(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
顔料と樹脂とを含む顔料分散体、有機溶剤、及び水を含有する２色以上のインクを用いて印字する、インクジェット記録装置による画像形成方法であって、
インク中の前記水の含有量が、５７．６〜６７．６質量％であり、
質量乾燥率１０〜４０％の範囲における、インクに含まれる顔料の平均粒子径の値を、前記質量乾燥率に関するＸ軸と前記顔料の平均粒子径に関するＹ軸とを備えるＸＹ平面にプロットし、プロットされた値を線形近似して得られる近似直線の傾きとして求められる粒径変化定数が５０〜１５０ｎｍであり、
前記粒径変化定数が小さなインクから順に記録ヘッドからインクを吐出して印字を行う、画像形成方法。
【請求項２】
前記樹脂の重量平均分子量が３００００〜２０００００である、請求項１記載の画像形成方法。
【請求項３】
２色目以降に前記記録ヘッドから吐出される全てのインクの粒径変化定数が、直前に吐出されるインクの粒径変化定数よりも１０〜５０ｎｍ大きい、請求項１、又は２記載の画像形成方法。
【請求項４】
前記インクジェット記録装置がラインヘッド方式であり、Ａ４縦方向の長さに被記録媒体を搬送して印字する場合の印字速度が１００ｐｐｍ以上である、請求項１〜３何れか記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２色以上のインクを用いる、インクジェット記録装置による画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録技術の急速な進歩により銀塩写真に匹敵する高精細な画質を得ることが可能となっていることから、インクジェット記録方式により画像を形成するインクジェット記録装置が画像形成装置として広く使用されている。
【０００３】
かかるインクジェット記録装置を用いる画像形成方法において、良好な印字濃度、高速印字、印字の際の裏抜け（印字したインクが被記録媒体を通過し、裏面に形成された画像が映る現象）の抑制、異なる色のインク間でのカラーブリードの抑制、及びオフセットによる画像汚れの発生の抑制等が要求されており、これらの課題を解決するために、種々の検討が行われている。
【０００４】
例えば、裏抜けの課題を解消するために、普通紙についてブリストー測定を実施し、縦軸を液体転移量Ｌ（ｍｌ／ｍ２）、横軸を（γ・ｔ／η）１／２として測定点をプロットした時に、グラフの傾きの値がペンタデカンを測定液としたときの傾きの値に対して０〜０．９倍未満であることを特徴とするインクジェットインクの使用が提案されている（特許文献１）。なお、γはインクジェットインクの表面張力（ｍＮ／ｍ）、ｔは接触時間（ｍｓｅｃ）、ηは粘度（ｍＰａ・ｓｅｃ）を表す。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のインクジェットインクにより画像を形成する場合、裏抜けの課題は解消されるが、かかる課題を解決するためにインクジェットインクの被記録媒体への浸透が抑制されているため、カラーブリードや、オフセットによる画像汚れの発生の抑制は解決されない。また、特許文献１に記載のインクジェットインクを用いる画像形成方法において、ラインヘッド方式のインクジェット記録装置を用いる場合、高速で印字されることが多いため、カラーブリードやオフセットによる画像汚れの発生が顕著である。
【０００６】
カラーブリードの抑制には、２色以上のインクを、被記録媒体への浸透性が高い順に吐出して画像を形成することが有効であると考えられており、例えば、特許文献２、及び３に記載の画像形成方法が提案されている。具体的には、特許文献２には、浸透性付与剤の含有量が多い順にインクを吐出して画像を形成する方法が記載されており、特許文献３には、被記録媒体への浸透速度の速いカラーインクを、浸透速度の遅いブラックインクよりも先に吐出して画像を形成する方法が記載されている。
【０００７】
また、特許文献４では、ラインヘッド方式のインクジェット記録装置により画像を形成する際の、裏抜け、及びカラーブリードを抑制する方法として、特定の範囲のＳＰ値を有する有機溶媒を含み、ブリストー法による接触時間０．０５秒後のインク転移量が１５ｍｌ／ｍ２以上であるインクを、インク転移量が多い順に吐出して画像を形成する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２２０１１８号公報
【特許文献２】特開平０６−２２６９９９号公報
【特許文献３】特開平０６−１３６３１０号公報
【特許文献４】特開２００７−１４５９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献２、及び３に記載の画像形成方法で考慮されているインクの浸透性は、印字後１０秒以降の被記録媒体へのインクの浸透性である。このため、特許文献２、及び３に記載の画像形成方法では、例えば、隣接するラインヘッド間でのインクの吐出間隔が１秒以下となるような条件で高速印字が行われるラインヘッド方式のインクジェット記録装置では、カラーブリードを十分に抑制できない。
【００１０】
また、特許文献４によれば、ラインヘッド方式のインクジェット記録装置を用いる場合の、カラーブリード、及び裏抜けが抑制される。しかし、特許文献４に記載の画像形成方法による裏抜けの抑制効果は十分ではなく、更なる改良が求められる。加えて、特許文献４に記載の画像形成方法では、被記録媒体への浸透性に優れるインクを用いるため、インクの浸透に伴い、インクに含まれる顔料が被記録媒体の内部に入り込みやすい。このため、特許文献４に記載の画像形成方法では、良好な濃度の画像を形成しにくい。
【００１１】
さらに、特許文献２〜４に記載の画像形成方法は、画像が形成された被記録媒体をインクジェット記録装置から排出する際に、形成された画像が排出部に設けられるローラーにより摺擦されることにより生じる、オフセットによる画像汚れの抑制を考慮したものではない。このため、特許文献２〜４に記載の画像形成方法では、インクの組成によっては、オフセットによる画像汚れが生じやすい。
