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JP5509603B2 - 記録方法、およびクリアインク - Google Patents
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JP5509603B2 - 記録方法、およびクリアインク - Google Patents

記録方法、およびクリアインク Download PDF

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Description

本発明は、インクジェット方式によりオフセット印刷用紙等の商業用印刷用紙に光沢が高く耐擦性が高い画像を記録することができる記録方法、並びに、該記録方法に用いられるクリアインクに関する。
インクジェット記録方法は、カラー化が容易であり、ランニングコストの低い優れた記録方法として知られており、記録装置や、記録方法、インク、被記録材(メディアと言う。以後においても同じ。)などについて研究開発が盛んに行われている。特にメディアに関しては、大きく膨潤型と空隙型に分類されるインクジェット用メディアが開発されており、最近はインクの乾燥速度に優れる空隙型が主流となっている。
この空隙型のインクジェット用メディアは、支持体上にインクを取り込むための空隙を有するインク吸収層と、さらに必要に応じて多孔質の光沢層が設けられた構成となっている。この特徴的な構成によりインクの吸収性に大変優れ、従来の銀塩写真を凌ぐ光沢感や品位感を有し、高精細な出力が得られる。その反面、空隙型のインクジェット用メディアは、インク吸収層を構成するフィラーとして透明性を高く保つことが可能で吸油量(比表面積)の大きい材料を使用する必要があるため、シリカやアルミナ水和物、コロイダルシリカ等の特定の高価なフィラーを多量に使用せざるを得ず、低価格化が非常に難しい。また、空隙型のインクジェット用メディアは、製造工程も複雑であることから、従来の銀塩写真の印画紙と比較すると非常に高価である。
更に、インクジェット記録方法の欠点として、銀塩写真の印画紙と比べると画像に傷が付きやすい点がある。銀塩写真の印画紙の場合、発色層は印画紙の中層にあり、表面は透明なゼラチン層で保護されている為、強く擦られても画像にダメージが生じにくい。これに対し、インクジェット用メディアの場合、プロセスの制限から画像を形成する色材の存在位置がインクジェット用メディア表層近くになるため、銀塩写真並みの画像信頼性(耐擦性)を得難い。この点に関しては、色材がインクジェット用メディア内に浸透しやすい染料インクならまだしも、顔料インクを用いた場合、色材がインクジェット用メディアの最表層に存在するケースが多く、さらに耐擦性が得難いのが現状である。
近年、インクジェット記録方法は、コンシューマー向けの用途に留まらず、少量部数発行や、DPEなどの商業ベースの写真プリント分野を始めとする配布対象者毎に印字内容を変えるバリアブルプリントに適用されることが望まれているが、これらの欠点により、コスト要求や、画像信頼性の要求を満足し得ず、画像が高品質であるにも関わらず、あまり使用されていない。
一方、新油性のインクが用いられるオフセット印刷方式においては、銀塩写真の印画紙のような強光沢面を有するキャストコート紙なる非常に安価なメディアが存在し、商業印刷分野で好んで用いられている。これはキャストコート紙の塗工層を構成する材料が非常に安価であることに加え、製法もインクジェット用メディアに比べて簡単で、生産性が高いためである。しかし、これらのメディアはオフセット印刷を使用して画像を形成することを前提に設計されているのが普通であり、従来のインクジェット方式で印字すると、インクが吸収されず、画像が滲んだり、乾燥に長時間を有する等、全く現実的ではない。またカチオン定着材を含まないため、画像信頼性が無く、水で滲んだり、オゾンで退色したり、色材がメディアの表層に留まりやすく、多少の摩擦で画像が傷つくのはもちろん、色材が剥がれ落ち、色落ち、色移りが発生する。
一方、クリアインクと着色剤を含むインクを組み合わせたインクジェット記録方式を用いて銀塩写真を再現しようとする試みが行われてきた。特許文献1では、顔料インクとクリアインクを用いてインクジェット専用紙、或いは、普通紙にインクジェット記録を行う記録方法が開示されている。しかしながら、この方法では銀塩写真に匹敵する画像光沢や耐擦性をを実現することができなかった。
特許文献2では、クリアインク用のエマルジョン組成物について開示されているが、この技術はいわゆるインクジェットのサーマルヘッドに適したコゲーションせず、沈澱し難いエマルジョンを開示したものであり、メディア適応性を改善する技術ではない。
以上の理由から銀塩写真のような強光沢プリント物を安価にインクジェット方式で実現すること、特に商業印刷用のキャストコート紙のような安価なメディアと顔料インクを用いて強光沢画像を実現することは非常に難しいとされてきた。
特開2003−266932 特表2007−521356
本発明は上記実績に鑑みて下記の課題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明の目的は、商業印刷用のキャストコート紙のようなインク吸収の悪い紙に対して画像形成可能で、かつ画像品位が良好であって、銀塩写真に近い強光沢が簡便に再現でき、印刷物の耐擦性にも優れる、理想的なインクジェット記録方法を提供することである。
本発明の記録方法は、セルロースパルプを主成分とする支持体の少なくとも一方の面上に少なくとも一層の無機顔料とスチレン−ブタジエン共重合体とを含有する塗工層を有してなるメディアに、粒子状の色材と界面活性剤と水とを含有する固形分6質量%以上のインクを飛翔させて画像を形成する画像形成工程と、画像形成後のメディアの全体に、表面張力が15mN/m以上20mN/m以下であり、樹脂微粒子と水とを含有する固形分10質量%以上のクリアインクを塗布する後処理工程とを有しており、走査吸液計による接触時間500msにおける前記メディアに対する前記インクの吸収量が1ml/m以上10ml/m以下であり、前記後処理工程における前記クリアインクの付着量は、乾燥付着量で1.0g/m 以上5.0g/m 以下であることを特徴とする
以下の詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明によれば、印字品位が良好であってかつ高信頼、高光沢を実現しつつ、従来のインクジェット記録物の欠点であった、低コスト化が可能となるという極めて優れた効果を奏するものである。
本発明者は銀塩写真画質を実現できる、低コストで高速かつ画像信頼性の高いインクジェット記録方法について鋭意研究を進めたところ、表面に光沢を有し、とりわけ表面の光沢が高くインクの浸透性が低いメディアに対し、浸透性が高いインク(有色インクを意味する。以後においても同様。)とクリアインク(無色インクを意味する。以後においても同様。)との併用により、新たな設計思想に基づく低コストでオンデマンド性の優れた記録方法を発明するに至った。以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
<インク>
本実施形態のインクは、インク吸収性の少ないメディアへの適性を鑑みて発明されたものであり、通常のインクジェットインクに比べて表面張力が小さいために濡れ性に優れ、インクの浸透の少ないメディアに対してもキャリアの浸透性が強く、かつ微量のキャリアが浸透しただけでインク粘度が大きく上昇する特性を示す。このため従来は隣接ドットが簡単に融合してしまうような吸収性が大きく劣るメディアに対しても着弾後隣接ドットと融合し難く、安定的にドット形成が可能である。さらに、色材はメディア内部にほとんど浸透せずに表面に残るため、発色効率に優れ、非常に少量のインクでも十分な発色、画像濃度が得られる。こうして、従来よりもインク総量を非常に抑えた形で描画を行なうことにより、メディア内部に浸透させるべきインクの量が少なくてすみ、乾燥性が大きく改善される。
本実施形態のインクは、少なくとも水、粒子状の色材、界面活性剤を含有してなり、更に必要に応じて、色剤の定着剤、及び浸透剤、湿潤剤、その他の成分を含有してなる。
−粒子状の色材−
本実施形態のインクの着色としては、特に制限はなく、粒子状の色材を用いてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどに適宜着色できる。本実施形態のインクに用いられる粒子状の色材としては、特に限定されないが、顔料及び着色微粒子の少なくともいずれかを用いることが好ましい。
前記着色微粒子としては、顔料及び染料の少なくともいずれかの色材を含有させたポリマー微粒子の水分散物が好適に用いられる。ここで、前記「色材を含有させた」とは、ポリマー微粒子中に色材を封入した状態及びポリマー微粒子の表面に色材を吸着させた状態の何れか又は双方を意味する。この場合、本実施形態のインクに配合される色材はすべてポリマー微粒子に封入又は吸着されている必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲において、該色材がエマルジョン中に分散していてもよい。前記色材としては、水不溶性又は水難溶性であって、前記ポリマーによって吸着され得る色材であれば特に制限はなく、水溶性染料、油溶性染料、分散染料等の染料、顔料等が挙げられるが、良好な吸着性及び封入性の観点からは油溶性染料及び分散染料が好ましく、得られる画像の耐光性からは顔料が好ましく用いられる。ここで、前記「水不溶性又は水難溶性」とは、20℃で水100質量部に対し色材が10質量部以上溶解しないことを意味する。また、「溶解する」とは、目視で水溶液表層又は下層に色材の分離や沈降が認められないことを意味する。なお、前記各染料は、ポリマー微粒子に効率的に含浸される観点から、有機溶剤、例えば、ケトン系溶剤に2g/リットル以上溶解することが好ましく、20〜600g/リットル溶解することがより好ましい。前記水溶性染料としては、カラーインデックスにおいて酸性染料、直接性染料、塩基性染料、反応性染料、食用染料に分類される染料であり、好ましくは耐水性、及び耐光性に優れたものが用いられる。
前記色材を含有させたポリマー微粒子(着色微粒子)の体積平均粒径は、インク中において0.01〜0.16μmが好ましい。0.01μm未満であると微粒子が流動しやすいための文字滲みが大きくなったり、耐光性が劣ってしまう。逆に、0.16μmを超えると、ノズルが目詰まりやすくなったり、発色性が悪くなってしまう。
前記粒子状の色材として顔料を用いる場合、少なくとも1種の親水性基が顔料の表面に直接若しくは他の原子団を介して結合した分散剤を使用することなく安定に分散させることができる自己分散型顔料を用いることができる。この場合、前記自己分散型顔料としては、イオン性を有するものが好ましく、特にアニオン性に帯電したものが好適である。
前記アニオン性親水性基としては、例えば、−COOM、−SOM、−POHM、−PO、−SONH、−SONHCOR(ただし、式中のMは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウムを表わす。Rは、炭素原子数1〜12のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有してもよいナフチル基を表わす。)等が挙げられる。これらの中でも、−COOM、−SOMがカラー顔料表面に結合されたものを用いることが好ましい。
また、前記親水性基中における「M」は、アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、等が挙げられる。前記有機アンモニウムとしては、例えば、モノ乃至トリメチルアンモニウム、モノ乃至トリエチルアンモニウム、モノ乃至トリメタノールアンモニウムが挙げられる。前記アニオン性に帯電したカラー顔料を得る方法としては、カラー顔料表面に−COONaを導入する方法として、例えば、カラー顔料を次亜塩素酸ソーダで酸化処理する方法、スルホン化による方法、ジアゾニウム塩を反応させる方法が挙げられる。前記自己分散型顔料の体積平均粒径は、インク中において0.01〜0.16μmが好ましい。
また、前記粒子状の色材として顔料を用いる場合、顔料分散剤を用いた顔料分散液を用いることもできる。前記顔料分散剤としては、前記親水性高分子化合物として、天然系では、アラビアガム、トラガンガム、グーアガム、カラヤガム、ローカストビーンガム、アラビノガラクトン、ペクチン、クインスシードデンプン等の植物性高分子、アルギン酸、カラギーナン、寒天等の海藻系高分子、ゼラチン、カゼイン、アルブミン、コラーゲン等の動物系高分子、キサンテンガム、デキストラン等の微生物系高分子などが挙げられる。
