(57)【要約】【課題】インクジェットプリンタにおいて、ドット径をコントロールすることにより、ドット毎に望ましいドット径を実現し、また高い階調性をもつ画像を実現するインクジェット記録方法を提供する。【解決手段】インクが被記録媒体に付与された後に、紫外線照射を行うまでの時間を調整することによりドット径を制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性液媒体中に少なくとも染料、或は顔料、もしくはその両方の色材と、水溶性樹脂、エネルギーの付与により固体化する水溶性モノマー、及び、光重合開始剤を含むことを特徴とした少なくとの１つのインクジェット用インク、該インクを吐出させるためのノズル群を有する少なくとも１つのヘッドと、該インク中の反応性化合物に対して反応を引き起こすエネルギーを付与する装置を具備したインクジェット記録装置を用いて記録媒体に対してインクを吐出する事によって画像を形成するインクジェット記録方法において、該インクが記録媒体に対して付与された後に該エネルギーを付与するまでの時間を制御することによって被記録媒体上に形成されるインクドットの大きさおよび濃度を調整する事を特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項２】
前述の付与エネルギーとは紫外線、熱、又は電子線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記録方法。
【請求項３】
該ドットの大きさおよび濃度は、ドットが形成する画像の種類および／または単位面積あたりのドット密度に応じて調整することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録方法。
【請求項４】
該ドットの大きさおよび濃度の調整方法は、インクの色相に応じて異ならせることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のインクジェット記録方法。
【請求項５】
該ノズル群の配列方向と異なる方向に往復に移動させて主走査を行いつつ印字を行い、主走査終了後に主走査と略垂直な方向に所定量副走査を行うことにより記録材上に画像を記録する方法で、ヘッドに対して主走査方向に任意の距離をおいた位置に該エネルギー供給手段を配置することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載のインクジェット記録方法。
【請求項６】
該エネルギーを付与するまでの時間を制御する手段としては、該主走査の際に該エネルギー付与を行う場合と行わない場合とを切り換えることによって、エネルギーを付与させるまでの時間を異ならせることにより制御することを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録方法。
【請求項７】
該エネルギーを付与するまでの時間を制御する手段としては、該主走査の速度を異ならせることにより制御することを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録方法。
【請求項８】
該エネルギーを付与するまでの時間を制御する手段としては、該ノズル群と該エネルギーを付与する供給手段との間の主走査方向での距離を異ならせることにより制御することを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体インクをヘッドノズルから噴射することにより印字するインクジェット記録装置のインクとしては、水系溶媒に色材として染料を溶解した水系インクと、常温で固化するワックス系溶剤に染料を溶解し、加熱溶融した状態でヘッドより噴射し印字するソリッドインクとがある。
【０００３】
また、紫外線硬化型のインクジェットプリント用インクに関しては、水溶性染料を使用したものがあり（例えば、特許文献１参照。）、普通紙・再生紙への印字を容易にしたものである。
【０００４】
さらに、水性液溶媒中に、少なくとも顔料、水溶性樹脂、エネルギーの付与により固体化する水溶性モノマー、及び光重合開始剤を含むことを特徴とするインクと、このインクを適用することを特徴とするインクジェット記録方法が提案され（例えば、特許文献２参照。）、被記録材を選ばず、耐候性のある印字品位の良好な記録を可能とするインクと、これを用いたインクジェット記録方法及び記録装置が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０５−１８６７２５号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平０７−２２４２４１号公報
【０００７】
【発明が解決しょうとしている課題】
さて、一般にインクジェットプリンタによって形成される画像品位には多くの指標が存在する。その中の一部の例として４例を挙げる。
【０００８】
