(57)【要約】  分散染料を含有するインクを、インクジェットヘッドから射出して繊維に記録するインクジェット染色方法を提供する。インクジェットヘッドは、駆動信号の印加により動作する圧力付与手段によって内部のインクをノズルから吐出させるための圧力を発生する圧力室が配列された列を２列以上有し、圧力室同士は共通インク室によって連通している。また、圧力室が配列された列をＮ個（Ｎは２以上の整数）の駆動グループに分割し、前記駆動グループ毎に、圧力室の圧力付与手段に印加する駆動信号に、ｎＡＬ＋ｔの位相差を与える。ｎは１以上の整数、ＡＬは圧力室における圧力波の音響的共振周期の１／２、ｔは「駆動グループ間のノズル間距離」／「前記インク中を音が伝わる速度」で求められる圧力波伝達時間である。
2015025524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも分散染料、分散剤、水および水溶性有機溶媒を含有するインクを、インクジェットヘッドから射出して繊維に記録するインクジェット染色方法であって、
前記インクに含まれる分散染料粒子の総個数に対する、粒径５μｍ以上の分散染料粒子の個数比率が５％以下であり、
前記インクジェットヘッドは、駆動信号の印加により動作する圧力付与手段によって内部のインクをノズルから吐出させるための圧力を発生する圧力室が配列された列を２列以上有し、前記圧力室同士は共通インク室によって連通しており、
前記圧力室が配列された列をＮ個（Ｎは２以上の整数）の駆動グループに分割し、前記駆動グループ毎に、前記圧力室の前記圧力付与手段に印加する前記駆動信号に、ｎＡＬ＋ｔ（但し、ｎは１以上の整数、ＡＬは圧力室における圧力波の音響的共振周期の１／２、ｔは「駆動グループ間のノズル間距離」／「前記インク中を音が伝わる速度」で求められる圧力波伝達時間）の位相差を与える、インクジェット染色方法。
【請求項２】
隣接する前記圧力室の列を、互いに異なる駆動グループとすることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット染色方法。
【請求項３】
前記インクのチクソトロピック指数が１．２以下である、請求項１または２に記載のインクジェット染色方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット染色方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力付与手段の動作によって圧力室内に圧力を発生させ、該圧力室内のインクをノズルから吐出するインクジェットヘッドは、より高速で高精細な記録が求められており、ノズル数、ノズル列数はますます増加する傾向にある。これに伴い、吐出の際に圧力室内で発生した圧力波が他の圧力室に伝播して液滴速度（液滴量）を不安定にするクロストークの増大が問題となっている。【０００３】
クロストークによる液滴速度の不安定化は、吐出の際に圧力室内で発生した圧力波が、圧力室の入口側から共通インク室に伝播し、共通インク室を介して他の圧力室に影響を及ぼすことによって発生する。特に、圧力室の列を２列以上有し、各圧力室の列の圧力室同士が共通インク室によって連通しているインクジェットヘッドの場合、圧力波は共通インク室を介して他の圧力室の列の各圧力室にも伝播するため、圧力室の列間でのクロストークを抑制することが重要である。【０００４】
このクロストークの問題に関し、特許文献１には、共通インク室を分離壁によって圧力室の列間に沿って二分し、一方の圧力室の列から他方の圧力室の列への圧力波の伝播を防止することが記載されている。また、特許文献２には、圧力室の入口に対向する共通インク室の壁面を所定の体積弾性率以下のものに規定することにより、共通インク室内に伝播した圧力波を減衰させてクロストークを低減することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１１３６８号公報
【特許文献２】特開２００７−１６８１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さらに、インクジェットヘッドにクロストークが発生すると、インクジェットヘッドから吐出されるインク液滴にサテライトが発生しやすいという問題がある。射出頻度が高い画像（ベタ画像など）をプリントした場合にサテライトが発生すると、発生したサテライトがインクジェットヘッドのノズル面に付着する確率が高まる。そして、サテライトがノズル面のノズル近傍に付着すると、ノズルから射出される液滴量が設定量と異なったり、液滴の吐出方向が設定方向と異なったり、さらにはノズルから液滴が射出されなくなったりする。その結果、プリントされる画像に欠陥が生じる。【０００７】
さらには、インクジェットヘッドで塗布されるインクが、粗大粒子が多い分散染料を含有するインクであったり、チクソトロピック指数が高いインクであったりすると、サテライトが発生しやすいという問題がある。そのサテライトの発生機構は特に限定されないが、粗大粒子が所定の液滴形成を阻害すること、チクソトロピック指数が高いと高速連続駆動時および低速間欠駆動時に、適正な印加電圧から外れることによってサテライトが発生しやすくなると考えられる。【０００８】
本発明は、分散染料を含有するインクでインクジェット染色する方法において、インクジェットヘッドからの射出安定性を高める手段を提供する。特に具体的には、射出頻度が高いインクジェット染色において、ノズル欠が発生する頻度を低減する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下に示すインクジェット染色方法に関する。
［１］少なくとも分散染料、分散剤、水および水溶性有機溶媒を含有するインクを、インクジェットヘッドから射出して繊維に記録するインクジェット染色方法であって、
前記インクに含まれる分散染料粒子の総個数に対する、粒径５μｍ以上の分散染料粒子の個数比率が５％以下であり、
前記インクジェットヘッドは、駆動信号の印加により動作する圧力付与手段によって内部のインクをノズルから吐出させるための圧力を発生する圧力室が配列された列を２列以上有し、前記圧力室同士は共通インク室によって連通しており、
前記圧力室が配列された列をＮ個（Ｎは２以上の整数）の駆動グループに分割し、前記駆動グループ毎に、前記圧力室の前記圧力付与手段に印加する前記駆動信号に、ｎＡＬ＋ｔ（但し、ｎは１以上の整数、ＡＬは圧力室における圧力波の音響的共振周期の１／２、ｔは「駆動グループ間のノズル間距離」／「前記インク中を音が伝わる速度」で求められる圧力波伝達時間）の位相差を与える、インクジェット染色方法。
［２］隣接する前記圧力室の列を、互いに異なる駆動グループとすることを特徴とする［１］に記載のインクジェット染色方法。
［３］前記インクのチクソトロピック指数が１．２以下である、［１］または［２］に記載のインクジェット染色方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のインクジェット染色方法によれば、サテライトの発生や、ノズル欠（ノズルから液滴が吐出されない現象）の発生が抑制され、射出安定性が高まる。そのため、射出頻度の高い画像（ベタ画像など）を、高品質化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】インクジェット記録装置の概略構成を示す図
【図２】インクジェットヘッドの概略構成を示す分解斜視図
【図３】図２に示すヘッドチップの部分背面図
【図４】ヘッドチップの部分断面図
【図５】本発明に使用される駆動信号の一例を示す図
【図６】図５に示す駆動信号による隔壁の変形動作を説明する図
【図７】２列のチャネル列の駆動グループの分割態様を示すヘッドチップの正面図
【図８】図７に示す各駆動グループに印加する駆動信号のタイミングチャート
【図９】液滴速度の変動とDelay[ＡＬ]との関係を説明するグラフ
【図１０】複数のチャネル列間の駆動タイミングを説明する図
【図１１】４列のチャネル列の駆動グループの分割態様を示すヘッドチップの正面図
【図１２】図１１に示す各駆動グループに印加する駆動信号のタイミングチャート
【図１３】６列のチャネル列の駆動グループの分割態様を示すヘッドチップの正面図
【図１４】図１３に示す各駆動グループに印加する駆動信号のタイミングチャート
【図１５】複数のチャネル列が複数の駆動回路によって駆動される態様を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のインクジェット染色方法は、少なくとも分散染料、分散剤、水および水溶性有機溶媒を含有するインクジェットインクを、インクジェットヘッドから射出して繊維を染色する。
【００１３】