【００１２】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ラインヘッド方式のインクジェット記録装置を用いて高速で印字する場合であっても、印字の際の裏抜け、異なる色のインク間でのカラーブリード、及びオフセットによる画像汚れの発生を抑制しつつ、良好な濃度の画像を形成できる画像形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、顔料と樹脂とを含む顔料分散体、有機溶剤、及び水を含有する２色以上のインクを用いて印字する、インクジェット記録装置による画像形成方法において、質量乾燥率１０〜４０％の範囲のインクに含まれる顔料の平均粒子径から所定の方法により求められる粒径変化定数が所定の範囲であるインクを、粒径変化定数が小さい順に記録ヘッドから吐出して印字を行うことにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的に、本発明は以下のものを提供する。
【００１４】
（１）  顔料と樹脂とを含む顔料分散体、有機溶剤、及び水を含有する２色以上のインクを用いて印字する、インクジェット記録装置による画像形成方法であって、
インク中の前記水の含有量が、５７．６〜６７．６質量％であり、
質量乾燥率１０〜４０％の範囲における、インクに含まれる顔料の平均粒子径の値を、前記質量乾燥率に関するＸ軸と前記顔料の平均粒子径に関するＹ軸とを備えるＸＹ平面にプロットし、プロットされた値を線形近似して得られる近似直線の傾きとして求められる粒径変化定数が５０〜１５０ｎｍであり、
前記粒径変化定数が小さなインクから順に記録ヘッドからインクを吐出して印字を行う、画像形成方法。
【００１５】
（２）  前記樹脂の重量平均分子量が３００００〜２０００００である、（１）記載の画像形成方法。
【００１６】
（３）  ２色目以降に前記記録ヘッドから吐出される全てのインクの粒径変化定数が、直前に吐出されるインクの粒径変化定数よりも１０〜５０ｎｍ大きい、（１）、又は（２）記載の画像形成方法。
【００１７】
（４）  前記インクジェット記録装置がラインヘッド方式であり、Ａ４縦方向の長さに被記録媒体を搬送して印字する場合の印字速度が１００ｐｐｍ以上である、（１）〜（３）何れか記載の画像形成方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ラインヘッド方式のインクジェット記録装置を用いて高速で印字する場合であっても、印字の際の裏抜け、異なる色のインク間でのカラーブリード、及びオフセットによる画像汚れの発生を抑制しつつ、良好な濃度の画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、ラインヘッド型の記録方式のインクジェット記録装置の概略構成を示す側面断面図である。
【図２】図２は、図１に示されるインクジェット記録装置の搬送ベルトを上方から見た平面図である。
【図３】図３は、ラインヘッド型の記録方式のインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、ラインヘッド型の記録方式のインクジェット記録装置に用いられるラインヘッドと記録用紙上に形成されたドット列の一部を示す拡大平面図である。
【図５】図５は、インクａの、質量乾燥率とインクに含まれる顔料の平均粒子径（Ｄ５０）との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施できる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の要旨を限定するものではない。
【００２１】
本発明の画像形成方法は、顔料と樹脂とを含む顔料分散体、有機溶剤、及び水を含有する２色以上のインクを用いて印字する、インクジェット記録装置による画像形成方法であって、後述する粒径変化定数の小さなインクから順に記録ヘッドからインクを吐出して画像を形成する方法である。以下、本発明に関して、インク、インクの調製方法、及び画像形成方法について順に説明する。
【００２２】
〔インク〕
本発明において用いるインクは、顔料と樹脂とを含む顔料分散体、水、及び有機溶剤とを含むものである。また、本発明において用いるインクは、必要に応じ、インクに含まれる成分の溶解状態を安定化させる溶解安定剤、及びインクから液体成分の揮発を抑制してインクの粘性を安定化させる保湿剤を含んでいてもよい。以下、本発明において用いるインクに関して、顔料分散体、水、有機溶剤、溶解安定剤、及び保湿剤について順に説明する。
【００２３】
本発明では、２色以上のインクが使用される。インクの数は、２以上であれば、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。種々の色相の画像を良好に形成でき、記録ヘッドの数を少なくしインクジェット記録装置を小型化しやすいことから、ブラックインク、シアンインク、イエローインク、及びマゼンタインクからなる４色のインクを使用するのが好ましい。
【００２４】
（顔料分散体）
顔料分散体中に含有させることができる顔料は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、従来からインクジェット記録装置用インクの着色剤として使用されている顔料から適宜選択して使用できる。シアンインクに使用される顔料の具体例としてはＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５等の青色顔料が挙げられ、イエローインクに使用される顔料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、９３、９５、１０９、１１０、１２０、１２８、１３８、１３９、１５１、１５４、１５５、１７３、１８０、１８５、１９３等の黄色顔料が挙げられ、マゼンタインクに使用される顔料としてはＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、２０２等の赤色顔料が挙げられ、ブラックインクに使用される顔料としてはＣ．Ｉ．ピグメントブラック７（Ｂ．Ｋ−７、カーボンブラック）等の黒色顔料等が挙げられる。
