JP2004181803A - インクジェット画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、高い最大濃度が得られ、赤味や青みのない純黒を再現でき、指紋付着耐性、光沢性、光沢差、ブロンジング耐性、耐傷性に優れ、かつ高速印字でも画質劣化の少ないインクジェット画像形成方法を提供することにある。
【解決手段】顔料インクを用いて、インクジェット記録媒体上に画像を印字する工程と、形成した画像を加熱及び加圧処理する工程を経て画像を形成するインクジェット画像形成方法において、濃度1.0以上の画像領域の少なくとも一部に、樹脂を含有し、かつ実質的に着色剤を含まない液体を付与することを特徴とするインクジェット画像形成方法。
【選択図】 なし
【解決手段】顔料インクを用いて、インクジェット記録媒体上に画像を印字する工程と、形成した画像を加熱及び加圧処理する工程を経て画像を形成するインクジェット画像形成方法において、濃度1.0以上の画像領域の少なくとも一部に、樹脂を含有し、かつ実質的に着色剤を含まない液体を付与することを特徴とするインクジェット画像形成方法。
【選択図】 なし
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なインクジェット画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、インクジェット技術の進歩は目覚ましく、プリンター技術、インク技術、専用記録媒体技術の向上と相まって写真画質と呼ばれる様になっている。画質の向上に伴い、インクジェット画像の保存性が従来の銀塩写真と比較されるようになり、多くの染料インクにおいて、インクジェット画像の耐水性、耐にじみ性の弱さといった着色剤の移動を伴う劣化や、耐光性や耐酸化性ガス性への弱さといった着色剤特有の化学反応を伴う劣化が指摘されている。
【0003】
一方、染料インク画像の保存性を改良するため、顔料インクを用いることが多く提案されている。しかし、顔料インクの場合、銀塩写真のような光沢感が得られなかったり、ブロンジングと呼ばれる金属光沢が見られる場合があり好ましくない。また、単に顔料インクを用いるだけでは充分な画像保存性が得られていないのが現状である。
【0004】
また、顔料インクを用いた場合、顔料インクの黒画像の高濃度部では、純黒が出にくく、青みや赤味を帯びたように見えることがあり、いわゆるしまりを持つ黒が出にくく、更に得られる画像濃度としても不十分であり、加えて、画像の特定部分では、画像に触れた際に、手の汗や油による画像欠陥が生じることが判明した。ここでいう画像欠陥とは、画像を汗ばんだ手で触ると、触れた部分だけ濃度が上昇し、拭いてもその濃度上昇が解消されずに、触れてない周囲の画像に対して、異様に目立つ問題である。特に、黒インクの打ち込み量が多い領域でこの現象は顕著である。
【0005】
上述した様な顔料インクの特有の課題の要因は明確ではないが、印字特性、インク保存性のため、顔料インク中の顔料に対し充分な樹脂が付与されて無いことが一つの原因と考えられる。
【0006】
上記課題に対し、画像中のインク量の多い特定部分に、皮膜形成能を有するオーバーコート液を付与する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。これは、不足する樹脂を第2のインクから供給するものと解釈できるが、開示されている技術内容では、乾燥性が不十分で高速印字適性が得られない。これは、室温で成膜性のある樹脂を用いていることによると考えている。また、上記の課題への効果も不十分である。これは、顔料インク画像の顔料とオーバーコート液中の皮膜形成成分の混合が不十分で、顔料が樹脂で充分に被覆されないためと推定している。さらに、画像部の光沢が高すぎる場合があり、白地との光沢差がでてしまい問題である。
【0007】
一方、顔料インク印字画像に樹脂を含む液を吐出し、加熱ヒーター等で画像を加熱する技術が開示されている(例えば、特許文献2参照。)が、加圧工程を併用する記載はなく、上記の課題への効果も不十分である。これは上記と同じく、顔料インク画像の顔料とオーバーコート液中の皮膜形成成分の混合が不十分なためと推定される。
【0008】
一方、特開昭59−222381号、特開平4−21446号、同10−315448号、同11−5362号、同11−192775号には、記録媒体の最表層に、熱可塑性有機高分子粒子からなる層を設け、画像記録後、熱可塑性有機高分子粒子を溶融、皮膜化し、結果として、高分子の保護膜を形成することにより、耐水性、耐候性の改良及び画像の光沢付与を達成しているが、これらの記録媒体はインク吸収速度が不十分であり、高速印字適性が不足している。
【0009】
さらに、熱可塑性樹脂含有層に無機微粒子を一定量添加し、インク吸収性を改善し、さらに顔料インクでの印字が開示されている(例えば、特許文献3〜5参照。)。これらは、不足する樹脂を記録媒体から供給するものと解釈されるが、上記のように高速インク吸収性を確保するために、熱可塑性樹脂含有層に無機微粒子を一定量添加すると、熱可塑性樹脂比率が下がるため、比率によっては顔料インク画像の顔料にとって充分な樹脂が付与されてないことになり、上記課題への効果が不十分な場合が有る。
【0010】
また、特開2002−121440号、特開2002−144696号には、各々油性染料インク、水性染料インクで印字後、ポリマー微粒子液を付与し、さらに加熱により被膜形成する方法が開示されている。しかし、顔料インクでの印字の記載はなく、かつ上記の手の汗や油による画像欠陥への言及もない。また、これらは、記録画像全面にポリマー微粒子液を付与しているおり、ポリマー微粒子液の乾燥負荷が大きい。
【0011】
【特許文献1】
特開2002−144551号公報 (特許請求の範囲)
【0012】
【特許文献2】
国際公開第00/06390号パンフレット
【0013】
【特許文献3】
特開2002−234246号公報 (特許請求の範囲)
【0014】
【特許文献4】
特開2002−234248号公報 (特許請求の範囲)
【0015】
【特許文献5】
特開2002−234256号公報 (特許請求の範囲)
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を鑑みなされたものであり、第1の目的は高い最大濃度が得られるインクジェット画像形成方法を提供することであり、第2の目的は、赤味や青みのない純黒を再現できる顔料画像を提供できるインクジェット画像形成方法を提供することであり、第3の目的は、手の汗や油による画像欠陥の改良された顔料画像を提供できるインクジェット画像の形成方法を提供することであり、第4の目的は、高光沢でブロンジング発生について改良されたインクジェット画像形成方法を提供することであり、第5の目的は耐傷性の改良されたインクジェット画像形成方法を提供することであり、第6の目的は画像中に光沢差が少ない顔料画像を提供できるインクジェット画像形成方法を提供することであり、第7の目的は、高速印字でも画質劣化の少ないインクジェット画像形成方法を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
【0018】
1.顔料インクを用いて、インクジェット記録媒体上に画像を印字する工程と、形成した画像を加熱及び加圧処理する工程を経て画像を形成するインクジェット画像形成方法において、濃度1.0以上の画像領域の少なくとも一部に、樹脂を含有し、かつ実質的に着色剤を含まない液体を付与することを特徴とするインクジェット画像形成方法。
【0019】
2.前記樹脂が、水系樹脂エマルジョンであることを特徴とする前記1項記載のインクジェット画像形成方法。
【0020】
3.前記顔料インクの少なくとも1種が、顔料インク中の樹脂量固形分が顔料固形分より少ないことを特徴とする前記1または2項に記載のインクジェット画像形成方法。
【0021】
4.前記インクジェット記録媒体が、支持体上に2層以上のインク吸収層を有し、支持体より最も離れた位置にあるインク吸収層である表層が、熱可塑性樹脂を含有することを特徴とする前記1〜3項のいずれか1項に記載のインクジェット画像形成方法。
【0022】
5.前記表層が、更に無機微粒子を有することを特徴とする前記4項記載のインクジェット画像形成方法。
【0023】
本発明者らは、上記課題に関し鋭意検討を進めた結果、顔料インクを用いて、インクジェット記録媒体上に画像を印字する工程と、形成した画像を加熱及び加圧処理する工程を経て画像を形成するインクジェット画像形成方法において、濃度1.0以上の画像領域の少なくとも一部に、樹脂を含有し、かつ実質的に着色剤を含まない液体を付与することにより、高い最大濃度が得られ、赤味や青みのない純黒を再現でき、手の汗や油による画像欠陥が改良され、高光沢でブロンジング耐性、耐傷性が改良され、画像中の光沢差が少なく、かつ高速印字でも画質劣化の少ないジェット画像を得ることができることを見出し、本発明に至った次第である。
【0024】
更に、樹脂として、水系樹脂エマルジョンをもちいること、顔料インクの少なくとも1種が、顔料インク中の樹脂量固形分が顔料固形分より少ないこと、用いるインクジェット記録媒体が、支持体上に2層以上のインク吸収層を有し、支持体より最も離れた位置にあるインク吸収層である表層が、熱可塑性樹脂を含有すること、表層が、更に無機微粒子を有することにより、より一層本発明の目的効果が発揮されることを見出したものである。
【0025】
以下、本発明の詳細について説明する。
本発明のインクジェット画像形成方法においては、インクとして顔料インクを用いることが一つの特徴である。
【0026】
画像形成に用いる顔料インクとしては、水系インク組成物、油系インク組成物、固体(相変化)インク組成物等を用いることができるが、水系インク組成物(例えば、インク総質量あたり10質量%以上の水を含有する水系インクジェット記録液等)を特に好ましく用いることができる。
【0027】
着色剤としては、画像保存性の観点から顔料用いることが特徴である。顔料インク中の顔料としては、不溶性顔料、レーキ顔料等の有機顔料および、カーボンブラックを好ましく用いることができる。
【0028】
不溶性顔料としては、特に限定するものではないが、例えば、アゾ、アゾメチン、メチン、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン、キナクリドン、アントラキノン、ペリレン、インジゴ、キノフタロン、イソインドリノン、イソインドリン、アジン、オキサジン、チアジン、ジオキサジン、チアゾール、フタロシアニン、ジケトピロロピロール等が好ましい。
【0029】
好ましく用いることのできる具体的顔料としては、以下の顔料が挙げられる。マゼンタまたはレッド用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げられる。
【0030】
オレンジまたはイエロー用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138等が挙げられる。
【0031】
グリーンまたはシアン用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。
【0032】
これらの顔料は、必要に応じて顔料分散剤を使用してもよく、使用できる顔料分散剤としては、例えば、高級脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アミンオキシド等の活性剤、あるいはスチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマル酸、フマル酸誘導体から選ばれた2種以上の単量体からなるブロック共重合体、ランダム共重合体およびこれらの塩をあげることができる。
【0033】
顔料の分散方法としては、その方法に特に制限はないが、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等各種を用いることができる。
【0034】
本発明に係る顔料分散体の粗粒分を除去する目的で、遠心分離装置を使用すること、フィルターを使用することも好ましい方法である。
【0035】
顔料インク中の顔料の平均粒径は、インク中での安定性、画像濃度、光沢感、耐光性などを考慮して選択するが、加えて本発明のインクジェット顔料画像の記録方法では、光沢向上、質感向上の観点からも粒径を選択するのが好ましい。本発明において、光沢向上、質感向上する理由は定かでは無いが、画像において顔料は熱可塑性微粒子が溶融した皮膜中に分散された状態にあることと関連していると推測している。高速処理を目的とすると、短時間で熱可塑性微粒子を溶融皮膜化し、更に顔料を充分に皮膜中に分散しなければならない。このとき顔料の表面積は大きく影響し、それゆえ平均粒径に最適領域が存在すると推測している。
【0036】
本発明に用いる顔料インクに含まれる顔料粒子の平均粒径は、300nm以下が好ましく、更に好ましくは30〜200nmであり、特に好ましくは30〜150nmである。
【0037】
顔料インクとして好ましい形態である水系インク組成物は、水溶性有機溶媒を併用することが好ましい。
【0038】
水溶性有機溶媒としては、例えば、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等)、多価アルコール類(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール等)、多価アルコールエーテル類(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリ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エチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等)、アミン類(例えば、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、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミン等)、アミド類(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等)、複素環類(例えば、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等)、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド等)、スルホン類(例えば、スルホラン等)、尿素、アセトニトリル、アセトン等が挙げられる。好ましい水溶性有機溶媒としては、多価アルコール類が挙げられる。さらに、多価アルコールと多価アルコールエーテルを併用することが特に好ましい。
【0039】
水溶性有機溶媒は、単独もしくは複数を併用しても良い。水溶性有機溶媒のインク中の添加量としては、総量で5〜60質量%であり、好ましくは10〜35質量%である。
【0040】
本発明に用いる顔料インクは、アセチレン系界面活性剤を含有することが好ましい。該アセチレン系界面活性剤としては、アセチレンジオール及びそのエチレンオキサイド付加物が好ましい。
【0041】
また、アセチレンジオール及びそのエチレンオキサイド付加物としては、Air Products社製サーフィノール82、サーフィノール104、サーフィノール440、サーフィノール465、サーフィノール485等を好ましく用いられる。
【0042】
インク組成物は、吐出安定性、プリントヘッドやインクカートリッジ適合性、保存安定性、画像保存性、その他の諸性能向上の目的に応じて、熱可塑性微粒子、粘度調整剤、表面張力調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、分散剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防ばい剤、防錆剤等を適宜添加することもできる。
【0043】
特に、熱可塑性微粒子を添加することは、本発明の効果を得るうえで好ましい。熱可塑性微粒子については、上記の記録媒体表層に添加することのできる熱可塑性樹脂あるいは微粒子の説明で記載した種類を利用できる。特に、インクに添加しても増粘、沈澱等の起こらないものを適用するのが好ましい。熱可塑性微粒子の平均粒径としては、0.5μm以下が好ましく、より好ましくは、インク中の顔料の平均粒径の0.2倍〜2倍の範囲で選択すると安定性の観点で好ましい。添加する熱可塑性微粒子は、50℃〜200℃の範囲で溶融、軟化するものが好ましい。
【0044】
インク組成物は、その飛翔時の粘度として40mPa・s以下が好ましく、30mPa・s以下であることがより好ましい。
【0045】
インク組成物は、その飛翔時の表面張力として20mN/m以上が好ましく、30〜45mN/mであることが、より好ましい。
【0046】
