Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP5171534B2 - インクジェット記録方法 - Google Patents

インクジェット記録方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5171534B2
JP5171534B2 JP2008266256A JP2008266256A JP5171534B2 JP 5171534 B2 JP5171534 B2 JP 5171534B2 JP 2008266256 A JP2008266256 A JP 2008266256A JP 2008266256 A JP2008266256 A JP 2008266256A JP 5171534 B2 JP5171534 B2 JP 5171534B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
water
inkjet
group
soluble
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008266256A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010094864A (ja
Inventor
浩 川上
哲平 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2008266256A priority Critical patent/JP5171534B2/ja
Priority to US12/573,896 priority patent/US8201934B2/en
Publication of JP2010094864A publication Critical patent/JP2010094864A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5171534B2 publication Critical patent/JP5171534B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17596Ink pumps, ink valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/18Ink recirculation systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/19Ink jet characterised by ink handling for removing air bubbles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/195Ink jet characterised by ink handling for monitoring ink quality
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J29/00Details of, or accessories for, typewriters or selective printing mechanisms not otherwise provided for
    • B41J29/377Cooling or ventilating arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/12Embodiments of or processes related to ink-jet heads with ink circulating through the whole print head

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Description

本発明は、インクジェット記録方法に関する。
近年の情報技術産業の急速な発展に伴い、種々の情報処理システムが開発されると共に、各々の情報処理システムに適した記録方法及び記録装置も実用化されている。これらの中でも、インクジェット記録方法は、多種の被記録材料に記録可能なこと、ハード(装置)が比較的安価でコンパクトであること、静粛性に優れること等の利点から広く利用されるようになっている。そして、インクジェット記録方法を利用した記録では、いわゆる写真ライクな高画質記録物を得ることも可能になってきている。
近年ではインクを受容する層が多孔質構造を有する記録媒体が実用化されている。これによれば、速乾性に優れ、高い光沢が得られるとされている。
しかしながら、画像品質に対する要求はますます高まっており、より鮮明で高品質な画像(高濃度)を得ることができ、保存性にも優れたインクジェット記録媒体が望まれている。
高濃度な画像を得るための印画方法として、受容層の細孔径を規定することで高濃度な記録画像を得る方法が開示されている(例えば、特許文献1、2参照。)。
さらに、高濃度な画像を得るための別の方法として、インクジェットインクについても様々な検討がなされている。インク中に含まれる水溶性有機溶剤の含有量や種類による印画画像の高濃度化について記載されている(例えば、特許文献3参照。)。
一方、インクジェット記録方式では、インク中の溶媒が使用温湿度条件で揮発し易いインク(例えば、水を溶媒として用いたインク等)や、分散された不溶性成分や高分子化合物を多く含有するインク(例えば、顔料や樹脂微粒子分散物を用いたインク等)が用いられる場合、印刷中および印刷待機中に、ノズルからインク中の溶媒が揮発してノズル近傍のインクの溶媒濃度が低くなり、インク粘度が上昇するという現象が起きる。ノズル近傍のインク粘度が高くなると、ノズル内部での流体抵抗が大きくなり、吐出インク滴の飛翔体積や飛翔方向にばらつきが生じたり、吐出したりしなくなるなどの吐出不良を起こす。この結果、印刷媒体上のドット位置ずれやドット大きさの誤差、更にはドットの欠けを生じることもある。
このような問題に対して、非吐出ノズルと吐出ノズルのインクを印刷中にも常時循環させ、ノズル近傍のインク溶媒の濃度低下を防止する技術が提案されている(例えば、特許文献4〜7参照)。
特開2000−247022号公報 特開2006−181954号公報 特開2005−336489号公報 特開昭63−41152号公報 特開平1−108056号公報 特表2000−512233号公報 特表2003−505281号公報
しかしながら、上記特許文献1、2のいずれも印画処理を行う前の受容層細孔径についてのみ言及されており、印画処理後の受容層細孔径を制御する記録方法については一切言及されていない。
また、上記特許文献3のように、高濃度な記録画像を得ることのできるインクジェット記録方法については様々な検討がなされているが、近年、画像品質に関する要求は益々高まっており、より高濃度な画像品質が求められているのが現状である。
また、上記特許文献4〜7が開示されているが、画像解像性、画像の耐擦性などの画像品質において不十分であった。
さらに、画像品質についての性能以外にも、インクジェット記録方式特有の問題として、吐出が不安定となり記録画像に画像ムラが発生するといった問題があった。
上記課題に鑑みて、本発明は鮮明で高濃度な記録画像を得ることが可能で、かつ、吐出安定性に優れたインクジェット記録方法を提供することを目的とする。
<1>
無機微粒子、水溶性樹脂及び架橋剤を少なくとも含むインク受容層を支持体上に備えたインクジェット記録媒体に、少なくとも染料、水、及び水溶性有機溶剤を含み、前記水溶性有機溶剤の50質量%以上が、前記架橋剤で架橋した前記水溶性樹脂の膨潤率が3%以下の水溶性有機溶剤であるインクジェットインクを、複数の液滴吐出素子と、前記複数の液滴吐出素子にそれぞれ供給路を介して連通する共通流路と、前記複数の液滴吐出素子にそれぞれ還流路を介して連通する共通循環路とを有し、前記インクジェットインクは前記共通流路から前記複数の液滴吐出素子に供給され、前記共通循環路に循環するインク循環装置を備えた画像形成装置を用いて吐出することにより記録を行うインクジェット記録方法。
<2>
全水溶性有機溶剤の含有率が前記インクジェットインク全質量に対して5〜25質量%である上記<1>に記載のインクジェット記録方法。
<3>
前記膨潤率が3%以下の水溶性有機溶剤が、1,2−アルキルジオール、エチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、トリエチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル及びトリプロピレングリコールジアルキルエーテルからなる群より選択される少なくとも一種である上記<1>または<2>に記載のインクジェット記録方法。
<4>
前記インクジェットインクがさらに水溶性高分子増粘剤を前記インクジェットインク全質量に対して0.01〜5質量%含有する上記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
<5>
前記インクジェットインクは前記共通流路から前記供給路を介してノズルを有する前記複数の液滴吐出素子に供給されて吐出され、前記ノズルから吐出されなかった前記インクジェットインクは前記還流路を介して前記共通循環路に循環することを特徴とする上記<1>〜<4>のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
<6
記供給路は前記共通流路と前記共通循環路のインクジェットインクの圧力差を変化させる圧力室に接続され、前記還流路は前記圧力室と前記ノズルを連通するノズル流路に接続されることを特徴とする上記<1>〜<>のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
本発明によれば、鮮明で高濃度な記録画像を得ることが可能で、かつ、吐出安定性に優れたインクジェット記録方法を提供することができる。
本発明のインクジェット記録方法は、無機微粒子、水溶性樹脂及び架橋剤を少なくとも含むインク受容層を支持体上に備えたインクジェット記録媒体に、少なくとも染料、水、及び水溶性有機溶剤を含み、前記水溶性有機溶剤の50質量%以上が、前記架橋剤で架橋した前記水溶性樹脂の膨潤率が3%以下の水溶性有機溶剤であるインクジェットインクを、複数の液滴吐出素子と、前記複数の液滴吐出素子にそれぞれ供給路を介して連通する共通流路と、前記複数の液滴吐出素子にそれぞれ還流路を介して連通する共通循環路とを有し、前記インクジェットインクは前記共通流路から前記複数の液滴吐出素子に供給され、前記共通循環路に循環するインク循環装置を備えた画像形成装置を用いて吐出することにより記録を行うことを特徴とする。
本発明は前記構成とすることにより、鮮明で高濃度な記録画像を得ることが可能で、かつ、吐出安定性に優れたインクジェット記録方法とすることができるものである。
本発明における吐出安定性の効果発現におけるメカニズムは定かではないが下記のように推測している。
高い印画濃度および色相変化抑制に対して水溶性有機溶剤の含有比率を高めることは有効であるが吐出性が悪くなる。これは、使用していないノズルは待機している間に溶媒が揮発して、インク物性、とくに粘度が上昇するという現象が起こる。ノズル近傍のインク粘度が高くなると、吐出インク滴の飛翔体積や飛翔方向にばらつきが生じたり、吐出しなくなるなどの吐出不良を起こしたりする。
また、インクジェット受像層を膨潤させにくいインクは比較的疎水性の高い水溶性有機溶剤を使用しているため、静止状態では、ノズルプレートの撥水面に於いて、ミクロ的な相分離が発生しやすくなると推測される。この現象により、ノズルプレート面が均質ではなくなるためか、吐出不良が発生しやすくなるが、循環機構を有するヘッドを用いることにより、物理的流動により、この相分離発生を抑制することができ、その結果、吐出安定性が向上する確保できると推測される。
<インクジェットインク>
本発明におけるインクジェットインク(以下、「インク」ともいう。)は少なくとも染料、水及び水溶性有機溶剤を含み、必要に応じてその他の成分を含んでいてもよい。また、本発明のインクジェットインクはイエローインク、マゼンタインク、シアンインク及びブラックインクからなる群より選択される少なくとも一種であってもよく、これらのインクを組み合わせたインクセットとして構成されてもよい。以下に、本発明におけるインクジェットインクに含まれる各成分について説明する。
−水溶性有機溶剤−
本発明におけるインクジェットインクには水溶性有機溶剤が含まれる。本発明においては、インクジェットインク中に含まれる水溶性有機溶剤の50質量%以上が、架橋剤で架橋した後述のインク受容層中に含まれる水溶性樹脂の膨潤率が3%以下の水溶性有機溶剤(以下、「特定水溶性有機溶剤」ともいう。)であることが必要とされる。
ここで「架橋剤で架橋した水溶性樹脂の膨潤率が3%以下の水溶性有機溶剤」について説明する。
特定水溶性有機溶剤における「架橋剤」及び「水溶性樹脂」とは、後述するインクジェット記録媒体を構成するインク受容層に含まれる架橋剤及び水溶性樹脂をいう。架橋剤で架橋した水溶性樹脂の膨潤率は、架橋剤で架橋した水溶性樹脂膜に記録に用いるインク中に含まれる水溶性有機溶剤を1ml滴下して5分後の膨潤率を示し、下記式を用いて求めことができる。
(膨潤率%)=(水溶性有機溶剤滴下による膜厚増加)/(水溶性有機溶剤滴下前の膜厚)×100
膨潤率の測定に供される水溶性樹脂膜中の架橋剤と水溶性樹脂との比率は、濃度や印画直後からの色相変化といった性能との対応をより厳密にするため、実際に印画を行うインク受容層中の架橋剤と水溶性樹脂との比率に合わせる必要がある。水溶性樹脂膜の膜厚は5〜10μmに調整する必要がある。膨潤率の測定は23℃50%RHの環境下にて実施される。膨潤率の測定には、少なくとも2日間23℃50%RH環境下にて調湿された水溶性樹脂膜が用いられる。
特定の水溶性有機溶剤の含有量がインクジェットインク中に含まれる水溶性有機溶剤の50質量%未満であると、印画濃度や印画直後からの色相変化について十分な性能が得られない。
特定の水溶性有機溶剤としては、中でも架橋剤で架橋した水溶性樹脂の膨潤率が2%以下である水溶性有機溶剤がより好ましく、1%以下である水溶性有機溶剤がさらに好ましく、0.5%以下である水溶性有機溶剤が特に好ましい。また、特定の水溶性有機溶剤の含有量については、インクジェットインク中に含まれる水溶性有機溶剤の60質量%以上であることがより好ましく、80%以上であることがさらに好ましく、90%以上であることが特に好ましい。上記特定の水溶性有機溶剤を特定量含むインクジェットインクを用いることで、画像濃度が高く、印画後の色相変化の抑制されたインクジェット記録画像を得ることができる。
特定の水溶性有機溶剤としては、水溶性有機溶剤のうち架橋剤で架橋した水溶性樹脂の膨潤率が3%以下を示すものを選択して用いることができる。
水溶性有機溶剤の具体例としては、例えば、アルコール(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、sec−ブタノール、t−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)、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)、グリコール誘導体(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、ジエチレングルコールモノメチルエーテル、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、ジプロピ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、プロピ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ジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジアセテート、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、エチレングリコールモノフェニルエーテル)、アミン(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、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリエチレンイミン、テトラメチルプロピレンジアミン)及びその他の極性溶媒(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、ジメチルスルホキシド、スルホラン、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−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、アセトニトリル、アセトン)が挙げられる。
また、水溶性有機溶剤は1種単独でも2種類以上を併用しても良い。
なお、本発明において「水溶性有機溶剤」とは、水と混合した場合に相分離せずに、互いに相溶する有機溶媒のことをいう。
前記インクジェットインク中における全水溶性有機溶剤の含有量は5質量%〜70質量%が好ましく、5質量%〜50質量%がさらに好ましく、5質量%〜40質量%が特に好ましく、5質量%〜25質量%が最も好ましい。
後述するインク受容層に含まれる水溶性樹脂が、例えば、ポリビニルアルコールであった場合には、特定の水溶性有機溶剤として1,2−アルキルジオール、エチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、トリエチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル及びトリプロピレングリコールジアルキルエーテルからなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。
1,2−アルキルジオールとしては、アルキレン基が炭素数2〜6がより好ましく、エチレングリコール、1,2−プロパンジオールが印画濃度の点でさらに好ましい。
エチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテルとしては、アルキル基が炭素数1〜5がより好ましく、モノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノブチルエーテルが印画濃度の点でさらに好ましい。
エチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、トリエチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル、トリプロピレングリコールジアルキルエーテルとしては、インク液中での溶解性を損なうことなく高い印画濃度を実現するため、アルキル基が炭素数1〜3がより好ましく、ジメチルエーテルがさらに好ましい。
上記水溶性有機溶剤の中でも、画像濃度、及び印画後の色相変化の抑制の点で、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、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エチルエーテル、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ジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテルが特に好ましい。
−染料−
本発明におけるインクジェットインクには、前記水溶性有機溶剤に加えて、染料の少なくとも1種を更に含む。染料としてはインクジェット用として使用可能な一般的な染料を用いることができる。その例としてはカラーインデックスにおいて酸性染料、直接染料、反応染料、建染染料、硫化染料または食品用色素に分類されているものの他に油溶染料、塩基性染料などに分類される染料を用いることもできる。
また、前記染料としては、例えば、アゾ染料、アゾメチン染料、キサンテン染料、キノン染料などを挙げることができる。染料の具体的化合物を以下に示す。但し、これら例示した化合物に限定されるものではない。
[C.I.アシッドイエロー]
1、3、11、17、18、19、23、25、36、38、40、42、44、49、59、61、65、67、72、73、79、99、104、110、114、116、118、121、127、129、135、137、141、143、151、155、158、159、169、176、184、193、200、204、207、215、219、220、230、232、235、241、242、246
[C.I.アシッドオレンジ]
3、7、8、10、19、24、51、56、67、74、80、86、87、88、89、94、95、107、108、116、122、127、140、142、144、149、152、156、162、166、168
