JP2003025708A - 記録方法、記録装置、記録物の製造方法、記録物 - Google Patents
記録方法、記録装置、記録物の製造方法、記録物Info
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Abstract
法および装置を提供すること。 【解決手段】 色材を含むアニオン性若しくはカチオン
性のインクと、前記インクに対して逆極性に表面が帯電
している微粒子が分散状態で含まれる液体組成物とを用
いて被記録媒体上に記録を行うに際し、液体組成物の前
記被記録媒体への単位面積あたりの付与量をM(pg/
μm2)、前記液体組成物の微粒子濃度をD(%)、前
記被記録媒体の前記液体組成物に対する吸収係数をKa
(μm/msec1/2)、前記被記録媒体における液
体組成物の濡れ時間をtw(msec)、前記液体組成
物が前記被記録媒体に付与された後、前記インクが前記
付与された液体組成物に接触するまでの時間をt(ms
ec)とすると、前記M、D、Ka、tw、tが 【外1】 なる関係を満たすように記録を行う。
Description
ンクと微粒子を含有する液体組成物とをインクジェット
方式等を用いて被記録媒体に付与し、発色性と色の均一
性に優れた画像を得る技術に関する。
翔させ、紙等の被記録媒体にインクを付着させて記録を
行うものである。例えば、特公昭61−59911号公
報、特公昭61−59912号公報及び特公昭61−5
9914号公報において開示されている、吐出エネルギ
ー供給手段として電気変換体を用い、熱エネルギーをイ
ンクに与えて気泡を発生させることにより液滴を吐出さ
せる方式のインクジェット記録方法によれば、記録ヘッ
ドの高密度マルチオリフィス化を容易に実現することが
でき、高解像度及び高品位の画像を高速で記録すること
ができる。
に用いられるインクは、水を主成分とし、これにノズル
内でのインクの乾燥防止、ノズルの目詰まり防止等の目
的でグリコール等の水溶性高沸点溶剤を含有しているも
のが一般的である。そのためこのようなインクを用いて
被記録媒体に記録を行った場合には、十分な定着性が得
られなかったり、被記録媒体としての記録紙表面におけ
る填料やサイズ剤の不均一な分布によると推定される不
均一画像の発生等の問題を生じる場合がある。一方、近
年は、インクジェット記録物に対しても、銀塩写真と同
レベルの高い画質を求める要求が強くなっており、イン
クジェット記録画像の画像濃度を高めること、色再現領
域を広げること、更には記録物の色の均一性を向上させ
ることに対する技術的な要求が非常に高くなっている。
記録方法の安定化、そしてインクジェット記録方法によ
る記録物の品質向上を図るために、これまでにも種々の
提案がなされてきている。被記録媒体に関する提案のう
ちの一つとして、被記録媒体の基紙表面に、充填材やサ
イズ剤を塗工する方法が提案されている。例えば、充填
材として色材を吸着する多孔質微粒子を基紙に塗工し、
この多孔質微粒子よってインク受容層を形成する技術が
開示されている。これらの技術を用いた被記録媒体とし
て、インクジェット用コート紙等が発売されている。
記録方法の安定化、そしてインクジェット記録方法によ
る記録物の品質向上を図るために、これまでにも種々の
提案がなされてきている。以下に、その代表的なものの
幾つかをまとめる。
添する方法;被記録媒体へのインクの定着性を早める手
段として特開昭55−65269号公報に、インク中に
界面活性剤等の浸透性を高める化合物を添加する方法が
開示されている。また、特開昭55−66976号公報
には、揮発性溶剤を主体としたインクを用いることが開
示されている。
成物を被記録媒体上で混合する方法;画像濃度の向上、
耐水性の向上、更にはブリーディングの抑制を目的とし
て、記録画像を形成するためのインクの噴射に先立ち或
いは噴射後に、被記録媒体上に画像を良好にせしめる液
体組成物を付与する方法が提案されている。
は、塩基性ポリマーを含有する液体組成物を被記録媒体
に付着させた後、アニオン染料を含有したインクによっ
て記録する方法が開示されており、特開昭63−226
81号公報には、反応性化学種を含む第1の液体組成物
と該反応性化学種と反応を起こす化合物を含む第二の液
体組成物を被記録媒体上で混合する記録方法が開示され
ており、更に特開昭63−299971号公報には、1
分子当たり2個以上のカチオン性基を有する有機化合物
を含有する液体組成物を被記録媒体上に付与した後、ア
ニオン染料を含有するインクで記録する方法が開示され
ている。また、特開昭64−9279号公報には、コハ
ク酸等を含有した酸性液体組成物を被記録媒体上に付与
した後、アニオン染料を含有したインクで記録する方法
が開示されている。
には、染料を不溶化させる液体組成物をインクの付与に
先立って紙に付与するという方法が開示されている。更
に特開平8−224955号公報には、分子量分布領域
の異なるカチオン性物質を含む液体組成物を、アニオン
性化合物を含むインクと共に用いる方法が開示され、ま
た、特開平8−72393号公報には、カチオン性物質
と微粉砕セルロースを含む液体組成物をインクと共に用
いる方法が開示されており、いずれも画像濃度が高く、
印字品位、耐水性が良好で、色再現性、ブリーディング
においても良好な画像が得られることが記載されてい
る。また、特開昭55−150396号公報には、被記
録媒体上に染料インクで記録した後に、染料とレーキを
形成する耐水化剤を付与する方法が開示され、記録画像
の耐水性を付与することが提案されている。
被記録媒体上で混合する方法;特開平4−259590
号公報に、無機物質からなる無色の微粒子を含有する無
色液体を被記録媒体上に付与した後、非水系記録液を付
着させる方法が開示され、特開平6−92010号公報
には、微粒子を含む溶液、又は微粒子及びバインダーポ
リマーを含む溶液を被記録媒体上に付与した後、顔料、
水溶性樹脂、水溶性溶剤及び水を含むインクを付着させ
る方法が開示されており、いずれも、紙種によらず印字
品位や発色性の良好な画像が得られることが記載されて
いる。
ような各種のインクジェット記録技術について検討を重
ねた結果、各々の技術課題に対しては優れた効果を確認
できるものの、それと引き換えに、他のインクジェット
記録特性が低下してしまう場合があることを見出した。
例えば、上記した被記録媒体の基紙表面に充填材やサイ
ズ剤を塗工して得られる被記録媒体(以降コート紙とい
う)は、高品質な画像を形成することができる技術とし
て認知されている。
材を凝集させずに単分子状態で被記録媒体の表面に残す
ことが必要であることは知られている。コート紙の多孔
質微粒子には、このような機能がある。しかしながら、
高い画像濃度と画像彩度を得る為には、与えられたイン
ク中の色材に対して、多量の多孔質微粒子で、基紙を覆
い隠すような厚いインク受容層の形成が不可欠となり、
結果として、基紙の質感が失われてしまうという問題が
ある。本発明者らは、このように基紙の質感を失う程の
インク受容層が必要なのは、色材が、多孔質微粒子に効
率的に吸着していないことに起因すると推測した。
定して、以下に説明する。図9は、コート紙表面付近の
断面を模式的に示したものである。同図において、90
1は基紙であり、903はインク受容層を示す。一般
に、インク受容層903は、多孔質微粒子905とそれ
らを固定化する接着剤907を有する。インクが付与さ
れると、インクは多孔質微粒子905間の空隙を毛管現
象によって浸透し、インク浸透部909を形成する。同
図に示した様にインク受容層での多孔質微粒子は局所的
には密度が異なるため、この毛管現象によるインクの浸
透の仕方は場所によって異なる。このため、インクの浸
透過程において、色材は多孔質微粒子表面に均一には接
触できず、色材が効率的に多孔質微粒子に吸着されな
い。
阻害される部分も生じており、インク受容層903内に
はインクが浸透できない部分が存在し、発色には寄与し
ない部分が発生する。即ち、従来のコート紙において
は、上記のような理由により、多孔質微粒子の量に対し
て効率的に色材を単分子状態で吸着することができず、
この結果、高品質の画像を得るためには多量の多孔質微
粒子が必要となり、基紙の質感を損なうこととなってい
た。
で、インクの被記録媒体への定着性は向上するものの、
画像濃度の低下や、普通紙への記録やカラー画像の記録
に重要とされる色再現範囲が低下してしまう場合があっ
た。又、上記(2)の技術によれば、インク中の色材を
被記録媒体表面に留めることができるため、高い画像濃
度の記録物を得ることができる。しかし、色材を被記録
媒体の表面で凝集させているためか、色の再現範囲や彩
度が十分に得られない場合があった。また上記(3)で
説明した従来技術では、微粒子を含む溶液の付与により
被記録媒体の表面状態の改質はえられたものの、コート
紙と同等レベルの高精彩な画像は得られなかった。さら
に特に、非水系記録液ものに関しては色材の選択性や記
録付与方法などの制限もあり、その自由度に課題が残
る。
が残されているため、近年において求められているより
一層の高品位なインクジェット記録物に対しては、新た
なインクジェット記録技術の開発が必要であるとの認識
を、本発明者らは持つに至った。本発明者らは、以上の
ような新たな知見に基づき、色材を吸着する作用を有す
る微粒子を用い、且つ該微粒子に効率的に色材を吸着も
しくは結合させる為に、該微粒子を分散させ、インクと
共に液体状態で用いることにより、色材と微粒子とを液
−液状態で反応させることが可能となり、その結果とし
て画像の濃度や彩度を信頼性良く向上させることができ
ることを見出し、本発明を為すに至った。
する液体組成物を被記録媒体上で混合する場合、インク
と液体組成物との記録条件によっては被記録媒体上に形
成される画像の品位(例えば、発色性)が異なり、コー
ト紙と同等のレベルの高い発色性を得るには、特定の記
録条件を満たす必要があることが解かった。そこで本発
明者らは、高発色な画像が得られる記録条件を規定する
必要があるとの認識を持つに至った。特に、先行して液
体組成物を付与し、その後にインクを付与する場合にお
いて、ある特定の記録条件を用いることで高発色画像を
得ることができるということを本発明らは見出したので
ある。
れたものであり、その目的とするところは、より一層広
い色再現範囲を有し、ブリードの抑制や色の均一性、発
色性等にも優れた高品質な記録物を得ること、また、上
記インクジェット方式等により記録を行うに際し、上記
高発色な画像(インクジェット記録物)を得る為に必要
な記録条件を提供すること、さらには前記記録条件にて
記録を行う記録方法および記録装置を提供することであ
る。特に、先行して液体組成物を付与し、その後にイン
クを付与する場合において、高発色画像を得ることを目
的とする。
造する方法および装置を提供することを目的とする。
の本発明は、下記構成によって達成することができる。
即ち、本発明は、色材を含むアニオン性若しくはカチオ
ン性のインクと、前記インクに対して逆極性に表面が帯
電している微粒子が分散状態で含まれる液体組成物とを
用いて被記録媒体上に記録を行うに際し、液体組成物の
前記被記録媒体への単位面積あたりの付与量をM(pg
/μm2)、前記液体組成物の微粒子濃度をD(%)、
前記被記録媒体の前記液体組成物に対する吸収係数をK
a(μm/msec1/2)、前記被記録媒体における
液体組成物の濡れ時間をtw(msec)、前記液体組
成物が前記被記録媒体に付与された後、前記インクが前
記付与された液体組成物に接触するまでの時間をt(m
sec)とすると、前記M、D、Ka、tw、tが
法である。
該インク中の色材と反応する微粒子を含む液体組成物と
を用いて被記録媒体に記録を行う方法であって、液体組
成物の前記被記録媒体への単位面積あたりの付与量をM
(pg/μm2)、前記液体組成物の微粒子濃度をD
(%)、前記被記録媒体の前記液体組成物に対する吸収
係数をKa(μm/msec1/2)、前記被記録媒体
における液体組成物の濡れ時間をtw(msec)、前
記液体組成物が前記被記録媒体に付与された後、前記イ
ンクが前記付与された液体組成物に接触するまでの時間
をt(msec)とした場合、前記M、D、Ka、t
w、tが
記液体組成物とを前記被記録媒体上において液状で接触
させる工程を有し、前記接触工程において前記インク中
の色材と前記液体組成物中の微粒子とが接触することに
より、前記色材が単分子状態で前記微粒子の表面に吸着
し、前記色材を表面に吸着した微粒子同士が凝集するこ
とを特徴とする記録方法である。
記色材に吸着する微粒子を含む液体組成物とを用いて被
記録媒体に記録を行う方法であって、液体組成物の前記
被記録媒体への単位面積あたりの付与量をM(pg/μ
m2)、前記液体組成物の微粒子濃度をD(%)、前記
被記録媒体の前記液体組成物に対する吸収係数をKa
(μm/msec1/2)、前記被記録媒体における液
体組成物の濡れ時間をtw(msec)、前記液体組成
物が前記被記録媒体に付与された後、前記インクが前記
付与された液体組成物に接触するまでの時間をt(ms
ec)とした場合、前記M、D、Ka、tw、tが
記液体組成物とを前記被記録媒体上において液状で接触
させる工程を有し、前記接触工程において前記インク中
の色材と前記液体組成物中の微粒子とが接触することに
より、単分子状態を保持したままの色材が前記微粒子の
表面に吸着し、前記色材を表面に吸着した微粒子同士が
凝集することを特徴とする記録方法である。
しくはカチオン性のインクと、前記インクに対して逆極
性に表面が帯電している微粒子が分散状態で含まれる液
体組成物とを用いて被記録媒体に対して記録を行うに際
し、前記被記録媒体の表面から少なくとも深さ10μm
以内に、単分子状態の色材が吸着された微粒子が存在す
るように、前記液体組成物を付与した後に前記インクを
付与して記録を行うことを特徴とする記録方法である。
記前記色材に吸着する微粒子を含む液体組成物とを用い
て被記録媒体に対して記録を行うに際し、前記被記録媒
体の表面から少なくとも深さ10μm以内に、単分子状
態の色材が吸着された微粒子同士が凝集した凝集物が存
在するように、前記液体組成物を付与した後に前記イン
クを付与して記録を行うことを特徴とする記録方法であ
る。
しくはカチオン性のインクと、前記インクに対して逆極
性に表面が帯電している微粒子が分散状態で含まれる液
体組成物とを用いて被記録媒体上に記録を行うに際し、
液体組成物の前記被記録媒体への単位面積あたりの付与
量をM(pg/μm2)、前記液体組成物の微粒子濃度
をD(%)、前記被記録媒体の前記液体組成物に対する
吸収係数をKa(μm/msec1/2)、前記被記録
媒体における液体組成物の濡れ時間をtw(mse
c)、前記液体組成物が前記被記録媒体に付与された
後、前記インクが前記付与された液体組成物に接触する
までの時間をt(msec)とすると、前記M、D、K
a、tw、tが
置である。
該インク中の色材と反応する微粒子を含む液体組成物と
を用いて被記録媒体に記録を行う装置であって、液体組
成物の前記被記録媒体への単位面積あたりの付与量をM
(pg/μm2)、前記液体組成物の微粒子濃度をD
(%)、前記被記録媒体の前記液体組成物に対する吸収
係数をKa(μm/msec1/2)、前記被記録媒体
における液体組成物の濡れ時間をtw(msec)、前
記液体組成物が前記被記録媒体に付与された後、前記イ
ンクが前記付与された液体組成物に接触するまでの時間
をt(msec)とした場合、前記M、D、Ka、t
w、tが
記液体組成物とを前記被記録媒体上において液状で接触
させる手段を有し、前記接触工程において前記インク中
の色材と前記液体組成物中の微粒子とが接触することに
より、前記色材が単分子状態で前記微粒子の表面に吸着
し、前記色材を表面に吸着した微粒子同士が凝集するこ
とを特徴とする記録装置である。
記色材に吸着する微粒子を含む液体組成物とを用いて被
記録媒体に記録を行う装置であって、液体組成物の前記
被記録媒体への単位面積あたりの付与量をM(pg/μ
m2)、前記液体組成物の微粒子濃度をD(%)、前記
被記録媒体の前記液体組成物に対する吸収係数をKa
(μm/msec1/2)、前記被記録媒体における液
体組成物の濡れ時間をtw(msec)、前記液体組成
物が前記被記録媒体に付与された後、前記インクが前記
付与された液体組成物に接触するまでの時間をt(ms
ec)とした場合、前記M、D、Ka、tw、tが
記液体組成物とを前記被記録媒体上において液状で接触
させる手段を有し、前記接触工程において前記インク中
の色材と前記液体組成物中の微粒子とが接触することに
より、単分子状態を保持したままの色材が前記微粒子の
表面に吸着し、前記色材を表面に吸着した微粒子同士が
凝集することを特徴とする記録装置である。
しくはカチオン性のインクと、前記インクに対して逆極
性に表面が帯電している微粒子が分散状態で含まれる液
体組成物とを用いて被記録媒体に対して記録を行うに際
し前記被記録媒体の表面から少なくとも深さ10μm以
内に、単分子状態の色材が吸着された微粒子が存在する
ように、前記液体組成物を付与した後に前記インクを付
与して記録を行うことを特徴とする記録装置である。
記前記色材に吸着する微粒子を含む液体組成物とを用い
て被記録媒体に対して記録を行うに際し、前記被記録媒
体の表面から少なくとも深さ10μm以内に、単分子状
態の色材が吸着された微粒子同士が凝集した凝集物が存
在するように、前記液体組成物を付与した後に前記イン
クを付与して記録を行うことを特徴とする記録装置であ
る。
録された記録物を製造する方法であって、上記した本発
明の記録方法により画像を記録する工程を有することを
特徴とする記録物の製造方法である。
する記録物であって、前記画像は、前記被記録媒体の表
面から少なくとも深さ10μm以内に、単分子状態の色
材が吸着された微粒子を含むことを特徴とする記録物で
ある。
する記録物であって、前記画像は、前記被記録媒体の表
面から少なくとも深さ10μm以内に、単分子状態の色
材が吸着された微粒子同士が凝集した凝集物を含むこと
を特徴とする記録物である。
反応」とは、両者の共有結合の他、イオン的結合、物理
的・化学的吸着、吸収、付着、その他の両者の相互作用
を意味するものとする
て本発明を詳しく説明する。
しい実施態様としては、(i)色材を含むインクを被記
録媒体に付与する工程及び(ii)上記本発明の液体組
成物を被記録媒体に付与する工程とを有し、且つ上記被
記録媒体の表面において、インクと液体組成物とが互い
に液体状態で接するように付与されるように構成するこ
とが挙げられる。かかる実施態様を採用することによっ
て、より一層広い色再現領域を有し、ブリードの抑制や
色の均一性、発色性等にも優れ、更にベタ部のスジムラ
が少なく、良好な耐擦過性をも備えたインクジェット記
録物が安定して得られる。
明のインクセットの一実施態様としては、色材を含むイ
ンク及び上記本発明の液体組成物とを組み合わせたもの
が挙げられる。このような実施態様のインクセットを用
いれば、より一層広い色再現領域を有し、ブリードの抑
制や色の均一性、発色性等にも優れ、更にベタ部のスジ
ムラが少なく良好な耐擦過性をも備えたインクジェット
記録物が安定して得られる。また、記録に用いるインク
や液体組成物自体は、上記したように、その構成が極め
てシンプルであるために高品質かつ高信頼性のインクジ
ェット記録を行うことができるという効果が得られる。
が奏される理由は明らかでないが、本発明者らは、以下
の理由によるものと考えている。
ついて、図13及び図14に従って説明する。尚、ここ
では、インクとしてアニオン性基を有する水溶性染料
(アニオン性染料)を含む水性インクを用い、同時に液
体組成物として、表面がカチオン性に帯電している微粒