インク中の顔料固形分濃度は、0.1〜10%の範囲で選択でき、写真画像を得るには、顔料固形分濃度を各々変化した、いわゆる濃淡インクを用いることが好ましく、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの濃淡インクを各々用いることは特に好ましい。また、必要に応じて、赤、緑、青等の特色インクを用いることも、色再現性上好ましい。
【0047】
上記説明した顔料インクにおいて、本発明では、高分子分散剤を用いて分散した顔料インク、顔料表面を部分的に酸化したり、イオン性顔料誘導体等で表面を改質した等の自己分散顔料を含むインク、あるいは分散剤以外に樹脂を含有する顔料インクを好ましく用いることができる。本発明では、印字した後、必要に応じて本発明に係る樹脂を含み実質的に着色剤を含まない液体により樹脂を付与できる量を加減できるので、自己分散顔料を適用するのにも適している。
【0048】
また、顔料インク中に、分散剤として或いは添加剤として樹脂が添加されている場合、それら樹脂の総量が、顔料固形分量より少ないことが好ましい。樹脂量が多いと、インク吸収性に影響するとともに、画像からの水を含むインク溶媒の乾燥が妨げられ、本発明に係る樹脂を含み実質的に着色剤を含まない液体を付与する場合は、その影響が非常に大きいためである。
【0049】
また、本発明に係る顔料インクにおいては、少量の公知の染料を添加することが、本発明の効果発現上好ましい、しかし多量添加すると、画像保存性が劣化するため、好ましくはインク中の固形分量として1質量%以下であり、より好ましくは0.5%質量以下である。また、添加する染料は、主成分の顔料の色と同色が好ましいが、場合によっては異なる色でも良い。特に、黒インクに染料を添加することが好ましい形態である。
【0050】
本発明のインクジェット画像形成方法においては、顔料インクを印字した後、その画像濃度が1.0以上の領域の少なくとも一部に、樹脂を含有し、かつ実質的に着色剤を含まない液体を付与することが特徴の一つである。
【0051】
本発明でいう画像濃度が1.0以上の領域の少なくとも一部とは、顔料インクを印字して形成した画像の反射濃度が1.0以上である画像部のうち、5%以上の画像面積部、好ましくは25%以上、より好ましくは50%以上、特に好ましくは、全画像部を、上記液体で被覆することが好ましい。
【0052】
また、本発明でいう実質的に着色剤を含まない液体とは、上記説明した顔料、あるいは染料等の着色剤を全く含有しないことを意味するが、場合によっては0.1質量%未満の着色剤の含有を排除するものではない。
【0053】
本発明に係る樹脂を含み実質的に着色剤を含まない液体で用いる媒体は、環境上水系のものが好ましいが、用途によっては、有機溶剤系であってもよい。樹脂は、媒体に溶解する物であっても、分散物であっても、あるいは部分溶解でもよい。この液の吸収性、乾燥性からは、分散物が好ましい。
【0054】
以下、その代表として水系の樹脂を含み実質的に着色剤を含まない液体について説明する。
【0055】
樹脂を含み実質的に着色剤を含まない液体(以下、本発明に係る液体という)は、樹脂を0.1〜10質量%(固形分)及び水溶性溶媒を1〜50質量%含有し、必要に応じて、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防ばい剤等の各機能性化合物を含んでもよい。さらに、本発明に係る液体は、実質的に着色剤を含まないが、これは記録液としての機能を実質的に持たないことを意味しており、それ以外の目的、例えば、インク残量確認のためや、白地にプリントする場合の白地色調調整のため、吐出性確認のため等に、わずかに色味付けをしても良い。
【0056】
本発明に係る液体で用いることのできる樹脂としては、例えば、水溶性バインダーあるいは樹脂エマルジョン等を挙げることができるが、本発明においては、樹脂エマルジョンであることが好ましい。
【0057】
水溶性バインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコール、ゼラチン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、デキストラン、デキストリン、カラーギーナン(κ、ι、λ等)、寒天、プルラン、水溶性ポリビニルブチラール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。これらの水溶性樹脂は二種以上併用することも可能である。
【0058】
本発明で好ましく用いられる水溶性樹脂は、ポリビニルアルコールである。本発明で好ましく用いられるポリビニルアルコールには、ポリ酢酸ビニルを加水分解して得られる通常のポリビニルアルコールの他に、末端をカチオン変性したポリビニルアルコールやアニオン性基を有するアニオン変性ポリビニルアルコール等の変性ポリビニルアルコールも含まれる。
【0059】
本発明で用いることのできる樹脂エマルジョンは、高分子が水分散された状態のものであり、好ましいモノマーを挙げれば、アクリロニトリル、スチレン、アクリレート類(アクリル酸、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、グリシジルアクリレート、メタクリル酸、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート)、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ブタジエン、塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンが挙げられ、これらのモノマーを2つ以上組み合わせた共重合体が好ましい。また、共重合体に組み込まれた酢酸ビニルをケン化し、酢酸ビニルの一部、または全部をビニルアルコールに導いた熱可塑性樹脂、ポリウレタン、シリコーン−アクリル共重合体などが好ましく用いられ、また、ポリエステル、ポリウレタン樹脂も用いることができる。
【0060】
本発明においては、この樹脂エマルジョンとして、乾燥、もしくは加熱工程で溶融、もしくは被膜化するものが好ましく、Tgとしては200℃以下、好ましくは150℃以下、より好ましくは130℃以下である。Tgが室温以下のものも適用可能であるが、インク吸収性の観点では室温より高温のものが好ましい。もっとも好ましいTgは50〜130℃である。また、Tgの異なる複数種の樹脂エマルジョンを用いることもできる。
【0061】
この樹脂エマルジョンの粒径は500nm以下が好ましく、更に好ましくは150nm以下である。
【0062】
本発明に係る液体で用いることのできる水溶性溶媒としては、前述の顔料インクで記載した水溶性有機溶媒と同じものを挙げることができる。
【0063】
次に、本発明に係る液体の付与方法について説明する。
本発明に係る液体は、顔料インクと別の専用記録ヘッドから出射して印字する。専用記録ヘッドは、顔料インクと同じキャリッジに載せても良いし、別のキャリッジに載せてもよいが、好ましくは顔料インクと同じキャリッジに載せる方式が、装置を小型にできる観点から好ましい。
【0064】
本発明において、本発明に係る液体の印字領域は、濃度1.0以上の画像領域の少なくとも一部に印字することが特徴である。顔料インクの種類、インクジェット記録媒体の種類、あるいは加熱加圧条件等によっては、より高濃度部のみに本発明に係る液体を付与することで、充分な効果を発揮できる場合があり、画像特性によっては、濃度1.5以上の画像領域の少なくとも一部、または濃度2以上の画像領域の少なくとも一部に付与させる場合もある。本発明において、本発明に係る液体の吐出領域を高濃度部に限定することは、印字時間、乾燥負荷、ランニングコストの観点から好ましい。
【0065】
また、本発明においては、本発明に係る液体を、同時に全ての色画像に適用する必要はなく、その中でも、特に黒インク、シアンインク、イエローインクが主に(インク総量の50%以上)打たれている画像領域に、本発明に係る液体を出射することが大きな目的効果を得られる点で好ましい。特に、黒インクが主に打たれている画像領域に、出射することが好ましい。
【0066】
本発明において、顔料インクと本発明に係る液体の出射する順番に、特に制約はないが、好ましくは顔料インクと同時、もしくは遅れて出射することが、得られる画質の劣化が低減されるため好ましい。
【0067】
次いで、本発明に係るインクジェット記録媒体について説明する。
本発明に係るインクジェット記録媒体は、支持体上に2層以上のインク吸収層を有し、支持体より最も離れた位置にあるインク吸収層である表層が、熱可塑性樹脂を含有することが好ましい。
【0068】
本発明に係る表層で用いることのできる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリアクリル酸、ポリメタアクリル酸、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、これらの共重合体及びこれらの塩が挙げられ、中でもスチレン−アクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、SBRラテックスが好ましい。熱可塑性樹脂は、モノマー組成及び、粒径、重合度が違う複数の重合体を混合して用いても良い。
【0069】
熱可塑性樹脂を選択するに際し、インク吸収性、加熱加圧による後処理工程後の画像の光沢性、画像堅牢性及び離型性を考慮すべきである。
【0070】
インク吸収性については、熱可塑性微粒子の粒径が0.05μm未満の場合は、顔料インク中の顔料粒子とインク溶媒の分離が遅くなり、インク吸収速度の低下を招くことになる。また10μmを越えると、支持体上に塗設する際にインク受容層に隣接する溶媒吸収層との接着性や、塗設乾燥後のインクジェット記録媒体の被膜強度の点から好ましくない。このために好ましい熱可塑性樹微粒子径としては好ましくは0.05〜10μm、より好ましくは0.1〜5μmである。さらに好ましくは、0.1〜1μmである。
【0071】
また、熱可塑性樹脂の選択の基準としてはガラス転移点(Tg)が挙げられる。Tgが塗布乾燥温度より低い場合は、例えば、記録媒体製造時の塗布乾燥温度が既にTgより高く、インク溶媒が透過するための熱可塑性微粒子による空隙が消失してしまう。
【0072】
また、Tgが、支持体の熱による変性を起こす温度以上の場合は、顔料インクによるインクジェット記録後溶融成膜するために高温での定着操作が必要となり、装置上の負荷及び支持体の熱安定性等が問題となる。熱可塑性微粒子の好ましいTgは50〜150℃である。また、最低造膜温度(MFT)としては、50〜150℃のものが好ましい。
【0073】
熱可塑性微粒子は、環境適性の観点から、水系に分散されたものが好ましく、特に、乳化重合により得られた水系ラテックスが好ましい。この際、ノニオン系分散剤を乳化剤として用いて乳化重合したタイプは好ましく用いることができる形態である。
【0074】
また、用いる熱可塑性微粒子は臭気および安全性の観点から残存するモノマー成分が少ない方が好ましく、重合体の固形分質量に対して3%以下が好ましく、更に1%以下が好ましく、特には0.1%以下が好ましい。
【0075】
本発明に係る表層においては、上記熱可塑性樹脂と共に無機微粒子を用いることが好ましい。
【0076】
本発明で用いることのできる無機微粒子としては、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、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、水酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、ハイドロタルサイト、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、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、リトポン、ゼオライト、水酸化マグネシウム等の白色無機顔料等を挙げることができる。
【0077】
無機微粒子としては、シリカ及びアルミナまたはアルミナ水和物から選ばれた固体微粒子を用いることが好ましく、シリカがより好ましい。
【0078】
シリカとしては、通常の湿式法で合成されたシリカ、コロイダルシリカ或いは気相法で合成されたシリカ等が好ましく用いられ、本発明において特に好ましく用いられる微粒子シリカとしては、コロイダルシリカまたは気相法で合成された微粒子シリカであり、中でも気相法により合成された微粒子シリカは高い空隙率が得られる。また、アルミナまたはアルミナ水和物は、結晶性であっても非晶質であってもよく、また不定形粒子、球状粒子、針状粒子など任意の形状のものを使用することができる。
【0079】
無機微粒子は、その粒径が100nm以下であることが好ましい。例えば、上記気相法微粒子シリカの場合、一次粒子の状態で分散された無機微粒子の一次粒子の平均粒径(塗設前の分散液状態での粒径)は、100nm以下のものが好ましく、より好ましくは4〜50nm、最も好ましくは4〜20nmである。
【0080】
最も好ましく用いられる、一次粒子の平均粒径が4〜20nmである気相法により合成されたシリカとしては、例えば、日本アエロジル社のアエロジルが市販されている。この気相法微粒子シリカは、水中に、例えば、三田村理研工業株式会社製のジェットストリーム・インダクターミキサーなどにより吸引分散することで、比較的容易に一次粒子まで分散することができる。
【0081】
本発明に係る表層には、上記構成に加えて、水溶性バインダーを適宜含有することができる。
【0082】
水溶性バインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコール、ゼラチン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、デキストラン、デキストリン、カラーギーナン(κ、ι、λ等)、寒天、プルラン、水溶性ポリビニルブチラール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。これらの水溶性樹脂は二種以上併用することも可能である。
【0083】
本発明で好ましく用いられる水溶性樹脂は、ポリビニルアルコールである。本発明で好ましく用いられるポリビニルアルコールには、ポリ酢酸ビニルを加水分解して得られる通常のポリビニルアルコールの他に、末端をカチオン変性したポリビニルアルコールやアニオン性基を有するアニオン変性ポリビニルアルコール等の変性ポリビニルアルコールも含まれる。
【0084】
本発明においては、表層に無機微粒子及び熱可塑性樹脂を含む構成であることが好ましいが、その理由として以下の点を挙げることができる。
【0085】
1)インク吸収速度が大きく、ビーディング、カラーブリード等の画質劣化が起こりにくく、高速印字適性を有している
2)画像表面強度が強い
3)画像保存時の重ねでの融着がおこりにくい
4)表層の塗布生産性に優れている
5)筆記性を有している
この場合、表層の熱可塑性樹脂と無機微粒子の固形分質量比としては、熱可塑性樹脂および無機微粒子や他の添加剤などにより個々に決めるのが好ましいが、本発明においては、熱可塑性樹脂(B)とフィラー(F)との比率(B/F)が、2/8〜8/2であることが好ましく、より好ましくは3/7〜7/3であり、更に好ましくは4/6〜6/4である。
【0086】
本発明に係る表層には、分子内に第四級アンモニウム塩基を有するカチオン性の水溶性ポリマーを含有しても良く、インクジェット記録媒体1m2当たり通常0.1〜10g、好ましくは0.2〜5gの範囲で用いられる。
【0087】
本発明に係る表層の膜厚としては、3〜15μmであることが好ましい。
本発明のインクジェット記録媒体においては、支持体と上記表層との間に、インク溶媒を吸収するインク吸収層を設けることが好ましい。
【0088】
記録媒体のインク吸収層としては、大きく別けて、膨潤型と空隙型とがある。
膨潤型としては、親水性バインダーとして、例えば、ゼラチン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド等を単独もしくは併用して塗布しこれをインク吸収層としたものを用いることができる。
【0089】
空隙型としては、微粒子及び親水性バインダーを混合して塗布したもので、特に光沢性のあるものが好ましい。微粒子としては、アルミナもしくはシリカが好ましく、特に、粒径0.1μm以下のシリカを用いたものが好ましい。親水性バインダーとしては、例えば、ゼラチン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド等を単独もしくは併用したものが好ましい。
【0090】
連続、あるいは高速プリントに適性を持たせるには、記録媒体のインク吸収速度が速い方が適しており、この点から、空隙型を特に好ましく用いることができる。
【0091】
以下、空隙型インク吸収層(空隙層ともいう)について更に詳細に説明する。
