JP2006289960A - インクジェット記録装置、インクジェット記録方法及び記録物 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる粘度のインクからなるインクセットでも、高い印刷品質を維持できるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】ｎ種類（ｎはｎ≧２の整数）の異なるインクからなるインクセットを具備するインクジェット記録装置において、インクセット中における最低粘度のインクの粘度／最高粘度のインクの粘度の比率が０．６以下であり、インクセットの各インクの２０℃における粘度をそれぞれＶ１、Ｖ２、・・・、Ｖｉ、・・・、Ｖｎ（Ｖ１を最高粘度とする）とし、各インクに割り当てられる吐出ノズル群のノズル解像度をそれぞれＲ１、Ｒ２、・・・、Ｒｉ、・・・、Ｒｎとし、係数ｋｉ＝Ｖｉ／Ｖ１としたときに（ｉは１〜ｎまでの任意の整数）、全てのｉについて、０．８×ｋｉ×Ｒ１≦Ｒｉ≦１．２×ｋｉ×Ｒ１、および０．２≦ｋｉ≦１．０が成立するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、異なる粘度のインクからなるインクセットを具備するインクジェット記録装置において、高い印刷品質を維持できるインクジェット記録装置に関するものである。

従来から、印字品位の良好なインクジェット記録装置が種々開発されている。例えば、特開平８−３３６９７９号公報には、複数色のインクを吐出してカラー記録を行うカラーインクジェット記録装置において、定着性の遅いインクの記録ヘッドあるいは粘度や液滴噴射体積等により低い周波数によるインク吐出が必要なインクの記録ヘッドのノズル数を、それ以外のインクを吐出する記録ヘッドのノズル数より多くすることにより、ブリーディングを抑え、印字品位の良好なカラーインクジェット記録装置が開示されている（特許文献１）。

しかし、このようなインクジェット記録装置のようにノズル数を多くしても、単位面積あたりの打ち込み量は増加しない。また、該公報には、当該インクジェット記録装置に係るインクの物性とノズル解像度との間の関連に数値的な記載がなく、実効性が少ない。従来の記録装置では、特に異なる粘度のインクからなるインクセットを用いた場合には、印刷品質が確保できないという問題がある。
特開平８−３３６９７９号公報

そこで、本発明は、異なる粘度のインクからなるインクセットを具備するインクジェット記録装置において、高い印刷品質を維持できるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

本発明は、下記１．の発明を提供することにより、前記目的を達成したものである。
１．ｎ種類（ｎはｎ≧２の整数）の異なるインクからなるインクセットを具備するインクジェット記録装置において、
インクセット中における最低粘度のインクの粘度／最高粘度のインクの粘度の比率が、０．６以下であり、
インクセットの各インクの２０℃における粘度をそれぞれＶ１、Ｖ２、・・・、Ｖｉ、・・・、Ｖｎ（Ｖ１を最高粘度とする）とし、
各インクに割り当てられる吐出ノズル群のノズル解像度をそれぞれＲ１、Ｒ２、・・・、Ｒｉ、・・・、Ｒｎとし、
係数ｋｉ＝Ｖｉ／Ｖ１としたときに、（ｉは１〜ｎまでの任意の整数）
全てのｉについて、
０．８×ｋｉ×Ｒ１ ≦ Ｒｉ ≦ １．２×ｋｉ×Ｒ１、および
０．２ ≦ ｋｉ ≦１．０
が成立することを特徴とするインクジェット記録装置。

また、本発明は、下記２．〜７．の発明をそれぞれ提供するものである。
２．最高粘度のインクを除いたすべてのインクの粘度Ｖ２、・・・、Ｖｉ、・・・、Ｖｎの標準偏差３σが、２．０以下である、前記１記載のインクジェット記録装置。