その１つは粒状感と呼ばれるものである。これはインクジェットプリンタによって記録媒体に付与されたインク滴がドットを形成し、このドットのひとつひとつが粒状感を与える。これはドットの形状がわかりやすいドット密度の低い画像領域で顕著に現れやすい。そしてこの粒状感を抑えるためにはドット径を小さくすることが望ましい。小さいドット径を実現するためには記録媒体に対するインクの浸透性が低く１ドットが記録媒体上で広がらないようにすることが望ましい。
【０００９】
次に挙げるのは均一感である。これはドット密度の高い領域で、ドットの配置にムラが生じると濃度の濃い場所と薄い場所が局所的に存在するために発生する問題である。この問題は記録媒体に対するインクの浸透性が低く、１ドットが小さいドットを形成するようなインクを用いることにより顕著に現れる。
【００１０】
また線や文字の様な画像を印刷する場合にはシャープネスとよばれる指標も存在する。これは文字や線画は、エッジがシャープである方がより好ましいことによるものである。そして、このためにもインクは浸透性が低い方が望ましい。
【００１１】
さらには画像濃度の問題もあり、光学濃度の高い画像を得るためにはインク中に含まれる色材を記録媒体上方に定着させるためにはインクは記録媒体に対する浸透性は低いことが望まれる。
【００１２】
以上は画像品位の指標の一部にすぎないが、画像が求める要求は多岐にわたりその多くがインクの浸透性に対して、トレードオフの関係になっている。そのため、このような多くの要求を満たすためには、浸透性の高いインクと浸透性の低いインクを両方具備したインクジェット記録方法を採用することが望ましい。しかし、このような構成を取ることは装置の大型化、コストの増大を招く。
【００１３】
またインクジェットプリンタで用いられるインクの吐出部（以下「ヘッド」とよぶ）の多くは１ドットの大きさは、量子化されたせいぜい１０種類程度のドットを吐出する事ができるのが一般的である。それに対して通常の入力画像のデータは各色にたいして８ｂｉｔすなわち２５６階調のデータであることが多い。そのため入力画像に対して出力画像は量子化された形に置き換わる。この際例えばディザ方式と呼ばれるように複数の画素を階調性の単位として用いることにより階調性を持たせる方法がある。これはつまり解像度の高さを犠牲にすることにより高階調性を実現させていると言える。
【００１４】
そしてこのような階調性の問題にたいしても、同じ色相で異なる色材濃度の複数のインクを具備することが望ましいが、前述したような理由で装置の大型化やコストの増大を招く。
【００１５】
一方で紫外線硬化型のインクジェットプリント用インクを用いてインクジェット記録をおこなった後、紫外線照射によって硬化定着させるようなインクジェット記録方法では、インクジェット記録後紫外線照射過程によってドット径をコントロールすることができる。これはたとえば、各色インクの塗布後に強力な紫外線照射、または長時間の紫外線照射により強力な硬化定着をおこなえば、染料ないし顔料が記録媒体表面に多く残存するため反射濃度の高く、ドットにじみのない鮮明な画像が得られる。また各色インクの塗布より後に弱い紫外線照射を行う、または短時間の紫外線照射を行うとインクの硬化定着は弱いものとなり、均一感のよいドット径の広がった画像を得ることができる。特開平０９−３１４８１９号公報においてはこのような紫外線エネルギーの変調によりドットをコントロールする方法が開示されている。しかし、このような紫外線エネルギーの変調をドット単位で局所的に行うことは非常に困難であり、また紫外線の強度を変調させることは装置のコストアップにもつながる。
【００１６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、比較的簡単な方法によってドット径をコントロールすることにより、ドット毎に望ましいドット径を実現し、また高い階調性をもつ画像を実現するインクジェット記録方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に基づくインクジェット記録方法においては、水性液媒体中に少なくとも染料、或は顔料、もしくはその両方の色材と、水溶性樹脂、エネルギーの付与により固体化する水溶性モノマー、及び、光重合開始剤を含むことを特徴とするインクを被記録媒体に吐出してプリントを行うインクジェット記録方法であって、前記インクにより形成される画素の特性を、画素に対して前記エネルギーを付与するまでの時間変調させることによって制御することを特徴とする。
【００１８】
上記構成を、改めて以下（１）〜（８）に整理して示す。
【００１９】
（１）水性液媒体中に少なくとも染料、或は顔料、もしくはその両方の色材と、水溶性樹脂、エネルギーの付与により固体化する水溶性モノマー、及び、光重合開始剤を含むことを特徴とした少なくとの１つのインクジェット用インク、該インクを吐出させるためのノズル群を有する少なくとも１つのヘッドと、該インク中の反応性化合物に対して反応を引き起こすエネルギーを付与する装置を具備したインクジェット記録装置を用いて記録媒体に対してインクを吐出する事によって画像を形成するインクジェット記録方法において、該インクが記録媒体に対して付与された後に該エネルギーを付与するまでの時間を制御することによって被記録媒体上に形成されるインクドットの大きさおよび濃度を調整するようにしたインクジェット記録方法。
