JP2968010B2 - Inkjet recording method - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高解像度で高精細な記録画像を与えるインク
ジェット記録方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ink jet recording method for providing a high-resolution and high-definition recording image.
インクジェット記録方法は従来より高速で静粛な記録
方法として知られているが、近年では写真に近い高解像
度・高精細な記録画像を得ることが要求されるようにな
ってきた。The ink jet recording method is conventionally known as a high-speed and quiet recording method. However, in recent years, it has been required to obtain a high-resolution and high-definition recorded image close to a photograph.
このような要求を満たすためには、記録密度を高め、
かつインク滴が被記録材に着弾する際の位置精度を高
め、さらにドットの形状が真円に近く、かつエッジがシ
ャープであることが必要不可欠である。高記録密度でイ
ンク滴の着弾位置精度が良いプリンターとしては、例え
ば荷電制御等の方法を用いるコンティニュアス型のイン
クジェットプリンターが開発・市販されている。しか
し、これらのプリンターは装置が大型となり高価である
という欠点を持っている。また、ドット形状を真円に近
くするには、平滑度の高い被記録材（いわゆるコート
紙）を用いたり、さらに特開昭61−290085号公報に記載
されているように、平滑度の高い被記録材を用いるとと
もに、インク物性をも制御して記録する等の方法があ
る。To meet such demands, increase the recording density,
In addition, it is indispensable that the positional accuracy when the ink droplet lands on the recording material be improved, the dot shape be close to a perfect circle, and the edge be sharp. As a printer having a high recording density and good ink droplet landing position accuracy, for example, a continuous type inkjet printer using a method such as charge control has been developed and marketed. However, these printers have the disadvantage that the device is large and expensive. Further, in order to make the dot shape close to a perfect circle, a recording material having high smoothness (so-called coated paper) is used, or as described in JP-A-61-290085, a high smoothness is used. In addition to using a recording material, there is a method of recording while controlling the physical properties of the ink.
しかし、これらの方法だけではドットのエッジ部分を
シャープにしたり、インク滴の着弾点位置精度を上げる
ことはできず、充分な高精細画像を得ることは困難であ
った。However, these methods alone cannot sharpen the edge portion of a dot or increase the accuracy of the position of an impact point of an ink droplet, making it difficult to obtain a sufficiently high-definition image.
そこで本発明の目的は、比較的安価で小型であるマル
チノズルを有するオンデマンド型のインクジェットプリ
ンターにおいて、高密度、高着弾点位置精度で、かつド
ット形状が真円に近く、エッジのシャープな記録を行う
方法を提供することである。Accordingly, an object of the present invention is to provide an on-demand type ink jet printer having a multi-nozzle that is relatively inexpensive and small in size, has high density, high impact point position accuracy, has a dot shape close to a perfect circle, and has a sharp edge recording. Is to provide a way to do that.
この目的は以下の本発明によって達成される。すなわ
ち本発明によるインクジェット記録方法は、マルチノズ
ルを有するオンデマンド型のインクジェットプリンター
を用いて行う記録方法において、前記インクジェットプ
リンターが10ドット/mm以上の記録密度であり、下記式
で示される吐出インク滴のウェーバー数（We）とレイノ
ルズ数（Re）の積が500以上25,000以下であり、インク
滴の真球換算径（ｄ）が20μｍ未満であることを特徴と
する。This object is achieved by the present invention described below. That is, the inkjet recording method according to the present invention is a recording method performed using an on-demand type inkjet printer having a multi-nozzle, wherein the inkjet printer has a recording density of 10 dots / mm or more, and discharge ink droplets represented by the following formula: Wherein the product of the Weber number (We) and the Reynolds number (Re) is 500 or more and 25,000 or less, and the spherical equivalent diameter (d) of the ink droplet is less than 20 μm.
ρ：インクの密度（g/cm3） d:インク滴の真球換算径（μｍ） ν：インク滴の飛翔速度（m/sec） γ：インクの表面張力（gyne/cm） η：インクの粘度（cp）。 ρ: Ink density (g / cm 3 ) d: True spherical equivalent diameter of ink droplet (μm) ν: Flying speed of ink droplet (m / sec) γ: Surface tension of ink (gyne / cm) η: Ink of ink Viscosity (cp).