[C.I.アシッドレッド]
1、6、8、9、13、18、27、35、37、52、54、57、73、88、97、106、111、114、118、119、127、131、138、143、145、151、183、195、198、211、215、217、225、226、249、251、254、256、257、260、261、265、266、274、276、277、289、296、299、315、318、336、337、357、359、361、362、364、366、399、407、415
[C.I.アシッドバイオレット]
17、19、21、42、43、47、48、49、54、66、78、90、97、102、109、126
[C.I.アシッドブルー]
1、7、9、15、23、25、40、62、72、74、80、83、90、92、103、104、112、113、114、120、127、128、129、138、140、142、156、158、171、182、185、193、199、201、203、204、205、207、209、220、221、224、225、229、230、239、249、258、260、264、278、279、280、284、290、296、298、300、317、324、333、335、338、342、350
[C.I.アシッドグリーン]
9、12、16、19、20、25、27、28、40、43、56、73、81、84、104、108、109
[C.I.アシッドブラウン]
2、4、13、14、19、28、44、123、224、226、227、248、282、283、289、294、297、298、301、355、357、413
[C.I.アシッドブラック]
1、2、3、24、26、31、50、52、58、60、63、107、109、112、119、132、140、155、172、187、188、194、207、222
[C.I.ダイレクトイエロー]
8、9、10、11、12、22、27、28、39、44、50、58、79、86、87、98、105、106、130、132、137、142、147、153
[C.I.ダイレクトオレンジ]
6、26、27、34、39、40、46、102、105、107、118
[C.I.ダイレクトレッド]
2、4、9、23、24、31、54、62、69、79、80、81、83、84、89、95、212、224、225、226、227、239、242、243、254
[C.I.ダイレクトバイオレット]
9、35、51、66、94、95
[C.I.ダイレクトブルー]
1、15、71、76、77、78、80、86、87、90、98、106、108、160、168、189、192、193、199、200、201、202、203、218、225、229、237、244、248、251、270、273、274、290、291
[C.I.ダイレクトグリーン]
26、28、59、80、85
[C.I.ダイレクトブラウン]
44、106、115、195、209、210、222、223
[C.I.ダイレクトブラック]
17、19、22、32、51、62、108、112、113、117、118、132、146、154、159、169
[C.I.ベイシックイエロー]
1、2、11、13、15、19、21、28、29、32、36、40、41、45、51、63、67、70、73、91
[C.I.ベイシックオレンジ]
2、21、22
[C.I.ベイシックレッド]
1、2、12、13、14、15、18、23、24、27、29、35、36、39、46、51、52、69、70、73、82、109
[C.I.ベイシックバイオレット]
1、3、7、10、11、15、16、21、27、39
[C.I.ベイシックブルー]
1、3、7、9、21、22、26、41、45、47、52、54、65、69、75、77、92、100、105、117、124、129、147、151
[C.I.ベイシックグリーン]
1、4
[C.I.ベイシックブラウン]
[C.I.リアクティブイエロー]
2、3、7、15、17、18、22、23、24、25、27、37、39、42、57、69、76、81、84、85、86、87、92、95、102、105、111、125、135、136、137、142、143、145、151、160、161、165、167、168、175、176
[C.I.リアクティブオレンジ]
1、4、5、7、11、12、13、15、16、20、30、35、56、64、67、69、70、72、74、82、84、86、87、91、92、93、95、107
[C.I.リアクティブレッド]
2、3、5、8、11、21、22、23、24、28、29、31、33、35、43、45、49、55、56、58、65、66、78、83、84、106、111、112、113、114、116、120、123、124、128、130、136、141、147、158、159、171、174、180、183、184、187、190、193、194、195、198、218、220、222、223、228、235
[C.I.リアクティブバイオレット]
1、2、4、5、6、22、23、33、36、38
[C.I.リアクティブブルー]
2、3、4、5、7、13、14、15、19、21、25、27、28、29、38、39、41、49、50、52、63、69、71、72、77、79、89、104、109、112、113、114、116、119、120、122、137、140、143、147、160、161、162、163、168、171、176、182、184、191、194、195、198、203、204、207、209、211、214、220、221、222、231、235、236
[C.I.リアクティブグリーン]
8、12、15、19、21
[C.I.リアクティブブラウン]
2、7、9、10、11、17、18、19、21、23、31、37、43、46
[C.I.リアクティブブラック]
5、8、13、14、31、34、39
[C.I.フードブラック]
1、2
また、本発明におけるインクジェットインクに用いることができるマゼンタ染料、シアン染料、ブラック染料、イエロー染料としては下記染料も好適である。
即ち、本発明におけるインクジェットインクに用いることができるマゼンタ染料としては、例えばカプラー成分としてフェノール類、ナフトール類、アニリン類などを有するアリールもしくはヘテリルアゾ染料;例えばカプラー成分としてピラゾロン類、ピラゾロトリアゾール類などを有するアゾメチン染料;例えばアリーリデン染料、スチリル染料、メロシアニン染料、シアニン染料、オキソノール染料などのようなメチン染料;ジフェニルメタン染料、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料などのようなカルボニウム染料、例えばナフトキノン、アントラキノン、アントラピリドンなどのようなキノン染料、例えばジオキサジン染料等のような縮合多環染料等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
マゼンタ染料としては、複素環アゾ染料が好ましく、国際公開特許2002/83795号(35〜55頁)、同2002−83662号(27〜42頁)、特開2004−149560号(段落番号[0046]〜[0059])、同2004−149561号(段落番号[0047]〜[0060])、特開2007−70573(段落番号[0073]〜[0082])に記載されたものが耐オゾン性の点でより好ましい。
本発明におけるインクジェットインクに用いることができるシアン染料としては、例えばカプラー成分としてフェノール類、ナフトール類、アニリン類などを有するアリールもしくはヘテリルアゾ染料;例えばカプラー成分としてフェノール類、ナフトール類、ピロロトリアゾールのようなヘテロ環類などを有するアゾメチン染料;シアニン染料、オキソノール染料、メロシアニン染料などのようなポリメチン染料;ジフェニルメタン染料、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料などのようなカルボニウム染料;フタロシアニン染料;アントラキノン染料;インジゴ・チオインジゴ染料などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
会合性のフタロシアニン染料が好ましく、国際出願公開2002/60994号、同2003/811号、同2003/62324号、特開2003−213167号、同2004−75986号、同2004−323605号、同2004−315758、同2004−315807、同2005−179469号、特開2007−70573(段落番号[0083]〜[0090])に記載されたものが耐オゾン性の点でより好ましい。
本発明におけるインクジェットインクに用いることができるブラック染料としては、ジスアゾ、トリスアゾ、テトラアゾ染料が挙げられる。これらのブラック染料は、カーボンブラックの分散体等の顔料と併用してもよい。
ブラック染料で耐オゾン性に優れた好ましい例は、特開2005−307177、特開2006−282795(段落番号[0068]〜[0087])に詳しく記載されている。
本発明におけるインクジェットインクに用いることができるイエロー染料としては、国際特許公開WO2005/075573、特開2004−83903号(段落番号〔0024〕〜〔0062〕)、同2003−277661号(段落番号〔0021〕〜〔0050〕)、同2003−277262号(段落番号〔0042〕〜〔0047〕)、同2003−128953号(段落番号〔0025〕〜〔0076〕)、同2003−41160号(段落番号〔0028〕〜〔0064〕)、米国出願公開US2003/0213405号(段落番号〔0108〕)に記載されたもの、及びC.I.ダイレクトイエロー8,9,11,12,27,28,29,33,35,39,41,44,50,53,59,68,86,87,93,95,96,98,100,106,108,109,110,130,132,142,144,161,163、C.I.アシッドイエロー17,19,23,25,39,40,42,44,49,50,61,64,76,79,110,127,135,143,151,159,169,174,190,195,196,197,199,218,219,222,227、C.I.リアクティブイエロー2,3,13,14,15,17,18,23,24,25,26,27,29,35,37,41,42、C.I.ベーシックイエロー1,2,4,11,13,14,15,19,21,23,24,25,28,29,32,36,39,40、等が挙げられる。また、特開2007−191650号公報の段落番号[0013]〜[0112]、[0114]〜[0121]に記載のイエロー染料も耐オゾン性の点で好ましい。
本発明におけるインクジェットインクに用いられる染料としては、水溶性染料が好ましい。水溶性染料の種類は特に限定されるものではなく、インクジェットインクに要求される色調等を勘案して適宜選択される。尚、水溶性染料とは、水溶媒(25℃)100mlに対して0.2g以上溶解する染料をいう。
本発明におけるインクジェットインクがイエローインク、マゼンタインク、シアンインク及びブラックインクからなる群より選択される少なくとも一種である場合、インクジェットインク中にそれぞれ含まれるマゼンタ染料およびシアン染料がいずれもアニオン性水溶性染料であり、且つ該アニオン性水溶性染料の水溶性基がスルホン酸基であり、Liイオンまたは4級アンモニウムイオンを対イオンとしていてもよい。
すなわち本発明では、マゼンタインク及びシアンインクにおけるアニオン性水溶性染料の水溶性基をスルホン酸基に特定し、その対イオンをLiイオンまたは4級アンモニウムイオンに特定することができる。最適な対イオンは、Liイオンである。
また同様に、イエローインク及びブラックインクにそれぞれ含まれるイエロー染料およびブラック染料は、いずれもアニオン性水溶性染料であり、該アニオン性水溶性染料の水溶性基はスルホン酸基、カルボキシル基またはフェノール性ヒドロキシル基であり、該水溶性基がスルホン酸基の場合にはLiイオンまたは4級アンモニウムイオンを対イオンとし、該水溶性基がカルボキシル基またはフェノール性ヒドロキシル基の場合にはKイオンまたはNaイオンを対イオンとするのが好ましい。
好ましい組み合わせとしては、水溶性基がスルホン酸基である場合、対イオンはLiイオンである。水溶性基がカルボキシル基又はフェノール性ヒドロキシル基である場合、染料の水に対する溶解性を優先させるためには、対イオンはKイオンが好ましく、スルホン酸基を有する染料との相互作用を優先するためには、対イオンはNaイオンが好ましい。これらは、適宜選択される。
このように、水溶性基と対イオンには最適な組み合わせが存在し、スルホン酸基とカルボキシル基に対する好ましい対イオンはそれぞれ異なっているため、染料の分子内にスルホン酸基とカルボキシル基を同時に有しないことが望ましい。
本発明におけるインクジェットインクに含まれる染料の含有率としては、0.5〜30質量%が好ましいが、さらに1.0〜15質量%が好ましい。0.5質量%以上の含有率とすることで、印字濃度が良好になる。また30質量%以下の含有率とすることで、インクジェットインクの粘度上昇や粘度特性に構造粘性が生じることを抑制でき、インクジェットヘッドからのインクの吐出安定性が良好になる。
−水溶性高分子増粘剤−
本発明のインクジェットインクは、水溶性高分子増粘剤の少なくとも1種を含有することが好ましい。本発明における水溶性高分子増粘剤としては、それが溶解した水溶液において水溶液の粘度が水に比べて大きくなる化合物であれば、特に制限はなく用いることができる。
本発明における水溶性高分子増粘剤において、「水溶性」とは100gの水に対する溶解度(25℃)が1g以上であることをいう。また水溶性高分子増粘剤の分子量としては、重量平均分子量として1800〜100000であることが好ましく、3000〜50000であることがより好ましい。
重量平均分子量が1800以上100000以下の範囲内であるとインクの吐出性(連続吐出後の再吐出性を含む。)が良好となり、また、画像ムラが見られず良好となる傾向である。
前記水溶性高分子増粘剤としては、例えば、ビニル系ポリマー、ポリエーテル系ポリマー、ポリサッカライド系ポリマー、ポリアクリル系ポリマー、ピロリドン系ポリマー、セルロース系ポリマー等のいずれであってよい。
前記水溶性高分子増粘剤として、具体的には例えば、ゼラチン類、ポリビニルアルコール類、各種変性ポリビニルアルコール類、ポリビニルピロリドン類、ビニルホルマール類及びその誘導体、ポリオキシアルキレングリコール類、ポリアクリルアミド、ポリジメチルアクリルアミド、ポリジメチルアミノアクリレート、ポリアクリル酸ソーダ、アクリル酸メタクリル酸共重合体塩、ポリメタクリル酸ソーダ、アクリル酸ビニルアルコール共重合体塩のアクリル基を含むポリマー、澱粉、酸化澱粉、カルボキシル澱粉、ジアルデヒド澱粉、デキストリン、アルギン酸ソーダ、アラビアゴム、カゼイン、プルラン、デキストラン、セルロース又はその誘導体(例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等)などの天然ポリマー又はその誘導体、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルエーテル、ポリグリセリン、マレイン酸アルキルビニルエーテル共重合体、マレイン酸N−ビニルピロール共重合体、スチレン無水マレイン酸共重合体、ポリエチレンイミン等の合成ポリマー、ポリアクリル酸等を挙げることができる。
中でも、カールの発生抑制と吐出安定性の観点から、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリオキシアルキレングリコール類、ゼラチン類、ビニルホルマール類及びその誘導体、アクリル酸ビニルアルコール共重合体塩のアクリル基を含むポリマー、澱粉、デキストリン、アラビアゴム、カゼイン、プルラン、デキストラン、セルロース又はその誘導体(例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等)などの天然ポリマー又はその誘導体、ポリアクリル酸が好ましい。更には、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリオキシアルキレングリコール類、ポリアクリル酸がより好ましい。
前記ポリオキシアルキレングリコール類は、単一のオキシアルキレン基を含むものであっても、2種以上のオキシアルキレン基を含むものであってもよい。またポリオキシアルキレングリコールが2種以上のオキシアルキレン基を含む場合、ランダムポリマーであってもブロックポリマーであってもよい。
本発明においては、カール抑制と吐出安定性の観点から、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリアクリル酸の少なくとも1種であることが好ましい。
前記ポリビニルアルコールの平均重合度としては、カール抑制と吐出安定性の観点から、100〜3500が好ましく、120〜2000がより好ましい。また、ケン化度としては、インク分散安定性の観点から、50モル%以上が好ましく、70モル%以上がより好ましい。
また前記水溶性高分子増粘剤は、重量平均分子量が1800〜100000であって、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリアクリル酸から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、重量平均分子量が3000〜50000であって、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリアクリル酸から選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。
前記水溶性高分子増粘剤として、合成して用いても、また、市販品を用いてもよい。ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーの市販品としては、三洋化成工業(株)製のニューポールシリーズ(ニューポールPE−62、68、78、108等)等が挙げられる。また、ポリアクリル酸の市販品として、日本純薬(株)製のジュリマーシリーズ(AC−10P、AC−10LP、AC−10S、AC−10LHP、AC−10SHP等)等が挙げられる。また、ポリアクリル酸ナトリウムの市販品としては、(株)日本触媒製のアクアリックシリーズ(アクアリックDL、アクアリックFH等)等が挙げられる。
また本発明における水溶性高分子増粘剤は、塩基性基または酸性基を含有することもまた好ましい。
前記塩基性基としては、例えば、置換基を有していてもよいアミノ基、4級アンモニウム基等を挙げることができる。中でもインク分散安定性の観点から、アミノ基であることが好ましい。
また前記酸性基としては、例えば、カルボキシル基、リン酸基、ホスホン酸基、スルホン酸基、スルホンアミド基等を挙げることができる。中でもインク分散安定性の観点から、カルボキシル基、スルホン酸基であることが好ましい。
本発明における塩基性基を有する水溶性高分子増粘剤は、少なくとも1種の塩基性の官能基を有する。なかでもアミン価が10mgKOH/g以上であることが好ましく、20mgKOH/g以上であることがより好ましく、40mgKOH/g以上であることが更に好ましい。
また酸性基を有する水溶性高分子増粘剤は、少なくとも1種の酸性の官能基を有する。なかでも酸価が10mgKOH/g以上であることが好ましく、20mgKOH/g以上であることがより好ましく、40mgKOH/g以上であることが更に好ましい。
ここで、前記アミン価とは、塩基性基である1、2、3級アミンの総量を示すもので、試料1g中の塩基性基をすべて中和するのに要する塩酸に当量のKOHのmg数で表わしたものである。また酸価とは、試料1g中に含有する酸性基すべて中和するのに必要なKOHのmg数である。
本発明において前記水溶性高分子増粘剤が塩基性基を含有する場合、インク分散安定性の観点から、インクジェットインクのpHは7.5以上であることが好ましく、8.0〜9.0であることがより好ましい。
また、本発明において前記水溶性高分子増粘剤が酸性基を含有する場合、インク分散安定性の観点から、インクジェットインクのpHは6.5以下であることが好ましく、5.0〜6.0であることがより好ましい。
本発明において水溶性高分子増粘剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
水溶性高分子増粘剤のインクジェットインク中における含有量としては、水溶性高分子増粘剤の種類に応じて適宜選択することができる。例えば、0.01〜20質量%とすることができる。中でも吐出安定性の観点から、0.01〜5質量%であることが好ましく、0.1〜3.0質量%であることがより好ましい。
