JP7379982B2

JP7379982B2 - 画像形成方法

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Inventors: 謙仁藤; 正樹中村
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Description

本発明は、画像形成方法に関する。

近年、繊布、不繊布などの布帛上に、文字、絵、図柄などの画像を形成する方法として、インクジェット記録装置を用いた画像形成方法（インクジェット捺染方法）が用いられている。

インクジェット記録装置は、通常、圧力室と、当該圧力室内のインクを吐出するためのノズルとを有するインクジェットヘッドを有する。そして、インクジェットヘッドに設けられたノズルから、インクの液滴を吐出させて、被印刷物である布帛上に画像を形成する。

このようなインクジェット捺染方法に用いられるインクとしては、色材として染料を含む染料インクや、顔料を含む顔料インクが知られている。中でも、複数の繊維種に対応できるなどの観点から、顔料や分散染料などの固体着色剤を溶媒に分散させた分散系インクを用いることが望まれる。しかしながら、分散系インクをインクジェットヘッドから吐出させる際、ノズル付近でインクが滞留しやすく、インクが乾燥して固形分が付着したり、固体着色剤の凝集や沈降を生じたりしやすく、ノズル詰まりを生じやすいという問題があった。

これに対して、インクジェットヘッド内でインクを循環させるための排出流路を有するインクジェットヘッドを用いた画像形成方法、具体的には、圧力室と、当該圧力室内のインクを吐出させるノズルと、ノズルごとに１つの排出流路とを有するインクジェットヘッドを用いた画像形成方法が提案されている（例えば特許文献１および２）。

また、インクジェットヘッドとしては、ノズルごとに複数の排出流路を有するインクジェットヘッドも提案されている（例えば特許文献３）。

特開２０１４－５１０４９号公報特開２０１９－１４２３９号公報特開２０１８－２０２８１７号公報

本発明者らは、分散系インクを用いて画像形成を行う際に、特に特許文献３に示されるようなノズルごとに複数の排出流路を有するインクジェットヘッドを用いることで、ノズル付近でのインクの滞留を効果的に抑制できることを見出した。それにより、ノズル近傍でのインクの乾燥や固形着色剤の凝集および沈降を抑制でき、ノズル詰まりを生じにくくすることができる。

しかしながら、ノズルごとに複数の排出流路を有するインクジェットヘッドでは、ノズルの吐出口近傍に複数の排出流路が設けられるため、排出流路を有しないインクジェットヘッドやノズルごとに１つしか排出流路を有しないインクジェットヘッドを用いた場合と比べて、ノズル近傍でのインクのメニスカス（液面）が不安定になりやすく、射出安定性が低下しやすいという問題があった。

特に記録速度のさらなる高速化が求められていることから、インクジェットヘッドからインクを吐出させる際の吐出周波数も高くすることが望まれる。しかしながら、吐出周波数を高くすると、ノズル近傍でインクのメニスカスが一層不安定になりやすく、それにより射出安定性が一層低下しやすい。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、インクジェットヘッドのノズル近傍でのインクの滞留に起因するノズル詰まりを抑制しつつ、射出安定性の低下を抑制可能な画像形成方法を提供することを目的とする。

本発明は、以下の画像形成方法に関する。
本発明の画像形成方法は、インク室と、前記インク室から供給されるインクを吐出するノズルと、前記ノズルごとに複数設けられ、かつ前記インク室から前記ノズルの吐出口へ供給されるインクの一部を取り出す排出流路とを有するインクジェットヘッドと、前記排出流路で取り込んだインクを前記インク室に戻して、インクを循環させるインク循環部と
を有する画像形成装置を用いた画像形成方法であって、前記インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出する工程を含み、前記インクは、固体着色剤と、溶媒とを含み、
前記インクの２５℃における粘度は、６～２０ｃｐである。

本発明によれば、ノズル付近でのインクの滞留に起因するノズル詰まりを抑制しつつ、射出安定性を高めることができる画像形成方法を提供することができる。

図１は、本発明の画像形成方法に用いられる画像形成装置の構成を示す模式図である。図２は、図１の画像形成装置におけるインクジェットヘッドの斜視図である。図３は、インクジェットヘッドの分解斜視図である。図４は、インクジェットヘッドの断面図である。図５は、ヘッドチップの分解斜視図である。図６は、圧力室基板の底面図である。図７は、ヘッドチップのＹ方向に沿った部分断面図である。図８は、ヘッドチップのＸ方向に沿った部分断面図である。図９は、インク循環部の一例を示す説明図である。

前述の通り、ノズルごとに複数の排出流路を有するインクジェットヘッドを用いた画像形成方法では、ノズルの吐出口近傍でインクのメニスカスが不安定になりやすく、高い吐出周波数で吐出させる際に射出不良を生じやすい。

これに対して、本発明者らは、上記のようなインクジェットヘッドを用いて画像形成する際に、インクの粘度を適度に高くすること、具体的には２５℃におけるインクの粘度が６～２０ｃｐの範囲内に調整することが有効であることを見出した。それにより、ノズルの吐出口近傍におけるインクのメニスカスを安定にすることができるため、（インクの滞留に起因するノズル詰まりを抑制しつつ）高い吐出周波数で吐出させても、射出安定性の低下を抑制することができる。

すなわち、本発明の画像形成方法は、ノズルごとに複数の排出流路を有するインクジェットヘッドを用いた画像形成方法であって、粘度が適度に高いインクを用いるものである。まず、本発明の画像形成方法に用いられる画像形成装置およびインクの構成について、それぞれ説明する。

１．画像形成装置
図１は、本発明の画像形成方法に用いられる画像形成装置２００の構成を示す模式図である。

図１に示されるように、画像形成装置２００は、搬送装置２１０と、インクジェットヘッド１００と、（インク循環部８を有する）インク供給装置２２０と、メインタンク２３０とを有する。

搬送装置２１０は、インクジェットヘッド１００に対して布帛（被印刷物）２４０を搬送するための装置である。搬送装置２１０は、例えばベルトコンベア２１１と、回転自在な送りローラー２１２とを有する。ベルトコンベア２１１は、回転自在なプーリー２１３ａ、２１３ｂと、これらのプーリー２１３ａ、２１３ｂに張設されている無端状のベルト２１４とを有する。送りローラー２１２は、布帛２４０の搬送方向Ｘにおける上流側のプーリー２１３ａに対向する位置に、ベルト２１４と布帛２４０を挟持してベルト２１４上に布帛２４０を送り出すように配置されている。

インクジェットヘッド１００は、例えば画像を形成すべき布帛２４０の搬送方向Ｘを横切る方向に走査自在に配置されている。インクジェットヘッド１００は、インク滴を、被印刷物である布帛２４０に吐出するための複数のノズルを有する。インクジェットヘッド１は、例えば、色の異なる複数種のインクがそれぞれ対応するノズルに供給されるように構成されている。インクジェットヘッド１００の構成については後述する。

インク供給装置２２０は、インクジェットヘッド１００と一体的に配置されている。インク供給装置２２０は、インクの種類ごとに配置されている。例えば、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）およびＫ（ブラック）の４色のインクを用いる場合、４つのインク供給装置２２０が、インクジェットヘッド１００に配置される。そして、インク供給装置２２０は、インクジェットヘッド１００内からインクを取り出し、再度、インクジェットヘッド１００内に導入して、インクを循環させるインク循環部８を有する（図９参照）。

インク供給装置２２０には、メインタンク２３０に接続された流路２５１および弁２５４を介して、メインタンク２３０内のインクが供給される。また、インク供給装置２２０は、流路２５２を介してインクジェットヘッド１００の後述する共通インク室５１（インク室）と連通し、各色のインクを、共通インク室５１と連通する後述の第１インクポート５３へ供給可能に接続されている。

インクジェットヘッド１００は、流路２５１から分岐するバイパス流路２５３によってメインタンク２３０にも接続されている。流路２５１とバイパス流路２５３との分岐点には、これら流路２５１およびバイパス流路２５３の一方または両方にインクの流路を切換、設定可能な弁２５４が配置されている。流路２５１、流路２５２、およびバイパス流路２５３は、例えばいずれも可撓性を有するチューブである。弁２５４は、例えば三方弁である。

