JP7214420B2 - 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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本発明に用いる記録ヘッドは、第1インク及び第2インクを吐出する第1吐出口列及び第2吐出口列が重力方向において下から順に隣接して配置される。さらに、第1インクの明度は、第2インクの明度より低い。記録ヘッドがさらに別の吐出口列(第3吐出口列や第4吐出口列)を有する場合でも、以下の通り、隣接するそれぞれの吐出口列の明度の関係を満たすことが好ましい。これにより、インクの混色による画像の色調変化を抑制できる。
以下、図2~4において、X方向は水平方向、Y方向はインクジェット記録装置の奥行方向、Z方向は垂直方向をそれぞれ示す。
以下、本発明で用いるインクを構成する各成分について詳細に説明する。本発明で使用するインクは、エネルギー線の照射により重合するような化合物を含有しなくてもよい。
インクは、色材を含有することが好ましい。色材としては、染料や顔料を用いることができる。インク中の色材の含有量は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上15.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以上11.0質量%以下であることがより好ましい。
インクは、水、又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。水としては、脱イオン水やイオン交換水を用いることが好ましい。水性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。また、水性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、3.0質量%以上50.0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、アルコール類、(ポリ)アルキレングリコール類、グリコールエーテル類、含窒素化合物類、含硫黄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る。また、これらの水溶性有機溶剤の1種又は2種以上をインクに含有させることができる。
インクには、上記成分の他に、尿素やその誘導体、トリメチロールプロパン、1,6-ヘキサンジオール、及び数平均分子量が1,000であるポリエチレングリコールなどの温度25℃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、必要に応じて、界面活性剤、消泡剤、pH調整剤、粘度調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤など種々の添加剤を含有してもよい。界面活性剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上5.0質量%以下であることが好ましく、0.2質量%以上3.0質量%以下であることがさらに好ましい。界面活性剤としては、ノニオン性界面活性剤を用いることが好ましい。
[明度]
インクの明度の関係を満たせば、インクの色相は、異なる色相であっても、同一の色相であってもよく、どの色相の組み合わせであってもよい。なかでも、インクの色相は、異なる色相であることが好ましい。色相が異なる場合、明度は、小さい方から大きい方に向かって順に、ブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインクとなる。インクの明度の関係は、測定に適した吸光度の値となるように、適切な倍率に水で希釈したインクの明度を分光光度計で測定することにより把握できるが、インク中の色材の含有量によりインクの明度の関係が変わる場合もある。複数のインクの明度を比較する場合は、複数のインクを同じ倍率になるように、水で希釈する必要がある。
複数の吐出口列のうち、重力方向において上に配置された吐出口列から吐出するインクの粘度(mPa・s)は、2.0mPa・s以上であることが好ましい。インクの粘度を高くすることで、吐出口列から吐出するインクが吐出口面を伝って垂れてしまうことを抑制でき、インクを混色しにくくする。これにより、インクの混色による画像の色調変化をより抑制できる。吐出口から吐出する各インクの粘度(mPa・s)は、2.0mPa・s以上であることがより好ましい。画像を記録する際に、吐出口からのインクの溢れやミストの増加による吐出口面へのインクの付着を抑制できる。これにより、インクが混色しにくくなり、画像の色調変化をさらに抑制できる。インクの粘度は、回転式粘度計を用いて測定する。吐出口から吐出する各インクの粘度(mPa・s)は、3.0mPa・s以上12.0mPa・s以下であることがさらに好ましい。粘度の値は、水溶性有機溶剤の種類や量により適宜調整できる。
