JP4123776B2 - Image recording method and inkjet printer - Google Patents
Image recording method and inkjet printer Download PDFInfo
- Publication number
- JP4123776B2 JP4123776B2 JP2001395949A JP2001395949A JP4123776B2 JP 4123776 B2 JP4123776 B2 JP 4123776B2 JP 2001395949 A JP2001395949 A JP 2001395949A JP 2001395949 A JP2001395949 A JP 2001395949A JP 4123776 B2 JP4123776 B2 JP 4123776B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- recording medium
- ink
- image
- heating
- pigment
- 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
Links
Images
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、写真と同程度の画質及び保存性を有する画像の形成が可能な画像記録方法及びインクジェットプリンタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、インクジェットプリンタによる画像処理技術は、印字するインクの小液滴化やへッド走査、記録紙搬送の高精度化により、画素の尖鋭性や粒状性を向上させ、写真程度の画質に近づける努力がなされている。例えば、写真印画紙に使用されるレジンコート紙にインク吸収層を設けた専用紙を用いて染料インクで画像を記録することにより、銀塩写真に匹敵する画質を得ることができるようになった。
【0003】
しかしながら、染料インクで画像を記録すると写真の重要な機能である画像の保存性が劣ることがあった。また、顔料インクで画像を記録した場合は画像の保存性は良いが、銀塩写真に匹敵する画質を得ることができないことがあった。画像の表現手段として伝統のある写真にとって画質は重要な性能であるが、中でも画像の質感は、尖鋭性、粒状性、光沢度などの評価尺度では表現できず、単にこれらの数値を向上させても銀塩写真とは質感が異なり、見た目には異質であった。また、写真は画像を記録する手段でもあり、画像の保存性も重要な性能である。
【0004】
そこで、写真の高度な画質と画像の保存性を両立させるために、受像層の表層にラテックスを含有した記録紙に顔料インクで画像を形成し、その後加熱加圧をすることで画像を定着させる印字方法がある。この方法によると画像の保存性、尖鋭性、光沢度などは銀塩写真に近い画像が得られたが、色再現性、粒状性が劣り、質感が異なることがあったりした。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の従来技術の問題に鑑み、画像の保存性を有し写真と同程度の画質を得ることのできる画像記録方法及びインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による画像記録方法は、支持体上にインク吸収層を有し表層に熱可塑性樹脂と無機顔料とを熱可塑性樹脂/無機顔料の固形分質量比が90/10〜10/90で含有した記録媒体に顔料インクを液滴速度6〜10m/sで噴射しながら各画素を隣り合う画素に対し少なくとも10msの時間間隔で形成し、その後に前記記録媒体の加熱温度をTg±10℃の範囲(Tg:前記表層の熱可塑性樹脂のガラス転移点(℃))及び前記記録媒体に対する加圧力を9.8×104〜4.9×106Paの範囲で制御することで前記記録媒体に形成される画像のJIS規格H8686−2に基づいて得られる写像性値が60%以上95%以下になるように前記記録媒体を加熱及び加圧することにより画像記録を行うことを特徴とする。
【0007】
この画像記録方法によれば、表層に熱可塑性樹脂を含有した記録媒体を用いるので、インク噴射後に加熱し加圧することで写像性値を向上させることができる。顔料インクで画像が形成された記録媒体の面は写像性値が低下し易いのであるが、加熱加圧により熱可塑性樹脂が溶融し記録媒体の表面を覆うので、写像性値が向上する。
【0008】
また、インクの滴液速度が6m/s以下では噴射から着弾までの時間が長くなり、滴液速度の変動が滴液の着弾位置に大きな変動をもたらし画質が低下し、逆に、インクの滴液速度が10m/s以上では、記録媒体面上でインクが飛び散ってしまい画質が低下する。以上のことからインクの滴液速度を6〜10m/sにすることで、色再現域が広くなり画質の良い画像を形成することができる。
【0009】
また、各画素の形成時に隣り合う画素に対しインクの着弾の時間間隔が少なくとも10msになるようにインクを記録媒体上に着弾させて画像を形成することにより、顔料インクが記録媒体に吸収されてから隣り合う画素のインクが着弾するので、粒状性が向上し、画質が良好になる。10ms未満であると、インク滴が合体し顔料が凝集し見かけ上大きな液滴で画像形成をしてしまい、粒状性が低下してしまう。
【0010】
また、写像性値が60%〜95%になるように記録媒体を加熱し加圧することで画質の光沢感が写真に似て、写真のような質感を得ることができる。写像性値は、例えば、記録媒体の構成、熱可塑性樹脂粒子の種類と含有率、加熱温度、加圧圧力、加熱加圧時間、加熱加圧方法、加熱加圧時に媒体と接触する面の平滑度などで制御可能である。本発明では、前記記録媒体の加熱温度をTg±10℃の範囲(Tg:前記表層の熱可塑性樹脂のガラス転移点(℃))及び前記記録媒体に対する加圧力を9.8×104〜4.9×106Paの範囲で制御することで、画像のJIS規格H8686−2に基づいて得られる写像性値を60%〜95%内に制御できる。また、前記記録媒体の加熱及び加圧時に加熱加圧時間を更に制御することが好ましい。