メインタンク２３０は、インクジェットヘッド１００に供給されるべきインクを収容するためのタンクである。メインタンク２３０は、インクジェットヘッド１００とは分離して配置されている。メインタンク２３０は、たとえば、不図示の撹拌装置を有する。メインタンク２３０は、画像形成装置２００の画像形成性能や大きさなどに応じて適宜に決めることが可能である。例えば、画像形成装置２００の画像形成速度が１～３ｍ^２／分である場合、メインタンク２３０の容量は、例えば１Ｌである。

（インクジェットヘッド１００）
図２は、図１の画像形成装置２００におけるインクジェットヘッド１００の斜視図であり、図３は、インクジェットヘッド１００の分解斜視図である。図４は、インクジェットヘッド１００の断面図である。なお、図３および４では、カバー部材９は省略している。

本実施形態のインクジェットヘッド１００は、図３に示されるように、ヘッドチップ１と、配線基板２と、フレキシブル基板３と、駆動回路基板４と、マニホールド５と、筐体６と、キャップ受板７と、カバー部材９（図２参照）とを有する。以下、これらの部材の積層方向をＺ方向、Ｚ方向と直交する面内において、後述する排出流路１２１が延設される方向と平行な方向をＹ方向、それと直交する方向をＸ方向とする。

ヘッドチップ１は、ノズル基板１１と、流路スペーサー基板１２と、圧力室基板１３とを有する。ヘッドチップ１の構成は、後で詳細に説明する。

配線基板２は、略中央に開口部２２を有する。配線基板２の一方の面には、開口部２２に対応するようにマニホールド５が配置され、他方の面には、開口部２２に対応するようにヘッドチップ１が配置される。つまり、配線基板２は、開口部２２を介して、マニホールド５とヘッドチップ１とを連通させる。具体的には、配線基板２にヘッドチップ１が取り付けられた状態において、開口部２２は、ヘッドチップ１の後述する圧力室１３１の入口と、第２共通排出流路１３５の出口とを露出させるようになっている。配線基板２の外縁部には、マニホールド５の下端部が固定されている。

フレキシブル基板３は、駆動回路基板４と配線基板２の電極部とを電気的に接続している。それにより、駆動回路基板４からの信号を、フレキシブル基板３を介してヘッドチップ１内の隔壁１３６に設けられた駆動電極に印加できるようになっている。

マニホールド５は、配線基板２を介してヘッドチップ１上に配置され、配線基板２を介してヘッドチップ１の圧力室１３１と連通している（図４参照）。マニホールド５は、共通インク室５１（インク室）を構成する中空状の本体部５２と、インク流路を構成する第１～第４インクポート５３～５６と、排出液室５７とを有する。

共通インク室５１は、その内部にインク中の異物を除去するためのフィルターＦを有する。それにより、共通インク室５１は、第１液室５１ａと、第２液室５１ｂとに区画されている。共通インク室５１は、圧力室１３１に導入するインクを貯留する。

第１インクポート５３は、第１液室５１ａと連通しており、共通インク室５１へのインクの導入に用いられる。すなわち、第１インクポート５３は、インクジェットヘッド１００にインクを導入するためのインレットとして機能する。第１インクポート５３の先端部には、第１ジョイント８１ａが外挿されている。

第２インクポート５４は、第１液室５１ａと連通しており、第１液室５１ａ内の気泡を除去するために用いられる。第２インクポート５４の先端部には、第２ジョイント８１ｂが外挿されている。

第３インクポート５５は、第２液室５１ｂと連通しており、第２液室５１ｂ内の気泡を除去するために用いられる。また、第３インクポート５５の先端部には、第３ジョイント８２ａが外挿されている。

第４インクポート５６は、ヘッドチップ１の第２共通排出流路１３５に連通する排出用液室５７と連通している。第４インクポート５６を通してヘッドチップ１から排出されたインクは、第４インクポート５６を通して、インクジェットヘッド１００の外部に排出される。すなわち、第４インクポート５６は、インクジェットヘッド１００の外部にインクを排出するアウトレットとして機能する。

排出液室５７は、ヘッドチップ１の後述する第２共通排出流路１３５と第４インクポート５６との間に配置されており、これらを接続している。それにより、第２共通排出流路１３５から排出されるインクを、第４インクポート５６に導入できるようになっている。

筐体６は、その内側にヘッドチップ１や配線基板２、フレキシブル基板３、マニホールド５などを収納可能に形成されている（図３参照）。筐体６の底面は、開放されている。また、筐体６のＸ方向の両端部には、当該筐体６をプリンタ本体側に取り付けるための取付用孔６８がそれぞれ形成されている。

キャップ受板７は、略中央にノズル用開口部７１を有している。そして、キャップ受板７は、ノズル基板１１を、ノズル用開口部７１を介して露出させつつ、筐体６の底面開口を塞ぐように取り付けられている。

カバー部材９は、筐体６に取り付けられている（図２参照）。

（ヘッドチップ１について）
図５は、ヘッドチップ１の分解斜視図である。図６は、圧力室基板の底面図である。図７は、ヘッドチップ１のＹ方向に沿った部分断面図（図６のＡ－Ａ線に沿ったヘッドチップ１の部分断面図）である。図８は、ヘッドチップ１のＸ方向に沿った部分断面図（図６のＢ－Ｂ線に沿ったヘッドチップ１の部分断面図）である。

図５に示されるように、ヘッドチップ１は、ノズル基板１１と、流路スペーサー基板１２と、圧力室基板１３とを有する。

ノズル基板１１は、複数のノズル１１１を有する。ノズル１１１は、ノズル基板１１の一方の面から他方の面にわたって貫通しており、流路スペーサー基板１２から圧力室基板１３にわたって形成された圧力室１３１と連通している。そして、ノズル１１１は、共通インク室５１から圧力室１３１を介して供給されたインクを、吐出口から吐出する。

流路スペーサー基板１２は、複数の圧力室用連通孔１２０と、複数の排出流路１２１とを有する（図７参照）。

圧力室用連通孔１２０は、圧力室１３１を形成するための貫通孔であって、ノズル基板１１のノズル１１１に対応する位置に設けられている。そして、圧力室用連通孔１２０は、圧力室基板１３の圧力室用連通孔１３０と接続されて、圧力室１３１となる。

排出流路１２１は、インク循環部８の後述する循環流路８７を構成する流路であって、ノズル１１１ごとに複数設けられている。排出流路１２１は、圧力室１３１に連通していてもよいし、圧力室１３１とノズル１１１の吐出口との間に連通していていてもよい。本実施の形態では、排出流路１２１は、圧力室１３１と連通している。すなわち、排出流路１２１は、一端が圧力室用連通孔１２０と接続されており、他端が第１共通排出流路１３４と接続されている。それにより、排出流路１２１は、共通インク室５１から（圧力室１３１を介して）ノズル１１１の吐出口へ供給されるインクの一部を取り出し、第１共通排出流路１３４に流入させることができる。ノズル１１１ごとに設けられる排出流路１２１の数は、２以上であれば特に制限されないが、本実施の形態では２つである。

本実施の形態では、排出流路１２１は、第１排出流路１２２と、第２排出流路１２３とを有する（図７参照）。

第１排出流路１２２は、Ｙ方向に沿って延設されている。第２排出流路１２３は、Ｚ方向に沿って延設されている。そして、第１排出流路１２１と第２排出流路１２３との連結部は、インクの流れる向きを変える屈曲部１２１ａとなっている。それにより、圧力波が個別インク排出路１２１の流路壁に当たりやすくなるので、排出流路１２１内で圧力波を効率的に吸収し、圧力波が第１共通排出流路１３４などに漏れにくくなる。

圧力室基板１３は、複数の圧力室用連通孔１３１ａと、空気室１３２と、第１共通排出流路１３４と、第２共通排出流路１３５とを有する（図５～７参照）。

圧力室用連通孔１３１ａは、圧力室１３１を形成する貫通孔であり、流路スペーサー基板１２の圧力室用連通孔１２１に対応する位置に設けられている。そして、圧力室基板１３と流路スペーサー基板１２とが積層されることで、圧力室用連通孔１３１ａと圧力室用連通孔１２１とが接続されて、圧力室１３１となる。圧力室１３１は、その体積変動によって、ノズル１１１から吐出されるインクに吐出圧力を付与する。

空気室１３２は、圧力発生手段としての隔壁によって圧力室１３１と隔てられている。空気室１３２は、圧力室１３１とは異なり、共通インク室５１には連通されておらず、空気室１３２内にインクが流れ込まないようになっている。また、空気室１３２は、ノズル１１１にも連通されていない（図５および８参照）。