１．インクジェットインク
本発明のインクジェット染色方法で用いられるインクは、少なくとも分散染料、分散剤、水および水溶性有機溶媒を含有する。
【００１４】
１-１．分散染料
本発明のインクジェット染色方法で用いられるインクは、色材として分散染料を含有する。分散染料は、スルホン酸，カルボキシ基などのイオン性の水溶性基をもたない非イオン性染料で、水への溶解度が小さい。そのため微粉状とされ、通常分散剤によって水に分散されて、インク中に配合される。顔料と異なり、分散染料はアセトンやジメチルホルムアミドなどの有機溶媒に可溶である。また、合成繊維中に分子状で拡散し着色することが可能である。分散染料を含有するインクは、例えば合成繊維の染色に用いられる。
【００１５】
好ましい分散染料の具体的化合物が、以下に示される。但し、これらに例示した化合物に限定されるものではない。
【００１６】
〔Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ〕３，４，５，７，９，１３，２３，２４，３０，３３，３４，４２，４４，４９，５０，５１，５４，５６，５８，６０，６３，６４，６６，６８，７１，７４，７６，７９，８２，８３，８５，８６，８８，９０，９１，９３，９８，９９，１００，１０４，１０８，１１４，１１６，１１８，１１９，１２２，１２４，１２６，１３５，１４０，１４１，１４９，１６０，１６２，１６３，１６４，１６５，１７９，１８０，１８２，１８３，１８４，１８６，１９２，１９８，１９９，２０２，２０４，２１０，２１１，２１５，２１６，２１８，２２４，２２７，２３１，２３２
【００１７】
〔Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｏｒａｎｇｅ〕１，３，５，７，１１，１３，１７，２０，２１，２５，２９，３０，３１，３２，３３，３７，３８，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９，５０，５３，５４，５５，５６，５７，５８，５９，６１，６６，７１，７３，７６，７８，８０，８９，９０，９１，９３，９６，９７，１１９，１２７，１３０，１３９，１４２
【００１８】
〔Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ〕１，４，５，７，１１，１２，１３，１５，１７，２７，４３，４４，５０，５２，５３，５４，５５，５６，５８，５９，６０，６５，７２，７３，７４，７５，７６，７８，８１，８２，８６，８８，９０，９１，９２，９３，９６，１０３，１０５，１０６，１０７，１０８，１１０，１１１，１１３，１１７，１１８，１２１，１２２，１２６，１２７，１２８，１３１，１３２，１３４，１３５，１３７，１４３，１４５，１４６，１５１，１５２，１５３，１５４，１５７，１５９，１６４，１６７，１６９，１７７，１７９，１８１，１８３，１８４，１８５，１８８，１８９，１９０，１９１，１９２，２００，２０１，２０２，２０３，２０５，２０６，２０７，２１０，２２１，２２４，２２５，２２７，２２９，２３９，２４０，２５７，２５８，２７７，２７８，２７９，２８１，２８８，２９８，３０２，３０３，３１０，３１１，３１２，３２０，３２４，３２８
【００１９】
〔Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｖｉｏｌｅｔ〕１，４，８，２３，２６，２７，２８，３１，３３，３５，３６，３８，４０，４３，４６，４８，５０，５１，５２，５６，５７，５９，６１，６３，６９，７７
【００２０】
〔Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｇｒｅｅｎ〕９
【００２１】
〔Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｒｏｗｎ〕１，２，４，９，１３，１９
【００２２】
〔Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ〕３，７，９，１４，１６，１９，２０，２６，２７，３５，４３，４４，５４，５５，５６，５８，６０，６２，６４，７１，７２，７３，７５，７９，８１，８２，８３，８７，９１，９３，９４，９５，９６，１０２，１０６，１０８，１１２，１１３，１１５，１１８，１２０，１２２，１２５，１２８，１３０，１３９，１４１，１４２，１４３，１４６，１４８，１４９，１５３，１５４，１５８，１６５，１６７，１７１，１７３，１７４，１７６，１８１，１８３，１８５，１８６，１８７，１８９，１９７，１９８，２００，２０１，２０５，２０７，２１１，２１４，２２４，２２５，２５７，２５９，２６７，２６８，２７０，２８４，２８５，２８７，２８８，２９１，２９３，２９５，２９７，３０１，３１５，３３０，３３３、３７３
【００２３】
〔Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌａｃｋ〕１，３，１０，２４
【００２４】
染色工程において、高温処理で染料を発色させる場合は、機械や布地の白場に染料が昇華することで汚染の原因とならないために、昇華堅牢度のよい分散染料を選定することが好ましい。
【００２５】
インクにおける分散染料の含有量は、０．１〜２０質量％が好ましく、０．２〜１３質量％がより好ましい。分散染料は市販品のまま使用してもよいが、精製処理を行うことが好ましい。精製方法としては公知の再結晶方法、洗浄等を用いることができる。精製方法及び精製処理に用いる有機溶媒は染料の種類に応じて、適宜選択することが好ましい。
【００２６】
分散染料の粒径は、体積平均粒径として３００ｎｍ以下、最大粒径として９００ｎｍ以下であることが好ましい。体積平均粒径、最大粒径が上記の範囲を超えると、微細なノズルより出射するインクジェット捺染方法において、目詰まりが発生しやすくなり、安定出射できなくなる。なお、体積平均粒径は、光散乱法、電気泳動法、レーザードップラー法等を用いた市販の粒径測定機により求めることができ、具体的粒径測定装置としては、例えば、マルバーン社製ゼーターサイザー１０００等を挙げることができる。
【００２７】
また、インク中に含まれる分散染料粒子の総個数に対する、粒径５μｍ以上の分散染料粒子の個数比率は５％以下であることが好ましく、１％以下であることがより好ましい。さらに、インク中に含まれる分散染料粒子の総個数に対する、粒径２μｍ以上の分散染料粒子の個数比率は５％以下であることが好ましく、１％以下であることがより好ましい。
【００２８】
粒径５μｍ以上の分散染料粒子の個数比率は、液中パーティクルカウンター（例えば、Hach  Company社製  HIAC-8000A）で分散染料粒子の総個数と、粒径５μｍ以上の分散染料粒子の個数とを実測して、その比から求めればよい。
【００２９】
１-２．分散剤
本発明のインクジェット染色方法で用いられるインクに含まれる分散剤は、高分子分散剤、低分子界面活性剤などであることが好ましい。高分子分散剤の例には、アラビアゴム、トラガントゴムなどの天然ゴム類、サポニンなどのグルコシド類、メチルセルロース、カルボキシセルロース、ヒドロキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体、リグニンスルホン酸塩、セラックなどの天然高分子、ポリアクリル酸塩、スチレン−アクリル酸共重合物の塩、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合物の塩、β-ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、リン酸塩などの陰イオン性高分子やポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコールなどの非イオン性高分子などが挙げられる。
【００３０】
分散剤は、カルボキシル基を有する分散剤であることが好ましく、これらの分散剤は、市販品として入手可能であり、例えば、リグニンスルホン酸塩（例えば、バニレックスＲＮ、日本製紙社製）、α−オレフィンと無水マレイン酸の共重合物（例えば、フローレンＧ−７００、共栄社化学社製）、サンキエス（日本製紙社製）等の高分子分散剤が挙げられる。
【００３１】
高分子分散剤をはじめとする分散剤の含有量は、分散染料に対し２０〜２００質量％が好ましい。分散剤が少ないと分散染料の微粒子化能や分散安定性が不十分となり、逆に分散剤の含有量が多いと、微粒子化や分散安定性が劣り、インク粘度が高くなり好ましくない。これらの分散剤は、単独で使用しても、あるいは併用してもよい。
【００３２】
