(57)【要約】【課題】普通紙など表面にインク受容層を形成していない記録媒体に印字する際に、記録媒体に含まれる無機添加剤の添加量に応じて、記録媒体に適したインク吐出量で印字し、良好な画質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１を用いて記録媒体５の印字面にプリント行うインクジェットプリント方法であって、前記記録媒体５中に含有する無機添加物の含有量に応じてインクの吐出量を制御し、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印字面にプリント行うインクジェットプリント方法であって、前記印字面中に含有する無機添加物の含有量に応じてインクの吐出量を制御し、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】
前記インク吐出量の制御はマニュアル操作によ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】
前記無機添加物の含有量は蛍光X線を用いて測定す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４】
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、該装置は前記記録媒体の印字面中に含有する無機添加物の含有量を検知する手段と、前記検知された無機添加物の含有量に応じてインクの吐出量を制御する手段とを備えた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】
前記無機添加物の含有量を検知する手段は、蛍光Ｘ線を用いた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】
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、さらにマニュアル操作によりインクの吐出量を制御する手段を備えたことを特徴とする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、記録媒体の印字面でのインク滲みを防止するために記録媒体中に含有する無機添加物の含有量に応じてインクの吐出量を制御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】
そして従来のインクジェットの記録装置は、紙への印字が主に行われている。画質の高画質を目的としてインク受容層なるコート剤を塗布した専用紙が用いられているが、普通紙でも高画質化を目的とした工夫がなされている。例えば、特許文献１には、高品位のカ  ラー画像を維持するため、インク処方に界面活性剤を含有させるなどの処理を行う提案がなされている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２４１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、普通紙も生産国やメーカーなどでその仕様は各種様々である。したがって、印字する紙の性質によって画質は変化するため、良好な画質を確保することは困難である。
本発明の課題は、特に普通紙など表面にインク受容層を形成していない記録媒体に印字する際に、記録媒体の印字面に含まれる無機添加剤の添加量に応じて、記録媒体に適したインク吐出量で印字し、良好な画質を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、普通紙など表面にインク受容層を形成していない記録媒体に印字する際に、紙質特に添料などの無機添加剤の量でインクの滲みに違いがあることに着目し、記録媒体の無機添加剤を予め特定し、前記無機添加剤の添加量に応じて記録媒体に適した吐出量で印字することにより、良好な画質が得ら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。
【０００７】
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印字面にプリント行うインクジェットプリント方法であって、前記印字面中に含有する無機添加物の含有量に応じてインクの吐出量を制御し、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）前記インク吐出量の制御はマニュアル操作によ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）前記無機添加物の含有量は蛍光Ｘ線を用いて測定す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。
（４）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、該装置は前記記録媒体の印字面中に含有する無機添加物の含有量を検知する手段と、前記検知された無機添加物の含有量に応じてインクの吐出量を制御する手段とを備えたことを特徴とするインクジェットプリント装置。
（５）前記無機添加物の含有量を検知する手段は、蛍光Ｘ線を用いたことを特徴とする（４）に記載のインクジェットプリント装置。
（６）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、さらにマニュアル操作によりインクの吐出量を制御する手段を備えたことを特徴とするインクジェットプリント装置。
【発明の効果】
【０００８】
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、普通紙など表面にインク受容層を形成していない記録媒体に印字する際、記録媒体に添加されている無機添加物の添加量に応じて記録媒体に適したインクの吐出量を設定して印字するので、良好な画質を得ることができる。
