JP5159590B2 - 画像形成方法 - Google Patents
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Description
かかる画像形成方法においては、ヘッド面と記録媒体との距離が不均一であると描画が変形してしまう。最悪の場合には、記録ヘッドと記録媒体とが接触して、記録ヘッドの破損や記録媒体のJAMが発生することが考えられる。このため、記録媒体の形状を矯正することが従来から行われてきている(例えば、特許文献1参照)。
本発明は、画像形成時の搬送障害の発生が抑制され、高画質で印画速度が向上した画像形成方法を提供することを課題とする。
<1> 透気度が300秒以上であるインクジェット記録媒体の一方面を調湿する調湿工程と、前記調湿されたインクジェット記録媒体を、前記インクジェット記録媒体を搬送する搬送路に対して凸となる向きにカールした状態で前記搬送路に送給する送給工程と、前記送給されたインクジェット記録媒体を、前記搬送路に吸着しつつ搬送する吸着搬送工程と、前記搬送路に吸着されたインクジェット記録媒体上に、インクジェット方式でインクを付与して画像を描画する描画工程と、を備えた画像形成方法。
<3> 前記インクジェット記録媒体は、樹脂被覆された支持体と前記支持体の両面に設けられたインク受容層とを含む、前記<1>または<2>に記載の画像形成方法。
<5> 前記吸着搬送工程は、前記搬送路に前記インクジェット記録媒体を吸着するように負圧吸引する工程を備え、前記調湿工程は、前記インクジェット記録媒体の一方面に、前記負圧吸引する工程で排出された空気を送風する工程を備えた、前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載の画像形成方法。
<6> 前記描画工程で描画されたインクジェット記録媒体の画像が描画された面側に空気を送風して乾燥する乾燥工程をさらに備え、前記調湿工程は、前記インクジェット記録媒体の一方面に、前記乾燥工程で用いられた空気と前記負圧吸引する工程で排出された空気とを送風する工程を備えた、前記<5>に記載の画像形成方法。
搬送路に送給されるインクジェット記録媒体が、特定方向にカールしていることで、より効率的に搬送路に吸着することが可能になり、搬送障害および画質障害の発生が抑制され、また印画速度も向上できる。
本発明における調湿工程は、透気度が300秒以上であるインクジェット記録媒体の一方面を調湿する。インクジェット記録媒体の一方面を調湿することでインクジェット記録媒体に所望の方向性を有するカールを発生させることができる。また、所望の方向性を有するカールが発生するように、一方面と他方面とを条件を変えて調湿してもよい。
本発明に用いられるインクジェット記録媒体は、透気度が300秒以上であれば特に制限はないが、樹脂被覆された支持体と前記支持体上に設けられたインク受容層とを含んで構成されることが好ましい。また、樹脂被覆された支持体と前記支持体の両面に設けられたインク受容層とを含んで構成されることがより好ましい。
(支持体)
本発明における支持体としては、プラスチック等の透明材料よりなる透明支持体、紙等の不透明材料からなる不透明支持体のいずれをも使用できる。インク受容層の透明性を生かす上では、透明支持体又は高光沢性の不透明支持体を用いることが好ましい。
上記透明支持体の厚みとしては、特に制限はないが、取り扱い易い点で、50〜200μmが好ましい。
また白色顔料含有発泡ポリエステルフィルム(例えば、ポリオレフィン微粒子を含有させ、延伸により空隙を形成した発泡PET)も好適に挙げることができる。
上記原紙としては、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などの合成パルプ、あるいはナイロンやポリエステルなどの合成繊維を用いて抄紙される。上記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。
但し、LBSP及び/又はLDPの比率としては、10質量%以上、70質量%以下が好ましい。
更に、原紙剛度としては、JIS P−8143に規定される条件で20〜200gが好ましい。
原紙の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、5〜9であることが好ましい。
バックコート層に含有される白色顔料としては、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、カオリン、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、珪藻土、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、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、アルミナ、リトポン、ゼオライト、加水ハロイサイト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム等の白色無機顔料、スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂等の有機顔料等が挙げられる。
