(57)【要約】【課題】記録媒体に印字を行う場合、特に両面印字を行う場合、常に、良好な印字品質を確保し、かつ長期にわたり吐出安定性を有するインクジェットプリント方法およびその装置を提供することにある。【解決手段】インクを吐出するインクジェットヘッドを用いて記録媒体の片面または両面にプリントを行うインクジェットプリント方法であって、前記インクは主たる溶媒が炭化水素系溶媒からなり、該インクを印字箇所に吐出する前に、該印字箇所に前記記録媒体に脂肪酸エステル類を含む処理液を付与した後、前記記録媒体に前記インクを印字する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するインクジェットヘッドを用いて記録媒体の片面または両面にプリントを行うインクジェットプリント方法であって、前記インクは主たる溶媒が炭化水素系溶媒からなり、該インクを吐出する前に、前記記録媒体に脂肪酸エステル類を含む処理液を付与した後、前記記録媒体に前記インクで印字することを特徴とするインクジェットプリント方法。
【請求項２】
前記脂肪酸エステル類が酢酸エステル類であることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリント方法。
【請求項３】
前記記録媒体における前記インクの印字箇所と同一部位に前記処理液を付与した後、前記記録媒体に前記インクで印字することを特徴とする請求項１または２記載のインクジェットプリント方法。
【請求項４】
炭化水素系溶媒を含むインクを吐出するインクジェットヘッドからなる印字手段と、記録媒体を搬送する搬送手段とを備えたインクジェットプリント装置であって、該装置は、さらに前記記録媒体に脂肪酸エステル類を含有した処理液を付与する手段を備え、印字方向に沿って前記処理液を付与する手段および前記印字手段がこの順に並設されていることを特徴とするインクジェットプリント装置。
【請求項５】
前記脂肪酸エステル類が酢酸エステル類であることを特徴とする請求項４記載のインクジェットプリント装置。
【請求項６】
前記処理液を付与する手段が、吐出ヘッドであることを特徴とする請求項４または５記載のインクジェットプリント装置。
【請求項７】
前記吐出ヘッドは、前記印字手段に送られる記録信号を共有し、それに同調して作動することを特徴とする請求項６記載のインクジェットプリント装置。
【請求項８】
前記処理液を付与する手段が、シャワー装置、塗布ローラであることを特徴とする請求項４または５記載のインクジェットプリント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体の両面に記録する場合でも裏写りを防ぎ良好なプリント品質を得るために、記録媒体に処理液で処理した後、前記記録媒体にインクを印字するインクジェットプリント方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インクジェット記録方式を用いたプリンターが以下の理由により汎用されている。すなわち、インクジェット記録方式は、ノズル、スリットあるいは多孔質フィルム等から液体インクあるいは溶融固体インクを吐出し、紙、布、フィルム等に記録を行うものである。したがって、かかるインクジェット記録方式においては、記録装置の小型化、低価格化を図ることができ、記録時の騒音も少ない等の利点があり、特に、黒色の単色記録の場合には、レポート用紙、コピー用紙等のいわゆる普通紙上に、良好な印字品質が得られる。
【０００３】
一方、紙資源を大切にする点から、記録媒体の両面に記録することが望まれている。インクジェット記録装置においても、記録媒体の両面に記録がなされる場合が多くなりつつあるが、液体インクであるため、媒体の紙質によっては記録された画像がその反対側に浸透、裏写りしやすいと言う問題があり、このため裏写りしないような濃度の低い記録モードで印字が行われることが多かった。しかし、プリント濃度が低下すると鮮明さに欠け、良好なプリント品位を得られないという問題がある。鮮明さを確保するためにプリント濃度を通常の高濃度に設定した場合には、裏写りが強く起こってしまい、いずれにしても良好なプリント品位を確保することが困難である。
【０００４】
これを解決するために、特許文献１では、記録媒体に処理液を付与してインクの浸透を抑制する方法が提案されている。その浸透抑制方法はその実施例からも明らかなようにカチオン性成分を含む処理液と、アニオン性成分を含むインクとで化学反応を行わせて浸透を抑制する方法である。したがって、このカチオン性成分を含む処理液と、アニオン性成分を含むインクの組み合わせでは各々の液体の空気中での安定性が十分ではなく、ノズルでの目詰まりを起こしやすい等、吐出安定性に問題が生じる可能性があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２５４３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
記録媒体の両面に記録する場合、裏写りが強く起こると、良好なプリント品位が得られない。また、両面印字に限らず、インクのにじみが起こると、これもプリントの高品位が得られない。また、空気中で不安定な処理液、インクを用いると、ノズルでの目詰まりなどを起こしやすく吐出安定性が得られない。