【００２０】
（２）前述の付与エネルギーとは紫外線、熱、又は電子線であるようにした上記（１）記載のインクジェット記録方法。
【００２１】
（３）該ドットの大きさおよび濃度は、ドットが形成する画像の種類および／または単位面積あたりのドット密度に応じて調整するようにした上記（１）又は（２）に記載のインクジェット記録方法。
【００２２】
（４）該ドットの大きさおよび濃度の調整方法は、インクの色相に応じて異ならせるようにした上記（１）乃至（３）のいずれか記載のインクジェット記録方法。
【００２３】
（５）該ノズル群の配列方向と異なる方向に往復に移動させて主走査を行いつつ印字を行い、主走査終了後に主走査と略垂直な方向に所定量副走査を行うことにより記録材上に画像を記録する方法で、ヘッドに対して主走査方向に任意の距離をおいた位置に該エネルギー供給手段を配置するようにした上記（１）乃至（４）のいずれか記載のインクジェット記録方法。
【００２４】
（６）該エネルギーを付与するまでの時間を制御する手段としては、該主走査の際に該エネルギー付与を行う場合と行わない場合とを切り換えることによって、エネルギーを付与させるまでの時間を異ならせることにより制御するようにした上記（５）に記載のインクジェット記録方法。
【００２５】
（７）該エネルギーを付与するまでの時間を制御する手段としては、該主走査の速度を異ならせることにより制御するようにした上記（５）に記載のインクジェット記録方法。
【００２６】
（８）該エネルギーを付与するまでの時間を制御する手段としては、該ノズル群と該エネルギーを付与する供給手段との間の主走査方向での距離を異ならせることにより制御するようにした上記（５）に記載のインクジェット記録方法。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を、実施例に基づいて図面を参照しながら説明する。
【００２８】
（インクについて）
本発明においてエネルギーの付与により固体化するモノマーとしては紫外線重合モノマーが挙げられ、ラジカル重合性のアクリルモノマー類、カチオン重合システムに適合するエポキシモノマー類が好適に使用できる。
【００２９】
ラジカル重合性のアクリルモノマー類としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）２Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリレート、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノアクリルアミド、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＮ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメタアクリルアミド、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＮ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＮＨＣ２Ｈ４Ｎ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタアクリルアミド、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＮＨＣ２Ｈ４Ｎ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＮＨ−Ｃ３Ｈ６Ｎ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタアクリルアミド、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＮＨ−Ｃ３Ｈ６Ｎ（ＣＨ３）２：及び、これらの４級化された物質、などが色材染着性に優れており特に好ましい。また多価アルコールの（メタ）アクリル酸エステル、多価アルコールのグリシジルエーテルの（メタ）アクリル酸エステル、ポリエチレングリコールの（メタ）アクリル酸エステル、多価アルコールのエチレンオキシド付加化合物の（メタ）アクリル酸エステル、多塩基酸無水物と水酸基含有（メタ）アクリル酸エステルとの反応物など、それ自体公知の紫外線硬化型モノマー、オリゴマーが用いられる。これらの物質の中でインクとの相溶性、親水性の高い物質が選択され、用いられる。
【００３０】
カチオン重合システムに適合するエポキシモノマー類としては、多価アルコールのグリシジルエーテル、グリシジルエステル、脂肪族環状のエポキシド、などが用いられる。
【００３１】
ＵＶ重合のモノマーの重合システムとして、ビニルエーテル類とアクリロイル類とを併用しているハイブリット重合システムのモノマーが望ましく、ついで、カチオン重合システム、フリーラジカル重合システムの順に選定していく。多官能基を有するモノマーを使用する場合は、その使用量はインク全重量に対して１〜１０％の範囲が好ましい。
