JP2635948C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】 本発明は、インクジェット記録法、とりわけ多色インクジェット記録方法の改
良方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】 インクジェット記録法は、種々の記録液吐出方式（例えば、静電吸引方式、圧
電素子を用いて記録液に機械的振動又は変位を与える方式、記録液を加熱して発
泡させその圧力を利用する方式等）により、記録液（インク）の小滴を発生させ
これを飛翔させ、それらの一部若しくは全部を、紙などの被記録材に付着させて
記録を行うものであるが、騒音の発生が少なく、高速印字、多色印字の行える記
録法として注目されている。 【０００３】 インクジェット記録用の記録液としては、安全性、印刷適性の面から主に水系
のものが使用されており、一方、被記録材としては、従来通常の紙が一般的に使
用されてきた。液状の記録液を用いて記録を行う場合には、一般に記録液が記録
用紙上で滲んで印字がぼけたりしないことが必要であり、また記録液が記録後可
及的速やかに乾燥して不意に紙面を汚染しないことが望ましい。 【０００４】 そして、とりわけ二色以上の異色の記録液を用いる多色インクジェット記録方
式においては、 １）記録液の被記録材への吸収が速やかであって異色のインクドットの重複があ
った場合でも、後で付着した記録液が前に付着した記録液と混合したり、インク
ドットを乱したり、流れ出したりしないこと、 ２）記録液の液滴が被記録材上で拡散し、インクドットの径が必要以上に大きく
ならないこと、 ３）インクドットの形状が真円に近く、またその周辺が滑らかであること、 ４）インクドットの濃度が高く、ドット周辺がぼけないこと、 ５）被記録材の色が白く、インクドットとのコントラストが大きいこと、 ６）記録液の色が、被記録材のいかんにより変化しないこと、 ７）被記録材の寸法変動（例えば、しわ、のび）が記録前後で少ないこと、 等の諸要求を満足させる必要がある。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、従来、これらの要求を満足させるには、用いる被記録材及び記
録液の特性に負うところが非常に大きいことは理解されているが、現実には叙上
の諸要求に応えるインクジェット記録方法は未だ見当たらない状況にある。 【０００６】 すなわち、例えば被記録材と記録液の表面張力の関係について考察してみると
、従来の被記録層を有する被記録材を使用してインクジェット記録を行うと、こ
の被記録層表面には図２に示されるように小さな空隙しか存在しないので、高表
面張力の記録液を使用すると該空隙中への記録液の浸透が妨げられるために記録
液の吸収速度が遅くなる。それ故、吸収速度を上げるために低表面張力の記録液
を使用するとノンコート紙を使用する場合と同様に紙面方向の記録液の広がりが
大きくなり良好な印字特性が得られないという背反する問題が生じ、これを解決
し得なかった。 【０００７】 本発明の目的は、叙上の技術分野において従来技術が解決し得なかった諸課題
を全て満足させることにある。とりわけ、本発明ではインクジェット記録方式に
よる複数のカラー記録液を用いたフルカラー画像の記録における上記諸要求を満
足させることにある。本発明の他の目的は、広い記録液の表面張力範囲で優れた
記録特性が発揮できる新規なインクジェット記録方法を提供することにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】 本発明のインクジェット記録方法は、インクの液滴を形成し、この液滴を、無
機顔料粒子を主体としてなる被覆層を支持体上に設けてなる被記録材の該被覆層
表面に付着させて記録を行うインクジェット記録方法において、 前記被覆層における無機顔料粒子が粒径が３〜２０μｍの範囲にあるシリカで
あり、 前記被覆層が、前記シリカと、水溶性高分子を主体としてなる結着剤とを、該 シリカと該結着剤の混合比が重量基準で１００／２０〜１００／１００の範囲で
含み、その乾燥塗工量が１５ｇ／ｍ²以上で、前記シリカの不定形の粒子形状が