隔壁（不図示）は、空気室１３２と圧力室１３１との間に配置されており、圧力発生手段として機能する。隔壁には、駆動電極（不図示）が設けられており、当該駆動電極に電圧が印加されると、隣接する圧力室１３１間の隔壁部分がシェアモード型の変位を繰り返すことで、圧力室１３１内のインクに圧力が加えられる。

第１共通排出流路１３４は、循環流路８７（後述の図９参照）を構成するとともに、Ｘ方向に延設されている（図５および８参照）。第１共通排出流路１３４は、隣り合う２つのノズル１１１のうち一方と連通する排出流路１２１および他方と連通する排出流路１２１とそれぞれ連通している（図７参照）。

第２共通排出流路１３５は、圧力室基板１３のＸ方向の端部に、Ｚ方向に沿って設けられている（図５および８参照）。また、第２共通排出流路１３５の一方の端部は、第１共通排出流路１３４と連通し、他方の端部は、排出用液室５７と連通している。それにより、第２共通排出流路１３５は、第１共通排出流路１３４から流れてきたインクを、排出用液室５７に向かってヘッドチップ１の外部に排出できるようになっている。また、第２共通排出流路１３５は、圧力室１３１よりも大きな容積を有するように設けられている。それにより、インクの排出効率を高めることができる。

このように構成されたインクジェットヘッド１００では、互いに連通されたマニホールド５の共通インク室５１と、圧力室基板１３から流路スペーサー基板１２にわたって設けられた圧力室１３１（圧力室用連通孔１３１ａと圧力室用連通孔１２１）と、ノズル基板１１のノズル１１１とが、吐出口へのインクの供給流路を構成する。

また、互いに連通された流路スペーサー基板１２の排出流路１２１、圧力室基板１３の第１共通排出流路１３４および第２共通排出流路１３５は、共通インク室５１から圧力室１３１を介してノズル１１１の吐出口へ供給されるインクの一部を取り出して（分岐させて）、一旦、インクジェットヘッド１００の外部へ排出させた後、再度、共通インク室５１に戻して循環させるインク循環部８（循環流路８７）を構成する。

図９は、インク循環部８の一例を示す説明図である。

インク循環部８は、インクジェットヘッド１００において、圧力室１３１から排出流路１２１へのインクの循環流を発生させる機構である。インク循環部８は、供給用サブタンク８１と、循環用サブタンク８２と、それらの間を連通する流路２５２、８５および８６と、流路８５上に配置されたフィルターユニット９０とを有する。

供給用サブタンク８１は、インクジェットヘッド１００の共通インク室５１に供給するためのインクが充填されており、流路２５２を介してインクジェットヘッド１００の第１インクポート５３と接続されている。なお、供給用サブタンク８１は、流路２５１とポンプ８９を介してメインタンク２３０と接続されており、メインタンク２３０からインクが供給できるようになっている。

循環用サブタンク８２は、インクジェットヘッド１００の排出用液室５７（図４参照）から排出されたインクが充填されており、流路８５を介してインクジェットヘッド１００の第４インクポート５６と接続されている。また、フィルターユニット９０は、流路８５上に配置されており、排出用液室５７から排出されたインク中の異物を除去できるようになっている。

供給用サブタンク８１と循環用サブタンク８２は、ヘッドチップ１のノズル面（以下、「位置基準面」ともいう）に対して、Ｚ方向（重力方向）に異なる位置に設けられている。これによって、当該位置基準面と供給用サブタンク８１の水頭差による圧力Ｐ１と、当該位置基準面と循環用サブタンク８２との水頭差による圧力Ｐ２が生じている。

供給用サブタンク８１と循環用サブタンク８２とは、流路８６を介して接続されている。そして、ポンプ８８によって加えられた圧力によって、循環用サブタンク８２から供給用サブタンク８１にインクを戻すことができる。

すなわち、供給用サブタンク８１、流路２５２、インクジェットヘッド１００内の流路（共通インク室５１、圧力室１３１、排出流路１２１、第１共通排出流路１３４、第２共通排出流路１３５、排出用液室５７）、流路８５、循環用サブタンク８２、および流路８６が、インク循環部８の循環流路８７を構成する。

また、各サブタンク内のインク充填量と、各サブタンクのＺ方向（重力方向）の位置とを適宜変更することによって、圧力Ｐ１および圧力Ｐ２を調整することができる。そして、圧力Ｐ１および圧力Ｐ２の圧力差によって、適宜の循環流速で、インクジェットヘッド１００内のインクを循環できる。これにより、ヘッドチップ１内に発生した気泡や異物をフィルターユニット９０で除去しつつ、ノズル１１１の詰まりや、射出不良を抑制することができる。

（インクジェットヘッド１００の動作）
第１インクポート５３から、共通インク室５１の第１液室５１ａに、インクが導入される。導入されたインクは、フィルターＦを介して第２液室５１ｂを通り、圧力室１３１の入口に導入される。

圧力室１３１に導入されたインクは、隔壁に設けられた駆動電極に電圧が印加されると、隔壁が変位して、圧力室１３１内のインクに圧力が加えられる。このような圧力の発生により、圧力室１３１内のインクは、ノズル１１１の先端（吐出口）から布帛２４０に向けて吐出される。

そして、共通インク室５１から圧力室１３１を介してノズル１１１の吐出口へ供給されるインクの一部は、圧力室１３１から分岐している２つの排出流路１２１からそれぞれ取り出され、インク循環部８内でそれぞれ循環される（図９参照）。具体的には、２つの排出流路１２１から取り出されたインクは、それぞれ第１共通排出流路１３４へ集められ、第２共通排出流路１３５、排出液室５７、および第４インクポート５６を介してインクジェットヘッド１００の外部へ排出される。その後、流路８５の途中にあるフィルターユニット９０を経由して、インクジェットヘッド１００外に設置している供給用サブタンク８１へ戻り、再度、流路２５１を通って第１インクポート５３から導入され、共通インク室５１に至る（図９参照）。そして、共通インク室５１に戻されたインクは、再び圧力室１３１へ供給される。

このようなインクジェットヘッド１００内におけるインクの循環は、ポンプ８８を駆動させることによって、インクの吐出時だけでなく、非吐出時にも行われる。それにより、インクがノズル１１１の吐出口付近で滞留しにくいため、ノズル１１１の吐出口近傍でのインクの乾燥や固形着色剤の沈殿および凝集を生じにくくし、ノズル詰まりを抑制することができる。

一方で、１つのノズル１１１あたりに複数の排出流路１２１を有する上記インクジェットヘッド１００では、排出流路１２１を有しないインクジェットヘッドや、１つのノズル１１１あたりに排出流路１２１を１つしか有しないインクジェットヘッドよりも、ノズル１１１の吐出口付近の圧力が、排出流路１２１の影響により不安定になりやすい。その結果、高い吐出周波数でインクを吐出させる際に、ノズル１１１の吐出口のインクのメニスカスが従来よりも不安定になりやすく、射出不良を生じやすいという問題があった。このようなインクのメニスカスの不安定性は、インクの粘度が低いほど顕著であった。

これに対して本発明者らは、上記のような１つのノズル１１１あたりに複数の排出流路１２１を有するインクジェットヘッド１００を有する画像形成装置２００を用いて画像形成する際は、まず、インクの粘度を適度に高くすること、具体的には２５℃におけるインクの粘度が６～２０ｃＰの範囲内に調整することが有効であることを見出した。それにより、ノズル１１１の吐出口近傍におけるインクのメニスカスを安定化させることができるため、インクの滞留に起因するノズル詰まりを抑制しつつ、高い吐出周波数で吐出させたときの射出安定性の低下を抑制することができる。インクの構成については、後で詳細に説明する。

さらに、排出流路１２１とノズル１１１との間、または、複数の排出流路１２１間で、インピーダンスを調整することで、ノズル１１１の吐出口近傍におけるインクのメニスカスをさらに安定化させることができる。

すなわち、排出流路１２１の下記式（１）で表されるインピーダンスＺをＺａ、ノズル１１１の下記式（１）で表されるインピーダンスＺをＺｂとしたとき、５≦ΣＺａ／Ｚｂ≦７を満たすようにすることが好ましい。ただし、ΣＺａは、ノズル１１１ごとに接続される複数の排出流路１２１のインピーダンスＺａの和を示す。
式（１）：Ｚ＝（Ｒ^２＋２πｆＭ^２）^１／２

