JPH04201595A - 記録媒体及びインクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、インク吸収性及び発色性に優れ、光学濃度、
鮮明性に優れた高品位のカラー記録画像を提供すること
が８来、且つ保存安定性に優れたインクジェット用記録
媒体及びインクジェット言己録方法に関する。

（従来の技術） 従来、インクジェット用の記録媒体としては、（１）特
開昭５６−１４８５８５号公報にある様に、一般の上質
紙等のインク吸収性の低い基紙上に、多孔質の無機顔料
を用いてインク吸収層を設けたもの等が知られている。

しかしながら、この様な記録媒体を高品位且つ高解像度
のカラー画像を形成する用途に使用すると、多量のイン
クを急速に吸収し且つ定着させることが必要である為、
コート層の塗工厚を厚くしなければならず、その結果、
紙粉が発生し易い、筆記性に乏しい、製造上の負担が大
きい、コスト高となる等の問題がある。

最近になってこれらの問題点を解決する方法として、 （２）基紙として吸液性の基紙（例えば、サイズ度が低
くなる様に抄紙されたもの）を用いて、その上に多孔質
の顔料層を設ける方法が提案されている（例えば、特開
昭５９−１８５６９０号公報参照）。

この様な記録媒体は、比較的薄い表層（インク受容層）
を設けた場合でも優れたインク吸収性が得られる為、紙
粉の発生が少な（、低コストで製造出来るという利点が
ある。

（発明が解決しようとしている問題点）しかしながら、
インクジェット用記録媒体に要求される性質としては、
一般に（１）染料の発色性に優れ、光学濃度、彩度の高
い画像が提供８来ること、（２）インクが滲み過ぎず、
シャープな画像を提供出来ること、（３）付着したイン
ク滴を速やかに吸収出来ること等の他、　（４）配録さ
れた画像が耐水性、耐光性に優れること等の画像の保存
性の問題、更に、（５）紙粉を発生しないこと、カール
を発生しないこと等の記録装置との適合性等が挙げられ
、これら全ての性能を満足し得るインクジェット用記録
媒体はいまだ知られていないのが実情である。

更に、こうした記録媒体が製品として保管されたり、輸
送される途上で品質が劣化しないことも重要であり、現
在、高温多湿の様な厳しい条件下に一定期間保存された
ときに、性能が劣化する問題を発生している。

そこで本発明の目的は、上記の要求性能のいずれも満足
するインクジェット用記録媒体を提供することにあり、
更に、高温多湿等の悪条件下で保管されても性能劣化を
発生しない保存安定性にも優れた記録媒体を提供するこ
とである。

（問題点を解決する為の手段） 上記目的は以下の本発明により達成される。

即ち、本発明は基材及び基材上に設けたインク受容層を
有する記録媒体において、上記のインク受容層がポリビ
ニルアルコール及びビニルピロリドンとスチレンとの共
重合体を含むことを特徴とする記録媒体及びこれを用い
たインクジェット記録方法である。

（作　　用） 従来、インクジェット用記録媒体のインク受容層を形成
するバインダーとしては、前述した（１）〜（５）の諸
要求項目を満足させる為、ポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ）が主として使用されている。

しかしながら、この様なポリビニルアルコールを主とし
てバインダーに用いた記録媒体においては、該記録媒体
を高温多湿な環境下に長期間保存すると、画像濃度の低
下、滲みの増大等の性能劣化を発生するという問題があ
る。

この様な劣化の原因がＰＶＡ自体の劣化によるか否かは
明らかではないが、本発明者らは、インクジェット用記
録媒体のインク受容層を形成するバインダーについて鋭
意研究した結果、バインダーとしてポリビニルアルコー
ルと、ある特定の樹脂とを併用すれば、ポリビニルアル
コールのみを用いた場合の長所を損なうことなく、且つ
保存安定性の問題が解決出来ることを見い出し本発明に
至った。

更に、本発明者らの知見によれば、高温多湿下における
保存時の性能劣化の問題は、前述した吸収性の基紙の上
に多孔層の顔料層を設けたタイプの記録媒体で顕著であ
るが、本発明はこのタイプの記録媒体に対しより顕著な
効果を発揮出来る。