本発明に用いられるインクジェットインクの吐出安定性や印字品質、画像の耐久性等を向上させる目的で、上記成分以外に、特開2004−331871号公報等に記載の界面活性剤や乾燥防止剤、浸透促進剤、尿素系添加剤、キレート剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、分散剤、分散安定剤、防腐剤、防黴剤、防錆剤、pH調整剤、消泡剤、ポリマー材料、酸プレカーサー等の添加剤を適宜選択して使用する事ができる。これらの添加剤の好ましい使用量は、上記特開2004−331871号公報に記載の通りである。
本発明に用いられるインクジェットインクの20℃での粘度としては、吐出性の観点から、2.0mPa・s以上30mPa・s以下が好ましい。更に2.5mPa・s以上20mPa・s以下、3.0mPa・s以上15mPa・s未満、更に好ましくは3.5mPa・s以上12mPa・s未満に調整することがより好ましい。
前記粘度を調整する目的で、前述の水溶性高分子増粘剤を用いることができる。更に、必要に応じて、その他の粘度調整剤が使用することができる。粘度調整剤としては、例えば、上記水溶性高分子増粘剤以外のセルロース類、ポリビニルアルコールなどの水溶性ポリマーやノニオン系界面活性剤等が挙げられる。更に詳しくは、「粘度調製技術」(技術情報協会、1999年)第9章、及び「インクジェットプリンタ用ケミカルズ(98増補)−材料の開発動向・展望調査−」(シーエムシー、1997年)162〜174頁に記載されている。
上記粘度は、20℃に温度調整したインクジェットインクを振動式粘度計(BROOKFIELD社製、DV−II+VISCOMETER)を用いて、20℃、相対湿度50%の環境下で、原液のままコーンプレート(φ35mm)を用いて測定した値を採用する。
また、インクジェットインクのpH、伝導度、粘度、静的表面張力、動的表面張力等のインク物性の好ましい範囲や測定方法及びこれらの物性の調節方法等についても、特開2004−331871号公報に記載の通りである。
なお、インクジェットインクの調製方法については、特開平5−148436号、同5−295312号、同7−97541号、同7−82515号、同7−118584号、特開2004−331871号の各工法に詳細が記載されていて、本発明に用いられるインクジェットインクの調製にも利用できる。
インクジェットインクの製造において、特開2004−331871号公報に記載のごとく、染料などの添加物の溶解工程等に超音波振動を加えることもできる。
インクジェットインクを作製する際には、調液した後に行われる、濾過により固形分であるゴミを除く工程が重要である。上記濾過工程についても、特開2004−331871号公報に記載の通りである。
<インクジェット記録媒体>
本発明におけるインクジェット記録媒体は、無機微粒子、水溶性樹脂及び架橋剤を少なくとも含むインク受容層を支持体上に備えるものであり、必要に応じてその他の層を備えていてもよい。
(水溶性樹脂)
本発明におけるインク受容層は、水溶性樹脂を含有する。
なお、本発明において「水溶性樹脂」とは、加熱もしくは冷却工程を経て、最終的に20℃において水100gに対して0.05g以上溶解するものをいい、好ましくは0.1g以上溶解する樹脂のことをいう。
該水溶性樹脂としては、例えば、親水性構造単位としてヒドロキシ基を有する樹脂であるポリビニルアルコール系樹脂〔ポリビニルアルコール(PVA)、アセトアセチル変性ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アニオン変性ポリビニルアルコール、シラノール変性ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール等〕、セルロース系樹脂〔メチルセルロース(MC)、エチルセルロース(EC)、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等〕、キチン類、キトサン類、デンプン、エーテル結合を有する樹脂〔ポリエチレンオキサイド(PEO)、ポリプロピレンオキサイド(PPO)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリビニルエーテル(PVE)等〕、カルバモイル基を有する樹脂〔ポリアクリルアミド(PAAM)、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリアクリル酸ヒドラジド等〕等が挙げられる。また、解離性基としてカルボキシル基を有するポリアクリル酸塩、マレイン酸樹脂、アルギン酸塩、ゼラチン類等も挙げることができる
上記の中でも、ポリビニルアルコール系樹脂が好ましく、特にポリビニルアルコールが好ましい。
上記水溶性樹脂の含有量としては、該含有量の過少による、膜強度の低下や乾燥時のひび割れを防止し、且つ、該含有量の過多によって、該空隙が樹脂によって塞がれ易くなり、空隙率が減少することでインク吸収性が低下するのを防止する観点から、インク受容層の全固形分質量に対して、9〜40質量%が好ましく、12〜33質量%がより好ましい。
尚、インク受容層を主に構成する上記水溶性樹脂と後述する無機微粒子とは、それぞれ単一素材であってもよいし、複数素材の混合系であってもよい。
上記ポリビニルアルコール系樹脂は、ひび割れ防止の観点から、数平均重合度が1800以上が好ましく、2000以上がより好ましい。また、シリカ微粒子と組合わせる場合には、透明性の観点から水溶性樹脂の種類が重要となる。特に無水シリカを用いる場合、水溶性樹脂としてポリビニルアルコール系樹脂を用いるのが好ましく、中でも鹸化度70〜99%のポリビニルアルコール系樹脂がより好ましい。
上記ポリビニルアルコール系樹脂としては、上記具体例の誘導体も含まれ、ポリビニルアルコール系樹脂は1種単独でもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記ポリビニルアルコール系樹脂は、その構造単位に水酸基を有するが、この水酸基とシリカ微粒子表面のシラノール基とが水素結合を形成して、シリカ微粒子の二次粒子を鎖単位とする三次元網目構造を形成し易くする。この様な三次元網目構造の形成によって、空隙率の高い多孔質構造のインク受容層を形成し得ると考えられる。
インクジェット記録媒体において、上述のようにして得られた多孔質のインク受容層は、毛細管現象によって急速にインクを吸収し、インク滲みのない真円性の良好なドットを形成することができる。
(無機微粒子)
本発明におけるインク受容層は、無機微粒子を含有する。
該無機微粒子としては、例えば、シリカ微粒子、コロイダルシリカ、二酸化チタン、硫酸バリウム、珪酸カルシウム、ゼオライト、カオリナイト、ハロイサイト、雲母、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム、アルミナ微粒子、ベーマイト、擬ベーマイト等を挙げることができる。中でも、シリカ微粒子、コロイダルシリカ、アルミナ微粒子、擬ベーマイトが好ましく、特に気相法シリカ微粒子好ましい。
上記シリカ微粒子は、比表面積が特に大きいので、インクの吸収性及び保持の効率が高く、また屈折率が低いので、適切な微小粒子径まで分散を行なえばインク受容層に透明性を付与でき、高い色濃度と良好な発色性が得られるという利点がある。この様にインク受容層が透明であるということは、OHP等透明性が必要とされる用途のみならず、フォト光沢紙等の記録用媒体に適用する場合でも、高い色濃度と良好な発色性及び光沢度を得る観点より重要である。
無機微粒子の平均一次粒子径としては、20nm以下が好ましく、15nm以下がより好ましく、特に10nm以下が好ましい。該平均一次粒子径が20nm以下であると、インク吸収特性を効果的に向上させることができ、また同時にインク受容層表面の光沢性をも高めることができる。
特にシリカ微粒子は、その表面にシラノール基を有し、該シラノール基の水素結合により粒子同士が付着し易いため、また該シラノール基と水溶性樹脂を介した粒子同士の付着効果のため、上記の様に平均一次粒子径が20nm以下の場合にはインク受容層の空隙率が大きく、透明性の高い構造を形成することができ、インク吸収特性を効果的に向上させることができる。
一般にシリカ微粒子は、通常その製造法により湿式法粒子と乾式法(気相法)粒子とに大別される。上記湿式法では、ケイ酸塩の酸分解により活性シリカを生成し、これを適度に重合させ凝集沈降させて含水シリカを得る方法が主流である。一方、気相法は、ハロゲン化珪素の高温気相加水分解による方法(火炎加水分解法)、ケイ砂とコークスとを電気炉中でアークによって加熱還元気化し、これを空気で酸化する方法(アーク法)によって無水シリカを得る方法が主流である。
気相法シリカ(気相法によって得られた無水シリカ微粒子)は、上記含水シリカと比べて表面のシラノール基の密度、空孔の有無等に相違があり、異なった性質を示すが、空隙率が高い三次元構造を形成するのに適している。この理由は明らかではないが、含水シリカの場合には、微粒子表面におけるシラノール基の密度が5〜8個/nmと多く、シリカ微粒子が密に凝集(アグリゲート)し易く、一方、気相法シリカの場合には、微粒子表面におけるシラノール基の密度が2〜3個/nmと少ないことから疎な軟凝集(フロキュレート)となり、その結果、空隙率が高い構造になるものと推定される。
本発明においては、上記乾式法で得られる気相法シリカ微粒子(無水シリカ)が好ましく、更に微粒子表面におけるシラノール基の密度が2〜3個/nmであるシリカ微粒子が好ましい。
≪無機微粒子と水溶性樹脂との含有比(PB比)≫
無機微粒子(好ましくはシリカ微粒子;x)と水溶性樹脂(y)との含有比〔PB比(x/y)、水溶性樹脂1質量部に対する無機微粒子の質量〕は、インク受容層の膜構造にも大きな影響を与える。即ち、PB比が大きくなると、空隙率や細孔容積、表面積(単位質量当り)が大きくなる。
具体的には、インクジェット記録媒体は、インクジェットプリンターの搬送系を通過する際応力が加わることがあり、インク受容層は充分な膜強度を有していることが必要であり、更にシート状に裁断加工する場合、インク受容層の割れ及び剥がれ等を防止する上でも、インク受容層には充分な膜強度が必要であるため、上記PB比(x/y)としては、インク受容層の硬度を高くする観点から4.5以下であることが好ましい。また更には4.3以下であることがより好ましく、4.15以下であることが特に好ましい。
また、特に限定されるわけではないが、空隙が樹脂によって塞がれ易くなり、空隙率が減少することでインク吸収性が低下するのを防止する観点から、PB比は1.5以上であることが好ましく、更に、インクジェットプリンターで高速インク吸収性をも確保する観点からは2以上であることが好ましい。
例えば、平均一次粒子径が20nm以下の無水シリカ微粒子と水溶性樹脂とをPB比(x/y)が2〜4.5で水溶液中に完全に分散した塗布液を支持体上に塗布し、該塗布層を乾燥した場合、シリカ微粒子の二次粒子を鎖単位とする三次元網目構造が形成され、平均細孔径が30nm以下、空隙率が50%〜80%、細孔比容積0.5ml/g以上、比表面積が100m/g以上の、透光性の多孔質膜を容易に形成することができる。
(架橋剤)
本発明におけるインク受容層は、架橋剤を含有する。
本発明におけるインク受容層は、水溶性樹脂等を含む層が、更に該水溶性樹脂を架橋し得る架橋剤を含み、該架橋剤による水溶性樹脂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。架橋剤の添加によって水溶性樹脂が架橋され、高硬度のインク受容層を得ることができる。
上記架橋剤としては、インク受容層に含まれる水溶性樹脂との関係で好適なものを適宜選択すればよいが、中でも、架橋反応が迅速である点でホウ素化合物が好ましく、例えば、硼砂、硼酸、硼酸塩(例えば、オルト硼酸塩、InBO、ScBO、YBO、LaBO、Mg(BO、Co(BO、二硼酸塩(例えば、Mg、Co)、メタ硼酸塩(例えば、LiBO、Ca(BO、NaBO、KBO)、四硼酸塩(例えば、Na・10HO)、五硼酸塩(例えば、KB・4HO、Ca11・7HO、CsB)等を挙げることができる。中でも、速やかに架橋反応を起こすことができる点で、硼砂、硼酸、硼酸塩が好ましく、特に硼酸が好ましく、これを水溶性樹脂であるポリビニルアルコールと組合わせて使用することが最も好ましい。
またポリビニルアルコールの架橋剤としては、上記ホウ素化合物の他、下記化合物も好適なものとして挙げることができる。
例えば、ホルムアルデヒド、グリオキザール、グルタールアルデヒド等のアルデヒド系化合物;ジアセチル、シクロペンタンジオン等のケトン系化合物;ビス(2−クロロエチル尿素)−2−ヒドロキシ−4,6−ジクロロ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジクロロ−6−S−トリアジン・ナトリウム塩等の活性ハロゲン化合物;ジビニルスルホン酸、1,3−ビニルスルホニル−2−プロパノール、N,N’−エチレンビス(ビニルスルホニルアセタミド)、1,3,5−トリアクリロイル−ヘキサヒドロ−S−トリアジン等の活性ビニル化合物;ジメチロ−ル尿素、メチロールジメチルヒダントイン等のN−メチロール化合物;メラミン樹脂(例えば、メチロールメラミン、アルキル化メチロールメラミン);エポキシ樹脂;
1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアネート系化合物;米国特許明細書第3017280号、同第2983611号に記載のアジリジン系化合物;米国特許明細書第3100704号に記載のカルボキシイミド系化合物;グリセロールトリグリシジルエーテル等のエポキシ系化合物;1,6−ヘキサメチレン−N,N’−ビスエチレン尿素等のエチレンイミノ系化合物;ムコクロル酸、ムコフェノキシクロル酸等のハロゲン化カルボキシアルデヒド系化合物;2,3−ジヒドロキシジオキサン等のジオキサン系化合物;乳酸チタン、硫酸アルミ、クロム明ばん、カリ明ばん、酢酸ジルコニル、酢酸クロム等の金属含有化合物、テトラエチレンペンタミン等のポリアミン化合物、アジピン酸ジヒドラジド等のヒドラジド化合物、オキサゾリン基を2個以上含有する低分子又はポリマー等である。
更に、本発明における水溶性樹脂の架橋剤としては、下記に列挙する多価金属化合物も好ましい。多価金属化合物を用いることにより、架橋剤として働くだけでなく、耐オゾン、画像ニジミ、及び光沢性を一層向上させことができる。
該多価金属化合物としては、水溶性のものが好ましく、例えば、酢酸カルシウム、塩化カルシウム、ギ酸カルシウム、硫酸カルシウム、酢酸バリウム、硫酸バリウム、リン酸バリウム、塩化マンガン、酢酸マンガン、ギ酸マンガン二水和物、硫酸マンガンアンモニウム六水和物、塩化第二銅、塩化アンモニウム銅(II)二水和物、硫酸銅、塩化コバルト、チオシアン酸コバルト、硫酸コバルト、硫酸ニッケル六水和物、塩化ニッケル六水和物、酢酸ニッケル四水和物、硫酸ニッケルアンモニウム六水和物、アミド硫酸ニッケル四水和物、硫酸アルミニウム、アルミニウムミョウバン、亜硫酸アルミニウム、チオ硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム九水和物、塩化アルミニウム六水和物、臭化第一鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、フェノールスルホン酸亜鉛、臭化亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛六水和物、硫酸亜鉛、四塩化チタン、テトライソプロピルチタネート、チタンアセチルアセトネート、乳酸チタン、ジルコニルアセチルアセトネート、酢酸ジルコニル、硫酸ジルコニル、炭酸ジルコニルアンモニウム、ステアリン酸ジルコニル、オクチル酸ジルコニル、硝酸ジルコニル、オキシ塩化ジルコニル、ヒドロキシ塩化ジルコニル、酢酸クロム、硫酸クロム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム六水和物、クエン酸マグネシウム九水和物、りんタングステン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウムタングステン、12タングストリん酸n水和物、12タングストけい酸26水和物、塩化モリブデン、12モリブドリん酸n水和物、硝酸ガリウム、硝酸ゲルマニウム、硝酸ストロンチウム、酢酸イットリウム、塩化イットリウム、硝酸イットリウム、硝酸インジウム、硝酸ランタン、塩化ランタン、酢酸ランタン、安息香酸ランタン、塩化セリウム、硫酸セリウム、オクチル酸セリウム、硝酸プラセオジミウム、硝酸ネオジミウム、硝酸サマリウム、硝酸ユーロピウム、硝酸ガドリニウム、硝酸ジスプロシウム、硝酸エルビウム、硝酸イッテルビウム、塩化ハフニウム、硝酸ビスマス等が挙げられる。
上記の中でも、硫酸アルミニウム、アルミニウムミョウバン、亜硫酸アルミニウム、チオ硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム九水和物、塩化アルミニウム六水和物等のアルミニウム含有化合物(水溶性アルミニウム化合物);ジルコニルアセチルアセトネート、酢酸ジルコニル、硫酸ジルコニル、炭酸ジルコニルアンモニウム、ステアリン酸ジルコニル、オクチル酸ジルコニル、硝酸ジルコニル、オキシ塩化ジルコニル、ヒドロキシ塩化ジルコニル等のジルコニル含有化合物(水溶性ジルコニル化合物);及び四塩化チタン、テトライソプロピルチタネート、チタンアセチルアセトネート、乳酸チタン等のチタン含有化合物;が好ましく、特にポリ塩化アルミニウム、酢酸ジルコニル、炭酸ジルコニルアンモニウム、オキシ塩化ジルコニルが好ましい。
本発明における架橋剤としては、上記に列挙したものの中でも、ホウ素化合物及びジルコニル化合物が特に好ましい。
本発明において、水溶性樹脂としてポリビニルアルコール、架橋剤として硼酸を用いる場合が好ましく、インク受容層のひび割れや耐傷性といった問題を生じることなく、前記水溶性樹脂(特に、ポリビニルアルコール)の膨潤を抑制して本発明の効果を十分得るためには、上記架橋剤は前記水溶性樹脂に対して5〜50質量%含有されることが好ましく、8〜30質量%含有されることがより好ましい。
尚、上記の架橋剤は、1種単独でも、2種以上を組合わせて用いてもよいが、好適な架橋剤として働くと共に、耐オゾン、画像ニジミ、及び光沢性を一層向上させる観点から、上記多価金属化合物(特に好ましくは、ジルコニル化合物)を少なくとも、前記水溶性樹脂に対し、0.1質量%以上含有することが好ましく、0.5質量%以上であることがより好ましく、1.0質量%以上であることが特に好ましい。また、特に限定されるわけではないが、上記多価金属化合物の含有量の上限は、画像濃度、インク吸収性、記録媒体のカールの抑制などの観点から50質量%以下であることが好ましい。
(炭酸アンモニウム)
本発明におけるインク受容層には、更に炭酸アンモニウムを含有することが好ましい。インク受容層に炭酸アンモニウムを含有させることで、硬度の高いインク受容層を得ることができる。
上記炭酸アンモニウムの含有量としては、前記水溶性樹脂に対し、8質量%以上であることが好ましく、9質量%以上であることがより好ましく、11質量%以上であることが特に好ましい。また、その上限は、特に限定されるわけではないが、画像濃度、インク吸収性、記録媒体のカールの抑制などの観点から20質量%以下であることが好ましい。
(水分散性カチオン性樹脂)
また、本発明におけるインク受容層の成分として、水分散性カチオン性樹脂を含有させることができる。水分散性カチオン性樹脂としては、カチオン変性された自己乳化性高分子であるウレタン樹脂であることが好ましく、且つ、ガラス転移温度が50℃未満であることが好ましい。
この「カチオン変性された自己乳化性高分子」とは、乳化剤もしくは界面活性剤を用いることなく、或いは用いるとしてもごく少量の添加で、水系分散媒体中に自然に安定した乳化分散物となり得る高分子化合物を意味する。定量的には、上記「カチオン変性された自己乳化性高分子」とは、室温25℃で水系分散媒体に対して0.5質量%以上の濃度で安定して乳化分散性を有する高分子物質を表し、該濃度としては1質量%以上であることが好ましく、特に3質量%以上であることがより好ましい。
本発明の上記「カチオン変性された自己乳化性高分子」は、より具体的には、例えば、1〜3級アミノ基、4級アンモニウム基等のカチオン性の基を有する重付加系もしくは重縮合系高分子化合物が挙げられる。
上記高分子として有効なビニル重合系ポリマーは、例えば、以下のビニルモノマーを重合して得られるポリマーが挙げられる。即ち、アクリル酸エステル類やメタクリル酸エステル類(エステル基は置換基を有していてもよいアルキル基、アリール基であり、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、tert−オクチル基、2−クロロエチル基、シアノエチル基、2−アセトキシエチル基、テトラヒドロフルフリル基、5−ヒドロキシペンチル基、シクロヘキシル基、ベンジル基、ヒドロキシエチル基、3−メトキシブチル基、2−(2−メトキシエトキシ)エチル基、2,2,2−テトラフルオロエチル基、1H,1H,2H,2H−パーフルオロデシル基、フェニル基、2,4,5−テトラメチルフェニル基、4−クロロフェニル基等);