本発明の課題は、記録媒体に印字を行う場合、特に両面印字において、常に、良好な印字品質を確保し、かつ長期にわたり吐出安定性を有するインクジェットプリント方法およびその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、インクを吐出する前に、記録媒体に脂肪酸エステル類を含む処理液を付与した後、前記記録媒体に前記インクを印字することにより、インクの凝集が促進され、裏写りやにじみが解消されるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明のインクジェットプリント方法およびその装置は、以下の構成を有する。
（１）インクを吐出するインクジェットヘッドを用いて記録媒体の片面または両面にプリントを行うインクジェットプリント方法であって、前記インクは主たる溶媒が炭化水素系溶媒からなり、該インクを吐出する前に、前記記録媒体に脂肪酸エステル類を含む処理液を付与した後、前記記録媒体に前記インクで印字することを特徴とするインクジェットプリント方法。
（２）前記脂肪酸エステル類が酢酸エステル類であることを特徴とする（１）に記載のインクジェットプリント方法。
（３）前記記録媒体における前記インクの印字箇所と同一部位に前記処理液を付与した後、前記記録媒体に前記インクで印字することを特徴とする（１）または（２）に記載のインクジェットプリント方法。
（４）炭化水素系溶媒を含むインクを吐出するインクジェットヘッドからなる印字手段と、記録媒体を搬送する搬送手段とを備えたインクジェットプリント装置であって、該装置は、さらに前記記録媒体に脂肪酸エステル類を含有した処理液を付与する手段を備え、印字方向に沿って前記処理液を付与する手段および前記印字手段がこの順に並設されていることを特徴とするインクジェットプリント装置。
（５）前記脂肪酸エステル類が酢酸エステル類であることを特徴とする（４）に記載のインクジェットプリント装置。
（６）前記処理液を付与する手段が、吐出ヘッドであることを特徴とする（４）または（５）に記載のインクジェットプリント装置。
（７）前記吐出ヘッドは、前記印字手段に送られる記録信号を共有し、それに同調して作動することを特徴とする（６）に記載のインクジェットプリント装置。
（８）前記処理液を付与する手段が、シャワー装置、塗布ローラであることを特徴とする（４）または（５）に記載のインクジェットプリント装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のインクジェットプリント方法およびその装置によれば、インクの印字に先立ち印字箇所に前記インクに対して非相溶性を有する処理液を付与するので、インクの凝集が促進され、裏写り、にじみが解消され、普通紙はもちろんのこと、裏面にインクが浸透しやすい特徴を有する再生紙においても良好な両面印字が行うことができ、さらにその印字品質を長期にわたって維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明に係るインクジェットプリント方法およびその装置について詳細に説明をする。
図１は本発明に係るインクジェットプリント装置の一例を示す概略構成図である。図１において、１は処理液を入れる処理液タンク、２はインクを入れるインクタンクであり、前記インクを吐出する印字ヘッド３および前記処理液を吐出する処理液ヘッド４が印字方向に処理液ヘッド４および印字ヘッド３の順に並設されている。６は記録媒体である例えばプリント用紙を搬送するベルト式搬送機構であり、給紙ローラー５により送られてくる記録媒体を排出ローラー７に搬送する。８は両面印刷を行う場合の両面用搬送ガイド、９は両面用搬送ローラーである。
印字手段である前記印字ヘッド３は、連続噴射型あるいはオンデマンド型の記録ヘッドである。オンデマンド型としては、例えば、ピエゾ方式、サーマルインクジェット方式、静電方式等が例示される。前記処理液ヘッド４も前記印字ヘッド３と同様の連続噴射型あるいはオンデマンド型の記録ヘッドである。
本発明では、前記印字ヘッド３および処理液ヘッド４は、記録信号を共有し、該記録信号に応じて記録媒体の処理液による処理およびそれに続くインクの吐出により画像形成を行ない、画像形成物を得る。
なお、インクジェットプリント装置は、当技術分野に関する公知技術を適宜採用することができる。
【００１１】
次に、本発明のインクジェットプリント方法について説明する。まず、給紙ローラー５によりベルト式搬送機構６を介して送られてきた記録媒体の印字される箇所に処理液タンク１から送られた処理液を処理液ヘッド４から吐出する。このとき、処理液は印字される箇所にのみ吐出してもよく、または印字されない空白箇所も含めて吐出してもよい。前記処理液は脂肪酸エステルであり、好ましくは酢酸エステルを用いるのがよい。
次に、インクタンク２から送られたインクを印字ヘッド３から前記処理液が付与された印字箇所に吐出して印字を形成する。該インクは主たる溶媒が炭化水素系溶媒である。炭化水素系溶媒からなるインクは脂肪酸エステルに対して非相溶性を有するため、前記処理液で処理した記録媒体の上に前記インクで印字した場合、インクの凝集が促進され、裏写り、にじみが生じない。
