JP7255104B2 - インクジェット記録方法 - Google Patents
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Description
インク組成物と前記インク組成物の成分を凝集させる処理液とを低吸収性または非吸収性の記録媒体に付着させて記録するインクジェット記録方法であって、
インクジェットヘッドを主走査方向に移動しつつ、前記処理液と前記インク組成物とを吐出して前記記録媒体に付着させて記録する主走査を複数回行う記録工程と、
前記主走査方向と交差する副走査方向に前記記録媒体を搬送する搬送工程と、を備え、
前記インクジェットヘッドは、処理液吐出ノズル群と、インク吐出ノズル群を有し、
前記処理液吐出ノズル群と前記インク吐出ノズル群は、前記副走査方向において互いに位置が重なる部分を有し、
前記記録工程において、前記処理液吐出ノズル群の前記副走査方向の長さに対する前記位置が重なる部分の前記副走査方向の重なり率が60%以上であり、
前記記録工程において、前記記録媒体の前記処理液と前記インク組成物とが付着する付着領域におけるインク組成物付着量に対する処理液付着量が20質量%以上50質量%以下である、インクジェット記録方法。
〔2〕
前記記録工程において、前記付着領域における前記インク組成物付着量に対する前記処
理液付着量が20質量%以上40質量%以下である、〔1〕に記載のインクジェット記録方法。
〔3〕
前記インクジェットヘッドは、処理液ノズル群と、インクノズル群を有し、
前記処理液ノズル群は、前記処理液吐出ノズル群を有し、
前記インクノズル群は、前記インク吐出ノズル群を有し、
前記記録工程において、前記インクノズル群の下記式(1)で表す使用率が60%以上である、〔1〕または〔2〕に記載のインクジェット記録方法。
使用率(%)=(前記インク吐出ノズル群の副走査方向の長さ/前記インクノズル群の副走査方向の長さ)×100・・・(1)
〔4〕
前記記録工程において、前記処理液吐出ノズル群の前記重なり率が90%以上である、〔1〕ないし〔3〕のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
〔5〕
前記記録工程において、前記インク吐出ノズル群の前記副走査方向の長さに対する前記位置が重なる部分の前記副走査方向の重なり率が70%以下である、〔1〕ないし〔4〕のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
〔6〕
前記インク組成物において、標準沸点が280℃超のポリオール類の有機溶剤の含有量が前記インク組成物に対して1質量%以下である、〔1〕ないし〔5〕のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
〔7〕
前記凝集剤として、多価金属塩、カチオン性樹脂および有機酸のいずれかを含む、〔1〕ないし〔6〕のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
〔8〕
前記記録工程において、前記インク組成物が前記記録媒体に付着する時の前記インクノズル群のノズル面の表面温度が30℃以上50℃以下である、〔1〕ないし〔7〕のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
〔9〕
前記記録工程において、前記インクノズル群は前記処理液ノズル群と前記副走査方向の長さの90%以上が重なっている、〔1〕ないし〔8〕のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
〔10〕
インク組成物と前記インク組成物の成分を凝集させる処理液とを記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録装置であって、
インクノズル群と、処理液ノズル群と、を備えたインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドを主走査方向に走査する走査手段と、
前記主走査方向に交差する副走査方向に前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記インクジェットヘッドによる前記インク組成物と前記処理液の吐出を制御し、
第1記録モードと第2記録モードごとに、前記処理液ノズル群から、記録時に前記処理液を吐出する処理液吐出ノズル群と、前記インクノズル群から、記録時に前記インク組成物を吐出するインク吐出ノズル群と、を設定し、
前記第1記録モードは、前記処理液吐出ノズル群と、前記インク吐出ノズル群は、前記副走査方向において互いに位置が重なる部分を有し、前記処理液吐出ノズル群の前記副走査方向の長さに対する前記位置が重なる部分の前記副走査方向の重なり率が60%以上であり、
前記第2記録モードは、前記処理液吐出ノズル群と、前記インク吐出ノズル群の、前記副走査方向において互いに位置が重なる部分の、前記処理液吐出ノズル群の前記副走査方
向の長さに対する重なり率が50%以下であり、
前記記録媒体の前記処理液と前記インク組成物とが付着する付着領域におけるインク組成物付着量に対する処理液付着量を、前記第2記録モードよりも前記第1記録モードを多くする、インクジェット記録装置。
〔11〕
前記制御部は、前記第1記録モードにおける前記インク組成物付着量に対する前記処理液付着量を、前記第2記録モードにおける前記インク組成物付着量に対する前記処理液付着量に対して1.5倍以上とする、〔10〕に記載のインクジェット記録装置。
〔12〕
前記第2記録モードにおいて、前記重なり率が30%以下である、〔10〕または〔11〕に記載のインクジェット記録装置。
〔13〕
前記第2記録モードにおいて、前記インク組成物付着量に対する前記処理液付着量が5質量%以上20質量%以下である、〔10〕ないし〔12〕のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