空隙層は、主に親水性バインダーと無機微粒子の軟凝集により形成されるものである。従来より、皮膜中に空隙を形成する方法は種々知られており、例えば、2種以上のポリマーを含有する均一な塗布液を支持体上に塗布し、乾燥過程でこれらのポリマーを互いに相分離させて空隙を形成する方法、固体微粒子および親水性または疎水性バインダーを含有する塗布液を支持体上に塗布し、乾燥後に、インクジェット記録媒体を水或いは適当な有機溶媒を含有する液に浸漬して固体微粒子を溶解させて空隙を作製する方法、皮膜形成時に発泡する性質を有する化合物を含有する塗布液を塗布後、乾燥過程でこの化合物を発泡させて皮膜中に空隙を形成する方法、多孔質固体微粒子と親水性バインダーを含有する塗布液を支持体上に塗布し、多孔質微粒子中や微粒子間に空隙を形成する方法、親水性バインダーに対して概ね等量以上の容積を有する固体微粒子及びまたは微粒子油滴と親水性バインダーを含有する塗布液を支持体上に塗布し、固体微粒子の間に空隙を作製する方法等が知られている。本発明においては、空隙層に、平均粒径が100nm以下の各種無機固体微粒子を含有させることによって形成されることが特に好ましい。
【0092】
上記の目的で使用される無機微粒子としては、前述の表層で用いられる無機微粒子と同様のものを用いることができる。
【0093】
また、親水性バインダーとしては、前述の表層で記載した水溶性バインダーと同様の化合物を挙げることができる。
【0094】
インク吸収層に用いられる無機微粒子の添加量は、要求されるインク吸収容量、空隙層の空隙率、無機微粒子の種類、水溶性樹脂の種類に大きく依存するが、一般にはインクジェット記録媒体1m2当たり、通常、5〜30g、好ましくは10〜25gである。
【0095】
また、インク吸収層に用いられる無機微粒子と水溶性樹脂の比率は、質量比で通常2:1〜20:1であり、特に3:1〜10:1であることが好ましい。
【0096】
インク吸収層は、分子内に第四級アンモニウム塩基を有するカチオン性の水溶性ポリマーを含有しても良く、インクジェット記録媒体1m2当たり通常0.1〜10g、好ましくは0.2〜5gの範囲で用いられる。
【0097】
空隙層において、空隙の総量(空隙容量)は記録媒体1m2当り20ml以上であることが好ましい。空隙容量が20ml/m2未満の場合、印字時のインク量が少ない場合には、インク吸収性は良好であるものの、インク量が多くなるとインクが完全に吸収されず、画質を低下させたり、乾燥性の遅れを生じるなどの問題が生じやすい。
【0098】
空隙型の他のタイプとして、無機微粒子を用いてインク溶媒吸収層を形成させる以外に、ポリウレタン樹脂エマルジョンと水溶性エポキシ化合物及び/又はアセトアセチル化ポリビニルアルコールとを併用し、更にエピクロルヒドリンポリアミド樹脂を併用させた塗工液を用いてインク溶媒吸収層を形成させてもよい。
【0099】
本発明においては、インクジェット記録媒体のインク吸収層全体の平均空隙率が40〜70%であること、あるいは前述の表層の空隙率が30〜70%であることが好ましい。
【0100】
次いで、本発明に係るインクジェット記録媒体で用いる支持体について説明する。
【0101】
本発明で用いる支持体としては、従来からインクジェット記録媒体に用いられている支持体、例えば、普通紙、アート紙、コート紙およびキャストコート紙などの紙支持体、プラスティック支持体、両面をポリオレフィンで被覆した紙支持体、これらを張り合わせた複合支持体を用いることができるが、本発明の効果をより発揮させる観点から、非透水性支持体を用いることが好ましい。
【0102】
本発明において用いられる非透水性支持体としては、プラスチック樹脂フィルム支持体、あるいは紙の両面をプラスチック樹脂フィルムで被覆した支持体が挙げられる。プラスチック樹脂フィルム支持体としては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリプロピレンフィルム、セルローストリアセテートフィルム、ポリスチレンフィルムあるいはこれらの積層したフィルム支持体等が挙げられる。これらのプラスチック樹脂フィルムは、透明又は半透明なものも使用できる。
【0103】
本発明において、特に好ましい支持体は、紙の両面をプラスチック樹脂で被覆した支持体であり、最も好ましいのは紙の両面をポリオレフィン樹脂で被覆した支持体である。
【0104】
以下、本発明で特に好ましい支持体である紙の両面をポリオレフィン樹脂で被覆した支持体について説明する。
【0105】
本発明の支持体に用いられる紙は、木材パルプを主原料とし、必要に応じて木材パルプに加えてポリプロピレン等の合成パルプあるいはナイロンやポリエステル等の合成繊維を用いて抄紙される。木材パルプとしてはLBKP、LBSP、NBKP、NBSP、LDP、NDP、LUKP、NUKPのいずれも用いることができるが短繊維分の多いLBKP、NBSP、LBSP、NDP、LDPをより多く用いることが好ましい。ただし、LBSP及び/またはLDPの比率は10〜70%が好ましい。上記パルプは、不純物の少ない化学パルプ(硫酸塩パルプや亜硫酸塩パルプ)が好ましく用いられ、また漂白処理を行って白色度を向上させたパルプも有用である。
【0106】
紙中には、例えば、高級脂肪酸、アルキルケテンダイマー等のサイズ剤、炭酸カルシウム、タルク、酸化チタン等の白色顔料、スターチ、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール等の紙力増強剤、蛍光増白剤、ポリエチレングリコール類等の水分保持剤、分散剤、4級アンモニウム等の柔軟化剤等を適宜添加することができる。
【0107】
抄紙に使用するパルプの濾水度は、CSFの規定で200〜500mlが好ましく、また、叩解後の繊維長がJIS P 8207に規定される24メッシュ残分と42メッシュ残分の和が30〜70%が好ましい。なお、4メッシュ残分は20%以下であることが好ましい。
【0108】
紙の坪量は50〜250gが好ましく、特に、70〜200gが好ましい。紙の厚さは50〜210μmが好ましい。
【0109】
紙は、抄紙段階または抄紙後にカレンダー処理して高平滑性を与えることもできる。紙密度は0.7〜1.2g/cm3(JIS P 8118)が一般的である。更に原紙剛度はJIS P 8143に規定される条件で20〜200gが好ましい。
【0110】
紙表面には表面サイズ剤を塗布してもよく、表面サイズ剤としては前記原紙中に添加できるのと同様のサイズ剤を使用できる。
【0111】
紙のpHは、JIS P 8113で規定された熱水抽出法により測定された場合、pH5〜9であることが好ましい。
【0112】
次に、この紙の両面を被覆するポリオレフィン樹脂について説明する。
この目的で用いられるポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリエチレンが挙げられるが、プロピレンを主体とする共重合体等のポリオレフィン類が好ましく、ポリエチレンが特に好ましい。
【0113】
以下、特に好ましいポリエチレンについて説明する。
紙表面及び裏面を被覆するポリエチレンは、主として低密度のポリエチレン(LDPE)及び/または高密度のポリエチレン(HDPE)であるが、他のLLDPEやポリプロピレン等も一部使用することができる。
【0114】
特に、塗布層側のポリオレフィン層は、ルチルまたはアナターゼ型の酸化チタンをその中に添加し、不透明度及び白色度を改良したものが好ましい。酸化チタン含有量はポリオレフィンに対して概ね1〜20%、好ましくは2〜15%である。
【0115】
ポリオレフィン層中には白地の調整を行うための耐熱性の高い着色顔料や蛍光増白剤を添加することができる。
【0116】
着色顔料としては、例えば、群青、紺青、コバルトブルー、フタロシアニンブルー、マンガンブルー、セルリアン、タングステンブルー、モリブデンブルー、アンスラキノンブルー等が挙げられる。また、蛍光増白剤としては、前記インク吸収層で用いる蛍光増白剤と同様の化合物を挙げることができる。
【0117】
紙の表裏のポリエチレンの使用量は、インク吸収層の膜厚やバック層を設けた後で低湿及び高湿化でのカールを最適化するように選択されるが、一般にはポリエチレン層の厚さはインク吸収層側で15〜50μm、バック層側で10〜40μmの範囲である。表裏のポリエチレンの比率は、インク吸収層の種類や厚さ、中紙の厚み等により変化するカールを調整する様に設定されるのが好ましく、通常は表/裏のポリエチレンの比率は、厚みで概ね3/1〜1/3である。
【0118】
更に、上記ポリエチレンで被覆紙支持体は、以下(1)〜(7)の特性を有していることが好ましい。
【0119】
(1)引っ張り強さは、JIS P 8113で規定される強度で縦方向が19.6〜294N、横方向が9.8〜196Nであることが好ましい。
【0120】
(2)引き裂き強度は、JIS P 8116で規定される強度で縦方向が0.20〜2.94N、横方向が0.098〜2.45Nが好ましい。
【0121】
(3)圧縮弾性率は、9.8kN/cm2が好ましい。
(4)不透明度は、JIS P 8138に規定された方法で測定したときに80%以上、特に85〜98%が好ましい。
【0122】
(5)白さは、JIS Z 8727で規定されるL*、a*、b*が、L*=80〜96、a*=−3〜+5、b*=−7〜+2であることが好ましい。
【0123】
(6)クラーク剛直度は、記録媒体の搬送方向のクラーク剛直度が50〜300cm3/100である支持体が好ましい。
【0124】
(7)原紙中の水分は、中紙に対して4〜10%が好ましい。
(8)インク吸収層を設ける面側の光沢度(75度鏡面光沢度)は、10〜90%が好ましい。
【0125】
本発明のインクジェット画像形成方法で用いるプリンターは、市販されているプリンターのように記録媒体収納部、搬送部、インクカートリッジ、インクジェットプリントヘッドを有するものであれば特に制約はないが、少なくともロール状の記録媒体収納部、搬送部、インクジェットプリントヘッド、切断部、及び加圧部、必要に応じて加熱部、記録プリント収納部から構成される一連のプリンターセットであると、インクジェット写真を商用利用する場合に有用である。
【0126】
記録ヘッドは、ピエゾ方式、サーマル方式、コンティニュアス方式のいずれでもよいが、顔料インクでの安定性の観点からピエゾ方式が好ましい。
【0127】
次いで、本発明のインクジェット画像形成方法に係る加熱及び加圧処理工程について説明する。
【0128】
本発明のインクジェット画像形成方法は、上記構成からなるインクジェット記録媒体に、インクジェットにより顔料インク及び本発明に係る樹脂を含み実質的に着色剤を含まない液体を吐出した後、加熱及び加圧処理工程で処理を施すことが特徴であるが、加熱及び加圧処理条件としては、0.5〜10MPaの圧力と、50〜150℃の温度条件であることが好ましく、より好ましくは0.5〜5MPaの圧力と、70〜130℃の温度条件である。
【0129】
本発明で用いることのできる加熱加圧処理方法としては、特に制限はないが、一対の加熱加圧ローラ、一対の加熱加圧ベルト、あるいは画像記録面に接する面側に加熱加圧ベルト、裏面側に接する部材が保持ローラからなる加熱加圧装置を用いることが好ましい。
【0130】
加熱加圧ローラとしては、金属製の金属ローラでも、あるいは金属製の芯金の周囲に弾性体からなる被覆層および必要に応じて表面層(離型層ともいう)を形成したものであり、芯金は、例えば、鉄製、アルミニウム製、SUS製等の円筒体で構成されている。芯金の表面には、被覆層が設けられている。被覆層としては、特に、離型性を有するシリコーン樹脂が好ましく、例えば、溶剤付加型、または縮合硬化型シリコーン等のような硬化型シリコーンを用いて作製されたシリコーン樹脂である。特に好ましくは、溶剤付加型シリコーンである。
【0131】
上記記載の溶剤付加型シリコーンは、両末端、あるいは、両末端及び鎖中に、ビニル基を有する直鎖状メチルビニルポリシロキサンとメチルハイドロジェンポリシロキサンとを白金系触媒の存在下で反応させて得られる。
【0132】
溶剤付加型シリコーンの具体例としては、例えば、信越シリコーン社製のKS−887、KS−779H、KS−778、KS−835、X−62−2456、X−62−2494、X−62−2461、KS−3650、KS−3655、KS−3600、KS−847、KS−770、KS−770L、KS−776A、KS−856、KS−775、KS−830、KS−830E、KS−839、X−62−2404、X−62−2405、KS−3702、X−62−2232、KS−3503、KS−3502、KS−3703、KS−5508等が挙げられる。
【0133】
縮合硬化型シリコーンの具体例としては、例えば、信越シリコーン社製のKS−881、KS−882、KS−883、X−62−9490、X−62−9028等のシリコーンが好ましく用いられる。
【0134】
また、上記金属ローラの一方の芯金内部には、発熱体が内蔵されており、ローラ間に記録媒体を通すことによって、加熱処理と加圧処理とを同時に施したり、あるいは必要に応じて、2つの加熱ローラを用いて記録媒体を挟んで加熱してもよい。加熱ローラ内には熱源として、例えば、ハロゲンランプヒーター、セラミックヒーター、ニクロム線等からなる発熱体が内蔵されている。
【0135】
加熱加圧装置に用いられるベルト基材としては、シームレスのニッケル電鍮が好ましく、基材の厚さは10〜100μmが好ましい。また、基材の材質としては、ニッケル以外にもアルミニウム、鉄、ポリエチレン等を用いることができる。
【0136】
基材がローラ、ベルトのいずれによらず、シリコーン樹脂層の厚さとしては、1〜50μmであることが好ましく、更に好ましくは10〜30μmである。
【0137】
本発明において、上記で規定する圧力(ニップ圧)を達成するには、例えば、加圧ローラー両端に、ニップ間隙を考慮して、所望のニップ圧が得られるように特定の張力を有するバネを選択して設置すればよい。この時のバネとしては、例えば、張力が0.2〜10MPaのものをローラー長さに応じて選択し使用することができる。
【0138】
ニップ圧の測定方法は、例えば、加圧ローラにかけている力を、感圧紙等で測定したニップ面積で除することにより求めることができ、あるいは加圧ローラ間に感圧紙からなる圧力測定紙をはさみ加圧して、その圧力測定紙の濃度よりニップ圧を求めることもできる。圧力測定紙としては、例えば、FPD301(富士フィルム社製)極超低圧用感圧紙を挙げることができる。
【0139】
加熱加圧ローラ、あるいは加熱加圧ベルトを用いる場合の記録媒体の搬送速度は、1〜15mm/秒の範囲が好ましい。これは、高速処理性の観点以外に、画質の観点からも好ましい。
【0140】
次いで、本発明の画像形成方法で用いることのできる装置の一例を示す。
図1は、本発明で用いることのできる加熱加圧処理を行う加熱加圧ローラーを有するインクジェット記録装置の一例を示す。また、図2には、本発明で用いることのできる加熱加圧処理を行う加熱加圧ベルトを有するインクジェット記録装置の他の一例を示す。
【0141】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0142】
《記録媒体の作製》
〔記録媒体1の作製〕
(シリカ分散液の調製)
一次粒子の平均粒径が約0.012μmの気相法シリカ(株式会社トクヤマ製:QS−20)125kgを、三田村理研工業株式会社製のジェットストリーム・インダクターミキサーTDSを用いて、硝酸でpHを2.5に調整した620Lの純水中に室温で吸引分散した後、全量を694Lに純水で仕上げた。
【0143】
次に、カチオンポリマーP−1を1.14kg、エタノール2.2L、n−プロパノール1.5Lを含有する水溶液(pH=2.3)18Lに、上記シリカ分散液の69.4Lを攪拌しながら添加し、ついで、ホウ酸260gとホウ砂230gを含有する水溶液7.0Lを添加し、消泡剤SN381(サンノプコ株式会社製)を1g添加した。この混合液を、三和工業株式会社製高圧ホモジナイザーで分散し、全量を純水で97Lに仕上げてシリカ分散液を調製した。
【0144】
【化1】
【0145】
(下層用塗布液1の調製)
上記シリカ分散液600mlを40℃で攪拌しながら、以下の各添加剤を順次混合して下層用塗布液1を調製した。
【0146】
ポリビニルアルコール(クラレ工業株式会社製:PVA203)の
10%水溶液 6ml
ポリビニルアルコール(クラレ工業株式会社製:PVA235)の
7%水溶液 185ml
サポニン(50%水溶液) 適量
純水 全量を1000mlに仕上げた
(表層用塗布液1の調製)
適量の水を40℃で攪拌しながら、以下の各添加剤を順次混合して表層用塗布液1を調製した。
【0147】
熱可塑性樹脂(スチレン−アクリル系ラテックス Tg73℃、平均粒径
0.9μm、固形分40%) 166g
ポリビニルアルコール(クラレ工業株式会社製:PVA235)の
7%水溶液 18ml
消泡剤SN381(サンノプコ株式会社製) 6.2mg
サポニン(50%水溶液) 適量
純水 全量を1000mlに仕上げた
上記各添加剤を混合した後、40℃で粘度が45mPa・sとなるように適宜純水を加えて、表層用塗布液1を調製した。
【0148】
(記録媒体1の作製)