子が分散状態で含まれている水性の液体組成物を用いた
場合について説明する。
て、図13を用いて説明する。
本発明において、「単分子状態」とは、染料や顔料等の
色材が、インク中で溶解若しくは分散した状態をほぼ保
っていることを指している。このとき、色材が多少の凝
集を引き起こしたとしても、彩度が低下しない範囲であ
れば、この「単分子状態」に含まれることとする。例え
ば、染料の場合、単分子であることが好ましいと考えら
れるため、便宜上染料以外の色材についても「単分子状
態」と呼ぶこととする。
部Iが、主画像部IMとその周辺部ISとから成り立っ
ている状態を模式的に示した図である。図13におい
て、1301は被記録媒体、1302は被記録媒体の繊
維間に生じる空隙を示す。また、1303は、色材13
05が化学的に吸着する微粒子を模式的に示したもので
ある。図13に示したように、本発明のインクジェット
記録画像では、主画像部IMは、色材1305が、単分
子或いは単分子に近い状態(以降「単分子状態」と略
す)で均一に表面に吸着した微粒子1303と、色材の
単分子状態を保持した微粒子の凝集物1307とで構成
されている。1309は、主画像部IM内の被記録媒体
繊維近傍に存在する、微粒子同士の凝集物である。主画
像部IMは、被記録媒体繊維に微粒子1303が物理的
又は化学的に吸着する工程と、色材1305と微粒子1
303とが液−液状態で吸着する工程によって形成され
たものである。そのため、色材自体の発色特性が損なわ
れることが少なく、普通紙等のインクの沈み込み易い記
録媒体においても、画像濃度や彩度が高く、コート紙並
みの色再現範囲の広い画像の形成が可能となる。
インク中に残った色材1305は、被記録媒体1301
に対して横方向にも深さ方向にも浸透するため、周辺部
ISにインクは微少な滲みを形成する。このように記録
媒体1301の表面近傍に色材が残り、且つ周辺部にイ
ンクの微少な滲みを形成させるために、シャドウ部やベ
タ部等のインク付与量が多い画像領域においても、白モ
ヤや色ムラが少なく色の均一性に優れる。なお、図13
に示した様に、被記録媒体1301がインクや液体組成
物の浸透性を有するものである場合には、本態様はイン
ク成分や液体組成物成分の被記録媒体内部への浸透は必
ずしも妨げられるものではなく、ある程度の浸透を許容
するものである。
いては、被記録媒体の表面近傍に存在する微粒子凝集物
1309が形成される際に、凝集物の内部にある程度の
大きさの細孔が形成される。前述のインク中で単独に存
在していた色材1305は被記録媒体内部へと浸透して
いく際に微粒子凝集物1309の細孔内部へと浸透し、
細孔の入口付近や内壁に理想的な単分子状態で吸着し
て、色材をより多く被記録媒体の表面近傍に残留させる
ことができる。これによってより一層優れた発色性の記
録物を得ることができる。
被記録媒体に着色部を形成する方法の一実施態様の着色
部1400の概略断面図及びその形成過程を説明する概
略工程図である。同図において、1401はインクと液
体組成物との反応物、例えば、色材と微粒子との反応物
を主として含む部分(以降「反応部」と略す)であり、
図13の主画像部IMに相当する部分である。1402
は、液体組成物との反応に実質的に関与しなかったイン
クが、反応部1401の辺縁に流出することによって形
成された部分(以降「インク流出部」と略す)であり、
図13の周辺部ISに相当する。かかる着色部1400
は、例えば、以下のようにして形成される。尚、同図に
示した1405は、被記録媒体の繊維間に生じる空隙を
模式的に表したものである。
組成物1406とが液滴として被記録媒体1403に付
与され(図14(1))、その結果、液体組成物の液溜
り1407が形成される(図14(2))。該液溜り1
407内で、被記録媒体の繊維表面の近傍の微粒子14
09は、被記録媒体の繊維表面に物理的又は化学的に吸
着する。この時、分散状態が不安定となって微粒子同士
の凝集物1411を形成するものもあると考えられる。
一方で、液溜り1407内の繊維より離れた部分では、
微粒子1409は、もとの分散状態を保っていると考え
られる。
記録媒体1403に付与される(図14(2))。その
結果、先ずインク1413と液溜り1407の界面にお
いて色材1404は、微粒子1409に化学的に吸着す
る。この反応は、液同士の反応(液−液反応)であるた
め、色材1404は単分子状態で、微粒子1409の表
面に均一に吸着すると考えられる(図14(3)−
2)。即ち、微粒子表面では、色材同士は凝集を起こさ
ないか或いは凝集しても僅かであると推測される。その
結果、反応部1401の表層部に単分子状態で色材14
04が吸着された微粒子が多数形成され、発色に最も影
響を与える表面層に色材を単分子状態で残存させること
ができるため、高画像濃度であって、且つ彩度の高い記
録画像を形成する。
粒子は、分散状態が不安定となるため微粒子同士で凝集
すると考えられる(図14(3)−2)。即ち、ここで
形成された凝集物1415は、その内部にも単分子状態
の色材を保持している。この凝集物1415により、高
画像濃度、且つ高彩度の記録画像が形成される。更に未
反応の色材1404の一部は、液溜り1407内を拡散
し、未反応の微粒子1409の表面に吸着する。このよ
うに、液溜り1407内部で色材と微粒子との反応が更
に進行するため、より高濃度で彩度の高い画像が形成さ
れる。先に説明した被記録媒体の繊維表面に形成された
微粒子の凝集物1411には、液溜り1407の液相が
被記録媒体内への浸透を抑制する役割があると考えられ
る。このため、液溜り1407では、浸透が抑制された
液体組成物中の微粒子1409と色材1404とがより
多く混在することが可能となる。これにより、色材14
04と微粒子1409との接触確率が高められ、反応が
比較的均一に、且つ充分に進行し、より均一で、画像の
濃度と彩度とに優れた画像が形成される。
403に付与された際(図14(1))や、液溜り14
07にインク1413が付与された際には(図14
(2))、微粒子1409を分散させている分散媒が変
化することによって微粒子1409の分散が不安定とな
り、色材1404が吸着する前に微粒子1409間で凝
集を起こすものも存在する。ここでいう分散媒の変化と
は、2種もしくはそれ以上の異種の液体が混合したとき
に一般的に観察される変化、例えば液相のpHや固形分
濃度、溶剤組成、溶存イオン濃度などの物性変化を指
し、液体組成物が被記録媒体やインクと接触した際にこ
れらの変化が急激かつ複合的に生じて、微粒子の分散安
定性を破壊し凝集物を生成するものと考えられる。これ
らの凝集物は、繊維間の空隙を埋める効果や、色材を吸
着した微粒子を、より被記録媒体の表面近傍に残存させ
る効果をもたらすと推測される。また、これら液溜り1
407内で形成された凝集物は、被記録媒体に吸着して
いるものもあれば、液相内を動ける(流動性を有する)
ものも存在するが、流動性を有するものは、前述の色材
と微粒子との反応過程と同様に、微粒子凝集物表面に色
材が単分子状態で吸着し、より大きな凝集塊を形成し、
これが発色性の向上に寄与しているものである。液相が
繊維に沿って浸透する際に液相と共に移動し、空隙を埋
めて被記録媒体の表面を平滑化し、より均一で高濃度の
画像の形成に寄与すると考えられる。
とは、後述の結果により明らかであるが、これは、上記
したように、色材が単分子状態で微粒子もしくは微粒子
凝集物に吸着され、その状態で被記録媒体の表面近傍に
残ったためであると考えられる。色材が単分子状態で吸
着し、被記録媒体の表面近傍に残った微粒子は被記録媒
体の表面に定着する。これにより画像の耐擦過性や耐水
性等の堅牢性が向上する。
媒体に付与した液体組成物中の微粒子の少なくとも一部
は、液媒体の被記録媒体内部への浸透に伴って、被記録
媒体内部に浸透していると考えられる。他方、図14
(4)に明示したように、色材が、先に浸透している微
粒子に、単分子状態で吸着もしくは結合していることも
十分に想定し得ることである。この様に被記録媒体内部
において、色材が単分子状態で吸着もしくは結合してい
る微粒子も、発色性の向上に寄与していると考えられ
る。更にこのような液媒体の浸透により、定着性も向上
すると考えられる。
組成物とインクとの記録条件、詳しくは液体組成物が被
記録媒体に接触した後、該液体組成物に後から付与する
インクが接触するまでの時間差によって、画像の品位が
大きく異なることを本発明者らは見出した。前記時間差
により画像の品位が異なる理由を本発明者らは、以下の
ように考えている。
に付与した際に、前記図14の場合と比較して、相対的
に発色性が劣る着色部が形成される過程を図18により
説明する。図18は液体組成物次いでインクの順で被記
録媒体に付与した際の着色部1800の概略断面図及び
その形成過程を説明する概略工程図である。同図におい
て、1801は液体組成物の凝集物及び該凝集物に付着
した色材である。1802は、液体組成物との反応に実
質的に関与しなかったインクが、反応部1801の辺縁
に流出することによって形成された部分である。かかる
着色部1800は、例えば、以下のようにして形成され
る。尚、同図に示した1805は、被記録媒体の繊維間
に生じる空隙を模式的に表したものである。先ず、色材
1804と反応性を有する液体組成物1806とが液滴
として被記録媒体1803に付与され(図18
(1))、その結果、液体組成物の液溜り1807が形
成される(図18(2))。該液溜り1807内で、被
記録媒体の繊維表面の近傍の微粒子1809は、被記録
媒体の繊維表面に物理的又は化学的に吸着する。この
時、分散状態が不安定となって微粒子同士の凝集物18
11を形成するものもあると考えられる。一方で、液溜
り1807内の繊維より離れた部分では、微粒子180
9は、もとの分散状態を保っていると考えられる。
色材1804が、液滴として被記録媒体1803に付与
される(図18(3))。このとき、先に付与された液
体組成物は被記録媒体中に浸透しており、液溜り180
7は消滅し、被記録媒体表面層に分散状態で残存してい
る微粒子1809は非常に少ない。その結果、液体組成
物1806とインク1813が液−液反応する確率は低
くなる。そのため、図14の場合に比べより多くの色材
1804が被記録媒体の表面層に到達する。このとき色
材1804の中には被記録媒体表面上の凝集物1811
と吸着するものもあるが(図19(4))、図14の場
合に比べより多くの色材1804が被記録媒体中に浸透
する。その結果、発色に最も影響を与える表面層に残存
させる色材1804が図14の場合に比べ少なくなり、
図14の場合と比較し、相対的に発色性が劣る画像が形
成されるものと考えられる。
寄与する被記録媒体表面層において、液体組成物とイン
クとが液−液反応する必要があるという認識に、本発明
者らは至った。好ましくは図14の着色部形成がよいと
考えている。更に加えると、高発色な画像形成を行うた
めには、発色に寄与する被記録媒体表面層に特定量以上
の微粒子が残存している内にインクを接触させる必要が
あるという認識に、本発明者らは至った。
られる更なる理由を記す。本発明の液体組成物を用いる
ことにより、前述の被記録媒体の表面近傍に存在する微
粒子凝集物1411が形成される際に、凝集物の内部に
ある程度の大きさの細孔が形成される。液溜り1407
の中で微粒子1409に吸着しきれなかった色材140
4は、被記録媒体内部へと浸透していく際に溶媒成分と
ともに細孔を通って微粒子凝集物1411の内部へと浸
透するものもある。その際、色材1305は微粒子凝集
物内の細孔の入口付近や細孔内壁に吸着し、溶媒成分の
みが被記録媒体内部へと浸透していくことによって、色
材をより多く微粒子凝集物1411の表面や内部に効率
よく吸着させ、被記録媒体の表面近傍に残留させること
ができる。更に色材1404が染料の場合、微粒子凝集
物1411の細孔直径は色材1404のインク中で存在
している分子サイズの1〜数倍程度であるために、細孔
内部に吸着した色材1404は、色材同士の凝集が極め
て起こり難く、理想的な単分子状態を形成することが可
能となる。このことが発色性の更なる向上に大きく寄与
し、より一層広い色再現範囲を有する記録物を得ること
ができる。
は、液体組成物中に含まれる微粒子だけでなく、溶媒組
成等によっても影響されることが分かり、液体組成物か
ら微粒子凝集物を形成し、この微粒子凝集物のある特定
の細孔半径領域における細孔容積が、被記録媒体上で形
成される画像形成能と非常に相関性が高いことを見出し
た。
粒子と色材とを液相で反応させることにより、色材がア
ニオン性であるときは、極めて効率的にカチオン性微粒
子表面に色材が吸着することとなる。ここで、インクジ
ェット用コート紙において、本発明と同程度の色材吸着
を達成しようとすると、多量のカチオン性多孔質微粒子
が必要となり、基紙を覆い隠すような厚いインク受容層
の形成が不可欠となる。そのために、コート紙では基紙
の質感を損ねる結果に繋がるが、本発明の液体組成物を
構成する微粒子の量は少なくできるため、被記録媒体の
質感を損ねることなく、印字部と未印字部で質感におい
て違和感のない画像形成が可能となる。
とインクとを被記録媒体の表面に付与して画像を形成す
るという点において、前記した従来技術において(3)
に挙げて説明した、インクに微粒子含有液体組成物を外
添する方法と一見類似しているかのように見える。しか
し、本発明は、上記したように液体組成物と色材とを積
極的に反応させ、液体組成物中の微粒子を色材の凝集
(レーキ)を抑える手段として用いているのに対し、上
記(3)で説明した従来技術では、微粒子を含む溶液の
付与の目的は、被記録媒体の表面状態の改質であり、極
性の異なる微粒子とインク中の色材との間で化学的な反
応を生じさせるという思想は何ら開示されていない。そ
して、そのメカニズムの差異に基づくと推測される、こ
れらの記録技術にかかる記録物と、本発明によって得ら
れる記録物との品質の差異は明白なものであった。
インクについて詳細に説明する。
ク若しくはアニオン性のインクの定義について述べる。
インクのイオン特性についていうとき、インク自体は荷
電されておらず、それ自体では中性であることは、当該
技術分野においてよく知られていることである。ここで
いうアニオン性のインク若しくはカチオン性のインクと
は、インク中の成分、例えば、色材がアニオン性基若し
くはカチオン性基を有し、インク中において、これらの
基がアニオン性基又はカチオン性基として挙動するよう
に調整されているインクを指すものである。また、アニ
オン性又はカチオン性の液体組成物に関してもその意味
は上記と同様である。
下の方法に従って少なくとも微粒子と溶媒を含む液体組
成物から得られる微粒子凝集物のある特定の細孔半径領
域における細孔容積を測定する。先ず、これらの細孔物
性を測定するに当たり、上記液体組成物を以下の手順で
前処理する。 (1)上記液体組成物を大気雰囲気下120℃で10時
間乾燥してほぼ溶媒分を蒸発させて乾燥する。 (2)上記乾燥物を120℃から700℃まで1時間で
昇温させた後700℃で3時間焼成する。 (3)焼成後、上記焼成物を徐々に常温に戻し焼成物を
粉体化する。 ここで上記前処理を施す理由としては、乾燥によって液
体組成物から微粒子凝集物を形成させ、焼成により溶媒
成分を完全に除去して凝集物の内部の細孔を空にして空
隙を形成するためである。
方法として、窒素吸着脱離法を好適に用いることができ
る。本発明で測定する対象となる微粒子凝集物の細孔の
サイズは、細孔半径が3nm〜30nmの領域での細孔
容積である。この領域における細孔容積が画像形成能に
対し相関性が高い理由は明確ではないが、推測するに、
この細孔半径より小さい領域では微粒子凝集物の内部へ
の色材や溶媒成分の浸透が著しく低下し、細孔に起因し
た色材の吸着が少なく、実質的に発色性の向上に関与し
ないと考えられる。一方、この細孔半径の領域よりも大
きな細孔では色材や溶媒成分の浸透が起こりやすくなる
反面、細孔の入口付近や内部に吸着した色材は細孔自体
の光散乱の影響によって色材が光の吸収に関与しにくく
なり、逆に発色性の低下が引き起こされると考えられ
る。
と、30nmを越える領域での細孔容積を測定すること
が形成画像の発色性能の測定に効果的である。この領域
における細孔物性の測定方法としては窒素吸着脱離法に
よる方法がもっとも最適である。細孔半径と細孔容積は
前処理した試料を120℃8時間真空脱気した後、窒素
吸着脱離法よりBarrettらの方法(J.am.D
hem.Soc.,Vol73,373,1951)か
ら求めることができる。更に好ましい測定方法としては
細孔半径が3nm〜20nmの領域と、20nmを越え
る領域での細孔容積を測定することである。この範囲で
は色材が染料である場合、特により一層の発色性の向上
を測定するうえで好ましい。
について説明する。
細孔半径は前述の如く、色材の速やかな浸透と細孔入口
付近や内壁への吸着及び細孔内部での色材の凝集を防ぐ
観点から3nm〜30nmの範囲であることが好ましい
と考えられる。また、発色性の向上に寄与するだけの色
材を内部に取り込むためには同時にある程度の容量が必
要である。また、細孔容積が増すことで微粒子凝集物内
の細孔の数も増加すると考えられ、細孔内部への色材の
吸着量だけでなく、細孔の入口付近での吸着量も増加す
ると考えられる。
いられる液体組成物は、細孔半径が3nm〜30nmの
範囲における細孔容積が0.4ml/g以上で、細孔半
径が30nmを越える領域での細孔容積が0.1ml/
g以下であるのが好ましい。細孔半径が3nmよりも小
さい細孔では、色材や溶媒成分が細孔内部に浸透しにく
く、実質的に微粒子凝集物の細孔が発色性の向上に寄与
しない。細孔半径を上記したような範囲内とすることに
より、細孔内部へ色材や溶媒成分が浸透し、微粒子凝集
物の細孔が発色性の向上に有効に寄与することとなる。
また、細孔による光散乱が抑えられるため、細孔入口付
近や内壁に吸着した色材が発色性に寄与しにくくなるこ
とも有効に抑制することができる。
m〜20nmの範囲における細孔容積が0.4ml/g
以上で、細孔半径が20nmを越える領域での細孔容積
が0.1ml/g以下あるのが好ましい。細孔が3nm
〜20nmの半径の範囲に多く存在することによって特
に色材に染料を用いた場合において、発色性は更に向上
し、より一層広い色再現範囲を有する画像が形成でき
る。
細孔半径や細孔容積は、含まれる微粒子の化学種や形
状、大きさばかりでなく、溶剤種やその他の添加物及び
それらの組成比等により変化し、これらの条件を制御す
ることによって微粒子凝集物の形成状態をコントロール
できると考えられる。従って、本発明の液体組成物を作
製する場合には、これらのことを勘案して、微粒子凝集
物内に形成される細孔の形状が上記の範囲内となるよう
にすることが好ましい。
に含まれる微粒子に望まれる作用としては、 1)インクと混合した際に、色材の本来持つ発色性を損
なわずに、色材を吸着すること、2)インクと混合した
際或いは被記録媒体に付与された際に、分散安定性が低
下して、被記録媒体の表面に残存すること、等が挙げら
れる。これらの作用は、1種若しくは2種以上の微粒子
によって達成されてもよい。
えば、微粒子が色材と逆のイオン性を呈することが挙げ
られる。これにより、微粒子は色材を静電的に吸着でき
る。色材がアニオン性の場合は、カチオン性の微粒子を
用い、逆に色材がカチオン性の場合はアニオン性の微粒
子が用いられる。イオン性以外に色材を吸着する要素と
しては、微粒子のサイズや重量或いは表面の形状が挙げ
られる。例えば、表面に多数の細孔を持つ多孔質微粒子
は、特有の吸着特性を示し、細孔の大きさや形状等、複
数の要素によって色材を吸着できる。