表面に現れてなる構造を有し、 かつ前記インクの２０℃における表面張力が３０乃至６０ｄｙｎ／ｃｍの範囲
にあり、 前記インクに熱エネルギーを付与して前記液滴を発生させる ことを特徴とする。 【０００９】 すなわち、本発明の方法において用いられる被記録材は支持体と該支持体上に
設けられた被覆層を有して構成され、この被覆層は、記録時に記録液の液滴が付
与される被記録層としての機能を有するものである。 【００１０】 【発明の実施の形態】 本発明の被記録材の支持体としては、紙を使用するのが適当であるが、布、多
孔性樹脂、木材等の多孔質材料や、樹胞、金属、ガラス等の非多孔質材料も使用
でき、これらのいずれを選定するかは記録目的や用途により異なる。 【００１１】 一方、被覆層は、支持体上に水溶性高分子により固定される無機顔料粒子を主
体として構成される。この無機顔料粒子としては、例えばシリカ、クレー、タル
ク、ケイソウ土、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン
、酸化亜鉛、サチンホワイト、ケイ酸アルミニウム、リトポン、アルミナ、ゼオ
ライト等の白色系無機顔料からなる粒子の１種以上を用いることができる。 【００１２】 被覆層表面に無機顔料粒子の不定形形状が瓦礫を散在させたように現われるよ
うにするには、使用される無機顔料粒子の粒径が３乃至２０μｍ程度のものとさ
れる。無機顔料粒子の粒径が余りにも大き過ぎるとインクドットの真円性が損な
われ、記録画像の解像度が低下するため好ましくない。 【００１３】 また、被覆層に含有される無機顔料粒子は色素吸着性の高いもの程好ましく、 更には多孔性構造を有するものであることが好ましい。これは、記録液中の染料
等の記録剤が被覆層の最表層に捕捉された方が呈色性が良好となるためである。 【００１４】 結着剤としての水溶性高分子としては、デンプン、ゼラチン、カゼイン、アラ
ビアゴム、アルギン酸ソーダ、カルボキシルメチルセルロース、ポリビニルアル
コール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド等
の水溶性高分子の１種以上を用いることができる。 【００１５】 水溶性高分子を単独で結着剤成分としても良いし、水溶性高分子を主体として
なる限りにおいては、他の結着剤成分を併用して用いても良い。水溶性高分子と
併用し得る他の結着剤成分としては、合成ゴムラテックス等の合成樹脂ラテック
ス、ポリビニルブチラール、ポリビニルクロライド、ポリ酢酸ビニル、ポリアク
リロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルホルマール、メラミン樹
脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキッド樹脂等の
有機溶剤可溶性樹脂などを挙げることができ、必要に応じて、これらの１種以上
を上述した水溶性高分子と併用することができる。 【００１６】 また、被覆層には、分散剤、蛍光染料、ｐＨ調整剤、消泡剤、潤滑剤、防腐剤
、界面活性剤等の各種添加剤を混在させることもできる。 【００１７】 本発明の方法に使用するのが適当な被記録材は、これらの被覆層形成用の成分
を、水等の媒体中に分散させて調製した塗工液を、ロールコーティング法、ロッ
ドバーコーティング法、スプレーコーティング法、エアナイフコーティング法等
により支持体上に塗工し、その後可及的速やかに乾燥させて製造することができ
る。 【００１８】 塗工液中の無機顔料粒子と水溶性高分子の混合比としては、無機顔料粒子１０
０重量部に対して結着剤が２０及至１００重量部が適当であり、無機顔料粒子の 平均粒径が大きいときには、できるだけ結着剤の量を少なく用いることが好結果
をもたらす。 【００１９】 支持体上の被覆層の量は乾燥塗工量で、１５ｇ／ｍ²以上が好ましい。この乾
燥塗工量の上限は、通常５０ｇ／ｍ²程度、好ましくは３０ｇ／ｍ²程度とするの
がよい。 【００２０】 図１は、このようにして作製された本発明の方法に用いるのが適当な被記録材