両面をポリエチレンで被覆した紙支持体(厚みが220μmでインク吸収層面のポリエチレン中にはポリエチレンに対して13質量%のアナターゼ型酸化チタン含有)に、支持体側から第1層とし上記下層用塗布液1をスライドホッパーで塗布した後、その上に第2層目として上記表層用塗布液1をスライドホッパーにて塗布、乾燥して記録媒体1を作製した。なお、塗布液は40℃に加温して塗布し、塗布直後に0℃に保たれた冷却ゾーンで20秒冷却した後、25℃の風(相対湿度15%)で60秒間、45℃の風(相対湿度が25%)で60秒間、50℃の風(相対湿度が25%)で60秒間順次乾燥し、20〜25℃、相対湿度が40〜60℃の雰囲気下で2分間調湿して試料を巻き取った。なお、下層の乾燥膜厚は30μm、表層の乾燥膜厚は10μmとなるように塗布量を制御した。この記録媒体1をロール幅127mm、長さ100mのロール状に加工した。
【0149】
〔記録媒体2の作製〕
上記記録媒体1の作製において、表層用塗布液1に代えて下記表層用塗布液2を用い、表層の乾燥膜厚7μmとなるように、下層用塗布液1及び表層用塗布液2を同時重層塗布を行った以外は同様にして、記録媒体2を作製した。
【0150】
(表層用塗布液2の調製)
記録媒体1の作製で用いた下層用塗布液1を40℃で撹拌し、そこへ熱可塑性樹脂(スチレン−アクリル系ラテックス Tg73℃、平均粒径0.2μm、固形分40%)を熱可塑性微粒子/フィラー(シリカ)の固形分比が50/50になるように加えて、さらに40℃、粘度が45mPa・sとなるように適宜純水を加えて、表層用塗布液2を調製した。
【0151】
〔記録媒体3〜5の作製〕
上記記録媒体2の作製において、熱可塑性微粒子/フィラー(シリカ)の固形分比を、それぞれ40/60、60/40、70/30に変更した以外は同様にして、記録媒体3〜5を作製した。
【0152】
上記各添加剤を混合し、0.3mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、イエロー顔料分散体1を得た。得られたイエロー顔料の平均粒径は112nmであった。
【0153】
上記各添加剤を混合し、0.3mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、マゼンタ顔料分散体1を得た。得られたマゼンタ顔料の平均粒径は105nmであった。
【0154】
上記各添加剤を混合し、0.3mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、シアン顔料分散体1を得た。得られたシアン顔料の平均粒径は87nmであった。
【0155】
上記各添加剤を混合し、0.3mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、ブラック顔料分散体1を得た。得られたブラック顔料の平均粒径は75nmであった。
【0156】
(顔料インクセット1の調製)
〈イエロー濃インク1の調製〉
イエロー顔料分散体1 15質量%
エチレングリコール 20質量%
ジエチレングリコール 10質量%
界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社製) 0.1質量%
イオン交換水 54.9質量%
以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるイエロー濃インク1を調製した。該インク中の顔料の平均粒径は120nmであり、表面張力γは36mN/mであった。
【0157】
〈イエロー淡インク1の調製〉
イエロー顔料分散体1 3質量%
エチレングリコール 25質量%
ジエチレングリコール 10質量%
界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社製) 0.1質量%
イオン交換水 61.9質量%
以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるイエロー淡インク1を調製した。該インク中の顔料の平均粒径は118nmであり、表面張力γは37mN/mであった。
【0158】
〈マゼンタ濃インク1の調製〉
マゼンタ顔料分散体1 15質量%
エチレングリコール 20質量%
ジエチレングリコール 10質量%
界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社製) 0.1質量%
イオン交換水 54.9質量%
以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるマゼンタ濃インク1を調製した。該インク中の顔料の平均粒径は113nmであり、表面張力γは35mN/mであった。
【0159】
〈マゼンタ淡インク1の調製〉
マゼンタ顔料分散体1 3質量%
エチレングリコール 25質量%
ジエチレングリコール 10質量%
界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社製) 0.1質量%
イオン交換水 61.9質量%
以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるマゼンタ淡インク1を調製した。該インク中の顔料の平均粒径は110nmであり、表面張力γは37mN/mであった。
【0160】
〈シアン濃インク1の調製〉
シアン顔料分散体1 10質量%
エチレングリコール 20質量%
ジエチレングリコール 10質量%
界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社製) 0.1質量%
イオン交換水 59.9質量%
以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるシアン濃インク1を調製した。該インク中の顔料の平均粒径は95nmであり、表面張力γは36mN/mであった。
【0161】
〈シアン淡インク1の調製〉
シアン顔料分散体1 2質量%
エチレングリコール 25質量%
ジエチレングリコール 10質量%
界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社製) 0.2質量%
イオン交換水 62.8質量%
以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるシアン淡インク1を調製した。該インク中の顔料の平均粒径は92nmであり、表面張力γは33mN/mであった。
【0162】
〈ブラック濃インク1の調製〉
ブラック顔料分散体1 10質量%
エチレングリコール 20質量%
ジエチレングリコール 10質量%
界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社製) 0.1質量%
イオン交換水 59.9質量%
以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるブラック濃インク1を調製した。該インク中の顔料の平均粒径は85nmであり、表面張力γは35mN/mであった。
【0163】
〈ブラック淡インク1の調製〉
ブラック顔料分散体1 2質量%
エチレングリコール 25質量%
ジエチレングリコール 10質量%
界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社製) 0.1質量%
イオン交換水 62.9質量%
以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるブラック淡インク1を調製した。該インク中の顔料の平均粒径は89nmであり、表面張力γは36mN/mであった。
【0164】
〔顔料インクセット2の調製〕
上記顔料インクセット1で調製した8色の各インクに、それぞれアクリルエマルジョン(ヨドゾールGD86B Tg60℃、平均粒径90nm、日本NCS社製)を8質量%相当添加した以外は同様にして、インク8色からなる顔料インクセット2を調製した。
【0165】
〔着色剤未含有液体(CIインク)の調製〕
(CIインク1の調製)
ポリビニルアルコールPVA117(クラレ製) 固形分1.0質量%
エチレングリコール 22.0質量%
グリセリン 8.0質量%
トリエチレングリコールモノブチルエーテル 5.0質量%
2−ピロリドン 2.0質量%
サーフィノール465(日信化学工業社製) 0.5質量%
純水を加えて、100質量%に仕上げた
(CIインク2の調製)
(CIインク3の調製)
上記CIインク2の調製において、樹脂1を樹脂2(アクリル酸エステル共重合体:Tg 75℃、平均粒径0.5μm)に変更した以外は同様にして、CIインク3を調製した。
【0166】
(CIインク4の調製)
上記CIインク2の調製において、樹脂1を樹脂3(アクリル酸エステル共重合体:Tg 75℃、平均粒径1.2μm)に変更した以外は同様にして、CIインク4を調製した。
【0167】
(CIインク5の調製)
上記CIインク2の調製において、樹脂1を樹脂4(アクリル酸エステル共重合体:Tg 56℃、平均粒径0.3μm)に変更した以外は同様にして、CIインク5を調製した。
【0168】
《インクジェット画像形成》
図1に記載の加圧処理と加熱処理とを同時に行う加熱加圧ローラ対を有し、9個の記録ヘッドを装備したインクジェットプリンターに、上記調製した顔料インクセット(濃淡8色)とCIインクとをセットし、前記作製した記録媒体1〜5、コニカ(株)製フォトジェットペーパーQP(表中ではQPと略す)、セイコーエプソン(株)製PM写真用紙(表中では、PMと略す)とを、表1に記載の組み合わせで、出力条件1.5m2/時間で出射し、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのベタ画像、縦及び横に1cm幅でY、M、C、B、G、R、Bkの帯を各々描いた格子状テストチャートを出力した。
【0169】
なお、画像形成時のCIインクの出射領域は、下記の方法に従って決定した。
あらかじめ、8色の顔料インクのみを上記条件でプリントして作成したY、M、C、B、G、R、Bkのウエッジ画像の反射濃度をX−rite938(X−rite社製)にて測定し、Y、M、C濃度のいずれかが濃度1.0を超える領域のインク出射量を予め計測、設定しておき、上記の印字の際、前記設定インク出射量を超える画像領域にのみ、CIインクを所定量出射するようにプログラムした。ただし、画像7の形成時には、CIインクは用いなかった。
【0170】
その後、画像1は装置内の加熱加圧定着器を使用せず、100℃のオーブンに5分間いれて処理を行い、画像2〜15は、装置内の加熱加圧定着器にて、定着器の表面温度を100℃、圧力5MPaで加熱加圧処理を行った。
【0171】
《形成画像の特性評価》
上記方法により作成した形成画像について、下記の方法に従って各特性評価を行った。
【0172】
(画像濃度の測定)
上記作成した黒ベタ画像部について、反射濃度計(X−rite 938)にてVisual濃度1を測定した。
【0173】
(指紋付着耐性)
上記作成した黒ベタ画像部に、10人の被験者により指紋をつけた後、ティッシュペーパーにて指紋を軽く拭き取り、指紋のついた部分のvisual濃度2を測定し、下式に従って濃度変化率を測定し、10人の被験者による平均値を求めた。
【0174】
ΔD=指紋処理後濃度(visual濃度2)−未処理濃度(Visual濃度1)
ΔDが小さいほど、指紋付着後の濃度変動が少なく好ましいことを表す。
【0175】
(光沢感の評価)
上記作成した各色ベタ画像の光沢感について、20人の観察者により以下に示す基準に則り分類評価してもらい、最も多かった分類のものを採用した。
【0176】
5:全ての色で良好な光沢感がある
4:グリーンとレッドの高画像濃度部分でやや光沢感に欠ける。
【0177】
3:イエロー、ブラック、グリーン、レッドの高画像濃度部分で光沢感に欠ける
2:イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの高画像濃度部分で光沢感に欠ける
1:全色全濃度で光沢感が低い
(C値の測定)
上記作成した黒ベタ画像部について、スガ試験機社製の写像性測定機(ICM−1DP)を用いて、反射角60°でC値の測定を行った。
【0178】
(光沢差の評価)
上記作成した黒ベタ画像部と未印字部(白地)とを目視にて比較し、光沢差の有無について判定した。
【0179】
(ブロンジング耐性の評価)
出力した各画像について、顔料特有の現象であり、画質低下の要因となるブロンジングについて、以下の方法で評価を行った。ブロンジングの評価は、画像を蛍光灯下で種々の角度(真上を90°とし、真横を0°とした時、80°、60°、45°、30°)から観察し、下記の基準に則り評価を行った。
【0180】
3:いずれかの角度でもブロンジング(金属光沢)が認められない
2:一部の角度からの観察で、一部のインク画像で弱いブロンジングが認められる
1:ほぼ全ての角度でブロンジングが認められる
(耐傷性の評価)
上記形成した各画像のうち黒ベタ画像部を、25℃、50%RHの雰囲気下で、スクラッチ強度試験機 HEIDON−18(HEIDON社製)を用い、測定針は0.1mmRのサファイヤ針を用いて、スクラッチ強度の測定を行った。測定は、0〜10gの荷重を10cmの範囲で変化させた引掻き試験を3回行い、画像に傷が入る最小荷重をスクラッチ強度と定義し、その測定値を耐傷性の尺度とした。
【0181】
(膜剥がれ耐性の評価)
上記のインクジェット画像形成において、画像の出力条件を3.0m2/時間に変更した以外は同様にして画像作成を行い、これらの各画像について、ロール紙40m相当の面積を目視観察し、膜はがれの有無を評価し、下記の基準に則り膜剥がれ耐性の評価を行った。
【0182】
4:画像出力速度が3m2/時間の条件でも、膜剥がれ発生しない
3:画像出力速度が2m2/時間の条件では膜剥がれの発生はないが、3m2/時間の条件では、1cm2未満の膜剥がれが1〜5箇散在する
2:画像出力速度が2m2/時間の条件で、1cm2未満の膜剥がれが1〜3箇散在する。
【0183】
1:画像出力速度が2m2/時間の条件で、1cm2未満の膜はがれが4〜10箇所認められ、かつ1cm2以上の膜はがれも散在する
以上により得られた結果を、表1に示す。
【0184】
【表1】
【0185】
表1より明らかなように、濃度1.0以上の画像領域に、樹脂を含有し、かつ実質的に着色剤を含まない液体を付与した後、加熱及び加圧処理を施して形成した本発明の画像は、比較例に対し、特に、黒インク画像において、画像濃度やC値が高く、指紋付着耐性、光沢感、光沢差、ブロンジング耐性及び耐傷性に優れ、かつ高速印字を行った際での膜剥がれ耐性が良好であることが分かる。
【0186】
更に、上記作成した画像の黒ベタ部を、Japan Colorの黒と比較した結果、本発明の画像は、Japan Colorの黒に近い色調を有し、赤味や青みのない黒が再現されていたが、比較例である画像1の黒はやや赤味がかっていた。
【0187】
また、CIインクの吐出安定性について、上記画像形成方法で印字し、10日間放置した後、再度印字を行った結果、CIインク1では出射不良が見られたが、CIインク2〜5に関しては、出射不良が全く見られなかった。
【0188】
また、上記作成した各画像について、上記で評価を行った項目に加えて、各色ベタ画像でのビーディング発生や格子状テストチャートの境界でのカラーブリードを観測した結果、画像出力速度が2m2/時間の条件では、本発明の全ての画像でビーディング、カラーブリードは見られず、高画質画像が得られた。また、画像出力速度が3m2/時間の条件では、記録媒体1を用いた画像で、ビーディング、カラーブリードが多く発生し、写真画質としての使用に耐えない物であった。さらに、記録媒体1では画像の一部に膜はがれ等の画像欠陥が発生し、加熱加圧装置のローラ表面にも汚れが確認できた。これに対し、表層にシリカを混合した、記録媒体2〜5を用いた画像は、ビーディング、カラーブリードが発生しないか、或いは発生してもわずかであり、非常に良好な結果を確認することができた。
【0189】
【発明の効果】
本発明により、高い最大濃度が得られ、赤味や青みのない純黒を再現でき、指紋付着耐性、光沢性、光沢差、ブロンジング耐性、耐傷性に優れ、かつを高速印字でも画質劣化の少ないインクジェット画像形成方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で用いられるインクジェット記録装置の一例を示す概略構成図。
【図2】本発明で用いられるインクジェット記録装置の他の一例を示す概略構成図。
【符号の説明】
1、1a 記録媒体
2 記録媒体の搬送手段
21 搬送ローラ対
3 記録ヘッド
34 記録媒体保持部
4 加熱加圧手段
41 加熱ローラー
42 圧着ローラー
43 発熱体
44 加熱ベルト
45 下部圧着ベルト
46 従動ローラー
5 温度センサ
6 記録媒体の切断手段
61、62 カッタ
7 たるみ形成手段
71 第1のローラー対
72 第2のローラー対