また、前記無機添加物の添加量を蛍光Ｘ線を用いて測定するので、予め紙質を特定する必要がなくなり適切なインクの吐出量を設定して印字することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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はインクを吐出するインク吐出ヘッド、２はインク吐出量を制御するインク吐出量制御手段であり、８はマニュアル操作によりインク吐出量の選択をするための入力装置である。前記マニュアル操作により前記入力装置８から前記インク吐出量の選択にかかる入力情報が前記吐出量制御手段２に送られて、それに基づいてインクの吐出量が設定される。３は給紙ボックスであり、４は記録媒体５を搬送する給紙ローラーである。
本発明に係るインク吐出ヘッド１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。また、本発明に係る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。
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。インクの吐出量を制御するためのインク吐出量制御手段２には、入力装置８から入る入力情報とインク吐出量とを関係づけた表が格納されており、前記入力情報に基づきインクの吐出量が決定され、インク吐出ヘッド１に伝達される。前記入力情報としては、インクの吐出量を指定する数字または記録媒体５の製品を特定する記号、あるいは記録媒体５に含有される無機化合物または成分元素の添加量であってもよい。その無機化合物としては、炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム（タルク）、ケイ酸アルミニウム（カオリン）等が挙げられ、また成分元素としては、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム等が挙げられる。
そして、給紙ローラー４によりベルト式搬送手段（図示しない）を介して送られてきた記録媒体５の印字箇所に前記決められた吐出量のインクをインク吐出ヘッド１から吐出して印字をする。
【００１０】
印字した際、前記記録媒体５中において前記無機添加物の添加量が少ないと、インクの浸透が促進されるためインクの滲みが発生しやすく、また同じ添加量の場合、吐出されるインクの量が多いほどインクの滲みが発生しやすい。したがって、インクの吐出量は、無機添加物の添加量に応じて適正な量に制御する必要がある。通常用いられる水性インクでは、インクの吐出量（１ドット当り）は、そのインクの成分および成分比によって異なるため、特に限定されるものではないが、前記無機添加物の添加量（紙に対する無機化合物の重量％）が４％以上７％未満では、１１ｐＬ以上１３ｐＬ未満であるのがよく、また７％以上１４％未満では、１３ｐＬ以上２０ｐＬ未満、１４％以上１８％以下では、２０％以上２２ｐＬ以下であるのがよい。
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用いることにより、普通紙など表面にインク受容層を形成していない記録媒体５に印字する際、記録媒体５に添加されている無機添加物の添加量に応じて記録媒体５に適したインクの吐出量を設定して印字するので、インク滲みや濃度ムラのない良好な画質を得ることができる。
【００１１】
本発明にかかるインクは、水性のインクを用いる。
本発明にかかる水性インクは、水溶性有機溶剤として、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、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、トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基が２〜６個の炭素原子を含むアルキレングリコール類、グリセリン、そしてエチレングリコールメチル（またはエチル）エーテル、ジエチレングリコールメチル（またはエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（またはエチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、トリエタノールアミン、スルホラン、ジメチルサルフォキサイド等が挙げられる。
【００１２】
また目詰りを防止するために、尿素及びその誘導体、スルホン酸アミド等の目詰りを防止剤を用いるのが好ましい。
【００１３】
本発明において使用する染料は直接染料、酸性染料、反応染料、分散染料、建染染料等が挙げられる。これらの染料の含有量は液媒体成分の種類、インクに要求される特性等に依存して決定されるが、一般にはインク全重量に対して０．５〜１５重量％、好ましくは１〜７重量％の範囲である。
【００１４】
本発明にかかるインクでは、ポリビニルアルコール、セルロース類、水溶性樹脂等の粘度調整剤、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、緩衝液等のｐＨ調整剤、防カビ剤等を本発明の目的を妨げない範囲において必要に応じて添加することができる。
【００１５】
（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．フードブラック２、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。
【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】
（他の実施の形態）
図２に本発明に係るインクジェットプリント装置の他の実施の形態の一例を示す概略構成図を、図３にその作動手順を示すフローチャート図を示した。
図２において、６は蛍光Ｘ線制御解析手段、７は記録媒体５中の無機添加物の添加量を検知するための蛍光Ｘ線分析装置であり、該蛍光Ｘ線分析装置７は給紙ボックス３の上面に近接して設置され、Ｘ線照射された記録媒体（例えばプリント用紙）５から得た測定情報を蛍光Ｘ線制御解析手段６に伝達するように電気的接続されている。前記測定情報としては、記録媒体５に含まれる成分元素の含有量である。