互作用によって引き起こされる。このため、各構成によ
り達成されればよいが、例えば、微粒子の性質として、
インク組成成分や被記録媒体構成成分と逆のイオン性を
呈することが挙げられる。また、インク中或いは液体組
成物中に電解質を共存させることによっても、微粒子の
分散安定性は影響を受ける。本発明において、上記1)
と2)の作用のどちらか一方の作用が、瞬時に得られる
ことが望ましい。更には上記1)と2)と両方の作用
が、瞬時に得られることが好ましい。
体組成物に関して、具体的に説明する。すなわち、本発
明で適用可能なカチオン性液体組成物、アニオン性液体
組成物について説明する。
適用可能な液体組成物の一例である、カチオン性液体組
成物について説明する。カチオン性の液体組成物として
は、例えば、カチオン性基を表面に有する微粒子と酸を
含み、該微粒子が安定に分散されてなる液体組成物が挙
げられる。本発明においては、カチオン性の液体組成物
として、例えば、酸を含みpHが2〜7に調整されたも
の、また、ゼータ電位が+5〜+90mVのものを好適
に用いることができる。
物のゼータ電位について述べる。ゼータ電位の基本原理
について以下に示す。一般に、固体が液体中に分散して
いる系において、固相の表面に遊離電荷がある場合、固
相界面付近の液相には反対電荷の荷電層が電気的中性を
保つように現れる。これは、電気的二重層と呼ばれ、こ
の電気的二重層による電位差のことをゼータ電位と呼ん
でいる。ゼータ電位がプラスである場合、微粒子の表面
はカチオン性を示し、マイナスではアニオン性を示す。
一般に、その絶対値が高いほど微粒子間に働く静電的反
発力が強くなり、分散性がよいと言われ、同時に微粒子
表面のイオン性が強いことが考えられる。即ち、カチオ
ン性微粒子のゼータ電位が高いほどカチオン性が強く、
インク中のアニオン性化合物を引き付ける力が強いと言
える。
タ電位が+5〜+90mVの範囲にある液体組成物を用
いた場合に、被記録媒体上に形成してなる着色部が、特
に優れた発色特性を呈することを見出した。その理由は
定かではないが、おそらく、微粒子のカチオン性が適度
であるために急速なアニオン性化合物(アニオン性色
材)の凝集が起こらずに、アニオン性化合物が微粒子表
面に薄く均一に吸着するので、色材が巨大なレーキを形
成しにくく、その結果、色材本来の発色特性がより良好
な状態で発現されるものと考えられる。更に本発明のカ
チオン性の液体組成物では、アニオン性化合物を微粒子
表面に吸着した後も、微粒子が弱いカチオン性を呈しつ
つ分散不安定状態となることで、微粒子が凝集しながら
被記録媒体中に存在するアニオン性のセルロース繊維等
の表面に容易に吸着して、被記録媒体の表面近傍に残り
易くなっていると考えられる。
れるものと考えられる。即ち、インクジェット用コート
紙並みの優れた発色特性と、シャドウ部やベタ部等のイ
ンク付与量が多い画像領域において、白モヤや色ムラが
少なく、色の均一性に優れたものとなる。また、コート
紙と比べて極めて効率よく微粒子にアニオン性化合物が
吸着し発色するために、カチオン性微粒子の付与量も少
なくできるので、とりわけ普通紙に印字した場合には、
紙の風合いを損なうことがなく、印字部の耐擦過性にも
優れる。より好ましいゼータ電位の範囲としては、例え
ば、ゼータ電位が+10〜+85mVの範囲にあるカチ
オン性微粒子を含む液体組成物を使用した場合には、ベ
タ印字した際にドット間の境界が目立ち難くなり、ヘッ
ドスキャンによるスジムラのより一層の低減を達成する
ことができ、更には、ゼータ電位が+15〜+65mV
の範囲にあるカチオン性微粒子を含む液体組成物を使用
すると、紙種に因らず、極めて優れた発色性を有する画
像を得ることが可能となる。
は、保存安定性とアニオン性化合物の吸着性の観点か
ら、25℃付近で2〜7の範囲にあることが好ましい。
このpHの範囲内においては、アニオン性のインクと混
合した際に、アニオン性化合物の安定性を著しく低下さ
せることがないため、アニオン性化合物同士の強い凝集
を引き起こすことがなく、記録画像の彩度が下がった
り、くすんだ画像となることを有効に防止することがで
きる。また、上記範囲内であるとカチオン性微粒子の分
散状態も良好であるので、液体組成物の保存安定性や記
録ヘッドからの吐出安定性を良好に維持することができ
る。更にはインクと混合した際に、アニオン性物質がカ
チオン性微粒子表面に十分に吸着されるので、被記録媒
体内部への色材の過度の浸透が抑えられ、優れた発色性
のインクジェット記録物を得られる。より好ましいpH
の範囲としては、pHが3〜6であり、この範囲では、
長期保存による記録ヘッドの腐食を極めて有効に防止で
きると共に、印字部の耐擦過性もより一層向上する。
オン性の液体組成物を構成する成分について述べる。第
1の成分として挙げられるカチオン性の微粒子は、上記
した作用効果を達成するために、液体組成物中に分散さ
れた状態において粒子自体の表面がカチオン性を呈する
ことを要する。表面をカチオン性とすることによって、
アニオン性のインクと混合した際に、アニオン性の色材
が粒子表面に速やかに吸着し、色材の被記録媒体内部へ
の過度の浸透が抑えられるので、十分な画像濃度のイン
クジェット記録物が得られる。これに対し、微粒子表面
がカチオン性でなく、且つ液体組成物の中で水溶性のカ
チオン性化合物と別々に存在しているような場合には、
カチオン性化合物を中心に色材が凝集を起こし、色材自
体の発色特性を損なうためにインクジェット用コート紙
並みの発色性を達成することが困難となる。そのため本
発明の液体組成物に用いられる微粒子は、その表面がカ
チオン性である必要があるが、本質的にカチオン性であ
る微粒子は勿論のこと、本来は静電的にアニオン性或い
は中性である微粒子であっても、処理によって表面がカ
チオン化された微粒子であれば本発明の液体組成物に用
いることができる。
子は、被記録媒体上で形成されるこれらの微粒子による
凝集物に細孔が形成されるものであれば本発明の目的を
達成するに十分であるために特に微粒子の材料種に限定
はない。一例として具体例をあげるとすれば例えば、カ
チオン化した、シリカ、アルミナ、アルミナ水和物、チ
タニア、ジルコニア、ボリア、シリカボリア、セリア、
マグネシア、シリカマグネシア、炭酸カルシウム、炭酸
マグネシウム、酸化亜鉛、ハイドロタルサイト等やこれ
らの複合微粒子や有機微粒子、無機有機複合微粒子など
が挙げられる。そして、本発明の液体組成物において
は、これらを一種又は二種以上混合して使用することが
できる。
場合は粒子表面が正電荷をもっているため好ましく、中
でもX線回折法で、べーマイト構造を示すアルミナ水和
物が優れた発色性や色の均一性、保存安定性等の点で好
ましい。アルミナ水和物は下記の一般式により定義され
る。
0、好ましくは0〜5の値を有する。mH2Oの表現
は、多くの場合に結晶格子の形成に関与しない脱離可能
な水相を表すものであり、そのために、mは整数でない
値をとることもできる。但し、mとnは同時に0とはな
らない。
物の結晶は、その(020)面が巨大平面を形成する層
状化合物であり、X線回折図形に特有の回折ピークを示
す。完全ベーマイトの他に擬ベーマイトと称する、過剰
な水を(020)面の層間に含んだ構造をとることもで
きる。この擬ベーマイトのX線回折図形はベーマイトよ
りもブロードな回折ピークを示す。
できるものではないので、本発明では特に断わらない限
り、両者を含めてベーマイト構造を示すアルミナ水和物
(以下アルミナ水和物という)という。(020)面が
面間隔及び(020)の結晶厚さは、回折速度2θが1
4〜15°に現れるピークを測定して、ピークの回折角
度2θと半値幅Bから、面間隔はブラッグ(Brag
g)の式で、結晶厚さはシェラー(Scherrer)
の式を用いて求めることができる。(020)の面間隔
はアルミナ水和物の親水性・疎水性の目安として用いる
ことができる。本発明で用いるアルミナ水和物の製造方
法としては、特に限定されないが、ベーマイト構造をも
つアルミナ水和物を製造できる方法であれば、例えば、
アルミニウムアルコキシドの加水分解、アルミン酸ナト
リウムの加水分解等の公知の方法で製造することができ
る。
れているように、X線回折的に無定形のアルミナ水和物
を、水の存在下で50℃以上で加熱処理することによっ
てベーマイト構造に変えて用いることができる。特に好
ましく用いることができる方法は、長鎖のアルミニウム
アルコキシドに対して酸を添加して加水分解・解膠を行
うことによってアルミナ水和物を得る方法である。ここ
で、長鎖のアルミニウムアルコキシドとは、例えば、炭
素数が5以上のアルコキシドであり、更に炭素数12〜
22のアルコキシドを用いると、後述するようにアルコ
ール分の除去及びアルミナ水和物の形状制御が容易にな
るため好ましい。
から1種又は2種以上を自由に選択して用いることがで
きるが、加水分解の反応効率及び得られたアルミナ水和
物の形状制御や分散性の点で硝酸が最も好ましい。この
工程の後に水熱合成等を行って粒子径を制御することも
可能である。硝酸を含むアルミナ水和物の分散液を用い
て水熱合成を行うと、水溶液中の硝酸がアルミナ水和物
表面に硝酸根として取り込まれ、該水和物の水分散性を
向上させることができる。また、水熱合成の後、アルミ
ナ水和物スラリーに適宜酸を加えpH調整し濃縮するこ
とで、少量の酸濃度で極めて安定な高固形分濃度のアル
ミナ水和物スラリーを調製することができる。こうした
スラリーを用いた場合は後述する酸を別途外添する必要
なくアルミナ水和物微粒子の分散安定性に優れた液体組
成物を作製することが出来る。
による方法は、アルミナヒドロゲルやカチオン性アルミ
ナを製造する方法と比較して、各種イオン等の不純物が
混入し難いという利点がある。更に長鎖のアルミニウム
アルコキシドは加水分解後の長鎖のアルコールが、例え
ば、アルミニウムイソプロキシド等の短鎖のアルコキシ
ドを用いる場合と比較して、アルミナ水和物の脱アルコ
ールを完全に行うことができるという利点もある。加水
分解の開始時の溶液のpHを6未満に設定することが好
ましい。pHが8を越えると、最終的に得られるアルミ
ナ水和物が結晶質になるので好ましくない。
としては、X線回折法でベーマイト構造を示すものであ
れば、二酸化チタン等の金属酸化物を含有したアルミナ
水和物を用いることもできる。二酸化チタン等の金属酸
化物の含有比率はアルミナ水和物の0.01〜1.00
重量%が光学濃度が高くなるので好ましく、より好まし
くは0.13〜1.00重量%であり、色材の吸着速度
が速くなって、ニジミやビーディングが発生し難くな
る。更に前記二酸化チタンはチタンの価数が+4価であ
ることが必要である。二酸化チタンの含有量は硼酸に融
解してICP法で調べることができる。また、アルミナ
水和物中の二酸化チタンの分布とチタンの価数はESC
Aを用いて分析することができる。
100秒及び500秒エチングして、チタンの含有量の
変化を調べることができる。二酸化チタンはチタンの価
数が+4価よりも小さくなると、二酸化チタンが触媒と
して働くようになって印字物の耐候性が低下したり、印
字部の黄変が起こりやすくなることがある。
面近傍だけでもよく、内部まで含有していてもよい。ま
た、含有量が表面から内部にかけて変化していてもよ
い。表面のごく近傍にのみ二酸化チタンが含有されてい
ると、アルミナ水和物の電気的特性が維持され易いの
で、更に好ましい。
製造方法としては、例えば、学会出版センター刊「表面
の科学」第327頁(田丸謙二編、1985年)に記載
されているような、アルミニウムアルコキシドとチタン
アルコキシドの混合液を加水分解して製造する方法が好
ましい。その他の方法としては前記アルミニウムアルコ
キシドとチタンアルコキシドの混合液を加水分解すると
きに、結晶成長の核としてアルミナ水和物を添加して製
造することもできる。
ウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、亜鉛、
硼素、ゲルマニウム、錫、鉛、ジルコニウム、インジウ
ム、燐、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリ
ブデン、タングステン、マンガン、鉄、コバルト、ニッ
ケル、ルテニウム等の酸化物を含有させて用いることが
できる。例えば、シリカを含有したアルミナ水和物は印
字部の耐擦過性の向上に効果がある。
の(020)面の面間隔は0.614nm〜0.626
nmの範囲が好適に用いられ、この範囲内では液体組成
物中でのアルミナ水和物粒子の分散安定性が良好で、保
存安定性や吐出安定性に優れた液体組成物が得られる。
この理由は定かでないが、(020)面の面間隔が上記
範囲内であれば、アルミナ水和物の疎水性及び親水性の
量比率が適度な範囲であるため、液体組成物中で粒子同
士の適度な反発による分散安定や吐出口内部での濡れ性
のバランスが適度であることにより、液体組成物の吐出
安定性が良好になるものと推測している。
晶厚さは4.0〜10.0nmの範囲が好ましく、この
範囲内であると透明性や色材の吸着性が優れるために好
ましい。本発明者らの知見によれば、(020)面の面
間隔と(020)面の結晶厚さは相関があるので、(0
20)面の面間隔が上記範囲内であれば(020)面の
結晶厚さを4.0〜10.0nmの範囲に調整すること
ができる。更に、上記アルミナ水和物や金属アルミニウ
ム、アルミニウム塩等をか焼等の熱処理することにより
作製されるアルミナ(酸化アルミニウム)も同様に正電
荷をもつため好適に用いられる。アルミナとしては、α
型、γ型、更に、δ、χ、η、ρ、β型等の結晶状態を
持つものがあり、表面がカチオン性に保たれた形で、水
中にて安定的に分散するものであればいずれも用いるこ
とができる。中でもγ型は、表面が活性で、色材の吸着
力が高く、比較的微粒化された安定な微粒子分散体も形
成し易いため、発色性や保存性、吐出安定性等に優れ、
好適に用いることができる。
チオン性微粒子は、印字後の発色性、色の均一性及び保
存安定性等の観点から、動的光散乱方式により測定され
る平均粒子直径が0.005〜1μmの範囲のものが好
適に用いられる。この範囲内では、被記録媒体内部への
過度の浸透を有効に防ぐことができ、発色性や色の均一
性の低下を抑えることができる。また、カチオン性微粒
子が液体組成物中で沈降することも抑えられ、液体組成
物の保存安定性の低下も有効に防止することができる。
より好ましくは平均粒子直径が0.01〜0.8μmの
範囲内のものであり、このような微粒子を用いれば、被
記録媒体に印字した後の画像の耐擦過性や記録物の質感
が特に好ましいものとなる。更に好ましくは平均粒子直
径が0.03〜0.3μmの範囲内のものであり、この
ような微粒子は被記録媒体上で形成される微粒子凝集物
の細孔が、目的とする細孔半径領域において効果的に形
成しやすいため好ましい。
た、本発明で使用する上記したようなカチオン性微粒子
は、被記録媒体上で形成される微粒子凝集物の細孔を効
率的に形成すると同時に、微粒子自体の表面に色材を効
率よく吸着させるうえにおいて、上記窒素吸着脱離法に
おける微粒子の極大細孔半径が2nm〜12nmで、全
細孔容積が0.3ml/g以上であるものが好ましい。
より好ましくは微粒子の極大細孔半径が3nm〜10n
mで、全細孔容積が0.3ml/g以上であるものが、
被記録媒体上で形成される微粒子凝集物の細孔が、目的
とする細孔半径領域において効果的に形成されやすいた
め好ましい。
面積が70〜300m2/gの範囲内であると、微粒子
表面への色材の吸着点が十分存在することによって、単
分子状態で色材をより効果的に被記録媒体の表面近傍に
残しやすくなり、発色性の向上に寄与する。
微粒子をイオン交換水に分散させてコロジオン膜上に滴
下して測定用試料を作製し、透過型電子顕微鏡で観察す
ることができる。本発明においては被記録媒体上で微粒
子凝集物を形成させる際に凝集物内に細孔を形成させる
点で、微粒子形状が針状や平板形状、若しくは球状の1
次粒子が、ある方向性を持って繋がった二次粒子を形成
している棒状やネックレス状等の非球形状のものを好適
に用いることができる。
の方が針状や毛状束(繊毛状)よりも水への分散性が良
く、微粒子凝集物を形成した場合に微粒子の配向がラン
ダムになるために細孔容積が大きくなるのでより好まし
い。ここで毛状束形状とは針状の微粒子が側面同志を接
して髪の毛の束のように集まった状態をいう。特に本発
明で好ましく用いることが出来るアルミナ水和物の中で
も擬ベーマイトには前記文献(Rocek J., e
tal, Applied Catalysis, 7
4巻、29〜36頁、1991年)に記載されたよう
に、繊毛状とそれ以外の形状があることが一般に知られ
ている。
−16015号公報に定義されている方法で求めること
ができる。アスペクト比は粒子の厚さに対する直径の比
で示される。ここで直径とは、アルミナ水和物を顕微鏡
又は電子顕微鏡で観察したときの粒子の投影面積と等し
い面積を有する円の直径を示すものとする。縦横比はア
スペクト比と同じように観察して平板面の最小値を示す
直径と最大値を示す直径の比で表わされる。また、毛状
束形状の場合には、アスペクト比を求める方法は、毛状
束を形成する個々の針状のアルミナ水和物粒子を円柱と
して、上下の円の直径と長さをそれぞれ求めて、その比
をとって求めることができる。最も好ましいアルミナ水
和物の形状は、平板状では平均アスペクト比が3〜10
の範囲で、毛状束では平均アスペクト比が3〜10の範
囲が好ましい。平均アスペクト比が上記範囲内であれ
ば、微粒子凝集物を形成したときに粒子間に隙間が形成
され易いため多孔質構造を容易に形成することができ
る。
うなカチオン性微粒子の含有量としては、使用する物質
の種類により、最適な範囲を適宜決定すればよいが、質
量基準で0.1〜40%の範囲が本発明の目的を達成す
るうえで好適な範囲であり、より好ましくは1〜30
%、更には3〜15%の範囲が好適である。このような
範囲内では、紙種に因らず優れた発色の画像を安定に得
ることができ、また液体組成物の保存安定性や吐出安定
性にも特に優れている。
成物は、酸を含み、pHが2〜7に調整されたものであ
ることが好ましいが、この第2の成分である酸は、カチ
オン性微粒子表面をイオン化し、表面電位を高めること
により、液中での微粒子の分散安定性を向上させると共
に、インク中のアニオン性化合物(アニオン性色材)の
吸着性向上や、液体組成物の粘度調整の役割を果たす。
本発明に好適に用いられる酸は、使用するカチオン性微
粒子と組み合わせて、所望のpHやゼータ電位或いは微
粒子分散性等の物性が得られるものであれば特に限定は
なく、下記に挙げる無機酸や有機酸等から自由に選択し
て使用することができる。
酸、硫酸、亜硫酸、硝酸、亜硝酸、燐酸、硼酸、炭酸等
が挙げられ、有機酸としては、例えば、下記に挙げるよ
うなカルボン酸やスルホン酸、アミノ酸等が挙げられ
る。
酸、クロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、フル
オロ酢酸、トリメチル酢酸、メトキシ酢酸、メルカプト
酢酸、グリコール酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カ
プロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリ
スチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、
リノール酸、リノレン酸、シクロヘキサンカルボン酸、
フェニル酢酸、安息香酸、o−トルイル酸、m−トルイ
ル酸、p−トルイル酸、o−クロロ安息香酸、m−クロ
ロ安息香酸、p−クロロ安息香酸、o−ブロモ安息香