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なインクジェット画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、インクジェット技術の進歩は目覚ましく、プリンター技術、インク技術、専用記録媒体技術の向上と相まって写真画質と呼ばれる様になっている。画質の向上に伴い、インクジェット画像の保存性が従来の銀塩写真と比較されるようになり、多くの染料インクにおいて、インクジェット画像の耐水性、耐にじみ性の弱さといった着色剤の移動を伴う劣化や、耐光性や耐酸化性ガス性への弱さといった着色剤特有の化学反応を伴う劣化が指摘されている。
【0003】
一方、染料インク画像の保存性を改良するため、顔料インクを用いることが多く提案されている。しかし、顔料インクの場合、銀塩写真のような光沢感が得られなかったり、ブロンジングと呼ばれる金属光沢が見られる場合があり好ましくない。また、単に顔料インクを用いるだけでは充分な画像保存性が得られていないのが現状である。
【0004】
また、顔料インクを用いた場合、顔料インクの黒画像の高濃度部では、純黒が出にくく、青みや赤味を帯びたように見えることがあり、いわゆるしまりを持つ黒が出にくく、更に得られる画像濃度としても不十分であり、加えて、画像の特定部分では、画像に触れた際に、手の汗や油による画像欠陥が生じることが判明した。ここでいう画像欠陥とは、画像を汗ばんだ手で触ると、触れた部分だけ濃度が上昇し、拭いてもその濃度上昇が解消されずに、触れてない周囲の画像に対して、異様に目立つ問題である。特に、黒インクの打ち込み量が多い領域でこの現象は顕著である。
【0005】
上述した様な顔料インクの特有の課題の要因は明確ではないが、印字特性、インク保存性のため、顔料インク中の顔料に対し充分な樹脂が付与されて無いことが一つの原因と考えられる。
【0006】
上記課題に対し、画像中のインク量の多い特定部分に、皮膜形成能を有するオーバーコート液を付与する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。これは、不足する樹脂を第2のインクから供給するものと解釈できるが、開示されている技術内容では、乾燥性が不十分で高速印字適性が得られない。これは、室温で成膜性のある樹脂を用いていることによると考えている。また、上記の課題への効果も不十分である。これは、顔料インク画像の顔料とオーバーコート液中の皮膜形成成分の混合が不十分で、顔料が樹脂で充分に被覆されないためと推定している。さらに、画像部の光沢が高すぎる場合があり、白地との光沢差がでてしまい問題である。
【0007】
一方、顔料インク印字画像に樹脂を含む液を吐出し、加熱ヒーター等で画像を加熱する技術が開示されている(例えば、特許文献2参照。)が、加圧工程を併用する記載はなく、上記の課題への効果も不十分である。これは上記と同じく、顔料インク画像の顔料とオーバーコート液中の皮膜形成成分の混合が不十分なためと推定される。
【0008】
一方、特開昭59−222381号、特開平4−21446号、同10−315448号、同11−5362号、同11−192775号には、記録媒体の最表層に、熱可塑性有機高分子粒子からなる層を設け、画像記録後、熱可塑性有機高分子粒子を溶融、皮膜化し、結果として、高分子の保護膜を形成することにより、耐水性、耐候性の改良及び画像の光沢付与を達成しているが、これらの記録媒体はインク吸収速度が不十分であり、高速印字適性が不足している。
【0009】
さらに、熱可塑性樹脂含有層に無機微粒子を一定量添加し、インク吸収性を改善し、さらに顔料インクでの印字が開示されている(例えば、特許文献3〜5参照。)。これらは、不足する樹脂を記録媒体から供給するものと解釈されるが、上記のように高速インク吸収性を確保するために、熱可塑性樹脂含有層に無機微粒子を一定量添加すると、熱可塑性樹脂比率が下がるため、比率によっては顔料インク画像の顔料にとって充分な樹脂が付与されてないことになり、上記課題への効果が不十分な場合が有る。
【0010】
また、特開2002−121440号、特開2002−144696号には、各々油性染料インク、水性染料インクで印字後、ポリマー微粒子液を付与し、さらに加熱により被膜形成する方法が開示されている。しかし、顔料インクでの印字の記載はなく、かつ上記の手の汗や油による画像欠陥への言及もない。また、これらは、記録画像全面にポリマー微粒子液を付与しているおり、ポリマー微粒子液の乾燥負荷が大きい。
【0011】
【特許文献1】
特開2002−144551号公報 (特許請求の範囲)
【0012】
【特許文献2】
国際公開第00/06390号パンフレット
【0013】
【特許文献3】
特開2002−234246号公報 (特許請求の範囲)
【0014】
【特許文献4】
特開2002−234248号公報 (特許請求の範囲)
【0015】
【特許文献5】
特開2002−234256号公報 (特許請求の範囲)
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を鑑みなされたものであり、第1の目的は高い最大濃度が得られるインクジェット画像形成方法を提供することであり、第2の目的は、赤味や青みのない純黒を再現できる顔料画像を提供できるインクジェット画像形成方法を提供することであり、第3の目的は、手の汗や油による画像欠陥の改良された顔料画像を提供できるインクジェット画像の形成方法を提供することであり、第4の目的は、高光沢でブロンジング発生について改良されたインクジェット画像形成方法を提供することであり、第5の目的は耐傷性の改良されたインクジェット画像形成方法を提供することであり、第6の目的は画像中に光沢差が少ない顔料画像を提供できるインクジェット画像形成方法を提供することであり、第7の目的は、高速印字でも画質劣化の少ないインクジェット画像形成方法を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
【0018】
1.顔料インクを用いて、インクジェット記録媒体上に画像を印字する工程と、形成した画像を加熱及び加圧処理する工程を経て画像を形成するインクジェット画像形成方法において、濃度1.0以上の画像領域の少なくとも一部に、樹脂を含有し、かつ実質的に着色剤を含まない液体を付与することを特徴とするインクジェット画像形成方法。
【0019】
2.前記樹脂が、水系樹脂エマルジョンであることを特徴とする前記1項記載のインクジェット画像形成方法。
【0020】
3.前記顔料インクの少なくとも1種が、顔料インク中の樹脂量固形分が顔料固形分より少ないことを特徴とする前記1または2項に記載のインクジェット画像形成方法。
【0021】
4.前記インクジェット記録媒体が、支持体上に2層以上のインク吸収層を有し、支持体より最も離れた位置にあるインク吸収層である表層が、熱可塑性樹脂を含有することを特徴とする前記1〜3項のいずれか1項に記載のインクジェット画像形成方法。
【0022】
5.前記表層が、更に無機微粒子を有することを特徴とする前記4項記載のインクジェット画像形成方法。
【0023】
本発明者らは、上記課題に関し鋭意検討を進めた結果、顔料インクを用いて、インクジェット記録媒体上に画像を印字する工程と、形成した画像を加熱及び加圧処理する工程を経て画像を形成するインクジェット画像形成方法において、濃度1.0以上の画像領域の少なくとも一部に、樹脂を含有し、かつ実質的に着色剤を含まない液体を付与することにより、高い最大濃度が得られ、赤味や青みのない純黒を再現でき、手の汗や油による画像欠陥が改良され、高光沢でブロンジング耐性、耐傷性が改良され、画像中の光沢差が少なく、かつ高速印字でも画質劣化の少ないジェット画像を得ることができることを見出し、本発明に至った次第である。
【0024】
更に、樹脂として、水系樹脂エマルジョンをもちいること、顔料インクの少なくとも1種が、顔料インク中の樹脂量固形分が顔料固形分より少ないこと、用いるインクジェット記録媒体が、支持体上に2層以上のインク吸収層を有し、支持体より最も離れた位置にあるインク吸収層である表層が、熱可塑性樹脂を含有すること、表層が、更に無機微粒子を有することにより、より一層本発明の目的効果が発揮されることを見出したものである。
【0025】
以下、本発明の詳細について説明する。
本発明のインクジェット画像形成方法においては、インクとして顔料インクを用いることが一つの特徴である。
【0026】
画像形成に用いる顔料インクとしては、水系インク組成物、油系インク組成物、固体(相変化)インク組成物等を用いることができるが、水系インク組成物(例えば、インク総質量あたり10質量%以上の水を含有する水系インクジェット記録液等)を特に好ましく用いることができる。
【0027】
着色剤としては、画像保存性の観点から顔料用いることが特徴である。顔料インク中の顔料としては、不溶性顔料、レーキ顔料等の有機顔料および、カーボンブラックを好ましく用いることができる。
【0028】
不溶性顔料としては、特に限定するものではないが、例えば、アゾ、アゾメチン、メチン、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン、キナクリドン、アントラキノン、ペリレン、インジゴ、キノフタロン、イソインドリノン、イソインドリン、アジン、オキサジン、チアジン、ジオキサジン、チアゾール、フタロシアニン、ジケトピロロピロール等が好ましい。
【0029】
好ましく用いることのできる具体的顔料としては、以下の顔料が挙げられる。マゼンタまたはレッド用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げられる。
【0030】
オレンジまたはイエロー用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138等が挙げられる。
【0031】
グリーンまたはシアン用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。
【0032】
これらの顔料は、必要に応じて顔料分散剤を使用してもよく、使用できる顔料分散剤としては、例えば、高級脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アミンオキシド等の活性剤、あるいはスチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマル酸、フマル酸誘導体から選ばれた2種以上の単量体からなるブロック共重合体、ランダム共重合体およびこれらの塩をあげることができる。
【0033】
顔料の分散方法としては、その方法に特に制限はないが、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等各種を用いることができる。
【0034】
本発明に係る顔料分散体の粗粒分を除去する目的で、遠心分離装置を使用すること、フィルターを使用することも好ましい方法である。
【0035】
顔料インク中の顔料の平均粒径は、インク中での安定性、画像濃度、光沢感、耐光性などを考慮して選択するが、加えて本発明のインクジェット顔料画像の記録方法では、光沢向上、質感向上の観点からも粒径を選択するのが好ましい。本発明において、光沢向上、質感向上する理由は定かでは無いが、画像において顔料は熱可塑性微粒子が溶融した皮膜中に分散された状態にあることと関連していると推測している。高速処理を目的とすると、短時間で熱可塑性微粒子を溶融皮膜化し、更に顔料を充分に皮膜中に分散しなければならない。このとき顔料の表面積は大きく影響し、それゆえ平均粒径に最適領域が存在すると推測している。
【0036】
本発明に用いる顔料インクに含まれる顔料粒子の平均粒径は、300nm以下が好ましく、更に好ましくは30〜200nmであり、特に好ましくは30〜150nmである。
【0037】
顔料インクとして好ましい形態である水系インク組成物は、水溶性有機溶媒を併用することが好ましい。
【0038】
水溶性有機溶媒としては、例えば、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等)、多価アルコール類(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール等)、多価アルコールエーテル類(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリ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エチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等)、アミン類(例えば、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、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミン等)、アミド類(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等)、複素環類(例えば、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等)、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド等)、スルホン類(例えば、スルホラン等)、尿素、アセトニトリル、アセトン等が挙げられる。好ましい水溶性有機溶媒としては、多価アルコール類が挙げられる。さらに、多価アルコールと多価アルコールエーテルを併用することが特に好ましい。
【0039】
水溶性有機溶媒は、単独もしくは複数を併用しても良い。水溶性有機溶媒のインク中の添加量としては、総量で5〜60質量%であり、好ましくは10〜35質量%である。
【0040】
本発明に用いる顔料インクは、アセチレン系界面活性剤を含有することが好ましい。該アセチレン系界面活性剤としては、アセチレンジオール及びそのエチレンオキサイド付加物が好ましい。
【0041】
また、アセチレンジオール及びそのエチレンオキサイド付加物としては、Air Products社製サーフィノール82、サーフィノール104、サーフィノール440、サーフィノール465、サーフィノール485等を好ましく用いられる。
【0042】
インク組成物は、吐出安定性、プリントヘッドやインクカートリッジ適合性、保存安定性、画像保存性、その他の諸性能向上の目的に応じて、熱可塑性微粒子、粘度調整剤、表面張力調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、分散剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防ばい剤、防錆剤等を適宜添加することもできる。
【0043】
特に、熱可塑性微粒子を添加することは、本発明の効果を得るうえで好ましい。熱可塑性微粒子については、上記の記録媒体表層に添加することのできる熱可塑性樹脂あるいは微粒子の説明で記載した種類を利用できる。特に、インクに添加しても増粘、沈澱等の起こらないものを適用するのが好ましい。熱可塑性微粒子の平均粒径としては、0.5μm以下が好ましく、より好ましくは、インク中の顔料の平均粒径の0.2倍〜2倍の範囲で選択すると安定性の観点で好ましい。添加する熱可塑性微粒子は、50℃〜200℃の範囲で溶融、軟化するものが好ましい。
【0044】
インク組成物は、その飛翔時の粘度として40mPa・s以下が好ましく、30mPa・s以下であることがより好ましい。
【0045】
インク組成物は、その飛翔時の表面張力として20mN/m以上が好ましく、30〜45mN/mであることが、より好ましい。
【0046】
インク中の顔料固形分濃度は、0.1〜10%の範囲で選択でき、写真画像を得るには、顔料固形分濃度を各々変化した、いわゆる濃淡インクを用いることが好ましく、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの濃淡インクを各々用いることは特に好ましい。また、必要に応じて、赤、緑、青等の特色インクを用いることも、色再現性上好ましい。
【0047】
上記説明した顔料インクにおいて、本発明では、高分子分散剤を用いて分散した顔料インク、顔料表面を部分的に酸化したり、イオン性顔料誘導体等で表面を改質した等の自己分散顔料を含むインク、あるいは分散剤以外に樹脂を含有する顔料インクを好ましく用いることができる。本発明では、印字した後、必要に応じて本発明に係る樹脂を含み実質的に着色剤を含まない液体により樹脂を付与できる量を加減できるので、自己分散顔料を適用するのにも適している。
【0048】
また、顔料インク中に、分散剤として或いは添加剤として樹脂が添加されている場合、それら樹脂の総量が、顔料固形分量より少ないことが好ましい。樹脂量が多いと、インク吸収性に影響するとともに、画像からの水を含むインク溶媒の乾燥が妨げられ、本発明に係る樹脂を含み実質的に着色剤を含まない液体を付与する場合は、その影響が非常に大きいためである。
【0049】