半合成系では、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の繊維素系高分子、デンプングリコール酸ナトリウム、デンプンリン酸エステルナトリウム等のデンプン系高分子、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエステル等の海藻系高分子などが挙げられる。
純合成系では、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル等のビニル系高分子、非架橋ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸又はそのアルカリ金属塩、水溶性スチレンアクリル樹脂等のアクリル系樹脂、水溶性スチレンマレイン酸樹脂、水溶性ビニルナフタレンアクリル樹脂、水溶性ビニルナフタレンマレイン酸樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のアルカリ金属塩、四級アンモニウムやアミノ基等のカチオン性官能基の塩を側鎖に有する高分子化合物、セラック等の天然高分子化合物等が挙げられる。
これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸、スチレンアクリル酸のホモポリマーや他の親水基を有するモノマーの共重合体からなるようなカルボキシル基を導入したものが高分子分散剤として特に好ましい。
前記共重合体の重量平均分子量は3,000〜50,000が好ましく、5,000〜30,000がより好ましく、7,000〜15,000が更に好ましい。前記顔料と前記分散剤との混合質量比としては1:0.06〜1:3の範囲が好ましく、1:0.125〜1:3の範囲がより好ましい。
本実施形態の粒子状の色材に用いられる、顔料としては、例えば黒色用、或いはカラー用の無機顔料や有機顔料などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
無機顔料としては、酸化チタン及び酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエローに加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。
有機顔料としては、アゾ顔料(アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含む)、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料など)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。これらの顔料のうち、特に、水と親和性の良いものが好ましく用いられる。
上記顔料において、より好ましく用いられる顔料の具体例としては、黒色用としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、または銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料が挙げられる。
さらに、カラー用としては、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、408、109、110、117、120、128、138、150、151、153、183、C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51、C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209、219、C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、3、5:1、16、19、23、38、C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36等が挙げられる。
なお、シアン色材を用いる場合、フタロシアニン構造をもつ色材であることが好ましく、C.I.ピグメントブルー1、2、3、15(銅フタロシアニンブルーR)、15:1、15:2、15:3(フタロシアニンブルーG)、15:4、15:6(フタロシアニンブルーE)、15:34、16、17:1、22、56、60、63、C.I.バットブルー4、同60等が挙げられる。特にフタロシアニンブルー15:3がコストや安全性当の点からも望ましい。
本実施形態のインクに用いられる粒子状の色材の前記インクにおける添加量は、2〜15質量%が好ましく、3〜12質量%がより好ましい。前記添加量が2質量%未満であると、着色力の低下により、画像濃度が低くなったり、粘度の低下によりフェザリングや滲みが悪化することがあり、15質量%を超えると、インクジェット記録装置を放置しておいた場合等に、ノズルが乾燥し易くなり、不吐出現象が発生したり、粘度が高くなりすぎることにより浸透性が低下したり、ドットが広がらないために画像濃度が低下したり、ぼそついた画像になることがある。
−界面活性剤−
本実施形態のインクに用いられる界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤、又はフッ素系界面活性剤などが挙げられ、前記アニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩、などが挙げられる。
前記ノニオン系界面活性剤としては、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、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ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシプロピレン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、ポリオキシエチレンアルキルアミド、などが挙げられる。
前記アセチレングリコール系界面活性剤としては、例えば、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オールなどが挙げられる。該アセチレングリコール系界面活性剤は、市販品として、例えば、エアープロダクツ社(米国)のサーフィノール104、82、465、485、TGなどが挙げられる。
前記両性界面活性剤としては、例えば、ラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタインなどが挙げられる。具体的には、ラウリルジメチルアミンオキシド、ミリスチルジメチルアミンオキシド、ステアリルジメチルアミンオキシド、ジヒドロキシエチルラウリルアミンオキシド、ポリオキシエチレンヤシ油アルキルジメチルアミンオキシド、ジメチルアルキル(ヤシ)ベタイン、ジメチルラウリルベタイン、などが挙げられる。
これら界面活性剤の中でも特に、下記一般式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)、及び(VI)から選択される界面活性剤が好適である。
Figure 0005509603
ただし、前記一般式(I)中、Rは、アルキル基を表わす。hは、3〜12の整数を表わす。Mは、アルカリ金属イオン、第4級アンモニウム、第4級ホスホニウム、及びアルカノールアミンから選択されるいずれかを表わす。
Figure 0005509603
ただし、前記一般式(II)中、Rは、アルキル基を表わす。Mは、アルカリ金属イオン、第4級アンモニウム、第4級ホスホニウム、及びアルカノールアミンから選択されるいずれかを表わす。
Figure 0005509603
ただし、前記一般式(III)中、Rは、炭化水素基を表わす。kは5〜20の整数を表わす。
Figure 0005509603
ただし、前記一般式(IV)中、Rは、炭化水素基を表わす。jは、5〜20の整数を表わす。
Figure 0005509603
ただし、前記一般式(V)中、Rは、炭化水素基を表わす。L及びpは、1〜20の整数を表わす。
Figure 0005509603
ただし、前記一般式(VI)中、q及びrは0〜40の整数を表わす。
以下、前記構造式(I)、及び(II)の界面活性剤を具体的に遊離酸型で示す。
Figure 0005509603
Figure 0005509603
Figure 0005509603
Figure 0005509603
Figure 0005509603
Figure 0005509603
Figure 0005509603
Figure 0005509603
Figure 0005509603
Figure 0005509603
前記フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物、などが挙げられる。これらの中でも、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は起泡性が少なく、近年問題視されているフッ素化合物の生体蓄積性についても低く安全性の高いものであり、特に好ましい。
前記パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、などが挙げられる。前記パーフルオロアルキルカルボン化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、などが挙げられる。前記パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルリン酸エステルの塩、などが挙げられる。前記パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩、などが挙げられる。
これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Li、Na、K、NH、NHCHCHOH、NH(CHCHOH)、NH(CHCHOH)などが挙げられる。
前記フッ素系界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。前記フッ素系界面活性剤としては、下記一般式(VII)で表わされるものが好適である。
Figure 0005509603
ただし、前記一般式(VII)中、mは0〜10の整数を表わす。nは1〜40の整数を表わす。
該市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113、S−121、S−131、S−132、S−141、S−145(いずれも旭硝子社製)、フルラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129、FC−135、FC−170C、FC−430、FC−431(いずれも住友スリーエム社製)、メガファックF−470、F1405、F−474(いずれも大日本インキ化学工業社製)、ゾニールTBS、FSP、FSA、FSN−100、FSN、FSO−100、FSO、FS−300、UR(いずれもデュポン社製)、FT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW(いずれも株式会社ネオス社製)、PF−151N(オムノバ社製)などが挙げられる。これらの中でも、信頼性と発色向上に関して良好な点から、ゾニールFS−300、FSN、FSN−100、FSO(デュポン社製)が特に好ましい。
−浸透剤−
前記浸透剤としては、有機溶剤のうち、機能的にインクの紙への浸透を促進する効果が高いものを意味(一方、湿潤剤は、有機溶剤のうち、ヘッドの乾燥を防ぐ湿潤効果が認められるもの意味する)し、具体的には炭素数8以上のポリオール化合物やグリコールエーテル化合物が該当する。すなわち、本実施形態のインクにおける浸透剤としては、ポリオール化合物やグリコールエーテル化合物等の水溶性有機溶剤が用いられ、特に、炭素数8以上11以下のポリオール化合物、及びグリコールエーテル化合物の少なくともいずれかが好適に用いられる。
前記ポリオール化合物の炭素数が8未満であると、十分な浸透性が得られず、両面印刷時に記録用メディアを汚したり、記録用メディア上でのインクの広がりが不十分で画素の埋まりが悪くなるため、文字品位や画像濃度の低下が生じることがある。