ビニルエステル類、具体的には、置換基を有していてもよい脂肪族カルボン酸ビニルエステル(例えば、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルイソブチレート、ビニルカプロエート、ビニルクロロアセテート等)、置換基を有していてもよい芳香族カルボン酸ビニルエステル(例えば、安息香酸ビニル、4−メチル安息香酸ビニル、サリチル酸ビニル等);
アクリルアミド類、具体的には、アクリルアミド、N−モノ置換アクリルアミド、N−ジ置換アクリルアミド(置換基は置換基を有していてもよいアルキル基、アリール基、シリル基であり、例えば、メチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、tert−オクチル基、シクロヘキシル基、ベンジル基、ヒドロキシメチル基、アルコキシメチル基、フェニル基、2,4,5−テトラメチルフェニル基、4−クロロフェニル基、トリメチルシリル基等);
メタクリルアミド類、具体的には、メタクリルアミド、N−モノ置換メタクリルアミド、N−ジ置換メタクリルアミド(置換基は置換基を有していてもよいアルキル基、アリール基、シリル基であり、例えば、メチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、tert−オクチル基、シクロヘキシル基、ベンジル基、ヒドロキシメチル基、アルコキシメチル基、フェニル基、2,4,5−テトラメチルフェニル基、4−クロロフェニル基、トリメチルシリル基等);
オレフィン類(例えば、エチレン、プロピレン、1−ペンテン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、イソプレン、クロロプレン、ブタジエン等)、スチレン類(例えば、スチレン、メチルスチレン、イソプロピルスチレン、メトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロルスチレン等)、ビニルエーテル類(例えば、メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル等);等が挙げられる。
その他のビニルモノマーとして、クロトン酸エステル、イタコン酸エステル、マレイン酸ジエステル、フマル酸ジエステル、メチルビニルケトン、フェニルビニルケトン、メトキシエチルビニルケトン、N−ビニルオキサゾリドン、N−ビニルピロリドン、メチレンマロンニトリル、ジフェニル−2−アクリロイルオキシエチルホスフェート、ジフェニル−2−メタクリロイルオキシエチルホスフェート、ジブチル−2−アクリロイルオキシエチルホスフェート、ジオクチル−2−メタクリロイルオキシエチルホスフェート等が挙げられる。
上記カチオン性基を有するモノマーとしては、例えば、ジアルキルアミノエチルメタクリレート、ジアルキルアミノエチルアクリレート等の3級アミノ基を有するモノマー等が挙げられる。
上記カチオン性基含有ポリマーに適用可能なポリウレタンとしては、例えば、以下に挙げるジオール化合物とジイソシアネート化合物とを種々組み合わせて、重付加反応により合成されたポリウレタンが挙げられる。
上記ジオール化合物の具体例としては、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、3,3−ジメチル−1,2−ブタンジオール、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、1,7−ヘプタンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、1,2−オクタンジオール、1,8−オクタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ハイドロキノン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール(平均分子量=200,300,400,600,1000,1500,4000)、ポリプロピレングリコール(平均分子量=200,400,1000)、ポリエステルポリオール、4,4’―ジヒドロキシ−ジフェニル−2,2−プロパン、4,4’―ジヒドロキシフェニルスルホン等が挙げられる。
上記ジイソシアネート化合物としては、メチレンジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート,1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート,m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’―ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’−ジメチルビフェニレンジイソシアネート、4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)等が挙げられる。
カチオン性基含有ポリウレタンが含有するカチオン性基としては、1級〜3級アミン、4級アンモニウム塩の如きカチオン性基が挙げられる。本発明における上記水分散物に用いる自己乳化性高分子としては、3級アミン及び4級アンモニウム塩の如きカチオン性基を有するウレタン樹脂が好ましい。
カチオン性基含有ポリウレタンは、例えば、ポリウレタンの合成の際、前記のごときジオールにカチオン性基を導入したものを使用することによって得られる。また4級アンモニウム塩の場合は、三級アミノ基を含有するポリウレタンを四級化剤で四級化してもよい。
上記ポリウレタンの合成に使用可能なジオール化合物、ジイソシアネート化合物は、各々1種を単独で使用してもよいし、種々の目的(例えば、ポリマーのガラス転移温度(Tg)の調整や溶解性の向上、バインダーとの相溶性付与、分散物の安定性改善等)に応じて、各々1種を単独で使用してもよく、2種以上を任意の割合で使用することもできる。
(媒染剤)
本発明におけるインク受容層には、好ましくは、画像の経時滲みおよび耐水性をより向上させる目的で以下のような媒染剤が含有される。媒染剤としては、カチオン性ポリマー(カチオン性媒染剤)等の有機媒染剤、及び水溶性金属化合物等の無機媒染剤が好ましい。カチオン性媒染剤としては、カチオン性の官能基として、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媒染剤が好適に用いられるが、カチオン性の非ポリマー媒染剤も使用することができる。
前記ポリマー媒染剤としては、第1級〜第3級アミノ基およびその塩、又は第4級アンモニウム塩基を有する単量体(媒染剤モノマー)の単独重合体や、該媒染剤モノマーと他の単量体(非媒染剤モノマー)との共重合体又は縮重合体として得られるものが好ましい。また、これらのポリマー媒染剤は、水溶性ポリマー又は水分散性ラテックス粒子のいずれの形態でも使用できる。
前記媒染剤モノマーとしては、例えば、トリメチル−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、トリメチル−m−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、トリエチル−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、トリエチル−m−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−エチル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジエチル−N−メチル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−n−プロピル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−n−オクチル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−ベンジル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジエチル−N−ベンジル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−(4−メチル)ベンジル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−フェニル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド;
トリメチル−p−ビニルベンジルアンモニウムブロマイド、トリメチル−m−ビニルベンジルアンモニウムブロマイド、トリメチル−p−ビニルベンジルアンモニウムスルホネート、トリメチル−m−ビニルベンジルアンモニウムスルホネート、トリメチル−p−ビニルベンジルアンモニウムアセテート、トリメチル−m−ビニルベンジルアンモニウムアセテート、N,N,N−トリエチル−N−2−(4−ビニルフェニル)エチルアンモニウムクロライド、N,N,N−トリエチル−N−2−(3−ビニルフェニル)エチルアンモニウムクロライド、N,N−ジエチル−N−メチル−N−2−(4−ビニルフェニル)エチルアンモニウムクロライド、N,N−ジエチル−N−メチル−N−2−(4−ビニルフェニル)エチルアンモニウムアセテート;
N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドのメチルクロライド、エチルクロライド、メチルブロマイド、エチルブロマイド、メチルアイオダイド若しくはエチルアイオダイドによる4級化物、又はそれらのアニオンを置換したスルホン酸塩、アルキルスルホン酸塩、酢酸塩若しくはアルキルカルボン酸塩等が挙げられる。
具体的な化合物としては、例えば、モノメチルジアリルアンモニウムクロライド、トリメチル−2−(メタクリロイルオキシ)エチルアンモニウムクロライド、トリエチル−2−(メタクリロイルオキシ)エチルアンモニウムクロライド、トリメチル−2−(アクリロイルオキシ)エチルアンモニウムクロライド、トリエチル−2−(アクリロイルオキシ)エチルアンモニウムクロライド、トリメチル−3−(メタクリロイルオキシ)プロピルアンモニウムクロライド、トリエチル−3−(メタクリロイルオキシ)プロピルアンモニウムクロライド、トリメチル−2−(メタクリロイルアミノ)エチルアンモニウムクロライド、トリエチル−2−(メタクリロイルアミノ)エチルアンモニウムクロライド、トリメチル−2−(アクリロイルアミノ)エチルアンモニウムクロライド、トリエチル−2−(アクリロイルアミノ)エチルアンモニウムクロライド、トリメチル−3−(メタクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムクロライド、トリエチル−3−(メタクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムクロライド、トリメチル−3−(アクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムクロライド、トリエチル−3−(アクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムクロライド;
N,N−ジメチル−N−エチル−2−(メタクリロイルオキシ)エチルアンモニウムクロライド、N,N−ジエチル−N−メチル−2−(メタクリロイルオキシ)エチルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−エチル−3−(アクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムクロライド、トリメチル−2−(メタクリロイルオキシ)エチルアンモニウムブロマイド、トリメチル−3−(アクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムブロマイド、トリメチル−2−(メタクリロイルオキシ)エチルアンモニウムスルホネート、トリメチル−3−(アクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムアセテート等を挙げることができる。その他、共重合可能なモノマーとして、N―ビニルイミダゾール、N―ビニル−2−メチルイミダゾール等も挙げられる。また、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルホルムアミドなどの重合単位を用い、重合後に加水分解によってビニルアミン単位とすること、及びこれを塩にしたものも利用できる。
前記非媒染剤モノマーとは、第1級〜第3級アミノ基およびその塩、又は第4級アンモニウム塩基等の塩基性あるいはカチオン性部分を含まず、インクジェットインク中の染料と相互作用を示さない、あるいは相互作用が実質的に小さい単量体をいう。例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル;(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等の(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル;(メタ)アクリル酸フェニル等の(メタ)アクリル酸アリールエステル;(メタ)アクリル酸ベンジル等のアラルキルエステル;スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バーサチック酸ビニル等のビニルエステル類;酢酸アリル等のアリルエステル類;塩化ビニリデン、塩化ビニル等のハロゲン含有単量体;(メタ)アクリロニトリル等のシアン化ビニル;エチレン、プロピレン等のオレフィン類、等が挙げられる。
前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、アルキル部位の炭素数が1〜18の(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、具体的には例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル等が挙げられる。これらの中でも、メチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルメタアクリレート、エチルメタアクリレート、ヒドロキシエチルメタアクリレートが好ましい。前記非媒染剤モノマーも、一種単独で又は二種以上を組合せて使用できる。
更に、前記ポリマー媒染剤として、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ポリメタクリロイルオキシエチル−β−ヒドロキシエチルジメチルアンモニウムクロライド、ポリエチレンイミン、ポリアミド−ポリアミン樹脂、カチオン化でんぷん、ジシアンジアミドホルマリン縮合物、ジメチル−2−ヒドロキシプロピルアンモニウム塩重合物、ポリアミジン、ポリビニルアミン、ジシアンジアミド−ホルマリン重縮合物に代表されるジシアン系カオチン樹脂、ジシアンアミド−ジエチレントリアミン重縮合物に代表されるポリアミン系カオチン樹脂、エピクロルヒドリン−ジメチルアミン付加重合物、ジメチルジアリンアンモニウムクロリド−SO共重合物、ジアリルアミン塩−SO共重合物等も好ましいものとして挙げることができる。
前記ポリマー媒染剤として、具体的には、特開昭48−28325号、同54−74430号、同54−124726号、同55−22766号、同55−142339号、同60−23850号、同60−23851号、同60−23852号、同60−23853号、同60−57836号、同60−60643号、同60−118834号、同60−122940号、同60−122941号、同60−122942号、同60−235134号、特開平1−161236号、米国特許2484430号、同2548564号、同3148061号、同3309690号、同4115124号、同4124386号、同4193800号、同4273853号、同4282305号、同4450224号、特開平1−161236号、同10−81064号、同10−119423号、同10−157277号、同10−217601号、同11−348409号、特開2001−138621号、同2000−43401号、同2000−211235号、同2000−309157号、同2001−96897号、同2001−138627号、特開平11−91242号、同8−2087号、同8−2090号、同8−2091号、同8−2093号、同8−174992号、同11−192777号、特開2001−301314号の各公報に記載のもの等が挙げられる。
前記無機媒染剤としては、前記以外の多価の水溶性金属塩や疎水性金属塩化合物が挙げられる。例えば、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、バナジウム、マンガン、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ストロンチウム、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、インジウム、バリウム、ランタン、セリウム、プラセオジミウム、ネオジミウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、ジスロプロシウム、エルビウム、イッテルビウム、ハフニウム、タングステン、ビスマスから選択される金属の塩又は錯体が挙げられる。
具体例としては、酢酸カルシウム、塩化カルシウム、ギ酸カルシウム、硫酸カルシウム、酢酸バリウム、硫酸バリウム、リン酸バリウム、塩化マンガン、酢酸マンガン、ギ酸マンガン二水和物、硫酸マンガンアンモニウム六水和物、塩化第二銅、塩化アンモニウム銅(II)二水和物、硫酸銅、塩化コバルト、チオシアン酸コバルト、硫酸コバルト、硫酸ニッケル六水和物、塩化ニッケル六水和物、酢酸ニッケル四水和物、硫酸ニッケルアンモニウム六水和物、アミド硫酸ニッケル四水和物、硫酸アルミナ、アルミナミョウバン、塩基性ポリ水酸化アルミナ、亜硫酸アルミナ、チオ硫酸アルミナ、ポリ塩化アルミナ、硝酸アルミナ九水和物、塩化アルミナ六水和物、臭化第一鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、フェノールスルホン酸亜鉛、臭化亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛六水和物、硫酸亜鉛、四塩化チタン、テトライソプロピルチタネート、チタンアセチルアセトネート、乳酸チタン、ジルコニウムアセチルアセトネート、酢酸ジルコニル、硫酸ジルコニル、炭酸ジルコニルアンモニウム、ステアリン酸ジルコニル、オクチル酸ジルコニル、硝酸ジルコニル、オキシ塩化ジルコニウム、ヒドロキシ塩化ジルコニウム、酢酸クロム、硫酸クロム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム六水和物、クエン酸マグネシウム九水和物、りんタングステン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウムタングステン、12タングストリン酸n水和物、12タングストけい酸26水和物、塩化モリブデン、12モリブドリン酸n水和物、硝酸カリウム、酢酸マンガン、硝酸ゲルマニウム、硝酸ストロンチウム、酢酸イットリウム、塩化イットリウム、硝酸イットリウム、硝酸インジウム、硝酸ランタン、塩化ランタン、酢酸ランタン、安息香酸ランタン、塩化セリウム、硫酸セリウム、オクチル酸セリウム、硝酸プラセオジミウム、硝酸ネオジミウム、硝酸サマリウム、硝酸ユーロピウム、硝酸ガドリニウム、硝酸ジスプロシウム、硝酸エルビウム、硝酸イッテルビウム、塩化ハフニウム、硝酸ビスマス等が挙げられる。中でも、アルミナ含有化合物、チタン含有化合物、ジルコニウム含有化合物、元素周期律表第IIIB族シリーズの金属化合物(塩又は錯体)が好ましい。
また、前記(架橋剤)の項において列挙した「多価金属化合物」も、媒染剤として好適に用いることができる。
上記の媒染剤をインク受容層に添加する場合の添加量としては、0.01〜5g/mが好ましい。
(他の成分)
本発明におけるインク受容層は、必要に応じて下記成分を含有させて構成される。
即ち、インク色材の劣化を抑制する目的で、各種の紫外線吸収剤、酸化防止剤、一重項酸素クエンチャー等の褪色性防止剤を含んでいてもよい。
上記紫外線吸収剤としては、桂皮酸誘導体、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾトリアゾリルフェノール誘導体等が挙げられる。例えば、α−シアノ−フェニル桂皮酸ブチル、o−ベンゾトリアゾールフェノール、o−ベンゾトリアゾール−p−クロロフェノール、o−ベンゾトリアゾール−2,4−ジ−t−ブチルフェノール、o−ベンゾトリアゾール−2,4−ジ−t−オクチルフェノール等が挙げられる。ヒンダートフェノール化合物も紫外線吸収剤として使用でき、具体的には少なくとも2位又は6位の内、1ヵ所以上が分岐アルキル基で置換されたフェノール誘導体が好ましい。