分散剤は、分散剤が有する総酸性解離性基モル数に対し、カルボキシル基モル数の比率が５０モル％以上である分散剤が好ましく、より好ましくはカルボキシル基モル数の比率が８０モル％以上であり、更に好ましくはカルボキシル基モル数の比率が８０モル％以上、１００モル％以下である。上記で規定するカルボキシル基のモル数比率である分散剤を用いることにより、吐出安定性の安定などを含む、本発明の効果がより効果的に発揮される。
【００３３】
本発明でいう分散剤が有する酸性解離性基とは、プロトン解離性基とも呼ばれ、例えば、カルボキシル基、スルホ基、スルファト基、ホスホノ基、アルキルスルフォニルカルバモイル基、アシルカルバモイル基、アシルスルファモイル基、アルキルスルフォニルスルファモイル基等を挙げることができる。
【００３４】
分散剤としての低分子界面活性剤は、例えば、脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エステル塩類、液体脂肪酸硫酸エステル塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類などの陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ソルビタンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類などの非イオン界面活性剤が挙げられる。これらの各化合物は１種または２種以上を適宜選択しても使用できる。分散剤としての低分子界面活性剤の含有量は、インクの全質量に対して１〜２０質量％の範囲が好ましい。
【００３５】
１-３．水溶性有機溶媒
本発明のインクジェット染色方法で用いられるインクに含まれる水溶性有機溶媒の例には、多価アルコール類（例えば、エチレングリコール、グリセリン、２-エチル-２-（ヒドロキシメチル）-１,３-プロパンジオール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、１,２,４-ブタントリオール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、１,６-ヘキサンジオール、１,２-ヘキサンジオール、１,５-ペンタンジオール、１,２-ペンタンジオール、２,２-ジメチル-１,３-プロパンジオール、２-メチル-２,４-ペンタンジオール、３-メチル-１,５-ペンタンジオール、３-メチル-１,３-ブタンジオール、２-メチル-１,３-プロパンジオール等）、アミン類（例えば、エタノールアミン、２-（ジメチルアミノ）エタノール等）、一価アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、ブタノール等）、多価アルコールのアルキルエーテル類（例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジ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、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ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等）、２,２'-チオジエタノール、アミド類（例えば、Ｎ,Ｎ-ジメチルホルムアミド等）、複素環類（２-ピロリドン等）、アセトニトリルなどが含まれる。全インク質量に対する水溶性有機溶媒量は、１０〜６０質量％が好ましい。
【００３６】
１-４．水
本発明のインクジェット染色方法で用いられるインクに含まれる水は、イオン交換水であってもよい。全インク質量に対する水の量は、通常は２０質量％以上６０質量％未満であるが、特に限定されない。
【００３７】
１-５．その他成分
本発明のインクジェット染色方法で用いられるインクには、他の任意成分、例えば界面活性剤、無機塩、防腐剤、防黴剤、染着助剤などが含まれていてもよい。
【００３８】
界面活性剤として、陽イオン性、陰イオン性、両性、非イオン性のいずれも用いることができる。陽イオン性界面活性剤としては、脂肪族アミン塩、脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩等が挙げられる。陰イオン性界面活性剤としては、脂肪酸石鹸、Ｎ-アシル-Ｎ-メチルグリシン塩、Ｎ-アシル-Ｎ-メチル-β-アラニン塩、Ｎ-アシルグルタミン酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化ペプチド、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホ琥珀酸エステル塩、アルキルスルホ酢酸塩、α-オレフィンスルホン酸塩、Ｎ-アシルメチルタウリン、硫酸化油、高級アルコール硫酸エステル塩、第２級高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩、第２級高級アルコールエトキシサルフェート、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、モノグリサルフェート、脂肪酸アルキロールアミド硫酸エステル塩、アルキルエーテルリン酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩等が挙げられる。両性界面活性剤としては、カルボキシベタイン型、スルホベタイン型、アミノカルボン酸塩、イミダゾリニウムベタイン等が挙げられる。非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン２級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル（例えば、エマルゲン９１１）、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル（例えば、ニューポールＰＥ−６２）、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヒマシ油、硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアミンオキサイド、アセチレングリコール、アセチレンアルコール等が挙げられる。本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３９】
これらの界面活性剤を使用する場合、単独または２種類以上を混合して用いることができ、インク全量に対して０．００１〜３．０質量％の範囲で添加する。
【００４０】
本発明においては、非イオン性界面活性剤もしくは陰イオン性界面活性剤が好ましく、特に好ましくはドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、２−エチルへキシルスルホ琥珀酸ソーダ、アルキルナフタレンスルホン酸ソーダ、フェノールの酸化エチレン付加物、アセチレンジオールの酸化エチレン付加物である。
【００４１】
インクの粘度や染料を安定に保つため、または発色をよくするために、インク中に無機塩を添加してもよい。無機塩としては、例えば、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、塩化マグネシウム、硫化マグネシウム等が挙げられる。本発明を実施する場合、これらに限定されるものではない。
【００４２】
インクの長期保存安定性を保つため、防腐剤、防黴剤をインク中に添加してもよい。防腐剤、防黴剤としては、芳香族ハロゲン化合物（例えば、ＰｒｅｖｅｎｔｏｌＣＭＫ）、メチレンジチオシアナート、含ハロゲン窒素硫黄化合物、１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン（例えば、ＰＲＯＸＥＬ  ＧＸＬ）などが挙げられる。本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４３】
１−６．インクのチクソトロピック指数
本発明のインクジェット染色方法で用いられるインクのチクソトロピック指数は、１．２以下であることが好ましく、１．１以下であることが好ましい。チクソトロピック指数とは、せん断速度１００／ｓｅｃでの粘度値Ａと、せん断速度１０００／ｓｅｃでの粘度値Ｂとしたときに、両者の比「粘度値Ａ／粘度値Ｂ」を意味する。粘度値Ａおよび粘度値Ｂは、それぞれ測定温度２５℃とし、回転式レオメータ（例えば、アントンパール社製ＭＣＲ−３００）を用いて測定することができる。
【００４４】
２．インクジェットヘッドおよびインクジェット装置
本発明のインクジェット染色方法は、通常、インクジェットヘッドを具備するインクジェット記録装置を用いて行われる。図１は、インクジェットヘッドを具備するインクジェット記録装置の一例を示す概略構成図である。