酸、m−ブロモ安息香酸、p−ブロモ安息香酸、o−ニ
トロ安息香酸、m−ニトロ安息香酸、p−ニトロ安息香
酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジ
ピン酸、酒石酸、マレイン酸、フマル酸、クエン酸、フ
タル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、サリチル酸、p
−ヒドロキシ安息香酸、アントラニル酸、m−アミノ安
息香酸、p−アミノ安息香酸、o−メトキシ安息香酸、
m−メトキシ安息香酸、p−ャgキシ安息香酸等が挙げ
られる。
ゼンスルホン酸、メチルベンゼンスルホン酸、エチルベ
ンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、2,
4,6−トリメチルベンゼンスルホン酸、2,4−ジメ
チルベンゼンスルホン酸、5−スルホサリチル酸、1−
スルホナフタレン、2−スルホナフタレン、ヘキサンス
ルホン酸、オクタンスルホン酸、ドデカンスルホン酸等
が挙げられる。
ニン、バリン、α−アミノ酪酸、γ−アミノ酪酸、β−
アラニン、タウリン、セリン、ε−アミノ−n−カプロ
ン酸、ロイシン、ノルロイシン、フェニルアラニン等が
挙げられる。
これらを一種又は二種以上混合して使用することができ
る。これらの中でも、酸の水中での一次解離定数pka
が5以下のものは、カチオン性微粒子の分散安定性やア
ニオン性化合物の吸着性に特に優れるため、好適に用い
ることができる。具体的には、塩酸、硝酸、硫酸、燐
酸、酢酸、ギ酸、シュウ酸、乳酸、クエン酸、マレイン
酸、マロン酸等が挙げられる。
おけるカチオン性微粒子(A)と酸(B)の混合比率
を、重量基準でA:B=200:1〜5:1、より好ま
しくは150:1〜8:1の範囲となるようにすること
が、カチオン性微粒子の分散安定性の向上及びアニオン
性化合物の微粒子表面への吸着性の向上を図るうえで好
ましい。
組成物を構成するその他の成分について具体的に説明す
る。本発明のカチオン性の液体組成物は、上記したカチ
オン性微粒子を必須の成分とし、好ましくは上記したよ
うな酸を含み、その他に、通常は液媒体として水を含む
が、更に水溶性有機溶剤及びその他の添加剤を含んでい
てもよい。
は、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトア
ミド等のアミド類、アセトン等のケトン類、テトラヒド
ロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレ
ングリコール類、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、ブチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、1,2,6−ヘキサントリオール、チオジグリコー
ル、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等の
アルキレングリコール類、エチレングリコールメチルエ
ーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ト
リエチレングリコールモノメ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、エタノール、イソプ
ロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチル
アルコール等の1価アルコール類の他、グリセリン、N
−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−イミダ
ゾリジノン、トリエタノールアミン、スルホラン、ジメ
チルサルホキサイド等が挙げられる。上記水溶性有機溶
剤の含有量については特に制限はないが、例えば、液体
組成物全重量の5〜60%、更には5〜40%が好適な
範囲である。
他、必要に応じて、粘度調整剤、pH調整剤、防腐剤、
各種界面活性剤、酸化防止剤及び蒸発促進剤、水溶性カ
チオン性化合物やバインダー樹脂等の添加剤を適宜に配
合しても構わない。界面活性剤の選択は、液体組成物の
被記録媒体への浸透性を調整するうえで特に重要であ
る。水溶性カチオン性化合物は、液体組成物のカチオン
性の更なる付与等を目的に、本発明の作用効果を阻害し
ない範囲において自由に選択し、添加できる。
なる耐擦過性の向上等の目的で、被記録媒体の質感や液
体組成物の保存安定性や吐出安定性を損ねない範囲にお
いて併用することができ、例えば、水溶性ポリマーやエ
マルジョン、ラテックス等から自由に選択し、使用する
ことができる。
成物は、無色或いは白色であることがより好ましいが、
被記録媒体の色に合わせて調色を行ってもよい。更に以
上のような液体組成物の各種物性の好適な範囲として
は、表面張力を10〜60mN/m(dyn/cm)、
より好ましくは10〜40mN/m(dyn/cm)と
し、粘度を1〜30mPa・s(cP)としたものであ
る。
能な液体組成物としては上記カチオン性液体組成物に限
られるものではなく、アニオン性液体組成物も適用可能
である。本発明のアニオン性の液体組成物は、アニオン
性基を表面に有する微粒子を必須の構成成分とし、該微
粒子が安定に分散していることを特徴とするが、更には
塩基を含み、pHが7〜12に調整されているものや、
ゼータ電位が−5〜−90mVであるものが好ましい。
らが鋭意検討した結果、液体組成物のゼータ電位が−5
〜−90mVの範囲にあるものは、インク中のカチオン
性化合物(カチオン性色材)がアニオン性微粒子の表面
に特に効率よく吸着し、被記録媒体上において特に優れ
た発色特性を呈することを見出した。その理由は定かで
はないが、おそらく先に説明したカチオン性液体組成物
の場合と同様に、微粒子のアニオン性が適度であるため
に、インク中のカチオン性化合物の急速な凝集が起こら
ずに、微粒子表面に薄く均一に吸着することで色材が巨
大なレーキを形成せず、色材本来の発色特性がよりよく
発現されるものと考えられる。更に本発明のアニオン性
の液体組成物においては、カチオン性化合物を微粒子表
面に吸着した後に分散不安定となり、被記録媒体上で溶
媒成分が浸透する際の濃度変化で微粒子同士が凝集して
表面近傍に残り易くなるものと考えられる。
れるものと考えられる。即ち、インクジェット用コート
紙並みの優れた発色特性とシャドウ部やベタ部等のイン
ク付与量が多い画像領域において、白モヤや色ムラが少
なく色の均一性に優れる。また、コート紙と比べて極め
て効率よく微粒子表面にカチオン性化合物が吸着し、発
色するために、アニオン性微粒子の付与量も少なくで
き、とりわけ普通紙に印字した場合には、紙の風合いが
保たれ、印字部の耐擦過性も良くなる。より好ましいゼ
ータ電位の範囲としては、例えば、ゼータ電位が−10
〜−85mVの範囲にあるアニオン性微粒子を含む液体
組成物を使用した場合には、ベタ印字した際にドット間
の境界が目立ち難くなり、ヘッドスキャンによるスジム
ラのより一層の低減を達成することができ、更には、ゼ
ータ電位が−15〜−65mVの範囲にあるアニオン性
微粒子を含む液体組成物を使用すると、紙種に因らず、
極めて優れた発色性を有する画像を得ることが可能とな
る。
は、保存安定性とカチオン性化合物の吸着性の観点から
25℃付近で7〜12の範囲であることが好ましい。こ
のpH範囲内においては、カチオン性のインクと混合し
た際に、カチオン性化合物の安定性を著しく低下させる
ことがないため、カチオン性化合物同士の強い凝集を引
き起こすことがなく、記録画像の彩度が下がったり、く
すんだ画像となることを有効に防止することができる。
また、上記のような範囲内にあれば、アニオン性微粒子
の分散性も良好であるため、液体組成物の保存安定性や
記録ヘッドからの吐出安定性を良好に維持することがで
きる。更にはインクと混合した際に、カチオン性物質が
アニオン性微粒子表面に十分に吸着され、被記録媒体の
内部への色材の過度の浸透を抑えるため、優れた発色性
のインクジェット記録物を得られる。より好ましい液体
組成物のpHの範囲は、8〜11であり、pHがこの範
囲内であれば、長期保存による記録ヘッドの腐食を極め
て有効に防止できると共に、印字部の耐擦過性もより一
層向上する。
オン性の液体組成物を構成する成分について述べる。第
1の成分として挙げられるアニオン性の微粒子は、上記
した作用効果を達成するために、液体組成物中に分散さ
れた状態において粒子自体の表面がアニオン性を呈する
ものであることが好ましい。表面をアニオン性とするこ
とによってカチオン性のインクと混合した際に、カチオ
ン性の色材を粒子表面に吸着でき、色材が被記録媒体内
部へ過度に浸透することが抑えられるので、十分な画像
濃度のインクジェット記録物を得ることができる。これ
に対し、微粒子表面がアニオン性でなく、且つ液体組成
物の中で、水溶性のアニオン性化合物と別々に存在して
いる場合には、アニオン性化合物を中心に色材が凝集を
起こし、色材自体の発色特性を損なうために、インクジ
ェット用コート紙並みの発色性を達成することが困難と
なる。そのため本発明の液体組成物で用いる微粒子は、
表面がアニオン性に帯電していることが必要であるが、
本質的にアニオン性である微粒子は勿論のこと、本来は
静電的にカチオン性或いは中性の微粒子であっても、処
理によって表面がアニオン化された微粒子であれば用い
ることができる。
子は、被記録媒体上で形成されるこれらの微粒子による
凝集物に細孔が形成されるものであれば本発明の目的を
達成するに十分であるために特に微粒子の材料種に限定
はない。一例として具体例をあげるとすれば例えば、ア
ニオン化した、シリカ、チタニア、ジルコニア、ボリ
ア、シリカボリア、セリア、マグネシア、シリカマグネ
シア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛等
やこれらの複合微粒子や有機微粒子、無機有機複合微粒
子などが挙げられる。そして、本発明の液体組成物にお
いては、これらを一種又は二種以上混合して使用するこ
とができる。
は、先に説明したカチオン性微粒子の場合と同様に、印
字後のインクの発色性、色の均一性及び保存安定性の観
点から、動的光散乱方式により測定される平均粒子直径
が0.005〜1μmの範囲のものが好適である。より
好ましくは平均粒子直径が0.01〜0.8μmの範囲
内のものであり、このような微粒子を用いれば、被記録
媒体に印字した後の耐擦過性や質感が特に好ましいもの
となる。更に好ましくは平均粒子直径が0.03〜0.
3μmの範囲内のものであり、このような微粒子は被記
録媒体上で形成される微粒子凝集物の細孔が、目的とす
る細孔半径領域において効果的に形成しやすいため好ま
しい。
た、本発明で使用する上記したようなアニオン性微粒子
は、被記録媒体上で形成される微粒子凝集物の細孔を効
率的に形成すると同時に、微粒子自体の表面に色材を効
率よく吸着させるうえにおいて前記窒素吸着脱離法にお
ける微粒子の極大細孔半径が2nm〜12nmで、全細
孔容積が0.3ml/g以上であるものが好ましい。よ
り好ましくは微粒子の極大細孔半径が3nm〜10nm
で、全細孔容積が0.3ml/g以上であるものが被記
録媒体上で形成される微粒子凝集物の細孔が、目的とす
る細孔半径領域において効果的に形成されやすいため好
ましい。
は70〜300m2/gの範囲内であると、微粒子表面
への色材の吸着点が十分存在ことによって単分子状態で
色材をより効果的に被記録媒体の表面近傍に残しやすく
なり、発色性の向上に寄与する。
微粒子をイオン交換水に分散させてコロジオン膜上に滴
下して測定用試料を作製し、透過型電子顕微鏡で観察す
ることができる。本発明においては被記録媒体上で微粒
子凝集物を形成させる際に凝集物内に細孔を形成させる
点で、微粒子形状が針状や平板形状、若しくは球状の1
次粒子がある方向性を持って繋がった二次粒子を形成し
ている棒状やネックレス状等の非球形状のものを好適に
用いることができる。本発明者らの知見によれば、平板
状の形状の方が針状よりも水への分散性が良く、微粒子
凝集物を形成した場合に微粒子の配向がランダムになる
ために細孔容積が大きくなるのでより好ましい。
成物中の含有量としては、使用する物質の種類により、
最適な範囲を適宜に決定すればよいが、重量基準で0.
1〜40重量%の範囲とすることが本発明の目的を達成
する上で好適な範囲であり、より好ましくは1〜30重
量%、更には3〜15重量%の範囲が好適である。この
ような範囲内では、紙種に因らず、優れた発色の画像を
安定に得ることができ、また液体組成物の保存安定性や
吐出安定性にも特に優れている。
オン性の液体組成物は、塩基を含み、pHが7〜12に
調整されたものであることが好ましいが、この第2の成
分である塩基は、アニオン性微粒子表面をイオン化し、
表面電位を高めることにより液中での分散安定性を向上
させると共に、インク中のカチオン性化合物(カチオン
性色材)の吸着性向上や液体組成物の粘度調整の役割を
果たす。本発明に好適に用いられる塩基は、使用するア
ニオン性微粒子と組み合わせた場合に、所望のpH、ゼ
ータ電位及び微粒子分散性等の物性が得られるものであ
れば特に限定はなく、下記に挙げるような無機化合物や
有機化合物等から自由に選択して、使用することができ
る。
水酸化リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、
アンモニア、酢酸ナトリウム、酢酸アンモニウム、モル
ホリン、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、エチルモノエタノールアミン、
ノルマルブチルモノエタノールアミン、ジメチルエタノ
ールアミン、ジエチルエタノールアミン、エチルジエタ
ノールアミン、ノルマルブチルジエタノールアミン、ジ
ノルマルブチルエタノールアミン、モノイソプロパノー
ルアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパ
ノールアミン等のアルカノールアミンを用いることがで
きる。これらの中でも特に、塩基の水中での一次解離定
数pkbが5以下の塩基は、アニオン性微粒子の分散安
定性やカチオン性化合物(カチオン性色材)の吸着性に
特に優れるため、好適に用いられる。
子(A)と塩基(B)の混合比率は、重量基準で:B=
200:1〜5:1、より好ましくは150:1〜8:
1の範囲であれば、アニオン性微粒子の分散安定性や、
該微粒子表面へのカチオン性化合物の吸着性に優れるた
め好ましい。
組成物を構成するその他の成分について具体的に説明す
る。本発明のアニオン性の液体組成物は、上記したアニ
オン性微粒子を必須の成分とし、好ましくは上記したよ
うな塩基を含み、その他に、通常は液媒体として水を含
むが、更に水溶性有機溶剤及びその他の添加剤、例え
ば、粘度調整剤、pH調整剤、防腐剤、各種界面活性
剤、酸化防止剤、蒸発促進剤、水溶性アニオン性化合物
やバインダー樹脂等の添加剤を適宜配合してもかまわな
い。
ン性の液体組成物は、無色或いは白色であるのがより好
ましいが、被記録媒体の色に合わせて調色を行ってもよ
い。更に以上のような液体組成物の各種物性の好適な範
囲としては、表面張力を10〜60mN/m(dyn/
cm)、より好ましくは10〜40mN/m(dyn/
cm)とし、粘度を1〜30mPa・s(cP)とした
ものである。
む本発明の液体組成物の製造方法としては、一般に分散
に用いられている方法等の中から選択して用いることが
できる。具体的には液体組成物中の微粒子の平均粒子径
や粒度分布を上記範囲にするために、ロールミル、サン
ドミル、ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、超高
圧乳化機(例えば商品名ナノマイザーなど)等の分散機
を用いて分散処理や、遠心分離や限外ろ過等による分級
処理等が好適に用いられ,これらの処理手段によって液
体組成物中の微粒子の分散粒子径を揃えることが出来
る。
の液体組成物と組み合わせて本発明のインクセットを構
成する水性のアニオン性インクについて説明する。ここ
でいうインクセットとは、本発明の液体組成物と、アニ
オン性物質(アニオン性色材)を含有する少なくとも一
種類以上のアニオン性インクとの組み合わせをいう。ま
た、このインクセットから本発明の液体組成物を除い
た、少なくとも一種類のインクの組み合わせをインクサ
ブセットと呼ぶ。本発明で使用するアニオン性インク
は、色材としてアニオン性基を含有する水溶性染料を用
いるか或いは色材として顔料を用いる場合には、アニオ
ン性化合物を併用させたもの(これも本発明ではアニオ
ン性色材という)を用いることが好ましい。本発明で使
用される上記のようなアニオン性インクには、更にこれ
に、水、水溶性有機溶剤及びその他の成分、例えば、粘
度調整剤、pH調整剤、防腐剤、界面活性剤、酸化防止
剤等が必要に応じて含まれて構成される。以下、これら
のインクの各構成成分について説明する。
性基を有する水溶性染料としては、例えば、カラーイン
デックス(Color Index)に記載されている
水溶性の酸性染料、直接染料、反応性染料であれば特に
限定されない。また、カラーインデックスに記載のない
ものでも、アニオン性基、例えば、スルホン基、カルボ
キシル基等を有するものであれば特に限定されない。こ
こでいう水溶性染料の中には、溶解度のpH依存性があ
るものも含まれる。
態としては、上記のようなアニオン性基を有する水溶性
染料の代わりに、顔料及びアニオン性化合物を用い、
水、水溶性有機溶剤及びその他の成分、例えば、粘度調
整剤、pH調整剤、防腐剤、界面活性剤、酸化防止剤等
を必要に応じて含むインクであってもよい。ここで、ア
ニオン性化合物が顔料の分散剤であってもよいし、顔料
の分散剤がアニオン性でない場合に、分散剤とは別のア
ニオン性化合物を添加したものでもよい。勿論、分散剤
がアニオン性化合物である場合でも、更に他のアニオン
性化合物を添加したものでもよい。
に限定はないが、例えば、以下に説明する顔料が好適に
使用できる。
ーボンブラックとしては、ファーネス法やチャネル法で
製造されたカーボンブラックで、一次粒径が15〜40
mμm、BET法による比表面積が50〜300m2/
g、DBP吸油量が、40〜150ml/100g、揮
発分が0.5〜10重量%、pH値が2〜9を有するも
のが好ましい。
2300、No.900、MCF88、No.40、N
o.52、MA7、MA8、No.2200B(以上、
三菱化成製)、RAVEN1255(コロンビア製)、
REGAL400R、REGAL660R、MOGUL
L(以上、キヤボット製)、ColorBlackF
W1、ColorBlackFW18、ColorBl
ackS170、ColorBlackS150、Pr
intex35、PrintexU(以上、デグッサ
製)等の市販品を使用することができる。また、本発明
のために新たに試作されたものでもよい。
は、例えば、C.I.PigmentYellow1、
C.I.PigmentYellow2、C.I.Pi
gmentYellow3、C.I.PigmentY
ellow13、C.I.PigmentYellow
16、C.I.PigmentYellow83等が挙
げられる。
ては、例えば、C.I.PigmentRed5、C.
I.PigmentRed7、C.I.Pigment
Red12、C.I.PigmentRed48(C
a)、C.I.PigmentRed48(Mn)、
C.I.PigmentRed57(Ca)、C.I.
PigmentRed112、C.I.Pigment
Red122等が挙げられる。
は、例えば、C.I.PigmentBlue1、C.