３．最高粘度のインクに含有される色剤濃度が、全インク中で最も高い、前記１又は２記載のインクジェット記録装置。

４．最高粘度のインクがブラックインクである、前記１〜３の何れかに記載のインクジェット記録装置。

５．ブラックインクが顔料インクである、前記４記載のインクジェット記録装置。

６．ｎ種類（ｎはｎ≧２の整数）の異なるインクからなるインクセットを用いて記録するインクジェット記録方法において、
インクセット中における最低粘度のインクの粘度／最高粘度のインクの粘度の比率が、０．６以下であり、
インクセットの各インクの２０℃における粘度をそれぞれＶ１、Ｖ２、・・・、Ｖｉ、・・・、Ｖｎ（Ｖ１を最高粘度とする）とし、
各インクに割り当てられる吐出ノズル群のノズル解像度をそれぞれＲ１、Ｒ２、・・・、Ｒｉ、・・・、Ｒｎとし、
係数ｋｉ＝Ｖｉ／Ｖ１としたときに、（ｉは１〜ｎまでの任意の整数）
全てのｉについて、
０．８×ｋｉ×Ｒ１ ≦ Ｒｉ ≦ １．２×ｋｉ×Ｒ１、および
０．２ ≦ ｋｉ ≦１．０
が成立するように記録することを特徴とするインクジェット記録方法。

７．前記１記載のインクジェット記録装置又は前記６記載のインクジェット記録方法によって記録媒体上に画像が形成された記録物。

本発明によれば、粘度が高いインクに対して、他よりも高いノズル解像度を与え、これにより異なる粘度のインクからなるインクセットでも、全てのインクにおいて同等の単位面積あたりの打ち込み量が確保でき、高い印刷品質を維持できるインクジェット記録装置が提供される。
また、本発明によれば、粘度が高いインクに対して、他よりも高いノズル解像度を与え、これにより異なる粘度のインクからなるインクセットでも、全てのインクにおいて同等の単位面積あたりの打ち込み量が確保でき、高い印刷品質を維持できるインクジェット記録方法、並びに高い印刷品質を備えた記録物が提供される。

以下に本発明に係るインクジェット記録装置について、その好ましい実施態様に基づき説明する。

本発明のインクジェット記録装置は、既述の通り、ｎ種類（ｎはｎ≧２の整数）の異なるインクからなるインクセットを具備するもので、インクセット中における最低粘度のインクの粘度／最高粘度のインクの粘度の比率が、０．６以下であり、インクセットの各インクの２０℃における粘度をそれぞれＶ１、Ｖ２、・・・、Ｖｉ、・・・、Ｖｎ（Ｖ１を最高粘度とする）とし、各インクに割り当てられる吐出ノズル群のノズル解像度をそれぞれＲ１、Ｒ２、・・・、Ｒｉ、・・・、Ｒｎとし、係数ｋｉ＝Ｖｉ／Ｖ１としたときに（ｉは１〜ｎまでの任意の整数）、全てのｉについて、以下の式が成立することを特徴とする。
０．８×ｋｉ×Ｒ１ ≦ Ｒｉ ≦ １．２×ｋｉ×Ｒ１、および
０．２ ≦ ｋｉ ≦１．０
ここで、Ｒ１は、最高粘度Ｖ１のインクに割り当てられる吐出ノズルのノズル解像度を表す。なお、ノズル解像度Ｒ１、Ｒ２、・・・、Ｒｉ、・・・、及びＲｎは、それぞれ粘度Ｖ１、Ｖ２、・・・、Ｖｉ、・・・、及びＶｎの各インクに対応する吐出ノズルのノズル解像度を表す。

本発明のインクジェット記録装置は、上記の構成からなるため、粘度が高いインクに対して、他よりも高いノズル解像度を与え、これにより異なる粘度のインクからなるインクセットでも、全てのインクにおいて同等の単位面積あたりの打ち込み量が確保でき、高い印刷品質を維持できる。即ち、本記録装置は、Ｏ．Ｄ．値、ベタ埋まり及び裏移り防止性をバランスよく改善したものである。

また、本発明のインクジェット記録装置に具備されるインクセットにおいて、最高粘度のインクを除いたすべてのインクの粘度Ｖ２、・・・、Ｖｉ、・・・、Ｖｎの標準偏差３σは、好ましくは２．０以下、より好ましくは１．５以下である。この標準偏差が３σが２．０より大きいと、本発明に係る前記式を満足していても、十分なベタ埋まり及びＯＤ値が得られない場合がある。