前記炭素数8以上のポリオール化合物としては、例えば、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(溶解度:4.2%(25℃))、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール(溶解度:2.0%(25℃))、などが好適である。
前記浸透剤の添加量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜10質量%がより好ましい。
−湿潤剤−
前記湿潤剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリオール化合物、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、尿素化合物及び糖類から選択される少なくとも1種が好適である。
前記ポリオール化合物としては、例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類、多価アルコールアリールエーテル類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用して使用してもよい。
前記多価アルコール類としては、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、ポリプロピレングリコール、1、3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール1,3−プロパンジオール、1,5ペンタンジオール、1、6ヘキサンジオール、グリセロール、1、2、6−ヘキサントリオール、1、2、4−ブタントリオール、1、2、3−ブタントリオール、ペトリオールなどが挙げられる。
前記多価アルコールアルキルエーテル類としては、例えば、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、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、テトラエチ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などが挙げられる。
前記多価アルコールアリールエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテルなどが挙げられる。
前記含窒素複素環化合物としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプローラクタムなどが挙げられる。前記アミド類としては、例えば、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミドなどが挙げられる。前記アミン類としては、例えば、モノエタノ−ルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミンなどが挙げられる。前記含硫黄化合物類としては、例えば、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノールなどが挙げられる。前記尿素化合物としては、例えば、尿素、チオ尿素、エチレン尿素及び1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンから選択される少なくとも1種が挙げられる。前記尿素類の前記インクへの添加量は、一般的に0.5〜50質量%が好ましく、1〜20質量%がより好ましい。
前記糖類としては、単糖類、二糖類、オリゴ糖類(三糖類及び四糖類を含む)、多糖類、又はこれらの誘導体などが挙げられる。これらの中でも、グルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオースが好適であり、マルチトース、ソルビトース、グルコノラクトン、マルトースが特に好ましい。前記多糖類とは、広義の糖を意味し、α−シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質を含む意味に用いることができる。前記糖類の誘導体としては、前記糖類の還元糖(例えば、糖アルコール(ただし、一般式:HOCH(CHOH)CHOH(ただし、nは2〜5の整数を表わす)で表わされる)、酸化糖(例えば、アルドン酸、ウロン酸など)、アミノ酸、チオ酸などが挙げられる。これらの中でも、特に糖アルコールが好ましい。該当アルコールとしては、例えば、マルチトール、ソルビット、などが挙げられる。
これらの中でも、溶解性と水分蒸発による噴射特性不良の防止に対して優れた効果が得られる点から、グリセリン、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、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、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、テトラエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、ポリエチレングリコール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドンが好適である。
前記湿潤剤の前記インク中における含有量は、10〜50質量%が好ましく、20〜35質量%がより好ましい。前記含有量が少なすぎると、ノズルが乾燥しやすくなり液滴の吐出不良が発生することがあり、多すぎるとインク粘度が高くなり、適正な粘度範囲を超えてしまうことがある。
−樹脂エマルジョン−
本実施形態のインクは顔料定着剤として、任意の樹脂エマルジョンを使用できる。前記樹脂エマルジョンは、樹脂微粒子を連続相としての水中に分散したものであり、必要に応じて界面活性剤のような分散剤を含有しても構わない。前記分散相成分としての樹脂微粒子の含有量(樹脂エマルジョン中の樹脂微粒子の含有量)は一般的には10〜70質量%が好ましい。また、前記樹脂微粒子の粒径は、特にインクジェット記録装置に使用することを考慮すると、平均粒径10〜1000nmが好ましく、20〜300nmがより好ましい。
前記分散相の樹脂微粒子成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリルスチレン系樹脂、アクリルシリコーン系樹脂などが挙げられ、これらの中でも、アクリルシリコーン系樹脂が特に好ましい。
前記樹脂エマルジョンとしては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。該市販の樹脂エマルジョンとしては、例えば、マイクロジェルE−1002、E−5002(スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ペイント株式会社製)、ボンコート4001(アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製)、ボンコート5454(スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製)、SAE−1014(スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ゼオン株式会社製)、サイビノールSK−200(アクリル系樹脂エマルジョン、サイデン化学株式会社製)、プライマルAC−22、AC−61(アクリル系樹脂エマルジョン、ローム・アンド・ハース製)、ナノクリルSBCX−2821、3689(アクリルシリコーン系樹脂エマルジョン、東洋インキ製造株式会社製)、#3070(メタクリル酸メチル重合体樹脂エマルジョン、御国色素社製)などが挙げられる。
前記樹脂エマルジョンにおける樹脂微粒子成分の前記インクにおける添加量としては、0.1〜50質量%が好ましく、0.5〜20質量%がより好ましく、1〜10質量%が更に好ましい。前記添加量が0.1質量%未満であると、耐目詰まり性及び吐出安定性の向上効果が十分でないことがあり、50質量%を超えると、インクの保存安定性を低下させてしまうことがある。
−その他の成分−
前記その他の成分としては、特に制限はなく、必要に応じて適宜選択することができ、例えば、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、光安定化剤、などが挙げられる。
前記pH調整剤としては、調合されるインクに悪影響をおよぼさずにpHを7以上に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて任意の物質を使用することができる。該pH調製剤としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物;水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物、第4級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、などが挙げられる。
−インクの製法−
本実施形態のインクは、水、粒子状の色材、界面活性剤を含み、更に必要に応じて浸透剤、湿潤剤、樹脂エマルジョン、その他の成分を水性媒体中に分散又は溶解し、さらに必要に応じて攪拌混合して製造する。前記分散は、例えば、サンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ペイントシャイカー、超音波分散機等により行なうことができ、攪拌混合は通常の攪拌羽を用いた攪拌機、マグネチックスターラー、高速の分散機等で行なうことができる。
−インクの固形分−
本実施形態のインクの固形分は、6質量%以上であることが望ましい。この濃度より低いと、乾燥時の粘度上昇が緩やかで、画像が滲みやすい傾向がある。高ければ高いほど良いが、あまりに高いとノズル詰まりが激しくなり、画像に抜け等が生じやすくなる、従って15質量%以下であることが望ましい。
−インク物性−
本実施形態のインクとしては、非常に浸透性が高いものであることが好ましく、その条件とは表面張力が30mN/m以下が好ましいことが判明した。表面張力が30mN/mより大きいとインクの浸透が遅く画像が滲んでしまう現象が発生するため、高品位な画像が得られない。表面張力は低ければ低いほど顔料と溶剤の分離能が向上するため、より低い方が望ましいが、前記表面張力が15mN/m未満であると、ノズルプレートに濡れすぎてインク滴の形成(粒子化)がうまくできなかったり、本実施形態のメディア上での滲みが顕著となり、安定したインクの吐出が得られないことがあり、15〜30mN/mであることが好ましく、15〜25mN/mであることがより好ましい。インクの表面張力は、浸透剤(例えば、エチルヘキサンジオール。EHDとも言う)の量並びに、フッ素系界面活性剤(例えば、DuPont社製FS300。)の添加量により、調整することができる。ここで、前記表面張力は、例えば、表面張力測定装置(協和界面科学株式会社製、CBVP−Z)を用い、白金プレートを使用して25℃で測定することができる。
本実施形態のインクは、従来の空隙型インクジェット用メディアにも印字可能である。但し、この場合、インク吸収速度が速すぎるため、インク滴がメディア表面に着弾した後ドットが濡れ広がる前に溶媒が浸透してしまい、ドット径が小さくなってしまう。その結果濃度の低下や粒状感の増大等が発生し易くなる。そのため高品位な画像を作成するためには解像度を上げて印字する必要が生じてしまうため、印字速度の低下やインク消費量の増大を招くことがある。更に、インクジェット用メディアのような吸収性の高いメディアに画像形成した場合には、着弾後にインクが急速にメディアに吸収されるために、インク記録物の画像面が極度の突状になり易く、光沢処理液を塗布しても光沢が出難い。
前記インクの物性としては、例えば、粘度、pH等が以下の範囲であることが好ましい。前記インクの粘度は、25℃で、3cps以上30cps以下が好ましく、5〜20cpsがより好ましい。前記粘度が20cpsを超えると、吐出安定性の確保が困難になることがある。 前記pHとしては、例えば、7〜10が好ましい。
<クリアインク>
本実施形態の記録方法においては、非常に地肌光沢の高いメディアに対して、高固形分のインクを用いて画像形成するため、画像光沢が地肌光沢に比べて低くなる傾向がある。これは、一つにはインクの顔料濃度が高く、かつインクの乾燥性が早いため、画像表面がレベリングする十分な時間が取れないことにある。また、ある場合は、色材がメディア表面に形成に形成する色材層の厚みが薄く、平滑な層が形成され難いことに起因する。これらの欠点を改善する為に、画像部に樹脂成分を含むクリアインクを後処理工程において印字し、画像光沢と耐擦性改善することにより、銀塩写真並みの画像光沢と画像信頼性を低コストに実現することができるのである。