【００３２】
光重合開始剤の使用法としては、光開始剤を一種類使用、二種類以上使用、光開始剤と増感剤とを使用しても構わない。主な光開始剤と増感剤の選定、組合わせ及び配合比に関しては、使用する紫外線硬化モノマー、使用装置によって適宜選定して行けば良い。
【００３３】
光開始剤と増感剤の主なものとして、例えば、光開始剤に関しては、アセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノアセトフェン、ｐ−ジメチルアミノプロピオフェノン、ベンゾフェノン、２−クロロベンゾフェノン、ｐｐ′−ジクロロベンゾフェン、ｐｐ′−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインｎ−プロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインｎ−ブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサンソン、２−クロロチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾインパーオキサイド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、メチルベンゾイルフォーメート、が挙げられる。その使用量は、通常紫外線硬化性樹脂の総量に対して０．１〜１０重量％である。またカチオン重合型では、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ハロニウム塩、芳香族スルホニウム塩、メタロセン化合物等の光開始剤が用いられる。その具体例としてトリフェニルスルフォニュウムヘキサフルオロフォスフェート、ジフェニルヨードニュウムヘキサフルオロアンチモネート等が挙げられる。また、カチオン重合型の場合、硬化を更に完全にするために８０〜１７０℃の範囲で、特に望ましくは１００〜１５０℃の範囲で加熱することが望ましい。加熱時間は、条件により異なるが、通常５〜３０分の間である。
【００３４】
増感剤としては、
１アミン系：脂肪族アミン、芳香族基を含むアミン、ピペリジン
２尿素：アリル系、ｏ−トリルチオ尿素
３イオウ化合物：ナトリウムジエチルジチオホスフェート、芳香族スルフィン酸の可溶性塩
４ニトリル系化合物：Ｎ、Ｎ、ジ置換ｐアミノベンゾニトリル、Ｒ１Ｒ１はメチル基、エチル基、Ｂシアノエチル基またはＢクロロエチル基
５リン化合物：トリｎブチルホスフィン、ネトリウムジエチルジチオホスフィード
６窒素化合物：ミヒラーケトン、Ｎニトリソヒドロキシルアミン誘導体、オキサゾリジン化合物、テトラヒドロ１、３オキサジン化合物、ホルムアルデヒドまたはアセトアルデヒドとジアミンの縮合物
７塩素化合物：四塩化炭素、ヘキサクロロエタン
８エポキシ樹脂とアミンの反応生成物の高分子化アミン、トリエタノールアミントリアクリレート
が挙げられる。
【００３５】
本発明において、使用する染料としては、従来から当該技術分野において周知の各種染料を用いることができる。例えば、直接染料としてのアゾ染料、フタロシアニン染料、酸性染料としてのアゾ染料、アントラキノン系染料、等が挙げられる。
【００３６】
また、本発明で顔料を使用する場合は、従来公知の有機及び無機顔料をすべて使用することができる。例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料及びキレートアゾ顔料等のアゾ顔料やフタロシアニン顔料、ペリレン及びペリレン顔料、アントセキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオイシジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロニ顔料等の多環式顔料や、塩基性染料型レーキ及び酸性染料型レーキ等の染料レーキや、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料などの有機顔料、酸化チタン、酸化鉄系及びカーボンブラック系等の無機顔料が挙げられる。また、カラーインデックスに記載されていない顔料であっても水性に分散可能なら、いずれのものも使用できる。
【００３７】
インク顔料を分散させるために含有される水溶性樹脂（分散樹脂）は、アミン或は塩基を溶解させた水溶液に可溶で、且つ重量平均分子量が３０００から３００００の範囲が好ましい。更に、好ましくは５０００から１５０００の範囲であるものがよく、例えば、スチレン−アクリル酸共重合体、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−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、スチレン−無水マレイン酸−マレイン酸ハーフエステル共重合体あるいは、これらの塩等を使用することができる。