本発明をさらに詳細に説明すると、本発明はインクの
物性値（密度・表面張力・粘度）と吐出条件（インク滴
径・吐出速度）の両者を精密に制御することによってウ
ェーバー数とレイノズル数の積（以下We＊Reと記載す
る）を500以上25000以下で、記録密度が10ドット/mm以
上であることに特徴がある。The present invention will be described in more detail. According to the present invention, both the physical properties of ink (density, surface tension, viscosity) and the ejection conditions (ink droplet diameter, ejection speed) are precisely controlled to reduce the number of Webers and the number of Reynolds nozzles. It is characterized in that the product (hereinafter referred to as We * Re) is 500 or more and 25,000 or less and the recording density is 10 dots / mm or more.
本発明者の検討によれば、We＊Reが30,000を越える
と、インク滴が被記録材の表面に着弾する際の衝撃が大
きいために、インクが飛び散ったり、ドット形状がゆが
んだり、またインク滴が拡がりすぎるために、ドットの
エッジ含分の濃度が薄くなり、エッジがぼやけてしまっ
たりするのが見られた。このようなことが起きると画像
として見た時、下地が汚れてコントラストが悪く見えた
り、「キレ」が悪く、ぼやけたような印象となってしま
う。特に高密度（例えば10ドット/mm以上）のマルチノ
ズルのインクジェットヘッドを用いて印字を行った場
合、We＊Reが30,000を越えると隣り同士のドットの重な
りが大きくなりすぎ、ドット形状が悪くなったり、カラ
ー印字の場合異る色同士が混りあって濁色し、画像が不
鮮明になる。According to the study of the present inventor, when We * Re exceeds 30,000, the impact when the ink droplet lands on the surface of the recording material is large, so that the ink scatters, the dot shape is distorted, and the ink is distorted. It was observed that the density of the edge portion of the dot was reduced due to the spread of the droplet, and the edge was blurred. When such an event occurs, when viewed as an image, the background is stained and the contrast is poor, or the “sharpness” is poor and the image looks blurry. In particular, when printing is performed using a multi-nozzle inkjet head with a high density (for example, 10 dots / mm or more), if We * Re exceeds 30,000, the overlapping of adjacent dots becomes too large, resulting in poor dot shape. In the case of color printing, different colors are mixed with each other and become cloudy, and the image becomes unclear.
一方、We＊Reが100未満となると、インク滴の被記録
材表面へ着弾する際の衝撃が小さすぎるため、ドットが
充分拡がらず、その結果ドット径が小さくなり、画像濃
度が低いという欠点が見られた。また、特にバブルジェ
ットで印字する時にWe＊Reが100未満であると、吐出が
不安定になりインク滴の着弾位置精度が悪くなることが
見られた。On the other hand, if We * Re is less than 100, the impact of ink droplets landing on the surface of the recording material is too small, so the dots do not spread sufficiently, resulting in a smaller dot diameter and lower image density. It was observed. In addition, when We * Re is less than 100, especially when printing with a bubble jet, it has been found that the ejection becomes unstable and the landing position accuracy of the ink droplets deteriorates.
これに対してWe＊Reが500以上かつ25000以下であれば
ドット形状が真円に近く、エッジ部がシャープで、かつ
充分なドット径を持ち、着弾位置精度の良い印字が行え
る。またインク滴の大きさとしては20μｍ未満である
と、ドットの真円度と着弾位置精度が多少悪くてもこれ
らが目立ちにくくなるため、鮮明な画像が得られる。On the other hand, if We * Re is 500 or more and 25,000 or less, the dot shape is close to a perfect circle, the edge portion is sharp, the dot diameter is sufficient, and printing with good landing position accuracy can be performed. Further, if the size of the ink droplet is less than 20 μm, even if the roundness of the dot and the landing position accuracy are somewhat poor, they become less noticeable, and a clear image can be obtained.
本発明に使用するインクについて述べると、まず溶媒
として、水とグリコール類、グリコールエーテル類等の
水溶性有機溶剤を使用した水性インクでも、芳香族系，
アルコール系，脂肪族系，エステル系，エーテル系等の
非水溶性有機溶剤を使用した非水性インクのどちらでも
よいが、安全性，臭気，裏抜け等を考慮すると、水性イ
ンクの方が好ましい。As for the ink used in the present invention, first, an aqueous ink using water and a water-soluble organic solvent such as glycols and glycol ethers as a solvent may be an aromatic ink,
Any of non-aqueous inks using non-water-soluble organic solvents such as alcohols, aliphatics, esters, and ethers may be used, but water-based inks are preferred in consideration of safety, odor, strikethrough, and the like.