本発明に用いられるインクセットとしては、例えば、ブラックインク（Ｂｋ）、イエローインク（Ｙ）、マゼンタインク（Ｍ）、シアンインク（Ｃ）からなるＢｋＹＭＣの４色セット等が挙げられ、その他これに限らず、ライトマゼンタインク（ＬＭ）、ライトシアンインク（ＬＣ）等の淡色インクや、レッドインク（Ｒ）、グリーンインク（Ｇ）、オレンジインク（Ｏ）、ヴァイオレットインク（Ｖ）等の特色インクを加える等したインクセットを用いてもよい。

本発明のインクジェット記録装置の具体例を次に示す。
色剤濃度が最も高くかつ本発明における前記式においてＶ１＝８．０ｍＰａ・ｓに調整されたブラックインクと、Ｖ２＝Ｖ３＝Ｖ４＝４．０ｍＰａ・ｓに調整されたカラーインクとからなる４色のインクセットを具備し、Ｒ１＝３６０ｄｐｉ、Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝１８０ｄｐｉなるノズル構成を有するインクジェット記録装置は、本発明の適用範囲のものである。ｋ２＝ｋ３＝ｋ４＝０．５、０．８×ｋｉ（＝０．５）×Ｒ１（＝３６０） ≦Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４≦１．２×ｋｉ（＝０．５）×Ｒ１（＝３６０）〔１４４ｄｐｉ≦Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４≦２１６ｄｐｉ〕という関係を満たすからである。

本発明の概念を簡単に説明するため、η（２０℃における粘度）＝８ｍＰａ・ｓのブラックインクと、η＝４ｍＰａ・ｓのシアンインクとからなるインクセットを具備するインクジェット記録装置を例に挙げる。各インクに割り当てられるノズル解像度がそれぞれ以下のときの印刷を考察する。ただし、ブラックインク中の色剤濃度は、シアンインク中の色剤濃度よりも高いものとする。以下、Ｂｋはブラックインク、Ｃはシアンインクに係ることを意味する。

最低粘度／最高粘度＝４／８＝０．５
ｋ（Ｂｋ）＝１．０、ｋ（Ｃ）＝４／８＝０．５
従って、このインクジェット記録装置における関係式は、
０．８×ｋｉ×Ｒ１ ≦ Ｒｉ ≦ １．２×ｋｉ×Ｒ１に代入して、
０．８×０．５×Ｒ（Ｂｋ）≦Ｒ（Ｃ）≦１．２×０．５×Ｒ（Ｂｋ）となる。
（なお、０．２ ≦ ｋ（Ｃ） ≦１．０については、０．２ ≦ ０．５ ≦１．０となるので、満たしている。）

ここで、次の２つの場合について考察する。
１）Ｂｋ用ノズル解像度＝７２０ｄｐｉ、Ｃ用ノズル解像度＝３６０ｐｄｉ
２）Ｂｋ用ノズル解像度＝３６０ｄｐｉ、Ｃ用ノズル解像度＝３６０ｐｄｉ
ただし、各ノズルの吐出能力は、粘度４ｍＰａ・ｓのインクを重量１（相対値）だけ吐出することができるものとする。従って、粘度８ｍＰａ・ｓのインクは重量１／２だけ吐出されることになる。

１）の場合
０．８×０．５×７２０ ≦ ３６０ ≦ １．２×０．５×７２０は、成立する。
（＝２８８） （＝４３２）
よって、このケースは、本発明の適用範囲である。

この１）のケースについて、図１に示すモデル図を示して詳述する。
図１は、１）のケースのインクジェット記録装置により吐出した各インクの吐出量の関係を示すモデル図である。図１に示すように、１）のケースでは、ブラックインク、シアンインクの単位面積当たりの吐出重量が等しくなり、同じようにベタを埋めることができる。また、ブラックインクの方が、色剤濃度が高いため、同じ印刷パス数で高いＯ．Ｄ．値を得ることができる。

なお、本ケースでは、ブラックインクは、高い色剤濃度、故に高い粘度となっている。粘度をシアンインクと同じ４ｍＰａ・ｓに調整した状態で、高い色剤濃度に調整することは、保湿剤その他の添加剤を減らす必要があるため、目詰まり信頼性、吐出安定性等の諸特性に悪影響を及ぼす恐れがある。