〔14〕
前記処理液付着量は、前記第1記録モードと前記第2記録モードとにおいて、前記記録時に同一種の記録媒体の前記付着領域に付着させる前記処理液の付着量である、〔10〕ないし〔13〕のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
〔15〕
前記第1記録モードは、低吸収性または非吸収性の記録媒体へ前記記録を行うモードである、〔10〕ないし〔14〕のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
〔16〕
前記第2記録モードにおいて、前記インク吐出ノズル群の前記副走査方向の長さに対する前記位置が重なる部分の前記副走査方向の重なり率が50%以下である、〔10〕ないし〔15〕のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
〔17〕
前記第2記録モードにおいて、前記インクノズル群の下記式(1)で表す使用率が60%以下である、〔10〕ないし〔16〕のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
使用率(%)=(前記インク吐出ノズル群の副走査方向の長さ/前記インクノズル群の副走査方向の長さ)×100・・・(1)
インク組成物と前記インク組成物の成分を凝集させる処理液とを低吸収性または非吸収性の記録媒体に付着させて記録するインクジェット記録方法であって、
インクジェットヘッドを主走査方向に移動しつつ、前記処理液と前記インク組成物とを吐出して前記記録媒体に付着させて記録する主走査を複数回行う記録工程と、
前記主走査方向と交差する副走査方向に前記記録媒体を搬送する搬送工程と、を備え、
前記インクジェットヘッドは、処理液吐出ノズル群と、インク吐出ノズル群を有し、
前記処理液吐出ノズル群と前記インク吐出ノズル群は、前記副走査方向において互いに位置が重なる部分を有し、
前記記録工程において、前記処理液吐出ノズル群の前記副走査方向の長さに対する前記位置が重なる部分の前記副走査方向の重なり率が60%以上であり、
前記記録工程において、前記記録媒体の前記処理液と前記インク組成物とが付着する付着領域におけるインク組成物付着量に対する処理液付着量が20質量%以上50質量%以下であることを特徴とする。
インク組成物と前記インク組成物の成分を凝集させる処理液とを記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録装置であって、
インクノズル群と、処理液ノズル群と、を備えたインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドを主走査方向に走査する走査手段と、
前記主走査方向に交差する副走査方向に前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記インクジェットヘッドによる前記インク組成物と前記処理液の吐出を制御し、
第1記録モードと第2記録モードごとに、前記処理液ノズル群から、記録時に前記処理液を吐出する処理液吐出ノズル群と、前記インクノズル群から、記録時に前記インク組成物を吐出するインク吐出ノズル群と、を設定し、
前記第1記録モードは、前記処理液吐出ノズル群と、前記インク吐出ノズル群は、前記副走査方向において互いに位置が重なる部分を有し、前記処理液吐出ノズル群の前記副走査方向の長さに対する前記位置が重なる部分の前記副走査方向の重なり率が60%以上であり、
前記第2記録モードは、前記処理液吐出ノズル群と、前記インク吐出ノズル群の、前記副走査方向において互いに位置が重なる部分の、前記処理液吐出ノズル群の前記副走査方向の長さに対する重なり率が50%以下であり、
前記記録媒体の前記処理液と前記インク組成物とが付着する付着領域におけるインク組成物付着量に対する処理液付着量を、前記第2記録モードよりも前記第1記録モードを多くすることを特徴とする。
1.1.インクジェット記録装置
本実施形態に係るインクジェット記録方法が実施されるインクジェット記録装置の一例をについて図面を参照しながら説明する。
まり、二次加熱または二次乾燥用のヒーターである。加熱ヒーター5が、画像が記録された記録媒体10を加熱することにより、インク中に含まれる水分等がより速やかに蒸発飛散して、インク中に含まれる樹脂によってインク膜が形成される。このようにして、記録媒体10上においてインク膜が強固に定着または接着して造膜性が優れたものとなり、優れた高画質な画像が短時間で得られる。加熱ヒーター5による記録媒体10の表面温度の上限は120℃以下であることが好ましく、100℃以下であることがより好ましく、90℃以下であることがさらに好ましい。また、記録媒体10の表面温度の下限は60℃以上であることが好ましく、70℃以上であることがより好ましく、80℃以上であることがさらに好ましい。温度が前記範囲にあることにより、高画質な画像が短時間で得られる。
本実施形態において、インクジェットヘッド2は、キャリッジ9の移動によって主走査方向に移動しながら、記録媒体10上にインク組成物や処理液を吐出して付着させる。このように、本実施形態では、インクジェットヘッド2を記録媒体10に対して相対的に主走査方向に複数回走査して記録する。
ェットヘッド2を搭載したキャリッジ9に対して着脱可能に装着される。複数のカートリッジのそれぞれには異なる種類のインク組成物や処理液が充填されており、カートリッッジ12から各ノズルにインク組成物や処理液が供給される。なお、本実施形態においては、カートリッジ12はキャリッジ9に装着される例を示しているが、これに限定されず、キャリッジ9以外の場所に設けられ、供給管(図示せず)によって各ノズルに供給される形態でも良い。