【００４５】
インクジェット記録装置１００は、記録媒体Ｐを挟持する、搬送機構２００の搬送ローラー対２０１を有する。さらに、インクジェット記録装置１００は、搬送モーター２０２によって回転駆動される搬送ローラー２０３を有する。記録媒体Ｐは、搬送ローラー対２０１と搬送ローラー２０３によって、図示Ｙ方向（副走査方向）に搬送されるようになっている。
【００４６】
インクジェット記録装置１００は、搬送ローラー２０３と搬送ローラー対２０１との間に、記録媒体Ｐの記録面ＰＳと対向するように配置されたインクジェットヘッドＨを具備する。インクジェットヘッドＨは、キャリッジ４００に、ノズル面側が記録媒体Ｐの記録面ＰＳと対向するように配置されて搭載されている。キャリッジ４００は、記録媒体Ｐの幅方向に亘って掛け渡されたガイドレール３００に沿って、不図示の駆動手段によって、記録媒体Ｐの搬送方向（副走査方向）と略直交する図示Ｘ−Ｘ’方向（主走査方向）に往復移動可能に設けられている。詳細については後述するように、インクジェットヘッドＨは、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）４を介して駆動装置５００と電気的に接続されている。
【００４７】
インクジェットヘッドＨは、キャリッジ４００の主走査方向の移動に伴って記録媒体Ｐの記録面ＰＳを図示Ｘ−Ｘ’方向に走査移動する。この走査移動の過程でノズルから液滴を吐出することによって所望の画像を記録する。
【００４８】
図２〜図４に、好ましく用いられるインクジェットヘッドＨの例を示す。図２はインクジェットヘッドの分解斜視図、図３はそのヘッドチップの部分背面図、図４はヘッドチップの部分断面図である。
【００４９】
図２〜４に示されるインクジェットヘッドＨは、いわゆるハーモニカ型のヘッドチップ１と、ノズルプレート２と、配線基板３と、ＦＰＣ４と、インクマニホールド５と、を有する。
【００５０】
ヘッドチップ１は六面体形状であり、チャネルが複数配列されたチャネル列を２列（Ａ列およびＢ列）有している。ヘッドチップ１のチャネル列には、圧力室であるインクが吐出される駆動チャネル１１と、インクが吐出されないダミーチャネル１２とが交互に配列されている。ヘッドチップ１は、駆動チャネル１１のみからインクを吐出することによって記録を行う、独立駆動タイプのヘッドチップである。
【００５１】
２つのチャネル列のうちのＡ列に配列された駆動チャネルを１１Ａ、Ａ列に配列されたダミーチャネルを１２Ａとする。また、２つのチャネル列のうちのＢ列に配列された駆動チャネルを１１Ｂ、Ｂ列に配列されたダミーチャネルを１２Ｂという。
【００５２】
各チャネル列（Ａ列またはＢ列）には、駆動チャネル（１１Ａ、１１Ｂ）と、ダミーチャネル（１２Ａ、１２Ｂ）とが交互に配置されている。互いに隣接する駆動チャネル（１１Ａ、１１Ｂ）とダミーチャネル（１２Ａ、１２Ｂ）との間にある隔壁１３は、ＰＺＴ等の圧電素子からなる圧力付与手段となっている。以下、Ａ列の隔壁を１３Ａ、Ｂ列の隔壁を１３Ｂという場合がある。
【００５３】
各駆動チャネル（１１Ａ、１１Ｂ）と各ダミーチャネル（１２Ａ、１２Ｂ）は、ヘッドチップ１の前端面１ａと後端面１ｂとにそれぞれ開口している。図２に示すインクジェットヘッドＨにおいて、ヘッドチップ１の、インクが吐出される側の端面を「前端面１ａ」と称し、その反対側の端面を「後端面１ｂ」と称する。
【００５４】
各チャネル（１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ）の内面には、駆動電極１４が密着形成されている。各チャネルの出口がヘッドチップ１の前端面１ａに、入口がヘッドチップ１の後端面１ｂに設けられている。各チャネルは、入口から出口にかけてストレート状に形成されている。
【００５５】
ヘッドチップ１の後端面１ｂには、接続電極（１５Ａ、１５Ｂ）が形成されている。接続電極（１５Ａ、１５Ｂ）の一端は、対応する駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ又はダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂ内の駆動電極と導通している。また、接続電極１５Ａは、各チャネル１１Ａ、１２Ａ内からヘッドチップ１の一方の端縁１ｃにまで延出している。接続電極１５Ｂは、各チャネル１１Ｂ、１２Ｂ内からＡ列側に向けて延び、該Ａ列のチャネル列の手前にまでに延出している。このように、接続電極１５Ａ、１５Ｂのいずれも、各チャネル（１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ）から同一方向に延びている。
【００５６】
ノズルプレート２は、ヘッドチップ１の前端面１ａに接着剤によって接合されている。ノズルプレート２には、各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂに対応する位置のみにノズル２１が開口されている。
【００５７】
配線基板３は、ヘッドチップ１の後端面１ｂよりも大判な平板状の基板である。配線基板３の、ヘッドチップ１の後端面１ｂと接合する接合領域（図２中の一点鎖線で示される領域）３１内に、貫通穴３２Ａ、３２Ｂが個別に設けられている。貫通穴３２Ａ、３２Ｂの位置は、ヘッドチップ１の後端面１ｂに開口する駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂに対応している。貫通穴３２Ａ、３２Ｂを通して、インクマニホールド５の共通インク室５１から、各駆動チャネル（１１Ａ、１１Ｂ）内にインクが供給される。
【００５８】
共通インク室５１は、配線基板３の背面側（ヘッドチップ１と反対側）に接着される箱型のインクマニホールド５の内部空間によって構成される。共通インク室５１内のインクは、貫通穴３２Ａ、３２Ｂを通って、各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂに供給される。従って、各駆動チャネル１１Ａと１１Ｂは、この共通インク室５１を介して互いに連通している。また、ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂは配線基板３によって塞がれており、共通インク室５１とは連通していない。
【００５９】
また、配線基板３の表面には、ヘッドチップ１の後端面１ｂに配列されている各接続電極１５Ａ、１５Ｂと電気的に接続される配線電極３３Ａ、３３Ｂが形成されている。配線電極３３Ａ、３３Ｂは、配線基板３の表面においてヘッドチップ１のチャネル列（Ａ列およびＢ列）と直交する方向に延びる。配線電極３３Ａと３３Ｂは、交互に配列されている。また、配線電極３３Ａ、３３Ｂは、蒸着又はスパッタリング法などによって形成される。
【００６０】
Ａ列に配列されたチャネル１１Ａおよび１２Ａから引き出される接続電極１５Ａに対応する配線電極３３Ａの一端は、接合領域３１内のＡ列の各チャネル１１Ａ、１２Ａに対応する近傍に位置する。また、配線電極３３Ａは、接合領域３１からヘッドチップ１のチャネル列と直交する方向に延び、配線基板３の端部３ａにまで延出している。
【００６１】
一方、Ｂ列に配列されたチャネル１１Ｂおよび１２Ｂから引き出される接続電極１５Ｂに対応する配線電極３３Ｂの一端は、接合領域３１内のＢ列の各チャネル１１Ｂ、１２Ｂに対応する近傍に位置する。また、配線電極３３Ｂは、配線電極３３Ａと同一方向に向けて延び、Ａ列の隣接する貫通穴３２Ａの間を通って配線基板３の端部３ａにまで延出している。
【００６２】
配線基板３は、ヘッドチップ１の後端面１ｂに貼り合わされ、ヘッドチップ１の接続電極（１５Ａ、１５Ｂ）と、配線基板３の配線電極（３３Ａ、３３Ｂ）とが対応して電気的に接続する。配線基板３とヘッドチップ１とは、接着剤によって所定の押圧力（例えば１ＭＰａ以上）で接合されている。用いられる接着剤は、導電粒子を含む異方性導電性接着剤であってもよいが、ショート防止の確実性を高めるためにも、導電性粒子を含まない接着剤であることが好ましい。
【００６３】
インクジェットヘッドＨは、チャネル列（Ａ列およびＢ列）の列方向が図１のＹ方向に沿うように、インクジェット記録装置１００のキャリッジ４００に搭載される。そして、インクジェットヘッドＨは、ＦＰＣ４（図１参照）を介して駆動装置５００と電気的に接続される。そして、駆動装置５００内の駆動回路から送信される画像データに応じた駆動信号がＦＰＣ４を介して各駆動チャネル１１の駆動電極１４に印加されると、隔壁１３がせん断変形して駆動チャネル１１の容積を変化させ、駆動チャネル１１内のインクに吐出のための圧力が付与される。
【００６４】
３．インクジェットヘッドの駆動