式（１）のＺは、排出流路１２１またはノズル１１１のインピーダンスを示し、ｆは、吐出周波数を示す。

式（１）のＲは、下記式（２）で表される、排出流路１２１またはノズル１１１内を流れるインクの粘性抵抗を示す。Ｍは、下記式（３）で表される、排出流路１２１またはノズル１１１内を流れるインクのイナータンスを示す。
式（２）：Ｒ＝８ηＬ（ｈ＋ｗ^２）／（ｈｗ）^３
式（３）：Ｍ＝ρＬ／ｈｗ

式（２）および（３）において、ηは、インクの粘度（Ｐａ・ｓ）である。ρは、インクの密度（ｋｇ／ｍ^３）である。
Ｌは、排出流路１２１またはノズル１１１を直方体流路と仮定したときの、排出流路１２またはノズル１１１の長さ（μｍ）である。
ｈは、排出流路１２１またはノズル１１１を直方体流路と仮定したときの、排出流路１２またはノズル１１１の高さ（μｍ）である。
ｗは、排出流路１２１またはノズル１１１を直方体流路と仮定したときの、排出流路１２またはノズル１１１の幅（μｍ）である。

インピーダンス比ΣＺａ／Ｚｂが５以上であると、排出流路１２１の流路抵抗が適度に高いため、排出流路１２１にインクが流れすぎて、ノズル１１１にインクが流れなくなるのを抑制しやすい。一方、インピーダンス比ΣＺａ／Ｚｂが７以下であると、排出流路１２１内の流路抵抗が高すぎないため、排出流路１２１にインクが全く流れなくなるのを抑制しうる。

本実施の形態では、排出流路１２１は、第１排出流路１２２と第２排出流路１２３とが連結されたものであるため、排出流路１２１のインピーダンスは、第１排出流路１２２のインピーダンスと第２排出流路１２３のインピーダンスの和として求めることができる。

図７では、例えば、第１排出流路１２２の長さＬ（図７ではＬ_１～Ｌ_４）は、インクの流れ方向（Ｙ方向）における長さを意味する。第１排出流路１２２を長さＬの直方体流路としたとき、インクの流れ方向に直交する断面（ＸＺ面と平行な断面）において、第１排出流路１２２の高さｈは、Ｚ方向の長さを意味し、幅ｗは、Ｘ方向の長さを意味する。

第２排出流路１２３の長さＬは、インクの流れ方向（Ｚ方向）における長さを意味する。第２排出流路１２３を長さＬの直方体流路としたとき、インクの流れ方向に直交する断面（ＸＹ面と平行な断面）において、第２排出流路１２３の高さｈは、Ｙ方向の長さを意味し、幅ｗは、Ｘ方向の長さを意味する。

同様に、ノズル１１１の長さＬは、インクの流れ方向（Ｚ方向）における長さを意味する。ノズル１１１を長さＬの直方体流路としたとき、インクの流れ方向に直交する断面（ＸＹ面と平行な断面）において、ノズル１１１の高さｈは、Ｙ方向の長さを意味し、幅ｗは、Ｘ方向の長さを意味する。

また、１つのノズル１１１に接続される複数の排出流路１２１（本実施の形態では２つの排出流路１２１）のそれぞれのインピーダンスは、異なることが好ましい。このように、複数の排出流路１２１間のインピーダンスが異なっていると、ノズル１１１の吐出口近傍のインクの流れが適度に乱されやすく、撹拌効果が得られやすいため、ノズル１１１の吐出口付近におけるインクの滞留を一層抑制しうる。

具体的には、複数の排出流路１２１のうちインピーダンスが最大となる排出流路１２１のインピーダンスＺｍａｘと、インピーダンスが最小となる排出流路１２１のインピーダンスＺｍｉｎとの比（Ｚｍａｘ／Ｚｍｉｎ）は、２～７であることが好ましい。Ｚｍａｘ／Ｚｍｉｎが２以上であると、排出流れに差が生じやすく、ノズル１１１の吐出口近傍のインクの撹拌効果が効果的に高められやすい。Ｚｍａｘ／Ｚｍｉｎが７以下であると、一部の排出流路１２１にインクを取り出せなくなるおそれがない。

排出流路１２１のインピーダンスやインピーダンス比（ΣＺａ／Ｚｂ）は、インクの物性にもよるが、例えば排出流路１２１やノズル１１１の長さＬ（インクの流通方向の長さ）や流路断面積（高さｈや幅ｗ）により調整することができる。

次に、本発明の画像形成方法に用いられるインク（インクジェットインク）の構成について説明する。

２．インク
インクは、固体着色剤と、疎水性高分子と、水とを含む。そして、インクの２５℃における粘度は、６～２０ｃｐの範囲に調整されている。

インクの粘度が６ｃｐ以上であると、１つのノズル１１１あたりに複数の排出流路１２２を有するインクジェットヘッド１００を用いて、高い吐出周波数で吐出させても、ノズル１１１の吐出口付近でのインクのメニスカスが不安定になりにくいため、射出安定性の低下を抑制できる。インクの粘度が２０ｃｐ以下であると、インクの粘度が高すぎないため、ノズル詰まりを抑制できる。インクの粘度は、同様の観点から、７～１５ｃｐであることがより好ましい。

インクの粘度は、Ｅ型粘度計により、２５℃で測定することができる。回転数は、粘度に応じて設定されうるが、例えば１０ｒｐｍまたは２０ｒｐｍとしうる。

インクの粘度は、インク組成、例えば固体着色剤の含有量や、疎水性高分子の含有量、溶剤組成などによりで調整することができる。インクの粘度を適度に高める観点では、固体着色剤の含有量を一定以上としたり、水溶性有機溶剤として、粘度が高いもの、例えばグリセリンなどの３価以上のアルコール類を含む多価アルコール類の含有量を一定以上としたり、疎水性高分子の含有量を一定以上としたりすることが好ましく、これらの二以上を組み合わせることがより好ましい。

前述の通り、インクジェットインクは、固体着色剤と、疎水性高分子と、水とを含む。

２－１．固体着色剤
固体着色剤は、特に制限されず、例えば固体の染料または顔料でありうる。

（顔料）
顔料は、特に限定されないが、例えばカラーインデックスに記載される下記番号の有機顔料または無機顔料でありうる。

赤またはマゼンタ顔料の例には、ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ３、５、１９、２２、３１、３８、４３、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、４８：５、４９：１、５３：１、５７：１、５７：２、５８：４、６３：１、８１、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、８８、１０４、１０８、１１２、１２２、１２３、１４４、１４６、１４９、１６６、１６８、１６９、１７０、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、２０８、２１６、２２６、２５７、ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ３、１９、２３、２９、３０、３７、５０、８８、ＰｉｇｍｅｎｔＯｒａｎｇｅ１３、１６、２０、３６が含まれる。

青またはシアン顔料の例には、ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、１７－１、２２、２７、２８、２９、３６、６０が含まれる。

緑顔料の例には、ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ７、２６、３６、５０が含まれる。黄顔料の例には、ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１、３、１２、１３、１４、１７、３４、３５、３７、５５、７４、８１、８３、９３、９４，９５、９７、１０８、１０９、１１０、１３７、１３８、１３９、１５３、１５４、１５５、１５７、１６６、１６７、１６８、１８０、１８５、１９３が含まれる。