（好ましい実施態様） 次に好ましい実施態様を挙げて、本発明を更に詳しく説
明する。

本発明の記録媒体のバインダーの一成分として使用する
ポリビニルアルコールは、それ自体はよく知られている
が、本発明においては鹸化度７５〜１００％、重合度１
，０００〜５，０００の範囲内のものが前述の諸要求性
能を満たす上で好ましい。

又、ポリ酢酸ビニルを他のモノマーと共重合させた後、
上記範囲内に鹸化して得られる変性ポリビニルアルコー
ルを用いても良い。

又、本発明の記録媒体のもう一つのバインダー成分とし
て使用するビニルピロリドンとスチレンとの共重合体は
下言己一般式（１）で示される。

尚、ｍ／ｎの比は９／１〜１／９のものが好ましい。

又、ＰＶＡと化合物（１）との混合割合は、９／１〜３
／７の範囲内であることが望ましい。

上記範囲内よりＰＶＡの量が多いと保存安定性に劣り、
逆に化合物（１）の量がこの範囲より多いと画像濃度の
低下や耐光性等の画像の保存性の低下が著しくなる。

勿論、本発明においては、従来公知のバインダーを上記
バインダーと混合して用いてもよい。

その際、本発明のバインダー（ＰＶＡと化合物（１））
が全バインダー中の４０重量％以上、より好ましくは６
０重量％以上を占めることが好ましい 本発明におけるインク受容層は透光性や表面光沢性の記
録媒体が要求される場合には顔料を含まなくでもよい。

顔料を使用する場合、本発明に使用する顔料は従来公知
のものでよく、シリカ、クレー、カオリン、炭酸カルシ
ウム、炭酸マグネシウム、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マ
グネシウム、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、ケ
イソウ士等が挙げられる。

本発明において、顔料と上記バインダーとの好適な使用
割合は、重量比で顔料／バインダー（Ｐ／Ｂ）が１０／
１〜１／４の範囲内、より好適には６／１〜１／１の範
囲内である。極端にバインダー量が多いとインク受容層
の持つインク吸収性が低下し、一方、極端に扉料が多い
とインク受容層の粉落ちが激しくなり、好ましくない。

本発明の記録媒体を調製するに当っては、前記の如き顔
料、バインダー、その他の添加剤を含む水系塗工液を、
公知の方法、例えば、ロールコータ−法、ブレードコー
ター法、エアナイフコーター法、ゲートロールコータ−
法、サイズプレス法等により基材表面に塗工する。その
後、例えば、熱風乾燥炉、熱ドラム等を用いてＱ２煙し
て本発明の記録媒体が得られる。

又、インク受容層表面を平滑化する為、或いはインク受
容層の表面強度を上げる為にスーパーカレンダー処理を
施してもよい。

更に本発明においては、インク受容層に必要に応じて染
料固着剤（耐水化剤）、蛍光増白剤、界面活性剤、消泡
剤、ｐＨ調整剤、防かび剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤
、分散剤、減粘剤等の添加剤を含有させてもよい。これ
らの添加剤については従来公知の化合物から目的に応じ
て任意に選択すればよい。

本発明の記録媒体の基材としては、通常の紙、又はプラ
スチックフィルム等が使用されろカｊ、本発明の効果が
より顕著に発揮される、前述した多孔層の顔料層を設け
たタイプの記録媒体の場合には、基材としては吸液性の
基紙が好ましく使用される。

尚、ここで言う吸液性とは、ある一定量（１０ｍ　ｊ２
　／　ｇ以上）のインクを吸収する基紙の能力をいい、
具体的にはブリストウ法による液体吸収性試験（詳細は
Ｊ、ＴＡＰＰＩ紙バルブ試験方法のＮｏ、５１参照）に
おいて、ヘッドボックスに８０μρのインクを添加して
求めた、吸収時間８０ｍ５ｅｃの時の液体転移量が１０
ｍρ／−以上のものを指している。

この様な吸液性基紙としては、従来公知の木材バルブを
主体とし、クレー、タルク、炭酸カルシウム等の填料及
び抄紙助剤、サイズ剤、歩留り向上剤、紙力増強剤等を
必要に応じて使用して製造することが出来る。