また、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチル酸系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、オキザリックアシッドアニリド系紫外線吸収剤等も使用できる。例えば、特開昭47−10537号公報、同58−111942号公報、同58−212844号公報、同59−19945号公報、同59−46646号公報、同59−109055号公報、同63−53544号公報、特公昭36−10466号公報、同42−26187号公報、同48−30492号公報、同48−31255号公報、同48−41572号公報、同48−54965号公報、同50−10726号公報、米国特許第2,719,086号明細書、同第3,707,375号明細書、同第3,754,919号明細書、同第4,220,711号明細書等に記載されている。
蛍光増白剤も紫外線吸収剤として使用でき、例えば、クマリン系蛍光増白剤等が挙げられる。具体的には、特公昭45−4699号公報、同54−5324号公報等に記載されている。
上記酸化防止剤としては、ヨーロッパ公開特許第223739号公報、同第309401号公報、同第309402号公報、同第310551号公報、同第310552号公報、同第459416号公報、ドイツ公開特許第3435443号公報、特開昭54−48535号公報、同60−107384号公報、同60−107383号公報、同60−125470号公報、同60−125471号公報、同60−125472号公報、同60−287485号公報、同60−287486号公報、同60−287487号公報、同60−287488号公報、同61−160287号公報、同61−185483号公報、同61−211079号公報、同62−146678号公報、同62−146680号公報、同62−146679号公報、同62−282885号公報、同62−262047号公報、同63−051174号公報、同63−89877号公報、同63−88380号公報、同66−88381号公報、同63−113536号公報;
同63−163351号公報、同63−203372号公報、同63−224989号公報、同63−251282号公報、同63−267594号公報、同63−182484号公報、特開平1−239282号公報、同2−262654号公報、同2−71262号公報、同3−121449号公報、同4−291685号公報、同4−291684号公報、同5−61166号公報、同5−119449号公報、同5−188687号公報、同5−188686号公報、同5−110490号公報、同5−1108437号公報、同5−170361号公報、特公昭48−43295号公報、同48−33212号公報、米国特許第4814262号明細書、同第4980275号明細書等に記載のものが挙げられる。
具体的には、6−エトキシ−1−フェニル−2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン、6−エトキシ−1−オクチル−2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン、6−エトキシ−1−フェニル−2,2,4−トリメチル−1,2,3,4−テトラヒドロキノリン、6−エトキシ−1−オクチル−2,2,4−トリメチル−1,2,3,4,−テトラヒドロキノリン、シクロヘキサン酸ニッケル、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2−エチルヘキサン、2−メチル−4−メトキシ−ジフェニルアミン、1−メチル−2−フェニルインドール等が挙げられる。
これら褪色性防止剤は、単独でも2種以上を併用してもよい。褪色性防止剤は、水溶性化、分散、エマルション化してもよく、マイクロカプセル中に含ませることもできる。褪色性防止剤の添加量としては、インク受容層用塗布液の0.01〜10質量%が好ましい。
本発明において、インク受容層はカール防止用に高沸点有機溶剤を含有するのが好ましい。上記高沸点有機溶剤としては、水溶性のものが好ましく、該水溶性の高沸点有機溶剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGMBE)、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、グリセリンモノメチルエーテル、1,2,3−ブタントリオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,4−ペンタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、トリエタノールアミン、ポリエチレングリコール(重量平均分子量が400以下)等のアルコール類が挙げられる。好ましくは、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGMBE)である。
上記高沸点有機溶剤のインク受容層用塗布液中における含有量としては、0.05〜1質量%が好ましく、特に好ましくは0.1〜0.6質量%である。
また、微粒子の分散性を高める目的で、各種無機塩類、pH調整剤として酸やアルカリ等を含んでいてもよい。
更に、表面の摩擦帯電や剥離帯電を抑制する目的で、電子導電性を持つ金属酸化物微粒子を、表面の摩擦特性を低減する目的で各種のマット剤を含んでいてもよい。
(支持体)
本発明に用いる支持体としては、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も使用できるが、インク受容層を設ける側の最表層として、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂を含んでなる樹脂層(以下、単に「熱可塑性樹脂含有層」と呼ぶことがある。)を有していることが好ましい。尚、上記熱可塑性樹脂含有層は目的等に応じて紙基材の両側に設けることもできる。
次に、上記熱可塑性樹脂について説明する。
上記熱可塑性樹脂としては、特に制限はなく、ポリオレフィン樹脂(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のα−オレフィンの単独重合体またはこれらの混合物)など、公知の熱可塑性樹脂の微粒子化したものやそのラテックスから適宜選択して用いることができる。中でも、上記熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン樹脂(特には、ポリエチレン樹脂)が好ましい。
上記ポリオレフィン樹脂は、押出しコーティングが可能な範囲においては、その分子量に特に制限はなく、目的に応じて適宜選定することができ、通常は分子量20,000〜200,000の範囲のポリオレフィン樹脂が用いられる。
上記ポリエチレン樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選定することができ、例えば、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、線状低密度ポリエチレン(L−LDPE)等が挙げられる。
上記熱可塑性樹脂含有層中には、白色顔料、着色顔料或いは蛍光増白剤、フェノール、ビスフェノール、チオビスフェノール、アミン類、ベンゾフェノン、サリチル酸塩、ベンゾトリアゾール及び有機金属化合物といった安定化剤を添加することが好ましい。
前記熱可塑性樹脂含有層の形成方法としては、溶融押出し、ウェットラミネーション、ドライラミネーション等が挙げられるが、溶融押出しが最も好ましい。上記溶融押出しにより熱可塑性樹脂含有層を形成する際には、熱可塑性樹脂含有層とその下層(以下、「塗工層」ということがある)との接着を強固にするという目的から、塗工層表面に前処理を施しておくことが好ましい。
該前処理としては、硫酸クロム酸混液による酸エッチング処理、ガス炎による火炎処理、紫外線照射処理、コロナ放電処理、グロー放電処理、アルキルチタネート等のアンカーコート処理等が挙げられ、適宜選択して行うことができるが、特に簡便さの点からはコロナ放電処理が好ましい。コロナ放電処理の場合、水との接触角が70°以下になるように処理する必要がある。
−紙基材−
本発明における支持体には、不透明支持体である紙基材を用いることができる。
上記紙基材としては、通常の天然パルプを主成分とする天然パルプ紙、天然パルプと合成繊維とからなる混抄紙、合成繊維を主成分とする合成繊維紙、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンなどの合成樹脂フィルムを擬紙化した、いわゆる合成紙のいずれでもよいが、天然パルプ紙(以下、単に「原紙」という)が特に好ましい。原紙は、中性紙(pH5〜9)、酸性紙とも用いることができるが、中性紙がより好ましい。
上記原紙は、針葉樹、広葉樹等から選ばれる天然パルプを主原料に、必要に応じ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、尿素樹脂微粒子等の填料、ロジン、アルキルケテンダイマー、高級脂肪酸、エポキシ化脂肪酸アミド、パラフィンワックス、アルケニルコハク酸等のサイズ剤、でんぷん、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン、ポリアクリルアミド等の紙力増強剤、硫酸バンド、カチオン性ポリマー等の定着剤等を添加したものを用いることができる。また、界面活性剤等の柔軟剤を添加してもよい。更に、上記天然パルプに代えて合成パルプを使用した合成紙を使用してもよく、天然パルプと合成パルプとを任意の比率に混合したものを使用してもよい。中でも、短繊維で平滑性が高くなる広葉樹パルプを用いるのが好ましい。使用するパルプ材の濾水度は、200〜500ml(C.S.F)の範囲であることが好ましく、300〜400mlの範囲であることが更に好ましい。
上記紙基材には、サイズ剤、柔軟化剤、紙力剤、定着剤等の他の成分を含有していてもよい。上記サイズ剤としては、ロジン、パラフインワックス、高級脂肪酸塩、アルケニルコハク酸塩、脂肪酸無水物、スチレン無水マレイン酸共重合物、アルキルケテンダイマー、エポキシ化脂肪酸アミド等が挙げられ、上記柔軟化剤としては、無水マレイン酸共重合物とポリアルキレンポリアミンとの反応物、高級脂肪酸の4級アンモニウム塩等が挙げられ、上記紙力剤としては、ポリアクリルアミド、スターチ、ポリビニルアルコール、メラミンホルムアルデヒド縮合物、ゼラチン等が挙げられ、また、上記定着剤としては、硫酸バンド、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン等が挙げられる。その他、染料、螢光染料、帯電防止剤等を必要に応じて添加することができる。
上記紙基材には、既述の熱可塑性樹脂含有層の形成前に予め、コロナ放電処理、火炎処理、グロー放電処理、プラズマ処理等の活性化処理を施すことが好ましい。
−カレンダー処理−
本発明における支持体には、カレンダー処理を施すことができる。
紙基材上に熱可塑性樹脂含有層を設けた後に、特定の条件でカレンダー処理を施すことによって、上記熱可塑性樹脂含有層の平面性を得ることができ、更に該熱可塑性樹脂含有層を介して形成されるインク受容層の表面の高光沢性、高平面性、および高画質画像形成性を確保することができる。
上記カレンダー処理は、ロール対の少なくとも一方が金属ロールで構成された(好ましくは金属ロールと樹脂ロールとで構成された)ソフトカレンダーまたはスーパーカレンダー、或いはその両方を用いて、その金属ロールの表面温度を既述の熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上とすると共に、ロール対におけるロールニップ間のニップ圧を50〜400kg/cmとして行なわれることが好ましい。
以下、金属ロールと樹脂ロールとを有するソフトカレンダー、スーパーカレンダーについて詳述する。金属ロールとしては、表面の平滑な円筒状または円柱状のロールであって、その内部に加熱手段を有するものであればその素材等に制限されることなく、公知の金属ロールから適宜選択して用いることができる。また、上記金属ロールは、カレンダー処理時において支持体の両側の面のうち記録面側、すなわちインク受容層が形成される側の面と接触するため、表面粗さは平滑なほど好ましい。上記表面粗さとしては、具体的には、JIS B0601で規定される表面粗さで0.3s以下が好ましく、更には0.2s以下が好適である。
また、上記金属ロールの処理時における表面温度は、紙基材に処理を施す場合には一般に70〜250℃が好ましい。これに対し、既述の熱可塑性樹脂含有層が設けられた紙基材に処理を施す場合には、該熱可塑性樹脂含有層中に含有された熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tg以上であるのが好ましく、上記Tg以上であって且つ+40℃以下であることが更に好ましい。
上記樹脂ロールとしては、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂等からなる合成樹脂ロールから適宜選択でき、そのジョアD硬度が60〜90であるものが適切である。
また、上記金属ロールを有するロール対のニップ圧としては50〜400kg/cmが適切であり、好ましくは100〜300kg/cmである。上記のように構成されるロール対を一対配したソフトカレンダーおよび/またはスーパーカレンダーによる処理の場合、1〜2回程度行なわれるのが望ましい。
尚、インクジェット記録媒体に用いる支持体は特に限定されるものではなく、プラスチック等の透明材料よりなる透明支持体を用いることもできる。透明支持体に使用可能な材料としては、透明性で、OHPやバックライトディスプレイで使用される時の輻射熱に耐え得る性質を有する材料が好ましい。この様な材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル類;ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアミド等を挙げることができる。中でも、ポリエステル類が好ましく、特にポリエチレンテレフタレートが好ましい。
また、CD−ROM、DVD−ROM等の読み出し専用光ディスク、CD−R、DVD−R等の追記型光ディスク、更には書き換え型光ディスクを支持体として用い、レーベル面側にインク受容層および光沢付与層を付与することもできる。
本発明のインクジェット記録媒体の構成層(例えばインク受容層)には、ポリマー微粒子分散物を添加してもよい。ポリマー微粒子分散物は、寸度安定化、カール防止、接着防止、膜のひび割れ防止等のような膜物性改良の目的で使用される。ポリマー微粒子分散物については、特開昭62−245258号、同62−1316648号、同62−110066号の各公報に記載がある。なお、ガラス転移温度が低い(40℃以下の)ポリマー微粒子分散物をインク受容層に添加すると、層のひび割れやカールを防止することができる。また、ガラス転移温度が高いポリマー微粒子分散物をバック層に添加しても、カールを防止することができる。
本発明のインク受容層の層厚としては、インクジェット記録の場合では、液滴を全て吸収するだけの吸収容量を持つ必要があるため、層中の空隙率との関連で決定する必要がある。例えば、インク量が8nL/mmで、空隙率が60%の場合であれば、層厚が約15μm以上の膜が必要となる。この点を考慮すると、インクジェット記録の場合には、インク受容層の層厚としては、10〜50μmが好ましい。
また、インク受容層の細孔径は、メジアン径で0.005〜0.030μmが好ましく、0.01〜0.025μmがより好ましい。空隙率及び細孔メジアン径は、(株)島津製作所製の水銀ポロシメーター「ボアサイザー9320−PC2」を用いて測定することができる。
また、インク受容層は、透明性に優れていることが好ましいが、その目安としては、インク受容層を透明フイルム支持体上に形成したときのヘイズ値が、30%以下であることが好ましく、20%以下であることがより好ましい。該ヘイズ値は、スガ試験機(株)製のヘイズメーター「HGM−2DP」を用いて測定することができる。
<インクジェット記録方法>
本発明のインクジェット記録方法は、本発明における前記インクジェット記録媒体に、本発明における前記インクジェットインクを、後述の特定のインク循環装置を備えた画像形成装置を用いて記録を行うことを特徴とするものであるが、これらの構成以外は、特に制限はなく、公知のインクジェット記録方法における装置等を用いることができる。
本発明は、特に、上記特定のインクジェットインク及び特定の画像形成装置を用いて記録を行なうことにより、鮮明でかつ高濃度な記録画像を得ることができるものであり、かつ、吐出安定性に優れたものとすることができる。
−インクジェット記録方式−
本発明のインクジェット記録方法においては、本発明における前記インクジェットインク及び前記インクジェット記録媒体を用い、かつ、後述のインク循環装置を備えた画像形成装置を用いることを特徴とする。
これらの構成以外は、特に制限はなく、公知のインクジェット記録方式を用いることができる。
インクジェット記録方式としては、公知の方式、例えば静電誘引力を利用してインクを吐出させる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用するドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)、電気信号を音響ビームに変えインクに照射して、放射圧を利用してインクを吐出させる音響インクジェット方式、及びインクを加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマルインクジェット方式等が挙げられるが、中でも、後述の共通流路と共通循環路の液体の圧力差を変化させるピエゾ素子の振動圧力を利用するドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)が好ましい。詳細については、後述する。
インクジェット記録方式には、フォトインクと称する濃度の低いインクを小さい体積で多数射出する方式、実質的に同じ色相で濃度の異なる複数のインクを用いて画質を改良する方式や無色透明のインクを用いる方式が含まれる。
本発明のインクジェット記録方法では、印画後(好ましくは印画後10分以内)に乾燥を行うことができる。乾燥装置は後述の画像形成装置にインラインあるいはオフラインで装備される。
乾燥方法としては加熱乾燥方法が好ましく、加熱方法としては、加熱送風乾燥機による温風や熱風加熱、赤外ランプによる赤外線乾燥、熱ロール加熱、誘電加熱などの通常の方法で行われる。加熱過剰により例えばカールといった問題を生じることなく濃度、印画直後からの色相変化に優れた記録画像を得るためには印画直後2分以内、更に1分以内で乾燥処理を行うことが好ましく、乾燥は50℃〜200℃にて1秒間〜5分間が好ましく、50℃〜150℃にて1秒間〜5分間行うことが好ましい。
(画像形成装置)
本発明における画像形成装置は、複数の液滴吐出素子、前記複数の液滴吐出素子にそれぞれ供給路を介して連通する共通流路及び前記複数の液滴吐出素子にそれぞれ還流路を介して連通する前記共通循環路を有し、前記インクジェットインクは前記共通流路から前記複数の液滴吐出素子に供給されると共に、前記共通循環路に循環するインク循環装置を備えたことを特徴とするものである。
前記構成とすること以外は、特に限定されず公知のその他の装置を備える画像形成装置とすることができる。
本発明において、前記本発明のインクジェット記録方法の構成とすることにより、使用するインクジェットインクは循環されるため、待機していて使用していないノズルにおいてもノズル近傍のインクジェットインク粘度が高くなることなく、吐出不良を防止することができる。特に、前述のインクジェットインクを用いて、間欠吐出した際の不良を顕著に防止することができる。
〔インク循環系の構成〕
本発明における画像形成装置の一実施形態であるインクジェット記録装置のインク循環系について説明する。
図1は、インクジェット記録装置のインク循環系を示した概略図である。
図1に示すように、インクジェット記録装置10のインク循環系は、記録ヘッド50(50A)、インクタンク100、サブタンク102、溶媒濃度検出器104、溶媒添加装置106、及び脱気装置108から主に構成され、インクタンク100からサブタンク102を介して記録ヘッド50にインク供給が行われ、記録ヘッド50に形成される複数のノズル64からそれぞれインク滴が吐出されるとともに、記録ヘッド50に供給されたインクの一部はヘッド内部を循環してサブタンク102に戻される。
以下、各部の構成について説明する。
インクタンク100とサブタンク102を接続する流路110にはポンプ112が設けられている。ポンプ112によって、インクタンク100内のインクがサブタンク102に供給される。ポンプ112はサブタンク102内のインク量が一定となるように制御が行われている。サブタンク102にはインク温度調節用加熱冷却器114が内蔵されており、インク温度調整用加熱冷却器114によってサブタンク102内のインクが所定温度となるように温調することでインク粘度を下げている。例えば、記録ヘッド50内部のインク温度を検出する温度センサ(不図示)が設けられ、記録ヘッド50内部のインク温度が所定温度(例えば55℃)となるように(即ち、所望のインク粘度となるように)、インク温度調整用加熱冷却器114を制御する態様がある。