また、本発明に係る顔料インクにおいては、少量の公知の染料を添加することが、本発明の効果発現上好ましい、しかし多量添加すると、画像保存性が劣化するため、好ましくはインク中の固形分量として1質量%以下であり、より好ましくは0.5%質量以下である。また、添加する染料は、主成分の顔料の色と同色が好ましいが、場合によっては異なる色でも良い。特に、黒インクに染料を添加することが好ましい形態である。
【0050】
本発明のインクジェット画像形成方法においては、顔料インクを印字した後、その画像濃度が1.0以上の領域の少なくとも一部に、樹脂を含有し、かつ実質的に着色剤を含まない液体を付与することが特徴の一つである。
【0051】
本発明でいう画像濃度が1.0以上の領域の少なくとも一部とは、顔料インクを印字して形成した画像の反射濃度が1.0以上である画像部のうち、5%以上の画像面積部、好ましくは25%以上、より好ましくは50%以上、特に好ましくは、全画像部を、上記液体で被覆することが好ましい。
【0052】
また、本発明でいう実質的に着色剤を含まない液体とは、上記説明した顔料、あるいは染料等の着色剤を全く含有しないことを意味するが、場合によっては0.1質量%未満の着色剤の含有を排除するものではない。
【0053】
本発明に係る樹脂を含み実質的に着色剤を含まない液体で用いる媒体は、環境上水系のものが好ましいが、用途によっては、有機溶剤系であってもよい。樹脂は、媒体に溶解する物であっても、分散物であっても、あるいは部分溶解でもよい。この液の吸収性、乾燥性からは、分散物が好ましい。
【0054】
以下、その代表として水系の樹脂を含み実質的に着色剤を含まない液体について説明する。
【0055】
樹脂を含み実質的に着色剤を含まない液体(以下、本発明に係る液体という)は、樹脂を0.1〜10質量%(固形分)及び水溶性溶媒を1〜50質量%含有し、必要に応じて、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防ばい剤等の各機能性化合物を含んでもよい。さらに、本発明に係る液体は、実質的に着色剤を含まないが、これは記録液としての機能を実質的に持たないことを意味しており、それ以外の目的、例えば、インク残量確認のためや、白地にプリントする場合の白地色調調整のため、吐出性確認のため等に、わずかに色味付けをしても良い。
【0056】
本発明に係る液体で用いることのできる樹脂としては、例えば、水溶性バインダーあるいは樹脂エマルジョン等を挙げることができるが、本発明においては、樹脂エマルジョンであることが好ましい。
【0057】
水溶性バインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコール、ゼラチン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、デキストラン、デキストリン、カラーギーナン(κ、ι、λ等)、寒天、プルラン、水溶性ポリビニルブチラール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。これらの水溶性樹脂は二種以上併用することも可能である。
【0058】
本発明で好ましく用いられる水溶性樹脂は、ポリビニルアルコールである。本発明で好ましく用いられるポリビニルアルコールには、ポリ酢酸ビニルを加水分解して得られる通常のポリビニルアルコールの他に、末端をカチオン変性したポリビニルアルコールやアニオン性基を有するアニオン変性ポリビニルアルコール等の変性ポリビニルアルコールも含まれる。
【0059】
本発明で用いることのできる樹脂エマルジョンは、高分子が水分散された状態のものであり、好ましいモノマーを挙げれば、アクリロニトリル、スチレン、アクリレート類(アクリル酸、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、グリシジルアクリレート、メタクリル酸、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート)、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ブタジエン、塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンが挙げられ、これらのモノマーを2つ以上組み合わせた共重合体が好ましい。また、共重合体に組み込まれた酢酸ビニルをケン化し、酢酸ビニルの一部、または全部をビニルアルコールに導いた熱可塑性樹脂、ポリウレタン、シリコーン−アクリル共重合体などが好ましく用いられ、また、ポリエステル、ポリウレタン樹脂も用いることができる。
【0060】
本発明においては、この樹脂エマルジョンとして、乾燥、もしくは加熱工程で溶融、もしくは被膜化するものが好ましく、Tgとしては200℃以下、好ましくは150℃以下、より好ましくは130℃以下である。Tgが室温以下のものも適用可能であるが、インク吸収性の観点では室温より高温のものが好ましい。もっとも好ましいTgは50〜130℃である。また、Tgの異なる複数種の樹脂エマルジョンを用いることもできる。
【0061】
この樹脂エマルジョンの粒径は500nm以下が好ましく、更に好ましくは150nm以下である。
【0062】
本発明に係る液体で用いることのできる水溶性溶媒としては、前述の顔料インクで記載した水溶性有機溶媒と同じものを挙げることができる。
【0063】
次に、本発明に係る液体の付与方法について説明する。
本発明に係る液体は、顔料インクと別の専用記録ヘッドから出射して印字する。専用記録ヘッドは、顔料インクと同じキャリッジに載せても良いし、別のキャリッジに載せてもよいが、好ましくは顔料インクと同じキャリッジに載せる方式が、装置を小型にできる観点から好ましい。
【0064】
本発明において、本発明に係る液体の印字領域は、濃度1.0以上の画像領域の少なくとも一部に印字することが特徴である。顔料インクの種類、インクジェット記録媒体の種類、あるいは加熱加圧条件等によっては、より高濃度部のみに本発明に係る液体を付与することで、充分な効果を発揮できる場合があり、画像特性によっては、濃度1.5以上の画像領域の少なくとも一部、または濃度2以上の画像領域の少なくとも一部に付与させる場合もある。本発明において、本発明に係る液体の吐出領域を高濃度部に限定することは、印字時間、乾燥負荷、ランニングコストの観点から好ましい。
【0065】
また、本発明においては、本発明に係る液体を、同時に全ての色画像に適用する必要はなく、その中でも、特に黒インク、シアンインク、イエローインクが主に(インク総量の50%以上)打たれている画像領域に、本発明に係る液体を出射することが大きな目的効果を得られる点で好ましい。特に、黒インクが主に打たれている画像領域に、出射することが好ましい。
【0066】
本発明において、顔料インクと本発明に係る液体の出射する順番に、特に制約はないが、好ましくは顔料インクと同時、もしくは遅れて出射することが、得られる画質の劣化が低減されるため好ましい。
【0067】
次いで、本発明に係るインクジェット記録媒体について説明する。
本発明に係るインクジェット記録媒体は、支持体上に2層以上のインク吸収層を有し、支持体より最も離れた位置にあるインク吸収層である表層が、熱可塑性樹脂を含有することが好ましい。
【0068】
本発明に係る表層で用いることのできる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリアクリル酸、ポリメタアクリル酸、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、これらの共重合体及びこれらの塩が挙げられ、中でもスチレン−アクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、SBRラテックスが好ましい。熱可塑性樹脂は、モノマー組成及び、粒径、重合度が違う複数の重合体を混合して用いても良い。
【0069】
熱可塑性樹脂を選択するに際し、インク吸収性、加熱加圧による後処理工程後の画像の光沢性、画像堅牢性及び離型性を考慮すべきである。
【0070】
インク吸収性については、熱可塑性微粒子の粒径が0.05μm未満の場合は、顔料インク中の顔料粒子とインク溶媒の分離が遅くなり、インク吸収速度の低下を招くことになる。また10μmを越えると、支持体上に塗設する際にインク受容層に隣接する溶媒吸収層との接着性や、塗設乾燥後のインクジェット記録媒体の被膜強度の点から好ましくない。このために好ましい熱可塑性樹微粒子径としては好ましくは0.05〜10μm、より好ましくは0.1〜5μmである。さらに好ましくは、0.1〜1μmである。
【0071】
また、熱可塑性樹脂の選択の基準としてはガラス転移点(Tg)が挙げられる。Tgが塗布乾燥温度より低い場合は、例えば、記録媒体製造時の塗布乾燥温度が既にTgより高く、インク溶媒が透過するための熱可塑性微粒子による空隙が消失してしまう。
【0072】
また、Tgが、支持体の熱による変性を起こす温度以上の場合は、顔料インクによるインクジェット記録後溶融成膜するために高温での定着操作が必要となり、装置上の負荷及び支持体の熱安定性等が問題となる。熱可塑性微粒子の好ましいTgは50〜150℃である。また、最低造膜温度(MFT)としては、50〜150℃のものが好ましい。
【0073】
熱可塑性微粒子は、環境適性の観点から、水系に分散されたものが好ましく、特に、乳化重合により得られた水系ラテックスが好ましい。この際、ノニオン系分散剤を乳化剤として用いて乳化重合したタイプは好ましく用いることができる形態である。
【0074】
また、用いる熱可塑性微粒子は臭気および安全性の観点から残存するモノマー成分が少ない方が好ましく、重合体の固形分質量に対して3%以下が好ましく、更に1%以下が好ましく、特には0.1%以下が好ましい。
【0075】
本発明に係る表層においては、上記熱可塑性樹脂と共に無機微粒子を用いることが好ましい。
【0076】
本発明で用いることのできる無機微粒子としては、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、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、水酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、ハイドロタルサイト、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、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、リトポン、ゼオライト、水酸化マグネシウム等の白色無機顔料等を挙げることができる。
【0077】
無機微粒子としては、シリカ及びアルミナまたはアルミナ水和物から選ばれた固体微粒子を用いることが好ましく、シリカがより好ましい。
【0078】
シリカとしては、通常の湿式法で合成されたシリカ、コロイダルシリカ或いは気相法で合成されたシリカ等が好ましく用いられ、本発明において特に好ましく用いられる微粒子シリカとしては、コロイダルシリカまたは気相法で合成された微粒子シリカであり、中でも気相法により合成された微粒子シリカは高い空隙率が得られる。また、アルミナまたはアルミナ水和物は、結晶性であっても非晶質であってもよく、また不定形粒子、球状粒子、針状粒子など任意の形状のものを使用することができる。
【0079】
無機微粒子は、その粒径が100nm以下であることが好ましい。例えば、上記気相法微粒子シリカの場合、一次粒子の状態で分散された無機微粒子の一次粒子の平均粒径(塗設前の分散液状態での粒径)は、100nm以下のものが好ましく、より好ましくは4〜50nm、最も好ましくは4〜20nmである。
【0080】
最も好ましく用いられる、一次粒子の平均粒径が4〜20nmである気相法により合成されたシリカとしては、例えば、日本アエロジル社のアエロジルが市販されている。この気相法微粒子シリカは、水中に、例えば、三田村理研工業株式会社製のジェットストリーム・インダクターミキサーなどにより吸引分散することで、比較的容易に一次粒子まで分散することができる。
【0081】
本発明に係る表層には、上記構成に加えて、水溶性バインダーを適宜含有することができる。
【0082】
水溶性バインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコール、ゼラチン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、デキストラン、デキストリン、カラーギーナン(κ、ι、λ等)、寒天、プルラン、水溶性ポリビニルブチラール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。これらの水溶性樹脂は二種以上併用することも可能である。
【0083】
本発明で好ましく用いられる水溶性樹脂は、ポリビニルアルコールである。本発明で好ましく用いられるポリビニルアルコールには、ポリ酢酸ビニルを加水分解して得られる通常のポリビニルアルコールの他に、末端をカチオン変性したポリビニルアルコールやアニオン性基を有するアニオン変性ポリビニルアルコール等の変性ポリビニルアルコールも含まれる。
【0084】
本発明においては、表層に無機微粒子及び熱可塑性樹脂を含む構成であることが好ましいが、その理由として以下の点を挙げることができる。
【0085】
1)インク吸収速度が大きく、ビーディング、カラーブリード等の画質劣化が起こりにくく、高速印字適性を有している
2)画像表面強度が強い
3)画像保存時の重ねでの融着がおこりにくい
4)表層の塗布生産性に優れている
5)筆記性を有している
この場合、表層の熱可塑性樹脂と無機微粒子の固形分質量比としては、熱可塑性樹脂および無機微粒子や他の添加剤などにより個々に決めるのが好ましいが、本発明においては、熱可塑性樹脂(B)とフィラー(F)との比率(B/F)が、2/8〜8/2であることが好ましく、より好ましくは3/7〜7/3であり、更に好ましくは4/6〜6/4である。
【0086】
本発明に係る表層には、分子内に第四級アンモニウム塩基を有するカチオン性の水溶性ポリマーを含有しても良く、インクジェット記録媒体1m2当たり通常0.1〜10g、好ましくは0.2〜5gの範囲で用いられる。
【0087】
本発明に係る表層の膜厚としては、3〜15μmであることが好ましい。
本発明のインクジェット記録媒体においては、支持体と上記表層との間に、インク溶媒を吸収するインク吸収層を設けることが好ましい。
【0088】
記録媒体のインク吸収層としては、大きく別けて、膨潤型と空隙型とがある。
膨潤型としては、親水性バインダーとして、例えば、ゼラチン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド等を単独もしくは併用して塗布しこれをインク吸収層としたものを用いることができる。
【0089】
空隙型としては、微粒子及び親水性バインダーを混合して塗布したもので、特に光沢性のあるものが好ましい。微粒子としては、アルミナもしくはシリカが好ましく、特に、粒径0.1μm以下のシリカを用いたものが好ましい。親水性バインダーとしては、例えば、ゼラチン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド等を単独もしくは併用したものが好ましい。
【0090】
連続、あるいは高速プリントに適性を持たせるには、記録媒体のインク吸収速度が速い方が適しており、この点から、空隙型を特に好ましく用いることができる。
【0091】
以下、空隙型インク吸収層(空隙層ともいう)について更に詳細に説明する。
空隙層は、主に親水性バインダーと無機微粒子の軟凝集により形成されるものである。従来より、皮膜中に空隙を形成する方法は種々知られており、例えば、2種以上のポリマーを含有する均一な塗布液を支持体上に塗布し、乾燥過程でこれらのポリマーを互いに相分離させて空隙を形成する方法、固体微粒子および親水性または疎水性バインダーを含有する塗布液を支持体上に塗布し、乾燥後に、インクジェット記録媒体を水或いは適当な有機溶媒を含有する液に浸漬して固体微粒子を溶解させて空隙を作製する方法、皮膜形成時に発泡する性質を有する化合物を含有する塗布液を塗布後、乾燥過程でこの化合物を発泡させて皮膜中に空隙を形成する方法、多孔質固体微粒子と親水性バインダーを含有する塗布液を支持体上に塗布し、多孔質微粒子中や微粒子間に空隙を形成する方法、親水性バインダーに対して概ね等量以上の容積を有する固体微粒子及びまたは微粒子油滴と親水性バインダーを含有する塗布液を支持体上に塗布し、固体微粒子の間に空隙を作製する方法等が知られている。本発明においては、空隙層に、平均粒径が100nm以下の各種無機固体微粒子を含有させることによって形成されることが特に好ましい。
【0092】
上記の目的で使用される無機微粒子としては、前述の表層で用いられる無機微粒子と同様のものを用いることができる。
【0093】
また、親水性バインダーとしては、前述の表層で記載した水溶性バインダーと同様の化合物を挙げることができる。
【0094】
インク吸収層に用いられる無機微粒子の添加量は、要求されるインク吸収容量、空隙層の空隙率、無機微粒子の種類、水溶性樹脂の種類に大きく依存するが、一般にはインクジェット記録媒体1m2当たり、通常、5〜30g、好ましくは10〜25gである。