本実施形態の記録方法の後処理工程で用いられるクリアインクとしては、樹脂微粒子を水中に分散した樹脂エマルジョンを含有し、必要に応じてその他の成分を含有しても良い。
−樹脂エマルジョン−
本実施形態のクリアインクに用いられる樹脂エマルジョンは、樹脂微粒子を連続相としての水に分散したものであり、必要に応じて界面活性剤のような分散剤を含有しても構わない。
前記樹脂エマルジョンにおける分散相の樹脂微粒子成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリルスチレン系樹脂、アクリルシリコーン系樹脂などが挙げられ、これらの中でも、アクリルシリコーン系樹脂が特に好ましい。
本実施形態のクリアインクでは、樹脂エマルジョンに特定のウレタン系エマルジョンを併用することで、出来上がりの画像光沢を調整することができる。あらかじめ、所望のメディアに対し、アクリル系エマルジョンを使用したクリアインクの画像光沢度とウレタン系エマルジョンを使用したクリアインクの画像光沢度を測定し、地肌光沢に合わせて使用率を比例配分することにより、地肌光沢と画像光沢のバランスをとることが可能となる。
前記樹脂エマルジョンとしては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。該市販の樹脂エマルジョンとしては、前記インクに用いられる市販の樹脂エマルジョンと同様のものが用いられる。
前記樹脂微粒子の前記クリアインクにおける含有量〔クリアインク中の樹脂微粒子の含有量。(固形分量)〕としては、10質量%以上60質量%以下が好ましく、10〜30質量%が更に好ましい。前記添加量が10質量%未満であると、画像に光沢を持たせることができず、60質量%を超えるとインクジェットヘッドの吐出安定性が極度に悪くなったり、製膜性が低下して画像光沢が充分に改良されないことがある。また、固形分が30質量%を超えると、エマルジョンによってはインクジェットノズルの目詰まりがしやすくなる場合があり、信頼性に問題が生じることがある。尚、樹脂エマルジョン中の樹脂微粒子の含有量は一般的には10〜70質量%が好ましい。また、前記樹脂微粒子の粒径は、特にインクジェット記録装置に使用することを考慮すると、吐出安定性の点から平均粒径10〜1000nmが好ましく、20〜300nmがより好ましい。
−その他の成分−
本実施形態のクリアインクを構成する樹脂エマルジョンは乾燥すると成膜し、再分散性、再溶解性が極度に低下するため、ヘッド近傍で乾燥すると吐出安定性が低下することがある。従って、本実施形態のクリアインクは湿潤剤を含有することが好ましい。吐出安定性の点から、湿潤剤の量は、20質量%以上含有することが好ましいが、あまりに多くするとエマルジョンの分散破壊が発生し、沈澱等が生じやすくなる為、60質量%以下であることが望ましい。湿潤剤の種類としては、前記インクの湿潤剤と同様のものが使用可能である。
また本実施形態のクリアインクは、従来のクリアインクと異なり、乾燥(浸透)速度が速すぎると十分な画像光沢を発揮することができないことがある。このため、固形分量や湿潤剤量の配合比により乾燥速度の最適化をすることができる。この場合、水の比率を増やすこと、固形分を下げること、クリアインク中の界面活性剤の量を増やすこと等で乾燥速度を速く調節することができる。検討の結果、乾燥速度は、2秒以上60秒以下である事が望ましい。2秒以下であると、画像光沢が改善されず、60秒以上であると、ハンドリングに問題が生じやすくなる。なお、乾燥速度の判断は、クリアインクを所望の付着量でメディア上に矩形に印字したのち、一定の時間経過後に、水猫紙のような水で変色する紙を押し当てることで判断することができる。
その他、クリアインクには、防腐剤やpH調整剤など、前記のインクに利用可能な各種添加剤がそのまま利用可能である。
−クリアインク物性−
クリアインクの粘度は5mPa・s以上30mPa・s以下であることが望ましい。5mPa・s未満であると、クリアインクの吸収速度が早すぎ、クリア層がレベリングする十分な時間が確保できない。クリアインクの粘度は高いほうが良いが、30mPa・sを超えるとインクジェットノズルからの吐出が困難となる。粘度調整は湿潤剤の成分比を変えたり、固形分比率を変えることにより調整可能であり、後述のインクと同様の調整方法を用いることができる。
本実施形態のクリアインクは表面張力を低くする必要がある。本実施形態では、インク吸収の低いメディアに作像するために、有色インクの濡れ性を極力挙げる目的で、フッ素系界面活性剤を利用して表面張力をコントロールしている。これにより作像された画像の表面は界面活性剤の影響で表面エネルギーが低くなっている。従来のインクジェット記録方法に用いられるクリアインクでは画像上でハジキが発生し、均一な光沢が得られない。そのため表面張力は30mN/m以下にする必要がある。低ければ低いほど良いが、15mN/m未満になるとインクジェットノズルとの濡れ性とのバランスがとれず、粒子化が困難となるため、15mN/m以上であることが望ましい。この表面張力の調整は、前記のインクの表面張力の調整方法や添加剤がそのまま利用可能である。
また、本実施形態発明のクリアインクを用いた場合、使用するエマルジョンの種類によってはメディアの地肌光沢に対してあまりに光沢が出すぎてしまう場合がある。従来技術の、強光沢紙とクリアインクの組み合わせにおいてもそのようなケースがあり、従来ではそういった場合、地肌の部分にもクリアインクを印字して、画像と地肌の光沢差を無くすことがよく行われる。しかし、その場合は所望の地肌光沢と質感が異なってしまい、問題となるケースが多々ある。
<メディア>
本実施形態のメディアとして適切であるかどうかの指標としては、まず第一に、動的走査吸液計のインク吸収量により判断することができる。即ち、動的走査吸液計で測定した接触時間500msにおけるインクのメディアへの吸収量が1ml/m以上10ml/m以下であることが望ましい。この条件を満たしたメディアは本発明の機能を有しているとみなせ、前記のインクと組み合わせることで、いわゆる「切れ」の良い、文字、画像の周辺部分にボケ、フェザリング、ブリードのない、光学的濃度(OD)の高い記録画像を得ることができる。吸収量が1ml/mよりも小さいと、乾燥性が不十分であるため、拍車痕が発生したり、ビーディングなどが発生しやすくなり、高速なインクジェット画像の形成が困難となる。また吸収量が10ml/mより大きいと後処理時にクリアインクのしみ込みが発生し、均一な後処理が困難とななったり、ブリードが発生しやすく、乾燥後の画像部の光沢が低くなる。また、ラミネートや箔押しなど、商業印刷で用いられる各種後処理とのマッチングが困難となる。なお、本実施形態ではインクのメディアへの吸収がほぼ完了した飽和状態での浸透性を表すために、インク吸収量測定における接触時間を500msとした。
このような本実施形態のメディアは、塗工層に顔料及び樹脂バインダーをも含み、これらを主成分とする構成であるが、樹脂バインダー配合量をリッチにすることで転移量は減少する方向に、顔料配合量をリッチにする方向で吸収量が増える方向に調整可能である。また、塗工層を構成する顔料粒子の比表面積を大きくすること、例えば粒径を小さくしたり、比表面積の大きな種類の顔料を使用することでも、吸収量を大きくすることが可能である。
ここで、前記動的走査吸収液計(dynamic scanning absorptometer;DSA,紙パ技協誌、第48巻、1994年5月、第88〜92頁、空閑重則)は、極めて短時間における吸収量を正確に測定できる装置である。前記動的走査吸液計は、吸液の速度をキャピラリー中のメニスカスの移動から直読する、試料を円盤状とし、この上で吸液ヘッドをらせん状に走査する、予め設定したパターンに従って走査速度を自動的に変化させ、1枚の試料で必要な点の数だけ測定を行なう、という方法によって測定を自動化したものである。紙試料への液体供給ヘッドはテフロン(登録商標)管を介してキャピラリーに接続され、キャピラリー中のメニスカスの位置は光学センサで自動的に読み取られる。具体的には、動的走査吸液計(K350シリーズD型、協和精工株式会社製)を用いて、インクの転移量を測定した。接触時間500msにおける転移量は、それぞれの接触時間の近隣の接触時間における転移量の測定値から補間により求めることができる。測定は23℃50%RHで行なうことができる。
−支持体−
本実施形態のメディアの支持体としては、セルロースパルプが用いられる。より具体的には、前記支持体としての化学パルプ、機械パルプ及び古紙回収パルプ等を任意の比率で混合して用いられ、必要に応じて内添サイズ剤、歩留まり向上剤、紙力増強剤等を添加した原料を長網フォーマやギャップタイプのツインワイヤーフォーマ、長網部の後半部をツインワイヤーで構成するハイブリッドフォーマ等で抄紙されたものが使用される。
本実施形態のメディアの支持体に使用するパルプは、バージンのケミカルパルプ(CP)、例えば、広葉樹晒クラフトパルプ、針葉樹晒クラフトパルプ、広葉樹未晒クラフトパルプ、針葉樹未晒クラフトパルプ、広葉樹晒亜硫酸パルプ、針葉樹晒亜硫酸パルプ、広葉樹未晒亜硫酸パルプ、針葉樹未晒亜硫酸パルプなどの木材及びその他の繊維原料を化学的に処理して作成されたバージンのケミカルパルプ、及び、バージンの機械パルプ(MP)、例えば、グランドパルプ、ケミグランドパルプ、ケミメカニカルパルプ、セミケミカルパルプなどの木
材及びその他の繊維原料を主に機械的に処理して作成されたバージンの機械パルプを含有させてもよい。
また古紙パルプを用いてもよく、古紙パルプの原料としては、財団法人古紙再生促進センターの古紙標準品質規格表に示されている、上白、罫白、クリーム白カード、特白、中白、模造、色白、ケント、白アート、特上切、別上切、新聞、雑誌などが挙げられる。具体的には、情報関連用紙である非塗工コンピュータ用紙、感熱紙、感圧紙等のプリンタ用紙;PPC用紙等のOA古紙;アート紙、コート紙、微塗工紙、マット紙等の塗工紙;上質紙、色上質、ノート、便箋、包装紙、ファンシーペーパー、中質紙、新聞用紙、更紙、スーパー掛け紙、模造紙、純白ロール紙、ミルクカートン等の非塗工紙、などの紙や板紙の古紙で、化学パルプ紙、高歩留りパルプ含有紙などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記古紙パルプは、一般的に、以下の4工程の組み合わせから製造される。
(1)離解は、古紙をパルパーにて機械力と薬品で処理して繊維状にほぐし、印刷インキを繊維より剥離する。
(2)除塵は、古紙に含まれる異物(プラスチックなど)及びゴミをスクリーン、クリーナー等により除去する。
(3)脱墨は、繊維より界面活性剤を用いて剥離された印刷インキをフローテーション法、又は洗浄法で系外に除去する。
(4)漂白は、酸化作用や還元作用を用いて、繊維の白色度を高める。
前記古紙パルプを混合する場合、全パルプ中の古紙パルプの混合比率は、記録後のカール対策から40%以下が好ましい。
本実施形態のメディアの支持体に用いることができる填料としては、炭酸カルシウムが有効であるが、カオリン、焼成クレー、パイロフィライト、セリサイト、タルク等のケイ酸類等の無機填料や、サチンホワイト、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫化亜鉛、プラスチックピグメント、尿素樹脂等の有機顔料も併用することができる。
本実施形態のメディアにおける支持体に使用する内添サイズ剤は、特に限定されるものではなくインクジェット記録用紙や商業印刷用紙に使用される公知の内添サイズ剤の中から適宜選択して使用することができる。例えば、ロジンエマルジョン系サイズ剤等を挙げることができるが、紙面pHを高くするために、中性抄紙に用いられる中性ロジン系サイズ剤、アルケニル無水コハク酸(ASA)、アルキルケテンダイマー(AKD)、石油樹脂系サイズ剤などが望ましい。これらの中でも、中性ロジンサイズ剤又はアルケニル無水コハク酸が特に好適である。内添サイズ剤の使用量は、絶乾パルプ100質量部に対して、好ましくは0.1〜0.7質量部であるが、これに限定されるものではない。