また色素については、染料，顔料のいずれでも使用可
能であり、使用目的に応じて、種類および量を適切に決
定すればよい。For the pigment, any of a dye and a pigment can be used, and the kind and amount may be appropriately determined according to the purpose of use.
色素濃度については、目詰り性、記録画像の光学的濃
度（OD）等を考慮すると、インク全体に対して0.5〜10.
0重量％の範囲が適しており、更に好ましい範囲は1.0〜
5.0重量％、より好適には1.0〜3.0重量％の範囲であ
る。Regarding the dye concentration, considering the clogging property, the optical density (OD) of the recorded image, etc., 0.5 to 10.
A range of 0% by weight is suitable, and a more preferred range is 1.0 to 1.0% by weight.
5.0% by weight, more preferably in the range of 1.0 to 3.0% by weight.
被記録材については表面にインク受容層を設けたいわ
ゆるコート紙、上質紙・レター用紙・コピー用紙等いわ
ゆる普通紙、トランスペアレンシーフィルム等、一般に
インクジェット記録に用いられるものならいかなるもの
でも良いが、好ましくはベック平滑度（JIS P8119）500
秒以上の被記録材を用いればより高精細な画像を得るこ
とができる。The recording material is a so-called coated paper provided with an ink receiving layer on its surface, so-called plain paper such as high-quality paper / letter paper / copy paper, a transparency film, etc., and any material that is generally used for inkjet recording may be used, but is preferably used. Is Beck smoothness (JIS P8119) 500
If a recording material of seconds or longer is used, a higher definition image can be obtained.
次に実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体
的に説明する。なお、インクの組成は全て重量％で示し
てある。Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In addition, all the compositions of the inks are shown by weight%.
実施例1. プリンター 密度15.7ドット/mm,64ノズルのバブルジェット駆動電
圧24.0V インク 下記組成物を混合溶解後フィルタでろ過してインク１
とした。Example 1. Printer: Density: 15.7 dots / mm, bubble jet drive voltage of 64 nozzles: 24.0V Ink Ink 1 was obtained by mixing and dissolving the following composition, and filtering with a filter.
And
プロピレンオキサイド付加グリセリン 5％ グリセリン 15％ エチルアルコール 5％ 水 73％ C.I.ダイレクトブラック154 2％ 被記録材１ 基材としてアート紙〔OKアートポスト（商標名）、王
子製紙製〕を用い、その上に下記組成物を乾燥膜厚が３
μｍとなるようにバーコーター法により塗布し、80℃10
分の条件で乾燥して被記録材１とした。Propylene oxide-added glycerin 5% Glycerin 15% Ethyl alcohol 5% Water 73% CI Direct Black 154 2% Recording material 1 Art paper (OK Art Post (trade name), manufactured by Oji Paper) is used as a base material. The following composition has a dry film thickness of 3
μm, and apply at 80 ° C 10
The recording material 1 was dried under the conditions of minutes.
ポリビニルアルコール（PVA−S33、クラレ製） ５部 ポリビニルピロリドン（PVP Ｋ−90、クラレ製） ５部 水 90部 被記録材2,3,4 以下の市販の紙を被記録材２〜４として用いた。 Polyvinyl alcohol (PVA-S33, made by Kuraray) 5 parts Polyvinylpyrrolidone (PVP K-90, made by Kuraray) 5 parts Water 90 parts Recording material 2,3,4 Use the following commercially available paper as recording materials 2-4 Was.