この様な記録媒体の場合は、インク受容層の塗工量は表
層と定義される程度の塗工量のものであり、その断面方
向の最大厚みとして０５〜２０μｍ程度である。向、こ
こで言う最大厚みとは、記録媒体の断面におけるインク
受容層の深さ方向の厚みの最大値である。又、インク受
容層には基材の一部が露出していてもかまわない。

又、本発明の記録媒体へ記録する為に使用するインクそ
れ自体は公知のものでよく、例えば、直接染料、酸性染
料、塩基性染料、反応性染料、食用色素等に代表される
不溶性染料等を適当な液媒体に溶解分散させた水系イン
クが使用される。

上記の様な水溶性染料は、従来のインク中において一般
には約０．１〜２０重量％を占める割合で使用されてお
り、本発明においてもこの割合と同様でよい。本発明に
用いる水系インクに使用する溶媒は、水又は水と水溶性
有機溶剤との混合溶媒であり、特に好適なものは水と水
溶性有機溶剤との混合溶媒であって、水溶性有機溶剤と
しては、インクの乾燥防止効果を有する多価アルコール
を含有するものである。又、水としては種々のイオンを
含有する一般の水でなく、脱イオン水を使用するのが好
ましい。インク中の水溶性有機溶剤の含有量は、一般に
はインクの全重量に対して０〜９５重量％、好ましくは
２〜８０重量％、より好ましくは５〜５０重量％の範囲
である。又、記録に用いるインクは上記の成分の外に必
要に応じて界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤等
の各種添加剤を包含し得る。

本発明の記録媒体に上記のインクを付与して言己録を行
う為の方法としては、好ましくはインクジェット記録方
法である。

本発明のインクジェット記録方法は、上記の如き記録媒
体と上記の如き水系インク、例えば、イエロー、マゼン
タ及びシアンの３色又はブラックを加えた４色のうちの
少なくとも２色の水系インクを使用し、これらのインク
をノズルより効果的に離脱させて、射程体である記録媒
体にインクを付与して画像を形成するものであり、これ
に使用するインクジェット方式としては従来公知のいか
なる方式でもよい。

特に好ましい方式は、特開昭５４−５９９３６号公報に
記載されている方法であり、この方式では、熱エネルギ
ーの作用を受けたインクが急激な体積変化を生じ、この
状態変化による作用力により、インクをノズルから吐出
させることによって本発明の記録媒体に良好なカラー画
像が形成される。

本発明の記録媒体を用いて記録を行うのに好適な１例の
インクジェット記録装置を以下に説明する。その装置の
主要部であるヘッド構成例を第１図（ａ）、第１図（ｂ
）及び第２図に示す。

ヘッド１３はインクを通す溝１４を有するガラス、セラ
ミックス又はプラスチック板等と、感熱配録に用いられ
る発熱ヘッド１５（図ではヘッドが示されているが、こ
れに限定されるものではない）とを接着して得られる。

発熱ヘッド１５は酸化シリコン等で形成される保護膜１
６、アルミニウム電極１７−１，１７−２、ニクロム等
で形成される発熱抵抗体層１８、蓄熱層１９、アルミナ
等の放熱性の良い基板２０よりなっている。

インク２１は吐出オリフィス（微細孔）２２まで来てお
り、圧力Ｐによりメニスカス２３を形成している。

今、電極１７−１．１７−２に電気信号が加わると、発
熱ヘッド１５のｎで示される領域が急激に発熱し、ここ
に接しているインク２１に気泡がが発生し、その圧力で
メニスカス２３が突比し、インク２１が吐出し、オリフ
ィス２２より記録小滴２４となり、記録媒体２５に向か
って飛翔する。第２図には第１図（ａ）に示すヘッドを
多数並べたマルチヘッドの外観図を示す。該マルチヘッ
ドはマルチ溝２６を有するガラス板２７と、第１図（ａ
）に説明したものと同様な発熱ヘッド２８を密着して製
作されている。

尚、第１図（ａ）は、インク流路に沿ったヘッド１３の
断面図であり、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ｂ線
での切断面である。