図５は、インクジェットヘッドＨのノズル２１からインクを吐出するために、インクジェットヘッドＨに与えられる駆動信号の一例を示している。この駆動信号は、パルス幅ＰＷの正電圧（＋Ｖ）からなる矩形波であり、チャネル内に負の圧力を発生させる。
【００６５】
この駆動信号による、インクジェットヘッドＨのインク吐出動作を、図６を参照して説明する。図６は、インクジェットヘッドＨの一つのチャネル列における、一つの駆動チャネル１１と、その両隣に配列された２つのダミーチャネル１２と、それらの間の２つの隔壁１３を示している。
【００６６】
図６（ａ）に示すように、駆動チャネル１１とダミーチャネル１２との間の隔壁１３が中立状態にあるとき、駆動チャネル１１の駆動電極１４に図５に示す駆動信号を印加する。すると、図６（ｂ）に示すように、隔壁１３を形成する圧電素子の分極方向（図中矢印で示す）に直角な方向の電界が生じる。その結果、両隔壁１３が互いに外側に向けて「く」の字状にせん断変形し、駆動チャネル１１の容積が拡大する。この隔壁１３の変形により、駆動チャネル１１内にインクが流れ込む。この変形状態を、所定のパルス幅ＰＷの間維持した後、駆動信号が０電位に戻す。すると、駆動チャネル１１内のインクに圧力が印加され、ノズル２１から液滴が吐出される。
【００６７】
隔壁１３の変形によって生じる駆動チャネル１１内のインク圧力の変化は、「負から正へ」、「正から負へ」と１ＡＬ（Acoustic Length）毎に反転を繰り返す。このため、効率良く液滴を吐出するためには、駆動信号の正電圧の継続時間であるパルス幅ＰＷを、駆動チャネル１１内の圧力が「負から正に」転じるタイミングと「正から負に」転じるタイミングとの時間差（１ＡＬ）に近似させることが好ましく、具体的には０．８ＡＬ以上１．２ＡＬ以下の範囲とすることが好ましい。
【００６８】
駆動信号の継続時間を示すＡＬとは、ダミーチャネル１２における圧力波の音響的共振周期の１／２をいう。ＡＬは、駆動電極１４に矩形波の駆動信号を印加した際に吐出される液滴の速度を測定し、矩形波の電圧値を一定にして矩形波のパルス幅ＰＷを変化させたときに、液滴の飛翔速度が最大になるパルス幅として求められる。
【００６９】
パルスとは、一定電圧波高値の矩形波である。パルス幅ＰＷとは、０Ｖを０％、波高値電圧を１００％とした場合に、電圧の０Ｖから立ち上がって１０％になるタイミングと波高値電圧から立ち下がって１０％になるタイミングとの時間差として定義する。
【００７０】
矩形波とは、電圧が１０％から９０％に立ち上がるまでの時間と、電圧が９０％から１０％に立ち下がるまでの時間とのいずれもが、ＡＬの１／２以内、好ましくは１／４以内であるような波形をいう。
【００７１】
次に、駆動装置５００が、インクジェットヘッドＨに駆動信号を印加する方法について説明する。
【００７２】
駆動装置５００は、インクジェットヘッドＨが有する全チャネル列をＮ（Ｎは２以上の整数）個の駆動グループに分割して、それぞれを独立に駆動する。
【００７３】
１の駆動グループに属するチャネル列の駆動チャネルは、インクジェットヘッドＨの駆動周期Ｔ内において駆動装置５００からの駆動信号を同一タイミングで印加される。１の駆動グループに、複数のチャネル列が属していてもよい。１のチャネル列に含まれる各駆動チャネル１１及び各ダミーチャネル１２は、必然的に同一の駆動グループに含まれる。
【００７４】
例えば、図２に示すインクジェットヘッドＨは、２列のチャネル列を有する。ここでＮ＝２として、図７に示すようにＡ列のチャネル列を駆動グループＡとし、Ｂ列のチャネル列を駆動グループＢとする。つまり、インクジェットヘッドＨが有する全チャネル列は、２個の駆動グループに分割されている。
【００７５】
インクジェットヘッドＨにおいて、同一駆動グループに属するチャネルの駆動チャネル１１は、全て同時に駆動信号を印加される。
【００７６】
駆動装置５００から駆動グループＡを構成する各駆動チャネル１１の駆動電極１４に印加される駆動信号と、駆動グループＢを構成する各駆動チャネル１１の駆動電極１４に印加される駆動信号との間に、図８のタイミングチャートに示すように、位相差"ｎＡＬ＋ｔ"を与える。ここでは、駆動グループＡの駆動周期Ｔに駆動信号が印加され、駆動グループＢよりも駆動グループＡを先に駆動する。ｎは１以上の整数であり、ＡＬは上記の通り駆動チャネル１１における圧力波の音響的共振周期の１／２である。図８ではｎ＝１の場合を例示している。
【００７７】
また、ｔは「駆動グループ間のノズル間距離」／「インク中を音が伝わる速度」で求められる圧力波伝達時間である。
【００７８】
この「駆動グループ間のノズル間距離」における駆動グループ間とは、位相差を持って駆動される対象となる２つの駆動グループ間のことである。図７のように２つのチャネル列を有する場合、「駆動グループ間のノズル間距離」は図７中のＤで示される距離となる。
【００７９】
インク中を音が伝わる速度Ｃは、下記式で算出することができる。この速度Ｃは、インク固有の値である。
【００８０】
【数１】
2015025524.tif 000003
Ｋはインクの体積弾性率、ρはインクの密度である。
【００８１】
駆動グループＡの駆動チャネル１１Ａと、駆動グループＢの駆動チャネル１１Ｂとは、互いに共通インク室５１を介して連通している。そのため、駆動グループＡの駆動チャネル１１Ａの駆動電極１４と、駆動グループＢの駆動チャネル１１Ｂの駆動電極１４とに、それぞれ駆動信号を印加して液滴を吐出させると、クロストークの影響によって液滴速度が大きく変動することがある。しかし、本発明者の実験により、例えば、駆動グループＡの駆動チャネル１１Ａから液滴を吐出し、次いで所定のDelay時間経過後に駆動グループＢの駆動チャネル１１Ｂから液滴を吐出するように、インクジェットヘッドＨを駆動すると、駆動グループＡの駆動チャネル１１Ａから吐出される液滴速度に対して、駆動グループＢの駆動チャネル１１Ｂから吐出される液滴速度が、Delay時間に応じて周期的に変動することが見出された。
【００８２】
図９に示すように、駆動チャネル１１Ｂから吐出される液滴速度は、駆動グループＡの液滴吐出時からの「タイムラグ」後に、１ＡＬ毎にプラス又はマイナスに反転を繰り返す。この反転時に、駆動グループＢの駆動チャネル１１Ｂからの液滴速度が、駆動グループＡの駆動チャネル１１Ａからの液滴速度と、ほぼ同速度となる。さらに、駆動グループＡの液滴吐出時からの「タイムラグ」が、上記した「時間ｔ」に相当することを突き止めた。
【００８３】
すなわち、駆動グループＡの駆動チャネル１１Ａからの液滴吐出時から、ｎＡＬ＋ｔ経過後の、駆動グループＢの駆動チャネル１１Ｂからの液滴速度は、駆動グループＡの駆動チャネル１１Ａからの液滴速度とほぼ同速度となることがわかった。
【００８４】
このため、駆動グループＡに印加する駆動信号と、駆動グループＢに印加する駆動信号との間に、位相差ｎＡＬ＋ｔを付与することで、インクジェットヘッドＨのヘッド構造に全く変更を加えることなく、共通インク室５１を共通にする駆動グループＡと駆動グループＢとの間のクロストークの影響を実質的に無視することができる。つまり、チャネル列同士の間の液滴速度の変動を抑えることが可能となる。しかも、駆動グループＡの駆動信号と駆動グループＢの駆動信号との間に位相差が付与されるため、駆動負荷も抑えられる。
【００８５】
図９に示すように、駆動グループＢの駆動チャネル１１からの液滴速度は、時間ｔ経過後に、１ＡＬ毎にプラス又はマイナスに反転する。そのため、ｎは１以上の整数であればよい。しかし、後に駆動する駆動グループからの吐出のための駆動信号が、その次の駆動周期Ｔに重ならないようにする必要がある。また、ｎの値が大きくなりすぎると、異なる駆動グループの駆動タイミングの差が大きくなり、プリント速度の低下を招くおそれがある。そのため、プリントの高速化の観点から、ｎは可及的に小さい値とすることが好ましく、ｎ＝１とすることが最も好ましい。
【００８６】
通常、複数のチャネル列を有するインクジェットヘッドは、互いに隣接するチャネル列間の物理的なノズル位置の違いによる着弾位置のズレを調整するため、予め異なるタイミングでノズルから液滴吐出を行う。例えば、２列のチャネル列を有するインクジェットヘッドＨでは、図１０に示すように、ある物理的位置において、１列目（例えば駆動グループＡ）が吐出を開始し；記録媒体ＰとインクジェットヘッドＨとが相対移動；前記物理的位置に２列目（駆動グループＢ）のノズル２１が到達する。そして、２列目（駆動グループＢ）のノズル２１が到達した瞬間から、２列目が吐出を開始する。この場合でも、通常、各駆動チャネル１１は同じ駆動タイミングで吐出を行っており、チャネル列毎に開始時間と終了時間が異なるにすぎない。
【００８７】