サブタンク102と記録ヘッド50は、第1及び第2の流路116、118により接続されている。記録ヘッド50に形成される共通流路52の一端に形成される第1の供給口54を介して第1の流路116が接続されるとともに、共通流路52の他端に形成される第2の供給口56を介して第2の流路118が接続される。第1の流路116はサブタンク102から記録ヘッド50にインク供給を行うための供給流路であり、ポンプ120及びフィルタ122が設けられる。一方、第2の流路118は記録ヘッド50に供給されたインクの一部をサブタンク102に戻すための循環流路であり、ポンプ124が設けられる。
ポンプ120によってサブタンク102内のインクは第1の流路116からフィルタ122を介して記録ヘッド50に供給される。フィルタ122の細かさ(メッシュサイズ)はノズル径よりも小さいことが好ましく、サブタンク102から記録ヘッド50内部に混入した異物がノズル目詰まりを起こすことを未然に防止することができる。例えば、ノズル径よりも10%程度小さなメッシュサイズのフィルタが用いられる。
記録ヘッド50に供給されたインクの一部は、共通流路52を経由して、ポンプ124によって第2の流路118からサブタンク102に戻される。図示は省略するが、第2の流路118には、ポンプ124より上流側(記録ヘッド50側)に真空脱気装置を設置する態様もある。
共通流路52に連通する各圧力室58にはそれぞれノズル64との連通路であるノズル流路62が設けられている。ノズル流路62には還流路72が設けられ、還流路72を介して共通循環路70に連通している。共通循環路70は不図示の接続流路(図3中符号71として記載)を介して回収口74に連通しており、回収口74にはポンプ132に繋がる流路130が接続されている。
図2は、記録ヘッド50の内部構造の一例を示した模式図である。図2に示すように、記録ヘッド50には、インク滴の吐出口となるノズル64、圧力室58、供給路60、及び圧力室58の壁面を構成する振動板66を変形させる圧電素子68を含む液滴吐出素子80が複数設けられている。なお、記録ヘッド50の詳細構成については後で説明するが、記録ヘッド50は複数のヘッドユニットを並べて構成されるものであり、各ヘッドユニットに多数の液滴吐出素子80がマトリクス状(2次元的)に配列されている。
各圧力室58はそれぞれ供給路60を介して共通流路52に連通しており、共通流路52から各圧力室58に対してそれぞれ対応する供給路60を介してインク供給が行われる。供給路60は、圧力室58から共通流路52への逆流を抑える供給絞りとしても機能する。また、各圧力室58にはそれぞれノズル流路62を介してノズル64が連通している。
各圧力室58の壁面を構成する振動板66上には圧電素子68が設けられている。圧電素子68に駆動電圧を印加すると、振動板66の変形に応じて圧力室58の容積が変化する。圧力室58の容積が増加する方向に振動板66が変形すると、ノズル64に形成されるメニスカスがインク流入側(圧力室58側)に引き込まれるとともに、共通流路52内のインクが供給路60を介して圧力室58に吸い込まれリフィルが行われる。一方、圧力室58の容積が減少する方向に振動板66が変形すると、ノズル64のメニスカスはインク吐出側(圧力室58とは反対側)に押し出され、ノズル64からインク滴が吐出される。特に、引きと押しの間隔を圧力室58とインクの流体的な共振周期の1/4にすることが好ましく、引きと押しの振動が重ね合わされて大きな変位を得られ、容易にインク吐出を行うことが可能となる。
インク吐出が行われる際、圧力室58内のインクはインク吐出側であるノズル流路62に流れるだけでなく、インク供給側である供給路60にもその一部が流れる。圧力室58からノズル流路62に向かうインク流量と供給路60に向かうインク流量は、それぞれの流路抵抗、イナータンスの比で決まる。一般的なインクジェットヘッドでは、ほぼ1対1となるように各部の寸法が決められている。
図3は、記録ヘッド50の詳細構造を示した平面図である。図4は、記録ヘッド50の一部を示した断面図(図3中7−7線に沿う断面図)である。なお、図3では、圧力室58の配置構成に対する理解を容易にするために、振動板66や圧電素子68の図示を省略している。本実施形態の記録ヘッド50は、図3及び図4に示すヘッドユニット51を複数個並べて構成されるものである。もちろん、1つのヘッドユニット51からヘッドが構成されていてもよい。
図3に示すように、ヘッドユニット51には、ノズル64や圧力室58を含む液滴吐出素子80がマトリクス状(2次元的)に配列されている。共通流路52は各圧力室58が形成される領域全体に渡って形成されており、共通流路52に開口する第1及び第2の供給口54、56がそれぞれ3つずつ設けられている。
また、ヘッドユニット51には、複数の共通循環路70が圧力室列59毎に設けられている。各共通循環路70にはそれぞれ対応する圧力室列59の各圧力室58が連通している。詳しくは、図2に示すように、各圧力室58はそれぞれ対応するノズル流路62及び還流路72を介して連通している。複数の共通循環路70は連通流路71を介して1つに繋がっており、連通流路71には3つの回収口74が形成されている。
図4に示すように、圧力室58の壁面を構成する振動板66上には個別電極69を備えた圧電素子68が設けられている。振動板66は少なくとも表面に電極層(導電層)が形成された導電性基板が用いられ、圧電素子68の共通電極を兼ねている。圧電素子68にはチタン酸ジルコン酸鉛(ピエゾ)等の圧電体が好適に用いられる。
また、振動板66上の圧電素子68を覆うように保護カバー67が設けられており、共通流路52内のインクに対する圧電素子68やその他配線部材(不図示)の絶縁保護が図られている。
このように構成される記録ヘッド50において、図3に示すように、共通流路52の上流側に形成される第1の供給口54におけるインクの圧力をP1、その下流側に形成される第2の供給口56におけるインクの圧力をP2、共通循環路70の一端(より詳しくは連通流路71)に形成される回収口74におけるインクの圧力をP3としたとき、次式
P1>P2>P3の関係が成立するように各圧力P1、P2、P3が設定又は制御されているとき、共通流路52の上流側から下流側に向かうインクの流れが形成されるとともに、共通流路52から供給路60、圧力室58、ノズル流路62、還流路72を経由して共通循環路70に向かうインクの流れが形成される。なお、一般的に共通流路52の流路断面積は大きく、その流体抵抗は小さいため、第1及び第2の供給口54、56間の圧力差△Pは数百〜数kPa程度である。
共通流路52内を流れるインクの単位時間あたりの流量は、第1及び第2の供給口54、56間のインクの圧力差(P1−P2)と共通流路52の流体抵抗から決定することができる。共通流路52の流量は、記録ヘッド50の発熱による温度変化を制御できる量であるとともに、共通流路52内に気泡が入った場合に気泡を流せる流量に設定することが好ましい。どちらの条件も流量を多くすればその条件を満たすことができる。ただし、共通流路52内に乱流が発生しない範囲に設定する必要があるが、一般的なインクジェットヘッドの発熱量と寸法では、まず解がない状態にはならないと考えられる。
例えば、ヘッド全吐出状態(描画用に最大周波数、最大吐出体積で吐出を続けた場合の吐出)での単位時間あたりのインク消費量の10〜20倍程度が現実的な流速である。2〔pl〕を40〔kHz〕で吐出するヘッドが1200〔dpi〕のノズル密度をもち、1ユニットあたり2インチの長さであると、2×2×1200×40000〔pl/sec〕=0.192〔ml/sec〕がインク消費量となるので共通流路52を流れるインク量は2〜4〔ml/sec〕程度にする。
また、ポンプ120、124によって各供給口54、56に付与される圧力P1、P2は、記録ヘッド50の各ノズル64の開口部に形成されるメニスカスを僅かに引き込むように弱い負圧となっており、大気圧に対し、−20〜−60〔mmHO〕となっている。
一般に、インクジェットヘッドでは、非吐出中のノズルからインクが漏れないように、ノズル部分のインクを、大気圧に対して多少の負圧にすることが一般に行われる。その負圧が強すぎるとメニスカスの表面張力が圧力に負けてノズルから空気を吸い込んでしまう。例えば、直径18〔μm〕のノズルに表面張力35〔mN/m〕のインクを使った場合、表面張力の最大値は1.98×10−6〔N〕になるのでノズル単位面積あたりでは8〔kN/m〕となる。これは換算すると81〔gf/cm〕であるため、負圧が、−810〔mmHO〕の状態でメニスカスとつりあい、これ以上になるとメニスカスが壊れる。しかし、実際のヘッドでは、多数のノズルがあるため、ノズル部分の工作精度、表面粗さや、ノズル部分の撥水処理の欠陥、さらには振動などが原因で、この計算値より低い背圧でメニスカスが壊れる場合が多い。実際に、実験では、前記のような不安定要因のため、必ずしも安定した結果は得られないが、−100〜−400〔mmHO〕で壊れる例が多い。そこで、実験から、マージンを見て、背圧の上限は−60〔mmHO〕に設定している。一方で、下限は、気圧、温度などの環境変化や振動によって、背圧をかけているにもかかわらずインクが漏れたりしないように−20〔mmHO〕に設定している。いずれの値も、理論的に求めた値ではなく、実験に基づく安定した性能を得られる範囲である。
図1に戻り、記録ヘッド50の回収口74には流路130が接続されている。流路130にはポンプ132が設けられており、回収口74と反対側の端部はリザーバタンク134に接続されている。共通流路52から供給路60、圧力室58、ノズル流路62、還流路72、共通循環路70を循環してきたインクは、ポンプ132によって回収口74から流路130を通ってリザーバタンク134に回収される。
リザーバタンク134とサブタンク102を接続する流路136には、上流側(リザーバタンク134側)から下流側(サブタンク102側)に向かって、溶媒濃度検出器104、溶媒添加装置106、脱気装置108、ポンプ138、及びフィルタ140が順に設けられている。
リザーバタンク134内に回収されたインクを流路136を介してサブタンク102に戻す際、まず、溶媒濃度検出器104によって、インクの密度、粘度、流速変化、電気伝導度等から溶媒濃度の検出が行われる。続いて、溶媒添加装置106によって、溶媒濃度検出器104による検出結果に応じて、溶媒タンク144内の溶媒が流路136内のインクに添加される。これにより、圧力室58やノズル流路62を経由した循環インク、特にノズル付近で増粘したインクを適正な粘度に回復することができる。なお、後述するように、溶媒濃度検出器104により検出された溶媒濃度は溶媒濃度制御部(図示無し)に送られ、溶媒濃度制御部によって溶媒添加装置106の駆動が行われる。
更に、真空ポンプ146が接続された脱気装置108によってインク中の溶存空気量を減らす処理(脱気処理)が行われる。なお、サブタンク102と記録ヘッド50を接続する第2の流路118のポンプ124より上流側(記録ヘッド50側)に真空脱気装置を設ける場合は、脱気装置108は省略される。
脱気装置108により脱気処理が行われたインクは、ポンプ138によってフィルタ140を介してサブタンク102に戻される。その後、インクタンク100から供給されるインクとともに、記録ヘッド50に対して再び供給される。
図1に示したインク循環系の構成によれば、ポンプ132と、溶媒添加装置106や脱気装置108との間にリザーバタンク134が配置されるので、ポンプ132により回収口74に付与される圧力P3に溶媒添加や脱気などの再生処理の影響を与えないようにすることができる。
(作用)
本発明における画像形成装置の一実施形態であるインクジェット記録装置のインク循環系の作用を図5を用いて説明する。
図5は、共通流路52から供給路60を経由して共通循環路70に流れるインクの流れを説明するインクフローの説明図である。
図5において、インクタンク(図示なし)より供給されたインクは、まず共通流路(供給側)52に流れる。次に、共通流路(供給側)52から個別の圧力室58へ供給路60を通じてインクが供給される。この供給路60はイナータンスが大きくなるように設計されており、吐出時にインクが共通流路(供給側)52へ逆流するのを防いでいる。圧力室58に導入されたインクは、圧力素子(アクチュエータ)68の駆動にともなってノズルより吐出される。また、圧力素子(アクチュエータ)68の動作とは別に共通流路(供給側)52と共通循環路(循環側)70の圧力差により圧力室58から共通循環路(循環側)70へと循環路72を通してインクは流れる。この循環路は吐出時のインクが共通循環路(循環側)70へ流れるの防ぐためにイナータンスが大きくなるように設計されている。共通循環路(循環側)70に流れたインクはインクタンクへと帰還する。
インクの流れは、下記表1のようになる。
循環における流れは、共通流路(供給側)と共通循環路(循環側)の液体の圧力差によって生じる。また、吐出における流れは圧力素子(アクチュエータ)の発生圧力によって生じる。この急激な流れは、イナータンスの大きな供給路と循環路には殆んど流れが発生しない。
Figure 0005171534
上記のようにインクは常時循環していることにより、インクの乾燥による物性変化を抑制し、上記インク循環系を有する本発明のインクジェット記録方法はインクの間欠吐出性に優れた画像形成方法とすることができる。
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例により限定されるものではない。尚、部及び%は特に明示のない限り質量部、質量%を示す。
[実施例1]
(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。
ついで前記で得られたパルプスラリーに、対パルプ当り、カチオン変性でんぷん(日本NSC製CAT0304L)1.3%、アニオン性ポリアクリルアミド(星光PMC製 DA4104)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(株)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。
前記のようにして調製したパルプスラリーを長網抄紙機で抄紙し、ウェッブのフェルト面をドラムドライヤーシリンダーにドライヤーカンバスを介して押し当てて乾燥する工程において、ドライヤーカンバスの引張り力を1.6kg/cmに設定して乾燥を行なった後、サイズプレスにて原紙の両面にポリビニルアルコール((株)クラレ製:KL−118)を1g/m塗布して乾燥し、カレンダー処理を行った。なお、原紙の坪量は166g/mで抄造し、厚さ160μmの原紙(基紙)を得た。
得られた基紙のワイヤー面(裏面)側にコロナ放電処理を行なった後、溶融押出機を用いて高密度ポリエチレンを厚さ25g/mとなるようにコーティングし、マット面からなる熱可塑性樹脂層を形成した。この裏面側の熱可塑性樹脂層に更にコロナ放電処理を施し、その後、帯電防止剤として、酸化アルミニウム(日産化学工業(株)製の「アルミナジル100」)と二酸化ケイ素(日産化学工業(株)製の「スノーテックスO」)とを1:2の質量比で水に分散した分散液を、乾燥質量が0.2g/mとなるように塗布した。続いて表面にコロナ処理し10%の酸化チタンを有する密度0.93g/mのポリエチレンを24g/mになるように溶融押出機を用いてコーティングした。
(インク受容層用塗布液A(第1液)の調製)
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、を混合しビーズミル(KD−P、(株)ジンマルエンタープライゼス製)を用いて分散させた後、分散液を45℃に加熱し20時間保持した。その後、これに下記(5)ホウ酸水溶液と、(6)ジメチルアミン・エピクロルヒドリン・ポリアルキレンポリアミン重縮合物と、(7)ポリビニルアルコール溶解液と、(8)「スーパーフレックス650−5」と、(9)エタノール水と、を30℃で加え、インク受容層用塗布液A(第1液)を調製した。
(1)気相法シリカ微粒子 100部(AEROSlL300SF75、日本アエロジル(株)製)
(2)イオン交換水 555部
(3)「シャロールDC−902P」 8.7部 (分散剤、第一工業製薬(株)製、51.5%水溶液)
(4)酢酸ジルコニル 2.7部(「ZA−30」、第一稀元素化学工業(株)製、50%水溶液)
(5)ホウ酸(架橋剤)水溶液(7.5%) 50部
(6)ジメチルアミン・エピクロルヒドリン・ポリアルキレンポリアミン重縮合物
(「SC−505」、ハイモ(株)、50%水溶液) 0.77部
(7)下記組成のポリビニルアルコール(水溶性樹脂)溶解液 290部
(8)「スーパーフレックス650−5」 25部(カチオン変性ポリウレタン、第一工業製薬(株)製、25%溶液)
(9)エタノール水(エタノール含有量59%) 75部
−ポリビニルアルコール溶解液の組成−
・ポリビニルアルコール 20.3部(「PVA235」、鹸化度88%、重合度3500、(株)クラレ製)
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル 6.0部 (「ブチセノール20P」、協和発酵(株)製)
・イオン交換水 263.7部
(塩基性溶液B(第2液)の調製)
下記に示した組成物を混合攪拌し、塩基性溶液Bを得た。
(1)ホウ酸 0.65部
(2)炭酸ジルコニルアンモニウム 2.5部
(ジルコソールAC−7(13%水溶液)、第一稀元素化学工業(株)製)
(3)炭酸アンモニウム(一級:関東化学(株)製) 4.0部
(4)イオン交換水 92.85部
(5)エマルゲン109P(ポリオキシエチレンラウリルエーテル:(株)花王製) 0.6部
(インラインブレンド用多価金属塩水溶液Cの調製)
下記に示した組成物を混合攪拌し、インラインブレンド用多価金属塩水溶液Cを得た。
(1)アルファイン83 20.0部 (ポリ塩化アルミ:大明化学工業株式会社製、70%溶液)
(2)エマルゲン109P(ポリオキシエチレンラウリルエーテル:(株)花王製) 4.4部
(3)イオン交換水 75.6部
(インクジェット記録媒体の作製)
前記支持体のオモテ面にコロナ放電処理を行った後、173g/mの塗布量となるように流したインク受容層用塗布液A(第1液)に、インラインブレンド用多価金属塩水溶液Cを10.8g/mの速度でインラインミキシングしてインク受容層用塗布液A−2を調製し、塗布をおこなった。その後熱風乾燥機にて80℃(風速3〜8m/sec)で塗布層の固形分濃度が20%になるまで乾燥させた。この塗布層は、この間は恒率乾燥を示した。その後、減率乾燥を示す前に、前記塩基性溶液B(第2液)に3秒浸漬して前記塗布層上にその13g/mを付着させ、更に80℃下で10分間乾燥させた(硬化工程)。これにより、乾燥膜厚32μmのインク受容層が設けられたインクジェット記録媒体を作製した。
[水溶性樹脂の膨潤率測定]
(水溶性樹脂膜の作製)
上記より得た支持体の表面にコロナ放電処理を行った後、エクストルージョンダイコーターを用いて下記水溶性樹脂膜の塗布液を乾燥後の膜厚が5μmとなるように塗布を行い、80℃で10分間乾燥して、水溶性樹脂膜を得た。
(水溶性樹脂膜の塗布液)
・イオン交換水 56.4部
・ポリビニルアルコール溶解液(7%水溶液) 37.2部
(PVA235、けん化度88%、重合度3500 (株)クラレ製)
・ホウ酸(7.5%水溶液) 6.4部
・エマルゲン109P(10%水溶液) 0.7部
(ポリオキシエチレンラウリルエーテル (株)花王製)
(膨潤率測定)
23℃50%RH環境下にて上記水溶性樹脂膜を2日間調湿し、同環境下にて上記水溶性樹脂膜に測定される表2に記載の水溶性有機溶剤を1ml滴下し5分後の膨潤率を膜厚の変化より測定した。水溶性樹脂がPVA235、水溶性有機溶剤がジエチレングリコールモノメチルエーテルの場合、樹脂の膨潤率は0.9%であった。(他の水溶性樹脂/水溶性有機溶剤の組合せも同様の方法で測定した。)
<インクの作製>
(マゼンタインクの作製)
下記の成分に脱イオン水を加え1リットルとした後、30〜40℃で加熱しながら1時間攪拌した。その後、KOH10mol/lにてpH=9に調整し、平均孔径0.25μmのミクロフィルターで減圧濾過しマゼンタ用インク液(M−101)を調製した。
・下記染料M−1 35.0g/l
・トリエチレングリコール(対PVA235膨潤率:5.0%)19.0g/l
・ジエチレングリコールモノメチルエーテル(DEGmME)
(対PVA235膨潤率:0.9%) 100.0g/l
・2−ピロリドン(対PVA235膨潤率:4.5%) 11.0g/l
・尿素 24.0g/l
・PROXEL XL2(AVECIA(株)製) 1.1g/l
・下記ベタイン化合物 17.0g/l
・ニューポールPE−108(PEG(300)−PPG(55)共重合体、三洋化成工業(株)製) 8.0g/l
Figure 0005171534