第３図に、かかるヘッドを組み込んだインクジェット記
録装置の１例を示す。

第３図において、６１はワイピング部材としてのブレー
ドであり、その一端はブレード保持部材によって保持さ
れて固定端となり、カンチレバーの形態をなす。ブレー
ド６１は記録ヘッドによる記録領域に隣接した位置に西
己設され、又、本例の場合、記録ヘッドの移動経路中に
突出した形態で保持される。６２はキャップであり、ブ
レード６１に隣接するホームポジションに西２設され、
記録ヘッドの移動方向と垂直な方向に移動して吐出口面
と当接し、キャッピングを行う構成を備える。更に６３
はブレード６１に隣接して設けられるインク吸収体であ
り、ブレード６１と同様、記録ヘッドの移動経路中に突
出した形態で保持される。上記ブレード６１、キャップ
６２、吸収体６３によって吐出回復部６４が構成され、
ブレード６１及び吸収体６３によってインク吐８口面に
水分、塵埃等の除去が行われる。

６５は吐出エネルギー発生手段を有し、吐出口を配した
吐出口面に対向する記録媒体にインクを吐出して記録を
行う記録ヘッド、６６は記録ヘッド６５を搭載して記録
ヘッド６５の移動を４５う為のキャリッジである。キャ
リッジ６６はガイド軸６７と慴動可能に係合し、キャリ
ッジ６６の一部はモータ６８によって駆動されるベルト
６９と接続（不図示）している。これによりキャリッジ
６６はガイド軸６７に沿った移動が可能となり、記録ヘ
ッド６５による配録領域及びその隣接した領域の移動が
可能となる。

５１は記録媒体を挿入する為の給紙部、５２は不図示の
モータにより駆動される紙送りローラである。これらの
構成によって記録ヘッドの吐８０面と対向する位置へ記
録媒体が給紙され、記録が進行するにつれて排紙ローラ
５３を配した排紙部へ排紙される。

上記構成において記録ヘッド６５が記録終了等でホーム
ポジションに戻る際、ヘッド回復部６４のキャップ６２
は記録ヘット６５の移動経路から退避しているが、ブレ
ード６１は移動経路中に突出している。この結果、配録
ヘッド６５の吐出口面がワイピングされる。尚、キャッ
プ６２が記録ヘッド６５の吐出面に当接してキャッピン
グを行う場合、キャップ６２は記録ヘットの移動経路中
に突出する様に移動する。

言己録ヘッド６５がホームポジションから記録開始位置
へ移動する場合、キャップ６２及びブレード６１は上述
したワイピング時の位置と同一の位置にある。この結果
、この移動においても記録ヘッド６５の吐８０面はワイ
ピングされる。

上述の配録ヘッドのホームポジションへの移動は、記録
終了時や吐出口復時ばかりでなく、言己録ヘッドが記録
の為に記録領域を移動する間に所定の間隔で記録領域に
隣接したホームポジションへ移動し、この移動に伴って
上記ワイピングが行われる。

（実施例） 次に参考例、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳
細に説明する。尚、文中、部又は％とあるのは特に断り
のない限り重量基準である。

Ｌ厘墓監二ｌｌ 基材として、坪量が９５　ｇ／ｒｒ？、厚さが１１０μ
ｍ、ブリストウ法によるインク吸収性が２０ｍβ／ゴで
あり、又、填料として炭酸カルシウムをＪ　Ｉ　５−Ｐ
−８１２８による灰分量の換算で７．０％含む吸収性基
紙を用意した。

上記の基紙上に下記の組成を有する塗工液を軟燥重量で
５ｇ／ｒｒｒ（最大厚みで１５μｍ）となる様にバーコ
ーター法で塗工し、１１０℃で５分間乾燥して本発明の
記録媒体１〜３及び比較例の２録媒体１及び２を得た。

に櫃配査 ・塩基性炭酸マグネシウム粒子（ＡＭ−５’Ｏ１旭硝子
■製、平均粒子経９μｍ、ＢＥＴ比表面積３２イ／ｇ、
）、　　　　　　　　　　　５０部・アルミナ粒子（、
、Ａ　Ｋ、Ｐ　−Ｇ、住友化学製、平均粒子径０．５μ
叱ＢｊＴ比表面積１４０ボ／ｇ）　　　　　　　　　　
　　　　５０部・バインダー　　　　　　　　　　　　
　　２０部・ポリジメチルジアリルアンモニウムクロラ
イド（ＰＡＳ−Ａ−１２０、日東紡製）　　１０部・水
　　　　　　　　　　　　　１ＯｏＯ部尚、バインダー
の構成成分であるポリビニル、アルコール及びビニルピ
ロリドン／スチレン共重合体の各個における配合割合を
第１表に示した。