また、前記蛍光Ｘ線制御解析手段６は、前記蛍光Ｘ線分析装置７により測定された測定情報に基づいて解析した結果を伝達するためにインク吐出量制御手段２に電気的に接続されている。そして、前記インク吐出量制御手段２は前記蛍光Ｘ線制御解析手段６からの解析結果情報を受けて、それに基づきインク吐出量の作動指令を伝達するためにインク吐出ヘッド１に電気的に接続されている。
【００１９】
本発明で使用される蛍光Ｘ線分析装置７は、物質の表層領域における成分元素の定性、定量を非破壊で行う装置であり、記録媒体５を励起するためのＸ線発生装置、発生した蛍光Ｘ線を分光するための分光器とＸ線検出器、そして検出器からの信号を処理して蛍光Ｘ線制御解析手段６に伝達する手段から構成される。
前記蛍光Ｘ線分析装置７の測定値から、予め作成した標準記録媒体の測定による検量線に基づいて、無機成分含有量を決定するが、定量方法はこの限りではない。なお、前記測定値は、記録媒体５の測定環境、例えば測定時の温度、湿度等により変動するが、予め多数の環境条件下での測定値を表にしたものを格納しておくか、または、相対比較により判別することが可能である。検量線の作成はカセットに用紙をセットする毎や、電源オン時に行ってもよく、また、任意のタイミング行うこともできる。
【００２０】
本発明において前記インク吐出量制御手段２には所定の成分元素含有量とインク吐出量とを関係付けた表が格納されており、前記蛍光Ｘ線制御解析手段６から伝達された測定情報に基づいて、前記表から設定されるインク吐出量の指令がインク吐出ヘッド１に伝達される。
【００２１】
次に、本発明の装置における作動手順について図３を参照して説明する。まず、インクジェットプリント装置の給紙ボックス３の記録媒体５であるプリント用紙をセットし、前記装置を起動する。次いで、前記記録媒体５中の成分元素を検知するための蛍光Ｘ線分析装置７が起動する。そして、給紙ボックス３の記録媒体５にＸ線を照射し、所定の成分元素を測定する。得られた測定結果は蛍光Ｘ線制御解析手段６に送られ、予め標準記録媒体の測定により作成しておいた検量線に基づいて、所定の成分元素または無機化合物の含有量を決定する。次いで、前記所定物質の含有量の情報は、インク吐出制御手段２に送られ、ここでインク吐出量が決められる。そして、記録媒体５が給紙ボックス３から給紙ローラー４でインクジェット吐出ヘッド下方の所定位置に搬送され、所定のインク吐出量で印字がなされる。
なお、記録媒体５の質など仕様が同じものである場合には、蛍光Ｘ線分析装置７による検知動作は初回のみ行い、次回以降は省略することができる。
【００２２】
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。
【００２３】
[実施例１〜５]
まず、吐出するインクは、表１に示す処方により作成した。そして、前記インクおよびピエゾ方式のインク吐出ヘッドを用いて、図１に示す構成図に示したインクジェットプリント装置を用いて評価を行った。
インクの吐出量は、印字紙中の無機成分含有量に応じて1ドット当りの吐出量が表２になるように設定した。
次に、表３に示す市販のコピー用紙について、用紙中の無機成分含有量を下記に示す方法で測定した。そして、これらの用紙を用いて、それぞれ測定された無機成分含有量に応じて、表２に示した吐出量の設定で印字し、印字した画像を評価した。
なお、表２および３での、無機成分含有量は炭酸カルシウムの紙に対する重量％である。
（無機化合物添加量の測定）
前記用紙中の無機成分含有量は、蛍光Ｘ線分析法によりカルシウムの含有量を測定することにより求めた。蛍光Ｘ線分析装置および測定条件は以下の通りである。
蛍光Ｘ線分析装置：理学電機工業（株）製ＲＩＸ−２１００
スペクトル：Ｋα
ターゲット：Ｒｈ
電圧：５０ｋＶ
電流：３０ｍＡ
検出器：ＰＣ（プロポーショナルカウンター）
分光結晶：Ｓｉ（シリコン）：ＴＡＰ
【表１】
2008030391.tif 000003
【表２】
2008030391.tif 000004
【表３】
2008030391.tif 000005
[比較例１〜３]
市販のコピー用紙とインクの吐出量とを表４に示す組合せにした以外は、実施例１〜５と同様にして評価した。
【００２４】
（評価）
評価方法および評価基準は、以下の通りである。
（１）フェザリング
印字した画像を目視観察して、印字面でのフェザリング（滲み）の有無を調べた。その結果を表４に示した。評価基準は下記の通りである。
○：滲みの発生がなかった。
△：やや滲みを生じているが、実用上問題ない。
×：滲みはひどい。
（２）濃度ムラ
印字した画像を目視観察して、印字面での濃度ムラ（局所的にできる濃淡）の有無を調べた。その結果を表４に示した。評価基準は下記の通りである。
○：濃度ムラの発生がなかった。
△：やや濃度ムラを生じているが、実用上問題ない。
×：濃度ムラはひどい。
【表４】
2008030391.tif 000006
【００２５】
表４に示すように、無機成分含有量が６重量％未満の場合にインク吐出量を１４ｐＬにすると、印字面にフェザリングが発生した（比較例１）。また無機成分含有量が９．３重量％の場合にインク吐出量を１２ｐＬまたは２１ｐＬにすると、印字面に濃度ムラが発生した（比較例２、３）。
これに対して、インク吐出量を表２に示す無機成分含有量に応じて設定した場合、フェザリングも濃度ムラも発生しなかった（実施例１〜５）。
以上のように、無機添加物量に対し、適切な量のインクを印字することで滲みや濃度ムラの少ない良好な画像が提供できることがわかった。
【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。
【図２】本発明に係るインクジェットプリント装置の他の実施の形態の一例を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係る他の実施の形態における作動手順の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
１  インク吐出ヘッド
２  インク吐出量制御手段
３  給紙ボックス
４  給紙ローラー
５  記録媒体
６  蛍光Ｘ線制御解析手段
７  蛍光Ｘ線分析装置
８  入力装置
【図１】
2008030391.tif 000007
【図２】
2008030391.tif 000008
【図３】
2008030391.tif 000009