黒顔料の例には、ＰｉｇｍｅｎｔＢｌａｃｋ７、２８、２６が含まれる。

顔料の市販品の例には、クロモファインイエロー２０８０、５９００、５９３０、ＡＦ－１３００、２７００Ｌ、クロモファインオレンジ３７００Ｌ、６７３０、クロモファインスカーレット６７５０、クロモファインマゼンタ６８８０、６８８６、６８９１Ｎ、６７９０、６８８７、クロモファインバイオレットＲＥ、クロモファインレッド６８２０、６８３０、クロモファインブルーＨＳ－３、５１８７、５１０８、５１９７、５０８５Ｎ、ＳＲ－５０２０、５０２６、５０５０、４９２０、４９２７、４９３７、４８２４、４９３３ＧＮ－ＥＰ、４９４０、４９７３、５２０５、５２０８、５２１４、５２２１、５０００Ｐ、クロモファイングリーン２ＧＮ、２ＧＯ、２Ｇ－５５０Ｄ、５３１０、５３７０、６８３０、クロモファインブラックＡ－１１０３、セイカファストエロー１０ＧＨ、Ａ－３、２０３５、２０５４、２２００、２２７０、２３００、２４００（Ｂ）、２５００、２６００、ＺＡＹ－２６０、２７００（Ｂ）、２７７０、セイカファストレッド８０４０、Ｃ４０５（Ｆ）、ＣＡ１２０、ＬＲ－１１６、１５３１Ｂ、８０６０Ｒ、１５４７、ＺＡＷ－２６２、１５３７Ｂ、ＧＹ、４Ｒ－４０１６、３８２０、３８９１、ＺＡ－２１５、セイカファストカーミン６Ｂ１４７６Ｔ－７、１４８３ＬＴ、３８４０、３８７０、セイカファストボルドー１０Ｂ－４３０、セイカライトローズＲ４０、セイカライトバイオレットＢ８００、７８０５、セイカファストマルーン４６０Ｎ、セイカファストオレンジ９００、２９００、セイカライトブルーＣ７１８、Ａ６１２、シアニンブルー４９３３Ｍ、４９３３ＧＮ－ＥＰ、４９４０、４９７３（大日精化工業製）；ＫＥＴＹｅｌｌｏｗ４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４１６、４２４、ＫＥＴＯｒａｎｇｅ５０１、ＫＥＴＲｅｄ３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９、３１０、３３６、３３７、３３８、３４６、ＫＥＴＢｌｕｅ１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１１１、１１８、１２４、ＫＥＴＧｒｅｅｎ２０１（大日本インキ化学製）；ＣｏｌｏｒｔｅｘＹｅｌｌｏｗ３０１、３１４、３１５、３１６、Ｐ－６２４、３１４、Ｕ１０ＧＮ、Ｕ３ＧＮ、ＵＮＮ、ＵＡ－４１４、Ｕ２６３、ＦｉｎｅｃｏｌＹｅｌｌｏｗＴ－１３、Ｔ－０５、ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１７０５、ＣｏｌｏｒｔｅｘＯｒａｎｇｅ２０２、ＣｏｌｏｒｔｅｘＲｅｄ１０１、１０３、１１５、１１６、Ｄ３Ｂ、Ｐ－６２５、１０２、Ｈ－１０２４、１０５Ｃ、ＵＦＮ、ＵＣＮ、ＵＢＮ、Ｕ３ＢＮ、ＵＲＮ、ＵＧＮ、ＵＧ２７６、Ｕ４５６、Ｕ４５７、１０５Ｃ、ＵＳＮ、ＣｏｌｏｒｔｅｘＭａｒｏｏｎ６０１、ＣｏｌｏｒｔｅｘＢｒｏｗｎＢ６１０Ｎ、ＣｏｌｏｒｔｅｘＶｉｏｌｅｔ６００、ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１２２、ＣｏｌｏｒｔｅｘＢｌｕｅ５１６、５１７、５１８、５１９、Ａ８１８、Ｐ－９０８、５１０、ＣｏｌｏｒｔｅｘＧｒｅｅｎ４０２、４０３、ＣｏｌｏｒｔｅｘＢｌａｃｋ７０２、Ｕ９０５（山陽色素製）；ＬｉｏｎｏｌＹｅｌｌｏｗ１４０５Ｇ、ＬｉｏｎｏｌＢｌｕｅＦＧ７３３０、ＦＧ７３５０、ＦＧ７４００Ｇ、ＦＧ７４０５Ｇ、ＥＳ、ＥＳＰ－Ｓ（東洋インキ製）、ＴｏｎｅｒＭａｇｅｎｔａＥ０２、ＰｅｒｍａｎｅｎｔＲｕｂｉｎＦ６Ｂ、ＴｏｎｅｒＹｅｌｌｏｗＨＧ、ＰｅｒｍａｎｅｎｔＹｅｌｌｏｗＧＧ－０２、ＨｏｓｔａｐｅａｍＢｌｕｅＢ２Ｇ（ヘキストインダストリ製）；ＮｏｖｏｐｅｒｍＰ－ＨＧ、ＨｏｓｔａｐｅｒｍＰｉｎｋＥ、ＨｏｓｔａｐｅｒｍＢｌｕｅＢ２Ｇ（クラリアント製）；カーボンブラック＃２６００、＃２４００、＃２３５０、＃２２００、＃１０００、＃９９０、＃９８０、＃９７０、＃９６０、＃９５０、＃８５０、ＭＣＦ８８、＃７５０、＃６５０、ＭＡ６００、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１１、ＭＡ１００、ＭＡ１００Ｒ、ＭＡ７７、＃５２、＃５０、＃４７、＃４５、＃４５Ｌ、＃４０、＃３３、＃３２、＃３０、＃２５、＃２０、＃１０、＃５、＃４４、ＣＦ９（三菱化学製）が含まれる。

（染料）
染料は、固体の染料であれば特に限定されないが、例えば分散染料でありうる。

分散染料の例には、
Ｃ．Ｉ．ＤｉｓｐｅｒｓｅＹｅｌｌｏｗ：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；
Ｃ．Ｉ．ＤｉｓｐｅｒｓｅＯｒａｎｇｅ：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；
Ｃ．Ｉ．ＤｉｓｐｅｒｓｅＲｅｄ：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、３３７、３４３；
Ｃ．Ｉ．ＤｉｓｐｅｒｓｅＶｉｏｌｅｔ：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；
Ｃ．Ｉ．ＤｉｓｐｅｒｓｅＧｒｅｅｎ９；
Ｃ．Ｉ．ＤｉｓｐｅｒｓｅＢｒｏｗｎ：１、２、４、９、１３、１９；
Ｃ．Ｉ．ＤｉｓｐｅｒｓｅＢｌｕｅ：３、７、９、１４、１６、１９、２０、２６、２７、３５、４３、４４、５４、５５、５６、５８、６０、６２、６４、７１、７２、７３、７５、７７、７９、７９：１、７９：２、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、２８１、２８４、２８５、２８７、２８８、２９１、２９１：１、２９３、２９５、２９７、３０１、３１５、３３０、３３３、３７３；
Ｃ．Ｉ．ＤｉｓｐｅｒｓｅＢｌａｃｋ１、３、１０、２４
が含まれる。

これらの中でも、インクの構成成分に対して良好な分散性を有し、かつ耐候性に優れることから、顔料が好ましい。

固体着色剤の含有量は、特に限定されないが、インクの粘度を上記範囲内に調整しやすく、かつ高濃度の画像を形成可能にする観点では、インクに対して４～１５質量％であることが好ましい。固体着色剤の含有量が４質量％以上であると、インクの粘度を適度に高めうるだけでなく、高濃度の画像を形成しやすい。固体着色剤の含有量が１５質量％以下であると、インクの粘度が高くなりすぎないため、ノズル詰まりなどを生じにくい。固体着色剤の含有量は、同様の観点から、インクに対して５～１５質量％であることがより好ましく、６．５～１２質量％であることがさらに好ましい。

２－２．疎水性高分子
疎水性高分子は、水分散性高分子であり、高分子分散剤や水分散性樹脂（バインダ樹脂）などでありうる。

（高分子分散剤）
高分子分散剤の種類は、特に制限されないが、その例には、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマル酸、フマル酸誘導体から選ばれた２種以上の単量体からなるブロック共重合体、ランダム共重合体およびこれらの塩、ポリオキシアルキレン、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどが含まれる。

高分子分散剤がカルボキシル基などの酸性基を有する場合、酸性基は、中和塩基で中和されていることが好ましい。中和塩基の例には、アンモニア、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モルホリンなどの有機塩基が含まれる。

（水分散性樹脂）
水分散性樹脂の例には、ウレタン系樹脂、ブタジエン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレンなどが含まれる。ブタジエン系樹脂の例には、スチレン－ブタジエン共重合体、アクリロニトリル－ブタジエン共重合体が含まれる。アクリル系樹脂の例には、アクリル酸エステル共重合体、スチレン－アクリル共重合体、シリコン－アクリル共重合体、アクリル変性フッ素樹脂が含まれる。中でも、ウレタン系樹脂やスチレン－アクリル共重合体が好ましい。

スチレン－アクリル共重合体の例には、スチレン－（メタ）アクリル酸共重合体、スチレン－（メタ）アクリル酸－（メタ）アクリル酸エステル共重合体が含まれる。（メタ）アクリル酸エステルの例には、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシルカルビトール（メタ）アクリレート、フェノールＥＯ変性（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレートが含まれる。