バックコート層に含有されるその他の成分としては、消泡剤、抑泡剤、染料、蛍光増白剤、防腐剤、耐水化剤等が挙げられる。
本発明におけるインク受容層は、無機微粒子と水溶性樹脂とを含み、必要に応じて架橋剤、含窒素有機カチオンポリマー、硫黄系化合物、水溶性多価金属塩、界面活性剤等のその他の成分を含んで構成されることが好ましい。
本発明におけるインク受容層は少なくとも1種の無機微粒子を含むことが好ましい。無機微粒子は、インク受容層を形成した際に多孔質構造を形成し、インクの吸収性能を向上させる役割を持つ。
特に、該無機微粒子のインク受容層における固形分含有量が50質量%以上、より好ましくは60質量%を超えていると、更に良好な多孔質構造を形成することが可能となり、十分なインク吸収性を備えたインクジェット記録媒体が得られるので好ましい。ここで、微粒子のインク受容層における固形分含有量とは、インク受容層を構成する組成物中の水以外の成分に基づき算出される含有量である。
本発明における無機微粒子としては、例えば、特開2008−246988号公報の段落番号[0034]〜[0042]に記載の無機微粒子を挙げることができ、好ましい態様も同様である。
本発明におけるインク受容層は、少なくとも1種の水溶性樹脂を含むことが好ましい。本発明における水溶性樹脂としては、例えば、特開2008−246988号公報の段落番号[0043]〜[0048]に記載の水溶性樹脂を挙げることができ、好ましい態様も同様である。
本発明においては、透明性を保持する観点からは、無機微粒子特にシリカ微粒子に組み合わされる水溶性樹脂の種類が重要となる。前記気相法シリカを用いる場合には、該水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコール系樹脂が好ましく、その中でも、鹸化度70〜100%のポリビニルアルコール系樹脂がより好ましく、鹸化度80〜99.5%のポリビニルアルコール系樹脂が特に好ましい。
無機微粒子(x)と水溶性樹脂(y)との質量含有比〔PB比(x:y)〕を最適化することで、インク受容層の膜構造及び膜強度を、さらに向上させることが可能である。
特に、インク受容層の上側半分のx/y比が、下側半分のx/y比以上(上側半分と下側半分でPB比が等しいか、または下側半分の方がバインダーリッチ)であることが好ましく、上側半分と下側半分のPB比が等しいことが特に好ましい。
本発明におけるインク受容層は、前記水溶性樹脂を架橋する観点から、架橋剤を少なくとも1種含有することが好ましい。
本発明におけるインク受容層は、特に前記無機微粒子と前記水溶性樹脂とを併用し、さらに該架橋剤と水溶性樹脂との架橋反応によって硬化された多孔質層である態様が好ましい。
本発明における架橋剤としては、例えば、特開2008−246988号公報の段落番号[0127]〜[0129]に記載の架橋剤を挙げることができ、好ましい態様も同様である。
本発明におけるインク受容層は、記録された画像のにじみを抑制する観点、シリカを分散する観点より、必須成分として含窒素有機カチオンポリマーを少なくとも1種含有することが好ましい。
本発明における含窒素有機カチオンポリマーとしては、特に限定はないが、第1級〜第3級アミノ基、又は第4級アンモニウム塩基を有するポリマーが好適である。
本発明における含窒素有機カチオンポリマーの具体例としては、例えば、特開2008−246988号公報の段落番号[0024]〜[0031]に記載の含窒素有機カチオンポリマーを挙げることができ、好ましい態様も同様である。
本発明におけるインク受容層は、耐オゾン性をより向上させる観点から、硫黄系化合物を少なくとも1種含有することが好ましい。
前記硫黄系化合物としては、チオエーテル系化合物、チオウレア系化合物、ジスルフィド系化合物、スルフィン酸系化合物、チオシアン酸系化合物、硫黄含有複素環式化合物、及びスルホキシド系化合物から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
本発明における硫黄系化合物の具体例としては、例えば、特開2008−246988号公報の段落番号[0054]〜[0118]に記載の硫黄系化合物を挙げることができ、好ましい態様も同様である。
本発明におけるインク受容層は、水溶性多価金属塩の少なくとも1種を含むことが好ましい。水溶性多価金属塩は、例えば媒染剤として作用することで形成される画像の耐候性をより向上させることができる。
本発明における水溶性多価金属塩の具体例としては、例えば、特開2008−246988号公報の段落番号[0122]〜[0124]に記載のマグネシウム塩や、同公報の段落番号[0131]〜[0137]に記載の水溶性多価金属塩を挙げることができ、好ましい態様も同様である。
本発明におけるインク受容層は、上記含窒素有機カチオンポリマー、マグネシウム塩、及び水溶性多価金属塩以外の他の媒染剤や、各種界面活性剤等、その他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、特開2005−14593号公報中の段落番号[0088]〜[0117]に記載されている成分や、特開2006−321176号公報中の段落番号[0138]〜[0155]に記載されている成分等を、適宜選択して用いることができる。