インクの混色を抑制するため、インクを吐出する際に、吐出口の周囲においてインクが付着しにくいことが重要となる。そこで、インクの発泡から吐出までに要する時間が数m秒であるので、精度よく測定可能であるごく短い寿命時間として、10m秒でのインクの動的表面張力に着目した。寿命時間10m秒でのインクの動的表面張力(mN/m)は、35mN/m以上であることが好ましい。
水5.5gに濃塩酸5.0gを溶かした溶液に、温度5℃で、4-アミノ-1,2-ベンゼンジカルボン酸1.6gを加えた。温度10℃以下を維持するために、アイスバスで撹拌しながら、上記で得られた溶液に、水9.0gに亜硝酸ナトリウム1.8gを溶かした溶液を加えた。15分撹拌後、比表面積が220m2/gであり、DBP吸油量が105mL/100gであるカーボンブラック6.0gを加え、混合した。さらに、15分撹拌後、得られたスラリーをろ紙(標準用ろ紙No.2、アドバンテック製)でろ過し、カーボンブラックを十分に水洗し、温度110℃のオーブンで乾燥させた。得られたカーボンブラックに水を添加して、カーボンブラックの粒子表面に-C6H3-(COONa)2基が結合した自己分散顔料が水中に分散された状態の顔料分散液(顔料の含有量が15.0%)を得た。その後、イオン交換法を用いて、顔料分散液のナトリウムイオンをカリウムイオンに置換した。
染料1として、C.I.ダイレクトブルー199、染料2として、C.I.アシッドレッド289、染料3として、C.I.ダイレクトイエロー132をそれぞれ含有する、染料1~3を含む液体(染料の含有量が10.0%)を得た。
表1に記載の各成分を混合し、十分撹拌した。その後、ポアサイズ1.2μmのセルロースアセテートフィルター(アドバンテック製)にて加圧ろ過し、インクを調製した。表1の下段に、インクの明度及びインクの粘度を記載する。インクの明度は、インクを純水で2,000倍に希釈した後、紫外可視分光光度計(U-3900H、日立製作所製)を用いて、CIE(国際照明委員会)により規定されたL*a*b*表示系に基づく明度L*を光源:C、視野:2°の条件で測定した。インクの粘度は、回転粘度計(RE80型粘度計、東機産業製)を用いて測定した。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の界面活性剤である。
本発明においては、下記の評価の評価基準で、A、又はB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。評価結果は、表3に示す。図4に示す構成に、表2に記載の記録ヘッド1~9を搭載したインクジェット記録装置を用いた。表2中、記録素子基板の有する吐出口列は、図1に記載の吐出口列I~IVに対応する。記録ヘッド1~6、8、及び9の記録素子基板は、記録媒体の搬送方向において、吐出口列が重複しているものの、記録ヘッド7の記録素子基板は、記録媒体の搬送方向において、吐出口列が重複していない。さらに、記録ヘッド5は、吐出口列I~IIIを有するものの、吐出口列IIからインクを吐出しない。
まず、それぞれのインクを用いて、記録デューティが100%である単色のベタ画像(記録媒体の搬送方向約3cm×装置の奥行方向約4cm)を記録した。得られた画像を評価用画像1とした。その後、各インクを用いて、各インクの記録デューティが均等、かつ、インクの合計の記録デューティが100%となるように複数色のベタ画像(記録媒体の搬送方向約29cm×装置の奥行方向約4cm)を100枚連続で記録した。そして、再びそれぞれのインクを用いて、100枚連続して記録する前と同様に、記録デューティが100%である単色のベタ画像(記録媒体の搬送方向約3cm×装置の奥行方向約4cm)を記録した。得られた画像を評価用画像2とした。記録媒体は、普通紙(HR-101、キヤノン製)を用いた。
A:ΔEが2未満だった
B:ΔEが2以上4未満だった
C:ΔEが4以上だった。
各インクを用いて、各インクの記録デューティが均等、かつ、インクの合計の記録デューティが100%となるように複数色のベタ画像(記録媒体の搬送方向約3cm×装置の奥行方向約4cm)を記録した。記録媒体は、普通紙(HR-101、キヤノン製)を用いた。画像を目視で確認して、画像ムラを評価した。
A:画像ムラが目立たなかった
C:画像ムラが目立った。
Claims (18)
- 水性インクである第1インク及び第2インク;並びに、前記第1インクを吐出する第1吐出口列及び前記第2インクを吐出する第2吐出口列が重力方向において下から順に隣接して配置されるとともに、前記第1吐出口列及び前記第2吐出口列の少なくとも一部が記録媒体の搬送方向において重複するように配置された記録素子基板を複数具備し、前記複数の記録素子基板が、前記第1吐出口列及び前記第2吐出口列の配列方向において、隣接して配置された記録ヘッド;を具備するインクジェット記録装置を使用するインクジェット記録方法であって、
前記記録ヘッドの有する吐出口面と重力方向のなす角が0°以上90°未満となるように配置された前記記録ヘッドから、前記水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録する記録工程を有し、