ウレタン樹脂は、ポリオールと、ポリイソシアネートとを反応させて得られる重合体である。ポリオールの例には、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリ（エチレンアジペート）、ポリ（ジエチレンアジペート）、ポリ（プロピレンアジペート）、ポリ（テトラメチレンアジペート）、ポリ（ヘキサメチレンアジペート）、ポリ－ε－カプロラクトン、ポリ（ヘキサメチレンカーボネート）、シリコーンポリオールが含まれる。イソシアネートの例には、トリレンジイソシアネート、４，４－ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、水素化トリレンジイソサネート、水素化４，４－ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネートが含まれる。

水分散性樹脂のＴｇは、特に制限されないが、例えば－３０～１００℃、好ましくは－１０～５０℃、より好ましくは２０～４０℃でありうる。

水分散性樹脂の酸価は、特に制限されないが、分散安定性を高める観点などから、４４ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることが好ましく、６０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることがより好ましい。酸価の上限値は、例えば１１０ｍｇＫＯＨ／ｇとしうる。酸価は、ＪＩＳＫ００７０に準じて測定することができる。

水分散性樹脂の平均粒子径は、特に制限されないが、インクジェットヘッドのノズル詰まりを生じにくくする観点では、３００ｎｍ以下であることが好ましく、１３０ｎｍ以下であることがより好ましい。水分散性樹脂の平均粒子径は、レーザ回折散乱式粒子径分布測定で測定することができる。

疎水性高分子の含有量は、その種類に応じて適宜設定される。例えば、疎水性高分子が高分子分散剤である場合、高分子分散剤の含有量は、インクに対して例えば４質量％以下、好ましくは０．８～２質量％であることが好ましい。高分子分散剤が０．８質量％以上であると、顔料などの固体着色剤の分散性を十分に高めやすく、４質量％以下であると、粘度の過剰な上昇を抑制しやすい。

疎水性高分子が水分散性樹脂（バインダ樹脂）である場合は、インクの粘度を上記範囲内に調整しやすくする観点などから、水分散性樹脂（バインダ樹脂）の含有量は、インクに対して１～１５質量％であることが好ましい。水分散性樹脂の含有量が１質量％以上であると、インクの粘度を適度に高めやすいため、射出安定性をより高めうるだけでなく、得られる画像の布帛への密着性や耐擦過性も高めやすい。水分散性樹脂の含有量が１５質量％以下であると、インクの粘度が高くなりすぎないため、ノズル詰まりなどを生じにくい。水分散性樹脂の含有量は、同様の観点から、インクに対して２～１０質量％であることがより好ましい。

疎水性高分子が高分子分散剤と水分散性樹脂の両方を含む場合、インクの粘度を上記範囲に調整しやすくする観点から、疎水性高分子の総量は、インクに対して１～２０質量％であることが好ましく、２～１５質量％であることが好ましい。

２－３．水溶性有機溶剤
水溶性有機溶剤は、水と相溶するものであれば特に制限されないが、その例には、多価アルコール類（例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリ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、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコールなどの２価のアルコール類、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールなどの３価以上のアルコール類）；多価アルコールエーテル類（例えば、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エチルエーテル、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フェニルエーテル、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エチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、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エチルエーテル）；１価アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール）；アミン類（例えば、エタノールアミン、Ｎ－エチルジエタノールアミン、モルホリン、Ｎ－エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン）；アミド類（例えば、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド）；複素環類（例えば、２－ピロリドン、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、Ｎ－シクロヘキシル－２－ピロリドン、２－オキサゾリドン、１，３－ジメチル－２－イミダゾリジン）、スルホキシド類（例えば、ジメチルスルホキシド）；およびスルホン類（例えば、スルホラン）が含まれる。

中でも、インクの粘度を適度に高めやすくする観点では、水溶性有機溶剤は、多価アルコール類を含むことが好ましい。多価アルコール類は、インクの粘度を高めやすくする観点から、３価以上のアルコール類を含むことが好ましく、グリセリンを含むことがより好ましい。

多価アルコール類の含有量は、適度に多いことが好ましい。具体的には、多価アルコール類の含有量が、インクに対して２５～５０質量％であることが好ましい。多価アルコール類の含有量が一定以上であると、インクの粘度を高めやすく、一定以下であると、インクの粘度が高くなりすぎることによるノズル詰まりを抑制しやすい。同様の観点から、多価アルコール類の含有量は、インクに対して３０～４５質量％であることがより好ましい。

２－３．他の成分
インクジェットインクは、必要に応じて他の成分をさらに含みうる。他の成分の例には、溶剤、界面活性剤、防腐剤、防黴剤、防錆剤、ｐＨ調整剤などが含まれる。

（界面活性剤）
水系インクジェットインクは、その表面張力を制御するため、界面活性剤をさらに含んでいてもよい。

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使用される。アニオン系の界面活性剤の例には、脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキル硫酸エステル、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、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、アルキルナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩が含まれる。カチオン系の界面活性剤の例には、アミン塩、テトラアルキル４級アンモニウム塩、トリアルキル４級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、アルキルキノリニウム塩が含まれる。ノニオン系の界面活性剤の例には、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アルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリプロピレングリコールのエチレンオキサイド付加物、アセチレングリコール、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物が含まれる。

（防腐剤、防黴剤）
防腐剤または防黴剤の例には、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、ＰＲＯＸＥＬＧＸＬ）等が含まれる。

（ｐＨ調整剤）
ｐＨ調整剤の例には、尿素、水酸化ナトリウムなどが含まれる。

次に、図１を参照しながら、本発明の画像形成方法について説明する。

３．画像形成方法
本発明の画像形成方法は、上記インクを、図１の画像形成装置１００のインクジェットヘッド１から吐出させて、布帛１４０上に画像を形成するものである。

具体的には、本発明の画像形成方法は、１）インクジェットヘッド１からインクを吐出させて、布帛１４０上にインクの液滴を付与する工程（インク付与工程）と、２）布帛１４０に付与したインクを乾燥させる工程（乾燥工程）とを含む。

１）の工程（インク付与工程）について
インク付与工程では、少なくとも前述のインクを、図１の画像形成装置２００のインクジェットヘッド１００から吐出させて、布帛１４０上にインクを付与する。

布帛２４０を構成する繊維素材は、特に制限はないが、綿（セルロース繊維）、絹、羊毛などの天然繊維や、ナイロン、レーヨン、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂などの化学繊維、またはこれらを組み合わせた複合繊維の織布、編物、不織布などでありうる。

インクジェットヘッド１００による吐出周波数は、高速プリントを可能にする観点では、２０～５０ｋＨｚであることが好ましい。

本発明では、前述の通り、図１の画像形成装置２００のインクジェットヘッド１００からインクを吐出させる。インクジェットヘッド１００内では、上記インク循環部８の循環流路８７、すなわち、ノズル１１１ごとに複数設けられた排出流路１２１中にインクを常時、流通および循環させるため、ノズル１１１の吐出口近傍のインクの滞留やそれに起因するノズル詰まりを抑制できる。また、インクの粘度が適度に高められた前述のインクを用いる。それにより、ノズル１１１ごとに複数設けられた排出流路１２１を有するインクジェットヘッド１００を用いたときに生じやすい、ノズル１１１の吐出口付近のインクのメニスカスの不安定性に起因する射出安定性の低下を抑制できる。

インクが付与される布帛２４０の表面は、加熱されていてもよい。それにより、インクを付与した後の乾燥速度を高めることができ、画像の滲みなどを抑制しやすくしうる。インクが付与されるときの布帛２４０の表面温度は、３５～７０℃であることが好ましい。

加熱方法は、特に制限されないが、布帛２４０の、インクが付与される面とは反対側の面から加熱することができる。加熱手段は、特に制限はなく、赤外線ヒーター、電熱線、ＵＶランプ、ガス、熱風ドライヤーなどのいずれであってもよい。中でも、電熱線、赤外線ヒーターによる加温が、安全性やエネルギー効率の点から好ましい。

２）の工程（乾燥工程）について
乾燥工程では、布帛２４０に付与したインクを乾燥させて、インク中の水分や溶剤成分を除去させる。

乾燥方法は、特に制限されず、ヒーター、温風乾燥機、加熱ローラーなどを用いた方法でありうる。中でも、温風乾燥機とヒーターを用いて、布帛１４０の両面を加熱して乾燥させることが好ましい。