２）の場合
０．８×０．５×３６０ ≦ ３６０ ≦ １．２×０．５×３６０は、成立しない。
（＝１４４） （＝２１６）
よって、このケースは、本発明の適用範囲外である。

この２）のケースについて、図２に示すモデル図を示して詳述する。
図２は、２）のケースのインクジェット記録装置により吐出した各インクの吐出量の関係を示すモデル図である。図２に示すように、２）のケースでは、ブラックインクの単位面積当たりの吐出重量はシアンインクの単位面積当たりの吐出重量に対して１／２となり、良好なベタ埋まりとならない。ブラックベタ埋まりをシアンのベタ埋まりと同等にするためには、プリントヘッドもしくは紙を１／３６０ｉｎｃｈずらした上でさらにもう１回印刷パスを実行する必要があり、印刷スピードの低下を引き起こす。

前述した２つのケース、及びη＝４ｍＰａ・ｓのブラックインクとη＝４ｍＰａ・ｓのシアンインクを用いた同様の２つのケースについて、以下にまとめる。なお、これらの比較を簡単にするため、単位面積のベタを埋めるための必要インク重量は３（相対値）とする。

１）ノズル解像度 Ｂｋ：７２０ｄｐｉ、Ｃ：３６０ｐｄｉ
粘度η Ｂｋ：８ｍＰａ・ｓ、Ｃ：４ｍＰａ・ｓ
このケース１（本発明の適用範囲）では、単位面積当たりの吐出量：Ｂｋ＝３、Ｃ＝３で、ベタ埋まりはともに良好である。

２）ノズル解像度 Ｂｋ：３６０ｄｐｉ、Ｃ：３６０ｐｄｉ
粘度η Ｂｋ：８ｍＰａ・ｓ、Ｃ：４ｍＰａ・ｓ
このケース２（本発明の適用範囲外）では、単位面積当たりの吐出量：Ｂｋ＝１．５、Ｃ＝３で、ブラックインクのベタ埋まりが不十分となる。

３）ノズル解像度 Ｂｋ：７２０ｄｐｉ、Ｃ：３６０ｐｄｉ
粘度η Ｂｋ：４ｍＰａ・ｓ、Ｃ：４ｍＰａ・ｓ
このケース３（本発明の適用範囲外）では、単位面積当たりの吐出量：Ｂｋ＝６、Ｃ＝３で、ベタ埋まりはともに良好であるが、ブラックインクの吐出量が過剰であり、滲み、裏移りが生じ、印字品質が低下する。

４）ノズル解像度 Ｂｋ：３６０ｄｐｉ、Ｃ：３６０ｐｄｉ
粘度η Ｂｋ：４ｍＰａ・ｓ、Ｃ：４ｍＰａ・ｓ
このケース４（本発明の適用範囲外）では、単位面積当たりの吐出量：Ｂｋ＝３、Ｃ＝３で、ベタ埋まりはともに良好であるが、ブラックインク色剤濃度を上げることには課題があるため、ブラックインクによる記録物のＯ．Ｄ．値が低い。

本発明のインクジェット記録装置に用いることのできるインクは、いわゆるインクジェット記録方式によって、紙等の記録媒体に文字や図形等の画像を記録形成するためにインクジェットプリンタのプリンタヘッドから液滴として吐出するための記録液として用いられるものである。

本発明においては、２種類以上の異なるインクのセットを用いて前記式の条件を満たす限り、用いるインクに特に制限されない。インクの組成は、通常のインクジェット記録用のインクに用いられるインク組成と同様のものが用いられる。
インクセットにおけるインクの種類は２種類以上であるが、２〜８種類が特に好ましい。

インクセット中における最低粘度のインクの粘度／最高粘度のインクの粘度の比率は０．６以下であるが、インクジェット記録用インクとして要求される吐出安定性、耐目詰まり性等を確保する為に含有される各インクへの添加剤の種類、量等を総合的にバランスさせ、上記諸特性を満足せしめる、という点で、好ましくは０．３〜０．５である。