い。また、重なる部分Yの長さは、処理液ノズル群26の副走査方向の長さに対して80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。また、重なる部分Yの長さは、インクノズル群の副走査方向の長さに対して、80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。
処理液ノズル群16のうち副走査方向の下流側の斜線の部分は記録に使用せず、斜線の無い上流側を記録に使用する処理液吐出ノズル群とする。また、インクノズル群15a~15dのうち副走査方向の上流側の斜線の部分は記録に使用せず、斜線の無い下流側を記録に使用するインク吐出ノズル群とする。
処理液吐出ノズル群やインク吐出ノズル群は、処理液ノズル群やインクノズル群のうちの記録に用いるノズルのうちの副走査方向における最上流に位置するノズルと最下流に位置するノズルを含めその副走査方向の間の部分のノズル群である。
このように、図3に示すノズル群の配列の一例において、処理液ノズル群16の副走査方向の上流側のみ記録に用い記録時に処理液を吐出させるようにすることができる。このような、処理液ノズル群のうち記録に用い記録時に処理液を吐出する部分を、処理液吐出ノズル群という。また、インクノズル群15a~15dの副走査方向の下流側のみ記録に用い記録時にインクを吐出させるようにすることができる。このような、インクノズル群のうち記録に用い記録時にインクを吐出する部分を、インク吐出ノズル群という。
この方式の場合、処理液ノズル群16とインクノズル群15a~15dの重なる部分は100%ではあるものの、実際に使用する処理液吐出ノズル群とインク吐出ノズル群の重なる部分は0%となる。この方式の場合、1の主走査で先に処理液のみを記録媒体に付着させ、その主走査の後の主走査で同じ位置にインクを付着させる。付着させるべき量の処理液が全て付着している状態でインクを付着するためインクが記録媒体上で確実に処理液と接触して充分に反応でき、画質が向上する。一方、インクジェットヘッド2のノズルの半分しか使わないため、記録速度は遅くなる。図6は、これ以外は図3と同じである。
このように、図3に示すノズル群の配列の一例において、処理液ノズル群16の副走査方向の上流側のみ記録に用い処理液を吐出し、インクノズル群15a~15dについては全てのノズルを記録に用いインクを吐出することができる。この方式の場合、処理液ノズル群16とインクノズル群15a~15dの重なる部分は100%ではあるものの、実際に使用する処理液吐出ノズル群とインク吐出ノズル群の重なる部分は、インクノズル群の50%であり、処理液ノズル群の100%となる。この方式の場合、記録速度は上記の処理液ノズル群16の全てに処理液を充填する方式と同じとなる。一方で、画質は上記の処理液ノズル群16の全てに処理液を充填する方式よりは得られやすくなるが、図4の例よりは得られにくくなる。図7は、これ以外は図3と同じである。
図8は、図3に示すノズル群の配列の一例において、処理液ノズル群16の副走査方向の上流側の3分の2を処理液吐出ノズル群とし、インクノズル群15a~15dの副走査方向の下流側の3分の2をインク吐出ノズル群とした例である。処理液ノズル群16のうち副走査方向の下流側の斜線の部分は記録に使用せず、斜線の無い上流側を記録に使用する処理液吐出ノズル群とする。また、インクノズル群15a~15dのうち副走査方向の
上流側の斜線の部分は記録に使用せず、斜線の無い下流側を記録に使用するインク吐出ノズル群とする。処理液吐出ノズル群とインク吐出ノズル群の副走査方向に重なる部分がXである。この方式の場合、処理液ノズル群16とインクノズル群15a~15dの重なる部分は100%ではあるものの、実際に使用する処理液吐出ノズル群とインク吐出ノズル群の重なる部分は、インク吐出ノズル群の50%であり、処理液吐出ノズル群の50%となる。図8は、これ以外は図3と同じである。
処理液吐出ノズル群のうちの、処理液吐出ノズル群とインク吐出ノズル群が副走査方向に重なる部分の長さの比(比率)を、処理液吐出ノズル群の重なり率という。インク吐出ノズル群のうちの、処理液吐出ノズル群とインク吐出ノズル群が副走査方向に重なる部分の長さの比(比率)を、インク吐出ノズル群の重なり率という。
図3は、処理液ノズル群とインクノズル群の全てを処理液吐出ノズル群とインク吐出ノズル群として記録に用い、処理液ノズル群とインクノズル群の使用率は何れも100%である。また、処理液吐出ノズル群の重なり率、インク吐出ノズル群の重なり率が、何れも100%である。吐出ノズル群の重なり率は、図3、6~8のものに限らず、それぞれ独率して、0%以上、100%以下とすることができる。重なり率を調整する場合、処理液ノズル群の使用率やインクノズル群の使用率を、それぞれ調整すればよい。使用率を100%未満とする場合、処理液吐出ノズル群は処理液ノズル群の副走査方向の上流側から設定し、インク吐出ノズル群はインクノズル群の副走査方向の下流側から設定することが、好ましい。つまり、処理液吐出ノズル群において、重なる部分ではない部分(重ならない部分)を有する場合は、重なる部分より副走査方向の上流側に有することが好ましい。また、インク吐出ノズル群において、重なる部分ではない部分(重ならない部分)を有する場合は、重なる部分より副走査方向の下流側に有することが好ましい。これらの場合、画質がより優れる点で好ましい。使用率については後述する。
図4や図5の場合においても、図3の場合と同様に、処理液吐出ノズル群とインク吐出ノズル群を設定して、吐出ノズル群の重なり率を調整することができる。
35a、35bと下流側に配置したインクノズル群35c、35dが副走査方向において互いに位置が重なる部分を有しないとした。この配置の他に、何れのインクノズル群を個別に上流側に配置してもよく、下流側に配置してもよい。また、上流側に配置するインクノズル群の数や、下流側に配置するインクノズル群の数は限るものではない。
部分の副走査方向の重なり率が50%以下であり、45%以下が好ましく、40%以下であることがより好ましく、30%以下であることがさらに好ましく、20%以下であることが特に好ましい。