前記処理液とインクの吐出は、印字される文字単位に交互に行っても良く、あるいは１ラインを処理液ヘッド４で処理液を吐出した後、該ラインの印字すべき箇所に前記印字ヘッド３で印字してもよい。
そして、前記印字が各ラインにおいて終了する毎に、前記記録媒体が移動し、前記処理液の吐出とインクの吐出が繰り返されて全体の画像が形成される。このように片面に印字された記録媒体は排出ローラー７に搬送される。
両面印刷をする場合は、片面印刷（印字）されて排出ローラー７から搬送された記録媒体が、切り換えフラッパ（図示しない）により両面用搬送ガイド８に搬送される。そして、両面用搬送ローラー９により両面用搬送ガイド８を介して給紙ローラー５へ再び搬送され、先に印刷した面と反対側の面に対して、前記片面印刷時と同様にして画像の形成が行われる。
【００１２】
なお、前記処理液は記録媒体の表面に処理液をシャワリングするための可動式のシャワー装置（ノズル部材）を用いてシャワリングにより付与してもよい。あるいは、可動式の塗布ロールを用いて記録媒体の表面を前記処理液で塗布してもよい。
【００１３】
本発明にかかるインクは、少なくとも炭化水素系溶媒と顔料からなる。また、溶媒中に顔料を分散させるために使用する分散剤や、酸化防止剤を用いてもよい。
（炭化水素系溶媒）
炭化水素系溶媒としては、イソパラフィン系溶剤、シクロパラフィン系溶剤を挙げることでき、これらを単独または併用することが可能である。イソパラフィン系としては、イソデカン、イソドデカン、および市販のイソパラフィン系混合物、たとえばアイソパーＥ、アイソパーＧ、アイソパーＨ、アイソパーＬ、アイソパーＭ（以上、いずれもエクソンモービル(株)製）、ソルトロール（フィリップス石油（株）製）、ＩＰソルベント２８３５（出光興産（株）製）などを挙げることができ、また、シクロパラフィン系溶剤としては、シクロオクタン、シクロデカン、デカリン、および市販のシクロパラフィンを含む混合物、たとえばエクソールＤ１１０、Ｄ１３０、Ｄ１４０（いずれもエクソンモービル（株）製）などを挙げることができる。
【００１４】
（顔料）
本発明で用いられる顔料としては、一般のインクジェット記録用インクで使用できる各種の無機顔料および有機顔料が使用可能であるが、とくに有用なものとして、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３，９５，１０９，１１０，１２０，１２８，１３８，１３９，１５１，１５４，１５５，１７３，１８０，１８５，１９３，Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３４，３６，４３，６１，６３，７１，Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２，２０２，
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５，Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９，２３，３３，Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３等を挙げることができる。
インクジェット記録方式では、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの4色を基本として、最近ではオレンジ、グリーンを加えた６色、さらには、ライトマゼンタ、ライトブルーを加えた８色のインクを用いてカラー画像などが形成されている。
これらの色相を得るために、さらに上記の顔料の中でも耐候性の良好なものが好適であり、とりわけ、イエローとしては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８，１５４，１８０，１８５，マゼンタとしては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２，２０２，Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９，シアンとしては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５，ブラックとしては、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３、およびＣ．Ｉ．ピグメントブラック７のとくに酸性もしくは中性顔料，オレンジとしては、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３，６４，７１，グリーンとしては、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７，３６がより好適である。
顔料の粒径は、インクの色濃度、色相、インク安定性などの観点から、平均粒径で２００ｎｍ以下、好ましくは１００〜２００ｎｍである。２００ｎｍを超えると、特にノズルおよびノズル供給部での目詰まりが発生しやすくなり、また吐出性が悪くなる。
顔料の使用量が少なくなりすぎるとインクの色濃度が低下し、一方多くなりすぎるとインク粘度や流動性の面から印刷が困難となる。これらの点から、顔料の好適な使用量は、インクジェット記録用インク組成物全量中に１〜１５重量％程度であり、より好適には５〜１０重量％程度である。