I.PigmentBlue2、C.I.Pigmen
tBlue3、C.I.PigmentBlue15:
3、C.I.PigmentBlue16、C.I.P
igmentBlue22、C.I.VatBlue
4、C.I.VatBlue6等が挙げられる。
本発明のために新たに製造されたものでも使用可能であ
る。
用いることができる顔料の分散剤としては、アニオン性
基の存在によって、顔料を水、若しくは水性媒体に安定
に分散させる機能を有する水溶性樹脂ならどんなもので
も使用可能である。特に、重量平均分子量が1,000
〜30,000の範囲のものが好ましい。更に好ましく
は3,000〜15,000の範囲である。具体的に
は、例えば、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタ
レン、ビニルナフタレン誘導体、α,β−エチレン性不
飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル等の疎水性
単量体、又はアクリル酸、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、フマル酸及びフマル酸誘導体から選ばれる二つ以上
の単量体からなるブロック共重合体、グラフト共重合体
或いはランダム共重合体、又はこれらの塩等が挙げられ
る。これらの樹脂は、塩基を溶解させた水溶液に可溶な
アルカリ可溶型の樹脂である。
はそれらの塩でもよい。また、ポリビニルアルコール、
カルボキシメチルセルロース、ナフタレンスルホン酸ホ
ルムアルデヒド縮合物等の水溶性樹脂も使用することが
可能である。しかし、アルカリ可溶型の樹脂を用いた場
合の方が、分散液の低粘度化が可能で、分散も容易であ
るという利点がある。前記水溶性樹脂は、インク全量に
対して0.1〜5重量%の範囲で使用されることが好ま
しい。
ごとき顔料及び水溶性樹脂を水溶性媒体中に分散又は溶
解して構成される。本発明に用い得る顔料系インクにお
いて好適な水性媒体としては、水及び水溶性有機溶剤の
混合溶媒であり、水として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。
合、上述した顔料を含むインクに更にアニオン性化合物
を添加することが好ましい。本発明で好適に使用される
アニオン性化合物としては、顔料分散剤の項で説明した
アルカリ可溶性樹脂等の高分子物質の他、下記に挙げる
ような低分子量のアニオン性界面活性剤を挙げることが
できる。
なものとしては、例えば、スルホコハク酸ラウリル二ナ
トリウム、スルホコハク酸ポリオキシエチレンラウロイ
ルエタノールアミドエステル二ナトリウム、ポリオキシ
エチレンアルキルスルホコハク酸二ナトリウム、カルボ
キシル化ポリオキシエチレンラウリルエーテルナトリウ
ム塩、カルボキシル化ポリオキシエチレントリデシルエ
ーテルナトリウム塩、ポリオキシエチレンラウリルエー
テル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエー
テル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレンア
ルキルエーテル硫酸ナトリウム、アルキル硫酸ナトリウ
ム、アルキル硫酸トリエタノールアミン等が挙げられる
が、これらに限定されるわけではない。以上のようなア
ニオン性物質の好適な使用量としては、インク全量に対
して、0.05〜10重量%の範囲であり、更に好適に
は0.05〜5重量%である。
ンクに用いることのできる顔料としては、分散剤を用い
ることなしに、水若しくは水性媒体に分散させることの
できる自己分散型の顔料も使用できる。自己分散型の顔
料は、顔料表面に少なくとも1種のアニオン性親水性基
が直接若しくは他の原子団を介して結合されているもの
である。アニオン性の親水性基としては、例えば、下記
に挙げた親水性基の中から選択される少なくとも1種で
あるもの、更に他の原子団が、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であるものが挙げられる。
2、−PO3HM、−PO3M2(上記式中の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。) このように顔料表面への親水性基の導入によってアニオ
ン性に帯電させた顔料は、イオンの反発によって優れた
水分散性を有するため、水性インク中に含有させた場合
にも分散剤等を添加しなくても安定した分散状態を維持
する。特に顔料がカーボンブラックである場合に好まし
い。
の他に、必要に応じて所望の物性値を持つインクとする
ために、界面活性剤、消泡剤或いは防腐剤等をインク中
に添加することができ、更に市販の水溶性染料等を添加
することもできる。
ルコール硫酸エステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩
類、アルキルアリルスルホン酸塩類等の陰イオン界面活
性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオ
キシエチレンアルキルエステル類、ポリオキシエチレン
ソルビタンアルキルエステル類、アセチレンアルコー
ル、アセチレングリコール等の非イオン性界面活性剤が
あり、これらの1種又は2種以上を適宜選択して使用で
きる。その使用量は、分散剤の添加量により異なるが、
インク全量に対して、0.01〜5重量%が望ましい。
この際、インクの表面張力は30mN/m(dyn/c
m)以上になるように活性剤の添加する量を決定するこ
とが好ましい。なぜなら、本発明で使用するインクジェ
ット記録方式においては、ノズル先端の濡れによる印字
ヨレ(インク滴の着弾点のズレ)等の発生を有効に抑え
ることができるからである。
方法としては、はじめに、顔料分散用樹脂及び水を少な
くとも含有する水溶液に、顔料を添加して攪拌した後、
後述の分散手段を用いて分散処理を行い、必要に応じて
遠心分離処理を行って、所望の分散液を得る。次に、こ
の分散液に上記に掲げたような成分を更に加えて攪拌し
て、インクとすればよい。
合には、樹脂を溶解させるために塩基を添加することを
要する。この際、樹脂を溶解させるためのアミン或いは
塩基の量は、樹脂の酸価から計算によって求められるア
ミン或いは塩基量の1倍以上を添加することが必要であ
る。アミン或いは塩基の量は、以下の式によって計算で
求められる。
プレミキシングを30分間以上行うと、顔料の分散効率
が良くなる。このプレミキシング操作は、顔料表面の濡
れ性を改善し、顔料表面への分散剤の吸着を促進するも
のである。
液に添加される塩基類としては、例えば、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、アミンメチルプロパノール、アンモニア等の有機ア
ミン或いは水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の無機
塩基を用いることが好ましい。
は、一般に使用される分散機ならいかなるものでもよい
が、例えば、ボールミル、サンドミル等が挙げられる。
その中でも、高速型のサンドミルが好ましく、例えば、
スーパーミル、サンドグラインダー、ビーズミル、アジ
テータミル、グレンミル、ダイノールミル、パールミ
ル、コボルミル(いずれも商品名)等が挙げられる。
の他に必要に応じて、水溶性有機溶剤、界面活性剤、p
H調製剤、防錆剤、防カビ剤、酸化防止剤、蒸発促進
剤、キレート化剤及び水溶性ポリマー等の添加剤を添加
してもよい。
解又は分散する液媒体は、水と水溶性有機溶剤との混合
物であることが好ましい。具体的な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、te
rt−ブチルアルコール等の炭素数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、アセトン等のケトン類、テトラヒド
ロフラン、ジアキサン等のエーテル類、ポリエチレング
リコール、ポリプロピレングコリコール等のポリアルキ
レングリコール類、エチレングリコール、プロピレング
リコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、1,2,6−へキサントリオール、チオジグリコー
ル、へ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(又はエチル)エーテル、ジ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、スルホラ
ン、ジメチルサルフォオキサイド、2−ピロリドン、ε
−カプロラクタム等の環状アミド化合物及びスクシンイ
ミド等のイミド化合物等が挙げられる。
は、インクの全重量に対して重量%で1%〜40%が好
ましく、より好ましくは3%〜30%の範囲である。ま
た、インク中の水の含有量は30〜95重量%の範囲と
した場合、色材の溶解性なども良好であり、インクの粘
度が高くなることを抑えることができ、且つ固着特性を
十分に満足させることができる。
般の水性筆記用具としても使用できるが、熱エネルギー
によるインクの発泡現象によりインクを吐出させるタイ
プのインクジェット記録方法に適用する場合に特に好適
であり、吐出が極めて安定となり、サテライトドットの
発生等が生じないという特徴がある。但し、この場合に
は、熱的な物性値(例えば、比熱、熱膨張係数、熱伝導
率)を調整する場合もある。
アニオン性の液体組成物と組み合わせて本発明のインク
セットを構成する水性のカチオン性インクについて説明
する。ここでいうインクセットとは、本発明の液体組成
物とカチオン性物質(カチオン性色材)を含有する少な
くとも一種類以上のインクとの組み合わせをいう。ま
た、このインクセットから本発明の液体組成物を除い
た、少なくとも一種類以上のインクの組み合わせをイン
クサブセットと呼ぶ。本発明で使用するカチオン性イン
クは、色材として、カチオン性基を含有する水溶性染料
を用いるか、又は色材として顔料を用いる場合には、カ
チオン性化合物を併用させること(本発明ではこの併用
もカチオン性色材という)が好ましい。本発明で使用さ
れる上記のようなインクには、更にこれに、水、水溶性
有機溶剤及びその他の成分、例えば、粘度調整剤、pH
調整剤、防腐剤、界面活性剤、酸化防止剤等が必要に応
じて含まれて構成される。以下、これらのインクの各構
成成分について説明する。
性基を有する水溶性染料としては、例えば、カラーイン
デックス(Color Index)に記載されている
水溶性の染料であれば特に限定はない。また、カラーイ
ンデックスに記載のないものでも、カチオン性基を有す
るものであれば特に限定はない。尚、ここでいう水溶性
染料の中には、溶解度のpH依存性があるものも含まれ
る。
態としては、上記したカチオン性基を有する水溶性染料
の代わりに、顔料及びカチオン性化合物を用い、水、水
溶性有機溶剤及びその他の成分、例えば、粘度調整剤、
pH調整剤、防腐剤、界面活性剤或いは酸化防止剤等を
必要に応じて含むインクであってもよい。ここで、カチ
オン性化合物が顔料の分散剤であってもよいし、顔料の
分散剤がカチオン性でない場合に、分散剤とは別のカチ
オン性化合物を添加したものでもよい。勿論、分散剤が
カチオン性化合物である場合でも、更に他のカチオン性
化合物を添加してもよい。本発明で使用することができ
る顔料としては特に限定はなく、アニオン性インクの項
で述べた顔料を好適に用いることができる。
の顔料の分散剤は、カチオン性基の存在によって顔料を
水、若しくは水性媒体に安定に分散させる機能を有する
水溶性樹脂ならどんなものでも使用可能である。具体例
としては、ビニルモノマーの重合によって得られるもの
であって、得られる重合体の少なくとも一部がカチオン
性を有するものであればよい。カチオン性の部分を構成
するためのカチオン性モノマーとしては、下記の如き第
3級アミンモノマーの塩及びこれらの4級化された化合
物が挙げられる。
ート [CH2=C(CH3)−COO−C2H4N(CH
3)2]、 N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート [CH2=CH−COO−C2H4N(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−C3H6N(CH
3)2]、 N,N−ジメチルアミノプロピルアクリレート [CH2=CH−COO−C3H6N(CH3)2]、 N,N−ジメチルアクリルアミド [CH2=CH−CON(CH3)2]、 N,N−ジメチルメタクリルアミド [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クリルアミド [CH2=C(CH3)−CONHC2H4N(CH
3)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クリルアミド [CH2=C(CH3)−CONH−C3H6N(CH
3)2] 等が挙げられる。
るための化合物としては、塩酸、硫酸及び酢酸等が挙げ
られ、4級化に用いられる化合物としては、塩化メチ
ル、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド、エピクロロヒ
ドリン等が挙げられる。これらの中でも、塩化メチルや
ジメチル硫酸等が本発明で使用する分散剤を調製するう
えで好ましい。以上のような第3級アミンの塩或いは第
4級アンモニウム化合物は水中ではカチオンとして振る
舞い、中和された条件では酸性が安定溶解領域である。
これらモノマーの共重合体中での含有率は20〜60重
量%の範囲が好ましい。
他モノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチルメ
タクリレート、長鎖のエチレンオキシド鎖を側鎖に有す
るアクリル酸エステル等のヒドロキシ基を有するアクリ
ル酸エステル、スチレン系モノマー等の疎水性モノマー
類及びpH7近傍の水に溶解可能な水溶性モノマーとし
て、アクリルアミド類、ビニルエーテル類、ビニルピロ
リドン類、ビニルピリジン類、ビニルオキサゾリン類が
挙げられる。疎水性モノマーとしては、スチレン、スチ
レン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導
体、(メタ)アクリル酸のアルキルエステル、アクリロ
ニトリル等の疎水性モノマーが用いられる。共重合によ
って得られる高分子分散剤中において水溶性モノマー
は、共重合体を水溶液中で安定に存在させるために15
〜35重量%の範囲で用い、且つ疎水性モノマーは、共
重合体の顔料に対する分散効果を高めるために20〜4
0重量%の範囲で用いることが好ましい。
顔料の場合、直接若しくは他の原子団を介して結合した
親水性基が、例えば、下記に挙げる第4級アンモニウム
基から選ばれる少なくとも1つを結合したものが挙げら
れる。しかし、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
状又は分岐鎖状のアルキル基、置換若しくは未置換のフ
ェニル基、又は置換若しくは未置換のナフチル基を表
す。尚、上記のカチオン性基には、カウンターイオンと
して、例えば、NO3−やCH3COO−が存在する。
オン性に帯電している自己分散型顔料を製造する方法と
しては、例えば、下記に示す構造のN−エチルピリジル
基を結合させる方法を例にとって説明すると、顔料を3
−アミノ−N−エチルピリジニウムブロマイドで処理す
る方法が挙げられる。
よってカチオン性に帯電させた顔料は、イオンの反発に
よって優れた水分散性を有するため、水性インク中に含
有させた場合にも分散剤等を添加しなくても安定した分
散状態を維持する。特に上記顔料がカーボンブラックで
ある場合が好ましい。
るカチオン性インクは普通紙等に記録した場合の印字記
録物のインクの浸透性と同時に、インクジェット用ヘッ
ドに対するマッチングを良好にする面から、インク自体
の物性として25℃における表面張力が30〜68mN
/m(dyn/cm)、粘度が15mPa・s(cP)
以下、好ましくは10mPa・s(cP)以下、より好
ましくは5mPa・s(cP)以下に調整されることが
望ましい。
及びカチオン性のインク中に含まれる色材成分の質量濃
度は、水性染料、顔料や自己分散型顔料等の色材の修理
に応じて適宜選択されるが、インクの質量に対し、0.