インクセット中の最高粘度のインクに含有される色剤濃度は、全インク中で最も高いことが好ましい。

インクセットにおける最高粘度のインクは、ブラックインクであることが、オフィスや家庭における印刷のうちの大部分が黒文字で印刷され、故にブラックインクの品質に対して特に発生する高い改善要求に対して本発明が効果的に応え得る、という点で好ましい。この場合、ブラックインクは、色剤として顔料を使用した顔料インクであることが、普通紙や再生紙等の汎用紙においてより高い印刷品質を得られるという点に加え、高い耐水性、耐候性の記録物が得られるという点でより好ましい。

インクの２０℃における粘度ηは特に制限されるものではないが、最高粘度インクの粘度Ｖ１が好ましくは６〜１５ｍＰａ・ｓ、それ以外のインクの粘度Ｖ２、Ｖ３・・・、Ｖｎが好ましくは１〜５ｍＰａ・ｓである。

インクに割り当てられる吐出ノズル群のノズル解像度は特に制限されるものではないが、最高粘度インクのノズル解像度Ｒ１が好ましくは６００〜１５００ｄｐｉ、それ以外のノズル解像度Ｒ２、Ｒ３・・・、Ｒｎが好ましくは９０〜５００ｄｐｉである。

本発明のインクジェット記録装置は、ラインヘッドプリンタやインクジェットページプリンタ等の高速プリンタにも好適に適用できる。

また、本発明は、次の記録方法を提供する。かかる記録方法の好適な態様等は、前述した記録装置について説明したことが適宜適用される。
ｎ種類（ｎはｎ≧２の整数）の異なるインクからなるインクセットを用いて記録するインクジェット記録方法において、
インクセット中における最低粘度のインクの粘度／最高粘度のインクの粘度の比率が、０．６以下であり、
インクセットの各インクの２０℃における粘度をそれぞれＶ１、Ｖ２、・・・、Ｖｉ、・・・、Ｖｎ（Ｖ１を最高粘度とする）とし、
各インクに割り当てられる吐出ノズル群のノズル解像度をそれぞれＲ１、Ｒ２、・・・、Ｒｉ、・・・、Ｒｎとし、
係数ｋｉ＝Ｖｉ／Ｖ１としたときに、（ｉは１〜ｎまでの任意の整数）
全てのｉについて、
０．８×ｋｉ×Ｒ１ ≦ Ｒｉ ≦ １．２×ｋｉ×Ｒ１、および
０．２ ≦ ｋｉ ≦１．０
が成立するように記録することを特徴とするインクジェット記録方法。
本記録方法によれば、粘度が高いインクに対して、他よりも高いノズル解像度を与え、これにより異なる粘度のインクからなるインクセットでも、全てのインクにおいて同等の単位面積あたりの打ち込み量が確保でき、高い印刷品質を維持できる。即ち、本記録方法は、Ｏ．Ｄ．値、ベタ埋まり及び裏移り防止性をバランスよく改善したものである。

また、本発明は、前述したインクジェット記録装置又は前述したインクジェット記録方法によって記録媒体上に画像が形成された記録物を提供することができ、かかる記録物は、高い印刷品質を備えたものである。即ち、本記録物は、Ｏ．Ｄ．値、ベタ埋まり及び裏移り防止性をバランスよく備えたものである。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はかかる実施例により何等制限されるものではない。

表１に示す色剤種、色剤濃度及び粘度である各色インク（インク１〜１０）を、実施例に供した。

これらのインクを用いて、表２に示すインクセットＡ〜Ｆのうちの何れか一のインクセットと、表２に示すヘッド構成からなるヘッドＡ〜Ｄのうちの何れか一のヘッドとを表３又は表４に示す組み合わせで備えたインクジェット記録装置を準備した。

これらのインクジェット記録装置について、記録媒体上に印刷物を形成し、以下の基準に従って評価１〜３を行った。その結果を表５に示す。

評価１：最小の吐出インク重量を与えるインクのＯ．Ｄ．値（５紙平均値）
判定Ａ １．４０以上
判定Ｂ １．２５以上１．４０未満
判定Ｃ １．１０以上１．２５未満
判定Ｄ １．１０未満

評価２：ベタ埋まり
判定Ａ 評価紙５紙全てにおいて、ベタ印刷部に白筋がない状態
判定Ｂ ２紙以下の紙種において、ベタ印刷部に白筋が目視観察される状態
判定Ｃ ４紙以下の紙種において、ベタ印刷部に白筋が目視観察される状態
判定Ｄ 評価紙５紙全てにおいて、ベタ印刷部に白筋が目視観察される状態