この点を考慮すると、インク受容層の層厚としては、10〜50μmが好ましく、20〜40μmがより好ましい。
上記空隙率および細孔メジアン径は、水銀ポロシメーター((株)島津製作所製の商品名「ポアサイザー9320−PC2」)を用いて測定することができる。
また空気を送風する方法としては、通常用いられる送風方法を特に制限なく用いることができる。
本工程における送給方法としては、通常用いられる方法を特に制限なく用いることができる。例えば、ロール状の記録媒体またはシート状の記録媒体を、給紙ローラ及び副走査ローラを介して記録部へ送給する方法等を挙げることができる。
負圧吸引による吸着方法としては、通常用いられる方法を特に制限なく適用することができる。例えば、搬送路に吸引ファンを備える方法、搬送路を負圧吸引する方法等を挙げることができる。
図1、図2に示すように、本発明における画像形成装置10は、インクジェット記録媒体(以下、「記録用紙」ということがある)に画像を描画する描画部12を備えている。描画部12は、記録用紙に向けてインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッド14と、インクジェット記録ヘッド14を保持するキャリッジ16とを有する。ここでは、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の4色で画像を形成するカラー式の画像形成装置10として説明するが、モノクロ式の画像形成装置であっても適用可能である。
以下、画像形成装置10の搬送機構について、メイン搬送部22も含めて詳細に説明する。
これにより、記録用紙Pの搬送位置に応じて吸着力分布を調整することができ、記録用紙Pの先端を浮き上がらせずに搬送する効果を更に顕著に奏することができる。
≪インクジェット記録媒体の作製≫
<樹脂被覆された支持体の作製>
アカシアからなるLBKP50部及びアスペンからなるLBKP50部をそれぞれディスクリファイナーによりカナディアンフリーネス300mlに叩解し、パルプスラリーを調製した。
次いで、前記で得られたパルプスラリーに、対パルプ当たり、カチオン性デンプン(日本NSC製 CAT0304L)1.3%、アニオン性ポリアクリルアミド(星光化学製 ポリアクロンST−13)0.15%、アルキルケテンダイマー(荒川化学製 サイズパインK)0.29%、エポキシ化ベヘン酸アミド0.29%、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン(荒川化学製 アラフィックス100)0.32%を加えた後、消泡剤0.12%を加えた。
引き続き、他方の面にもコロナ放電処理を施し、該他方の面側に、10質量%の酸化チタンを有する密度0.93g/cm3のポリエチレンを、24g/m2になるように溶融押出機を用いて320℃で押し出しコーティングした。
以上より、原紙の両面がポリエチレンで被覆されたポリエチレン樹脂被覆紙(樹脂被覆された支持体)を得た。
下記組成に示した、(1)気相法シリカ微粒子と、(2)イオン交換水と、(3)「シャロールDC−902P」と、(4)「ZA−30」と、を混合し、液液衝突型分散機(アルティマイザー、スギノマシン社製)を用いて分散させた後、得られた分散液を45℃に加熱し20時間保持した。その後、分散液に(5)ホウ酸と、(6)ポリビニルアルコール溶解液と、(7)カチオン変性ポリウレタンと、を30℃で加え、受容層塗布液を調製した。
シリカ微粒子と水溶性樹脂との質量比(PB比=(1):(6))は、4.9:1であり、塗布液のpHは、3.4で酸性を示した。
〜インク受容層形成用塗布液の組成〜
(1)気相法シリカ微粒子(無機微粒子) … 8.9部
(AEROSIL300SF75、日本アエロジル(株)製)
(2)イオン交換水 … 47.3部
(3)「シャロールDC−902P」(51.5%水溶液) … 0.78部
(分散剤、含窒素有機カチオンポリマー、第一工業製薬(株)製)
(4)「ZA−30」 … 0.48部
(第一稀元素化学工業(株)製、酢酸ジルコニル)
(5)ホウ酸(7.5%水溶液) … 4.38部
(6)ポリビニルアルコール(水溶性樹脂)溶解液 … 26.0部
(7)カチオン変性ポリウレタン … 1.8部
(スーパーフレックス650−5(25%溶液)、第一工業製薬(株)製)
・JM33 … 1.81部
(ポリビルアルコール;鹸化度95.5%、重合度3300:日本酢ビ・ポバール(株)製)
・HPC−SSL … 0.08部
(水溶性セルロース、日本曹達(株)製)
・イオン交換水 … 22.96部
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル … 0.55部
(ブチセノール20P:協和発酵ケミカル(株))
・エマルゲン109P … 0.6部
(界面活性剤、花王(株)製)
上記で得られた樹脂被覆された支持体の一方の面にコロナ放電処理を行った後、該一方の面に、以下のようにして、インク受容層形成用塗布液をエクストルージョンダイコーターにて塗布して塗布層を形成した。
具体的には、インク受容層形成用塗布液を150g/m2で、下記インライン液を10g/m2の速度(塗布量)でインライン混合した後、支持体に塗布した。