また、処理液吐出ノズル群のうち、位置が重なる部分の副走査方向の重なり率が60%であるとは、処理液ノズル群16とインクノズル群15a~15dのうちの実際に記録に使用する処理液吐出ノズル群とインク吐出ノズル群について、処理液吐出ノズル群とインク吐出ノズル群の副走査方向の重なる部分が、処理液吐出ノズル群の副走査方向の長さの60%であることを意味する。
こうするためには、処理液ノズル群の使用率や、インクノズル群の使用率を調整すればよい。
インクノズル群の使用率は、下記式(1)で表す使用率である。
使用率(%)=(インク吐出ノズル群の副走査方向の長さ/インクノズル群の副走査方向の長さ)×100・・・(1)
処理液ノズル群の使用率は、下記式(2)で表す使用率である。
使用率(%)=(処理液吐出ノズル群の副走査方向の長さ/処理液ノズル群の副走査方向の長さ)×100・・・(2)
図3の処理液ノズル群、インクノズル群の配置を用いて、処理液吐出ノズル群、インク吐出ノズル群を設定する場合、処理液ノズル群の使用率を副走査方向の上流側から80%とし、インクノズル群の使用率を副走査方向の下流側から80%とすることで、処理液吐出ノズル群の重なり率が60%、インク吐出ノズル群の重なり率が60%となる。インクノズル群の使用率は、印刷速度比が大きい点で、高いほうが好ましい。
処理液ノズル群の使用率は、50%以上が好ましく、さらに上記のインク吐出ノズル群の使用率と同様の範囲とすることができる。一方、画質がより優れる点で、90%以下、80%以下、70%以下、60%以下、50%以下とすることもできる。
また、第2記録モードで記録する場合には、インクノズル群15a~15dのうちインク吐出ノズル群の使用率が70%以下であることが好ましく、65%以下であることがより好ましく、60%以下であることがさらに好ましく、50%以下であることが特に好ましい。処理液ノズル群の使用率は、上記のインク吐出ノズル群の使用率と同様の範囲とすることができる。
する処理液の付着量なども含まれていても良い。
次に、本実施形態に係るインクジェット記録方法で用いられるインク組成物(以下、「インク」ともいう。)について説明する。
本実施形態において、インク組成物は水を含有する。水は、インク組成物の主となる媒体であり、乾燥によって蒸発飛散する成分である。水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水または超純水のようなイオン性不純物を極力除去したものであることが好ましい。また、紫外線照射または過酸化水素添加等により滅菌した水を用いると、インク組成物を長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を抑制できるので好適である。
特に好ましい。
本実施形態において、インク組成物は色材を含むカラーインクであっても良い。また、複数のカラーインクを使用するものであっても良く、色材を含まないクリアインクとカラーインクとの組み合わせであっても良い。カラーインクとして、淡インク組成物と濃インク組成物を用いる場合には、それぞれ同一の色材を含んでもよいし、異なる色材を含んでもよい。
3、154、167、172、180が挙げられる。
本実施形態において、インク組成物は有機溶剤を含有することが好ましい。インク組成物が有機溶剤を含有することにより、記録の際に耐目詰まり性に優れる。また、インク組成物が有機溶剤を含有することにより、記録媒体上に吐出されたインク組成物の乾燥性が良好となり、画質と耐擦性に優れた画像を得ることができる。
、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチルペンタン-2,4-ジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン等が挙げられる。1種単独か又は2種以上を混合して使用することができる。ポリオール類は、保湿剤としての作用に優れている。ポリオール類としては、好ましくは2個以上の水酸基を有する炭素数4以下のアルカン、2個以上の水酸基を有する炭素数4以下のアルカンであって水酸基同士が分子間縮合したものが挙げられ、縮合数は2~4が好ましい。ここで、ポリオール類とは、分子中に水酸基を2個以上有する化合物であり、本実施形態において、水酸基数は2又は3であることが好ましい。
ートブチレート、ジエチレングリコールアセテートプロピオネート、ジエチレングリコールアセテートブチレート、プロピレングリコールアセテートプロピオネート、プロピレングリコールアセテートブチレート、ジプロピレングリコールアセテートブチレート、ジプロピレングリコールアセテートプロピオネート等のグリコールジエステル類が挙げられる。
とがさらに好ましい。有機溶剤の含有量が前記範囲である場合、インク組成物の耐目詰まり性や耐擦性がより優れ、好ましい。
本実施形態において、インク組成物は樹脂を含有することが好ましい。樹脂は、インク組成物を固化させ、さらにインク固化物を記録媒体上に強固に定着させる作用を有する。本実施形態において、樹脂は、インク組成物中に溶解された状態またはインク組成物中に分散された状態のいずれの状態であってもよい。溶解状態の樹脂としては、インクの顔料を分散させる場合に使用する、上記の樹脂分散剤を用いることができる。また、分散状態の樹脂としては、インクの液媒体に難溶あるいは不溶である樹脂を、微粒子状にして分散させて、すなわちエマルジョン状態、あるいはサスペンジョン状態にして、含ませることができる。
エステル樹脂などが入手しやすく、所望の特性を有する樹脂として得やすい点で好ましい。