【００２５】
上記の他の色相の顔料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３４、３６、４３、６１、６３、７１等の橙色顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、２３、３３等の紫色顔料等が挙げられる。これらの顔料を２種以上組み合わせて用い、インクの色相を所望の色相に調整することができる。
【００２６】
顔料分散体に含まれる顔料の量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。典型的には、インクの全質量に対して２〜１５質量％が好ましく、４〜１０質量％がより好ましい。顔料の使用量が過少であると良好な画像濃度を得にくく、顔料の使用量が過多であると、インクの流動性が損なわれ良好な画像を形成しにくくなったり、インクの被記録媒体に対する浸透性が損なわれ、オフセットが発生しやすくなったりする場合がある。さらに、顔料の使用量が過多である場合、インクの分散安定性が維持できなくなる場合もある。
【００２７】
顔料分散体に含まれる樹脂は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、従来から顔料分散体の製造に用いられている種々の樹脂から適宜選択して使用できる。好適な樹脂の具体例としては、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸ハーフエステル共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体等が挙げられる。これらの樹脂の中では、調製が容易で、顔料の分散効果に優れることから、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキルエステル共重合体等の、スチレンに由来する単位と、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、又はメタクリル酸エステルに由来する単位とを含むスチレン−アクリル系樹脂が好ましい。上記の樹脂は、ラジカル重合により得られる。
【００２８】
顔料分散体の調製に用いる樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されないが、典型的には３００００〜２０００００が好ましい。樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）をかかる範囲の値とする場合、後述するインクの粒径変化定数の値を、５０〜１５０ｎｍの範囲に調整しやすい。顔料分散体に含まれる樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）はゲルろ過クロマトグラフィーにより測定できる。
【００２９】
本発明では、画像を形成する際のインクの吐出順を、後述するインクの粒径変化定数によって決定するが、インクの粒径変化定数は、顔料分散体を調製する際の樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）を変更することによって調整できる。具体的には、顔料分散体に含まれる樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）が大きくなるほど、得られるインクの粒径変化定数も大きくなる。
【００３０】
顔料分散体を調製する際の樹脂の使用量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。樹脂の使用量は、典型的には、顔料１００質量部に対して、３０〜１００質量部が好ましく、３０〜７０質量部がより好ましい。
【００３１】
顔料と樹脂とを含む顔料分散体を製造する方法は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、従来知られる方法から適宜選択できる。好適な方法としては、例えば、ナノグレンミル（浅田鉄工株式会社製）、ＭＳＣミル（三井鉱山株式会社製）、ダイノミル（株式会社シンマルエンタープライゼス製）、サンドミル（株式会社安川製作所製）等のメディア型湿式分散機を用いて、水等の適当な液体の媒体中において、顔料と樹脂とを混練して顔料分散体とする方法が挙げられる。メディア型湿式分散機による処理では、小粒径のビーズを用いる。ビーズの粒子径は特に限定されず、典型的には粒径０．５〜２．０ｍｍである。また、ビーズの材質は特に限定されず、ジルコニアビーズ、ガラスビーズ等の硬質の材料からなるビーズが使用される。
【００３２】
（水）
本発明において用いるインクは、水性インクであり、水を必須に含む。インクに含まれる水は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、従来から、水性インクの製造に使用されている水から、所望の純度の水を適宜選択して使用できる。インクにおける水の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。水の含有量は、後述する、他の成分の使用量に応じて適宜変更される。インクにおける典型的な水の含有量としては、インクの全質量に対して２０〜７０質量％が好ましく、３０〜６０質量％がより好ましい。
【００３３】
（有機溶剤）
本発明において用いるインクは、インクの被記録媒体への浸透を促進させる目的等で有機溶剤を含む。好適な有機溶剤の具体例としては、エチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル等のアルキレングリコールモノアルキルエーテルや、１，２−ヘキシレングリコール等の炭素原子数６〜８の１，２−アルカンジオール等が挙げられる。これらの有機溶剤は、１種類を単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。インクにおける有機溶剤の含有量はインクの全質量に対して１０〜６０質量％が好ましく、２０〜５０質量％がより好ましい。