このように、本発明における駆動グループ間の位相差ｎＡＬ＋ｔは、駆動グループ間の物理的なノズル位置の違いによる着弾位置調整による開始時間及び終了時間の差（駆動グループ間の着弾位置調整期間）を含まないDelay時間を意味する。すなわち、図１０に示すように、位相差が付与される２つの駆動グループが共に駆動する期間において設けられるDelay時間を示している。つまり、２つの駆動グループが共に駆動する期間における、異なる駆動グループＡと駆動グループＢとの間で、駆動信号の印加タイミングに位相差ｎＡＬ＋ｔが付与される。それにより、液滴が吐出されるタイミングそのものが異なる。
【００８８】
駆動グループＡと駆動グループＢとの間に、位相差ｎＡＬ＋ｔが付与されることで、厳密には駆動グループＡと駆動グループＢとの間の着弾位置調整が必要となる問題があるが、この問題は記録媒体ＰとインクジェットヘッドＨの相対的な移動速度を調整することで解決できる。
【００８９】
以上は、インクジェットヘッドのチャネル列が２列である場合の説明である。本発明においてインクジェットヘッドのチャネル列は複数列であればよい。その複数のチャネル列をＮ個（Ｎは２以上の整数）の駆動グループに分割して、上記と同様に駆動することができる。
【００９０】
図１１は、インクジェットヘッドが４列のチャネル列を有する場合を示しており；４つのチャネル列を、２つの駆動グループ（駆動グループＡとの駆動グループＢ）に分割している。互いに隣接するチャネル列は、互いに異なる駆動グループに属するように、駆動グループＡと駆動グループＢとが交互に配列されている。
【００９１】
図１１に示される実施の形態において、Ｄ’はＤと同等か圧力波が十分に減衰するほど大きいことが好ましい。このうち、「駆動グループ間のノズル間距離」はＤと定義される。
【００９２】
このときの駆動信号の印加タイミングは、図１２に示すように、駆動グループＡと駆動グループＢとの間で、１ＡＬ＋ｔ（ｎ＝１とした場合）の位相差が付与される。それにより、各駆動グループＡ、Ｂ間での液滴速度の変動の抑制と、駆動負荷の低減化とを図ることができる。
【００９３】
図１３は、インクジェットヘッドが６列のチャネル列を有する場合を示しており；６つの全チャネル列を、３つの駆動グループ（駆動グループＡと、駆動グループＢと、駆動グループＣ）に分割している。互いに隣接するチャネル列は、互いに異なる駆動グループに属するように、駆動グループＡ、Ｂ、Ｃ、Ａ、Ｂ、Ｃの順に配列されている。
【００９４】
図１３に示される実施の形態において、Ｄ’はＤと同等か圧力波が十分に減衰するほど大きいことが好ましい。このうち、「駆動グループ間のノズル間距離」はＤと定義される。
【００９５】
このときの駆動信号の印加タイミングは、図１４に示すように、互いに隣接する駆動グループＡと駆動グループＢとの間、及び互いに隣接する駆動グループＢと駆動グループＣとの間に、１ＡＬ＋ｔ（ｎ＝１とした場合）の位相差が付与される。それにより、各駆動グループＡ、Ｂ、Ｃ間での液滴速度の変動の抑制と駆動負荷の低減化を図ることができる。
【００９６】
このように、チャネル列を３以上の駆動グループに分割する場合、駆動グループ間の位相差ｎＡＬ＋ｔにおけるｎを、全て同じ値とすることが、プリント速度の低下を避ける観点から好ましい。
【００９７】
チャネル列が３列以上である場合は、隣接するチャネル列の駆動グループが互いに異なることが好ましい。同一の駆動グループに属するチャネル列の間に少なくとも１つの異なる駆動グループに属するチャネル列が配置されと、同一の駆動グループの離間距離が大きくなるため、同一の駆動グループ間でのクロストークの影響が低減する。
【００９８】
インクジェットヘッドＨの全てのチャネル列が、駆動装置５００内の共通の駆動回路によって駆動されなくてもよい。駆動装置５００が２以上の駆動回路を有し、この２以上の駆動回路によって、それぞれの駆動グループのチャネル列が駆動されてもよい。この場合、１の駆動回路で駆動されるチャネル列は、互いに異なる駆動グループに属することが好ましい。
【００９９】
図１５には、インクジェットヘッドＨが有する４列のチャネル列が、２列ずつ、駆動装置５００内の２つの駆動回路（駆動回路５０１と駆動回路５０２）によって駆動される例が示される。この場合、駆動回路５０１で駆動される２つのチャネル列は、互いに異なる駆動グループ（ＡとＢ）に属する。同様に、駆動回路５０２で駆動される２つのチャネル列は、互いに異なる駆動グループ（ＡとＢ）に属する。このようにすることで、液滴速度の低下を低減することができる。その理由は、１つの駆動回路で同時に駆動する駆動チャネル数が減少することにより駆動回路への負荷が減少し、駆動信号の波形鈍りを低減することができるためである。
【０１００】
以上の説明では、ダミーチャネル１２に負の圧力を発生させるために、駆動信号をパルス幅ＰＷの正電圧（＋Ｖ）からなる矩形波としたが、駆動信号はこのようなものに限定されない。液滴を吐出するための駆動信号であればどのようなものであってもよい。
【０１０１】
また、以上の説明では、インクジェットヘッドＨのヘッドチップ１として、チャネルの入口と出口が相反する端面に配置された六角形状を呈するいわゆる「ハーモニカ型のヘッドチップ」とした。ハーモニカ型のヘッドチップ１は、全てのチャネル列の駆動チャネル１１の入口が、後端面１ｂ上に配置され、かつ、駆動チャネル１１の入口側に共通インク室５１が配置される。そのため、クロストークの影響が比較的大きく、液滴速度の変動が生じ易い。そのため、本発明の構成によって、顕著な効果が得られやすいために好ましい態様である。しかし、本発明におけるヘッドチップ構造は必ずしもこのようなものに限定されず、複数の圧力室の列間の圧力室同士が共通インク室によって連通しているものであればよい。
【０１０２】
また、本発明におけるインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドＨを記録媒体Ｐの幅方向（主走査方向）に亘って走査移動させる過程で液滴を吐出して記録を行うもの（図１参照）に限られず、インクジェットヘッドＨが記録媒体Ｐの幅方向に亘って固定されたライン状のインクジェットヘッドによって構成され、記録媒体Ｐを図１中のＹ方向に沿って移動させる過程でノズル２１から液滴を吐出して記録を行うものであってもよい。この場合、インクジェットヘッドＨのチャネル列は図１中のＸ−Ｘ’方向に沿って配置される。
【０１０３】
４．染色方法について
本発明の染色方法によって染色される繊維は、分散染料で染色可能な繊維であれば特に制限はないが、中でもポリエステル、アセテート、トリアセテート等の繊維が好ましい。その中でも、ポリエステル繊維が特に好ましい。
【０１０４】
染色される繊維は、布帛とされていてもよい。布帛は、繊維を織物、編物、不織布など、いずれの形態にしたものでもよい。また、布帛は、分散染料で染色可能な繊維が１００％であることが好適であるが、レーヨン、綿、ポリウレタン、アクリル、ナイロン、羊毛及び絹等との混紡織布または混紡不織布等も捺染用布帛として使用することができる。また、上記の様な布帛を構成する糸の太さとしては１０〜１００ｄの範囲が好ましい。
【０１０５】
高温蒸熱法で染色する布帛には、染着助剤が含まれていることが好ましい。染着助剤は捺染布を蒸熱する際に布状に凝縮した水と共融混合物を作り、再蒸発する水分の量を抑え、昇温時間を短縮する作用がある。更にこの共融混合物は繊維上の染料を溶解し染料の繊維への拡散速度を助長する作用がある。染着助剤の例には尿素が挙げられる。
【０１０６】
本発明のインクジェット染色方法は、捺染（インクジェット捺染）であってもよい。
【０１０７】
本発明のインクジェット染色方法の場合、均一な染色物を得るために繊維を水溶性高分子類で前処理する前に、繊維に付着した天然不純物（油脂、ロウ、ペクチン質、天然色素等）、布帛製造過程で用いた薬剤の残留分（のり剤等）、よごれなどを洗浄しておくことが望ましい。洗浄に用いられる洗浄剤としては水酸化ナトリウム，炭酸ナトリウムといったアルカリ、陰イオン性界面活性剤，非イオン性界面活性剤といった界面活性剤、酵素等が用いられる。
【０１０８】
本発明のインクジェット染色方法において、にじみ防止効果のため前処理剤をパッド法、コーティング法、スプレー法などで付与せしめるのが好ましい（前処理工程）。その後、分散染料で染色することが可能な繊維に、先に述べたインクを用いてインクジェット記録方式で画像を形成した後（インク付与工程）、インクが付与されている布帛を熱処理し（発色工程）、更に熱処理された布帛を洗浄すること（洗浄工程）によって布帛への捺染が完了し、染色物（捺染物）が得られる。
【０１０９】