1〜20質量%、特には0.1〜12質量%の範囲が好
ましい。
%の範囲では、液体組成物中の微粒子の濃度とインク中
の色材の濃度との関係に関して、質量基準で、該微粒子
1に対して色材が1.2以下、特には1.0以下とした
場合、通常の2液系の記録条件の下で形成される画像の
発色性は特に優れたものとなる。
に、本発明の被記録媒体に着色部を形成する方法につい
て説明する。本発明の被記録媒体に着色部を形成する方
法は、(i)色材を含む、アニオン性若しくはカチオン
性の水性インクを被記録媒体に付与する工程及び(i
i)該インクとは逆の極性に表面が帯電している微粒子
が分散状態で含まれている液体組成物を被記録媒体に付
与する工程とを有し、上記被記録媒体の表面において、
水性インクと液体組成物とが互いに液体状態で接するよ
うに付与することを特徴とする。以下、上述したように
構成されている液体組成物及び水性インクを被記録媒体
上に付与する方法について説明する。
法は、上記で説明したような液体組成物を被記録媒体上
に付与する工程(ii)と、色材を含む、アニオン性若
しくはカチオン性の水性インクを被記録媒体に付与する
工程(i)を含むが、その際に、色材を含む水性インク
によって形成される被記録媒体の着色部形成領域、又は
着色部形成領域とその近傍に液体組成物を付与して、水
性インクと液体組成物とが互いに液体状態で接するよう
に付与する。ここでいう着色部形成領域とは、インクの
ドットが付着する領域のことであり、着色部形成領域の
近傍とは、インクのドットが付着する領域の外側の1〜
5ドット程度離れた領域のことを指す。
法では、前記した本発明の液体組成物と水性インクとが
被記録媒体上で互いに液体状態で接するようになればよ
い。例えば、上記工程(ii)を行った後に上記工程
(i)を行ってもよいし、上記工程(ii)を行った後
に、上記工程(i)を行い、その後に再び上記工程(i
i)を行ってもよい。
体に着色部を形成する方法に使用される被記録媒体とし
ては、特に限定されるものではなく、従来から使用され
ている、コピー用紙、ボンド紙等のいわゆる普通紙が好
適に使用される。勿論、インクジェット記録用に特別に
作製されたコート紙やOHP用透明フィルムも好適に使
用される。更に一般の上質紙や光沢紙にも好適に使用す
ることができる。
成物を被記録媒体上に付与せしめる方法としては、例え
ば、スプレーやローラー等によって被記録媒体の全面に
付与せしめる方法も考えられるが、更に好ましくはイン
クを付与する着色部形成領域或いは着色部形成領域とそ
の着色部形成領域の近傍にのみに選択的且つ均一に液体
組成物を付与せしめることのできるインクジェット方式
により行うのが好ましい。また、この際には、種々のイ
ンクジェット記録方式を用いることができるが、特に好
ましいのは、熱エネルギーによって発生した気泡を用い
て液滴を吐出する方式である。
明において適用可能なインクジェット記録装置について
説明する。本発明のインクジェット記録装置では、色材
を含む、アニオン性若しくはカチオン性の水性インクを
収容したインク収容部(インクタンク部)と、該インク
を吐出するためのインク吐出部(インク吐出用ヘッド)
とを有する第1の記録ユニット(プリント用カートリッ
ジ)および、本発明の液体組成物、好ましくは上記水性
インクとは逆の極性に表面が帯電している微粒子が分散
状態で含まれている液体組成物を収容した液体組成物収
容部(液体組成物タンク部)と、該液体組成物を吐出す
るための液体組成物吐出部(液体組成物吐出用ヘッド)
とを有する第2の記録ユニット(液体組成物用カートリ
ッジ)とを用いて記録を行うものである。
ェットプリント装置の概略構成の一例を示す模式的斜視
図である。図1において、1はインクを吐出してプリン
トを行うためのプリント用カートリッジであり、2は液
体組成物を吐出するための液体組成物用カートリッジで
ある。図示の例では、それぞれ異なる色のインクを用い
る4個のプリント用カートリッジ1と1個の液体組成物
用カートリッジ2とが使用されている。
インクタンク部(インク収容部)と下部のインク吐出部
(インク吐出用ヘッド)とから構成されている。液体組
成物用カートリッジ2は、上部の液体組成物タンク部
(液体組成物収容部)と下部の液体組成物吐出部(液体
組成物吐出用ヘッド)とから構成されている。さらに、
これらカートリッジ1、2には、駆動信号などを受信す
るためのコネクタが設けられている。3はキャリッジで
ある。
インクを吐出するための4個のプリント用ヘッドカート
リッジ1と1個の液体組成物用カートリッジ2とが位置
決め搭載される。また、キャリッジ3には各プリント用
カートリッジ1の各インク吐出部および液体組成物用カ
ートリッジ2の液体組成物吐出部を駆動するための信号
などを伝達するためのコネクタホルダーが設けられてお
り、このコネクタホルダーを介してキャリッジ3と各カ
ートリッジ1、2とは電気的に接続されている。
のインク、例えばイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シ
アン(C)、ブラック(B)のインクを吐出する。本図
では、図示左から、イエロー、マゼンタ、シアン,ブラ
ックの各インクのプリント用ヘッドカートリッジ1Y、
1M、1C、1Bが搭載され、そして右端には液体組成
物を吐出するための液体組成物用カートリッジ2が搭載
されている。
方向に延在し該キャリッジを摺動自在に支持する走査レ
ール、5はキャリッジ3を往復走査させるための駆動力
を伝達する駆動ベルトである。また、6、7および8、
9は、それぞれ、プリント用カートリッジのインク吐出
部によるプリント位置の前後に配置されて被記録媒体1
0の挟持搬送を行うための搬送ローラ対である。紙など
の被記録媒体10は、プリント位置の部分で、プリント
面を平坦に規制するためのプラテン(不図示)に圧接状
態で案内支持されている。この時、キャリッジ3に搭載
された各カートリッジ1、2の吐出口形成面は、該キャ
リッジ3から下方へ突出して被記録媒体搬送用ローラ
7、9間に位置し、プラテン(不図示)の案内面に圧接
された被記録媒体10に平行に対向するようになってい
る。
ント領域を外れた左側に設定されたホームポジションの
近傍には、回復ユニット11が配設されている。回復ユ
ニット11には、4個のプリント用カートリッジ(イン
ク吐出部)1Y、1M、1C、1Bに対応する4個のキ
ャップ12と1個の液体組成物用カートリッジ(液体組
成物吐出部)2に対応する1個のキャップ13が上下方
向に昇降可能に設けられている。そして、キャリッジ3
がホームポジションにあるときには、各カートリッジの
1、2の吐出口形成面に対して対応するキャップ12、
13とが圧接接合されることにより各カートリッジ1、
2の吐出口が密封(キャッピング)される。キャッピン
グすることにより、吐出口内のインク溶剤の蒸発による
インクの増粘・固着が防止され、吐出不良の発生が防止
されている。
2に連通した吸引ポンプ14とキャップ13に連通した
吸引ポンプ15を備えている。これらのポンプ14、1
5は、インク吐出部や液体組成物吐出部に吐出不良が生
じた場合に、それらの吐出口形成面をキャップ12、1
3でキャッピングして吸引回復処理を実行するのに使用
される。さらに、回復ユニット11には、ゴムなどの弾
性部材から成る2個のワイピング部材(ブレード)1
6、17が設けられている。ブレード16はブレードホ
ルダー18によって保持され、ブレード17はブレード
ホルダー19によって保持されている。
ホルダー18、19は、それぞれ、キャリッジ3の移動
を利用して駆動されるブレード昇降機構により昇降さ
れ、それによって、前記ブレード16、17は、各カー
トリッジ1、2の吐出口形成面に付着したインクや異物
をワイピングすべく突出(上昇)した位置(ワイピング
位置)と吐出口形成面に接触しない後退(下降)した位
置(待機位置)との間で昇降する。この場合、プリント
用カートリッジ1の吐出口形成面をワイピングするため
のブレード16と液体組成物用カートリッジ2の吐出口
形成面をワイピングするためのブレード17は、互いに
独立して、個別に昇降できるように構成されている。
ント領域側)からホームポジション側へ移動するとき、
あるいはホームポジション側からプリント領域側へ移動
するときに、ブレード16が各プリント用カートリッジ
1の吐出口形成面と当接し、ブレード17が液体組成物
用カートリッジ2の吐出口形成面と当接し、相対移動に
よってそれらの吐出口形成面の拭き取り(ワイピング)
動作が行われる。
化した構造のプリント用カートリッジ1を示す模式的斜
視図である。なお、液体組成物用カートリッジ2は、貯
蔵および使用するものがインクではなく液体組成物であ
る点を除き、プリント用カートリッジ1と実質上同じ構
成をしている。図2において、プリント用カートリッジ
1は、上部にインクタンク部21を、下部にインク吐出
部(インク吐出用ヘッド部)22を有しており、さら
に、インク吐出部22を駆動するための信号などを受信
するとともにインク残量検知信号を出力するためのヘッ
ド側コネクタ23を有している。このコネクタ23はイ
ンクタンク部21に並ぶ位置に設けられている。
れるインク吐出部22は吐出口形成面81を有し、該吐
出口形成面81には複数の吐出口が形成されている。各
吐出口に通じる液路部分に、インクを吐出するのに必要
なエネルギーを発生するための吐出エネルギー発生素子
が配置されている。
クを吐出してプリントを行うインクジェットプリント手
段であり、インク吐出部22とインクタンク部21を一
体化した、交換可能な構成となっている。また、インク
吐出部22は、熱エネルギーを利用してインクを吐出す
るためのインクジェットプリントヘッドであって、熱エ
ネルギーを発生するための電気熱変換体を備えたもので
ある。このインク吐出部22は、電気熱変換体によって
印加される熱エネルギーにより生じる膜沸騰を生じさ
せ、該膜沸騰による気泡の成長、収縮によって生じる圧
力変化を利用して、吐出口よりインクを吐出させ、プリ
ントを行うものである。
出部22A)の構造を模式的に示す部分斜視図である。
図3において、被記録媒体(プリント用紙等)10と所
定の隙間(例えば、約0.5〜2.0ミリ程度)をおい
て対面する吐出口形成面81には、所定のピッチで複数
の吐出口82が形成され、共通液室83と各吐出口82
とを連通する各液路84の壁面に沿ってインク吐出用の
エネルギーを発生するための電気熱変換体(発熱抵抗体
など)85が配設されている。複数の吐出口82はプリ
ント用カートリッジ1の移動方向(主走査方向)と交叉
する方向に並ぶような位置関係で配列されている。この
ように構成されるインク吐出部22では、画像信号また
は吐出信号に基づいて対応する電気熱変換体85を駆動
(通電)して、液路84内のインクを膜沸騰させ、その
時に発生する圧力によって吐出口82からインクを吐出
させる。
装置のワイピング動作を示す模式図である。図4はキャ
リッジ3がプリント領域側からホームポジション側へ移
動する場合を示す。図4において、(A)のようにキャ
リッジ4上のプリント用カートリッジ1および液体組成
物用カートリッジ2が右側(プリント領域側)よりホー
ムポジションに向かって移動してくる。そうすると、
(B)のように、先ず、インク用のキャップ12と液体
組成物用のキャップ13との間にあるインク用のブレー
ド16が上昇し、キャリッジ3の移動に伴って各プリン
ト用カートリッジ1Y、1M、1C、1Bの吐出口形成
面を順次ワイピングしていく。
ト用カートリッジ1が液体組成物用のブレード17上を
通過した後、この液体組成物用のブレード17を上昇さ
せて(D)のように液体組成物用カートリッジ2の吐出
口形成面を同時にワイピングする。インク用のブレード
16が4個目のプリント用カートリッジ1の吐出口面を
ワイピングし、さらに液体組成物路用のブレード17が
液体組成物用カートリッジ2の吐出口面をワイピングし
終わった後、それぞれのブレード16、17は下降し、
待機位置で待機する。図4では、キャリッジ3が図1中
の右側(プリント領域)から回復ユニット11の有るホ
ームポジション側へ移動するときにブレード16、17
によるワイピングが実行されるように構成したが、ワイ
ピング方向はこれに限定されるものではなく、図5のよ
うにキャリッジ3がホームポジション側から右側(プリ
ント領域側)へ移動する際にワイピングを行うように構
成してもよい。
レード16と液体組成物用のブレード17を同時に上昇
させ、キャリッジ3を右方向へ(プリント領域側へ)移
動させることにより、プリント用カートリッジ1と液体
組成物用カートリッジ2の吐出口形成面を同時にワイピ
ングし(B)、液体組成物用カートリッジ2の吐出口面
のワイピングが終了すると同時に液体組成物用のブレー
ド17のみを下降させて待機させ、インク用のブレード
17はそのまま残りのプリント用カートリッジ1の吐出
口面のワイピングを行う(C)。最後に、図5の(D)
のように、全てのプリン用カートリッジ1のワイピング
が終了したところで、インク用のブレード16を下降さ
せて一連のワイピング動作を終了する。
用することにより、ワイピングにより除去されてブレー
ド16、17に付着した液滴がブレードの弾性によって
被記録媒体10の搬送部へ飛散し、被記録媒体10を不
用意に汚す危険性を無くすことができる。
ートリッジ1の吐出口形成面をワイピングする方向と液
体組成物用カートリッジ2の吐出口形成面をワイピング
する方向とを異ならせてもよい。図6において、例えば
(A)および(B)に示すように、キャリッジ3がホー
ムポジション側から右側(プリント領域側)へ移動する
ときにインク用のブレード16でプリント用カートリッ
ジ1の吐出口形成面をワイピングし、(C)および
(D)に示すように、キャリッジ3がプリント領域側か
らホームポジション側へ移動するときに液体組成物用の
ブレード17で液体組成物用カートリッジ2の吐出口形
成面のみをワイピングするようにしてもよい。このよう
なワイピング方向を採ることにより、ブレード16の弾
性力によって飛散するインクが液体組成用カートリッジ
2の液体組成物吐出部22Aに付着したり、逆に、ブレ
ード17の弾性力によって飛散した液体組成物がプリン
ト用カートリッジ1のインク吐出部22に付着するとい
う不都合(危険性)を無くすか大幅に減少させることが
できる。
リッジ1用のキャップ12と液体組成物用カートリッジ
2用のキャップ13とを別々にして互いに独立させ(専
用にし)、さらに、これらのキャップ12、13に接続
される吸引ポンプ14、15もプリント用カートリッジ
1用と液体組成物用カートリッジ2用とに独立させて別
々(専用)にした。これにより、キャップ12、13お
よびポンプ14、15内において、インクと該インクと
反応性を有する液体組成物とを接触させることなく、こ
れらの廃液を処理することができ、高い信頼性を維持す
ることが可能になる。
ンクおよび液体組成物を廃インクタンク内へ回収するた
めの回収系統を示す模式図である。図7において、キャ
ップ12に連通した吸引ポンプ14によりプリント用カ
ートリッジ1から吸引された廃インク、並びにキャップ
13に連通した吸引ポンプ15により液体組成物用カー
トリッジ2から吸引された廃液は、プリント装置外へ漏
れ出さないように、それぞれ独立した経路を通して廃液
タンク24内に回収され、収納される。
収体25が充填され、該吸収体25に廃液を吸収保持す
るように構成されている。この廃液タンク24は、プリ
ント装置本体内に設けられている。図7では、プリント
用カートリッジ1用の吸引ポンプ14からの廃インク導
管26と液体組成物用カートリッジ2用の吸引ポンプ1
5からの廃液導管27とは、図示のように、廃液タンク
24の両端の互いに離れた位置に接続されている。こう
することにより、廃液タンク24内の液体組成物とイン
クは吸収体25内に液が充分に吸収された状態ではじめ
て接触するようになるため、多孔質吸収体25が吸収保
持できる液の量を充分に確保することができる。
液タンク24内の吸収体25を上下2段に配置し、下段
の吸収体25Aにインクを吸収させ、上段の吸収体25
Bに液体組成物を吸収させるように構成した廃液回収系
統を示す模式図である。図8の構成によれば、下段のイ
ンク吸収体25Aが溢れた場合でも、上段の吸収体25
Bとそこに吸収されている液体組成物により、インク中
の染料は上段の吸収体25Bで反応し固定化されるた
め、該インクが漏れ出してプリント装置内外を汚すこと
はない。
ッジは上述した形態のものには限定されず別の形態でも
よい。ここで、本発明で適用可能な別の形態のカートリ
ッジについて説明する。
1の一例を示すものであり、図中の1003はインクが
収容されているインク収容部(インクタンク部)、10
05は液体組成物が収容されている液体組成物収容部
(液体組成物タンク部)である。インクタンクカートリ
ッジ1001は、図11に示すように、インク及び液体
組成物の各々を吐出せしめる記録ヘッド1101に着脱
可能に構成されてなると共に、インクタンクカートリッ
ジ1001を記録ヘッド1101に装着した状態では、
液体組成物及びインクが、記録ヘッド1101に供給さ
れるように構成されているものである。なお、本発明で
使用されるカートリッジとしては、前記の如きヘッドと
インクタンクとが別体となったものに限らず、それらが
一体となったものも好適に用いられる。
の一例を示す図である。1500は記録ユニット(カー
トリッジ)であって、この中にインクを収容したインク
収容部、例えば、インク吸収体が収納されており、かか
るインク吸収体中のインクが複数のオリフィスを有する
ヘッド部1501からインク滴として吐出される構成に
なっている。インク吸収体の材料としては、例えば、ポ
リプロピレンやポリウレタンを用いることができる。1
502は、記録ユニット内部を大気に連通させるための
大気連通口である。
ートリッジ)の他の実施態様として、インクと液体組成
物とを、1個のインクタンク内の各々の収納部に収納
し、且つインク及び液体組成物の各々を吐出させるため
の記録ヘッドを一体的に備えた記録ユニット、具体的に
は、例えば、図12に示すように、液体組成物を収容部
1201Lに、ブラックインクを収容部1201Bk
に、また、イエロー、シアン及びマゼンタのカラーイン
クを各々カラーインク収納部1201Y、1201M及
び1201Cに収納し、更に各々のインクを各々個別に
吐出させることができるように、インク流路を分けて構
成した記録ヘッド1203を備えているような記録ユニ
ット1201が挙げられる。
プリント装置の他の実施態様の概略構成を示す模式的斜
視図である。図16において、4はキャリッジ3の主走
査方向に延在し該キャリッジを摺動自在に支持する走査
レール、5はキャリッジ3を往復動させるための駆動力
を伝達する駆動ベルトである。また、6、7および8、
9は、それぞれ、プリント用カートリッジによるプリン
ト位置の前後に配置されて被プリント材10の挟持搬送
を行うための搬送ローラ対である。紙などの被プリント
材10は、プリント位置の部分で、プリント面を平坦に
規制するためのプラテン(不図示)に圧接状態で案内支
持されている。この時、キャリッジ3に搭載された各ヘ
ッドカートリッジ1、2の吐出口形成面は、該キャリッ
ジ3から下方へ突出して被記録媒体搬送用ローラ7、9
間に位置し、プラテン(不図示)の案内面に圧接された
被記録媒体10に平行に対向するようになっている。
6個のヘッドカートリッジが位置決め搭載されており、
本実施例では、キャリッジ3上の図示左端から右側へ向
けて、イエローのプリントヘッド1Y、マゼンタのプリ
ントヘッド1M、シアンのプリントヘッド1C、ブラッ
クのプリントヘッド1B、液体組成物吐出ヘッド2、第
2のブラックのプリントヘッド1BBの順に配置されて
いる。液体組成物吐出ヘッド2はインク中の色材と反応
性を有する液体組成物を被記録媒体10へ吐出するもの
である。また、右端の第2のブラックのプリントヘッド
1BBは、往復プリントでの副走査プリント時などに使
用されるブラックインクを用いるプリントヘッドであ
る。つまり、前述の各実施例におけるブラックプリント
ヘッド1Bの次に(右隣に)液体組成物吐出ヘッド2を
配置し、さらにその次に(右端)に前記ブラックのプリ
ントヘッド1BBを配置する構成が採られている。
回復ユニット11が配設され、該回復ユニット11にお
いては、前記ヘッドカートリッジ1、2の配置に対応し
て、左から右へ、プリントヘッド1Y、1M、1C、1
Bをキャッピングするキャップ12が順次配置され、そ
の次に(右隣に)液体組成物吐出ヘッド2をキャッピン
グするキャップ13が配置され、さらにその右隣(右
端)には第2のブラックプリントヘッド1BBをキャッ
ピングするキャップ12が配置されている。そして各々
のキャップは、は上下方向に昇降可能に設けられてお
り、キャリッジ3がホームポジションにあるといには、
各ヘッド1、2の吐出口形成面に対して対応するキャッ
プ12、13が各々圧接されることにより、各ヘッド
1、2の吐出口が密封(キャッピング)され、これによ
り吐出口内のインク溶剤の蒸発によるインクの増粘、固
着が防止され、吐出不良の発生が防止されている。
2に連通した吸引ポンプ14とキャップ13に連通した