【００３４】
（溶解安定剤）
溶解安定剤は、インクに含まれる成分を相溶化してインクの溶解状態を安定化させる成分である。溶解安定剤の具体例としては、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、及びγ−ブチロラクトン等が挙げられる。これらの溶解安定剤は２種以上を組み合わせて用いることができる。インクが溶解安定剤を含有する場合、溶解安定剤の含有量は、インクの全質量に対して１〜２０質量％が好ましく、３〜１５質量％がより好ましい。
【００３５】
（保湿剤）
保湿剤は、インクからの液体成分の揮発を抑制してインクの粘性を安定化させる成分である。保湿剤の具体例は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオジグリコール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、及びグリセリン等が挙げられる。これらの、保湿剤の中では、水等の液体成分の揮発の抑制効果に優れることからグリセリンがより好ましい。保湿剤は２種以上を組み合わせて用いることができる。インクが保湿剤を含有する場合、保湿剤の含有量は、インクの全質量に対して５〜５０質量％が好ましく、１０〜４０質量％がより好ましい。
【００３６】
インクの粒径変化定数は、保湿剤の含有量を変更することによっても調整することができる。具体的には、インクにおける保湿剤の含有量を増やすほど、インクの粒径変化定数は大きくなる。
【００３７】
〔インクの製造方法〕
インクの製造方法は、顔料分散体、水、有機溶剤等のインク成分を均一に混合することができれば特に限定されない。インクジェット記録装置用インクの製造方法の具体例としては、インクの各成分を混合機により均一に混合した後、孔径１０μｍ以下のフィルターにより異物や粗大粒子を除去する方法が挙げられる。なお、インクを製造する際には、必要に応じて溶解安定剤、保湿剤等の成分や、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、防腐防カビ剤等の、従来からインクジェット記録装置用のインクに加えられている種々の添加剤を加えることができる。
【００３８】
〔画像形成方法〕
本発明の画像形成方法において用いるインクジェット記録装置は特に限定されないが、高品質の画像を高速で形成できることから、インクジェット記録装置として、ラインヘッド方式のインクジェット記録装置を用いるのが好ましい。ラインヘッド方式のインクジェット記録装置では、オフセットによる画像の汚れや、カラーブリードが生じやすいが、本発明の画像形成方法によれば、これらの問題が生じにくい。
【００３９】
また、ラインヘッド方式のインクジェット記録装置を用いて画像を形成する場合、印字速度は、Ａ４縦方向の長さに被記録媒体を搬送して印字する場合の印字速度として１００ｐｐｍ（頁／分）以上であるのが好ましい。本発明の画像形成方法によれば、１００ｐｐｍ以上の高速で画像を形成する場合であっても、裏抜け、カラーブリード、及びオフセットによる画像の汚れの問題のない画像を良好な印字濃度で形成できる。
【００４０】
以下、図面を参照して、本発明の画像形成方法の好適な例として、４つの記録ヘッドを備えるラインヘッド型の記録方式のインクジェット記録装置を用い、被記録媒体として記録用紙を用いて、ブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、及びイエローインクを用いて画像を形成する場合に関して説明する。図１は、ラインヘッド型の記録方式のインクジェット記録装置の概略構成を示す側面断面図であり、図２は、図１に示すインクジェット記録装置の搬送ベルトを上方からみた平面図である。
【００４１】
図１に示すように、インクジェット記録装置１００の左側部には記録用紙Ｐを収容する給紙トレイ２が設けられており、この給紙トレイ２の一端部には収容された記録用紙Ｐを、最上位の記録用紙Ｐから順に一枚ずつ後述する搬送ベルト５へと搬送給紙するための給紙ローラー３及び給紙ローラー３に圧接され従動回転する従動ローラー４が設けられている。
【００４２】
給紙ローラー３及び従動ローラー４の用紙搬送方向下流側（図１において右側）には、搬送ベルト５が回転自在に配設されている。搬送ベルト５は、用紙搬送方向下流側に配置されたベルト駆動ローラー６と、上流側に配置され搬送ベルト５を介してベルト駆動ローラー６に従動回転するベルトローラー７とに掛け渡されており、ベルト駆動ローラー６が時計方向に回転駆動されることにより、記録用紙Ｐが矢印Ｘ方向に搬送される。
【００４３】
ここで、用紙搬送方向Ｘの下流側にベルト駆動ローラー６を配置したことにより、搬送ベルト５の用紙送り側（図１において上側）はベルト駆動ローラー６に引っ張られるようになるため、ベルトテンションを張ることができ、安定した記録用紙Ｐの搬送が可能となる。なお、搬送ベルト５には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルト等が好適に用いられる。
【００４４】
また、搬送ベルト５の用紙搬送方向下流側には、図中時計回りに駆動され画像が記録された記録用紙Ｐを装置本体外へと排出する排出ローラー８ａ、及び排出ローラー８ａの上部に圧接され従動回転する従動ローラー８ｂが設けられており、排出ローラー８ａ及び従動ローラー８ｂの下流側には、装置本体外へと排出された記録用紙Ｐが積載される排紙トレイ１０が設けられている。
【００４５】
従動ローラー８ｂは印字面に直接触れるため、従動ローラー８ｂの表面を形成する素材は撥水性材料であるのが好ましい。従動ローラー８ｂの表面を撥水性材料により形成することにより、記録用紙Ｐに浸透していないインクのローラーへの付着を抑制でき、オフセットの発生を抑制しやすい。好適な撥水材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−フッ化ビニリデン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体、クロロトリフルオロエチレン−フッ化ビニリデン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル等のフッ素樹脂が挙げられる。従動ローラー８ｂと同様に、印字面に接触する部材の表面は撥水性材料により形成するのが好ましい。