2.キャノンペーパーNP−DRY（キャノン（株）,PPC用
紙） 3.ゼロックス4024（ゼロックス社,PPC用紙） 4.ハンマーミルボンド（ハンマーミル社，ボンド紙） 上記のプリンター，インクおよび被記録材を用い印字
を行った。この時の諸物性は、液滴径（ｄ）18.6μm,液
滴飛翔速度（ν）10.6m/s,インク密度（ρ）1.021g/c
m3,インク粘度（η）2.0cp,インク表面張力（γ）51.3d
yne/cmであり、ウェーバー数・レイノルズ数はそれぞれ であり、両者の積（We＊Re）は4186.であった。2.Canon Paper NP-DRY (Canon Inc., PPC paper) 3.Xerox 4024 (Xerox Corporation, PPC paper) 4.Hammermill bond (Hammermill, bond paper) Use the above printer, ink and recording material Printing was performed using the following. Various properties at this time were as follows: droplet diameter (d) 18.6 μm, droplet flight speed (ν) 10.6 m / s, ink density (ρ) 1.021 g / c
m 3 , ink viscosity (η) 2.0cp, ink surface tension (γ) 51.3d
yne / cm, and the Weber number and Reynolds number are respectively And the product (We * Re) of the two was 4186.
このようにして得られた記録画像の見ばえの評価を、
光学濃度、品位、フェザリングの有無、斜線部曲線部の
再現性等について総合的に５段階評価を行った。第１表
にその結果を示す。いずれも良好な画像であった。Evaluation of the appearance of the recorded image obtained in this way
The optical density, the quality, the presence or absence of feathering, the reproducibility of the hatched curve portion, and the like were comprehensively evaluated in five steps. Table 1 shows the results. All were good images.
実施例２ 溶剤組成は実施例１のインク１と同様で、染料として
下記に示す染料を含有する４種の水性インクを、実施例
１と同一のヘッド（４ヘッド）に充填し、被記録材を用
いてフルカラー印字を行った。 Example 2 The solvent composition was the same as that of the ink 1 of Example 1, and four types of aqueous inks containing the following dyes as dyes were charged into the same head (4 heads) as in Example 1, and a recording material was prepared. Was used to perform full color printing.
この時の諸物性値を第２表に示す。 The physical properties at this time are shown in Table 2.
実施例２の画像評価結果を第３表に示す。結果はいず
れも良好であった。 Table 3 shows the image evaluation results of Example 2. The results were all good.
実施例３、比較例１、２、３ 下表のインク５〜８と14.2ドット/mm48ノズルのバブ
ルジェットプリンター（駆動電圧24.2V）を使用し、実
施例１と同様の被記録材を用いて印字を行った。 Example 3, Comparative Examples 1, 2, and 3 Using the same recording material as in Example 1, using inks 5 to 8 in the following table and a bubble jet printer (drive voltage: 24.2 V) having 14.2 dots / mm and 48 nozzles. Printing was performed.
インク５ ジエチレングリコール 15.0％ ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン
共重合体（平均分子量1000） 5.0％ エチレングリコール 3.0％ C.I.ダイレクトブラック62 3.0％ 水 74.0％ インク６ ジエチレングリコール 18.0％ ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン
共重合体（平均分子量1000） 5.0％ エチレングリコール 3.0％ C.I.ダイレクトブラック９ 2.5％ 水 71.5％ インク７ エチレングリコール 12.0％ ジエチレングリコール 33.0％ フェノールのエチレンオキサイド付加物（エ
チレンオキサイドは平均３モル付加） 1.5％ ポリエチレングリコール400 8.5％ C.I.ダイレクトブラック154 2.0％ 水 43.0％ インク８ トリエチレングリコール 25.0％ エチレングリコールのプロピレンオキサイド
付加物（プロピレンオキサイドは平均1.3モル付加） 5.0％ グリセリン 5.0％ C.I.ダイレクトブラック32 2.0％ 水 63.0％ インク５〜８の物性値を第４表に示す。Ink 5 Diethylene glycol 15.0% Polyoxyethylene-polyoxypropylene copolymer (average molecular weight 1000) 5.0% Ethylene glycol 3.0% CI Direct Black 62 3.0% Water 74.0% Ink 6 Diethylene glycol 18.0% Polyoxyethylene-polyoxypropylene copolymer (Average molecular weight 1000) 5.0% Ethylene glycol 3.0% CI Direct Black 9 2.5% Water 71.5% Ink 7 Ethylene glycol 12.0% Diethylene glycol 33.0% Phenol ethylene oxide adduct (3 mol average addition of ethylene oxide) 1.5% Polyethylene glycol 400 8.5 % CI Direct Black 154 2.0% Water 43.0% Ink 8 Triethylene glycol 25.0% Propylene oxide adduct of ethylene glycol (propylene oxide added on average 1.3 mol) 5.0% Glycerin 5. 0% CI Direct Black 32 2.0% Water 63.0% The physical properties of Inks 5 to 8 are shown in Table 4.