Figure 0005171534

<性能評価>
[吐出性]
上記で調製したインクジェットインクについて、以下のようにしてインクの吐出安定性を評価した。尚、評価環境は25℃、相対湿度50%であった。
評価装置として、下記インクジェット記録装置Aを用い、以下の(i)〜(iii)の評価項目について評価し、その結果を下記評価基準で評価した。画像ムラは光学顕微鏡を用いて目視観察した。尚、吐出率とは、「(吐出が認められるノズル数/全ノズル数)×100(%)」とした。結果を表2に示す。
(インクジェット記録装置A)
インクジェット記録装置Aは、下記の設定条件に設定された図1に記載のインクジェット記録装置を用いた。但し、溶媒濃度検出器104、溶媒添加装置106、フィルタ140を用いない装置を用いた。
<設定条件>
・サブタンク102内のインク温度:25℃
・フィルタ122:メッシュサイズ5μm
・ヘッドユニット51:ノズル径18μm、1200dpi、1ユニット2cmの長さ
・圧電素子68:チタン酸ジルコン酸鉛(ピエゾ)
・共通流路52を流れるインク量:2〜4ml/sec
〜評価項目〜
(i)画像ムラが見られないものを良好であるとした。
(ii)1分間連続吐出後、60分間吐出を休止した。その後に、再度画像を形成した。再吐出した際の吐出率が90%以上(不吐出率が10%未満)を良好であるとした。
(iii)60分間連続吐出後の吐出率が95%以上(不吐出率が5%未満)を良好であるとした。
・・・着弾点ずれによる不良を不吐出率に含む。
〜評価基準〜
AA:(i)〜(iii)の全てが満たされていた。
A :(i)、(iii)の2項目が満たされていた。
B :(i)、(ii)の2項目が満たされていた。
C :(i)のみが満たされていた。
D :(i)〜(iii)の全てが満たされなかった。
[印画濃度]
インクジェット記録装置Aを用いて、上記で得られたインクジェット記録媒体のインク受容層形成面側にマゼンタのベタ画像を印画し、同25℃、相対湿度50%の環境下に24時間保管した。保管後X−rite310(X−rite社製)にて濃度測定を行い、下記評価基準に従って評価した。得られた結果を表2に示す。
〜評価基準〜
A:濃度が2.3以上
B:濃度が2.2以上、2.3未満
C:濃度が2.1以上、2.2未満
D:濃度が2.1未満
[実施例2〜18、比較例1〜3]
実施例1において、水溶性有機溶剤、水溶性高分子増粘剤等の種類と量等を下記表のように変更した以外は、実施例1と同様に行い、マゼンタインクを作製し、実施例1と同様にして印画を行い、実施例1と同様にして評価した。得られた結果を下記表に示す。表中のTEGmMEの膨潤率は3.4%であった。また、実施例及び比較例中、DPGmBEはジプロピレングリコールモノブチルエーテル、PGmMEはプロピレングリコールモノメチルエーテル、TEGmMEはトリエチレングリコールモノメチルエーテルを示す。
Figure 0005171534