【００３８】
本発明において、顔料と染料とを併用するときには、一般に、顔料：染料（重量比）が８：２〜２：８の範囲であるのが望ましい。より好ましくは、７：３〜３：７（顔料：染料）の範囲とする。
【００３９】
更に、本発明のインクは、好ましくは、インク全体が中性またはアルカリ性に調整されていることが、前記した水溶性樹脂の溶解性を向上させ、一層の長期保存安定性に優れたインクとすることができるので望ましい。インクのｐＨは、インクジェット記録装置に使われている種々の部材の腐食原因となる場合があるので、好ましくは７〜１０のｐＨの範囲とされるのが望ましい。
【００４０】
ｐＨ調整剤としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の各種有機アミンや、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸物等の無機アルカリ剤、有機酸や、鉱酸が挙げられる。
【００４１】
本発明のインクにおいて好適な水性媒体は、水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒であり、水は種々のイオンを含有する一般の水ではなく、イオン交換水（脱イオン水）を使用するのが好ましい。本発明のインクは水系インクであり、水の含有量としてはインク全重量の５０％以上であることが好ましい。
【００４２】
水と混合して使用される水溶性有機溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、イソ−ブチルアルコール等の炭化数１〜４のアルキルアルコール類；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、ジアセトンアルコール類のケトアルコール類；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コレングリコール類；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：エチレングリコールモノメチル（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−イミダゾリジノン等が挙げられる。
【００４３】
これら多くの水溶性有機溶剤の中で有機アミンは、分散剤を中和し、インクのｐＨを中性〜塩基性の領域に調節するために本発明のインク中に、好ましくはインク全体の０．００１〜１０重量％含有させる。
【００４４】
また、有機アミン以外の上記水溶性有機溶剤については、所望に応じて適宜選択され、適量が含有されるが、中でもジエチレングリコール等の多価アルコール、トリエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテルが好ましい。
【００４５】
更に、吐出の安定性を得るためには、脂肪族一価アルコール、例えば、エタノール或はイソプロピルアルコールを３％以上添加することが効果的であることを見出した。即ち、これら溶剤を添加することによって、インクの薄膜の発熱抵抗体上での発泡をより安定に行うことができるからと考えられる。
【００４６】
また、本発明のインクは、上記の成分のほか、必要に応じて所望の物性値を有するインクとするために、界面活性剤、消泡剤、防腐剤等を更に添加することができる。更に、市販の水溶性染料等も添加することができる。
【００４７】
（記録装置について）
次に、上記の本発明のインクジェット記録方法に用い得る記録装置の一つの例について説明する。図１は本発明を適用したインクジェットプリンタの簡略斜視図である。制御部９によって制御されるステッピングモータ６の駆動が紙送りローラ３に伝搬され、記録紙４が副操作方向（図中、矢印Ｂ）に送られる。８は紙抑えローラで、記録紙４は紙送りローラ３と紙抑えローラ８で支持されながら平面性を保ちつつ副操作方向（図中、矢印Ｃ）に送られる。１３はヘッドキャリッジで、着脱可能なヘッドユニット２ａ、２ｂを搭載し、制御部９によって制御されるＤＣモータ１２の駆動により、記録紙４の平坦性を向上すべく設けられたプラテン板７と平行に設けられたキャリッジローラ５に沿って主操作方向（図中、矢印Ａ、Ｂ）に往復移動する。ヘッドユニット２ａには、記録ヘッド１１ａ、１１ｂ、がヘッドキャリッジ１３の移動方向（矢印Ａ）に対して一定の間隔で固定され、ブラック、シアンのインクで満たされたインクタンク１ａ、１ｂが着脱可能となっている。一方、ヘッドユニット２ｂには、記録ヘッド１１ｃ、１１ｄがヘッドキャリッジ１３の移動方向（矢印Ａ）に対して一定の間隔で固定され、マゼンタ、イエローのインクで満たされたインクタンク１ｃ、１ｄが着脱可能となっている。
【００４８】