【0095】
また、インク吸収層に用いられる無機微粒子と水溶性樹脂の比率は、質量比で通常2:1〜20:1であり、特に3:1〜10:1であることが好ましい。
【0096】
インク吸収層は、分子内に第四級アンモニウム塩基を有するカチオン性の水溶性ポリマーを含有しても良く、インクジェット記録媒体1m2当たり通常0.1〜10g、好ましくは0.2〜5gの範囲で用いられる。
【0097】
空隙層において、空隙の総量(空隙容量)は記録媒体1m2当り20ml以上であることが好ましい。空隙容量が20ml/m2未満の場合、印字時のインク量が少ない場合には、インク吸収性は良好であるものの、インク量が多くなるとインクが完全に吸収されず、画質を低下させたり、乾燥性の遅れを生じるなどの問題が生じやすい。
【0098】
空隙型の他のタイプとして、無機微粒子を用いてインク溶媒吸収層を形成させる以外に、ポリウレタン樹脂エマルジョンと水溶性エポキシ化合物及び/又はアセトアセチル化ポリビニルアルコールとを併用し、更にエピクロルヒドリンポリアミド樹脂を併用させた塗工液を用いてインク溶媒吸収層を形成させてもよい。
【0099】
本発明においては、インクジェット記録媒体のインク吸収層全体の平均空隙率が40〜70%であること、あるいは前述の表層の空隙率が30〜70%であることが好ましい。
【0100】
次いで、本発明に係るインクジェット記録媒体で用いる支持体について説明する。
【0101】
本発明で用いる支持体としては、従来からインクジェット記録媒体に用いられている支持体、例えば、普通紙、アート紙、コート紙およびキャストコート紙などの紙支持体、プラスティック支持体、両面をポリオレフィンで被覆した紙支持体、これらを張り合わせた複合支持体を用いることができるが、本発明の効果をより発揮させる観点から、非透水性支持体を用いることが好ましい。
【0102】
本発明において用いられる非透水性支持体としては、プラスチック樹脂フィルム支持体、あるいは紙の両面をプラスチック樹脂フィルムで被覆した支持体が挙げられる。プラスチック樹脂フィルム支持体としては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリプロピレンフィルム、セルローストリアセテートフィルム、ポリスチレンフィルムあるいはこれらの積層したフィルム支持体等が挙げられる。これらのプラスチック樹脂フィルムは、透明又は半透明なものも使用できる。
【0103】
本発明において、特に好ましい支持体は、紙の両面をプラスチック樹脂で被覆した支持体であり、最も好ましいのは紙の両面をポリオレフィン樹脂で被覆した支持体である。
【0104】
以下、本発明で特に好ましい支持体である紙の両面をポリオレフィン樹脂で被覆した支持体について説明する。
【0105】
本発明の支持体に用いられる紙は、木材パルプを主原料とし、必要に応じて木材パルプに加えてポリプロピレン等の合成パルプあるいはナイロンやポリエステル等の合成繊維を用いて抄紙される。木材パルプとしてはLBKP、LBSP、NBKP、NBSP、LDP、NDP、LUKP、NUKPのいずれも用いることができるが短繊維分の多いLBKP、NBSP、LBSP、NDP、LDPをより多く用いることが好ましい。ただし、LBSP及び/またはLDPの比率は10〜70%が好ましい。上記パルプは、不純物の少ない化学パルプ(硫酸塩パルプや亜硫酸塩パルプ)が好ましく用いられ、また漂白処理を行って白色度を向上させたパルプも有用である。
【0106】
紙中には、例えば、高級脂肪酸、アルキルケテンダイマー等のサイズ剤、炭酸カルシウム、タルク、酸化チタン等の白色顔料、スターチ、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール等の紙力増強剤、蛍光増白剤、ポリエチレングリコール類等の水分保持剤、分散剤、4級アンモニウム等の柔軟化剤等を適宜添加することができる。
【0107】
抄紙に使用するパルプの濾水度は、CSFの規定で200〜500mlが好ましく、また、叩解後の繊維長がJIS P 8207に規定される24メッシュ残分と42メッシュ残分の和が30〜70%が好ましい。なお、4メッシュ残分は20%以下であることが好ましい。
【0108】
紙の坪量は50〜250gが好ましく、特に、70〜200gが好ましい。紙の厚さは50〜210μmが好ましい。
【0109】
紙は、抄紙段階または抄紙後にカレンダー処理して高平滑性を与えることもできる。紙密度は0.7〜1.2g/cm3(JIS P 8118)が一般的である。更に原紙剛度はJIS P 8143に規定される条件で20〜200gが好ましい。
【0110】
紙表面には表面サイズ剤を塗布してもよく、表面サイズ剤としては前記原紙中に添加できるのと同様のサイズ剤を使用できる。
【0111】
紙のpHは、JIS P 8113で規定された熱水抽出法により測定された場合、pH5〜9であることが好ましい。
【0112】
次に、この紙の両面を被覆するポリオレフィン樹脂について説明する。
この目的で用いられるポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリエチレンが挙げられるが、プロピレンを主体とする共重合体等のポリオレフィン類が好ましく、ポリエチレンが特に好ましい。
【0113】
以下、特に好ましいポリエチレンについて説明する。
紙表面及び裏面を被覆するポリエチレンは、主として低密度のポリエチレン(LDPE)及び/または高密度のポリエチレン(HDPE)であるが、他のLLDPEやポリプロピレン等も一部使用することができる。
【0114】
特に、塗布層側のポリオレフィン層は、ルチルまたはアナターゼ型の酸化チタンをその中に添加し、不透明度及び白色度を改良したものが好ましい。酸化チタン含有量はポリオレフィンに対して概ね1〜20%、好ましくは2〜15%である。
【0115】
ポリオレフィン層中には白地の調整を行うための耐熱性の高い着色顔料や蛍光増白剤を添加することができる。
【0116】
着色顔料としては、例えば、群青、紺青、コバルトブルー、フタロシアニンブルー、マンガンブルー、セルリアン、タングステンブルー、モリブデンブルー、アンスラキノンブルー等が挙げられる。また、蛍光増白剤としては、前記インク吸収層で用いる蛍光増白剤と同様の化合物を挙げることができる。
【0117】
紙の表裏のポリエチレンの使用量は、インク吸収層の膜厚やバック層を設けた後で低湿及び高湿化でのカールを最適化するように選択されるが、一般にはポリエチレン層の厚さはインク吸収層側で15〜50μm、バック層側で10〜40μmの範囲である。表裏のポリエチレンの比率は、インク吸収層の種類や厚さ、中紙の厚み等により変化するカールを調整する様に設定されるのが好ましく、通常は表/裏のポリエチレンの比率は、厚みで概ね3/1〜1/3である。
【0118】
更に、上記ポリエチレンで被覆紙支持体は、以下(1)〜(7)の特性を有していることが好ましい。
【0119】
(1)引っ張り強さは、JIS P 8113で規定される強度で縦方向が19.6〜294N、横方向が9.8〜196Nであることが好ましい。
【0120】
(2)引き裂き強度は、JIS P 8116で規定される強度で縦方向が0.20〜2.94N、横方向が0.098〜2.45Nが好ましい。
【0121】
(3)圧縮弾性率は、9.8kN/cm2が好ましい。
(4)不透明度は、JIS P 8138に規定された方法で測定したときに80%以上、特に85〜98%が好ましい。
【0122】
(5)白さは、JIS Z 8727で規定されるL*、a*、b*が、L*=80〜96、a*=−3〜+5、b*=−7〜+2であることが好ましい。
【0123】
(6)クラーク剛直度は、記録媒体の搬送方向のクラーク剛直度が50〜300cm3/100である支持体が好ましい。
【0124】
(7)原紙中の水分は、中紙に対して4〜10%が好ましい。
(8)インク吸収層を設ける面側の光沢度(75度鏡面光沢度)は、10〜90%が好ましい。
【0125】
本発明のインクジェット画像形成方法で用いるプリンターは、市販されているプリンターのように記録媒体収納部、搬送部、インクカートリッジ、インクジェットプリントヘッドを有するものであれば特に制約はないが、少なくともロール状の記録媒体収納部、搬送部、インクジェットプリントヘッド、切断部、及び加圧部、必要に応じて加熱部、記録プリント収納部から構成される一連のプリンターセットであると、インクジェット写真を商用利用する場合に有用である。
【0126】
記録ヘッドは、ピエゾ方式、サーマル方式、コンティニュアス方式のいずれでもよいが、顔料インクでの安定性の観点からピエゾ方式が好ましい。
【0127】
次いで、本発明のインクジェット画像形成方法に係る加熱及び加圧処理工程について説明する。
【0128】
本発明のインクジェット画像形成方法は、上記構成からなるインクジェット記録媒体に、インクジェットにより顔料インク及び本発明に係る樹脂を含み実質的に着色剤を含まない液体を吐出した後、加熱及び加圧処理工程で処理を施すことが特徴であるが、加熱及び加圧処理条件としては、0.5〜10MPaの圧力と、50〜150℃の温度条件であることが好ましく、より好ましくは0.5〜5MPaの圧力と、70〜130℃の温度条件である。
【0129】
本発明で用いることのできる加熱加圧処理方法としては、特に制限はないが、一対の加熱加圧ローラ、一対の加熱加圧ベルト、あるいは画像記録面に接する面側に加熱加圧ベルト、裏面側に接する部材が保持ローラからなる加熱加圧装置を用いることが好ましい。
【0130】
加熱加圧ローラとしては、金属製の金属ローラでも、あるいは金属製の芯金の周囲に弾性体からなる被覆層および必要に応じて表面層(離型層ともいう)を形成したものであり、芯金は、例えば、鉄製、アルミニウム製、SUS製等の円筒体で構成されている。芯金の表面には、被覆層が設けられている。被覆層としては、特に、離型性を有するシリコーン樹脂が好ましく、例えば、溶剤付加型、または縮合硬化型シリコーン等のような硬化型シリコーンを用いて作製されたシリコーン樹脂である。特に好ましくは、溶剤付加型シリコーンである。
【0131】
上記記載の溶剤付加型シリコーンは、両末端、あるいは、両末端及び鎖中に、ビニル基を有する直鎖状メチルビニルポリシロキサンとメチルハイドロジェンポリシロキサンとを白金系触媒の存在下で反応させて得られる。
【0132】
溶剤付加型シリコーンの具体例としては、例えば、信越シリコーン社製のKS−887、KS−779H、KS−778、KS−835、X−62−2456、X−62−2494、X−62−2461、KS−3650、KS−3655、KS−3600、KS−847、KS−770、KS−770L、KS−776A、KS−856、KS−775、KS−830、KS−830E、KS−839、X−62−2404、X−62−2405、KS−3702、X−62−2232、KS−3503、KS−3502、KS−3703、KS−5508等が挙げられる。
【0133】
縮合硬化型シリコーンの具体例としては、例えば、信越シリコーン社製のKS−881、KS−882、KS−883、X−62−9490、X−62−9028等のシリコーンが好ましく用いられる。
【0134】
また、上記金属ローラの一方の芯金内部には、発熱体が内蔵されており、ローラ間に記録媒体を通すことによって、加熱処理と加圧処理とを同時に施したり、あるいは必要に応じて、2つの加熱ローラを用いて記録媒体を挟んで加熱してもよい。加熱ローラ内には熱源として、例えば、ハロゲンランプヒーター、セラミックヒーター、ニクロム線等からなる発熱体が内蔵されている。
【0135】
加熱加圧装置に用いられるベルト基材としては、シームレスのニッケル電鍮が好ましく、基材の厚さは10〜100μmが好ましい。また、基材の材質としては、ニッケル以外にもアルミニウム、鉄、ポリエチレン等を用いることができる。
【0136】
基材がローラ、ベルトのいずれによらず、シリコーン樹脂層の厚さとしては、1〜50μmであることが好ましく、更に好ましくは10〜30μmである。
【0137】
本発明において、上記で規定する圧力(ニップ圧)を達成するには、例えば、加圧ローラー両端に、ニップ間隙を考慮して、所望のニップ圧が得られるように特定の張力を有するバネを選択して設置すればよい。この時のバネとしては、例えば、張力が0.2〜10MPaのものをローラー長さに応じて選択し使用することができる。
【0138】
ニップ圧の測定方法は、例えば、加圧ローラにかけている力を、感圧紙等で測定したニップ面積で除することにより求めることができ、あるいは加圧ローラ間に感圧紙からなる圧力測定紙をはさみ加圧して、その圧力測定紙の濃度よりニップ圧を求めることもできる。圧力測定紙としては、例えば、FPD301(富士フィルム社製)極超低圧用感圧紙を挙げることができる。
【0139】
加熱加圧ローラ、あるいは加熱加圧ベルトを用いる場合の記録媒体の搬送速度は、1〜15mm/秒の範囲が好ましい。これは、高速処理性の観点以外に、画質の観点からも好ましい。
【0140】
次いで、本発明の画像形成方法で用いることのできる装置の一例を示す。
図1は、本発明で用いることのできる加熱加圧処理を行う加熱加圧ローラーを有するインクジェット記録装置の一例を示す。また、図2には、本発明で用いることのできる加熱加圧処理を行う加熱加圧ベルトを有するインクジェット記録装置の他の一例を示す。
【0141】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0142】
《記録媒体の作製》
〔記録媒体1の作製〕
(シリカ分散液の調製)
一次粒子の平均粒径が約0.012μmの気相法シリカ(株式会社トクヤマ製:QS−20)125kgを、三田村理研工業株式会社製のジェットストリーム・インダクターミキサーTDSを用いて、硝酸でpHを2.5に調整した620Lの純水中に室温で吸引分散した後、全量を694Lに純水で仕上げた。
【0143】
次に、カチオンポリマーP−1を1.14kg、エタノール2.2L、n−プロパノール1.5Lを含有する水溶液(pH=2.3)18Lに、上記シリカ分散液の69.4Lを攪拌しながら添加し、ついで、ホウ酸260gとホウ砂230gを含有する水溶液7.0Lを添加し、消泡剤SN381(サンノプコ株式会社製)を1g添加した。この混合液を、三和工業株式会社製高圧ホモジナイザーで分散し、全量を純水で97Lに仕上げてシリカ分散液を調製した。
【0144】
【化1】
【0145】
(下層用塗布液1の調製)
上記シリカ分散液600mlを40℃で攪拌しながら、以下の各添加剤を順次混合して下層用塗布液1を調製した。
【0146】
ポリビニルアルコール(クラレ工業株式会社製:PVA203)の
10%水溶液 6ml
ポリビニルアルコール(クラレ工業株式会社製:PVA235)の
7%水溶液 185ml
サポニン(50%水溶液) 適量
純水 全量を1000mlに仕上げた
(表層用塗布液1の調製)
適量の水を40℃で攪拌しながら、以下の各添加剤を順次混合して表層用塗布液1を調製した。
【0147】
熱可塑性樹脂(スチレン−アクリル系ラテックス Tg73℃、平均粒径
0.9μm、固形分40%) 166g
ポリビニルアルコール(クラレ工業株式会社製:PVA235)の
7%水溶液 18ml
消泡剤SN381(サンノプコ株式会社製) 6.2mg
サポニン(50%水溶液) 適量
純水 全量を1000mlに仕上げた
上記各添加剤を混合した後、40℃で粘度が45mPa・sとなるように適宜純水を加えて、表層用塗布液1を調製した。
【0148】
(記録媒体1の作製)
両面をポリエチレンで被覆した紙支持体(厚みが220μmでインク吸収層面のポリエチレン中にはポリエチレンに対して13質量%のアナターゼ型酸化チタン含有)に、支持体側から第1層とし上記下層用塗布液1をスライドホッパーで塗布した後、その上に第2層目として上記表層用塗布液1をスライドホッパーにて塗布、乾燥して記録媒体1を作製した。なお、塗布液は40℃に加温して塗布し、塗布直後に0℃に保たれた冷却ゾーンで20秒冷却した後、25℃の風(相対湿度15%)で60秒間、45℃の風(相対湿度が25%)で60秒間、50℃の風(相対湿度が25%)で60秒間順次乾燥し、20〜25℃、相対湿度が40〜60℃の雰囲気下で2分間調湿して試料を巻き取った。なお、下層の乾燥膜厚は30μm、表層の乾燥膜厚は10μmとなるように塗布量を制御した。この記録媒体1をロール幅127mm、長さ100mのロール状に加工した。
【0149】
〔記録媒体2の作製〕
上記記録媒体1の作製において、表層用塗布液1に代えて下記表層用塗布液2を用い、表層の乾燥膜厚7μmとなるように、下層用塗布液1及び表層用塗布液2を同時重層塗布を行った以外は同様にして、記録媒体2を作製した。
【0150】
(表層用塗布液2の調製)
記録媒体1の作製で用いた下層用塗布液1を40℃で撹拌し、そこへ熱可塑性樹脂(スチレン−アクリル系ラテックス Tg73℃、平均粒径0.2μm、固形分40%)を熱可塑性微粒子/フィラー(シリカ)の固形分比が50/50になるように加えて、さらに40℃、粘度が45mPa・sとなるように適宜純水を加えて、表層用塗布液2を調製した。