前記支持体に使用される内添填料としては、例えば、白色顔料として従来公知の顔料が用いられる。該白色顔料としては、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、カオリン、クレー、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、リトポン、ゼオライト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム等のような白色無機顔料;スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂等のような有機顔料、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
−塗工層−
本実施形態のメディアの塗工層は、顔料及び樹脂バインダー(結着剤)を含有してなり、更に必要に応じて、界面活性剤、その他の成分を含有してなる。前記顔料としては、無機顔料、もしくは無機顔料と有機顔料を併用したものを用いることができる。
前記無機顔料としては、例えば、カオリン、タルク、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、非晶質シリカ、チタンホワイト、炭酸マグネシウム、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、クローライト、イライト、クレーなどが挙げられる。これらの顔料の中でも、屈折率がなるべく高いものを使用することにより、塗工層の厚みを薄くすることができる。但しコストの点からは炭酸カルシウムやカオリンを使用することが好ましく、特に、カオリンは光沢発現性に優れており、オフセット印刷用の用紙に近い風合いとすることができる点から特に好ましい。これらの顔料は、本発明の効果を損なわない限り併用することができ、また、列挙しなかった他の顔料と併用することもできる。
前記カオリンには、デラミネーテッドカオリン、焼成カオリン、表面改質等によるエンジニアードカオリン等があるが、光沢発現性を考慮すると、粒子径が2μm以下の割合が80質量%以上の粒子径分布を有するカオリンが、カオリン全体の50質量%以上を占めていることが好ましい。前記カオリンの添加量は、前記塗工層の全顔料100質量部に対し50質量部以上が好ましい。前記添加量が50質量部未満であると、光沢度において十分な効果が得られないことがある。前記添加量の上限は特に制限はないが、カオリンの流動性、特に高せん断力下での増粘性を考慮すると、塗工適性の点から、90質量部以下がより好ましい。
またこれら高屈折率の顔料と、低屈折率のシリカや有機顔料を併用しても良い。前記有機顔料としては、例えば、スチレン−アクリル共重合体粒子、スチレン−ブタジエン共重合体粒子、ポリスチレン粒子、ポリエチレン粒子等の水溶性ディスパージョンがある。これら有機顔料は2種以上が混合されてもよい。前記有機顔料の添加量は、前記塗工層の全顔料100質量部に対し2〜20質量部が好ましい。前記有機顔料は、光沢発現性に優れていることと、その比重が無機顔料と比べて小さいことから、嵩高く、高光沢で、表面被覆性の良好な塗工層を得ることができる。前記添加量が2質量部未満であると、前記効果がなく、20質量部を超えると、塗工液の流動性が悪化し、塗工操業性の低下に繋がることと、コスト面からも経済的ではない。前記有機顔料には、その形態において、密実型、中空型、ドーナツ型等があるが、光沢発現性、表面被覆性及び塗工液の流動性のバランスを鑑み、平均粒子径は0.2〜3.0μmが好ましく、より好ましくは空隙率40%以上の中空型が採用される。
本実施形態のメディアで使用される色材顔料塗工層の樹脂バインダーは、塗工層を構成する顔料及び基紙との接着力が強いと共に、ブロッキングを起こさない水性樹脂、エマルジョン等であれば特に限定されるものではない。
このような水性結着剤としては、例えば、ポリビニルアルコールや酸化デンプン、エステル化デンプン、酵素変性デンプン、カチオン化デンプンなどのデンプン類、カゼイン、大豆タンパク質類、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等の繊維素誘導体、スチレン−アクリル樹脂、イソブチレンー無水マレイン酸樹脂、アクリルエマルジョン、酢ビエマルジョン、塩化ビニリデンエマルジョン、ポリエステルエマルジョン、SBR(Styrene Butadiene Rubber)ラタックス、アクリルニトリルブタジエンラテックス等を挙げることができる。これらの中でも、コストの観点からデンプンやスチレン−ブタジエンラテックスを使用することが好ましい。ここでSBRラテックスとは、スチレンとブタジエンのモノマーを主成分として、必要に応じて他のモノマーを加えて乳化重合法により製造されたスチレン−ブタジエン共重合体を不連続相とする合成ゴムラテックスである。このSBRラテックスは、キャストコート紙において紙塗工用に一般的に用いられる樹脂バインダーであって、塗工層に加えるとメディア表面が疎水性になり、インクジェットインクの濡れ性が悪化すること、またインクジェットインクの定着剤として用いられるカチオン剤との相性が悪いため、通常、インクジェット用紙には用いられないが、オフセット印刷適正を高めるために極めて好ましい。前記他のモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸あるいはメタクリル酸のアルキルエステル、アクリロニトリル、マレイン酸、フマル酸、酢酸ビニルなどのビニル系モノマーが良く使用されるものである。また、メチロール化メラミン、メチロール化尿素、メチロール化ヒドロキシプロピレン尿素、イソシアネート等の架橋剤を含有してよいし、N−メチロールアクリルアミドなどの単位を含む共重合体で自己架橋性を持つものを用いてもよい。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。SBRラテックスを構成するスチレン−ブタジエン共重合体における、スチレンモノマーの含量は、好ましくは20〜80質量%であり、ブタジエンモノマーの含量は、好ましくは80〜20質量%である。
本実施形態のメディアで使用される塗工層における前記樹脂バインダーの添加量の使用比率は、全被覆層固形分の50〜70質量%が好ましく、より好ましくは55〜60質量%である。少ないと接着力が不十分となり、インク受容層の強度の低下、内部結合強度の低下や粉落ちの発生が懸念される。
本実施形態のメディアの塗工層には本発明の目的及び効果を損なわない範囲で、更に必要に応じて、その他の成分を添加することができる。該その他の成分としては分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤等、通常の塗工紙用顔料に配合される各種助剤のほか、pH調整剤、防腐剤、酸化防止剤、カチオン性有機化合物等の添加剤を使用しても良い。
塗工層に使用される界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤のいずれも使用することができるが、これらの中でも、非イオン界面活性剤が特に好ましい。前記界面活性剤を添加することにより、画像の耐水性が向上するとともに、画像濃度が高くなり、ブリーディングが改善される。
前記非イオン界面活性剤としては、例えば、高級アルコールエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アルコール脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物、高級脂肪族アミンエチレンオキサイド付加物、脂肪酸アミドエチレンオキサイド付加物、油脂のエチレンオキサイド付加物、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物、グリセロールの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステル、ソルビトール及びソルビタンの脂肪酸エステル、ショ糖の脂肪酸エステル、多価アルコールのアルキルエーテル、アルカノールアミン類の脂肪酸アミド等が挙られる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記多価アルコールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリット、ソルビトール、ショ糖などが挙げられる。またエチレンオキサイド付加物については、水溶性を維持できる範囲で、エチレンオキサイドの一部をプロピレンオキサイドあるいはブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドに置換したものも有効である。置換率は50%以下が好ましい。前記非イオン界面活性剤のHLB(親水性新油性比)は4〜15が好ましく、7〜13がより好ましい。前記界面活性剤の添加量は、前記カチオン性有機化合物100質量部に対し、0〜10質量部が好ましく、0.1〜1.0質量部がより好ましい。
前記塗工層には、本発明の目的及び効果を損なわない範囲で、更に必要に応じて、さらにその他の成分を添加することができる。該その他の成分としては、アルミナ粉末、pH調整剤、防腐剤、酸化防止剤等の添加剤が挙げられる。
また、本実施形態のメディアの場合、カチオン性有機化合物は必ずしも配合する必要はなく、逆に添加しすぎると紙面pHを下げてしまう場合が多いが、目的に応じて必要最低限度、選択使用することができる。
前記カチオン性有機化合物としては、例えば、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン重縮合物、ジメチルアミン・アンモニア・エピクロルヒドリン縮合物、ポリ(メタクリル酸トリメチルアミノエチル・メチル硫酸塩)、ジアリルアミン塩酸塩・アクリルアミド共重合物、ポリ(ジアリルアミン塩酸塩・二酸化イオウ)、ポリアリルアミン塩酸塩、ポリ(アリルアミン塩酸塩・ジアリルアミン塩酸塩)、アクリルアミド・ジアリルアミン共重合物、ポリビニルアミン共重合物、ジシアンジアミド、ジシアンジアミド・塩化アンモニウム・尿素・ホルムアルデヒド縮合物、ポリアルキレンポリアミン・ジシアンジアミドアンモニウム塩縮合物、ジメチルジアリルアンモニウムクローライド、ポリジアリルメチルアミン塩酸塩、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクローライド)、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクローライド・二酸化イオウ)、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクローライド・ジアリルアミン塩酸塩誘導体)、アクリルアミド・ジアリルジメチルアンモニウムクローライド共重合物、アクリル酸塩・アクリルアミド・ジアリルアミン塩酸塩共重合物、ポリエチレンイミン、アクリルアミンポリマー等のエチレンイミン誘導体、ポリエチレンイミンアルキレンオキサイド変性物、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態のメディアの支持体に塗工層を塗布により付与する方法としては特に規定しないが、直接塗布する方法、他の基材上に一度塗布したものをメディアに転写する方法、スプレー等によって噴霧する方法等が利用できる。直接塗布する方法としては、例えば、ロールコーター法、エアナイフコーター法、ゲートロールコーター法、サイズプレス法、シムサイザー法、ロッドメタリングサイズプレスコータ等フィルムトランスファー方式あるいはファウンテンあるいはロールアプリケーション等によるブレードコーター方式等を挙げることができる。また強光沢面を作るためにキャスト法も用いることができる。
これらの中でも、コストの点から、抄紙機に設置されているコンベンショナルサイズプレス、ゲートロールサイズプレス、フィルムトランスファーサイズプレスなどで含浸又は付着させ、オンマシンで仕上げる方法が好ましい。
前記塗工層液の付着量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、固形分で、0.5〜25g/mが好ましい。0.5g/m未満であるとインク色材成分を十分分離することができないため色材が紙中に浸透し濃度低下や文字滲みが生じてしまう。 前記含浸又は塗布の後、必要に応じて乾燥させてもよく、この場合の乾燥の温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、100〜250℃程度が好ましい。
塗工層の乾燥処理は、例えば、熱風乾燥炉、熱ドラム等を用いて行なうことができる。更に、表面を平滑化するために、あるいは表面の強度を上げるためにカレンダー装置(スーパーカレンダー、ソフトカレンダー、グロスカレンダー等)で表面仕上げを施しても良い。