前処理としては、水溶性高分子を繊維に処理するなどの公知の方法から繊維素材やインクに適した方法を適宜選択すればよく、特に限定されるものではない。例えば、水溶性金属塩、ポリカチオン化合物、水溶性高分子、界面活性剤及び撥水剤からなる群から選ばれる少なくとも１つの物質が０．２〜５０質量％付与された繊維に使用すれば、高度なにじみ防止が可能であり、高精細な画像を布帛にプリントすることができ好ましい。
【０１１０】
前処理に使用される具体的な水溶性高分子の例には、トウモロコシ、小麦等のデンプン類、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチセルロースなどのセルロース誘導体、アルギン酸ナトリウム、グアーガム、タマリンドガム、ローカストビーンガム、アラビアゴムなどの多糖類、ゼラチン、カゼイン、ケラチン等の蛋白質物質、合成水溶性高分子としてのポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アクリル酸系ポリマーなどが含まれる。前処理に使用される界面活性剤の例には、アニオン系、カチオン系、両性、ノニオン系のものが含まれる。代表的には、アニオン系の界面活性剤としての高級アルコール硫酸エステル塩、ナフタレン誘導体のスルホン酸塩等；カチオン系の界面活性剤としての第４級アンモニウム塩等；両性界面活性剤としてのイミダゾリン誘導体等；ノニオン系の界面活性剤としてのポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物等；が挙げられる。
【０１１１】
また、撥水剤の例には、シリコン、フッ素系及びワックス系のものが含まれる。これらの予め布帛に付与される水溶性高分子や界面活性剤はインクジェットプリントをし、高温で発色させる際にタール化などによるよごれの原因とならないために、高温環境に対して安定であることが好ましい。また、これらの予め布帛に付与される水溶性高分子や界面活性剤はインクジェットプリントをし、高温で発色させた後の洗浄処理で布帛から取り除きやすいものが好ましい。
【０１１２】
布帛に印字を行うインクジェット捺染方法は、インク吐出後印字された布帛を巻き取り、加熱により発色し、布帛を洗浄、乾燥させることが望ましい。インクジェット捺染において、インクを布帛に印字しただ放置しておくだけでは良好に染着しない。また、長尺の布帛に長時間印字し続ける場合などは、布帛が延々と出てくるため床などに印字した布帛が重なっていき場所をとるだけでなく不安全であり、また予期せず汚れてしまう場合がある。そのために印字後、巻き取る操作が必要となる。この操作時に布帛と布帛の間に紙や布、ビニール等の印字に関わらない媒体を挟んでも構わない。但し、途中で切断する場合や短い布帛に対しては、必ずしも巻き取る必要はない。
【０１１３】
発色工程とは、プリント後布帛表面に付着したのみで、十分布帛に吸着・固着されていないインク中の染料を布帛に吸着・固着させることにより、そのインク本来の色相を発現させる工程である。その発色方法としては、蒸気によるスチーミング、乾熱によるベーキング、サーモゾル、過熱蒸気によるＨＴスチーマー、加圧蒸気によるＨＰスチーマーなどが利用される。それらはプリントする素材、インクなどにより適宜選択される。また、印字された布帛は直ちに加熱処理しても、しばらくおいてから加熱処理しても用途に合わせて乾燥・発色処理すればよく、本発明においてはいずれの方法を用いてもよい。
【０１１４】
分散染料を用いた染色の際は高温で発色させる方法だけではなく、キャリヤーを用いてもよい。キャリヤーとして用いられる化合物は染色促進が大きい、使用法が簡便、安定、人体や環境に対して負荷が少ない、繊維からの除去が簡単、染色堅牢度に影響しないといった特徴を持つものが好ましい。キャリヤーの例としては、ｏ-フェニルフェノール、ｐ-フェニルフェノール、メチルナフタリン、安息香酸アルキル、サリチル酸アルキル、クロロベンゼン、ジフェニルといったフェノール類、エーテル類、有機酸類、炭化水素類などを挙げることができる。これらはポリエステルのように１００℃前後の温度での染色が難しい難染性繊維の膨潤と可塑化を促進し、分散染料を繊維内に入りやすくする。キャリヤーはインクジェットプリントに使用する布帛の繊維に予め吸着させておいてもよいし、インクジェット捺染インク中に含まれていてもよい。
【０１１５】
加熱処理後は洗浄工程が必要である。何故なら染着に関与しなかった染料が残留することで、色の安定性が悪くなり堅牢度が低下するからである。また、布帛に施した前処理物を除去することも必要である。そのままにしておくと堅牢性の低下ばかりでなく布帛が変色する。そのため除去対象物や目的に応じた洗浄が必須である。その方法はプリントする素材やインクにより選択され、例えば、ポリエステルの場合、一般的には苛性ソーダ、界面活性剤、ハイドロサルファイトの混合液により処理するものである。その方法は、通常オープンソーパーなどの連続型や液流染色機などによるバッチ型で実施されるもので、本発明においては何れの方法を用いてもよい。
【０１１６】
そして、洗浄後は乾燥が必要である。洗浄した布帛を絞ったり脱水した後、干したりあるいは乾燥機、ヒートロール、アイロン等を使用して乾燥させる。
【実施例】
【０１１７】
以下において、実施例を参照して本発明をさらに詳細に説明する。本発明の範囲が、実施例の記載によって制限して解釈されない。【０１１８】
［実施例１］
《インクの調製》
〔染料分散液A1-A4, B1-B4, C1, D1, E1-E4, F1, G1の調製〕
下記各添加剤を順次混合して得られた混合液を、サンドグラインダーを用いて分散処理して、染料分散液を調製した。このとき、分散処理中に、液中パーティクルカウンター（Hach  Company社製  HIAC-8000A）における粗大粒子の量を測定し、所定の割合となったところで、分散処理を終了した。【０１１９】
染料（表１に記載の種類）  ２５部  
グリセリン  ３０部
分散剤（表１に記載の種類、量）
イオン交換水  総量を１００部とするのに要する量  【０１２０】
【表１】
2015025524.tif 000004
【０１２１】
〔インクA1-A4, B1-B4, C1, D1, E1-E4, F1, G1の調製〕
上記調製した各染料分散液を用いて、下記の処方に準じてインクA1-A4, B1-B4, C1, D1, E1-E4, F1, G1を調製した。【０１２２】
染料分散液  ４０部
エチレングリコール  15部
グリセリン  適量
ジエチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム  適量
プロキセルＧＸＬ（ＡＶＥＣＩＡ社製）  ０．１部
イオン交換水 総量を１００部に仕上げるのに要する量【０１２３】
グリセリンの量は、インクの粘度が５．７ｍＰａ・ｓになるように調整した。ジエチルへキシルスルホコハク酸ナトリウムを適量添加し、インクの表面張力が41mN/mとした。その後、気体透過性のある中空糸膜（三菱レーヨン社製）内に調製した各インクを通液し、中空糸膜の外表面側を水流アスピレータで減圧することにより、インク中の溶存気体を除去した。また、脱気後は真空パックに充填して、空気の混入を防いだ。  【０１２４】
《連続射出試験》
調製したインクA1-A4, B1-B4, C1, D1, E1-E4, F1, G1を用いて、インクジェット装置で連続射出試験を行った。【０１２５】
図１１に示したように、インクジェットヘッドのノズル列を４列としたインクジェットヘッドを用意した。全チャネル列を、隣接するチャネル列間で駆動グループが異なるように駆動グループＡ、Ｂの２つに分割した。各チャネル列はそれぞれ２５６ノズル、異なる駆動グループとなるチャネル列間のノズル間距離Ｄは０．８４６ｍｍ、ＡＬ＝５．０μｓであった。【０１２６】
このインクジェットヘッドの４つのチャネル列は、図１５に示すように２つの駆動回路にて駆動が行われる。【０１２７】
前述の通り、インクA1-A4, B1-B4, C1, D1, E1-E4, F1, G1は粘度が５．７ｍＰａ・ｓであり、表面張力が４１ｍＮ/ｍであり、そして、インク中を伝わる音の速度は１６００ｍ/ｓであった。以上の条件から、「隣接する圧力室の列間のノズル間距離」／「音がインク中を伝わる速度」で求められる圧力波伝達時間ｔは、８４６（μｍ）/１６００×１０６（μｍ/ｓ）＝０．５３×１０−６（ｓ）＝０．５３（μｓ）と算出された。この計算値からｔ＝０．５（μｓ）と近似した。【０１２８】
駆動装置から各駆動チャネルに対して印加される駆動信号は、図５に示した正電圧（＋Ｖ）のみからなる矩形波とした。パルス幅ＰＷは１ＡＬ＝５．０μｓ、駆動周期Ｔは１００μｓとした。なお、駆動信号は全チャネル列に対して共通の駆動装置から印加されるものとした。【０１２９】