【0151】
〔記録媒体3〜5の作製〕
上記記録媒体2の作製において、熱可塑性微粒子/フィラー(シリカ)の固形分比を、それぞれ40/60、60/40、70/30に変更した以外は同様にして、記録媒体3〜5を作製した。
【0152】
上記各添加剤を混合し、0.3mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、イエロー顔料分散体1を得た。得られたイエロー顔料の平均粒径は112nmであった。
【0153】
上記各添加剤を混合し、0.3mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、マゼンタ顔料分散体1を得た。得られたマゼンタ顔料の平均粒径は105nmであった。
【0154】
上記各添加剤を混合し、0.3mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、シアン顔料分散体1を得た。得られたシアン顔料の平均粒径は87nmであった。
【0155】
上記各添加剤を混合し、0.3mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、ブラック顔料分散体1を得た。得られたブラック顔料の平均粒径は75nmであった。
【0156】
(顔料インクセット1の調製)
〈イエロー濃インク1の調製〉
イエロー顔料分散体1 15質量%
エチレングリコール 20質量%
ジエチレングリコール 10質量%
界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社製) 0.1質量%
イオン交換水 54.9質量%
以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるイエロー濃インク1を調製した。該インク中の顔料の平均粒径は120nmであり、表面張力γは36mN/mであった。
【0157】
〈イエロー淡インク1の調製〉
イエロー顔料分散体1 3質量%
エチレングリコール 25質量%
ジエチレングリコール 10質量%
界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社製) 0.1質量%
イオン交換水 61.9質量%
以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるイエロー淡インク1を調製した。該インク中の顔料の平均粒径は118nmであり、表面張力γは37mN/mであった。
【0158】
〈マゼンタ濃インク1の調製〉
マゼンタ顔料分散体1 15質量%
エチレングリコール 20質量%
ジエチレングリコール 10質量%
界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社製) 0.1質量%
イオン交換水 54.9質量%
以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるマゼンタ濃インク1を調製した。該インク中の顔料の平均粒径は113nmであり、表面張力γは35mN/mであった。
【0159】
〈マゼンタ淡インク1の調製〉
マゼンタ顔料分散体1 3質量%
エチレングリコール 25質量%
ジエチレングリコール 10質量%
界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社製) 0.1質量%
イオン交換水 61.9質量%
以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるマゼンタ淡インク1を調製した。該インク中の顔料の平均粒径は110nmであり、表面張力γは37mN/mであった。
【0160】
〈シアン濃インク1の調製〉
シアン顔料分散体1 10質量%
エチレングリコール 20質量%
ジエチレングリコール 10質量%
界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社製) 0.1質量%
イオン交換水 59.9質量%
以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるシアン濃インク1を調製した。該インク中の顔料の平均粒径は95nmであり、表面張力γは36mN/mであった。
【0161】
〈シアン淡インク1の調製〉
シアン顔料分散体1 2質量%
エチレングリコール 25質量%
ジエチレングリコール 10質量%
界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社製) 0.2質量%
イオン交換水 62.8質量%
以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるシアン淡インク1を調製した。該インク中の顔料の平均粒径は92nmであり、表面張力γは33mN/mであった。
【0162】
〈ブラック濃インク1の調製〉
ブラック顔料分散体1 10質量%
エチレングリコール 20質量%
ジエチレングリコール 10質量%
界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社製) 0.1質量%
イオン交換水 59.9質量%
以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるブラック濃インク1を調製した。該インク中の顔料の平均粒径は85nmであり、表面張力γは35mN/mであった。
【0163】
〈ブラック淡インク1の調製〉
ブラック顔料分散体1 2質量%
エチレングリコール 25質量%
ジエチレングリコール 10質量%
界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社製) 0.1質量%
イオン交換水 62.9質量%
以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるブラック淡インク1を調製した。該インク中の顔料の平均粒径は89nmであり、表面張力γは36mN/mであった。
【0164】
〔顔料インクセット2の調製〕
上記顔料インクセット1で調製した8色の各インクに、それぞれアクリルエマルジョン(ヨドゾールGD86B Tg60℃、平均粒径90nm、日本NCS社製)を8質量%相当添加した以外は同様にして、インク8色からなる顔料インクセット2を調製した。
【0165】
〔着色剤未含有液体(CIインク)の調製〕
(CIインク1の調製)
ポリビニルアルコールPVA117(クラレ製) 固形分1.0質量%
エチレングリコール 22.0質量%
グリセリン 8.0質量%
トリエチレングリコールモノブチルエーテル 5.0質量%
2−ピロリドン 2.0質量%
サーフィノール465(日信化学工業社製) 0.5質量%
純水を加えて、100質量%に仕上げた
(CIインク2の調製)
(CIインク3の調製)
上記CIインク2の調製において、樹脂1を樹脂2(アクリル酸エステル共重合体:Tg 75℃、平均粒径0.5μm)に変更した以外は同様にして、CIインク3を調製した。
【0166】
(CIインク4の調製)
上記CIインク2の調製において、樹脂1を樹脂3(アクリル酸エステル共重合体:Tg 75℃、平均粒径1.2μm)に変更した以外は同様にして、CIインク4を調製した。
【0167】
(CIインク5の調製)
上記CIインク2の調製において、樹脂1を樹脂4(アクリル酸エステル共重合体:Tg 56℃、平均粒径0.3μm)に変更した以外は同様にして、CIインク5を調製した。
【0168】
《インクジェット画像形成》
図1に記載の加圧処理と加熱処理とを同時に行う加熱加圧ローラ対を有し、9個の記録ヘッドを装備したインクジェットプリンターに、上記調製した顔料インクセット(濃淡8色)とCIインクとをセットし、前記作製した記録媒体1〜5、コニカ(株)製フォトジェットペーパーQP(表中ではQPと略す)、セイコーエプソン(株)製PM写真用紙(表中では、PMと略す)とを、表1に記載の組み合わせで、出力条件1.5m2/時間で出射し、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのベタ画像、縦及び横に1cm幅でY、M、C、B、G、R、Bkの帯を各々描いた格子状テストチャートを出力した。
【0169】
なお、画像形成時のCIインクの出射領域は、下記の方法に従って決定した。
あらかじめ、8色の顔料インクのみを上記条件でプリントして作成したY、M、C、B、G、R、Bkのウエッジ画像の反射濃度をX−rite938(X−rite社製)にて測定し、Y、M、C濃度のいずれかが濃度1.0を超える領域のインク出射量を予め計測、設定しておき、上記の印字の際、前記設定インク出射量を超える画像領域にのみ、CIインクを所定量出射するようにプログラムした。ただし、画像7の形成時には、CIインクは用いなかった。
【0170】
その後、画像1は装置内の加熱加圧定着器を使用せず、100℃のオーブンに5分間いれて処理を行い、画像2〜15は、装置内の加熱加圧定着器にて、定着器の表面温度を100℃、圧力5MPaで加熱加圧処理を行った。
【0171】
《形成画像の特性評価》
上記方法により作成した形成画像について、下記の方法に従って各特性評価を行った。
【0172】
(画像濃度の測定)
上記作成した黒ベタ画像部について、反射濃度計(X−rite 938)にてVisual濃度1を測定した。
【0173】
(指紋付着耐性)
上記作成した黒ベタ画像部に、10人の被験者により指紋をつけた後、ティッシュペーパーにて指紋を軽く拭き取り、指紋のついた部分のvisual濃度2を測定し、下式に従って濃度変化率を測定し、10人の被験者による平均値を求めた。
【0174】
ΔD=指紋処理後濃度(visual濃度2)−未処理濃度(Visual濃度1)
ΔDが小さいほど、指紋付着後の濃度変動が少なく好ましいことを表す。
【0175】
(光沢感の評価)
上記作成した各色ベタ画像の光沢感について、20人の観察者により以下に示す基準に則り分類評価してもらい、最も多かった分類のものを採用した。
【0176】
5:全ての色で良好な光沢感がある
4:グリーンとレッドの高画像濃度部分でやや光沢感に欠ける。
【0177】
3:イエロー、ブラック、グリーン、レッドの高画像濃度部分で光沢感に欠ける
2:イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの高画像濃度部分で光沢感に欠ける
1:全色全濃度で光沢感が低い
(C値の測定)
上記作成した黒ベタ画像部について、スガ試験機社製の写像性測定機(ICM−1DP)を用いて、反射角60°でC値の測定を行った。
【0178】
(光沢差の評価)
上記作成した黒ベタ画像部と未印字部(白地)とを目視にて比較し、光沢差の有無について判定した。
【0179】
(ブロンジング耐性の評価)
出力した各画像について、顔料特有の現象であり、画質低下の要因となるブロンジングについて、以下の方法で評価を行った。ブロンジングの評価は、画像を蛍光灯下で種々の角度(真上を90°とし、真横を0°とした時、80°、60°、45°、30°)から観察し、下記の基準に則り評価を行った。
【0180】
3:いずれかの角度でもブロンジング(金属光沢)が認められない
2:一部の角度からの観察で、一部のインク画像で弱いブロンジングが認められる
1:ほぼ全ての角度でブロンジングが認められる
(耐傷性の評価)
上記形成した各画像のうち黒ベタ画像部を、25℃、50%RHの雰囲気下で、スクラッチ強度試験機 HEIDON−18(HEIDON社製)を用い、測定針は0.1mmRのサファイヤ針を用いて、スクラッチ強度の測定を行った。測定は、0〜10gの荷重を10cmの範囲で変化させた引掻き試験を3回行い、画像に傷が入る最小荷重をスクラッチ強度と定義し、その測定値を耐傷性の尺度とした。
【0181】
(膜剥がれ耐性の評価)
上記のインクジェット画像形成において、画像の出力条件を3.0m2/時間に変更した以外は同様にして画像作成を行い、これらの各画像について、ロール紙40m相当の面積を目視観察し、膜はがれの有無を評価し、下記の基準に則り膜剥がれ耐性の評価を行った。
【0182】
4:画像出力速度が3m2/時間の条件でも、膜剥がれ発生しない
3:画像出力速度が2m2/時間の条件では膜剥がれの発生はないが、3m2/時間の条件では、1cm2未満の膜剥がれが1〜5箇散在する
2:画像出力速度が2m2/時間の条件で、1cm2未満の膜剥がれが1〜3箇散在する。
【0183】
1:画像出力速度が2m2/時間の条件で、1cm2未満の膜はがれが4〜10箇所認められ、かつ1cm2以上の膜はがれも散在する
以上により得られた結果を、表1に示す。
【0184】
【表1】
【0185】
表1より明らかなように、濃度1.0以上の画像領域に、樹脂を含有し、かつ実質的に着色剤を含まない液体を付与した後、加熱及び加圧処理を施して形成した本発明の画像は、比較例に対し、特に、黒インク画像において、画像濃度やC値が高く、指紋付着耐性、光沢感、光沢差、ブロンジング耐性及び耐傷性に優れ、かつ高速印字を行った際での膜剥がれ耐性が良好であることが分かる。
【0186】
更に、上記作成した画像の黒ベタ部を、Japan Colorの黒と比較した結果、本発明の画像は、Japan Colorの黒に近い色調を有し、赤味や青みのない黒が再現されていたが、比較例である画像1の黒はやや赤味がかっていた。
【0187】
また、CIインクの吐出安定性について、上記画像形成方法で印字し、10日間放置した後、再度印字を行った結果、CIインク1では出射不良が見られたが、CIインク2〜5に関しては、出射不良が全く見られなかった。
【0188】
また、上記作成した各画像について、上記で評価を行った項目に加えて、各色ベタ画像でのビーディング発生や格子状テストチャートの境界でのカラーブリードを観測した結果、画像出力速度が2m2/時間の条件では、本発明の全ての画像でビーディング、カラーブリードは見られず、高画質画像が得られた。また、画像出力速度が3m2/時間の条件では、記録媒体1を用いた画像で、ビーディング、カラーブリードが多く発生し、写真画質としての使用に耐えない物であった。さらに、記録媒体1では画像の一部に膜はがれ等の画像欠陥が発生し、加熱加圧装置のローラ表面にも汚れが確認できた。これに対し、表層にシリカを混合した、記録媒体2〜5を用いた画像は、ビーディング、カラーブリードが発生しないか、或いは発生してもわずかであり、非常に良好な結果を確認することができた。
【0189】
【発明の効果】
本発明により、高い最大濃度が得られ、赤味や青みのない純黒を再現でき、指紋付着耐性、光沢性、光沢差、ブロンジング耐性、耐傷性に優れ、かつを高速印字でも画質劣化の少ないインクジェット画像形成方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で用いられるインクジェット記録装置の一例を示す概略構成図。
【図2】本発明で用いられるインクジェット記録装置の他の一例を示す概略構成図。
【符号の説明】
1、1a 記録媒体
2 記録媒体の搬送手段
21 搬送ローラ対
3 記録ヘッド
34 記録媒体保持部
4 加熱加圧手段
41 加熱ローラー
42 圧着ローラー
43 発熱体
44 加熱ベルト
45 下部圧着ベルト
46 従動ローラー
5 温度センサ
6 記録媒体の切断手段
61、62 カッタ
7 たるみ形成手段
71 第1のローラー対
72 第2のローラー対
Claims (5)
- 顔料インクを用いて、インクジェット記録媒体上に画像を印字する工程と、形成した画像を加熱及び加圧処理する工程を経て画像を形成するインクジェット画像形成方法において、濃度1.0以上の画像領域の少なくとも一部に、樹脂を含有し、かつ実質的に着色剤を含まない液体を付与することを特徴とするインクジェット画像形成方法。
- 前記樹脂が、水系樹脂エマルジョンであることを特徴とする請求項1記載のインクジェット画像形成方法。
- 前記顔料インクの少なくとも1種が、顔料インク中の樹脂量固形分が顔料固形分より少ないことを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット画像形成方法。
- 前記インクジェット記録媒体が、支持体上に2層以上のインク吸収層を有し、支持体より最も離れた位置にあるインク吸収層である表層が、熱可塑性樹脂を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェット画像形成方法。
- 前記表層が、更に無機微粒子を有することを特徴とする請求項4記載のインクジェット画像形成方法。
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-
2002
- 2002-12-04 JP JP2002352196A patent/JP2004181803A/ja active Pending
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