本実施形態において、インク組成物は界面活性剤を含有することが好ましい。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤及びシリコーン系界面活性剤が挙げられ、これらの少なくとも1種を含有することが好ましく、これらの中でもアセチレングリコール系界面活性剤やシリコーン系界面活性剤を含有することがより好ましい。インク組成物がアセチレングリコール系界面活性剤やシリコーン系界面活性剤を含有することにより、インクの動的表面張力を下がり、耐目詰まり性を向上させることができる。
本実施形態において、インク組成物はワックスを含有してもよい。ワックスとしては、インク組成物中で溶解するもの、又は、エマルションなど微粒子の形態で分散するものが挙げられる。このようなワックスを用いることにより、耐擦性により優れた記録物が得られる傾向にある。特に、記録媒体上のインク塗膜の表面、すなわち、空気とインク塗膜の界面に偏在することによる耐擦性の向上に寄与する傾向がある。このようなワックスとしては、特に制限されないが、例えば、高級脂肪酸と高級1価アルコールまたは2価アルコールとのエステルワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス若しくはポリオレフィンワックス又はこれらの混合物が挙げられる。
消泡剤としては、特に制限されないが、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤、及びアセチレングリコール系消泡剤が挙げられる。消泡剤の市販品としては、BYK-011、BYK-012、BYK-017、BYK-018、BYK-019、BYK-020、BYK-021、BYK-022、BYK-023、BYK-024、BYK-025、BYK-028、BYK-038、BYK-044、BYK-080A、BYK-094、BYK-1610、BYK-1615、BYK-1650、BYK-1730、BYK-1770(以上商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)、サーフィノールDF37、DF110D、DF58、DF75、DF220、MD-20、エンバイロジェムAD01(以上全て商品名、日信化学工業社製)が挙げられる。消泡剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
本実施形態において、インク組成物には、その保存安定性およびインクジェットヘッドの吐出安定性を良好に維持するため、また、目詰まり改善のため、又はインクの劣化を防止するため、溶解助剤、粘度調整剤、pH調整剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、腐食防止剤、有機溶剤ではない保湿剤、および分散に影響を与える金属イオンを捕獲するためのキレート化剤等の、種々の添加剤を適宜添加することもできる。
本実施形態において、インクは前述した成分を任意の順序で混合し、必要に応じて濾過等をして不純物を除去することにより得られる。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラー、マグネチックスターラー等の撹拌装置を備えた容器に順次材料を添加して撹
拌混合する方法が好適に用いられる。濾過方法としては、遠心濾過、フィルター濾過等を必要に応じて行なうことができる。
本実施形態において、インク組成物は画像品質とインクジェット記録用のインクとしての信頼性とのバランスの観点から、20℃における表面張力が18mN/m以上40mN/mであることが好ましく、20mN/m以上35mN/m以下であることがより好ましく、22mN/m以上33mN/m以下であることがさらに好ましい。なお、表面張力の測定は、例えば、自動表面張力計CBVP-Z(商品名、協和界面科学株式会社製)を用いて、20℃の環境下で白金プレートをインクで濡らしたときの表面張力を確認することにより測定することができる。
次に、本実施形態で用いられる処理液について説明する。
本実施形態で用いられる処理液は、インク組成物の成分を凝集させる凝集剤を含有することが好ましい。処理液が凝集剤を含むことにより、後述するインク付着工程において、凝集剤とインク組成物に含まれる色材や樹脂等が速やかに反応する。そうすると、インク組成物中の色材や樹脂の分散状態が破壊されて凝集し、この凝集物が色材の記録媒体への浸透を阻害するため、記録画像の画質の向上の点で優れたものとなると考えられる。
a2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Zn2+、Ba2+などの二価金属イオン;Al3+、Fe3+、Cr3+などの三価金属イオンが挙げられる。陰イオンとしては、Cl-、I-、Br-、SO4 2-、ClO3-、NO3-、およびHCOO-、CH3COO-などが挙げられる。これらの多価金属塩の中でも、処理液の安定性や凝集剤としての反応性の観点から、カルシウム塩およびマグネシウム塩が好ましい。
本実施形態で用いられる処理液は、水を主溶媒とする水系の組成物であることが好ましい。この水は、処理液を記録媒体に付着させた後、乾燥により蒸発飛散する成分である。水としては、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水又は超純水のようなイオン性不純物を極力除去したものであることが好ましい。また、紫外線照射または過酸化水素添加等により滅菌した水を用いると、処理液を長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止できるので好適である。処理液に含まれる水の含有量は、処理液の全質量に対して、例えば、40質量%以上とすることができ、好ましくは50質量%以上であり、より好ましくは60質量%以上であり、さらに好ましくは70質量%以上である。
本実施形態で用いられる処理液は、有機溶剤を含有してもよい。有機溶剤を含有することにより、記録媒体に対する処理液の濡れ性を向上させることができる。有機溶剤としては、上述のインク組成物で例示した有機溶剤と同様のものを使用できる。有機溶剤の含有量は、特に限定されるものではないが、処理液の全質量に対して、例えば、10質量%以上80質量%以下とすることができ、好ましくは15質量%以上70質量%以下である。