記録ヘッド１１ａの簡略図を図２に示す。基板２５上には電気熱変換体２６、およびこれに電力を供給するための電極（不図示）が形成されている。ノズル２４（インク路）は、電気熱変換体２６に対応して同数だけ配設されており、吐出口２７と共通液室２３に連通している。記録ヘッド１１ａには、前述のインクタンク１ａよりブラックインクが図中矢印Ｃの方向より供給され、フィルター２２によってゴミなどの不純物を取り除きつつ共通液室２３に供給される。共通液室２３に供給されたブラックインクは毛細管現象によってノズル２４内に供給されノズル２４の先端部、吐出口２７付近でメニスカスを形成し保持される。この状態において、電気熱変換体２６に通電することにより、電気熱変換体２６上でインクが加熱されて発砲し、その発砲エネルギーにより、吐出口２７からインク滴が図中矢印Ｄの方向に吐出される。
【００４９】
記録ヘッド１１ｂ、１１ｃ、１１ｄにも同様にして、それぞれシアン、マゼンタ、イエローのインクが供給され、インクの発砲のエネルギーにより各ノズルの吐出口よりインク滴を吐出させることができる。
【００５０】
１４は紫外線照射ランプで、ヘッドキャリッジ１３の両端に配置されている。
【００５１】
記録に際しては、まず、記録紙４が停止している状態で、ヘッドキャリッジ１３が矢印Ａの方向に一定スピードで移動しながら、記録ヘッド１１ｄよりイエローインクを、記録ヘッド１１ｃよりマゼンタインクを、記録ヘッド１１ｂよりシアンインクを、記録ヘッド１１ａよりブラックインクを、それぞれ吐出させ、重ね打ちをすることによってカラーインクの記録媒体上への塗布をおこなう。
【００５２】
続いてヘッドキャリッジ１３の両端に配置されている紫外線照射ランプ１４の内、主走査後方に配置された紫外線照射ランプ１４が照射され、記録媒体上に塗布されたインクを硬化させる。このように１ラインの記録が終了すると、記録紙４が矢印Ｃの方向に一定量ステップ送りされ、今度はヘッドキャリッジ１３が矢印Ａとは逆の方向（矢印Ｃ）に一定スピードで移動しながら、記録ヘッド１１ａよりブラックインクを、記録ヘッド１１ｂよりシアンインクを、記録ヘッド１１ｃよりマゼンタインクを、記録ヘッド１１ｄよりイエローインクを、それぞれ吐出させ、重ね打ちをすることによってカラーインクの記録媒体上への塗布をおこない、続いてヘッドキャリッジ１３の両端に配置されている紫外線照射ランプ１４の内、主走査後方に配置された紫外線照射ランプ１４が照射され、記録媒体上に塗布されたインクを硬化させる。こうした肯定を複数回繰り返すことによって、記録紙４の紙面一杯にカラー記録をおこなうことができる。
【００５３】
記録方法としては、２パス、４パスと複数回重ねることで１ライン分の画像データ記録を完結させる印字方法によって印字がおこなわれる。
【００５４】
本実施例１で使用するインクは、下記に示すような組成（重量比）の溶剤Ａと溶剤Ｂから作成されている。
【００５５】
（溶剤Ａ）
紫外線重合モノマー  ※１        ５５．６％
光重合開始剤      ※２        ２．８％
水溶性溶剤          ※３        ４１．６％
※１  ＮＫエステルＡ−４００（新中村科学）
※２  イルガキュア６５１（チバガイギー）
※３  インプロピルアルコール（ＩＰＡ）／ジオチレングリコール（ＤＥＧ）
（溶剤Ｂ）
染料インク１０％溶液（染料／水溶性樹脂／水）  ※４      ９３．０％
界面活性剤  ※５            ７．０％
※４ブラック：フードブラック（染料固形分１０％）
シアン  ：プロジェットシアン（染料固形分１０％）
マゼンタ：アシッドレッド（染料固形分１０％）
イエロー：ダイレクトイエロー（染料固形分１０％）
※６  ノイゲンＥＴ１５０、１０％ａｑ（第一工業製薬（株）製）
溶剤Ａと溶剤Ｂは別々に約１０分間攪拌されており、それぞれ粘度を５ｃｐに調整されている。最終的に溶剤Ａと溶剤Ｂを混合してインクを作成するが、溶剤Ａと溶剤Ｂの混合比率は本実施例においてはブラックインク、カラーインクともに、１：１２とした。
【００５６】
（記録方法について）
本発明のインクを利用したインクジェット記録方法は、被記録材に対して、インク吐出口を複数備えた記録ヘッドから少なくとも一色以上のインクを付与して記録画像を形成するインクジェット記録方法であり、前記記録ヘッドの吐出口より画像記録信号に応じてインク滴を飛翔させ前記被記録材の所定位置にインク滴を付与して記録画像を形成する工程と、前記被記録材上に付与されたインクを硬化させる工程とを含む。
【００５７】
インクを硬化させる工程における手段としては、紫外線（ＵＶ）照射ランプが挙げられる。ＵＶ照射ランプにおいては、熱が発生し被記録材が変形してしまう可能性があるため、冷却機構、例えばコールドミラー、コールドフィルター、ワーク冷却などが具備されていると好ましい。
【００５８】
本発明においてはインクが被記録媒体に付与された後に、紫外線照射を行うまでの時間を調整することによりドット径を制御することを特徴としている。図３はドットが印字された後ＵＶが照射されるまでの時間とドット径の関係を示したものである。このように、インクが紙面に付与された後にＵＶが照射されるまでの時間が長くなればなるほどドット径は大きくなる。
【００５９】
（実施例１）