又、この様にして形成した各記録媒体についてインクジ
ェット記録適性を評価すべ（，１ｍｍに１６本の割合の
ノズル間隔で１２８本のノズルを備え、熱エネルギーの
作用によりインク滴を吐出させるインクジェットヘッド
をＹ、Ｍ、Ｃ，Ｂｋの４色分有するインクジェットプリ
ンターを用い、下記組成のインクを使用してインクジェ
ット配録を行い評価した。

不ヱ之里或 染料　　　　　　　　　　　　　　　　４部ジエチレン
グリコール　　　　　　　３０部水　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　６６部歯−一二料 Ｙ：Ｃ，１，ダイレクトイエロー８６ Ｍ：Ｃ，１，アシッドレッド３５ Ｃ：Ｃ，１，ダイレクトブルー１９９ Ｂｋ　：　Ｃ，１，フードブラック２ 又、下記に示す方法で評価を行った。

（１）画像濃度 上記のプリンターを用いてベタ印字した印画物のブラッ
ク（Ｂｋ）の画像濃度を、マクベス濃度計ＲＤ−９１８
を用いて測定し評価した。

（２）保存性 各配録媒体を３５℃、９０％ＲＨの環境下に７日間保管
した後に、２３℃、５５％ＲＨの環境下で１日保管し、
その後に２３℃、５５％ＲＨの環境下で上記のプリンタ
ーを用いて評価した。

評価は、保存前の記録媒体の画像に比べ、インクのあふ
れ、にじみ出し、文字太りを発生しているものを×、画
像の変化の認められないものをＯとして行った。

この結果、第１表に示した様に本発明の実施例１〜３の
記録媒体を用いて印字した場合には、画像濃度が高（鮮
明性に優れた高品位のカラー記録画像が得られた。又、
保存性も良好であった。

これに対し、インク受容層にポリビニルアルコールのみ
を含む比較例１では、高い画像濃度は得られるものの、
保存性に劣っていた。又、インク受容層にビニルピロリ
ドンとスチレンとの共重合体のみを含む比較例２では、
保存性はよいものの、画像濃度が低く画像品位が劣って
いた。

（以下余白） （発明の効果） 以上の様に本発明の記録媒体はインク吸収性、発色性に
優れる為、本発明の記録媒体及びインク。

ジェット配録方法を使用すれば鮮明で解像度が高く、光
学ｔＭ度の高い優れた画像を提供することが出来る。

更に、本発明の記録媒体は保存安定性に優れる為、製品
として保管、或は輸送時の品質の劣化を発生しない記録
媒体である。

【図面の簡単な説明】

第′１図（ａ）、第１図（ｂ）は本発明方法で使用する
インクジェット記録装置のヘッド部の縦断面図及び横断
面図である。 第２図は第１図に示したヘッドをマルチ化したヘッドの
外観斜視図である。 第３図はインクジェット記録装置の一例を示す斜視図で
ある。 ６１：ワイピング部材 ６２：キャップ ６３：インク吸収体 ６４：吐出回復部 ６５：言己録ヘッド ６６、キャリッジ 特許出願人　　キャノン株式会社 第１図（ａ） Ｂ 第１図（ｂ） 第２図 第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基材及び基材上に設けたインク受容層を有する記
   録媒体において、上記のインク受容層がポリビニルアル
   コール及びビニルピロリドンとスチレンとの共重合体を
   含むことを特徴とする記録媒体。
2. （２）基材が吸液性基材からなる請求項１に記載の記録
   媒体。
3. （３）請求項１に記載の記録媒体に、記録信号に従って
   インクジェット記録ヘッドのオリフィスからインクを吐
   出させて記録を行うことを特徴とするインクジェット記
   録方法。
4. （４）インクの吐出を熱エネルギーによって行う請求項
   ３に記載のインクジェット記録方法。