吸引ポンプ15を備えている。これらのポンプ14、1
5はプリントヘッド1や液体組成物吐出ヘッド2に吐出
不良が生じた場合に、それらの吐出口形成面をキャップ
12、13でキャッピングして吸引回復処理を実行する
のに使用される。更に左端から5番目の液体組成物用の
キャップ13と6番目(右端)のブラックインク用のキ
ャップ12との間に液体組成物吐出ヘッド2用のブレー
ド17が配置され、右端のキャップ12の右側(プリン
ト領域側)に各プリントヘッド1用のブレード16が配
置されている。そしてブレード17はブレードホルダー
19によって保持され,ブレード16はブレードホルダ
ーによって保持されている。この態様においては、ブレ
ードホルダー、19は、各々キャリッジ3の移動を利用
して駆動されるブレード昇降機構(不図示)による昇降
され、それによってブレード16、17は、ヘッド1、
2の吐出口形成面に付着したインクや異物をワイピング
すべく突出した位置(ワイピング位置)と吐出口形成面
に接触しない後退した位置(待機位置)との間で昇降す
る。この場合、プリントヘッド1をワイピングするブレ
ード16と液体組成物吐出ヘッド2をワイピングするブ
レード17は、互いに独立して個別に昇降できるように
構成されている。
装置のワイピング動作を示す模式図である。図16にお
いて、(A)に示すように、プリントヘッド(インク吐
出部)用のブレード16が突出(上昇)した後、キャリ
ッジ3に搭載された各ヘッドが右側(プリント領域側)
からホームポジションに向かって移動してくる。上昇し
たプリントヘッド用のブレード16は、(B)に示すよ
うに、キャリッジ3の左向き移動に伴いプリントヘッド
1を順次ワイピングしていく。そして、(C)に示すよ
うに、液体組成物吐出ヘッド(液体組成物吐出部)2が
プリントヘッド用のブレード16の手前(右隣)にきた
時点で該ブレード16が待機位置まで後退(下降)し、
該ブレード16と液体組成物吐出ヘッド2との接触が防
止される。
体組成物吐出ヘッド2がプリントヘッド用ブレード6を
通過した時点で、(D)に示すように、プリントヘッド
用ブレード6および液体組成物吐出ヘッド用ブレード1
7の両方を突出(上昇)させる。そして、キャリッジ3
の左向き移動に伴って、(E)に示すように、ブレード
17による液体組成物吐出ヘッド2のワイピングとブレ
ード16による右端のプリントヘッド1BBのワイピン
グを同時に行う。全てのヘッド1、2のワイピングが終
了した後、(F)に示すように、両方のブレード16、
17を後退(下降)させ、待機位置で待機させる。
3がプリント領域側(右側)から回復ユニット11のあ
るホームポジション側へ移動するときにブレード16、
17によるワイピングを行うようにしたが、ワイピング
方向はこれに限定されるものではなく、ホームポジショ
ン側から右側(プリント領域側)へ移動する際にワイピ
ングするようにしてもよい。
液体組成物吐出ヘッド2からインク中の色材と反応性を
有するような、本発明にかかる液体組成物を被プリント
材10に吐出し、各プリントヘッド01から吐出された
インクと被記録媒体10上で接触させて記録物を形成可
能な様に構成されている。被記録媒体10上ではインク
中の色材が液体組成物と反応することによって、インク
中の色材が単分子状態で微粒子表面に吸着し、その微粒
子によって画像の形成がなされる為、発色性や色の均一
性に優れた画像が得られる。
上記ではインク及び液体組成物に熱エネルギーを作用さ
せてインク液滴を吐出するインクジェット記録装置を例
に挙げたが、その他、圧電素子を使用するピエゾ方式の
インクジェット記録装置でも同様に利用できる。
に具体的に説明する。尚、文中、部及び%とあるのは特
に断りのない限り重量基準である。
説明する。
サイズが1μmのメンブレンフィルター(商品名、フロ
ロポアフィルター、住友電工株式会社製)にて加圧濾過
し、本発明の液体組成物A〜Dを得た。
書第4,242,271号に記載の方法でアルミニウム
ドデキシドを製造した。次に、米国特許明細書第4,2
02,870号に記載された方法で、前記アルミニウム
ドデキシドを加水分解してアルミナスラリーを製造し
た。このアルミナスラリーをアルミナ水和物の固形分が
8.2%になるまで水を加えた。アルミナスラリーのp
Hは9.7であった。3.9%の硝酸溶液を加えてpH
を調整し、表1に示す熟成条件でコロイダルゾルを得
た。このコロイダルゾルを表1に示す酸でpHを調整
し、固形分濃度20%に濃縮してA〜Dのアルミナ水和
物スラリーを作製した。これらのスラリー中のアルミナ
水和物は水中で表面がプラスに帯電し、カチオン性を示
す。また、これらのアルミナ水和物スラリーをイオン交
換水に希釈し分散させてコロジオン膜上に滴下して測定
用試料を作製し、透過型電子顕微鏡で観察したところす
べて平板形状の微粒子であった。
株式会社製)にて3000rpmで30分間混合した
後、遠心分離処理(4000rpm、15分間)を行
い、粗大粒子を除去して液体組成物Aとした。
株式会社製)にて3000rpmで30分間混合した
後、遠心分離処理(4000rpm、15分間)を行
い、粗大粒子を除去して液体組成物Bとした。
株式会社製)にて3000rpmで30分間混合した
後、遠心分離処理(4000rpm、15分間)を行
い、粗大粒子を除去して液体組成物Cとした。
株式会社製)にて3000rpmで30分間混合した
後、遠心分離処理(4000rpm、15分間)を行
い、粗大粒子を除去して液体組成物Dとした。
り測定を行い、各々の評価結果を表2に示した。 1)微粒子の平均粒子径 微粒子の固形分濃度を0.1%になるよう液体組成物を
イオン交換水で希釈した後、超音波洗浄機にて5分間分
散させて、電気泳動光散乱光度計(大塚電子株式会社社
製、ELS−8000、液温25℃、石英セル使用)を
用いて散乱強度を測定した。平均粒子径は付属のソフト
ウェアを用い、散乱強度からキュムラント解析法により
求めた。 2)pH 液体組成物に対し、液温25℃でpHメーター計(堀場
製作所株式会社製、カスタニーpHメーターD−14)
を用いて測定した。 3)ゼータ電位 微粒子の固形分濃度が0.1%になるよう液体組成物を
イオン交換水で分散させた後に、ゼータ電位測定機(ブ
ルックヘブン社製、BI−ZETA plus、液温2
0℃、アクリルセル使用)で測定した。 4)タンク保存性 液体組成物をインクタンクに詰めた後、60℃の恒温槽
に1ヶ月間静置保存してタンク内の液体組成物の液物性
及び記録ヘッドからの吐出性を評価した。 ○:タンク内でほぼ沈降が見られず、吐出安定性も良好 ×:タンク内で著しく沈降し吐出性も不安定。 5)細孔半径及び細孔容積 下記手順に従って前処理した後、試料をセルに入れ、1
20℃で8時間真空脱気してカンタクローム社製のオム
ニソーブ1を用いて窒素吸着脱離法により測定した。細
孔半径及び細孔容積はBarrettらの方法(J.a
m.Dhem.Soc.,Vol73,373,195
1)により計算から求めた。 (1)上記液体組成物を大気雰囲気下120℃で10時
間乾燥してほぼ溶媒分を蒸発させて乾燥する。 (2)上記乾燥物を120℃から700℃まで1時間で
昇温させた後700℃で3時間焼成する。 (3)焼成後、上記焼成物を徐々に常温に戻し焼成物を
メノウ乳鉢で摺り潰して粉体化する。
るインクの作製について説明する。
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
工株式会社製)にて加圧濾過し、ブラック、イエロー、
マゼンタ及びシアンの各染料インク、Bk1、Y1、M
1及びC1を得、これらの染料インクからなる組み合わ
せをインクサブセット1とした。
eca社製) 2.0部 ・C.I.ダイレクトイエロー861.0部 ・チオジグリコール8部 ・エチレングリコール8部 ・アセチレノールEH (川研ケミカルス社製)0.2部 ・イソプロピルアルコール4部 ・水76.8部 [マゼンタインクM1] ・Projet Fast Magenta 2(Ze
neca社製)3部 ・グリセリン7部 ・尿素7部 ・アセチレノールEH (川研ケミカルス社製)0.2部 ・イソプロピルアルコール4部 ・水78.8部 [シアンインクC1] ・C.I.ダイレクトブルー1993部 ・エチレングリコール7部 ・ジエチレングリコール10部 ・アセチレノールEH (川研ケミカルス社製)0.3部 ・水79.7部 <インクサブセット2の作製>下記に示す各成分によっ
て顔料分散液を調製し、これを用いてブラックインクB
k2を作製した。更に同様の顔料分散液を用いてイエロ
ー、マゼンタ及びシアンの各顔料インク、Y2、M2及
びC2を得、これらの顔料インクからなる組み合わせを
インクサブセット2とした。
樹脂分を完全に溶解させる。この溶液に新たに試作され
たカーボンブラック(MCF88、三菱化成製)10
部、イソプロピルアルコール1部を加え、30分間プレ
ミキシングを行った後、下記の条件で分散処理を行っ
た。 ・分散機:サンドグラインダー(五十嵐機械製) ・粉砕メディア:ジルコニウムビーズ、1mm径 ・粉砕メディアの充填率:50%(体積比) ・粉砕時間:3時間 更に遠心分離処理(12,000rpm、20分間)を
行い、粗大粒子を除去して分散液とした。
料分散液を使用し、下記の組成比を有する成分を混合
し、顔料を含有するインクを作製し、これをブラックイ
ンクBk2とした。 ・上記顔料分散液30.0部 ・グリセリン10.0部 ・エチレングリコール5.0部 ・N−メチルピロリドン5.0部 ・エチルアルコール2.0部 ・イオン交換水48.0部 [イエローインクY2]ブラックインクBk2の調製の
際に使用したカーボンブラック(MCF88、三菱化成
製)10部を、ピグメントイエロー74に代えたこと以
外はブラックインクBk2の調製と同様にして、顔料含
有イエローインクY2を調製した。
k2の調製の際に使用したカーボンブラック(MCF8
8、三菱化成製)10部を、ピグメントレッド7に代え
たこと以外はブラックインクBk2の調製と同様にし
て、顔料含有マゼンタインクM2を調製した。
2の調製の際に使用したカーボンブラック(MCF8
8、三菱化成製)10部を、ピグメントブルー15に代
えたこと以外はブラックインクBk2の調製と同様にし
て、顔料含有シアンインクC2を調製した。
ェット記録物を得るには被記録媒体の表面層において液
体組成物とインクがそれぞれ液状態で特定量以上接触さ
せる必要があるとの認識を本発明者らは持つに至り、以
下の検討を行った。
3、A−2−1〜3、A−3−1〜3の9種類の液体組
成物の何れか1つと上記インクサブセット1と2の何れ
か1つを10、50、100、150、200、25
0、300msecの7種類の時間差で被記録媒体にお
いて接触させる126種類の組み合わせで、インクジェ
ット記録装置により記録を行った。
−1〜3の9種類の液体組成物とインクサブセット1、
2との組み合わせにより各着色部を形成するに際し、下
記1)〜7)の商品名で広く流通している7種類の「普
通紙」を用いた。 1)キヤノン社製:PB用紙(被記録媒体1) 2)キヤノン社製:BrilliantWhitepa
per(被記録媒体2) 3)UnionCamp社製:GreatWhiteI
nkjet(被記録媒体3) 4)ハンマーミル(Hammermill)社製:Je
tPrint(被記録媒体4) 5)ゼロックス(Xerox)社製:Xerox402
4(被記録媒体5) 6)ヒューレットパッカード(HewlettPack
ard)社製:BrightWhiteInkjetP
aper(被記録媒体6) 7)AussdatRay社製:RayJet(被記録
媒体7) なお、ここで使用したインクジェット記録装置としては
図1に示したのと同様の記録装置を用い、図3に示した
記録ヘッドを用いて解像度1200dpi、サイズ2i
nch×2inchのベタ画像を形成した。この際、液
体組成物を先打ちして先ず被記録媒体上に付着させ、そ
の後インクを付着させた。また、液体組成物を付着させ
た後、その液体組成物上にインクを付着させるまでの時
間を上記のように7通りに変化させた。以下に使用した
液体組成物の微粒子濃度と被記録媒体における浸透性、
被記録媒体に対する付与量、液体組成物が被記録媒体に
接触した後、該液体組成物にインクが接触するまでの時
間差について説明する。
した液体組成物Aをベースにし、アルミナの量を異なら
せることにより微粒子濃度を変化させ、アセチレノール
EHの量を異ならせることにより浸透性を変化させた。
以下に作製した液体組成物A−1−1〜3、A−2−1
〜3、A−3−1〜3の各成分比を表3に示す。表3中
アルミナ水和物スラリーAはスラリーA、グリセリンは
Gly、ジエチレングリコールはDEG、アセチレノー
ルEHはAEHの略称で示す。また、アルミナ水和物ス
ラリーAはアルミナ微粒子を20%含んでいる。尚、本
実施例中では、液体組成物が被記録媒体に接触した瞬間
の微粒子濃度を、表3に示す液体組成物の作製時の微粒
子濃度と同等として扱っている。厳密には、液体組成物
が被記録媒体に接触した瞬間の微粒子濃度が重要で、こ
のときの微粒子濃度は液体組成物作製時の微粒子濃度と
は差がある可能性があると本発明者らは認識している。
しかしながら、前記差の範囲においては、画像の品位に
影響がないことを確認しており、液体組成物が被記録媒
体に接触した瞬間の微粒子濃度を、作製時の微粒子濃度
として扱っても、本発明には何ら影響がないと本発明者
らは認識している。
で用いた図3の記録ヘッドは1200dpiの記録密度
を有し、該ヘッドを使用したときの被記録媒体における
1ドットあたりの付与量はインク及び液体組成物につい
て夫々4ngであった。
ける接触までの時間)解像度1200dpiの印字領域
を1回の走査で印字する1パス印字を行った。このと
き、液体組成物の印字データはインクの印字データと同
じにして、液体組成物とインクとが同一位置に着弾する
ようにした。ここで本発明の重要なパラメータである、
液体組成物が被記録媒体に付与されてから、インクがそ
の液体組成物と接触するまでの時間間隔(時間差t(m
sec))は、同一位置に付与される液体組成物とイン
クがそれぞれの記録ヘッドから吐出される時間差と同等
として扱っている。厳密には前記接触までの時間差と吐
出時間差は、液体組成物とインクの吐出速度、吐出口と
被記録媒体との距離、及び先に付与した液体組成物が被
記録媒体表面から盛り上がっている高さ等の記録条件に
より異なることを本発明者らは認識しているが、吐出時
間差を接触までの時間差としても、実質的大きく異なら
ないので本実施例中では同等のものとしている。なお、
仮に、上記吐出時間差と上記接触までの時間差とが大き
く異なってしまう場合は、吐出時間差を上記接触までの
時間差と同等であるとは扱わず、上記時間差t(mse
c)は上記接触までの時間差とする。
組成物の吐出時間差は、インク吐出用ヘッド(インク吐
出部)のインク吐出口と液体組成物吐出用ヘッド(液体
吐出部)の液体吐出口との距離、およびヘッドの駆動周
波数により決定される。本実施例では、このように決定
された吐出時間差を上記接触までの時間差と同等として
扱い検討を行った。ここでは液体組成物吐出用ヘッドの
液体吐出口とインク吐出用ヘッドのインク吐出口との距
離が0.25inchのものを使用した。また、下表4
に示す駆動周波数f(kHz)により上記時間差t(m
sec)として10、50、100、150、200、
250、300msecを実現し、これらの時間差で記
録を行った。
録インクとの吐出を行っているが、本発明の意図すると
ころではこれら(液体組成物とインク)が互いに異なる
パスで吐出されていても、時間差tが実質的に液体組成
物と記録インクの吐出時間差であることを考慮すれば、
何ら問題はない。
対する浸透性はアセチレノールEHの量を異ならせるこ
とにより変化させたが、本検討に用いた上記1)〜7)
の7種類の被記録媒体における浸透性を吸収係数Ka
(μm/msec1/2)としてブリストウ法により測
定した。以下にブリストウ法による測定方法と測定結果
について説明する。以下では上記インクとの組み合わせ
で最も吸収係数が大きくなる、即ち浸透性が最も高い被
記録媒体における結果のみを記す。
ウ(動的浸透性)試験装置(東洋精機製作所製JAPA
NTAPPI紙パルプ試験方法No.51に記載の紙及
び板紙の液体吸収性試験方法(ブリストウ法)に準拠)
を使用した。被記録媒体1)〜7)に対する、液体組成
物A−1−1〜3、A−2−1〜3、A−3−1〜3の
9種類の液体組成物それぞれの吸収係数Ka(μm/m
sec1/2)を測定した。また、同時に前記液体組成
物のそれぞれの濡れ時間tw(msec)も測定した。
測定環境は常温である。尚、ブリストウ法による吸収係
数と濡れ時間の算出方法はJAPANTAPPI紙パル
プ試験方法No.51に取り上げられており、また多く
の市販図書にも説明がある為、ここでの詳細な説明は省
略する。尚、以下に記す他の実施例における吸収係数も
前記ブリストウ試験装置により測定した。
ストウ試験装置を使用して算出した前記9種類の液体組
成物の吸収係数と濡れ時間を表5に示す。
のインクを用いて上記1)〜7)の普通紙に記録を行っ
た。この記録の際、液体組成物は付与しなかった。記録
した画像は上記実施例と同解像度、同サイズのベタ画像
である。また記録に用いた図3の記録ヘッドは1200
dpiの記録密度を有し、該ヘッドを使用したときの被
記録媒体における1ドットあたりの付与量は4ngであ
った。
価方法と評価結果について説明する。
された上記実施例で得られた126種類の画像と比較例
で得られた2種類の画像を本発明者らの目視により評価
した。実施例の画像と該画像に用いられているインクと
同じインクで形成された比較例の画像とを比べ、実施例
の画像が比較例の画像より発色性が非常に優れていると
判断すれば◎とし、発色性が優れていると判断すれば〇
とし、発色性が同等以下と判断すれば×と評価した。
(μm/msec1/2)である液体組成物A−1−1
〜3とインクサブセット1及び時間差t=10〜300
msecの組み合わせでの評価結果を、表7にKa=
1.0(μm/msec1/2)である液体組成物A−
2−1〜3とインクサブセット1及び時間差t=10〜
300msecの組み合わせでの評価結果を、表8にK
a=2.0(μm/msec1/2)である液体組成物
A−3−1〜3とインクサブセット1及び時間差t=1
0〜300msecの組み合わせでの評価結果を、表9
に吸収係数Ka=0.1(μm/msec1/2)であ
る液体組成物A−1−1〜3とインクサブセット2及び
時間差t=10〜300msecの組み合わせでの評価
結果を、表10にKa=1.0(μm/mse
c1/2)である液体組成物A−2−1〜3とインクサ
ブセット2及び時間差t=10〜300msecの組み
合わせでの評価結果を、表11にKa=2.0(μm/
msec1/2)である液体組成物A−3−1〜3とイ
ンクサブセット2及び時間差t=10〜300msec
の組み合わせでの評価結果を示す。
サブセット1
サブセット1
サブセット1
サブセット2
クサブセット2
クサブセット2
他の実施例として上記液体組成物B、C、Dをベースに
微粒子濃度と浸透性を変化させ、前記液体組成物が被記
録媒体に付与されてから、インクサブセット1または2
のインクがその液体組成物と接触するまでの時間差を変
化させて上記実施例と同解像度、同サイズのベタ画像の
記録を行った。被記録媒体には上記した被記録媒体1)
〜7)を用いた。また、被記録媒体における1ドットあ
たりの付与量は液体組成物及びインク共に4ngであ
り、記録には上記実施例と同じインクジェット記録装置
と記録ヘッド、記録方法及び表4に示す記録時間を用い
た。吸収係数Ka(μm/msec1/2)は上記した
ブリストウ試験装置(東洋精機製作所製)を使用して上
記と同様の方法により測定した。作製した液体組成物
B、C、Dベースの液体組成物B−3−1〜3、C−3
−1〜3、D−3−1〜3の各成分比と吸収係数をそれ
ぞれ表12、表13、表14に示す。尚、表中には比を
変更した成分のみを記し、表記していない成分はベース
の液体組成物の成分及びその比と同じである。以下の表
においてアルミナ水和物スラリーBはスラリーB、アル
ミナ水和物スラリーCはスラリーC、アルミナ水和物ス
ラリーDはD、アセチレノールEHはAEHの略称で記
した。アルミナ水和物スラリーBとC及びDはアルミナ
微粒子を20%含む。また、吸収係数は上記インクと上
記被記録媒体との組み合わせで最も吸収係数が大きくな
る被記録媒体における結果のみを記す。
用いられているインクと同じインクで形成された比較例
の画像を本発明者らの目視で比較し、その他の実施例の
画像が比較例の画像より発色性が非常に優れていると判
断すれば◎とし、発色性が優れていると判断すれば○と
し、発色性が同等以下と判断すれば×と評価した。
sec1/2)である液体組成物B−3−1〜3とイン
クサブセット1及び時間差t=10〜300msecの
組み合わせでの評価結果を、表16にKa=2.0(μ
m/msec1/2)である液体組成物C−3−1〜3
とインクサブセット1及び時間差t=10〜300ms
ecの組み合わせでの評価結果を、表17にKa=2.