ヒーターなどの加熱手段を用いて乾燥させる場合、加熱手段を、インクジェットヘッド１００の、布帛２４０の搬送方向の下流側に配置して乾燥させてもよいし、インクジェットヘッド１００の、布帛２４０の搬送方向の上流側に配置して、インクジェットヘッド１によるインクの吐出前に布帛２４０に蓄熱させておいた熱によってインクを乾燥させてもよいし、インクジェットヘッド１００の、布帛２４０の搬送方向の上流側と下流側の両方に配置して乾燥させてもよい。

乾燥温度は、特に制限されないが、例えば１６０℃以下としうる。乾燥時間は、乾燥温度にもよるが、例えば０．５～３０分間程度としうる。

また、本発明の画像形成方法は、インクジェットインクの種類によって、上記以外の他の工程をさらに有してもよい。例えば、１）の工程の前に、３）布帛１４０に前処理剤を付与する工程（前処理工程）を行ってもよいし、２）の工程の後に、４）画像が形成された布帛１４０を乾燥させて、画像を布帛１４０に定着させる工程（定着工程）をさらに行ってもよい。

３）の工程（前処理工程）について
本発明による画像形成方法において、インクの滲みを防止したり、定着性を向上させたりする観点から、必要に応じて、水、多価金属イオンや高分子を含む前処理剤によって前処理された布帛２４０に、画像形成してもよい。

前処理は、前処理剤を付与した布帛２４０に対して画像形成を行うオフライン処理によって行ってもよいし、画像形成と連続的に前処理を行うインライン処理によって行ってもよい。

前処理剤の付与方法は、特に制限はなく、インクジェット法であってもよいし、コーターなどによる塗布法であってもよい。

４）の工程（定着工程）について
定着工程では、布帛１４０上で乾燥させたインクを加熱して、布帛１４０に定着させる。それにより、固体着色剤を布帛１４０に定着させて、インク本来の色相を発現させる。

定着方法としては、例えば、常圧スチーム法、高圧スチーム法、サーモフィックス法等による加熱処理が挙げられる。加熱処理の際の温度は、１２０～２００℃が好ましく、より好ましくは、１４０～１８０℃である。

また、上記４）の工程の後に、５）布帛２４０へ染着できなかった染料や前処理剤を除去する工程（洗浄工程）や６）洗浄された布帛２４０を乾燥する工程（乾燥工程）をさらに行ってもよい。

５）の工程（洗浄工程）について
洗浄工程では、定着工程後に布帛２４０へ染着できなかった固体着色剤や前処理剤を除去する。布帛２４０へ定着させることができなかった固体着色剤の除去は、従来公知の洗浄方法を用いることができる。例えば、セルロース繊維は、水洗、湯洗の後に非イオン系洗浄剤を含むソーピング浴で処理後、湯洗、水洗を行うことが一般的である。未染着の固体着色剤の除去を行うことで、洗濯堅牢性、耐水堅牢性、耐汗堅牢性が良好になりやすい。

６）の工程（乾燥工程）について
乾燥工程では、洗浄工程の後に行われ、洗浄された布帛２４０を乾燥させる。乾燥方法は、特に制限されないが、洗浄された布帛２４０を絞ったり、干したり、乾燥機（ヒートロール、アイロンなど）を使用して乾燥させたりする方法でありうる。

なお、本発明の画像形成方法に用いられるインクジェットヘッドとして、図２～７のインクジェットヘッド１００では、排出流路１２１が圧力室１３１と接続される例を示したが、これに限定されず、圧力室１３１とノズル１１１の吐出口との間の途中に接続されてもよい。

また、図９では、フィルターユニット９０が、流路８５に配置される例を示したが、これに限定されない。フィルターユニット９０は、例えばインク循環部８の循環流路８７のいずれかに配置されればよい。

また、図９では、インク循環部８の一例として、水頭差によってインクの循環を制御する方法を説明したが、インクの循環流を発生できる構成であれば、適宜変更可能である。

また、図２～７のインクジェットヘッド１００では、吐出方式がピエゾ方式である例を示したが、これに限定されず、サーマル方式であってもよい。

また、図１の画像形成装置２００の印字方式は、特に制限されず、シングルパス方式であってもよいし、スキャン方式であってもよい。高速印刷に効果的である点では、シングルパス方式が好ましい。シングルパス方式の画像形成装置としては、ラインヘッド方式のインクジェットヘッドを使用することが好ましい。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

１．インクの構成成分
（１）固体着色剤
ＰｉｇｍｅｎｔＢｌａｃｋ７
ＤｉｓｐｅｒｓｅＢｌｕｅ６０
Ｃａｂ－ｏ－ｊｅｔ４００（自己分散顔料、ＣＡＢＯＴ社製、ブラック水性顔料分散液）

（２）疎水性高分子
（高分子分散剤）
Ｊ８１９（ＢＡＳＦジャパン社製ジョンクリル８１９、Ｔｇ：５７℃、酸価７５ｍｇＫＯＨ／ｇ、アンモニア中和）

（水分散性樹脂）
ＷＢＲ－２０００Ｕ（大成ファインケミカル社製アクリット、ポリウレタン系樹脂粒子、Ｔｇ：４５℃）
Ｊ７６００（ＢＡＳＦジャパン社製ジョンクリル７６００、Ｔｇ：３５℃、アクリル系樹脂粒子、平均粒子径：９０ｎｍ）
Ｊ３９０（ＢＡＳＦジャパン社製ジョンクリル３９０、スチレン－アクリル酸共重合体、Ｔｇ：－５℃、酸価：５４ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均粒子径：０．０９μｍ）

（３）溶剤
グリセリン
プロピレングリコール
ジエチレングリコール

（４）界面活性剤
ＫＦ３５１Ａ（信越シリコーン社製、ポリオキシエチレン変性シリコーン）

（５）防腐剤
プロキセルＧＸＬ（１，２－ベンズイソチアゾリン－３－オン）

２．インクの調製
＜インク１～１４の調製＞
表１または２に示される組成となるように、各成分を混合して、インク１～１３を調製した。

＜評価＞
得られたインク１～１４の粘度を、以下の方法で測定した。

（粘度）
インクの粘度は、Ｅ型粘度計Ｖ－２５（東機産業株式会社製）により、２５℃、２０ｒｐｍ（インク１～４、７、８および１０～１４）または１０ｒｐｍ（インク５、６、９および１０）で測定した。

インク１～１０の組成および物性を表１に示し、インク１１～１４の組成および物性を表２に示す。

３．画像形成方法と評価
＜比較例１、２、実施例５～１６＞
（画像形成装置）
まず、図１～９に示される画像形成装置２００を準備した。画像形成装置２００の構成は、以下の通りである。
・フィルターユニット９０の位置：インクジェットヘッド１００の外部の流路８５の中に配置（図９参照）
・ノズル１１１に接続された排出流路１２１の数：２つ（２つの排出流路１２１の断面積は同一であり、長さは異なる、排出流路１２１間のインピーダンス比Ｚｍａｘ／Ｚｍｉｎ：３）
・インクジェットヘッド１００の印字方式：スキャン方式

（布帛）
布帛として、Ｔ／Ｃブロード（コットン３５％、ポリエステル６５％）を準備した。

（画像形成）
そして、表３または４に示されるインクを、画像形成装置１００のインクジェットヘッド１のノズル１１から吐出させて、布帛上に画像を形成した。具体的には、以下の手順で画像形成を行った。

１）インク付与工程
得られたインクを、画像形成装置１００にセットした。そして、主走査５４０ｄｐｉ×副走査７２０ｄｐｉにて、得られたインクを用いて上記布帛上に、ベタ画像を形成した。なお、ｄｐｉとは、２．５４ｃｍ当たりのインク液滴（ドット）の数を表す。吐出周波数は、２２．４ｋＨｚとした。

２）乾燥工程
インクを付与した布帛を、ベルト搬送式乾燥機にて１６０℃で３分間乾燥させた。

＜実施例１、２＞
インクジェットヘッドの排出流路の幅ｗと高さｈ（断面積）を変えてインピーダンス比（ΣＺａ／Ｚｂ）を表３に示されるように変更した以外は実施例５と同様にして画像形成を行った。