本実施例においては２パス印字においてドット変調行う方法の１例をしめす。インクジェット記録方法においては、従来から一般的に知られている、高画質化を目的とした複数パス印字といった方法が存在する。これは、同一箇所を２回以上の走査で印字することによって、ヘッドが固有に持つノズル毎のばらつき等を緩和させるものである。
【００６０】
本実施例においては２回の走査によって画像を完成させる２パス印字における例をしめす。この印字方法において、奇数回目の走査においてはＵＶランプの電源を切り（またはＵＶランプをシャッターでふさぎ）、偶数回目の走査においてはＵＶランプの電源をいれる（シャッターを開ける）。
【００６１】
図４は本実施例において用いるヘッドとＵＶランプの位置関係および印字方向を示したものである。ヘッド群４０は図の矢印４６の方向に走査して印字を行う。４２、４３、４４、４５はシアンヘッド、マゼンタヘッド、イエローヘッド、ブラックヘッドをそれぞれ示す。この図に示すような印字方法においてはＵＶランプ４１が点灯している状態においてヘッド群４０から吐出されたインク滴は、直ちにＵＶ照射されドット径は小さいものになる。これに対してＵＶランプ４１が点灯していない状態で吐出されたインク滴は、次の走査においてＵＶ照射が行われるため１走査分の時間間隔があり、ドット径が大きくにじみの大きいドットになる。
【００６２】
以上のような構成を用いることによって、ドット径を小さくすることが望ましいドットに関しては偶数回目の走査で印字を行う。そしてドット径を大きくすることが望ましいドットに関しては奇数回目の走査で印字を行う。これによりドット毎に好ましいドット径を実現することができ、高品質な画像を実現することが可能となる。
【００６３】
次に、インク種類と望ましいドット径の関係について説明する。通常の画像においては、カラー、ブラックインクそれぞれがハイライト部（ドット密度の少ないところ、）とベタ部（ドット密度の大きいところ）において望ましいドット径が異なる。その１例を以下の表にしめす。
【００６４】
【表１】
2004167864.tif 000003
【００６５】
この例は一般的な画像について望ましいドット径の形成法を示したものである。カラーインクはベタ部においては、均一性が重要となるためドット径は大きい方がよい。ハイライト部においてはドット径が小さい方が粒状感が目立たないため望ましい。一方ブラックインクに関しては文字のシャープネスを保つためにドット径はハイライト部、ベタ部ともに小さい方が望ましい。ブラック画像のベタ部の均一性がおちる場合に関しては、カラーインク３色を同一箇所に印字してブラックを形成して、ブラックインクと重ね合わせることによって重ね印字を行うことにより均一性を上げることが可能である。
【００６６】
次に実際にハイライト部の画像とベタ部の画像を選択的に印字する方法を具体的に説明する。カラーインクは複数の画素で階調性を高めるインデックス法を用いることによりドット径の選択、調整を行う。図５はそのインデックス法の一例である。この場合４画素を用いて５階調を実現している。ここでさらに２パス印字法であるが、奇数パスにおいては図６（ａ）のようなマスクを用いる。偶数パスにおいては図６（ｂ）のようなマスクを用いる。マスクの着色部分に画像データがある場合は印字を行う。白い場所に画像データがある場合は印字を行わない。これによって２回の走査によって画像を形成することができる。そして図５に用いたインデックス法と同調させることにより、ハイライト部で頻繁に現れることの多い階調１および２の画像は偶数パスで印字することが出来、ベタ部で現れる階調３および４の画素の２ドットは奇数パスで印字を行うことができる。
【００６７】
このような方法によりカラーインクにおいては階調が低くハイライト部に現れがちな階調１および階調２を形成するドットについては偶数パスで印字しドット径を小さく抑えることができる。またベタ部に現れがちな階調３および階調４を形成するドットについては横２＊縦２の４画素のなかの１ないし２ドットを奇数パスで印字しドット径を大きくすることが可能である。これによりベタ部においては約５０％のドットがドット径の大きい画像で形成されることになり、これにより十分な均一性を実現可能である。
【００６８】
ブラックインクに関しては、上述のようにドット径は小さい方が望ましい。そのため偶数パスのみで印字を行う１パス印字をおこなえば、すべてのドット径を小さくし高品位な画像を得ることが可能となる。
【００６９】
（実施例２）
本実施例においてはオブジェクト毎にドット径を調整する例である。ドット密度だけでなく画像の種類によってドット径を調整することにより、より画像に適したドット径を形成することが可能である。
【００７０】
【表２】
2004167864.tif 000004
【００７１】
上表の様に、画像の種類に応じて好ましいドット径は異なる。写真のような画像についてはブラックインクに関しても均一感の良い画像が望ましい。
【００７２】
逆に線画やグラフィックのような画像についてはカラーインクに関しても濃度が高くエッジがシャープな小さいドットの画像が望ましい。
【００７３】