【００４６】
そして、搬送ベルト５の上方には、搬送ベルト５の上面に対して所定の間隔が形成されるような高さに支持され、搬送ベルト５上を搬送される記録用紙Ｐへと画像の記録を行うラインヘッド１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、及び１１ｄが配設されている。これらのラインヘッド１１ａ〜１１ｄには、以下の方法に従って測定されるインクの粒径変化定数が５０〜１５０ｎｍである４色のインクが、粒径変化定数が小さな順に、ラインヘッド１１ａから順に充填される。
【００４７】
＜粒径変化定数測定方法＞
（質量乾燥率の測定）
インク約２５０ｃｃを、容積３００ｃｃの上部に開口を有する円柱状の容器に入れ、容器内のインクの質量（初期質量）Ｗ１を測定する。次いで、インクの入った容器を内温６０℃に設定された恒温槽に入れ、任意に設定される時間毎に容器内のインクの質量Ｗ２を測定する。下式により算出されるインクの質量乾燥率を随時計測し、質量乾燥率が１０質量％、２０質量％、３０質量％、及び４０質量％となった時点で、下記方法に従って、インクに含まれる顔料の平均粒子径を測定する。
質量乾燥率（％）＝（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ１×１００
【００４８】
（顔料の平均粒子径の測定）
質量乾燥率が１０質量％、２０質量％、３０質量％、及び４０質量％となった時点で、インクに含まれる顔料の平均粒子径の測定を行う。平均粒子径の測定は、Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ  Ｎａｎｏ  ＺＳ（Ｍａｌｖｅｒｎ社製）を用いて、２５℃において行う。得られた顔料のメジアン径（Ｄ５０）を求め、これを平均粒子径とする。
【００４９】
（粒径変化定数測定方法）
質量乾燥率が１０質量％、２０質量％、３０質量％、及び４０質量％となった時点での、インクに含まれる顔料の平均粒子径の値を、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）  Ｅｘｃｅｌ（登録商標）（マイクロソフト社製）によって、インクの質量乾燥率に関する横軸（Ｘ軸）と、インクに含まれる顔料の平均粒子径に関する縦軸（Ｙ軸）を有するＸＹ平面にプロットする。なお、データをプロットする際、質量乾燥率が１０％である場合、０．１０として、質量乾燥率が４０質量％である場合、０．４０としてプロットする。データをプロットした後、質量乾燥率が１０、２０、３０、及び４０質量％の範囲のデータに基づいて、線形近似を行い近似直線を得る。得られる近似直線について、Ｙ＝ＡＸ＋Ｂ（Ａ、及びＢは定数）で表される近似式を取得し、近似直線の傾きであるＡを粒径変化定数とする。
【００５０】
インクの粒径変化定数を５０ｎｍ以上とすることにより、画像形成時にインクに含まれる顔料の平均粒子径を適度な大きさにすることができる。このため、顔料を被記録媒体表面にとどめた状態で、インクに含まれる液体成分を被記録媒体に浸透させることができ、裏抜けの発生を抑制できる。
【００５１】
また、インクの粒径変化定数を１５０ｎｍ以下とすることにより、被記録媒体を構成する繊維の隙間での顔料粒子の粗大化が起こりにくく、被記録媒体へのインクに含まれる液体成分の浸透が妨げられにくくなる。このため、ラインヘッド１１ａ〜１１ｄから吐出される全てのインクについて、インクに含まれる液体成分を被記録媒体に良好に浸透させることができ、その結果、オフセットによる画像汚れの発生を抑制できる。
【００５２】
さらに、４色のインクを、粒径変化定数が小さな順に、ラインヘッド１１ａから順に吐出させて画像を形成することにより、カラーブリードの発生を抑制することができる。粒径変化定数が小さいほど、インク液滴が被記録媒体に着弾した後に、被記録媒体を構成する繊維の隙間での顔料の粗大化が起こりにくく、インクに含まれる液体成分が速やかに被記録媒体に浸透しやすい。この場合、早い印字順のインクに含まれる顔料が被記録媒体表面にある程度固着された後に、次順のインクを被記録媒体に着弾させやすい。このため、早い印字順のインクと、次順のインクとが被記録媒体表面で混じりあいにくく、カラーブリードの発生が抑制される。
【００５３】
早い印字順のインクと、次順のインクとの粒径変化定数の差は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。早い印字順のインクと、次順のインクとの粒径変化定数の差は、典型的には、１０〜５０ｎｍであるのが好ましい。早い印字順のインクと、次順のインクとの粒径変化定数の差が過小であると、所望のカラーブリードの抑制効果を得にくい場合がある。早い印字順のインクと、次順のインクとの粒径変化定数の差が過大であると、遅い印字順のインクの粒径変化定数が高くなってしまうため、オフセットによる画像汚れがわずかに生じる場合がある。
【００５４】
このため、１順目に吐出されるインクの粒径変化定数は、５０〜８０ｎｍであるのがより好ましい。１順目に吐出されるインクの粒径変化定数をかかる範囲とすることにより、早い印字順のインクと、次順のインクとの粒径変化定数の差を１０〜５０ｎｍの範囲として画像を形成しやすい。
【００５５】
これらのラインヘッド１１ａ〜１１ｄは、図２に示すように、搬送方向と直交する方向（図２の上下方向）に複数のノズルが配列されたノズル列を備え、搬送される記録用紙Ｐの幅以上の記録領域を有しており、搬送ベルト５上を搬送される記録用紙Ｐに対して、一括して１行分の画像を記録することができるようになっている。
【００５６】