本実施形態のメディアの坪量は、100〜300g/mであることが好ましい。100g/m未満であるとコシがなく、品位感が劣る。300g/mを超えるとコシが大きくなりすぎるため搬送経路の途中にある曲線部で記録用メディアが曲がりきれず、やはり記録用メディアが詰まってしまうなどの搬送不良が生じやすい。
本実施形態のメディアは従来のインクジェット用メディアと違ってインク吸収性が低い方が、最終的な光沢処理を均一に行いやすい。言い換えればインク吸収性が高いと、クリアインク等を吸収してしまい、均一な製膜が困難となり、光沢が出にくくなる。クリアインクの付着量を増やせば良いが、コストが掛かるのと、紙がゆがんだり、乾燥ムラに伴う光沢ムラが発生する等、不具合が発生しやすくなる。
このようなインク吸収性が少なく、インクの成分が紙に浸透しにくいメディアとしては、キャストコート紙が好適に用いられる。キャストコート紙とは、上記の塗工量による分類とは異なり製法により分類されるもので、一般に塗工液が生乾きの状態で、加熱した鏡面のロール(キャストドラム)に巻きつけ、その面を転写することで紙表面に鏡面のような平滑性を付与したものである。キャストコート紙の塗工量は通常固形量で20〜30g/m程度である。キャストコート紙の具体的な商品としては、ミラーコートプラチナ(王子製紙)、エスプリコートC(日本製紙)、等が挙げられる。
本実施形態によれば、その他の印刷用塗工紙であっても、前記インク吸収量条件を満たすものであれば、良好な画像を形成することができる。このような印刷用塗工紙としては、経済産業省や日本製紙連合会の品種分類により塗工量で慣用的に分類される、いわゆるアート紙(A0,A1)、コート紙(A2,B2)、軽量コート紙(A3,B3)、微塗工紙といった商業印刷・出版印刷に用いられている塗工紙のことであり、オフセット印刷、グラビア印刷等に用いられるものである。ここで、アート紙とは塗工量が固形量で片面20g/m以上のものであり、コート紙とは塗工量が固形量で片面10g/m〜20g/mであり、軽量コート紙とは、塗工量が固形量で片面6g/m〜10g/m程度であり、微塗工紙とは、塗工量が固形量で片面6g/m以下のものである。
アート紙としては、OK金藤N、OK金藤−R40N、SA金藤N、サテン金藤N、サテン金藤−R40N、ウルトラサテン金藤N、ウルトラOK金藤N、金藤片面(王子製紙)、NPi特アート、NPiスーパーアート、NPiスーパーダル、NPiダルアート(日本製紙)、ユトリロスーパーアート、ユトリロスーパーダル、ユトリロプレミアム(大王製紙)、高級アートA、特菱アート、スーパーマットアートA、高級ダルアートA(三菱製紙)、雷鳥スーパーアートN、雷鳥スーパーアートMN、雷鳥特アート、雷鳥ダルアートN(中越パルプ)等が挙げられる。
A2コート紙としては、OKトップコート+(プラス)、OKトップコートS、OKカサブランカ、OKカサブランカV、OKトリニティ、OKトリニティNaVi、ニューエイジ、ニューエイジW、OKトップコートマットN、OKロイヤルコート、OKトップコートダル、Zコート、OK嵩姫、OK嵩王、OK嵩王サテン、OKトップコート+、OKノンリンクル、OKコートV、OKコートNグリーン100、OKマットコートグリーン100、ニューエイジグリーン100、Zコートグリーン100(王子製紙)、オーローラコート、しらおいマット、インペリアルマット、シルバーダイヤ、リサイクルコート100、サイクルマット100(日本製紙)、ミューコート、ミューホワイト、ミューマット、ホワイトミューマット(北越製紙)、雷鳥コートN、レジーナ雷鳥コート100、雷鳥マットコートN、レジーナ雷鳥マット100(中越パルプ工業)、パールコート、ホワイトパールコートN、ニューVマット、ホワイトニューVマット、パールコートREW、ホワイトパールコートNREW、ニューVマットREW、ホワイトニューVマットREW(三菱製紙)、等が挙げられる。
A3コート(軽量コート)紙としては、OKコートL、ロイヤルコートL、OKコートLR、OKホワイトL、OKロイヤルコートLR、OKコートLグリーン100、OKマットコートLグリーン100(王子製紙)、イースターDX、リサイクルコートL100、オーローラL、リサイクルマットL100、<SSS>エナジーホワイト(日本製紙)、ユトリロコートL、マチスコート(大王製紙)、ハイ・アルファ、アルファマット、(N)キンマリL、キンマリHiL(北越製紙)、NパールコートL、NパールコートLREW、スイングマットREW(三菱製紙)、スーパーエミネ、エミネ、シャトン(中越パルプ工業)等が挙げられる。
B2コート(中質コート)紙としてはOK中質コート、(F)MCOP、OKアストログロス、OKアストロダル、OKアストロマット(王子製紙)、キングO(日本製紙)等が挙げられる。
微塗工紙としてはOKロイヤルライトSグリーン100、OKエバーライトコート、OKエバーライトR、OKエバーグリーン、クリーンヒットMG、OK微塗工スーパーエコG、エコグリーンダル、OK微塗工マットエコG100、OKスターライトコート、OKソフトロイヤル、OKブライト、クリーンヒットG、やまゆりブライト、やまゆりブライトG、OKアクアライトコート、OKロイヤルライトSグリーン100、OKブライト(ラフ・ツヤ)、スノーマット、スノーマットDX、OK嵩姫、OK嵩ゆり(王子製紙)、ピレーヌDX、ペガサスハイパー8、オーローラS、アンデスDX、スーパーアンデスDX、スペースDX、セーヌDX、特グラビアDX、ペガサス、シルバーペガサス、ペガサスハーモニー、グリーンランドDX100、スーパーグリーンランドDX100、<SSS>エナジーソフト、<SSS>エナジーライト、EEヘンリー(日本製紙)、カントエクセル、エクセルスーパーB、エクセルスーパーC、カントエクセルバル、ユトリロエクセル、ハイネエクセル、ダンテエクセル(大王製紙)、コスモエース(大昭和板紙)、セミ上L、ハイ・ベータ、ハイ・ガンマ、シロマリL、ハミング、ホワイトハミング、セミ上HiL、シロマリHiL(北越製紙)、ルビーライトHREW、パールソフト、ルビーライトH(三菱製紙)、シャトン、ありそ、スマッシュ(中越パルプ工業)、スターチェリー、チェリースーパー(丸住製紙)等が挙げられる。
また特殊なコート紙として、既に本特許の条件を満たしているものならば本特許のメディアとして代用することができる。例えば一部の電子写真向けコート紙や、グラビア印刷用コート紙が挙げられる。具体的にはPODグロスコート(王子製紙)やスペースDX(日本製紙)、エース(日本製紙)等が挙げられる。これらは塗工層の細孔容積が適切であり、本特許のメディアとして使用可能である。
−メディア物性−
前記メディアのJIS−ZS−8741に規定される60°光沢度は、50%以上であり、好ましくは70%以上ある。60°光沢度が50%よりも小さい場合には、記録物の光沢感が不足し好ましくない。
<記録方法>
本実施形態の記録方法は、前記メディアに前記インクを飛翔させて画像を形成する画像形成工程と、前記像形成工程により画像形成されたメディアに前記クリアインクを塗布する後処理工程を少なくとも含む。本実施形態の記録方法は、後記の記録装置により好適に実施することができる。前記飛翔させる前記インクの液滴は、その大きさとしては、例えば、1〜40plとするのが好ましく、その吐出噴射の速さとしては5〜20m/sが好ましく、その駆動周波数としては1kHz以上が好ましく、その解像度としては300dpi以上が好ましい。
本実施形態の記録方法では、インク中の色材の染み込みを防ぎ、効率的にメディア表面近傍に偏在させると同時に、インクの乾燥性を確保するために、インク総量(付着量とも言う。)が制限される必要がある。インク総量とは、画像を形成する際の重要なパラメーターであり、最高濃度のベタ画像を形成する際の単位面積当たりのインク量の事を指す。本発明では、このインク総量を規定することで、インク吸収性の悪いメディアに対しても、ビーディングやブリードの少ない均一な画像を形成することが可能となる。逆にこの上限を超えて、従来のインクジェット記録方法のように多量のインクを使用すると、インク溶媒と一緒にインクの色材顔料が浸透してしまったり、インクの溶媒成分の浸透が間に合わず、作像に大きく支障をきたすため、品質の良い画像が得られない。
具体的には、本実施形態のインクを用いる場合、画像作成時の最大インク付着量(インク総量規制値)は15g/mで良く、それ以下のインク付着量で作像を行なうことで、ビーディングやブリードの無い、非常に高画質な画像を得ることができる。また望ましくは12g/m以下であることも判明した。
これは、従来の染料インクとインクジェット用メディアの組み合わせと異なり、本実施形態の顔料インクとメディアの場合、色材はメディア表面に堆積した形で存在しており、メディアの表面を覆うのに必要な量の色材があれば、それ以上の色材は無駄となるばかりか、本実施形態の高浸透のインクを用いてさえも、余ったインク溶剤が隣接ドットと干渉し、ビーディングやブリードを発生させてしまうためである。
特に本実施形態のインクを使用しても、従来のインクジェット記録のようにインクの総量規制値を高く設定してしまうと、ベタ部やシャドー部で多くのインク量が使用され、メディアの色材分離能を超え、画像が滲んだり、乾燥性が大きく低下したりする。
さらに印字に必要なインク総量を少なくすることで、従来のインクジェットプリンタに比べインクカートリッジの容量を小さくすることができ、装置のコンパクト化も可能となった。また従来と同様のカートリッジサイズであるならば、インクカートリッジの交換頻度を減らすことができ、より低コストな印字が可能となる。
基本的にこのインク総量は少なければ少ないほどメディアの塗工層の顔料分離能力が発揮されるが、あまりに少なくすると印字後の画像ドット径が小さくなりすぎてしまうという副作用もあるため、目的とする画像に応じてこの範囲内でインク総量を設定(規制)するのが望ましい。
なお本実施形態においては、インク総量は、質量法を用いて測定した。具体的にはインクジェット専用紙であるスーパーファイン専用紙(エプソン社製)に5cm×20cmの矩形ベタ画像を最高濃度で印字し、印字直後に質量を測定し、印字前の質量を差し引き、その値を100倍してインク総量とした。
本実施形態の記録方法における後処理工程におけるクリアインクの塗布方法は、従来のインクジェット方式がそのまま利用できる。なお、目的により後処理工程におけるクリアインクの塗布方法に、バーコーター、オフセット印刷機、スクリーン印刷機、ロールコーター等によりクリアインクを塗布する方法を用いても良い。後処理工程における、クリアインクの付着量は、乾燥重量で0.3g/m以上5g/m以下、好ましくは、1.0g/m以上4g/m以下である。0.3g/mよりも少ないとと画像光沢が向上しない場合があり、5g/mよりも多いと乾燥不良や吸収ムラによる光沢ムラが発生する場合があり、好ましくない。
<インクカートリッジ>
本実施形態のインクカートリッジは、本発明のインクを容器中に収容してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材等を有してなる。前記容器としては、特に制限はなく、目的に応じてその形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋などを少なくとも有するもの、などが好適に挙げられる。
次に、インクカートリッジについて、図1及び図2を参照して説明する。ここで、図1は、本実施形態のインクカートリッジの一例を示す図であり、図2は図1のインクカートリッジのケース(外装)も含めた図である。
インクカートリッジ(200)は、図1に示すように、インク注入口(242)からインク袋(241)内に充填され、排気した後、該インク注入口(242)は融着により閉じられる。使用時には、ゴム部材からなるインク排出口(243)に装置本体の針を刺して装置に供給される。
<インクジェット記録装置>
本実施形態のインクジェット記録装置は、インク飛翔手段を少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、刺激発生手段、制御手段等を有してなる。
−インク飛翔手段−
前記インク飛翔手段は、本実施形態のインクに、刺激を印加し、該インクを飛翔させて本実施形態のメディアに画像を記録する手段である。該インク飛翔手段としては、特に制限はなく、例えば、インク吐出用の各種のノズル、などが挙げられる。
本実施形態においては、該インクジェットヘッドの液室部、流体抵抗部、振動板、及びノズル部材の少なくとも一部がシリコン及びニッケルの少なくともいずれかを含む材料から形