評価３：印刷物を裏から見たときの裏移り
判定Ａ 評価紙５紙全てにおいて、裏移りがほとんどない状態
判定Ｂ ２紙以下の紙種において、裏移りが目視観察される状態
判定Ｃ ４紙以下の紙種において、裏移りが目視観察される状態
判定Ｄ 評価紙５紙全てにおいて、裏移りが目視観察される状態

評価は、以下の５種類の普通紙・再生紙を用いて行った。
Ｘｅｒｏｘ ４０２４、Ｘｅｒｏｘ Ｐ、Ｈｍｍｅｒｍｉｌｌ ｃｏｐｙｐｌｕｓ（中性紙）、ＥＰＰ（酸性紙）、Ｘｅｒｏｘ Ｒ（再生紙）

本発明は、粘度が高いインクに対して、他よりも高いノズル解像度を与え、これにより異なる粘度のインクからなるインクセットでも、全てのインクにおいて同等の単位面積あたりの打ち込み量が確保でき、高い印刷品質を維持できるインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法、並びに高い印刷品質を備えた記録物として、産業上の利用可能性を有する。

本発明に係るインクジェット記録装置により吐出した各インクの吐出量の関係を示すモデル図である。 比較例に係るインクジェット記録装置により吐出した各インクの吐出量の関係を示すモデル図である。

Claims (7)

1. ｎ種類（ｎはｎ≧２の整数）の異なるインクからなるインクセットを具備するインクジェット記録装置において、
   インクセット中における最低粘度のインクの粘度／最高粘度のインクの粘度の比率が、０．６以下であり、
   インクセットの各インクの２０℃における粘度をそれぞれＶ１、Ｖ２、・・・、Ｖｉ、・・・、Ｖｎ（Ｖ１を最高粘度とする）とし、
   各インクに割り当てられる吐出ノズル群のノズル解像度をそれぞれＲ１、Ｒ２、・・・、Ｒｉ、・・・、Ｒｎとし、
   係数ｋｉ＝Ｖｉ／Ｖ１としたときに、（ｉは１〜ｎまでの任意の整数）
   全てのｉについて、
   ０．８×ｋｉ×Ｒ１ ≦ Ｒｉ ≦ １．２×ｋｉ×Ｒ１、および
   ０．２ ≦ ｋｉ ≦１．０
   が成立することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 最高粘度のインクを除いたすべてのインクの粘度Ｖ２、・・・、Ｖｉ、・・・、Ｖｎの標準偏差３σが、２．０以下である、請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 最高粘度のインクに含有される色剤濃度が、全インク中で最も高い、請求項１又は２記載のインクジェット記録装置。
4. 最高粘度のインクがブラックインクである、請求項１〜３の何れかに記載のインクジェット記録装置。
5. ブラックインクが顔料インクである、請求項４記載のインクジェット記録装置。
6. ｎ種類（ｎはｎ≧２の整数）の異なるインクからなるインクセットを用いて記録するインクジェット記録方法において、
   インクセット中における最低粘度のインクの粘度／最高粘度のインクの粘度の比率が、０．６以下であり、
   インクセットの各インクの２０℃における粘度をそれぞれＶ１、Ｖ２、・・・、Ｖｉ、・・・、Ｖｎ（Ｖ１を最高粘度とする）とし、
   各インクに割り当てられる吐出ノズル群のノズル解像度をそれぞれＲ１、Ｒ２、・・・、Ｒｉ、・・・、Ｒｎとし、
   係数ｋｉ＝Ｖｉ／Ｖ１としたときに、（ｉは１〜ｎまでの任意の整数）
   全てのｉについて、
   ０．８×ｋｉ×Ｒ１ ≦ Ｒｉ ≦ １．２×ｋｉ×Ｒ１、および
   ０．２ ≦ ｋｉ ≦１．０
   が成立するように記録することを特徴とするインクジェット記録方法。
7. 請求項１記載のインクジェット記録装置又は請求項６記載のインクジェット記録方法によって記録媒体上に画像が形成された記録物。