インクジェットヘッドを、図１に示すインクジェット記録装置のキャリッジ上に搭載した。駆動グループＡ、Ｂ間の位相差（ｎＡＬ＋ｔ）を、ｎ＝１とし、１×５．０＋０．９＝５．９μｓとして、駆動グループＡに先に駆動信号を印加するようにインクジェットヘッドを駆動して、インクジェット印刷を行った。【０１３０】
＜安定射出性＞
用いたヘッドの全ノズルから、インクをフルデューティにて、３０分間または６０分間連続射出を行い、その際にノズル欠の発生、ノズル面に付着した液滴の数を観察することで連続射出試験評価を行った。その結果を表２に示す。
◎：ノズル欠の発生無く、液滴の付着なし
○：ノズル欠の発生無く、液滴の付着５個以内
△：ノズル欠の発生無く、液滴の付着２０個以内
×：ノズル欠の発生あり【０１３１】
＜クロストーク＞
各駆動グループＡ、Ｂの各ノズルからそれぞれ吐出される液滴を、カメラを用いて撮像した。得られた液滴像を画像処理することによって液滴速度を計算した。その結果からチャネル列毎の各ノズルの平均速度を求めた。得られた平均速度から、｜駆動グループＡの平均速度−駆動グループＢの平均速度｜を計算し、その計算値から駆動グループＡの平均速度に対する変動比率（＝計算値／駆動グループＡの平均速度×１００：単位％）を求めた。以下の基準に従ってクロストークの影響を評価した。その結果を表２に示す。
◎：５％未満
○：５％以上１０％未満
△：１０％以上１５％未満
×：１５％以上【０１３２】
＜駆動負荷＞
インクジェットヘッドを駆動する際の駆動負荷について、ｎＡＬ＋ｔ＝０として全チャネル列に位相差を設けずに全駆動チャネルを駆動した際の電流値を１００とし、それに対する比率（％）を求めた。駆動負荷の値は小さいほど好ましい。その結果を表２に示す。【０１３３】
【表２】
2015025524.tif 000005
【０１３４】
表２に示されるように、５μｍ以上の粗大粒子の割合が６％であるインクA１およびB1ではノズル欠が発生し、安定に射出できないことがわかった。これに対して、５μｍ以上の粗大粒子の割合が３％以下であるインクでは、いずれもノズル欠は発生しなかった。ただし、５μｍ以上の粗大粒子の割合が３％であるインクA2やB2、２μｍ以上の粗大粒子の割合が６％または３％であるインクC１またはC2では、ノズル欠は発生しないものの、ノズル面に液滴が付着した。【０１３５】
［実施例２］
〔染料分散液H1〜H2の調製〕
下記各添加剤を順次混合した後、この混合液を、サンドグラインダーを用いて分散処理して分散染料分散液を調製した。このとき、分散処理中に実施例１と同様に、液中パーティクルカウンターを用いて粗大粒子量を測定し、所定の割合になったところで分散処理を終了した。【０１３６】
分散染料（表３に記載の種類）  ２５部  
グリセリン  ３０部
分散剤（表１に記載の種類、量）
イオン交換水  総量を１００部とするのに要する量  【０１３７】
【表３】
2015025524.tif 000006
【０１３８】
〔インクH1-H2の調製〕
上記調製した染料分散液H1-H2を用いて、下記の処方に準じてインクH1-H2を調製した。【０１３９】
分散染料分散液  ４０部
エチレングリコール  ２０部
グリセリン  適量
ジエチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム  適量
プロキセルＧＸＬ（ＡＶＥＣＩＡ社製）  ０．１部  
イオン交換水  総量を１００部とするのに要する量  【０１４０】
グリセリンは、インクの粘度が10.0ｍＰａ・ｓになるよう量を調整した。ジエチルへキシルスルホコハク酸ナトリウムを適量添加し、インクの表面張力が32mN/mとなるよう添加した。その後、気体透過性のある中空糸膜（三菱レーヨン社製）内に調製した各インクを通液し、中空糸膜の外表面側を水流アスピレータで減圧することにより、インク中の溶存気体を除去した。また、脱気後は真空パックに充填して、空気の混入を防いだ。  【０１４１】
《連続射出試験》
調製したインクH1-H2を用いて、インクジェット装置で連続射出試験を行った。【０１４２】
図２に示したインクジェットヘッドと同じ構造の２列のチャネル列を有するインクジェットヘッドを用意した。一方のチャネル列を駆動グループＡ、他方のチャネル列を駆動グループＢとした。各チャネル列はそれぞれ２５６ノズル、チャネル列間のノズル間距離Ｄは１．１２８ｍｍ、ＡＬ＝５．０μｓであった。このインクジェットヘッドの２つのチャネル列は同一の駆動回路にて駆動が行われる。【０１４３】
前述の通り、インクH1-H2の粘度が１０ｍＰａ・ｓであり、表面張力が３２ｍＮ/ｍであり、インク中を伝わる音の速度は１３００ｍ/ｓであった。以上の条件から、「駆動グループ間のノズル間距離」／「音がインク中を伝わる速度」で求められる圧力波伝達時間ｔは、１１２８（μｍ）／１３００×１０６（μｍ／ｓ）＝０．８７×１０−６（ｓ）＝０．８７（μｓ）と算出される。この計算値からｔ＝０．９（μｓ）と近似した。【０１４４】
駆動装置から各駆動チャネルに対して印加される駆動信号は、図５に示した正電圧（＋Ｖ）のみからなる矩形波を使用した。パルス幅ＰＷは１ＡＬ＝５．０μｓ、駆動周期Ｔは１００μｓとした。なお、駆動信号は全チャネル列に対して共通の駆動装置から印加されるものとした。【０１４５】
〈駆動条件１〉
このインクジェットヘッドを、図１に示すインクジェット記録装置のキャリッジ上に搭載し、駆動グループＡ、Ｂ間の位相差（ｎＡＬ＋ｔ）を、ｎ＝１とし、１×５．０＋０．９＝５．９μｓとして、駆動グループＡに先に駆動信号を印加するようにインクジェットヘッドを駆動した。【０１４６】
〈駆動条件２〉
駆動条件１と同一のインクジェットヘッドにおいて、駆動グループＡ、Ｂ間の位相差を全く設けず、ｎＡＬ＋ｔ＝０として、同様に、安定射出性と、クロストークと、駆動負荷とを評価した。その結果を表４に示す。【０１４７】
〈駆動条件３〉
駆動条件１と同一のインクジェットヘッドにおいて、位相差（ｎＡＬ＋ｔ）をｎ＝０．５、ｔ＝０として、０．５×５．０＝２．５μｓとした以外は、実施例１と同一にし、安定射出性と、クロストークと、駆動負荷とを評価した。その結果を表４に示す。【０１４８】
安定射出性（連続射出時間は１２０分とした）と、クロストークと、駆動負荷の評価は、実施例１と同様にして行った。【０１４９】
【表４】
2015025524.tif 000007
【０１５０】
表４に示されるように、駆動条件１では、射出が安定しており、クロストークの発生もなく、駆動負荷も抑制された。一方で、駆動条件２では、駆動グループＡ、Ｂ間の位相差を設けなかったため、クロストークが発生した。また、駆動条件３では、駆動グループＡ、Ｂ間の位相差が不適切であるため、クロストークが発生した。
【産業上の利用可能性】
【０１５１】
本発明のインクジェット染色方法は、インクジェットヘッドからのインク射出安定性を高めることができる。よって、高品質なインクジェット染色物が得られる。
【符号の説明】
【０１５２】
Ｈ：インクジェットヘッド
１：ヘッドチップ
１ａ：前端面
１ｂ：後端面
１ｃ：端縁
１１、１１Ａ、１１Ｂ：駆動チャネル（圧力室）
１２、１２Ａ、１２Ｂ：ダミーチャネル
１３、１３Ａ、１３Ｂ：隔壁（圧力付与手段）
１４：駆動電極
１５Ａ、１５Ｂ：接続電極
２：ノズルプレート
２１：ノズル
３：配線基板
３ａ：端部
３１：接合領域
３２Ａ、３２Ｂ：貫通穴
３３Ａ、３３Ｂ：配線電極
４：ＦＰＣ
５：インクマニホールド
５１：共通インク室
１００：インクジェット記録装置
２００：搬送機構
２０１：搬送ローラー対
２０２：搬送モーター
２０３：搬送ローラー
３００：ガイドレール
４００：キャリッジ
５００：駆動装置
５０１、５０２：駆動回路
【図１】
2015025524.tif 000008
【図２】
2015025524.tif 000009
【図３】
2015025524.tif 000010
【図４】
2015025524.tif 000011
【図５】
2015025524.tif 000012
【図６】
2015025524.tif 000013
【図７】
2015025524.tif 000014
【図８】
2015025524.tif 000015
【図９】
2015025524.tif 000016
【図１０】
2015025524.tif 000017
【図１１】
2015025524.tif 000018
【図１２】
2015025524.tif 000019
【図１３】
2015025524.tif 000020
【図１４】
2015025524.tif 000021
【図１５】
2015025524.tif 000022
【国際調査報告】
2015025524.tif 000023
2015025524.tif 000024
2015025524.tif 000025
2015025524.tif 000026