成されることが好ましい。また、インクジェットノズルのノズル径は、30μm以下が好ましく、1〜20μmが好ましい。
前記刺激は、例えば、前記刺激発生手段により発生させることができ、該刺激としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、熱、圧力、振動、光、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、熱、圧力が好適に挙げられる。
前記インクジェット記録方法におけるインクの飛翔の態様としては、特に制限はなく、前記刺激の種類等応じて異なり、例えば、前記刺激が「熱」の場合、記録ヘッド内の前記インクに対し、記録信号に対応した熱エネルギーを例えばサーマルヘッド等を用いて付与し、該熱エネルギーにより前記インクに気泡を発生させ、該気泡の圧力により、該記録ヘッドのノズル孔から該インクを液滴として吐出噴射させる方法、などが挙げられる。また前記刺激が「圧力」の場合、例えば記録ヘッド内のインク流路内にある圧力室と呼ばれる位置に接着された圧電素子に電圧を印加することにより、圧電素子が撓み、圧力室の容積が縮小して、前記記録ヘッドのノズル孔から該インクを液滴として吐出噴射させる方法、などが挙げられる。
本実施形態のインクジェット記録装置により本実施形態のインクジェット記録方法を実施する一態様について、図面を参照しながら説明する。図3に示すインクジェット記録装置は、装置本体(101)と、装置本体(101)に装着した用紙を装填するための給紙トレイ(102)と、装置本体(101)に装着され画像が記録(形成)された用紙をストックするための排紙トレイ(103)と、前記インクカートリッジを装填するインクカートリッジ装填部(104)とを有する。インクカートリッジ装填部(104)の上面には、操作キーや表示器などの操作部(105)が配置されている。インクカートリッジ装填部(104)は、インクカートリッジ(200)の脱着を行なうための開閉可能な前カバー(115)を有している。
装置本体(101)内には、図4及び図5に示すように、図示を省略している左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド(131)とステー(132)とでキャリッジ(133)を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ(不図示)によって図5で矢示方向に移動走査する。
以下、本実施形態を適用したインクジェットヘッドについて示す。図6は、本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの要素拡大図、図7は、同ヘッドのチャンネル間方向の要部拡大断面図である。
このインクジェットヘッドは、インク供給口(不図示)と共通液室(1b)となる彫り込みを形成したフレーム(10)と、流体抵抗部(2a)、加圧液室(2b)となる彫り込みとノズル(3a)に連通する連通口(2c)を形成した流路板(20)と、ノズル(3a)を形成するノズル板と、凸部(6a)、ダイヤフラム部(6b)及びインク流入口(6c)を有する振動板(60)と、該振動板(60)に接着層(70)を介して接合された積層圧電素子(50)と、該積層圧電素子(50)を固定しているベース(40)を備えている。
ベース(40)はチタン酸バリウム系セラミックからなり、積層圧電素子(50)を2列配置して接合している。
<インク記録物>
本実施形態のインクジェット記録方法により記録されたインク記録物は、本実施形態のインク記録物である。本実施形態のインク記録物は、高画質で滲みがなく、経時安定性に優れ、各種の印字乃至画像の記録された資料等として各種用途に好適に使用することができる。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。
−インクの調整−
製造例1:シアン分散体(銅フタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子分散体)
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管、及び滴下ロートを備えた1Lフラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、スチレン11.2g、アクリル酸2.8g、ラウリルメタクリレート12.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート4.0g、スチレンマクロマー(東亜合成株式会社製、商品名:AS−6)4.0g、及びメルカプトエタノール0.4gを仕込み、65℃に昇温した。次に、スチレン100.8g、アクリル酸25.2g、ラウリルメタクリレート108.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート36.0g、ヒドロキシエチルメタクリレート60.0g、スチレンマクロマー(東亜合成株式会社製、商品名:AS−6)36.0g、メルカプトエタノール3.6g、アゾビスジメチルバレロニトリル2.4g、及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を2.5時間かけてフラスコ内に滴下した。
滴下終了後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.8g、及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を0.5時間かけてフラスコ内に滴下した。65℃にて1時間熟成した後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.8gを添加し、更に1時間熟成した。反応終了後、フラスコ内に、メチルエチルケトン364gを添加し、濃度が50質量%のポリマー溶液800gを得た。次に、ポリマー溶液の一部を乾燥し、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(標準:ポリスチレン、溶媒:テトラヒドロフラン)で測定したところ、重量平均分子量(Mw)は15000であった。
次に、得られたポリマー溶液28g、銅フタロシアニン顔料26g、1mol/L水酸化カリウム水溶液13.6g、メチルエチルケトン20g、及びイオン交換水30gを十分に攪拌した。その後、3本ロールミル(株式会社ノリタケカンパニー製、商品名:NR−84A)を用いて20回混練した。得られたペーストをイオン交換水200gに投入し、十分に攪拌した後、エバポレーターを用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、固形分量が20.0質量%の青色のポリマー微粒子分散体160gを得た。得られたポリマー微粒子について、粒度分布測定装置(マイクロトラックUPA、日機装株式会社製)で測定した平均粒子径(D50%)は93nmであった。
製造例2:マゼンタ分散体(ジメチルキナクリドン顔料含有ポリマー微粒子分散体)
製造例1において、銅フタロシアニン顔料を顔料ピグメントレッド122に変更した以外は、製造例1と同様にして、赤紫色のポリマー微粒子分散体を調製した。得られたポリマー微粒子について、粒度分布測定装置(マイクロトラックUPA、日機装株式会社製)で測定した平均粒子径(D50%)は127nmであった。
製造例3:イエロー分散体(モノアゾ黄色顔料含有ポリマー微粒子分散体)
製造例1において、銅フタロシアニン顔料を顔料ピグメントイエロー74に変更した以外は、製造例1と同様にして、黄色のポリマー微粒子分散体を調製した。得られたポリマー微粒子について、粒度分布測定装置(マイクロトラックUPA、日機装株式会社製)で測定した平均粒子径(D50%)は76nmであった。
製造例4:ブラック分散体(カーボンブラックのポリマー微粒子分散体)
製造例1において、銅フタロシアニン顔料をカーボンブラック(デグサ社製、FW100)に変更した以外は、製造例1と同様にして、黒色のポリマー微粒子分散体を調製した。得られたポリマー微粒子について、粒度分布測定装置(マイクロトラックUPA、日機装株式会社製)で測定した平均粒子径(D50%)は104nmであった。
次に、上記製造例1〜4で得たポリマー微粒子分散体を用いてインク組成物を製造した。
製造例5:シアンインク1
製造例1の銅フタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子分散体20.0質量%、3−メチル−1,3−ブタンジオール23.0質量%、グリセリン8.0質量%、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール2.0質量%、FS−300(DuPont社製)2.5質量%、プロキセルLV(アベシア社製)0.2質量%、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール0.5質量%、及びイオン交換水を適量加えて100質量%とし、その後、平均孔径0.8μmのメンブレンフィルターで濾過を行なった。その後イオン交換水を使用し固形分を、12質量%に調整した。以上によりインク組成物を調製した。得られたインク組成物の25℃における粘度は9mPa・s、表面張力は25mN/mであった。粘度の測定は、粘度測定装置(東機産業社製、R500回転粘度計)を用いて、25℃で行った。表面張力の測定は表面張力測定装置(協和界面科学株式会社製、CBVP−Z)を用い、白金プレートを用いて、25℃で行った。(インク及びクリアインクの粘度測定方法、表面張力測定方法は以後においても同様。)
製造例6:マゼンタインク1
製造例2のジメチルキナクリドン顔料含有ポリマー微粒子分散体20.0質量%、3−
メチル−1,3−ブタンジオール22.5質量%、グリセリン9.0質量%、2−エチル
−1,3−ヘキサンジオール2.0質量%、FS−300(DuPont社製)2.5質量
%、プロキセルLV(アベシア社製)0.2質量%、2−アミノ−2−エチル−1,3−
プロパンジオール0.5質量%、及びイオン交換水を適量加えて100質量%とし、その
後、平均孔計0.8μmのメンブレンフィルターで濾過を行なった。その後イオン交換水
を使用し固形分を、12質量%に調整した。以上によりインク組成物を調製した。得られ
たインク組成物の25℃における粘度は9mPa・s、表面張力は25mN/mであった

製造例7:イエローインク1
製造例3のモノアゾ黄色顔料含有ポリマー微粒子分散体20.0質量%、3−メチル−1,3−ブタンジオール24.5質量%、グリセリン8.0質量%、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール2.0質量%、FS−300(DuPont社製)2.5質量%、プロキセルLV(アベシア社製)0.2質量%、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール0.5質量%、及びイオン交換水を適量加えて100質量%とし、その後、平均孔径0.8μmのメンブレンフィルターで濾過を行なった。その後イオン交換水を使用し固形分を、12質量%に調整した。以上によりインク組成物を調製した。得られたインク組成物の25℃における粘度は9mPa・s、表面張力は25mN/mであった。
製造例8:ブラックインク1
製造例4のカーボンブラック分散液20.0質量%、3−メチル−1,3−ブタンジオール22.5質量%、グリセリン7.5質量%、2−ピロリドン2.0質量%、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール2.0質量%、R−(OCHCHOH(ただし、式中、Rは炭素数12のアルキル基、n=9)2.0質量%、プロキセルLV(アベシア社製)0.2質量%、及び2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール0.5質量%、及びイオン交換水を適量加えて100質量%とし、その後、平均孔径0.8μmのメンブレンフィルターで濾過を行なった。その後イオン交換水を使用し固形分を、12質量%に調整した。以上によりインク組成物を調製した。得られたインク組成物の25℃における粘度は9mPa・s、表面張力は25mN/mであった。
−クリアインク1の調整−
下記に示す各成分を混合し、十分攪拌して溶解後、ポアサイズが0.45μmのフロロポアフィルター(商品名:住友電工(株)製)を用いて加圧濾過しクリアインクセット1を調整した。