い。また、有機溶剤の標準沸点は、300℃以下であることが好ましく、270℃以下であることがより好ましく、250℃以下であることがさらに好ましい。
本実施形態で用いられる処理液には、界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤を添加することにより、処理液の表面張力を低下させ、記録媒体との濡れ性を向上させることができる。界面活性剤の中でも、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤を好ましく用いることができる。これらの界面活性剤の具体例については、上述の水系インクジェットインク組成物で例示する界面活性剤と同様のものを使用できる。界面活性剤の含有量は、特に限定されるものではないが、処理液の全質量に対して、0.1質量%以上5質量%以下とすることができる。
本実施形態で用いられる処理液には、必要に応じて、上記のようなpH調整剤、防腐剤・防かび剤、防錆剤、キレート化剤等を添加してもよい。
本実施形態で用いられる処理液は、上記の各成分を適当な方法で分散・混合することよって製造することができる。上記の各成分を十分に攪拌した後、目詰まりの原因となる粗大粒子および異物を除去するためにろ過を行って、目的の処理液を得ることができる。
本実施形態で用いられる処理液は、インクジェットヘッドで吐出させる場合には、20℃における表面張力が18mN/m以上40mN/mであることが好ましく、20mN/m以上35mN/m以下であることがより好ましく、22mN/m以上33mN/m以下であることがさらに好ましい。表面張力の測定は、例えば、自動表面張力計CBVP-Z(商品名、協和界面科学株式会社製)を用いて、20℃の環境下で白金プレートを処理液で濡らしたときの表面張力を確認することにより測定することができる。
本実施形態では、インク吸収性、インク低吸収性または非吸収性の記録媒体に対する記録において、耐擦性と画質に優れた画像を得ることができる。特にインクと処理液とを組み合わせて用いるため、インク非吸収性または低吸収性の記録媒体に対して好適に用いることができ、耐擦性と画質に優れた画像を記録することができる。
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、上述のインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置を用いたシリアル式の記録方法である。詳細には、処理液ノズル群とインクノズル群とを備えたインクジェットヘッドを主走査方向に移動しつつ、処理液とインク組成物とを吐出して記録媒体に付着させて記録する主走査を複数回行う記録工程と、主走査方向と交差する副走査方向に前記記録媒体を搬送する搬送工程と、を備えるものである。そして、インクジェットヘッドが記録媒体の主走査方向に相対的に移動しつつインクを吐出し記録媒体へ付着させる主走査と、主走査方向と交差する副走査方向に記録媒体を搬送する副走査を交互に繰り返し行うことで記録を行う。
う場合がある。なお本発明の主走査数は、上記のノズル群を実際に記録に用いる吐出ノズル群として考えた場合の主走査数である。
処理液付着工程は、インク組成物と反応する上述の処理液を記録媒体へ付着させる工程である。処理液を記録媒体へ付着させることにより、得られた印刷画像の耐擦性や画質を向上させることができる。
ここで、インク付着量に対する処理液付着量が所定の値(質量%)であるとは、記録媒
体の、記録にてインクと処理液とを付着させる付着領域において、インク付着量に対する処理液付着量が所定の値である領域を少なくとも有することを意味する。
好ましくは、付着領域のうちのインクの付着量が最大である付着領域において、インク付着量に対する処理液付着量が上記の範囲であることが好ましい。または、付着領域のうちのインク付着量に対する処理液付着量が最大の付着領域において、インク付着量に対する処理液付着量が上記の範囲であることが好ましい。
処理液付着量は、インクジェット記録装置の制御部により、各記録モードごとに定められ、該処理液付着量で記録が行われる。
インク付着工程は、上述のインクをインクジェットヘッド2から吐出して記録媒体10に付着させる工程であり、この工程により、記録媒体10の表面に画像が形成される。
は18mg/inch2以下であり、特に好ましくは16mg/inch2以下である。なお、インク組成物の最大付着量は、付着させる全てのインク組成物の付着量の合計である。
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、上記インク付着工程の後に、図1に示す加熱ヒーター5によりインク組成物が付着した記録媒体10を加熱する二次加熱工程(「後加熱工程」ともいう。)を有していてもよい。これにより、記録媒体10上のインク組成物に含まれる樹脂等が溶融してインク膜が形成され、記録媒体10上においてインク膜が強固に定着して造膜性に優れたものとなり、耐擦性に優れた高画質な画像を短時間で得ることができる。
得ることができる。
本実施形態に係る記録方法は、インクを吐出して記録するための圧力発生手段以外の手段により、つまり、インクジェットヘッド2が備える記録のためにインクを吐出するための機構ではない他の機構により、インク組成物や処理液を排出させるクリーニング工程を備えていてもよい。
以下、本発明の実施形態を実施例および比較例によってさらに具体的に説明するが、本実施形態はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