＜実施例３＞
インクジェットヘッドの排出流路の幅ｗと高さｈ（断面積）を変えて２つの排出流路のインピーダンスを同じにした以外は実施例５と同様にして画像形成を行った。

＜実施例４＞
インク循環部８の流路８５上にフィルターユニット９０を設けなかった以外は実施例５と同様にして画像形成を行った。

＜比較例３、４＞
１つのノズルと連通する排出流路の数を、表３に示されるように変更した以外は実施例５と同様にして画像形成を行った。

＜評価＞
実施例１～１６および比較例１～４の画像形成時の射出安定性およびノズル詰まりの有無、および得られる画像品質を、以下の方法で評価した。

（射出安定性）
連続吐出（吐出周波数２２．４ｋＨｚ）を１０分間行った後の射出欠や曲がりなどの確認を射出検査機にて行った。そして、射出安定性を、以下の基準で評価した。
５：長時間の連続使用でも問題がない
４：射出不良が発生しない
３：軽微な曲りが発生するが、問題は無い
２：射出中にプリント中に射出欠が発生する
１：すぐに射出欠が発生する、又は正常に射出できない
３以上であれば良好と判断した。

（ノズル詰まり）
プリント試験機を用いて画像形成する途中にノズル面のメンテナンスを行い、当該メンテナンス後のノズル欠の状態を、ノズルチェックチャートにて確認した。そして、ノズル詰まりを、以下の基準で評価した。
５：長時間の連続使用でも詰りは発生しない
４：詰りは発生しない
３：詰りが発生してもメンテナンスで回復する
２：メンテナンスで回復しない詰りが多数発生する
１：正常に射出できない
３以上であれば良好と判断した。

（画像品質）
得られた１００％ベタ画像における白スジの有無を確認した後、測色計にて濃度Ｌ^＊を測定した。そして、以下の基準で評価した。
５：欠発生なく、非常に濃度が高い（Ｌ^＊が２３以下）
４：欠発生なく、濃度が高い（Ｌ^＊が２３超２５以下）
３：欠発生なく、濃度は十分（Ｌ^＊が２５超３０以下）
２：欠が散見される、又は濃度が不十分（Ｌ^＊が３０超）
１：欠が多く発生し、正常にプリントできない
３以上であれば良好と判断した。

なお、インク１１については色が異なるため、画像品質の評価は、白スジの有無で判断した。具体的には、白スジが全くない場合を５、白スジが若干あるがほとんど目立たない場合を４、白スジがあるが実用上問題ない場合を３、白スジがあり、実用上使用できない場合を２とした。

比較例１～４および実施例１～６の評価結果を表３に示し、実施例７～１６の評価結果を表４に示す。

表３および４に示されるように、ノズルごとに複数の排出流路を有するインクジェットヘッドを有する画像形成装置を用い、かつ粘度が一定以上のインクを用いた実施例１～１４では、いずれもノズル詰まりを生じることなく、良好な射出安定性を示すことがわかる。また、画像品質も良好であることがわかる。

これに対して、インクの粘度が６ｃＰ未満のインクを用いた比較例１では、実施例４と比べて射出安定性が低いことがわかる。一方、インクの粘度が２０ｃＰを超えるインクを用いた比較例２では、実施例４と比べて射出安定性もノズル詰まりも顕著であることがわかる。また、排出流路が１つだけのインクジェットヘッドを用いた比較例３や、排出流路を有しないインクジェットヘッドを用いた比較例４では、いずれも射出安定性が低く、得られる画像品質も劣ることがわかる。

本発明によれば、インクジェットヘッドのノズル近傍でのインクの滞留に起因するノズル詰まりを抑制しつつ、射出安定性の低下を抑制可能な画像形成方法を提供することができる。

１ヘッドチップ
８インク循環部
１１ノズル基板
１２流路スペーサー基板
１３圧力室基板
５１共通インク室
８１供給用サブタンク
８２循環用サブタンク
８４循環流路
８５、８６流路
８７循環流路
８８、８９ポンプ
９０フィルターユニット
１２１排出流路
１３１圧力室
１３４第１共通排出流路
１３５第２共通排出流路
１００インクジェットヘッド
２００画像形成装置
２１０搬送装置
２１１ベルトコンベア
２１２送りローラー
２１３ａ、２１３ｂプーリー
２１４ベルト
２２０インク供給装置
２３０メインタンク
２４０布帛
２５１、２５２流路
２５３バイパス流路
２５４弁

Claims

インク室と、前記インク室から供給されるインクを吐出するノズルと、前記ノズルごとに複数設けられ、かつ前記インク室から前記ノズルの吐出口へ供給されるインクの一部を取り出す排出流路とを有するインクジェットヘッドと、
前記排出流路で取り込んだインクを前記インク室に戻して、インクを循環させるインク循環部と
を有する画像形成装置を用いた画像形成方法であって、
前記インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出する工程を含み、
前記インクの吐出周波数は、２０ｋＨｚ以上であり、
前記インクは、固体着色剤と、溶媒とを含み、
前記インクの２５℃における粘度は、６～２０ｃｐである、
画像形成方法。
前記工程では、インクを吐出して、布帛上に画像を形成する、
請求項１に記載の画像形成方法。
前記固体着色剤の含有量は、前記インクに対して４～１５質量％である、
請求項１または２に記載の画像形成方法。
前記溶媒は、水溶性有機溶剤をさらに含む、
請求項１～３のいずれか一項に記載の画像形成方法。
前記水溶性有機溶剤は、多価アルコール類を含む、
請求項４に記載の画像形成方法。
前記多価アルコール類は、３価以上のアルコール類を含む、
請求項５に記載の画像形成方法。
前記多価アルコール類の含有量は、前記インクに対して２５質量％以上である、
請求項５または６に記載の画像形成方法。
前記インクは、疎水性高分子をさらに含む、
請求項１～７のいずれか一項に記載の画像形成方法。
前記疎水性高分子は、前記高分子分散剤と前記水分散性樹脂とを含み、
前記疎水性高分子の総量は、前記インクに対して１～２０質量％である、
請求項８に記載の画像形成方法。
前記疎水性高分子は、ウレタン樹脂、ブタジエン系樹脂およびアクリル系樹脂からなる群より選ばれる水分散性樹脂を含む、
請求項８または９に記載の画像形成方法。
前記排出流路の下記式（１）で表されるインピーダンスＺをＺａ、前記ノズルの下記式（１）で表されるインピーダンスＺをＺｂとしたとき、５≦ΣＺａ／Ｚｂ≦７を満たす、
請求項１～１０のいずれか一項に記載の画像形成方法。
式（１）：Ｚ＝（Ｒ^２＋２πｆＭ^２）^１／２
（式（１）において、
Ｚは、前記排出流路または前記ノズルのインピーダンスであり、
ｆは、吐出周波数（Ｈｚ）であり、
Ｒは、下記式（２）で表される、前記排出流路または前記ノズル内を流れる前記インクの粘性抵抗であり、
Ｍは、下記式（３）で表される、前記排出流路または前記ノズル内を流れる前記インクのイナータンスである）
式（２）：Ｒ＝８ηＬ（ｈ＋ｗ^２）／（ｈｗ）^３
式（３）：Ｍ＝ρＬ／ｈｗ
（式（２）および（３）において、
ηは、前記インクの流体粘度（Ｐａ・ｓ）であり、
ρは、前記インクの密度（ｋｇ／ｍ^３）であり、
Ｌは、前記排出流路または前記ノズルを直方体流路と仮定したときの、前記排出流路または前記ノズルの長さ（μｍ）であり、
ｈは、前記排出流路または前記ノズルを直方体流路と仮定したときの、前記排出流路または前記ノズルの高さ（μｍ）であり、
ｗは、前記排出流路または前記ノズルを直方体流路と仮定したときの、前記排出流路または前記ノズルの幅（μｍ）である）
前記ノズルごとに設けられる少なくとも２つの前記排出流路の前記インピーダンスは、互いに異なっている、
請求項１１に記載の画像形成方法。
前記インク循環部は、前記排出流路で取り込んだインクを前記インク室に戻して、インクを循環させる循環流路と、前記循環流路に配置されたフィルターユニットとを有する、
請求項１～１２のいずれか一項に記載の画像形成方法。
前記インクの吐出周波数は、２０～５０ｋＨｚである、
請求項１～１３のいずれか一項に記載の画像形成方法。