前記第1インクの明度が、前記第2インクの明度より低いことを特徴とするインクジェット記録方法。 - 前記記録ヘッドの有する吐出口面と重力方向のなす角が、10°以上80°以下である請求項1に記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録ヘッドの有する吐出口面と重力方向のなす角が、30°以上60°以下である請求項1に記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録素子基板が、前記第1吐出口列及び前記第2吐出口列を有する請求項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。
- 前記記録媒体が、前記第1吐出口列から前記第2吐出口列に向かう方向に搬送される請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記第1インク及び前記第2インクが、互いに異なる色相を持つ請求項1乃至5のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録ヘッドの前記第2吐出口列の隣り合う位置に、さらに、水性インクである第3インクを吐出する第3吐出口列が配置され、かつ、
前記記録媒体の搬送方向において、前記第2吐出口列及び前記第3吐出口列の少なくとも一部が重複するように配置され、
前記第2インクの明度が、前記第3インクの明度より低い請求項1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。 - 前記記録ヘッドの前記第3吐出口列の隣り合う位置に、さらに、水性インクである第4インクを吐出する第4吐出口列が配置され、かつ、
前記記録媒体の搬送方向において、前記第3吐出口列及び前記第4吐出口列の少なくとも一部が重複するように配置され、
前記第3インクの明度が、前記第4インクの明度より低い請求項7に記載のインクジェット記録方法。 - 前記水性インクの粘度(mPa・s)が、2.0mPa・s以上である請求項1乃至8のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記水性インクの粘度(mPa・s)が、12.0mPa・s以下である請求項9に記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録ヘッドの有する吐出口面が、撥水処理されている請求項1乃至10のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録素子基板の形状が、平行四辺形、長方形、又は台形である請求項1乃至11のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録素子基板の形状が、平行四辺形である請求項1乃至11のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記第1吐出口列及び前記第2吐出口列の間の距離(mm)が、0.1mm以上1.5mm以下である請求項1乃至13のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記第1インクを吐出する第1吐出口列及び前記第2インクを吐出する第2吐出口列を構成する吐出口の中心を通る長径(μm)が、10μm以上50μm以下である請求項1乃至14のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録ヘッドから吐出される前記水性インク1滴あたりの吐出量(ng)が、2.0ng以上8.0ng以下である請求項1乃至15のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録ヘッドが、ラインヘッドである請求項1乃至16のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 水性インクである第1インク及び第2インク;並びに、前記第1インクを吐出する第1吐出口列及び前記第2インクを吐出する第2吐出口列が重力方向において下から順に隣接して配置されるとともに、前記第1吐出口列及び前記第2吐出口列の少なくとも一部が記録媒体の搬送方向において重複するように配置された記録素子基板を複数具備し、前記複数の記録素子基板が、前記第1吐出口列及び前記第2吐出口列の配列方向において、隣接して配置された記録ヘッド;を具備するインクジェット記録装置であって、
前記記録ヘッドの有する吐出口面と重力方向のなす角が0°以上90°未満となるように配置された前記記録ヘッドから、前記水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録し、
前記第1インクの明度が、前記第2インクの明度より低いことを特徴とするインクジェット記録装置。
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