表1、2に記載の配合割合になるように各成分をビーズミルを用いて混合攪拌し、孔径5μmのメンブランフィルターで濾過してインク1~6および処理液R1~R3を得た。なお、顔料は予め顔料に対し50質量%のスチレンアクリル分散剤樹脂を用いて水に分散した顔料分散液にしてから用いた。表1、2中の数値は全て質量%を示し、水はインクの全質量が100質量%となるように添加した。また、表1に記載の顔料および樹脂については、固形分換算した値を示す。
<顔料>
・ブラック顔料:カーボンブラック
・シアン顔料:C.I.ピグメントブルー15:3
・マゼンタ顔料:C.I.ピグメントレッド122
・イエロー顔料:C.I.ピグメントイエロー150
<樹脂>
・スチレンアクリル樹脂エマルジョン:商品名「ジョンクリル62J、BASFジャパン株式会社製
・ワックスエマルジョン:商品名「AQUACER539」、水系用変性パラフィンワックスエマルション、ビックケミー・ジャパン株式会社製
<消泡剤>
・DF110D:商品名「サーフィノール DF110D」、アセチレンジオール系界面活性剤、日信科学工業株式会社製
<界面活性剤>
・シルフェイスSAG503A:商品名、シロキサン系界面活性剤、日信化学工業株式会社製
<凝集剤>
・カチオマスターPD-7:商品名、アミン・エピクロロヒドリン縮合型ポリマー、四日市合成株式会社製)
表1、2に記載のインクと処理液を用いて記録した。装置として、インクジェットプリンター(商品名「SC-S80650」、セイコーエプソン株式会社製)の改造機を用意し、プラテンのヒーターを温度調整可能とした。インクジェットプリンターのヘッド構成は、7列のノズル群を有するインクジェットヘッドを、ノズル群の延びる方向に配列したヘッド構成とした。表3、4において、ヘッド配置1は横並びヘッドであり、図3のような配置においてインクノズル群を6つにしたものである。ヘッド配置2は処理液ノズル群が上流側に30%ずれて位置するヘッドであり、図4のような配置において、インクノズル群を6個にしたものである。ヘッド配置1とヘッド配置2は、1個のノズル群の副走査方向の長さはいずれのノズル群も同じとした。
とした。6つのインクノズル群の使用率は全て同じとした。
こうして設定した処理液吐出ノズル群とインク吐出ノズル群による重なり率を、処理液吐出ノズル群とインク吐出ノズル群ごとに表中の値とした。
表3に示す記録例D15では、処理液ノズル群の上半分のみ使用しているため、重なる部分の処理液吐出ノズル群の重なり率は100%であるが、重なる部分のインク吐出ノズル群の重なり率は50%となる。重なる部分は、配置2では図4においてYで示す範囲である。したがって、表3に示す記録例D14では、重なる部分の、処理液吐出ノズル群の重なり率と、インク吐出ノズル群の重なり率は、それぞれ70%となる。
<記録媒体>
・M1:商品名「IJ180-10」、ポリ塩化ビニルフィルム、スリーエムジャパン株式会社製、非吸収性記録媒体
・M2:商品名「OKプリンス」、上質紙(普通紙)、王子製紙株式会社製、高吸収性記録媒体
・M3:商品名「OKトップコート+」、コート紙、王子製紙株式会社製、低吸収性記録媒体
3.3.1.インクノズル群の吐出安定性の評価
上記のインクジェットプリンターに処理液とインクを充填して記録を2時間連続して行った。記録パターンは5×5cmの大きさとし、パターン間に1cmの隙間を設けて、縦横にパターンを並べて記録媒体の記録可能な領域に記録した。記録後、ノズルの不吐出の
数を検査し、下記基準で評価した。なお、不吐出の数は、記録に使用したインクノズルに対して行った。
(評価基準)
A:不吐出ノズルなし。
B:不吐出ノズルの数が2%以下。
C:不吐出ノズルの数が2%超4%以下。
D:不吐出ノズルの数が4%超。
3.3.1.で得られた記録パターンを目視にて観察し、下記基準で評価した。評価C以上を問題がないと判断した。
(評価基準)
A:記録パターン内にドットの寄り集まりによる不均一な濃淡のムラが観察されない。または、記録パターンの淵にインクが集まり色が濃く見える部分が観察されない。
B:記録パターン内にドットの寄り集まりによる不均一な濃淡のムラが観察されない。または、記録パターンの淵にインクが集まり色が濃く見える部分が若干観察される。
C:記録パターン内にドットの寄り集まりによる不均一な濃淡のムラが若干観察される。
D:記録パターン内のドットの寄り集まりによる不均一な濃淡のムラが目立つ。
3.3.1.で得られた記録パターンを目視にて観察し、下記基準で評価した。
(評価基準)
A:細かな粒状に観察されず、均一に着色されている現象が観察されない。
B:細かな粒状に若干観察され、均一に着色されている現象が若干観察される。
C:細かな粒状に観察され、均一に着色されている現象が目立つ。
パターンを50×50cmの大きさで記録して50cmの距離で目視で観察した。副走査方向のインクの濃度の異なる部分からなるバンド状のムラが主走査方向に延びている場合にバンディングが観察されるとし、下記基準で評価した。評価B以上を問題がないと判断した。
(評価基準)
A:バンディングが観察されない。
B:バンディングが若干観察される。
C:バンディングが目立つ。
記録方法の評価試験の結果を、表3、4に示す。
記録例D1~D5、D9より、処理液が少なくなると吐出安定性は向上するがブリードが低下した。一方、処理液が多くなると粒状性やバンディングムラの評価が低下し、多すぎると吐出安定性が低下した。
記録例D1、D2より、処理液が少なすぎるとブリードの評価が低下するが吐出安定性は向上した。この評価は、ノズルの重なる部分の比率が低くなっても変わらなかった。
記録例D6より、インクが高沸点溶剤を含むと、吐出安定性は向上したが、ブリードやバンディングムラの評価が低下した。
記録例S1、S2、S9より、処理液が少なくなると吐出安定性は向上するがブリードの評価が低下した。一方、処理液が多くなるとバンディングムラの評価が低下した。
記録例S8、S9より、処理液が多くなり、ノズルの重なる部分の比率が高くなると吐出安定性の評価が低下した。
記録例S2は、処理液の付着量が15%であり、記録モード1の記録例であれば、画質(耐ブリード)が劣るはずであるが、記録モード2では画質(耐ブリード)が優れていた。このことから、記録モード1の場合に、処理液付着量を20%以上とする必要があることがわかった。
記録例S8は、処理液の付着量が25%であり、記録モード1の記録例であれば、耐バンディングムラが劣るはずであるが、記録モード2では耐バンディングムラが優れていた。このことから、記録モード2の場合に、処理液付着量を記録モード1より少なくする必要があることがわかった。
ディングムラの評価が向上した。
記録例S2、S4より、処理液ノズル群を上流側にずらした配置2では、画質や吐出安定性の評価は変わらなかったが、記録速度が遅く、ヘッドが大型化した。
表3に記載の第1記録モードと、表4に記載の第2記録モードとを組み合わせた装置例1~5について、表5を挙げて説明する。装置例は、同一の記録装置を用いて、記録装置の制御部の制御により、第記録モードと第2記録モードをそれぞれ行った。
これに対し、装置例4、5では、インク組成物付着量に対する処理液付着量が、第1記録モードが第2記録モードより多くなっておらず、画質(耐ブリード)と耐バンディングの何れかが劣っていた。
装置例は、上記の装置例に限らず、上記の、第1記録モードの記録例と、第2記録モードの記録例から、それぞれ何れか1つずつを選択して組み合わせて装置例とすることができる。
Claims (11)
- インク組成物と前記インク組成物の成分を凝集させる処理液とを低吸収性または非吸収性の記録媒体に付着させて記録するインクジェット記録方法であって、
インクジェットヘッドを主走査方向に移動しつつ、前記処理液と前記インク組成物とを吐出して前記記録媒体に付着させて記録する主走査を複数回行う記録工程と、
前記主走査方向と交差する副走査方向に前記記録媒体を搬送する搬送工程と、
前記記録工程後に、前記記録媒体を加熱する加熱工程と、を備え、
前記インクジェットヘッドは、処理液吐出ノズル群と、インク吐出ノズル群を有し、
前記処理液吐出ノズル群と前記インク吐出ノズル群は、前記副走査方向において互いに位置が重なる部分を有し、
前記記録工程において、前記処理液吐出ノズル群の前記副走査方向の長さに対する前記位置が重なる部分の前記副走査方向の重なり率が60%以上であり、
前記記録工程において、前記記録媒体の前記処理液と前記インク組成物とが付着する付着領域におけるインク組成物付着量に対する処理液付着量が20質量%以上50質量%以下であり、
前記インク組成物は、水と、色材と、を含有し、
前記水の含有量は、インク組成物の全質量に対して、40質量%以上であり、
前記色材の含有量は、インク組成物の全質量に対して、0.3質量%以上6質量%以下であり、
前記処理液は、前記インク組成物の成分を凝集させる凝集剤を含有し、
前記凝集剤の含有量は、処理液の全質量に対して、3質量%以上10質量%以下であり、
前記低吸収性または非吸収性の記録媒体は、ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msec1/2までの水吸収量が10mL/m2以下である記録媒体であり、前記記録媒体は、インク吸収能を有するインク受容層が設けられていないものである、インクジェット記録方法。 - 前記記録工程において、前記付着領域における前記インク組成物付着量に対する前記処
理液付着量が20質量%以上40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。 - 前記インクジェットヘッドは、処理液ノズル群と、インクノズル群を有し、
前記処理液ノズル群は、前記処理液吐出ノズル群を有し、
前記インクノズル群は、前記インク吐出ノズル群を有し、
前記記録工程において、前記インクノズル群の下記式(1)で表す使用率が60%以上である、請求項1または請求項2に記載のインクジェット記録方法。
使用率(%)=(前記インク吐出ノズル群の副走査方向の長さ/前記インクノズル群の副走査方向の長さ)×100・・・(1) - 前記記録工程において、前記処理液吐出ノズル群の前記重なり率が90%以上である、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録工程において、前記インク吐出ノズル群の前記副走査方向の長さに対する前記位置が重なる部分の前記副走査方向の重なり率が70%以下である、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記インク組成物において、標準沸点が280℃超のポリオール類の有機溶剤の含有量が前記インク組成物に対して1質量%以下である、請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記凝集剤として、多価金属塩、カチオン性樹脂および有機酸のいずれかを含む、請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録工程において、前記インク組成物が前記記録媒体に付着する時の前記インクノズル群のノズル面の表面温度が30℃以上50℃以下である、請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録工程において、前記インクノズル群は前記処理液ノズル群と前記副走査方向の長さの90%以上が重なっている、請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記加熱工程における、前記記録媒体の表面温度が60℃以上120℃以下である、請求項1ないし請求項9のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記インク組成物が、微粒子状の樹脂を含有する、請求項1ないし請求項10のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
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