なお、ラインヘッド型の記録方式のインクジェット記録装置においては、搬送ベルト５の幅寸法以上に形成された長尺のヘッド本体の長手方向に複数のノズルを配列させることで、記録用紙Ｐの幅以上の記録領域を有するように構成されたラインヘッドを用いているが、例えば各々複数個のノズルを備えた短尺のヘッドユニットを搬送ベルト５の幅方向に複数配列することにより、搬送される記録用紙Ｐの幅方向全幅にわたって画像を記録できるようにしたラインヘッドを用いても構わない。
【００５７】
また、ラインヘッド１１ａ〜１１ｄのインクの吐出方式としては、例えば、図示しない圧電素子（ピエゾ素子）を用いてラインヘッド１１ａ〜１１ｄの液室内に生じる圧力を利用してインクの液滴を吐出する圧電素子方式や、発熱体によって気泡を発生させ、圧力をかけてインクを吐出するサーマルインクジェット方式等、各種方式を適用することができる。インクの吐出方式は、吐出量の制御が容易であることから圧電素子方式が好ましい。
【００５８】
図３は、ラインヘッド型の記録方式のインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。図１及び図２と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。インクジェット記録装置１００には制御部２０が備えられており、制御部２０には、インターフェイス２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、エンコーダー２４、モーター制御回路２５、ラインヘッド制御回路２６、及び電圧制御回路２７等が接続されている。
【００５９】
インターフェイス２１は、例えば、図示しないパソコン等のホスト装置とデータの送受信を行う。制御部２０は、インターフェイス２１を介して受信された画像信号を、必要に応じて変倍処理或いは階調処理して画像データに変換する。そして、後述する各種制御回路に制御信号を出力する。
【００６０】
ＲＯＭ２２は、ラインヘッド１１ａ〜１１ｄを駆動させて画像記録を行う際の制御プログラム等を記憶している。ＲＡＭ２３は、制御部２０により変倍処理或いは階調処理された画像データを所定の領域に格納する。
【００６１】
エンコーダー２４は、搬送ベルト５を駆動する排紙側のベルト駆動ローラー６に接続されており、ベルト駆動ローラー６の回転軸の回転変位量に応じてパルス列を出力する。制御部２０は、エンコーダー２４から送信されるパルス数をカウントすることで回転量を算出し、用紙の送り量（用紙位置）を把握する。そして制御部２０は、エンコーダー２４からの信号に基づいて、モーター制御回路２５及びラインヘッド制御回路２６に制御信号を出力する。
【００６２】
モーター制御回路２５は、制御部２０からの出力信号により記録媒体搬送用モーター２８を駆動する。記録媒体搬送用モーター２８は駆動してベルト駆動ローラー６を回転させ、搬送ベルト５を図１の時計回りに回動させて用紙を矢印Ｘ方向へと搬送する。
【００６３】
ラインヘッド制御回路２６は、制御部２０からの出力信号に基づいて、ＲＡＭ２３に格納された画像データをラインヘッド１１ａ〜１１ｄへ転送し、転送された画像データに基づいてラインヘッド１１ａ〜１１ｄからのインクの吐出を制御する。かかる制御と、記録媒体搬送用モーター２８によって駆動する搬送ベルト５による用紙の搬送の制御とにより、用紙への記録処理が行われる。
【００６４】
電圧制御回路２７は、制御部２０からの出力信号に基づいて給紙側のベルトローラー７に電圧を印加することにより交番電界を発生させ、搬送ベルト５に用紙を静電吸着させる。静電吸着の解除は、制御部２０からの出力信号に基づいてベルトローラー７又はベルト駆動ローラー６を接地させることにより行われる。なお、ここでは給紙側のベルトローラー７に電圧を印加する構成としたが、排紙側のベルト駆動ローラー６に電圧を印加する構成としてもよい。
【００６５】
ラインヘッド型の記録方式のインクジェット記録装置を用いてドットを形成する方法を、図４を用いて具体的に説明する。なお、図４では図１及び図２に示したラインヘッド１１ａ〜１１ｄのうち、ラインヘッド１１ａを例に挙げて説明するが、他のラインヘッド１１ｂ〜１１ｄについても全く同様に説明される。
【００６６】
図４に示すように、ラインヘッド１１ａには複数個のノズルからなるノズル列Ｎ１、Ｎ２が搬送方向（矢印Ｘ方向）に並設されている。つまり、搬送方向の各ドット列を形成するノズルとして、ノズル列Ｎ１、Ｎ２に各１個ずつ（例えばドット列Ｌ１ではノズル１２ａ及び１２ａ’）、合計２個のノズルを備えている。なお、ここでは説明の便宜のため、ノズル列Ｎ１、Ｎ２を構成するノズルのうち、ドット列Ｌ１〜Ｌ１６に対応する１２ａ〜１２ｐ及び１２ａ’〜１２ｐ’までの各１６個のノズルのみを記載しているが、実際にはさらに多数のノズルが搬送方向と直交する方向に配列されているものとする。
【００６７】
そして、このノズル列Ｎ１、Ｎ２を順次用いて記録用紙Ｐ上に画像を形成する。例えば、記録用紙Ｐを搬送方向に移動させながら、記録用紙Ｐの幅方向（図の左右方向）１行分のドット列Ｄ１をノズル列Ｎ１からのインク吐出（図の実線矢印）により形成した後、次の１行分のドット列Ｄ２をノズル列Ｎ２からのインク吐出（図の破線矢印）により形成し、さらに次の１行分のドット列Ｄ３を再びノズル列Ｎ１からのインク吐出により形成する。以下、ドット列Ｄ４以降もノズル列Ｎ１、Ｎ２を交互に用いて同様に形成する。
【００６８】
以上説明した画像形成方法によれば、ラインヘッド方式のインクジェット記録装置を用いて高速で印字する場合であっても、印字の際の裏抜け、異なる色のインク間でのカラーブリード、及びオフセットによる画像汚れの発生を抑制しつつ、良好な濃度の画像を形成できる。このため、本発明の画像形成方法は種々のインクジェット記録装置において好適に利用される。
【実施例】
【００６９】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は実施例により何ら限定されるものではない。
【００７０】
〔調製例１〕
調製例１において、実施例、及び比較例で使用するインクａ〜ｌの調製方法について説明する。インクａ〜ｌを調製する際には、ブラック顔料（ＰＫ）、シアン顔料（ＰＣ）、イエロー顔料（ＰＹ）、及びマゼンタ顔料（ＰＭ）として、以下の顔料を使用した。