ジュリマーET315(アクリル酸アルキル共重合体エマルション 日本純薬株式会社)
(固形分33質量%に調整したもの) 60.0質量%
グリセリン 10.0質量%
3−メチル−1,3−ブタンジオール 25.0質量%
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
FS−300(DuPont社製) 2.3質量%
プロキセルLV(アベシア社製) 0.2質量%
2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール 0.5質量%
−クリアインク2の調整−
下記に示す各成分を混合し、十分攪拌して溶解後、ポアサイズが0.45μmのフロロポアフィルター(商品名:住友電工(株)製)を用いて加圧濾過しクリアインクセット2を調整した。
ボンコートCG−5010(アクリル-ウレタン系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製)
(固形分33質量%に調整したもの) 60.0質量%
グリセリン 10.0質量%
3−メチル−1,3−ブタンジオール 25.0質量%
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
FS−300(DuPont社製) 2.3質量%
プロキセルLV(アベシア社製) 0.2質量%
2−アミノー2−エチル−1,3−プロパンジオール 0.5質量%
−クリアインク3の調整−
下記に示す各成分を混合し、十分攪拌して溶解後、ポアサイズが0.45μmのフロロポアフィルター(商品名:住友電工(株)製)を用いて加圧濾過しクリアインク3を調整した。粘度は6mPa・sに調整した。
ジュリマーET315(アクリル酸アルキル共重合体エマルション 日本純薬株式会社)
(固形分33質量%に調整したもの) 18.2質量%
3−メチル−1,3−ブタンジオール 35.0質量%
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
FS−300(DuPont社製) 2.3質量%
プロキセルLV(アベシア社製) 0.2質量%
2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール 0.5質量%、
−クリアインク4の調整−
下記に示す各成分を混合し、十分攪拌して溶解後、ポアサイズが0.45μmのフロロポアフィルター(商品名:住友電工(株)製)を用いて加圧濾過しクリアインク4を調整した。粘度は28mPa・sに調整した。
ジュリマーET315(アクリル酸アルキル共重合体エマルション 日本純薬株式会社)
(固形分33質量%に調整したもの) 60.0質量%
グリセリン 35.0質量%
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
FS−300(DuPont社製) 2.3質量%
プロキセルLV(アベシア社製) 0.2質量%
2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール 0.5質量%
−クリアインク1/2の調整−
クリアインク1とクリアインク2を質量比1:1で混合してクリアインク1/2を調整した。
−メディア製造−
支持体1の作製
・LBKP 80質量部
・NBKP 20質量部
・軽質炭酸カルシウム(商品名:TP−121、奥多摩工業株式会社製)10質量部
・硫酸アルミニウム 1.0質量部
・両性澱粉(商品名:Cato3210、日本NSC株式会社製) 1.0質量部
・中性ロジンサイズ剤 0.3質量部
(商品名:NeuSize M−10、ハリマ化成株式会社製)
・歩留まり向上剤(商品名:NR−11LS、ハイモ社製) 0.02質量部
上記配合の0.3質量%スラリーを長網抄紙機で抄造し、マシンカレンダー仕上げをして坪量79g/mの支持体1を作製した。なお、抄紙工程のサイズプレス工程で、酸化澱粉水溶液を固形分付着量が片面当り、1.0g/mになるように塗布した。
メディア製造例(記録用紙1)
作製した支持体1に、顔料として粒子計2μm以下の割合が97質量%のカオリン70質量部、平均粒子径1.1μmの重質炭酸カルシウム30質量部、接着剤として、ガラス転移温度(Tg)が−5℃のスチレン・ブタジエン共重合体エマルジョン8質量部、リン酸エステル化澱粉1質量部、助剤としてステアリン酸カルシウム0.5質量部を加え、さらに水を加えて固形分濃度60%の塗工液を調整した。
この塗工液を上記の原紙に片面当り塗工層厚みが10μmになるように、ブレードコーターを用いて両面塗工し、熱風乾燥後、線圧20kg/cmでスーパーカレンダー処理を行い、本発明のグロスコート紙(記録用紙1)を得た。
実施例1〜4,6,7、参考例5、比較例1〜7
製造例5〜8にて製造したシアンインク1、マゼンタインク1、イエローインク1、ブラックインク1からなるインクセット1と、表1に記載のメディアとを用いて、300dpi、ノズル解像度384ノズルを有するドロップオンデマンドプリンタ試作機を使用し、画像解像度600dpiにて印字を行なった。大滴サイズは20plとし、中滴サイズは10pl、小滴サイズは2plとした。二次色の総量規制を140%にして付着量規制を実施しした。印字の際は300dot四方のインク総量が12g/m2にてベタ画像、及び文字を印写した。得られた画像について画像光沢を評価した。更に、画像形成後のメディアに、表1に記載のクリアインクを表1の付着量にて塗布した。尚、塗布装置としてはインクカートリッジにクリアインクを充填したインクジェット記録装置(GX5000)を用い、光沢紙−きれいモードでMS wordのベタ画像のグラフィックスを用いてメディア全体にクリアインクを塗布した。更に、光沢処理後の画像光沢を評価した。
<評価項目とその測定方法>
−吸収量−
各記録用メディアについて、動的走査吸液計(K350シリーズD型、協和精工株式会社製)を用いて、25℃50%RHにて、実施例・比較例のインクの吸収量を測定した。接触時間500msにおける吸収量は、それぞれの接触時間の近隣の接触時間における吸収量の測定値から補間により求めた。なお、吸収量の測定においては、各インクセットのシアンインクを用いた。
−光沢度−
マイクロ−グロス光沢計(BYK−Gardner社)を使用しグリーンベタ部の60°光沢を測定した。クリアインク処理前後の差をとり、評価を行った。
また、クリアインク処理により光沢にムラが発生していないものを○、光沢にムラが発生したもの、ハジキなどの欠陥が発生したものについては、目視で許容可能なものを△、許容できないものを×とした。
−画像耐擦性−
各画像プリントのシアンべた画像部について、印刷24h後、クロックメータ(CM−1型)を使用し、摩擦子に白綿布(JISL0803綿3号)を両面粘着フォームテープ(3M社製#4016 t=1.6)で貼り付け、5往復摩擦し、綿布に付着した色材の濃度を分光測色濃度計(エックスライト社製Model-938)を使用して測定した。
(評価基準)
○:濃度が0.05以下であり、実用上問題無いレベルにある
×:濃度が0.05より大きく、実用上問題がある。もしくは改善効果が認められない。
−総合評価−
各項目のうち、まず画像耐擦性が改善されなかったものについては×とし、改善効果の認められたものについては○とした。
画像耐擦性が改善されたもののうち、地肌耐擦性、光沢ムラなどで不具合がみとめられるものを△とした。




















Figure 0005509603
尚、表1中の各メディアの詳細は次のとおりである。
*ミラーコートプラチナ:王子製紙社製キャストコート紙
*PODグロス:王子製紙社製電子写真用コート紙
*クリスピア:セイコーエプソン社製インクジェット用写真用紙
また、表1中の各クリアインクの詳細は次のとおりである。
*グロスエンハンサ:セイコーエプソン社製インクジェット用クリアインク
*グロスオプティマイザー:ヒューレット・パッカード社製インクジェット用クリアインク





















Figure 0005509603

本発明の記録方法は、一般の銀塩写真に近い風合いの印字物を高速に提供することができ、インク記録物、インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法に好適に用いることができる。また得られた印字物は画像の耐擦性に優れ、印字後すぐのハンドリングにも支障がない。
本発明の記録方法は、インクジェット記録方式を必要とする各種記録に適用することができ、例えば、インクジェット記録用プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファックス/コピア複合機、印刷機などに特に好適に適用することができる。
本発明のインクカートリッジの一例を示す概略図である。 図1のインクカートリッジのケース(外装)も含めた概略図である。 インクジェット記録装置のインクカートリッジ装填部のカバーを開いた状態の斜視説明図である。 インクジェット記録装置の全体構成を説明する概略構成図である。 本発明のインクジェットヘッドの一例を示す概略拡大図である。 本発明のインクジェットヘッドの一例を示す要素拡大図である。 本発明のインクジェットヘッドの一例を示す要部拡大断面図である。
(図1、図2)
200 インクカートリッジ
241 インク袋
242 インク注入口
243 インク排出口
244 カートリッジ外装
(図3、図4、図5)
101 装置本体
102 給紙トレイ
103 排紙トレイ
104 インクカートリッジ装填部
105 操作部
111 上カバー
112 前面
115 前カバー
131 ガイドロッド
132 ステー
133 キャリッジ
134 記録ヘッド
135 サブタンク
141 用紙載置部
142 用紙
143 給紙コロ
144 分離パッド
145 ガイド
151 搬送ベルト
152 カウンタローラ
153 搬送ガイド
155 加圧コロ
156 帯電ローラ
157 搬送ローラ
158 デンションローラ
161 ガイド部材
171 分離爪
172 排紙ローラ
173 排紙コロ
181 両面給紙ユニット
182 手差し給紙部
200 インクカートリッジ
(図6、図7)
1b 共通液室
2a 液体抵抗部
2b 加圧液室
2c 連通口
2d 隔壁
3a ノズル
5f 駆動部
5g 支持部
6a 凸部
6b ダイヤフラム
6c インク流入口
10 フレーム
20 流路板
30 ノズルプレート
40 ベース
50 積層圧電素子
60 振動板
70 接着層

Claims (6)

  1. セルロースパルプを主成分とする支持体の少なくとも一方の面上に少なくとも一層の無機顔料とスチレン−ブタジエン共重合体とを含有する塗工層を有してなるメディアに、粒子状の色材と界面活性剤と水とを含有する固形分6質量%以上のインクを飛翔させて画像を形成する画像形成工程と、
    画像形成後のメディアの全体に、表面張力が15mN/m以上20mN/m以下であり、樹脂微粒子と水とを含有する固形分10質量%以上のクリアインクを塗布する後処理工程とを有しており
    走査吸液計による接触時間500msにおける前記メディアに対する前記インクの吸収量が1ml/m以上10ml/m以下であり、
    前記後処理工程における前記クリアインクの付着量は、乾燥付着量で1.0g/m 以上5.0g/m 以下であることを特徴とする記録方法。
  2. 2種類のクリアインクを備え、前記後処理工程においてメディアの地肌光沢に応じてクリアインクの使用率を変えながら塗布す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。
  3. 前記メディアのJIS−ZS−8741に規定される60°光沢度が、50%以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の記録方法。
  4. 前記界面活性剤が、フッ素系界面活性剤であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の記録方法。
  5. 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の記録方法に用いられるクリアインクであって、湿潤剤を20質量%以上含有し、かつ25℃における粘度が5mPa・s以上30mPa・s以下であるクリアインク。
  6. 面活性剤を含ことを特徴とする請求項5に記載のクリアインク。
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