の約１５００倍の走査型電顕写真から得た被覆層表面の拡大図であり、その独特
な表面状態がよく示されている。すなわち、被覆層の主成分である比較的大きな
粒径の不定形の無機顔料粒子が無作為に載置されたままの状態で被覆層の表面に
現われ、それら粒子の間にインク吸収孔として機能する大きな空隙が多数散在し
、いわば大小様々な瓦礫を散在させたとでも表現すべき表面構造をとっている。
もちろん、これら表面に現れた無機顔料粒子も結着剤により被覆層内に固定され
るものであり、被覆層から容易には脱離しない。 【００２１】 本発明の方法に使用される記録液は、染料等の記録剤と液媒体成分とからかな
る。一般に、記録液を使用して記録を行う場合には、被記録材と記録液の液物性
とのマッチングを計ることが重要であり、特に記録液の被記録材に対する濡れ性
が良好なものを選択使用する必要がある。すなわち、前述した被記録材の臨界表
面張力は、４０〜５０ｄｙｎ／ｃｍの範囲内にあるので、この値に近い表面張力
を有する記録液を使用するのがよい。従って、本発明の方法に使用される記録液
は、２０℃において３０〜６０ｄｙｎ／ｃｍ、好ましくは３５〜５５ｄｙｎ／ｃ
ｍ、特に好ましくは４０〜５０ｄｙｎ／ｃｍの範囲内の表面張力を有することを
要する。この範囲よりも低い表面張力の記録液を使用して印字を行った場合には
被記録材に対する濡れ性はよいが、印字ドットの広がりが大きくなる。一方、前
記範囲の上限より高い表面張力の記録液を使用した場合には、被記録材に対する
濡れ性が悪くなり、その結果記録液の吸収性及びドット濃度の低下が起り好まし
くない。 【００２２】 本発明の方法に使用される記録液の液媒体成分としては、前記記録液の表面張
力を満たす範囲内で水単体のみならず、望ましくは水と水溶性の各種有機溶剤等
との混合物が使用される。この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、ｔｅｒｔ−ブチルアルコー
ル、イソブチルアルコール等の炭素数が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、ジアセトンア
ルコール等のケトン又はケトンアルコール類；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、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エーテル、ジエチレングリー
ルメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリールモノメチル（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等が挙げられる。 【００２３】 これら多くの水溶性有機溶剤の中でも、ジエチレングリコール等の多価アルコ
ール、トリ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は好ましいものである。多価アルコール類は、
記録液中の水が蒸発し、記録剤が析出することに基づくノズルの目詰まり現象を
防止するための湿潤剤としての効果が大きいため特に好ましいものである。 【００２４】 このような液媒体成分を含む記録液の表面張力を前記の範囲内に調整するため
に、カチオン、アニオン又はノニオン系の各種界面活性剤、ジエタノールアミン
、トリエタノールアミン等の表面張力調整剤を加えることができる。記録液には
可溶化剤を加えることもできる。代表的な可溶化剤は含窒素複素環式ケトン類で
あり、その目的とする作用は、記録剤の液媒体に対する溶解性を飛躍的に向上さ
せることにある。例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２ −イミダゾリジノンが好ましく用いられるものである。 【００２５】 このような成分から調製される記録液は、それ自体で記録特性（信号応答性、
液滴形成の安定性、吐出安定性、長時間の連続記録性、長期間の記録休止後の吐
出安定性）、保存安定性、被記録材への定着性に優れたものであるが、これらの
特性を更に改善するために、各種添加剤を更に含有させてもよい。例えば、ポリ