ＰＫ：カーボンブラックＭＡ７（三菱化学株式会社製）
ＰＣ：Ｃ．Ｉピグメントシアン１５：３（大日精化工業株式会社製）
ＰＹ：Ｃ．Ｉピグメントイエロー７４（大日精化工業株式会社製）
ＰＭ：Ｃ．Ｉピグメントレッド１２２（大日精化工業株式会社製）
【００７１】
また、顔料分散体を調製する際に、樹脂としてスチレン−アクリル酸共重合体である水溶性樹脂を用いた。インクａ〜ｌを調製する際に使用した樹脂の重量平均分子量を表１、及び表２に記す。また、インクａ〜ｌを調製する際に使用した樹脂の酸価は、何れも１５０ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【００７２】
（顔料分散体の調製）
表１、及び表２に記載の比率で、顔料、樹脂、エチレングリコール、及び純水をサンドミル（株式会社安川製作所製）に投入し、顔料分散体の質量に対して１．５倍の質量のガラスビーズ（直径１．７ｍｍ）によって２時間分散処理を行って、顔料分散体を得た。
【００７３】
（インクの調製）
表１、及び表２に記載の比率で、得られた顔料分散体、２−ピロリドン、グリセリン、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、オルフィンＥ１０１０（界面活性剤、アセチレンジオールのエチレンオキシド付加物、日信化学工業株式会社製）、及び純水を、撹拌機により、室温にて２０分間混合した後、孔径５μｍのフィルターによりろ過してインクａ〜ｌを得た。得られたインクについて、下記方法に従い粒径変化定数を測定した。
【００７４】
＜粒径変化定数測定方法＞
（質量乾燥率の測定）
インク約２５０ｃｃを、容積３００ｃｃの上部に開口を有する円柱状の容器に入れ、容器内のインクの質量（初期質量）Ｗ１を測定した。次いで、インクの入った容器を内温６０℃に設定された恒温槽に入れ、任意に設定される時間毎に容器内のインクの質量Ｗ２を測定した。下式により算出されるインクの質量乾燥率を随時計測し、質量乾燥率が１０質量％、２０質量％、３０質量％、及び４０質量％となった時点で、下記方法に従って、インクに含まれる顔料の平均粒子径を測定した。
質量乾燥率（％）＝（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ１×１００
【００７５】
（顔料の平均粒子径の測定）
質量乾燥率が１０質量％、２０質量％、３０質量％、及び４０質量％となった時点で、インクに含まれる顔料の平均粒子径の測定を行った。平均粒子径の測定は、Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ  Ｎａｎｏ  ＺＳ（Ｍａｌｖｅｒｎ社製）を用いて、２５℃において行った。得られた顔料のメジアン径（Ｄ５０）を求め、これを平均粒子径とした。
【００７６】
（粒径変化定数測定方法）
質量乾燥率が１０質量％、２０質量％、３０質量％、及び４０質量％となった時点での、インクに含まれる顔料の平均粒子径の値を、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）  Ｅｘｃｅｌ（登録商標）（マイクロソフト社製）によって、インクの質量乾燥率に関する横軸（Ｘ軸）と、インクに含まれる顔料の平均粒子径に関する縦軸（Ｙ軸）を有するＸＹ平面にプロットした。なお、データをプロットする際、例えば、質量乾燥率が１０％である場合、０．１０として、質量乾燥率が４０質量％である場合、０．４０としてプロットした。データをプロットした後、質量乾燥率が１０、２０、３０、及び４０質量％の範囲のデータに基づいて、線形近似を行い近似直線を得た。得られた近似直線について、Ｙ＝ＡＸ＋Ｂ（Ａ、及びＢは定数）で表される近似式を取得し、近似直線の傾きであるＡを粒径変化定数とした。
【００７７】
インクａ〜ｌにおける、質量乾燥率１０、２０、３０、及び４０質量％における、インクに含まれる顔料の平均粒子径（Ｄ５０）と、近似直線の式と、粒径変化定数とを表１に記す。また、一例として、インクａについて、質量乾燥率１０、２０、３０、及び４０質量％におけるインクに含まれる顔料の平均粒子径（Ｄ５０）を、インクの質量乾燥率に関する横軸（Ｘ軸）と、インクに含まれる顔料の平均粒子径に関する縦軸（Ｙ軸）を有するＸＹ平面にプロットしグラフと、当該グラフ上に作成した近似直線とを、図５に記す。
【００７８】
【表１】
0005520893.tif 000002
【００７９】
【表２】
0005520893.tif 000003
【００８０】
【表３】
0005520893.tif 000004
【００８１】
表２、及び表３によれば、例えば、インクｃ、インクｅ、及びインクｆの比較等から、樹脂の重量平均分子量を上げることによりインクの粒径変化定数を高くできることが分かる。また、インクａとインクｋとの比較によれば、インク中の、グリセリン等の保湿剤の含有量を増加させることにより、インクの粒径変化定数を高くできることが分かる。
【００８２】
〔実施例１〜５、及び比較例１〜１０〕
４つの記録ヘッドを備えるラインヘッド方式のインクジェット記録装置を用い、調製例１で得られた１２種類のインクから、任意の４種のインクを選択した。選択された４種のインクを、４つの記録ヘッドから任意の順序で吐出されて画像を形成して、下記の方法に従って、裏抜け、画像濃度、オフセットによる画像汚れ、及びカラーブリードについて評価した。各実施例、及び各比較例における、使用したインクの種類とインクの吐出順とを表４、及び表５に示す。また、実施例、及び比較例における、裏抜け、画像濃度、オフセットによる画像汚れ、及びカラーブリードの評価結果を表４、及び表５に示す。
【００８３】
なお、表４、及び表５のインクの項目において、上段はインクの種類であり、中段はインクの粒径変化定数であり、下段は直前に吐出されたインクとの粒径変化定数の差である。
【００８４】
＜裏抜けの評価＞