上記表2から明らかな通り、本発明の構成を有するインク、インクジェット記録媒体及びインク循環装置を用いた実施例は、いずれも印画濃度が高く、吐出性に優れるものであった。
インクジェット記録装置のインク循環系を示した概略図である。 記録ヘッド50の内部構造の一例を示した模式図である。 記録ヘッド50の詳細構造を示した平面図である。 記録ヘッド50の一部を示した断面図(図3中7−7線に沿う断面図)である。 共通流路52から供給路60を経由して共通循環路70に流れるインクの流れを説明するインクフローの説明図である。
符号の説明
10 インクジェット記録装置、 50(50A) 記録ヘッド、 51 ヘッドユニット、 52 共通流路、 54 第1の供給口、 56 第2の供給口、 58 圧力室、 59 圧力室列、 60 供給路、 62 ノズル流路、 64 ノズル、 66 振動板、 68 圧電素子、 69 個別電極、 70 共通循環路、 71 接続流路、 71 連通流路、 72 還流路、 74 回収口、 80 液滴吐出素子、 100 インクタンク、 102 サブタンク、 104 溶媒濃度検出器、 106 溶媒添加装置、 108 脱気装置、 110、130、136 流路、 112、120、124、132、138 ポンプ、 114 インク温度調節用加熱冷却器、 116、118 第1及び第2の流路、 122、140 フィルタ、 134 リザーバタンク、 144 溶媒タンク、 146 真空ポンプ、 P1 第1の供給口54におけるインクの圧力、 P2 第2の供給口56におけるインクの圧力、 P3 回収口74におけるインクの圧力

Claims (6)

  1. 無機微粒子、水溶性樹脂及び架橋剤を少なくとも含むインク受容層を支持体上に備えたインクジェット記録媒体に、少なくとも染料、水、及び水溶性有機溶剤を含み、前記水溶性有機溶剤の50質量%以上が、前記架橋剤で架橋した前記水溶性樹脂の膨潤率が3%以下の水溶性有機溶剤であるインクジェットインクを、複数の液滴吐出素子と、前記複数の液滴吐出素子にそれぞれ供給路を介して連通する共通流路と、前記複数の液滴吐出素子にそれぞれ還流路を介して連通する共通循環路とを有し、前記インクジェットインクは前記共通流路から前記複数の液滴吐出素子に供給され、前記共通循環路に循環するインク循環装置を備えた画像形成装置を用いて吐出することにより記録を行うインクジェット記録方法。
  2. 全水溶性有機溶剤の含有率が前記インクジェットインク全質量に対して5〜25質量%である請求項1に記載のインクジェット記録方法。
  3. 前記膨潤率が3%以下の水溶性有機溶剤が、1,2−アルキルジオール、エチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、トリエチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル及びトリプロピレングリコールジアルキルエーテルからなる群より選択される少なくとも一種である請求項1又は請求項2に記載のインクジェット記録方法。
  4. 前記インクジェットインクがさらに水溶性高分子増粘剤を前記インクジェットインク全質量に対して0.01〜5質量%含有する請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  5. 前記インクジェットインクは前記共通流路から前記供給路を介してノズルを有する前記複数の液滴吐出素子に供給されて吐出され、前記ノズルから吐出されなかった前記インクジェットインクは前記還流路を介して前記共通循環路に循環することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  6. 前記供給路は前記共通流路と前記共通循環路のインクジェットインクの圧力差を変化させる圧力室に接続され、前記還流路は前記圧力室と前記ノズルを連通するノズル流路に接続されることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
JP2008266256A 2008-10-15 2008-10-15 インクジェット記録方法 Expired - Fee Related JP5171534B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008266256A JP5171534B2 (ja) 2008-10-15 2008-10-15 インクジェット記録方法
US12/573,896 US8201934B2 (en) 2008-10-15 2009-10-06 Inkjet recording method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008266256A JP5171534B2 (ja) 2008-10-15 2008-10-15 インクジェット記録方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010094864A JP2010094864A (ja) 2010-04-30
JP5171534B2 true JP5171534B2 (ja) 2013-03-27

Family

ID=42098464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008266256A Expired - Fee Related JP5171534B2 (ja) 2008-10-15 2008-10-15 インクジェット記録方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8201934B2 (ja)
JP (1) JP5171534B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110654115A (zh) * 2018-06-29 2020-01-07 精工爱普生株式会社 液体喷射头、液体喷射装置及其制造方法

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4777411B2 (ja) * 2008-12-26 2011-09-21 富士フイルム株式会社 インク組成物及び画像形成方法
JP5430316B2 (ja) * 2009-09-18 2014-02-26 富士フイルム株式会社 画像形成方法
JP4920731B2 (ja) * 2009-09-18 2012-04-18 富士フイルム株式会社 インク組成物、インクセットおよびインクジェット画像形成方法
JP4897023B2 (ja) * 2009-09-18 2012-03-14 富士フイルム株式会社 インク組成物、インクセットおよびインクジェット画像形成方法
JP4902711B2 (ja) * 2009-09-18 2012-03-21 富士フイルム株式会社 インク組成物、インクセットおよび画像形成方法
JP5475389B2 (ja) * 2009-10-08 2014-04-16 富士フイルム株式会社 液滴吐出ヘッド、該液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置、および、該液滴吐出ヘッドに気泡を溜める方法
JP5750753B2 (ja) * 2011-01-11 2015-07-22 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP5668482B2 (ja) 2011-01-13 2015-02-12 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP5877170B2 (ja) * 2013-03-21 2016-03-02 富士フイルム株式会社 インクジェット記録装置
JP5840660B2 (ja) * 2013-09-03 2016-01-06 富士フイルム株式会社 インクジェットインク組成物及び画像記録方法
JP2016083861A (ja) * 2014-10-27 2016-05-19 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置
CN108136770B (zh) * 2015-10-07 2019-10-01 花王株式会社 喷墨记录方法
US10000066B2 (en) * 2016-02-10 2018-06-19 Ricoh Company, Ltd. Liquid discharge head, liquid discharge device, and liquid discharge apparatus
US9988540B2 (en) 2016-04-01 2018-06-05 Eastman Kodak Company Aqueous particle-free color inkjet ink composition
WO2018020910A1 (ja) * 2016-07-27 2018-02-01 コニカミノルタ株式会社 インクジェットヘッド
JP6943035B2 (ja) * 2017-06-27 2021-09-29 株式会社リコー 液体循環装置、液体を吐出する装置
JP2019014243A (ja) 2017-07-04 2019-01-31 キヤノン株式会社 インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
JP2019014171A (ja) 2017-07-07 2019-01-31 キヤノン株式会社 液体吐出装置の制御方法
JP6321275B1 (ja) * 2017-08-21 2018-05-09 サカタインクス株式会社 捺染用白色インクジェットインク組成物
JP7176199B2 (ja) * 2018-02-28 2022-11-22 ブラザー工業株式会社 液体吐出ヘッド、及び、液体吐出装置
JP7214990B2 (ja) * 2018-06-26 2023-01-31 コニカミノルタ株式会社 インクジェット記録装置及びインク移送方法
JP7233917B2 (ja) * 2018-12-26 2023-03-07 花王株式会社 インクジェット印刷用水系インク
JP7251175B2 (ja) * 2019-01-31 2023-04-04 セイコーエプソン株式会社 インクジェット記録方法、記録ヘッドセット及びインクジェット記録装置
JP7434774B2 (ja) * 2019-09-19 2024-02-21 セイコーエプソン株式会社 インクジェット記録装置及びインクジェット方法
JP7417831B2 (ja) 2020-03-23 2024-01-19 パナソニックIpマネジメント株式会社 インクジェットヘッド
JP7552278B2 (ja) 2020-11-16 2024-09-18 株式会社リコー 液体吐出装置、及び液体吐出方法
JP2022089272A (ja) * 2020-12-04 2022-06-16 東洋インキScホールディングス株式会社 有彩色プロセスカラーインクジェットインキ
US20230311535A1 (en) 2022-03-31 2023-10-05 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Liquid discharging device
EP4431295A1 (en) * 2023-03-14 2024-09-18 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Liquid discharging device

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6341152A (ja) 1986-08-07 1988-02-22 Canon Inc 液体噴射記録装置
GB8722085D0 (en) 1987-09-19 1987-10-28 Cambridge Consultants Ink jet nozzle manufacture
US5378574A (en) 1988-08-17 1995-01-03 Xerox Corporation Inks and liquid developers containing colored silica particles
JPH08170041A (ja) 1994-12-20 1996-07-02 Taoka Chem Co Ltd 水性記録インク
JPH09194780A (ja) 1996-01-18 1997-07-29 Canon Inc インク、これを用いたインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
GB9710530D0 (en) 1997-05-23 1997-07-16 Xaar Ltd Droplet deposition apparatus and methods of manufacture thereof
JP3470624B2 (ja) * 1998-12-16 2003-11-25 信越化学工業株式会社 耐水性インク組成物
JP4298100B2 (ja) 1998-12-28 2009-07-15 キヤノン株式会社 被記録媒体及びその製造方法
GB9917996D0 (en) 1999-07-30 1999-09-29 Xaar Technology Ltd Droplet deposition method and apparatus
JP2003053955A (ja) * 2001-08-10 2003-02-26 Konica Corp 画像記録方法及び画像記録装置
US7344235B2 (en) * 2002-01-15 2008-03-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ink composition for ink jet recording, ink cartridge, nozzle plate for ink jet recording, ink jet head, and recording apparatus
JP2004189870A (ja) 2002-12-11 2004-07-08 Fuji Xerox Co Ltd インクジェットインク、並びに、インクジェット記録方法
KR100584599B1 (ko) 2004-05-25 2006-05-30 삼성전자주식회사 잉크 세트, 이를 구비한 잉크젯 기록 장치 및 이를 이용한화상 형성 방법
EP1765941A4 (en) 2004-07-13 2008-09-03 Fujifilm Corp BLACK INK COMPOSITION, IT INCLUDING INK COMBINATION AND INK INJECTION METHOD
JP2006131751A (ja) 2004-11-05 2006-05-25 Nippon Soda Co Ltd 染料の耐光性が向上した液状組成物
JP2006206686A (ja) 2005-01-26 2006-08-10 Fuji Xerox Co Ltd インク、インクセット、記録方法、インクタンク、並びに記録装置
JP2006181954A (ja) 2004-12-28 2006-07-13 Daio Paper Corp インクジェット記録用紙
JP2006249242A (ja) 2005-03-10 2006-09-21 Fuji Photo Film Co Ltd インクジェットインク組成物、その製造方法およびインクジェット記録方法
JP2007106110A (ja) 2005-09-13 2007-04-26 Konica Minolta Holdings Inc 画像形成方法
JP2007136706A (ja) * 2005-11-15 2007-06-07 Konica Minolta Holdings Inc インクジェット記録方法
JP2007169528A (ja) 2005-12-22 2007-07-05 Fuji Xerox Co Ltd インク、インクセット、記録方法、インクカートリッジ、及び記録装置
US20070196597A1 (en) 2006-02-17 2007-08-23 Fujifilm Corporation Inorganic fine particle dispersion, method for forming same, ink jet recording medium and method for manufacturing same
JP4851310B2 (ja) * 2006-12-06 2012-01-11 富士フイルム株式会社 液滴吐出機構および画像形成装置
JP5240501B2 (ja) 2007-03-19 2013-07-17 株式会社リコー インクセット、インクカートリッジ、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110654115A (zh) * 2018-06-29 2020-01-07 精工爱普生株式会社 液体喷射头、液体喷射装置及其制造方法
CN110654115B (zh) * 2018-06-29 2021-07-20 精工爱普生株式会社 液体喷射头、液体喷射装置及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010094864A (ja) 2010-04-30
US8201934B2 (en) 2012-06-19
US20100091055A1 (en) 2010-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5171534B2 (ja) インクジェット記録方法
US8147053B2 (en) Ink-jet recording apparatus and ink-jet recording method
JP2010076179A (ja) インクジェット記録媒体、及びインクジェット記録方法
US20090022910A1 (en) Inkjet recording medium
JP2009034942A (ja) インクジェット記録用媒体
JP2007203642A (ja) インクジェット記録用セット、及びインクジェット記録方法
JP5213467B2 (ja) インクジェット記録方法
JP2010094843A (ja) インクジェット記録方法
JP2007098610A (ja) インクジェット記録用媒体
JP2010069774A (ja) インクジェット記録方法
JP4657961B2 (ja) インクジェット記録媒体用塗布液及びインクジェット記録媒体
JP4606986B2 (ja) インクジェット記録用媒体及びその製造方法
WO2010013582A1 (ja) インクジェット記録方法
JP2010094844A (ja) インクジェット記録方法
JP2010030198A (ja) インクジェット記録方法
US20110175965A1 (en) Inkjet recording method
JP2010030195A (ja) インクジェット記録方法
JP4343855B2 (ja) インクジェット記録用媒体
JP2004025724A (ja) インクジェット記録方法
JP2007038625A (ja) インクジェット記録用媒体及びその製造方法
JP3967960B2 (ja) インクジェット記録用シート及びその製造方法
JP2004025723A (ja) インクジェット記録方法
JP2009172973A (ja) インクジェット記録方法
JP2006326875A (ja) インクジェット記録用媒体の製造方法及びインクジェット記録媒体
JP2011067974A (ja) 画像形成方法及び記録物

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110802

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120924

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121009

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121108

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121204

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121225

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5171534

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees