| 【発明の名称】 |
インクジェット記録方法およびインクジェット記録装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】左々 信正
【住所又は居所】東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】インクドット皮膜の平均厚が均一で、十分な画像品質がコントロールされ、高品質の印字を与えるインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】インクジェット記録方法において、被記録材料上に最終画像として形成されたインクドット皮膜の平均厚が０．５〜２０μｍ、皮膜厚の平均値と標準偏差の比が０．０１〜０．３になるよう制御可能な手段を有することを特徴とするインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 インクジェット記録方法において、被記録材料上に最終画像として形成されたインクドット皮膜の平均厚が０．５〜２０μｍ、皮膜厚の平均値と標準偏差の比が０．０１〜０．３になるよう制御可能な手段を有することを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項２】 インクドットの皮膜厚が０．５〜１０μｍ、皮膜厚の平均値と標準偏差の比が０．０１〜０．２になるよう制御可能な手段を有することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録方法。
【請求項３】 インクドットの滲み度を示す数が０．５〜２０μｍ、滲み度の平均値と標準偏差の比が０．０１〜０．２、円形度を示す係数が１００〜１５０、円形度の平均値と標準偏差の比が０．０１〜０．２になるよう制御可能な手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット記録方法。
【請求項４】 インクジェット記録装置において、被記録材料上に最終画像として形成されたインクドット皮膜の平均厚が０．５〜２０μｍ、皮膜厚の平均値と標準偏差の比が０．０１〜０．３になるよう制御可能な手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】 制御可能な手段が、常温でのインク粘度が０．０５０〜１０Ｐａ・ｓ、４０〜１００℃でのインク粘度が０．００２〜０．０２０Ｐａ・ｓのインクおよび４０℃から１００℃に温調したインクヘッドを用いることを特徴とする請求項４記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】 インクが常温で固形であることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】 制御可能な手段が、チキソトロピー性を有するインクおよびピエゾ素子に駆動電圧パルスを印加することによって生ずる歪みを利用してインクを加圧し、インク滴を噴射するオンデマンド型インクジェットヘッドを有することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】 制御可能な手段が、放射線の照射により硬化するインクおよびインク着弾から放射線照射までの時間が０．０５〜１秒であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】 請求項４〜８のいずれか１項記載のインクジェット記録装置により記録することを特徴とするインクジェット記録方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記録方法およびインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】インクドット形状をコントロールして良好な画質を形成する技術について言及した例として、特開２０００−２１１２３８号にはインク吸収層へのインク吸収速度、インク吸収層への定着時間を特定したインクジェット被記録材料が、特開２０００−１５９２４号にはインク吸収層に特定の塗工液組成を用いたインクジェット記録用紙が、また、特開平９−１０９３９８号には特定の構造、構成のインクジェットヘッドが、特開平１０−５８８２０号には披記録媒体上のインクの付き量を特定したインクジェット記録方法がある。また、特開平５―１３２６４１号には、インクドットの高さを減少させるべく、常温で固体、９０℃における粘度が０．０１５Ｐａ・ｓ以下のインク組成物を用いて、プリントヘッドの操作温度と基材の温度との差異を１００℃以下とするインクジェット記録方法がある。さらに、特開平５−１８６７２５号、特開２００１−１５８８６５号、特開２００１−１３１４５２号には、紫外線硬化インクを用いたインクジェット記録方法がある。
【０００３】しかしながら、これらの従来技術には、インクドット皮膜の平均厚およびそのばらつきについて記載した例はなく、また、これらの従来技術の方法では、十分な画像品質をコントロールすることは出来ず、より高品質の印字が望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、インクドット皮膜の平均厚が均一で、十分な画像品質がコントロールされ、高品質の印字を与えるインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、以下の構成によって達成された。
【０００６】１．インクジェット記録方法において、被記録材料上に最終画像として形成されたインクドット皮膜の平均厚が０．５〜２０μｍ、皮膜厚の平均値と標準偏差の比が０．０１〜０．３になるよう制御可能な手段を有することを特徴とするインクジェット記録方法。
【０００７】２．インクドットの皮膜厚が０．５〜１０μｍ、皮膜厚の平均値と標準偏差の比が０．０１〜０．２になるよう制御可能な手段を有することを特徴とする前記１記載のインクジェット記録方法。
【０００８】３．インクドットの滲み度を示す数が０．５〜２０μｍ、滲み度の平均値と標準偏差の比が０．０１〜０．２、円形度を示す係数が１００〜１５０、円形度の平均値と標準偏差の比が０．０１〜０．２になるよう制御可能な手段を有することを特徴とする前記１又は２記載のインクジェット記録方法。
【０００９】４．インクジェット記録装置において、被記録材料上に最終画像として形成されたインクドット皮膜の平均厚が０．５〜２０μｍ、皮膜厚の平均値と標準偏差の比が０．０１〜０．３になるよう制御可能な手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【００１０】５．制御可能な手段が、常温でのインク粘度が０．０５０〜１０Ｐａ・ｓ、４０〜１００℃でのインク粘度が０．００２〜０．０２０Ｐａ・ｓのインクおよび４０℃から１００℃に温調したインクヘッドを用いることを特徴とする前記４記載のインクジェット記録装置。
【００１１】６．インクが常温で固形であることを特徴とする前記５記載のインクジェット記録装置。
【００１２】７．制御可能な手段が、チキソトロピー性を有するインクおよびピエゾ素子に駆動電圧パルスを印加することによって生ずる歪みを利用してインクを加圧し、インク滴を噴射するオンデマンド型インクジェットヘッドを有することを特徴とする前記４〜６のいずれか１項記載のインクジェット記録装置。
【００１３】８．制御可能な手段が、放射線の照射により硬化するインクおよびインク着弾から放射線照射までの時間が０．０５〜１秒であることを特徴とする前記４〜６のいずれか１項記載のインクジェット記録装置。
【００１４】９．前記４〜８のいずれか１項記載のインクジェット記録装置により記録することを特徴とするインクジェット記録方法。
【００１５】本発明を更に詳しく説明する。インクジェット記録法は、種々のインク（記録液）吐出方式、例えば静電吸引方式、圧電素子を用いて記録液に機械的振動また変異を与える方式、記録液を加熱して発泡させその圧力を利用する方式等により、インクの小滴を発生させて飛翔させ、それらの一部または全部を紙などの被記録材に付着させる記録法であり、騒音の発生が少なく、高速印字や多色印字が可能な記録法として注目されている。インクジェット記録法に使用されるインクとしては、用途によって異なったタイプが用いられており、水を主成分とする水系インク、有機溶媒を主成分とする油性や溶剤系インク、ワックス等を熱溶融させて用いる固形インク、放射線によって硬化する紫外線硬化型インク等がある。本発明では、インクジェット記録方式としては、ピエゾ素子に駆動電圧パルスを印加することによって生ずる歪みを利用してインクを加圧し、インク滴を噴射するオンデマンド型インクジェットで、ヘッドを例えば４０℃から１００℃に温調したインクヘッドが好適である。インクとしては、常温で固形、および／または放射線硬化型インクが好適である。特にインクの粘度は、常温で０．０５０〜１０Ｐａ・ｓ、４０〜１００℃でのインク粘度が０．００２〜０．０２０Ｐａ・ｓのインクが好ましい。
【００１６】被記録材料としては、紙、プラスチックス（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、塩化ビニルなど）がラミネートされた紙、アルミニウム（アルミニウム合金も含む）、亜鉛、鉄、銅などの金属板などを用いることができる。従来よりインクジェット記録用紙と称される基材上に多孔質のインク受容層を設けてなる被記録材も使用できる。
【００１７】インクジェットインクは、特開２００１−１６４１６５号、特開２００１−１３９８６５号、特開２００１−９８２０１号、特開２００１−８８４３０号、特開２００１−１９９１５０号等に記載の公知の水性インクを用いることができる。
【００１８】特開２００１−２１２９６３号、特開２００１−１３９８６２号、特開２００１−３３５１００号、特開平１１−２８６１６７号、特開平１０−２９８４７２号等に記載の公知の油性インクも用いることができる。
【００１９】特開２００１−２３４０９７号、特開２００１−２１３９２１号、特開２００１−２０５９２８号、特開２０００−６３７２０号、特開２０００−２５３３１号等に記載の公知の溶剤系インクも好ましく用いることができる。
【００２０】特開２００１−２０７０９８号、特開平７−１８６５１８号、特開平６−２００２０４号、特開平５−２６１９１４号等に記載の公知の紫外線硬化および／またはソリッドインクも用いることができる。
【００２１】先にも記載したが、常温で固形、および／または放射線硬化型インクが好適に用いることができる。特にインクの粘度は、常温で０．０５０〜１０Ｐａ・ｓ、４０〜１００℃でのインク粘度が０．００２〜０．０２０Ｐａ・ｓのインクが好ましい。
【００２２】（インクドット皮膜の平均厚および皮膜厚の平均値と標準偏差の比）インクジェット記録装置を用いて、被記録材料に対して１０ドットのインクを射出し、ドット定着後のドット毎に５回厚さを三次元顕微鏡（ＷＹＣＯ）で測定し、平均値および標準偏差を算出した。
【００２３】（インクドットの滲み度および滲み度の平均値と標準偏差の比）被記録材料に対して、インクジェット記録装置を用い、１ドットを印字して、ドット定着後のドット半径を画像解析装置（ニレコ製、ルーゼックス、測定条件：画素数１６０００、１画素）により求め、５０回測定した平均値および標準偏差を算出した。
【００２４】（円形度および円形度の平均値と標準偏差の比）被記録材料に対して、インクジェット記録装置でドットを印字して、画像解析装置（ニレコ製、ルーゼックス、測定条件：画素数１６０００、１画素４μｍ）を用いて下記式によりドット形状係数Ｋとして評価した。なお、ドット形状係数Ｋは１００に近づくほど真円に近似することを意味する。
【００２５】Ｋ＝１／４π×ＰＭ2／Ａ×１００ここで、ＰＭは周囲長（μｍ）、Ａは面積（μｍ2）を示す。
【００２６】常温でのインク粘度が０．０５０〜１０Ｐａ・ｓ、４０〜１００℃でのインク粘度が０．００２〜０．０２０Ｐａ・ｓのインクとしては、特開２００１−１６４１６５号、特開２００１−１３９８６５号、特開２００１−９８２０１号、特開２００１−８８４３０号、特開２００１−１９９１５０号等に記載の公知の水性インク、特開２００１−２１２９６３号、特開２００１−１３９８６２号、特開２００１−３３５１００号、特開平１１−２８６１６７号、特開平１０−２９８４７２号等に記載の公知の油性インク、特開２００１−２３４０９７号、特開２００１−２１３９２１号、特開２００１−２０５９２８号、特開２０００−６３７２０号、特開２０００−２５３３１号等に記載の公知の溶剤系インクに、２５℃以上に融点を有する化合物を０．１〜５０質量％溶解もしくは分散させたインクを用いることができる。４０℃以上に融点を有する化合物の具体例としては、各種ワックス類、高級脂肪酸およびそのエステル類等が好適に用いることができる。
【００２７】また、特開２００１−２０７０９８号、特開平７−１８６５１８号、特開平６−２００２０４号、特開平５−２６１９１４号等に記載の公知の紫外線硬化および／またはソリッドインクに、２５℃以上に融点を有する重合性モノマーやオリゴマーを溶解または分散させたインクを用いることができる。
【００２８】４０℃から１００℃に温調したインクヘッドとしては、ヘッドのインク貯め部分の外部プレートに、電圧コントローラーに接続した面状薄膜ヒーターを設置して、インクヘッドの温度をコントロールできるように改造したインクジェット装置を用いた。
【００２９】常温で固形のインクとしては、特開２００１−２０７０９８号、特開平７−１８６５１８号、特開平６−２００２０４号、特開平５−２６１９１４号等に記載の公知の紫外線硬化および／またはソリッドインクを挙げることができる。
【００３０】チキソトロピー性を有するインクとしては、チキソトロピー性を高くするために、放射線硬化性物質（例えば、ポリエステル、ウレタン、エポキシ、ポリエーテル、アクリル等の樹脂。光重合開始剤や増感剤等を加えてもよい。）や種々の添加物（例えば、金属石けんやアルキド樹脂等のゲル化剤、微粉末シリカ、炭酸カルシウムベントナイト、有機ベントナイト等のコロイド粒子、ポリアミド樹脂等）を、水、有機溶剤、重合性モノマーやオリゴマー中へ微粒状で分散して使用される。
【００３１】ピエゾ素子に駆動電圧パルスを印加することによって生ずる歪みを利用してインクを加圧し、インク滴を噴射するオンデマンド型インクジェットヘッドは、材料の流動性を増加するために、オシレーション手段としての圧電素子等の振動子により振動を与えることによって、インク材料の分子間の弱い結合を切断し、インクジェットヘッドから吐出するまでゾル状の吐出容易な液体とする。
【００３２】放射線の照射により硬化するインクは、特開２００１−２０７０９８号、特開平７−１８６５１８号、特開平６−２００２０４号に記載の公知のインクを挙げることができる。
【００３３】放射線の照射により硬化するインクは被記録材料に着弾後、放射線照射装置を用いて、被記録材料上で硬化定着される。インク着弾から放射線の照射は１秒以下が好ましく、さらに好ましくは０．５秒以下である。
【００３４】
【実施例】インクの作製本発明に用いるインクを下記のように作製した。尚、以下の処方の％は総て質量％である。
【００３５】Ｎｏ．１：シアン、水系インク以下の処方の、水性顔料分散体、界面活性剤、水溶性溶剤を高速攪拌機を用いて、約１５分間撹拌を行って水系インクとした。
【００３６】
水性顔料分散体（シアン顔料（顔料固形分６％）／水溶性樹脂（スチレン−アクリル酸共重合体）／水）（顔料／水溶性樹脂／水＝１０／３／１３．７（質量比）） ３６．４％界面活性剤（ノイゲンＥＴ１５０Ｅ（第一工業製薬社製）１０％ａｑ．）
３．６％水溶性溶剤（ＩＰＡ／ＮＭＰ＝５／１ （質量比）） １６．０％微粉末シリカ（表面処理シリカニップシールＳ（日本シリカ工業社製））
７．６％水 ３６．４％尚、ＩＰＡ：イソプロピルアルコール、ＮＭＰ：Ｎ−メチル−２−ピロリドンを示す。
【００３７】Ｎｏ．２：マゼンタ、水系紫外線硬化インク紫外線カット下で、まず、紫外線硬化型モノマー（Ａ−ＴＭＭＴ）（新中村化学社製）９．３質量％にＩＰＡを１３．０質量％加え、約１５分間撹拌を行った。さらに光開始剤（イルガキュア１８４）（チバガイギー社製）を０．４質量％添加し１５分間撹拌を行った（溶液Ａとする）。次に、顔料インク（顔料／水溶性樹脂／水）＝１０／３／１３．７（質量比）３８．４質量％に界面活性剤（ノイゲンＥＴ１５０Ｅ（第一工業製薬社製）、１０％ａｑ．）３．６質量％を添加し約１５分撹拌を行った（溶液Ｂとする）。溶液Ａと溶液Ｂを混合し、さらにＮＭＰ３．０質量％、水３６．４質量％を添加し、約３０分撹拌を行って水系紫外線硬化インクとした。
【００３８】Ｎｏ．３：ブラック、溶媒系インクドデシルメタクリレート／アクリル酸共重合体（共重合比；９５／５質量比）２０質量％、アルカリブルー２０質量％、アイソパーＧ６０質量％をガラスビーズとともにペイントシェーカー（東京精機（株）製）に入れ、４時間分散し、ニグロシンの微小な分散物を得た。
【００３９】Ｎｏ．４：ブラック、溶媒系紫外線硬化インク紫外線カット下で、まず、紫外線硬化型モノマー（Ａ−ＴＭＰＴ）（新中村化学社製）７．３質量％にＩＰＡ１３．０質量％を加え、約１５分間撹拌を行った。さらに光開始剤（イルガキュア１８４（チバガイギー社製））０．２質量％を添加し１５分間撹拌を行った（溶液Ａとする）。溶液Ａと顔料インク（顔料／樹脂／アイソパーＧ＝１０／３／１３．７（質量比））３６．４質量％を混合し、さらにＮＭＰ３．０質量％を添加し、約３０分撹拌を行って溶媒系紫外線硬化インクとした。
【００４０】Ｎｏ．５：ブラック、溶媒系紫外線硬化インクＣ．Ｉ．ソルベントブラック２．５質量％、トリスアクリロイロキシイソシアヌレート２３．８質量％、トリメチロールプロパントリアクリレート６６．６質量％、２−クロロチオキサントン３．７質量％、エチルｐ−ジメチルアミノベンゾエート３．３質量％をガラスビーズとともにペイントシェーカー（東京精機（株）製）に入れ、４時間分散し、ソルベントブラックの微小な分散物を得た。
【００４１】Ｎｏ．６：ブラック、熱溶融性紫外線硬化インク紫外線カット下で下記インク組成物の混合物を１００℃にて溶融攪拌し、熱時濾過を行い、熱溶融性紫外線硬化インクを得た。
Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック ２．５質量％パラフィンワックス（融点６０℃） ２３．８質量％カルナバワックス（融点７０℃） ４１．６質量％トリメチロールプロパントリアクリレート ２５．０質量％２−クロロチオキサントン ３．７質量％エチルｐ−ジメチルアミノベンゾエート ３．３質量％Ｎｏ．７：シアン、熱溶融性紫外線硬化インク紫外線カット下で下記インク組成物の混合物を１００℃にて溶融攪拌し、熱時濾過を行い、熱溶融性紫外線硬化インクを得た。
Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー１１ ３．７質量％パラフィンワックス（融点６０℃） ３０．６質量％カルナバワックス（融点７８℃） ６１．３質量％エチレン・酢酸ビニル共重合体 ４．４質量％これらのインクをインクジェット記録装置のインクタンクにセットし、被記録材料にインクを射出した。放射線硬化型インクの場合は、インク画像に放射線を照射して画像の定着を行った。
【００４２】実施例１水系インク用インクジェット記録装置（ピエゾ素子に駆動電圧パルスを印加することによって生ずる歪みを利用してインクを加圧し、インク滴を噴射するオンデマンド型インクジェットヘッド）のインクタンクにインク（Ｎｏ．１）をセットし、印刷用コート紙に射出した。温風にてインク像を定着した。結果は表１に記載した。
【００４３】実施例２実施例１で用いたインクジェット記録装置のヘッドに加熱ヒーターを設置して改造したインクジェット記録装置のインクタンクにインク（Ｎｏ．２）をセットし、印刷用コート紙に射出した。インクドットがコート紙上に着弾０．１秒後に紫外線照射装置（水銀灯、２ｋＷ）を用いて露光し、インク像を定着した。結果は表１に記載した。
【００４４】実施例３溶媒系インク用インクジェット記録装置（ピエゾ素子に駆動電圧パルスを印加することによって生ずる歪みを利用してインクを加圧し、インク滴を噴射するオンデマンド型インクジェットヘッド）のインクタンクにインク（Ｎｏ．３）をセットし、印刷用コート紙に射出した。温風にてインク像を定着した。結果は表１に記載した。
【００４５】実施例４実施例３で用いたインクジェット記録装置のヘッドに加熱ヒーターを設置して改造したインクジェット記録装置のインクタンクにインク（Ｎｏ．４）をセットし、厚さ２５０μｍのＰＶＣ（塩化ビニル）の表面に射出した。インクドットがＰＶＣ上に着弾０．１秒後に紫外線照射装置（水銀灯、２ｋＷ）を用いて露光し、インク像を定着した。結果は表１に記載した。
【００４６】実施例５ヘッドに加熱ヒーターを設置して改造したインクジェット記録装置のインクタンクにインク（Ｎｏ．５）をセットし、厚さ１００μｍの表面未処理のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）表面に射出した。インクドットがＰＥＴ上に着弾０．５秒後に紫外線照射装置（水銀灯、２ｋＷ）を用いて露光し、インク像を定着した。結果は表１に記載した。
【００４７】実施例６ヘッドに加熱ヒーターを設置して改造したインクジェット記録装置（ピエゾ素子に駆動電圧パルスを印加することによって生ずる歪みを利用してインクを加圧し、インク滴を噴射するオンデマンド型インクジェットヘッド）のインクタンクにインク（Ｎｏ．６）をセットし、厚さ１００μｍの表面をコロナ処理したＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）表面に射出した。インクドットがＰＥＴ上に着弾０．５秒後に紫外線照射装置（水銀灯、２ｋＷ）を用いて露光し、インク像を定着した。結果は表１に記載した。
【００４８】実施例７ヘッドに加熱ヒーターを設置して改造したインクジェット記録装置のインクタンクにインク（Ｎｏ．７）をセットし、厚さ１００μｍの表面をコロナ処理したＰＰ（ポリプロピレン）表面に射出した。結果は表１に記載した。
【００４９】
【表１】
【００５０】表１から、高品質の印字を与えるインクジェット記録方法であることが判る。
【００５１】
【発明の効果】本発明により、インクドット皮膜の平均厚が均一で、十分な画像品質がコントロールされ、高品質の印字を与えるインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置を提供することができた。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１２７０
【氏名又は名称】コニカ株式会社
【住所又は居所】東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号
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| 【出願日】 |
平成１３年１１月７日（２００１．１１．７） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００３−１４５９１４（Ｐ２００３−１４５９１４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年５月２１日（２００３．５．２１） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−３４１６９８（Ｐ２００１−３４１６９８） |
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