0(μm/msec1 /2)である液体組成物D−3−
1〜3とインクサブセット1及び時間差t=10〜30
0msecの組み合わせでの評価結果を、表18に吸収
係数Ka=2.0(μm/msec1/2)である液体
組成物B−3−1〜3とインクサブセット2及び時間差
t=10〜300msecの組み合わせでの評価結果
を、表19にKa≠Q.0(μm/msec1/2)で
ある液体組成物C−3−1〜3とインクサブセット2及
び時間差t=10〜300msecの組み合わせでの評
価結果を、表20にKa=2.0(μm/msec
1/2)である液体組成物D−3−1〜3とインクサブ
セット2及び時間差t=10〜300msecの組み合
わせでの評価結果を示す。
クサブセット1
クサブセット1
クサブセット1
クサブセット2
クサブセット2
クサブセット2
からの深さ)従来、図20(a)に示すように被記録媒
体2000の表面から30〜50μmの深さに色材20
02をより多く残存させれば、前記深さより深い領域に
より多くの色材が残存している場合に比べ、光学濃度を
向上できることが一般的に知られている。しかしなが
ら、さらなる検討の結果、本発明のインクと液体組成物
とを用いて画像を形成する場合、前記深さ領域とは異な
る領域に残存している色材が発色に寄与していることが
解かった。本発明者らは、高発色を得る為には従来発色
に寄与すると知られてきた領域とは異なる領域に色材を
残存させる必要があると認識するに至った。更に、前記
異なる領域に色材を残存させるためには、その色材が吸
着する微粒子を特定量以上残存させる必要があると認識
するに至った。そのためには、以下の検討を行ったが、
まず、深さの定義をここで行う。被記録媒体表面とはイ
ンクを付与する面のことであり、図20は被記録媒体2
000の表面及び内部を示している。図20に示すよう
に被記録媒体表面は平滑ではなく、凹凸があり、深さと
は凸部2001の頂点から被記録媒体の深さ方向への距
離である。
組成物とを用いた実施例及びその他の実施例により得た
高発色な画像及び発色性が劣る画像に対して、X線マイ
クロ分析(XMA)を行い、色材と微粒子が残存してい
る深さ領域を測定した。以下にXMAの説明をする。
DAX;EDAX社製)を用いて行った。XMAは深さ
方向に数μmオーダーで元素分析できる装置であり、表
面の元素分析に適している。インクと液体組成物とを用
いて画像が形成されている被記録媒体の深さ方向に残存
している色材に由来する元素及び微粒子に由来する元素
をXMAによる元素分析により確認し、色材と微粒子が
残存している深さ領域を測定した。また、加速電圧は、
分析する元素によって変える必要があり、夫々元素に適
した値に設定した。
及びその他の実施例のインクと液体組成物とを用いた画
像をXMAにより分析した結果、深さ10μm以内の領
域に付与したインクの色材2002と液体組成物の微粒
子2003の大部分が残存している画像と深さ10μm
より深い領域により多くの色材と微粒子が残存している
画像があった。また、色材と微粒子がより多く残存して
いる深さと画像の発色性には表21に示す関係があるこ
とが解かった。本発明者らの目視により発色性が良いと
判断した画像は○とし、前記画像より発色性が劣ると判
断した画像は×とした。深さ10μm以内の領域に色材
と微粒子の大部分が残存している画像は高発色であり、
それに比べ深さ10μmより深い領域により多くの色材
と微粒子が残存している画像は発色性が劣る。
とも深さ10μm以内に、色材と微粒子を残存させるこ
とで高発色性の画像を得ることができる。なお、図13
や図14にて説明したように、本発明では、単分子状態
の色材を微粒子の表面に吸着させることで発色性を高め
ている。このことを考慮すれば、被記録媒体の表面から
少なくとも深さ10μm以内に、単分子状態の色材が吸
着された微粒子を存在させることで、高発色性の画像を
形成できることが導かれる。また、上述したように、単
分子状態の色材が吸着された微粒子同士は凝集し凝集物
となる。従って、このことを考慮すれば、被記録媒体の
表面から少なくとも深さ10μm以内に、単分子状態の
色材が吸着された微粒子同士が凝集した凝集物を存在さ
せることで、高発色性の画像を形成できることが導かれ
る。
果に基づき、高発色画像を得るための記録条件(下記
式)を導いた。上述したように高発色画像を記録するた
めの条件としては、先に付与した液体組成物中の微粒子
が被記録媒体表面から特定の深さ以内(被記録媒体の表
面層)に特定量以上存在している間に、後から付与する
インクを先行して付与された液体組成物に接触させるこ
とが必要である。ここで、「特定の深さ」とは、表21
にて説明したように、被記録媒体表面から10μmの深
さであり、また、「特定量」とは、前記10μm以内の
深さにおいて0.08pg/μm 2の量である。なお、
0.08pg/μm2の導き方は後述する通りである。
以内の深さに残存する微粒子量W(pg/μm2)は、
物の被記録媒体への単位面積あたりの付与量であり、D
(%)は、液体組成物の微粒子濃度であり、Ka(μm
/msec1/2)は、被記録媒体の液体組成物に対す
る吸収係数であり、tw(msec)は、被記録媒体に
おける液体組成物の濡れ時間であり、t(msec)
は、液体組成物が被記録媒体に付与された後、液体組成
物にインクが接触するまでの時間である。)で表すこと
ができる。
が被記録媒体に付与された後、液体組成物C−3−1に
シアンインクC1が接触するまでの時間と、光学濃度
O.D.との関係を示すグラフである。図1に示したの
と同様の記録装置を用い、図3に示した記録ヘッドを用
いて解像度1200dpi、サイズ2inch×2in
chのベタ画像を形成し、そして、そのベタ画像の光学
濃度を、記録後24時間経過後、GRETAGスペクト
ロリノで測定した。なお、液体組成物C−3−1とシア
ンインクC1の被記録媒体への1ドットあたりの付与量
は約4ngであった。また、シアンインクC1のみによ
り記録した場合のO.D.は1.1であった。よって、
高発色効果を得るためには、図19においてO.D.が
1.1より大きくなるような時間差、つまり、300m
sec未満の時間差とする必要がある。
(pg/μm2)は、
なるので、本発明者らは、上記「特定量」を、被記録媒
体表面から10μm以内の深さにおいて約0.08(p
g/μm2)の量であると認識した。また、表6〜11
及び表15〜20においても、10μmの深さにおいて
0.08(pg/μm2)以上の微粒子が残存する時間
差では〇または◎の判定となり、0.08(pg/μm
2)未満の微粒子が残存する時間差では×の判定となっ
た。
条件は、(A)液体組成物の被記録媒体への付与量、
(B)液体組成物の微粒子濃度、(C)液体組成物の被
記録媒体への浸透速度(または被記録媒体の液体組成物
に対する吸収係数)、(D)液体組成物の被記録媒体に
おける濡れ時間、(E)液体組成物が被記録媒体に付与
された後、液体組成物に水性インクが接触するまでの時
間によって定めるのである。
記録条件を導いた。液体組成物の被記録媒体への単位面
積あたりの付与量をM(pg/μm2)、液体組成物の
微粒子濃度をD(%)、記録媒体の液体組成物に対する
吸収係数をKa(μm/msec1/2)、被記録媒体
における液体組成物の濡れ時間をtw(msec)、液
体組成物が被記録媒体に付与された後、液体組成物にイ
ンクが接触するまでの時間をt(msec)とした場
合、これらM、D、Ka、tw、tが
M、D、Ka、tw、tが
ることができるのである。
結果から明らかなように、250msec以内で液体組
成物とインクとを接触させることが好ましいことも判
る。また、150msec以内で接触させることがより
好ましく、100msec以内で接触させることが更に
好ましい。
成物が被記録媒体に付与されてから、インクがその液体
組成物と接触するまでの時間間隔(時間差t(mse
c))を、吐出時間差として扱っている。これを考慮す
れば、被記録媒体に対し液体組成物を吐出してから、該
液体組成物と接触する水性インクを吐出するまでの時間
間隔を250msec以内とすることが好ましいことは
明らかである。また、好ましくは、150msec以
内、更に好ましくは100msec以内である。
及び表15〜20の評価結果から液体組成物の微粒子濃
度が3%以上のとき高発色であった。また、吸収係数が
2.0μm/msec1/2以下のとき高発色であっ
た。
に、普通紙の風合いを残しながらインクジェット用コー
ト紙並みの優れた発色性と色の均一性を有する画像を記
録することができる。また、本発明による記録条件によ
れば、高発色な画像を形成することができる。
ント装置の概略構成を示す斜視図である。
る。
斜視図である。
グ動作を示す模式図であり、(A)は各カートリッジの
プリント領域側からホームポジションへの移動とインク
用ブレードの上昇、(B)はプリント用カートリッジの
吐出項口面のワイピング、(C)は液体組成物用カート
リッジの吐出口面のワイピング、(D)は各ブレードの
下降をそれぞれ示している。
グ動作を示す模式図であり、(A)は各ブレードの上
昇、(B)は各カートリッジのホームポジションからプ
リント領域側への移動、(C)は液体組成物用ブレード
の下降、(D)はプリント用カートリッジの吐出口面の
ワイピングとインク用ブレードの下降をそれぞれ示して
いる。
グ動作を示す模式図であり、(A)はインク用ブレード
の上昇、(B)は各カートリッジのホームポジション側
からプリント領域側への移動とプリント用カートリッジ
の吐出口面のワイピング、(C)は各カートリッジのプ
リント領域側からホームポジション側への移動とインク
用ブレードの待機と液体組成物用ブレードの上昇、
(D)各カートリッジのホームポジション側への移動と
液体組成物用カートリッジのワイピングをそれぞれ示し
ている。
系統を示す模式図である。
である。
着色部の状態を説明する模式的断面図である。
一実施態様を示す概略図である。
ッドに装着させた様子を示した概略図である。
示す該略図である。
の状態を説明する模式的断面図である。
色部の形成工程を示す概略工程図。
の一実施態様を模式的に示す斜視図である。
ピング動作を示す模式図であり、(A)はインク用ブレ
ードの上昇、(B)はプリント用カートリッジの吐出口
面のワイピング、(C)はインク用ブレードの下降、
(D)は液体組成物が適正位置についた後の両ブレード
の上昇、(E)は液体組成物と第2のブラックインク用
ヘッドのワイピング、(F)は両ブレードの下降をそれ
ぞれ示す。
発色でない着色部の状態を説明する模式的断面図であ
る。
体組成物に水性インクが接触するまでの時間と光学濃度
O.D.の関係を説明するグラフである。
子との関係を説明するための図である。
トリッジ) 3 キャリッジ 4 ガイド軸(走査レール) 5 駆動ベルト 6 搬送ローラ 8 搬送ローラ 10 被記録媒体 11 回復ユニット 12 キャップ(プリントヘッド用) 13 キャップ(液体組成物吐出ヘッド用) 14 吸引ポンプ(インク用) 15 吸引ポンプ(液体組成物用) 16 ブレード(プリントヘッド用) 17 ブレード(液体組成物吐出ヘッド用) 18,19 ブレードホルダー 21 液貯留タンク部 22 (インク)吐出部 22A (液体組成物)吐出部 23 ヘッド側コネク 24 廃液タンク 25 吸収体 81 吐出口形成面 82 吐出口 83 共通液室 84 液路 85 電気熱変換体(発熱抵抗体など) 1400 着色部 1401 反応部 1402 インク流出部 1403 インク 1404 色材 1405 被記録媒体の繊維間に生じる空隙 1406 液体組成物 1409 微粒子 1415 凝集物
Claims (25)
- 【請求項1】 色材を含むアニオン性若しくはカチオン
性のインクと、前記インクに対して逆極性に表面が帯電
している微粒子が分散状態で含まれる液体組成物とを用
いて被記録媒体上に記録を行うに際し、 液体組成物の前記被記録媒体への単位面積あたりの付与
量をM(pg/μm2)、前記液体組成物の微粒子濃度
をD(%)、前記被記録媒体の前記液体組成物に対する
吸収係数をKa(μm/msec1/2)、前記被記録
媒体における液体組成物の濡れ時間をtw(mse
c)、前記液体組成物が前記被記録媒体に付与された
後、前記インクが前記付与された液体組成物に接触する
までの時間をt(msec)とすると、 前記M、D、Ka、tw、tが 【外1】 なる関係を満たすことを特徴とする記録方法。 - 【請求項2】 色材を含むインクと、当該インク中の色
材と反応する微粒子を含む液体組成物とを用いて被記録
媒体に記録を行う方法であって、 液体組成物の前記被記録媒体への単位面積あたりの付与
量をM(pg/μm2)、前記液体組成物の微粒子濃度
をD(%)、前記被記録媒体の前記液体組成物に対する
吸収係数をKa(μm/msec1/2)、前記被記録
媒体における液体組成物の濡れ時間をtw(mse
c)、前記液体組成物が前記被記録媒体に付与された
後、前記インクが前記付与された液体組成物に接触する
までの時間をt(msec)とした場合、 前記M、D、Ka、tw、tが 【外2】 なる関係を満たすように、前記インクと前記液体組成物
とを前記被記録媒体上において液状で接触させる工程を
有し、 前記接触工程において前記インク中の色材と前記液体組
成物中の微粒子とが接触することにより、前記色材が単
分子状態で前記微粒子の表面に吸着し、前記色材を表面
に吸着した微粒子同士が凝集することを特徴とする記録
方法。 - 【請求項3】 色材を含むインクと、前記色材に吸着す
る微粒子を含む液体組成物とを用いて被記録媒体に記録
を行う方法であって、 液体組成物の前記被記録媒体への単位面積あたりの付与
量をM(pg/μm2)、前記液体組成物の微粒子濃度
をD(%)、前記被記録媒体の前記液体組成物に対する
吸収係数をKa(μm/msec1/2)、前記被記録
媒体における液体組成物の濡れ時間をtw(mse
c)、前記液体組成物が前記被記録媒体に付与された
後、前記インクが前記付与された液体組成物に接触する
までの時間をt(msec)とした場合、 前記M、D、Ka、tw、tが 【外3】 なる関係を満たすように、前記インクと前記液体組成物
とを前記被記録媒体上において液状で接触させる工程を
有し、 前記接触工程において前記インク中の色材と前記液体組
成物中の微粒子とが接触することにより、単分子状態を
保持したままの色材が前記微粒子の表面に吸着し、前記
色材を表面に吸着した微粒子同士が凝集することを特徴
とする記録方法。 - 【請求項4】 色材を含むアニオン性若しくはカチオン
性のインクと、前記インクに対して逆極性に表面が帯電
している微粒子が分散状態で含まれる液体組成物とを用
いて被記録媒体に対して記録を行うに際し、 前記被記録媒体の表面から少なくとも深さ10μm以内
に、単分子状態の色材が吸着された微粒子が存在するよ
うに、前記液体組成物を付与した後に前記インクを付与
して記録を行うことを特徴とする記録方法。 - 【請求項5】 色材を含むインクと、前記前記色材に吸
着する微粒子を含む液体組成物とを用いて被記録媒体に
対して記録を行うに際し、 前記被記録媒体の表面から少なくとも深さ10μm以内
に、単分子状態の色材が吸着された微粒子同士が凝集し
た凝集物が存在するように、前記液体組成物を付与した
後に前記インクを付与して記録を行うことを特徴とする
記録方法。 - 【請求項6】 前記被記録媒体に付与された液体組成物
に対し、前記インクを250msec以内に接触させる
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の記
録方法。 - 【請求項7】 前記被記録媒体に付与された液体組成物
に対し、前記インクを150msec以内に接触させる
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の記
録方法。 - 【請求項8】 前記被記録媒体に付与された液体組成物
に対し、前記インクを100msec以内に接触させる
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の記
録方法。 - 【請求項9】 前記液体組成物の微粒子濃度が3%以上
であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記
載の記録方法。 - 【請求項10】 前記被記録媒体の前記水性インクに対
する吸収係数が2μm/msec1/2以下であること
を特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の記録方
法。 - 【請求項11】 前記インクおよび液体組成物によって
形成される着色部において、前記液体組成物に含有され
る微粒子の表面に前記インクに含有される色材が単分子
状態で吸着されることを特徴とする請求項1乃至10の
いずれかに記載の記録方法。 - 【請求項12】 前記微粒子がアルミナまたはアルミナ
水和物であることを特徴とする請求項1乃至11のいず
れかに記載の記録方法。 - 【請求項13】 色材を含むアニオン性若しくはカチオ
ン性のインクと、前記インクに対して逆極性に表面が帯
電している微粒子が分散状態で含まれる液体組成物とを
用いて被記録媒体上に記録を行うに際し、 液体組成物の前記被記録媒体への単位面積あたりの付与
量をM(pg/μm2)、前記液体組成物の微粒子濃度
をD(%)、前記被記録媒体の前記液体組成物に対する
吸収係数をKa(μm/msec1/2)、前記被記録
媒体における液体組成物の濡れ時間をtw(mse
c)、前記液体組成物が前記被記録媒体に付与された
後、前記インクが前記付与された液体組成物に接触する
までの時間をt(msec)とすると前記M、D、K
a、tw、tが 【外4】 なる関係を満たすことを特徴とする記録装置。 - 【請求項14】 色材を含むインクと、当該インク中の
色材と反応する微粒子を含む液体組成物とを用いて被記
録媒体に記録を行う装置であって、 液体組成物の前記被記録媒体への単位面積あたりの付与
量をM(pg/μm2)、前記液体組成物の微粒子濃度
をD(%)、前記被記録媒体の前記液体組成物に対する
吸収係数をKa(μm/msec1/2)、前記被記録
媒体における液体組成物の濡れ時間をtw(mse
c)、前記液体組成物が前記被記録媒体に付与された
後、前記インクが前記付与された液体組成物に接触する
までの時間をt(msec)とした場合、 前記M、D、Ka、tw、tが 【外5】 なる関係を満たすように、前記インクと前記液体組成物
とを前記被記録媒体上において液状で接触させる手段を
有し、 前記接触工程において前記インク中の色材と前記液体組
成物中の微粒子とが接触することにより、前記色材が単
分子状態で前記微粒子の表面に吸着し、前記色材を表面
に吸着した微粒子同士が凝集することを特徴とする記録
装置。 - 【請求項15】 色材を含むインクと、前記色材に吸着
する微粒子を含む液体組成物とを用いて被記録媒体に記
録を行う装置であって、 液体組成物の前記被記録媒体への単位面積あたりの付与
量をM(pg/μm2)、前記液体組成物の微粒子濃度
をD(%)、前記被記録媒体の前記液体組成物に対する
吸収係数をKa(μm/msec1/2)、前記被記録
媒体における液体組成物の濡れ時間をtw(mse
c)、前記液体組成物が前記被記録媒体に付与された
後、前記インクが前記付与された液体組成物に接触する
までの時間をt(msec)とした場合、 前記M、D、Ka、tw、tが 【外6】 なる関係を満たすように、前記インクと前記液体組成物
とを前記被記録媒体上において液状で接触させる手段を
有し、 前記接触工程において前記インク中の色材と前記液体組
成物中の微粒子とが接触することにより、単分子状態を
保持したままの色材が前記微粒子の表面に吸着し、前記
色材を表面に吸着した微粒子同士が凝集することを特徴
とする記録装置。 - 【請求項16】 色材を含むアニオン性若しくはカチオ
ン性のインクと、前記インクに対して逆極性に表面が帯
電している微粒子が分散状態で含まれる液体組成物とを
用いて被記録媒体に対して記録を行うに際し、 前記被記録媒体の表面から少なくとも深さ10μm以内
に、単分子状態の色材が吸着された微粒子が存在するよ
うに、前記液体組成物を付与した後に前記インクを付与
して記録を行うことを特徴とする記録装置。 - 【請求項17】 色材を含むインクと、前記前記色材に
吸着する微粒子を含む液体組成物とを用いて被記録媒体
に対して記録を行うに際し、 前記被記録媒体の表面から少なくとも深さ10μm以内
に、単分子状態の色材が吸着された微粒子同士が凝集し
た凝集物が存在するように、前記液体組成物を付与した
後に前記インクを付与して記録を行うことを特徴とする
記録装置。 - 【請求項18】 前記被記録媒体に付与された液体組成
物に対し、前記インクを250msec以内に接触させ
ることを特徴とする請求項13乃至17のいずれかに記
載の記録装置。 - 【請求項19】 前記被記録媒体に付与された液体組成
物に対し、前記インクを150msec以内に接触させ
ることを特徴とする請求項13乃至17のいずれかに記
載の記録装置。 - 【請求項20】 前記被記録媒体に付与された液体組成
物に対し、前記インクを100msec以内に接触させ
ることを特徴とする請求項13乃至17のいずれかに記
載の記録装置。 - 【請求項21】 前記微粒子がアルミナまたはアルミナ
水和物であることを特徴とする請求項13乃至21のい
ずれかに記載の記録装置。 - 【請求項22】 被記録媒体上に画像が記録された記録
物を製造する方法であって、 請求項1乃至12のいずれかに記載の記録方法により画
像を記録する工程を有することを特徴とする記録物の製
造方法。 - 【請求項23】 被記録媒体上に画像を有する記録物で
あって、 前記画像は、前記被記録媒体の表面から少なくとも深さ
10μm以内に、単分子状態の色材が吸着された微粒子
を含むことを特徴とする記録物。 - 【請求項24】 被記録媒体上に画像を有する記録物で
あって、 前記画像は、前記被記録媒体の表面から少なくとも深さ
10μm以内に、単分子状態の色材が吸着された微粒子
同士が凝集した凝集物を含むことを特徴とする記録物。 - 【請求項25】前記微粒子は、アルミナまたはアルミナ
水和物であることを特徴とする請求項23または24に
記載の記録物。
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