ビニルアルコール、セルロース類、水溶性樹脂等の粘度調節剤；緩衝液によるｐ
Ｈ調整剤を挙げることができる。 【００２６】 熱エネルギーの作用によって記録液を吐出させるタイプのインクジェット方式
に適用するために、熱的な物性値（例えば、比熱、熱膨張係数、熱伝導率等）が
調整されることもある。 【００２７】 本発明の方法によれば、異色の記録液が短時間内に同一箇所に重複して付着し
た場合にも記録液の流れ出しや滲み出し現象がなく、高解像度の鮮明で優れた発
色性の画像が得られる。しかも記録液の吐出方式、記録目的等に応じて広範な表
面張力を有する記録液を使用しても、常時これらの優れた特性を発揮させること
ができ、フルカラーの記録を行う場合のインクジェット記録方法として優れたも
のである。 【００２８】 以下、実施例に従って本発明の方法を更に詳細に説明する。 参考例１ 無機顔料粒子としてシリカ（ニプシルＥ１５０、商品名、日本シリカ工業（株
）製、平均粒子径：５μｍ）を用い、結着剤としてポリビニルアルコールとＳＢ
Ｒラテックスを用いて下記組成に基づき塗工用組成物を作製した。 【００２９】 シリカ １００重量部 ポリビニルアルコール ２５重量部 ＳＢＲラッテックス ５重量部 水 ５００重量部 一方、支持体としては、ＪＩＳ Ｐ８１２２に基づくサイズ度が３５秒の一般
上質紙（坪量６５ｇ／ｍ²）を使用し、この支持体上に上記塗工用組成物を乾燥
塗工量１５ｇ／ｍ²の割合でブレードコーター法により塗工し、常法により乾燥
させて被記録材を得た。得られた被記録材の約１５００倍の走査型電顕写真にお
ける被覆層表面は図１に示すようなものであった。 【００３０】 この被記録材に対して、下記表１に示す７種のインクを用いてピエゾ振動子に
よってインクを吐出させるオンデマンド型インクジェット記録ヘッド（吐出オリ
フィス径５０μｍ、ピエゾ振動子駆動電圧６０Ｖ、周波数４ｋＨｚ）を有する記
録装置を使用してインクジェット記録を行い、記録特性の評価を行った。 【００３１】 【表１】 評価結果を表２に示す。表２における各評価項目の測定は下記方法に従った。 １）ドット濃度は、印字ドットをさくらマイクロデンシドメーターＰＤＭ−５（
小西六写真工業（株）製）を用いて測定した。 ２）ドット形状は、印字ドットを実体顕微鏡で観察して、ほぼ円形のものを○、
円形が多少くずれたものを△、不定形のものを×とした。 ３）滲み度は、印字ドットの直径を実体顕微鏡で測定し、インクドロップレット
の何倍になったかで示した。 ４）色彩鮮明性は、インクジェット記録画像の色の鮮明さを目視により比較し、
最も良いものを◎、最も悪いものを×とし、◎、○、△、×のランク分けをした
。 （５）インク吸収性は、３ドット重ね印字した１秒後に、被記録材表面上にイン
クの流れ出しがなく、画像の鮮明なものを○、それ以外を×とした。 【００３２】 【表２】 参考例２ 無機顔料粒子として炭酸カルシウム（平均粒子径３μｍ）を用い、結着剤とし
てデンプンとＳＢＲラテックスとを用いて、下記組成に基づき塗工用組成物を作
製した。 【００３３】 炭酸カルシウム １００重量部 デンプン ３０重量部 ＳＢＲラテックス １０重量部 水 ３００重量部 一方、支持体としては、参考例１と同じ一般上質紙を使用し、この支持体上に
上記塗工用組成物を乾燥塗工量２０ｇ／ｍ²の割合でブレードコーター法により
塗工し、常法により乾燥させて被記録材を得た。この被記録材を参考例１と同様
にして評価した結果を表３に示す。 【００３４】 【表３】 参考例３ 無機顔料粒子としてタルク（平均粒子径７μｍ）を用い、結着剤としてカゼイ
ンを用いて、下記組成に基づき塗工用組成物を作製した。 【００３５】 タルク １００重量部 カゼイン ２０重量部 水 ５００重量部 一方、支持体としては、参考例１と同じ一般上質紙を使用し、この支持体上に
上記塗工用組成物を乾燥塗工量２０ｇ／ｍ²の割合でブレードコーター法により
塗工し、常法により乾燥させて被記録材を得た。この被記録材を参考例１と同様
にして評価した結果を表４に示す。 【００３６】 【表４】 比較例１ 被記録材として市販のアートコート紙（商品名：ＳＫコート、山陽国策パルプ