(1)アルファイン83(大明化学工業株式会社製) ・・・ 2.0部
(2)イオン交換水 ・・・ 7.8部
(3)ハイマックスSC−507 ・・・ 0.2部
(ジメチルアミン・エピクロロヒドリン重縮合物、ハイモ(株)製)
(1)ホウ酸 … 0.65部
(2)炭酸アンモニウム(1級:関東化学(株)製) … 5.0部
(3)イオン交換水 … 88.35部
(4)ポリオキシエチレンラウリルエーテル(界面活性剤) … 6.0部
(花王(株)製「エマルゲン109P」(10%水溶液)、HLB値13.6)
以上により、樹脂被覆された支持体の両面に、インク受容層がそれぞれ形成されたインクジェット記録媒体(インク受容層の層厚(片面当たり)は29μm)を得た。
得られたインクジェット記録媒体の透気度を、王研式透気度平滑度試験機(EYO型:旭精工(株))を用い、J.TAPPI No.5Bに準じて測定したところ、3000秒(測定装置の測定信頼限界)以上であった。
上記で得られたインクジェット記録媒体を用い、図9に示したインクジェット記録装置を用い、25℃、60%RHの環境下で、画像形成を行ない、以下のようにして評価した。尚、画像を描画するインクとしてフロンティアドライミニラボDL410用インク(富士フイルム(株)製)を用いた。
〜搬送障害〜
上記で得られたインクジェット記録媒体(両面受像紙、A4サイズ)に全面黒ベタ画像を、搬送速度1000mm/s(最高速度)の間欠送りで10枚印画した。両面とも印画でき、排紙トレイに排紙できた枚数に基づき、下記評価基準に従って搬送性を評価したところ、全数排紙可能(A評価)であった。
〜評価基準〜
A:全数排紙可能であった。
B:1枚排紙されなかった。
C:2枚排紙されなかった。
D:3枚以上排紙されなかった。
実施例1において、図9に示したインクジェット記録装置において、ドライヤー18を設置しなかった以外は、実施例1と同様にして画像形成を行なった。
その結果、1枚も排紙されず、D評価であった。また副走査ローラ部におけるインクジェット記録媒体の状態を観察したところ、搬送路に対して凹となる向きにカールした状態であった。
実施例1におけるインクジェット記録媒体の代わりに、透気度が15秒の両面光沢紙(SP−101D、キャノン(株)製)を用いた以外は実施例1と同様にして、画像形成を行なった。
その結果、3枚以上排紙されず、D評価であった。また副走査ローラ部におけるインクジェット記録媒体の状態を観察したところ、搬送路に対して凸となる向きにカールした状態であったが、搬送路で搬送障害が発生していた。
12 描画部
18 ドライヤー(送風部)
24 シート式給紙部(給紙部、調湿手段)
40 副走査ローラ
42 吸着搬送部
44 搬送路
52 吸引ファン(吸引部)
54 吸引ファン(吸引部)
56 吸引ファン(吸引部)
112 吸引ファン(吸引部)
130 画像形成装置
132 ダクト(調湿手段)
P 記録用紙(インクジェット記録媒体)
PS 記録用紙(インクジェット記録媒体)
PSU 記録用紙(インクジェット記録媒体)
PR1 記録用紙(インクジェット記録媒体)
PR2 記録用紙(インクジェット記録媒体)
Claims (6)
- 透気度が300秒以上であるインクジェット記録媒体の一方面を調湿する調湿工程と、
前記調湿されたインクジェット記録媒体を、前記インクジェット記録媒体を搬送する搬送路に対して凸となる向きにカールした状態で前記搬送路に送給する送給工程と、
前記送給されたインクジェット記録媒体を、前記搬送路に吸着しつつ搬送する吸着搬送工程と、
前記搬送路に吸着されたインクジェット記録媒体上に、インクジェット方式でインクを付与して画像を描画する描画工程と、
を備えた画像形成方法。 - 前記インクジェット記録媒体は、樹脂被覆された支持体と前記支持体上に設けられたインク受容層とを含む、請求項1に記載の画像形成方法。
- 前記インクジェット記録媒体は、樹脂被覆された支持体と前記支持体の両面に設けられたインク受容層とを含む、請求項1または請求項2に記載の画像形成方法。
- 前記描画工程で描画されたインクジェット記録媒体の画像が描画された面側に空気を送風して乾燥する乾燥工程をさらに備え、
前記調湿工程は、前記インクジェット記録媒体の一方面に、前記乾燥工程に用いられた空気を送風する工程を備えた、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成方法。 - 前記吸着搬送工程は、前記搬送路に前記インクジェット記録媒体を吸着するように負圧吸引する工程を備え、
前記調湿工程は、前記インクジェット記録媒体の一方面に、前記負圧吸引する工程で排出された空気を送風する工程を備えた、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成方法。 - 前記描画工程で描画されたインクジェット記録媒体の画像が描画された面側に空気を送風して乾燥する乾燥工程をさらに備え、
前記調湿工程は、前記インクジェット記録媒体の一方面に、前記乾燥工程で用いられた空気と前記負圧吸引する工程で排出された空気とを送風する工程を備えた、請求項5に記載の画像形成方法。
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