【００１５】
（処理液）
本発明の処理液として用いる脂肪酸エステルは、酢酸エステル類であるのが好ましい。酢酸エステル類としては酢酸エチル、酢酸-ｎ-ブチル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸-ｎ-アミル、酢酸メチルイソアミル、酢酸メトキシブチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、エチレングリコールジアセテート等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００１６】
（分散剤）
本発明において、溶媒中に顔料を分散させるために使用する分散剤としては、溶剤に可溶可能な各種顔料分散剤が使用できる。中でも好適な分散剤は、ソルビタン脂肪酸エステル(ソルビタンモノオレート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンセスキオレエート、ソルビタントリオレート等)、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タンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート等)、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル(ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリエチレングリコールジイソステアレート等)、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等)などのノニオン活性剤が適している。
さらに、ノニオン活性剤に加えて、アニオン活性剤あるいはカチオン活性剤として一般に知られている活性剤(分散剤)も本発明には使用できる。また、これらは場合によって２種類以上混合して用いることができる。
分散剤の添加量は、インク全量に対して０．０１〜１重量％添加することが好ましい。０．０１重量％未満であると顔料の十分な分散できず、また１重量％以上であるとインクジェットノズルからの吐出安定性が悪化する。
【００１７】
（酸化防止剤）
本発明においては、インクに酸化防止剤を含有することが好ましい。これにより、インクの酸化を効果的に防止することができ、より保存安定性及び吐出安定性に優れたインクを得ることができる。
酸化防止剤としては、アルキルフェノール系化合物、フェニレンジアミン等のアミン系化合物、ヒンダードフェノール系化合物、ヒドロキノン系化合物、ヒドロキシルアミン系化合物などが挙げられる。ヒンダードフェノール系化合物は長期保存を目的とした酸化防止剤として優れ、酸化生成物がさして着色しないことからジブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）やブチルヒドロキシアニソール（ＢＨＡ）等が好ましい。また重合禁止剤として用いられ、急速短期の酸化防止機能に優れるフェノール系化合物のうちハイドロキノン、ガレート等のフェノール性OHを持った化合物等を用いても良い。またそれらを適宜、併用することも可能である。
酸化防止剤の添加量は使用する酸化防止剤、使用環境によって異なるが、インク全量に対して０．０１〜１重量％添加することが好ましい。０．０１重量％未満であると酸化による異物の発生を充分に抑制することができず、インクジェットノズルからの吐出安定性が悪化する。一方、酸化防止剤を１重量％よりも多く添加しても、酸化防止のさらなる効果は期待できず、逆に吐出性が悪化する恐れがある。
【００１８】
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明のインクジェットプリント方法およびその装置をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００１９】
[実施例１]
図１の構成図に示したインクジェットプリント装置において、下記処理液とインクをそれぞれ処理タンク１およびインクタンク２に充填し、ピエゾ方式の印字ヘッド３および処理液ヘッド４を用いた。印字ヘッド３および処理液ヘッド４は記録媒体の印字方向に処理液ヘッド４および印字ヘッド３の順に並設し、その印字ヘッド３-処理液ヘッド４間距離を２０ｎｍとした。そして、印字周波数２０ｋＨｚで処理液を付与した箇所に重ねてインクを印字した。記録媒体の搬送速度は２００ｍｍ／ｓ、ヘッド-記録媒体間距離は１．５ｍｍ、インクの吐出速度は９ｍ／ｓであった。記録媒体にはＣａｎｏｎ再生ＰＰＣ用紙ＣＮＲ−１００を用い、ベタパターンを出力した。なお実施例および比較例中の部数は重量部を表わすものである。
処理液：酢酸シクロヘキシル
インク：ソルベントブラック３(オリエント化学工業社製)              ３部
エクソールＤ１１０（エクソンモービル社製）                残部
【００２０】
[比較例１] 
処理液タンク１に処理液を充填しないで、下記インクをインクタンク２に充填した以外は、実施例１と同様にして評価した。
処理液：無し