（株）製）を使用してインクジェット記録特性の評価を参考例１と同様にして行
った。その結果を表５に示す。なお、約１５００倍の走査型電顕写真に表われた
この紙の表面は、図２に示すようなものであった。 【００３７】 【表５】 実施例１ 参考例１で使用した被記録材に対して２０℃における表面張力が５４ｄｙｎ／
ｃｍの下記表６の組成のインクを使用し、これらインクを記録ヘッド内でインク
に熱エネルギーを与えて液滴を発生させ記録を行うオンデマンドタイプのマルチ ヘッド（吐出オリフィス径３５μｍ、発熱抵抗体抵抗値１５０Ω、駆動電圧３０
Ｖ、周波数２ｋＨｚ）を有する記録装置へ供給してフルカラーのインクジェット
記録を行った。 【００３８】 【表６】 得られた記録画像は、鮮明で所定の色調が発現されたものであり、ドット形状
、インク吸収性も良好であった。 【００３９】 比較例２ 参考例１〜３で形成した被記録材を使用して、下記表７に示す組成の２種のイ
ンクを用いる以外は、参考例１と同様にしてインクジェット記録特性の評価を行
った。その結果を、表８〜１０に示す。 【００４０】 【表７】 【００４１】 【表８】 【００４２】 【表９】 【００４３】 【表１０】 【００４４】 【発明の効果】 本発明のインクジェット記録方法によれば、支持体上に無機顔料粒子を主体と
し、独特な表面状態を有する被覆層を設けてなる被記録材を使用するので、異色
の記録液が短時間内に同一箇所に重複して付着した場合にも記録液の流れ出しや
滲み出し現象がなく、高解像度の鮮明で優れた発色性の画像が得られる。しかも
記録液の吐出方式、記録目的等の応じて広範な表面張力を有する記録液を使用し
ても、常時これらの優れた特性を発揮させることができ、本発明のインクジェッ
ト記録方法は、フルカラーの記録を行う場合のインクジェット記録方法として優
れたものである。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の被記録材の被覆層表面の約１５００倍の拡大図である。 【図２】 市販のアートコート紙の被覆層表面の約１５００倍の拡大図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 インクの液滴を形成し、この液滴を、無機顔料粒子を主体とし
   てなる被覆層を支持体上に設けてなる被記録材の該被覆層表面に付着させて記録
   を行うインクジェット記録方法において、 前記被覆層における無機顔料粒子が粒径が３〜２０μｍの範囲にあるシリカで
   あり、 前記被覆層が、前記シリカと、水溶性高分子を主体としてなる結着剤とを、該
   シリカと該結着剤の混合比が重量基準で１００／２０〜１００／１００の範囲で
   含み、その乾燥塗工量が１５ｇ／ｍ²以上で、前記シリカの不定形の粒子形状が
   表面に現れてなる構造を有し、 かつ前記インクの２０℃における表面張力が３０乃至６０ｄｙｎ／ｃｍの範囲
   にあり、 前記インクに熱エネルギーを付与して前記液滴を発生させる ことを特徴とするインクジェット記録方法。 【請求項２】 前記水溶性高分子が、デンプン、ゼラチン、カゼイン、アラビ
   アゴム、アルギン酸ソーダ、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコー
   ル、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミドから選
   択される請求項１に記載のインクジェット記録方法。 【請求項３】 同一箇所に２色以上のインクの液滴を付着させて記録を行う請
   求項１に記載のインクジェット記録方法。 【請求項４】 前記インクの２０℃における表面張力が３５乃至５５ｄｙｎ／
   ｃｍの範囲にある請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット記録方法。 【請求項５】 前記インクの２０℃における表面張力が４０乃至５０ｄｙｎ／
   ｃｍの範囲にある請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット記録方法。