このような画像を選択的に印字する際においても、実施例１のような２パス印字を用いて、偶数パスでは写真調のハイライト部のドット、および線画とグラフィックのすべてのドットを印字し、奇数パスでは写真調画像のベタ部の画像のみを印字するといった方法により望ましいドット径を形成することが可能である。
【００７４】
（実施例３）
本実施例においては、実施例１における印字方法を用いてドット径により階調性を増す方法を開示する。本来２＊２のインデックスパターンを用いる場合図５のような５階調を実現することができる。本実施例においては２パス印字において同じ横２＊縦２の解像度を用いて９階調を実現することができる。これはインデックスパターンに対して図７のようにドット配置を与える。これにより最も階調の低いデータは小ドット１つであり、最も高い階調のデータはすべてのドットを与える。（補足ではあるが、ハイライト部においては、小さいドットは記録媒体の上方に定着するもののドット密度が小さくなるため濃度は低くなる。）これにより画像に応じた望ましいドット径を実現するだけでなく、同じ画像領域を用いても約２倍の階調性を実現できる。
【００７５】
（実施例４）
実施例３の例をさらに複数パスの印字に適応できることは言うまでもない。たとえば８回の主走査で画像を完成させる８パス印字を例に取る。この場合、８回の走査の中で１回でのみＵＶ照射を行えばドットが記録媒体に定着してからＵＶを照射させるまでのタイミングは８種類とることができ、ドット径は８種類の大きさを実現可能である。これによりさらに多くの階調数を実現でき高画質な画像を比較的簡単な方法で実現できる。
【００７６】
（実施例５）
本実施例においては図８に示されるヘッドおよびＵＶ供給手段を用いる。そして画像形成は矢印Ａ・Ｂの双方向で印字を行う。ヘッド４５はＢｋを吐出するヘッドであり、ヘッド４２〜４４はカラーインクを吐出するヘッドである。この際Ａ方向の印字においては、カラーインクは急峻に定着をし、小さいドット径を実現し、反対にブラックインクは大きいドット形成を実現できる。またＢ方向の印字においてはその逆のドット径を実現できる。以上のような構成により、異なる２種類のドット径を実現することができる。
【００７７】
（実施例６）
本実施例においては図４に示されるヘッドを用い、主走査速度を変化させることによりドット径を著征することを特徴とする。すなわち主走査速度を速めることによりドットの記録媒体上への着弾からエネルギー付与するまでの時間を短縮させ小さいドット径を実現し、逆に主走査速度を遅くすることによりドット径を大きくすることが可能である。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によるインク及びインクジェット記録法方によれば、ＵＶランプのオン・オフの切り替えや、ＣＲ速度の変調のような、比較的簡単な方法によってドット径をコントロールすることにより、ドット毎に望ましいドット径を実現し、また高い階調性をもつ画像を実現するインクジェット記録方法を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェットプリンタの簡略斜視図
【図２】記録ヘッドの簡略図
【図３】ドット径とＵＶ照射までの時間の関係を示す図
【図４】記録ヘッドおよびＵＶランプの構成図
【図５】インデックス法を用いた諧調表現を説明する図
【図６】２パスマスクの概略図
【図７】第３の実施例におけるインデックス法を用いた諧調表現を説明する図
【図８】記録ヘッドおよびＵＶランプの構成図
【符号の説明】
１  インクタンク
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  インクタンク
２  ヘッドユニット
２ａ、２ｂ  ヘッドユニット
３  紙送りローラ
４  記録紙
５  キャリッジローラ
６  ステッピングモータ
７  プラテン板
８  紙抑えローラ
９  制御部
１１  記録ヘッド
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ  記録ヘッド
１２  ＤＣモータ
１３  ヘッドキャリッジ
１４  紫外線照射ランプ
２２  フィルター
２３  共通液室
２４  ノズル
２５  基板
２６  電気熱変換体
２７  吐出口
４０  ヘッド群
４１  ＵＶランプ
４２  シアンヘッド
４３  マゼンタヘッド
４４  イエローヘッド
４５  ブラックヘッド
４６  印字方向を示す矢印
【図１】
2004167864.tif 000005
【図２】
2004167864.tif 000006
【図３】
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【図４】
2004167864.tif 000008
【図５】
2004167864.tif 000009
【図６】
2004167864.tif 000010
【図７】
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【図８】
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