試験装置として、隣接する記録ヘッドのノズル間の距離が２０ｍｍとなるように、被記録媒体の搬送方向に対して垂直方向に配置された、４個の記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置を用いた。また、記録ヘッドとして、１ヘッド当たりのノズル数５１２個、解像度３６０ｄｐｉ（ｄｐｉは２．５４ｃｍ当たりのドット数）、液滴量１４ｐｌ、駆動周波数１２．８ｋＨｚのピエゾ型ヘッド（コニカミノルタＩＪ株式会社製）であるものを用いた。表４、及び表５に記載のインクを、表４、及び表５に記載の順で記録ヘッドに充填し、被記録媒体を３５０ｍｍ／秒の速度で搬送させて、ベタ画像を印字した。被記録媒体としては、Ｘｅｒｏｘ  Ｐ紙（富士ゼロックス株式会社製）を使用した。目視により裏抜けを評価し、裏抜けが観察されたものを×とし、裏抜けが観察されなかったものを○とした。
【００８５】
＜画像濃度の評価＞
裏抜けの評価と同様にして、ベタ画像を被記録媒体（Ｘｅｒｏｘ  Ｐ紙（富士ゼロックス株式会社製））に印字し、ベタ画像の画像濃度を、ＧＲＥＴＡＧＭＡＣＢＥＴＨ  ＳＰＥＣＴＲＯＳＣＡＮ  ＳＰ５０（Ｇｒｅｔａｇ社製）を用いて、Ｄ５０光源、視野角２°の条件で測定した。画像濃度１．１０以下を×とし、１．１０超１．２０以下を△とし、１．２０超を○とした。
【００８６】
＜オフセットによる画像汚れの評価＞
裏抜けの評価において用いた画像形成装置の最下流の記録ヘッドから１０ｃｍ下流の位置に、オフセットを評価するための搬送部材（ローラー）を設けたインクジェット記録装置を画像形成装置として用いた。裏抜けの評価と同様にしてベタ画像を被記録媒体（Ｘｅｒｏｘ  Ｐ紙（富士ゼロックス株式会社製））に印字し、ベタ画像が搬送部材により摺擦されることにより非印字部に生じる画像汚れを目視により評価した。オフセットによる画像汚れの評価基準を以下に記す。
○：非印字部の画像汚れが観察されないか、極わずかである。
△：非印字部にわずかな画像汚れが観察される。
×：非印字部に著しい画像汚れが観察される。
【００８７】
＜カラーブリードの評価＞
裏抜けの評価と同様にして、ベタ画像を被記録媒体（Ｘｅｒｏｘ  Ｐ紙（富士ゼロックス株式会社製））に印字した。ベタ画像の端部を光学顕微鏡にて観察し、カラーブリードの有無、及び程度を評価した。カラーブリードの評価基準を以下に記す。
Ａ：カラーブリードが認められない。
Ｂ：わずかにカラーブリードが認められる。
Ｃ：弱いカラーブリードが認められる。
Ｄ：強いカラーブリードが認められる。
【００８８】
【表４】
0005520893.tif 000005
【００８９】
【表５】
0005520893.tif 000006
【００９０】
表４によれば、粒径変化定数が５０〜１５０ｎｍであるインクを、粒径変化定数が小さい順に吐出して画像を形成した実施例１〜４では、何れも、裏抜け、画像濃度、オフセットによる画像汚れ、及びカラーブリードについて問題ないことが分かる。
【００９１】
一方、表５によれば、比較例１では、インクに含まれる顔料の粒子径が大きくなりやすく、被記録媒体へインクに含まれる液体成分が浸透しにくい、粒径変化定数が１５０ｎｍを超えるインクｆを、４順目のインクとして使用しているため、オフセットによる画像汚れが生じやすいことが分かる。
【００９２】
比較例２ではインクが被記録媒体に着弾した後に、顔料の粒子径が大きくなりにくい、粒径変化定数５０ｎｍ未満のインクが１順目に吐出されている。このため、比較例１では、顔料が被記録媒体表面に固着される前に、インクに含まれる液体成分とともに被記録媒体に浸透してしまい、裏抜けが生じてしまう。
【００９３】
表５によれば、比較例２〜９では、何れも、２順目〜４順目のラインヘッドの少なくとも１箇所から、直前に吐出されたインクよりも粒径変化定数が小さなインクが吐出されていることが分かる。このため、比較例２〜９では何れもカラーブリードが生じている。
【００９４】
比較例３〜９では、オフセットによる画像汚れが生じやすい。確かに、粒径変化定数が５０〜１５０ｎｍの範囲のインクを用いることによりオフセットによる画像汚れが抑制される傾向にある。しかし、かかる範囲の増粘定数のインクを吐出して画像を形成する場合であっても、早い順目に、粒径変化定数が高めのインクを吐出している場合、被記録媒体表面や、被記録媒体内部で、顔料の粒子径が粗大化することによって、次順以降に吐出されるインクの被記録媒体への浸透が妨げられやすくなる。
【００９５】
比較例２〜９では、良好な濃度の画像を形成しにくい。裏抜けが生じる場合、顔料が被記録媒体内部へ浸透してしまうため、被記録媒体表面に留まる顔料の量が減少する。このため裏抜けの発生は、画像濃度低下の要因となる。また、オフセットによる画像汚れが生じる場合、形成された画像の表層の顔料が、排出部のローラーに移行してしまう。このため、オフセットによる画像汚れの発生は、画像濃度低下の要因となる。さらに、カラーブリードが生じる場合、インクのにじみにより被記録媒体表面の画像部に留まる顔料の量が低下してしまう。このため、カラーブリードは画像濃度低下の要因となる。よって、比較例２〜９では、裏抜け、オフセットによる画像汚れ、及びカラーブリードの複合的な要因によって、良好な濃度の画像を形成しにくくなっている。
【符号の説明】
【００９６】
２  給紙トレイ
３  給紙ローラー
４  従動ローラー
５  搬送ベルト
６  ベルト駆動ローラー
７  ベルトローラー
８  排出部
８ａ  排出ローラー
８ｂ  従動ローラー
１０  排紙トレイ
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ  ラインヘッド
１２ａ〜１２ｐ、１２ａ’〜１２ｐ’  ノズル
２０  制御部
３０  検出手段
１００  インクジェット記録装置
Ｄ１〜Ｄ４  ドット列（行方向）
Ｌ１〜Ｌ１６  ドット列（搬送方向）
Ｎ１、Ｎ２  ノズル列
Ｐ  記録用紙
【図１】
0005520893.tif 000007
【図２】
0005520893.tif 000008
【図３】
0005520893.tif 000009
【図４】
0005520893.tif 000010
【図５】
0005520893.tif 000011