画像濃度の残存率(%)を算出し、二次色画像の耐オゾン性の評価を行った。評価基準は以下の通りである。結果を表5に示す。本発明においては、下記の評価基準において、A以上を許容できるレベルとし、B以下を許容できないレベルとした。
B:画像濃度の残存率が80%以上90%未満であった
C:画像濃度の残存率が80%未満であった。
下記表5に示す種類のマゼンタインクを用いて、0.3ミリ秒の非吐出間隔でインクを100滴吐出させた後、さらに、6秒の非吐出間隔を空けて、記録デューティが25%であるベタ画像を記録した。インクジェット記録装置、記録条件及び記録デューティの定義は上記の間欠吐出安定性の評価の場合と同様であり、記録媒体は上記の耐ブロンズ性の評価の場合と同様である。得られた評価サンプルを目視で確認し、マゼンタインクの端部濃度上昇の抑制の評価を行った。評価基準は以下の通りである。結果を表5に示す。本発明においては、下記の評価基準において、B以上を許容できるレベルとし、Cを許容できないレベルとした。
AA:画像の端部がごくわずかに濃くなっていた
A:画像の端部がわずかに濃くなっていた
B:画像の端部が濃くなっていた
C:画像の端部がはっきりわかる程度に濃くなっていた。
Claims (8)
- インクジェット方式の記録ヘッドからインクを吐出してインク受容層を有する記録媒体に画像を形成する工程を有するインクジェット記録方法であって、
さらに、前記記録ヘッドと前記記録媒体との間を加湿する工程を有し、
前記画像形成工程に、下記一般式(I)で表される染料を含有するシアンインク、及び、下記一般式(II)で表される染料を含有するマゼンタインク、を少なくとも用い、
前記加湿工程では、前記記録ヘッドと前記媒体との間に対して加湿空気を供給することにより、前記記録ヘッドと前記記録媒体との間を、温度35℃以下かつ絶対湿度0.013kg/kgDA以上の雰囲気とすることを特徴とするインクジェット記録方法。
(一般式(I)中、A、B、C、及びDはそれぞれ独立に芳香性を有する6員環であり、かつ、A、B、C、及びDの少なくともひとつはピリジン環又はピラジン環である。Mはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、又は有機アンモニウムである。Eはアルキレン基である。Xは、スルホ置換アニリノ基、カルボキシ置換アニリノ基、又はホスホノ置換アニリノ基であり、該置換アニリノ基はさらに、スルホン酸基、カルボキシ基、ホスホノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基、ジアリールアミノ基、アセチルアミノ基、ウレイド基、アルキル基、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン、アルキルスルホニル基、及びアルキルチオ基からなる群から選ばれる少なくともひとつの置換基を1乃至4個有してもよい。Yはヒドロキシ基又はアミノ基である。a、b、及びcは、0≦a≦2.0、0≦b≦3.0、0.1≦c≦3.0であり、かつa+b+c=1.0乃至4.0である。)
(一般式(II)中、R1、R2、R3、及びR4はそれぞれ独立にアルキル基である。Mはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、又は有機アンモニウムである。) - 前記マゼンタインク中の、前記一般式(II)で表される染料の含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、1.5質量%以上5.0質量%以下である請求項1に記載のインクジェット記録方法。
- 前記一般式(II)におけるR2、R3、R4、及びR5の全てがエチル基である請求項1又は2に記載のインクジェット記録方法。
- 前記マゼンタインクがさらに、IOB値が2.0以上であるマゼンタ染料、及び、IOB値が1.7以上2.5以下である水溶性有機化合物を含有する請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記IOB値が1.7以上2.5以下である水溶性有機化合物が、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−ピロリドン、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、及び、1,6−ヘキサンジオールからなる群より選択される少なくとも1種である請求項4に記載のインクジェット記録方法。
- 前記マゼンタインク中の、前記IOB値が2.0以上であるマゼンタ染料が、下記一般式(III)で表される染料である請求項4又は5に記載の記録方法。
(一般式(III)で表される染料のIOB値は2.0以上である。R5はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ヒドロキシアルキル基、シクロヘキシル基、モノアルキルアミノアルキル基、又はジアルキルアミノアルキル基である。Mはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、又は有機アンモニウムである。R6は連結基である。) - 前記マゼンタインクが、前記IOB値が1.7以上2.5以下である水溶性有機化合物として、1,5−ペンタンジオールを含有する請求項4乃至6のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 複数のインクをそれぞれ収容するための複数のインク収容部、インクジェット方式の記録ヘッドからインクを吐出してインク受容層を有する記録媒体に画像を形成するための画像形成部を有するインクジェット記録装置であって、
さらに、前記記録ヘッドと前記記録媒体との間を加湿するための手段を有し、
前記複数のインク収容部にそれぞれ収容された複数のインクが、下記一般式(I)で表される染料を含有するシアンインク、及び、下記一般式(II)で表される染料を含有するマゼンタインク、を少なくとも含む複数のインクであり、
前記加湿手段は、前記記録ヘッドと前記媒体との間に対して加湿空気を供給することにより、前記記録ヘッドと前記記録媒体との間を、温度35℃以下かつ絶対湿度0.013kg/kgDA以上の雰囲気とするためのものであることを特徴とするインクジェット記録装置。
(一般式(I)中、A、B、C、及びDはそれぞれ独立に芳香性を有する6員環であり、かつ、A、B、C、及びDの少なくともひとつはピリジン環又はピラジン環である。Mはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、又は有機アンモニウムである。Eはアルキレン基である。Xは、スルホ置換アニリノ基、カルボキシ置換アニリノ基、又はホスホノ置換アニリノ基であり、該置換アニリノ基はさらに、スルホン酸基、カルボキシ基、ホスホノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基、ジアリールアミノ基、アセチルアミノ基、ウレイド基、アルキル基、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン、アルキルスルホニル基、及びアルキルチオ基からなる群から選ばれる少なくともひとつの置換基を1乃至4個有してもよい。Yはヒドロキシ基又はアミノ基である。a、b、及びcは、0≦a≦2.0、0≦b≦3.0、0.1≦c≦3.0であり、かつa+b+c=1.0乃至4.0である。)
(一般式(II)中、R1、R2、R3、及びR4はそれぞれ独立にアルキル基である。Mはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、又は有機アンモニウムである。)
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