インク：ダイレクトブラック１９(クラリアント社製)                  ３部
チオジグリコール                                        １０部
アセチレノールＥＨ（川研ファインケミカル株式会社製）０．０５部
水                                                        残部
【００２１】
[比較例２]
処理液タンク１に処理液を充填しないで、下記インクをインクタンク２に充填した以外は、実施例１と同様にして評価した。
処理液：無し
インク：ソルベントブラック３(オリエント化学工業社製)              ３部
エクソールＤ１１０（エクソンモービル社製）                残部
【００２２】
[比較例３]
下記処理液とインクをそれぞれ処理液タンク１およびインクタンク２に充填した以外は、実施例１と同様にして評価した。
処理液：酢酸シクロヘキシル
インク：ダイレクトブラック１９(クラリアント社製)                    ３部
チオジグリコール                                          １０部
アセチレノールＥＨ（川研ファインケミカル株式会社製）  ０．０５部
水                                                          残部
【００２３】
[比較例４]
下記処理液とインクをそれぞれ処理液タンク１およびインクタンク２に充填した以外は、実施例１と同様にして評価した。
処理液：エレクトロストリッパＱＥ (*1)                               ２部
ポリアミンスルホンＰＡＳ−９２(*2)                          ３部
チオジグリコール                                          １０部
水                                                          残部
インク：ダイレクトブラック１９(クラリアント社製)                    ３部
チオジグリコール                                          １０部
アセチレノールＥＨ（川研ファインケミカル株式会社製）  ０．０５部
水                                                          残部
*1:花王（株）製のステアリルトリメチルアンモニウム塩の商品名
*2:日東紡績（株）製のジアリルアミン塩酸塩と二酸化イオウとの共重合体の商品名
【００２４】
（性能評価）
前記得られた実施例１、比較例１、２の処理液およびインクを用いて、裏面濃度、裏抜けおよび吐出安定性の性能評価を行った。結果を表１に示す。
評価方法および評価基準は以下に示す通りである。
１）裏面濃度
ベタパターンを出力した印字面の裏側の濃度を分光光度計（ＳＰＥＣＴＲＯ  ＥＹＥ：グレタグマクベス社製）で測定した。評価基準は下記の通りである。ＩＤが０．１以下を合格とした。
◎：０．１以下
○：０．１超〜０．４未満
×：０．４以上  
２）裏抜け
ベタパターンを出力した印字面の裏側において、インクの浸透による裏写りの発生の有無を目視観察により評価した。評価基準は以下に示す通りである。
◎：裏写りが確認されなかった。
○：わずかな裏写りが確認されたが、実用上問題ない。
×：裏写りが確認された。
３）吐出安定性
吐出安定性については、２５℃、５０％ＲＨの環境下で、２０ｋＨｚにて連続で２×１０8発吐出した後、チェックパターンを印画し不吐出ノズルを測定した。不吐出ノズルの割合が１０％未満であるものを吐出安定性が良好（○）、１０％以上を不良（×）と判定した。
【表１】
2008030390.tif 000003
【００２５】
表１に示すように、処理液を用いない場合（比較例１、２）、裏面濃度が高く、裏抜けが発生し、しかも吐出安定性がよくない。また、処理液が脂肪酸エステル類を含む処理液であるが、インクが炭化水素系溶媒でない場合（比較例３）、裏写りが発生し、しかも吐出安定性がよくない。
処理液がカチオン性成分を有し、インクがアニオン性成分を有する場合（比較例４）、裏面濃度および裏抜けは良好であるものの、イオン性インクであるため空気中での安定性がよくなく、ノズルの目詰まりを起こしやすく吐出安定性がよくない。
これに対して、本発明のインクジェットプリント方法によるインクと処理液を用いた場合（実施例１）、裏面濃度および裏抜けは良好であり、ノズルの目詰まりも起こしにくく、吐出安定性も良好であることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るインクジェットプリント装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  処理液タンク
２  インクタンク
３  印字ヘッド
４  処理液ヘッド
５  給紙ローラー
６  ベルト式搬送機構
７  排出ローラー
８  両面用搬送ガイド
９  両面用搬送ローラー
【図１】
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