画像評価の結果を第５表に示す。この表に見られるよ
うに、実施例３では良好、比較例1,2,3では実施例３よ
りはやや劣るものの比較的満足できる画像が得られた。 Table 5 shows the results of the image evaluation. As can be seen from the table, good images were obtained in Example 3, and comparatively satisfactory images were obtained in Comparative Examples 1, 2, and 3, although slightly inferior to Example 3.
比較例4. 実施例３においてプリンターの駆動電圧を27.2Vとし
印字を行った。 Comparative Example 4. Printing was performed with the printer driving voltage set to 27.2 V in Example 3.
比較例5. 実施例２においてプリンターの駆動電圧を22.0Vとし
印字を行った。Comparative Example 5. Printing was performed with the driving voltage of the printer set to 22.0 V in Example 2.
比較例6. 下記インク９と7.1ドット/mm24ノズルのバブルジェッ
トプリンターを使用し、実施例１と同様の被記録材に印
字を行った。Comparative Example 6. Printing was performed on the same recording material as in Example 1 using the following ink 9 and a bubble jet printer having 7.1 dots / mm24 nozzles.
インク９ ジエチレングリコール 15.0％ エチレンアルコール 5.0％ C.I.フードブラック２ 2.0％ 水 78.0％ 比較例4,5,6におけるインクの物性値を第６表に示
す。Ink 9 Diethylene glycol 15.0% Ethylene alcohol 5.0% CI food black 2 2.0% Water 78.0% The physical properties of the inks in Comparative Examples 4, 5, and 6 are shown in Table 6.
画像評価結果は第７表に示すとおりであり、いずれも
鮮明性に欠けるものであった。 The image evaluation results are as shown in Table 7, and all of them lacked sharpness.
上述の実施例および比較例から明らかなように、20μ
ｍ未満という小さいインク滴径で、10ドット/mm以上の
高密度で記録を行っても、We＊Reが500以上25000以下で
あれば鮮明で解像度の高い画像が得られる。 As is clear from the above Examples and Comparative Examples, 20 μm
Even when recording is performed with a small ink droplet diameter of less than m and a high density of 10 dots / mm or more, a clear and high-resolution image can be obtained if We * Re is 500 or more and 25,000 or less.
以上説明したように、本発明によれば、マルチノズル
を有するオンデマンドのインクジェットプリンタを用い
て、鮮明で解像度の高い良好な画像を得ることができ
る。As described above, according to the present invention, a clear, high-resolution, good image can be obtained using an on-demand inkjet printer having multiple nozzles.
Claims (2)
ンクジェットプリンターを用いて行う記録方法におい
て、前記インクジェットプリンターが10ドット/mm以上
の記録密度であり、下記式で示される吐出インク滴のウ
ェーバー数（We）とレイノルズ数（Re）の積が500以上2
5,000以下であり、インク滴の真球換算径（ｄ）が20μ
ｍ未満であることを特徴とするインクジェット記録方
法、 ρ：インクの密度（g/cm3） d:インク滴の真球換算径（μｍ） ν：インク滴の飛翔速度（m/sec） γ：インクの表面張力（gyne/cm） η：インクの粘度（cp）。1. A recording method using an on-demand type ink-jet printer having a multi-nozzle, wherein the ink-jet printer has a recording density of 10 dots / mm or more and the number of ejected ink droplets represented by the following formula ( The product of We) and Reynolds number (Re) is 500 or more 2
5,000 or less, and the spherical equivalent diameter (d) of the ink droplet is 20μ
m, which is less than m. ρ: Ink density (g / cm 3 ) d: True spherical equivalent diameter of ink droplet (μm) ν: Flying speed of ink droplet (m / sec) γ: Surface tension of ink (gyne / cm) η: Ink of ink Viscosity (cp).
ェット方式であることを特徴とする請求項１に記載のイ
ンクジェット記録方法。2. The ink jet recording method according to claim 1, wherein said ink jet printer is of a bubble jet type.
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