【0011】
また、インクとして顔料インクを用いることで、染料インクに比べて、画像記録後の記録媒体において光や酸素による退色がなく写真程度の長期の画質保存性を実現することができる。また、顔料インクは、染料インクに比べて径が大きく記録媒体に吸収しにくい特性等から写像性値が低下し易いが、インク噴射後の記録媒体を加熱加圧することで熱可塑性樹脂粒子が溶融し、透明化した熱可塑性樹脂層となって顔料インクによる顔料インク層を覆うので、写像性値が向上し光沢性のある高画質の画像を形成できる。また、顔料インク層は記録媒体の受像層に吸収され熱可塑性樹脂層に覆われるので、保存性の高い画像を形成することができる。
【0012】
また、前記各画素がライン毎に画素ピッチの略半分(約半画素程度)づつずれて形成されることで、ライン毎に各画素のインク着弾間隔が従来の画像に比べて広がるので、記録媒体上の隣り合う画素が少なくなり、インク滴が合体して顔料が凝集し粒状性が低下することが減り、画質を向上できる。また、インク液滴による記録媒体のカバー率が向上し、色再現域が広くなる。
【0013】
また、前記記録媒体の表層は熱可塑性樹脂と無機顔料とを熱可塑性樹脂/無機顔料の固形分質量比が90/10〜10/90で含有する。また、前記記録媒体を加圧する圧着ローラのゴム被覆層のヤング率が10 6 〜10 7 Paの範囲であることが好ましい。
【0014】
また、本発明によるインクジェットプリンタは、記録媒体に対してインクを噴射するインクヘッドと、前記インク噴射した後の記録媒体を加熱し加圧する加熱加圧手段と、を備え、前記記録媒体に画像記録を行うインクジェットプリンタであって、支持体上にインク吸収層を有し表層に熱可塑性樹脂と無機顔料とを熱可塑性樹脂/無機顔料の固形分質量比が90/10〜10/90でを含有した記録媒体に各画素が隣り合う画素に対し少なくとも10msの時間間隔で形成されように前記インクヘッドから顔料インクを液滴速度6〜10m/sで噴射し、前記記録媒体の加熱温度をTg±10℃の範囲(Tg:前記表層の熱可塑性樹脂のガラス転移点(℃))及び前記記録媒体に対する加圧力を9.8×104〜4.9×106Paの範囲で制御することで前記記録媒体に形成される画像のJIS規格H8686−2に基づいて得られる写像性値が60%以上95%以下になるように前記加熱加圧手段により前記記録媒体を加熱及び加圧することを特徴とする。
【0015】
このインクジェットプリンタによれば、上述の本発明による画像記録方法を実行できる。この場合、インクヘッドはラインヘッドから構成されることが好ましい。また、加熱加圧手段が記録媒体の加熱及び加圧時に加熱加圧時間を更に制御するように構成されることが好ましい。また、前記記録媒体の表層は熱可塑性樹脂と無機顔料とを熱可塑性樹脂/無機顔料の固形分質量比が90/10〜10/90で含有する。また、前記加熱加圧手段が前記記録媒体を加圧する圧着ローラを有し、前記圧着ローラのゴム被覆層のヤング率が10 6 〜10 7 Paの範囲であることが好ましい。
【0016】
また、写像性とは塗膜表面に物体が映った時、その像がどの程度鮮明に、また、歪(ゆが)みなく映し出されるかの指標として、画像の美観要素を決定づける重要な特性値である。写像性値の測定方法には、例えばJIS規格H8686ー2に規定され、光学的装置を使用し、光学くしを通して得られた光量の波形から写像性を像鮮明度として求める方法がある。光学くしは暗部明部の比が1:1で、その幅は0.125、0.5、1.0及び2.0mmの各種のものがある。測定は光学くしを移動させ、記録紙上の最高波形(M)及び最低波形(m)を読み取り、次式により像鮮明度を求める。
【0017】
C=(M−m)/(M+m)×100
ここで、C:像鮮明度(%)、M:最高波形、m:最低波形である。
【0018】
像鮮明度Cは、値が大きければ写像性が良く、小さければ「ボケ」又は「歪み」があることを示す指標であり、この画像の「ボケ」または「歪み」が少なければ、光沢計での光沢値が同じ場合でも、見た目による光沢感は強くなる。
【0019】
なお、上述のインクジェットプリンタのインクヘッドは、オンデマンド方式でもコンティニュアス方式でもよい。また、吐出(噴射)方式としては、電気−機械変換方式(例えば、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型、シェアードウォール型等)、電気−熱変換方式(例えば、サーマルインクジェット型、バブルジェット型等)、静電吸引方式(例えば、電界制御型、スリットジェット型等)及び放電方式(例えば、スパークジェット型等)などを具体的な例として挙げることができるが、いずれの吐出方式を用いてもよい。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態について図面を用いて説明する。図1は本発明の実施の形態によるインクジェットプリンタについての概念図であり、図2は図1のインクヘッドを概略的に示す斜視図であり、図3は図2のラインヘッドのノズルを部分的に示す斜視図(a)、ノズルの電極の作動を説明するための正面図(b),(c)、及びノズルの噴射・非噴射の各駆動状態を説明するための正面図(d),(e),(f)であり、図4は図3の各ノズルの駆動波形を示す図である。
【0021】
図1に示すように、本実施の形態のインクジェットプリンタは、シート状の長尺の記録媒体Fをロール状に巻回したロール体9と、ロール体9から搬送方向Sに引き出された記録媒体FにYMCK4色のインクを噴射し画像の書き込みを行うラインヘッド11と記録媒体Fを介してラインヘッド11と対向するように配置されたプラテン12とを有する記録部10と、画像が書き込みまれた記録媒体Fを所定の大きさにカットするカット部40と、カットされた記録媒体Fを加熱し加圧することで画像を定着させる定着部50と、画像の定着された記録媒体Fを排出して保管する排出保管部60と、が搬送方向Sの上流側から配置されている。
【0022】
記録部10とカット部40との間にはカット部40におけるカットタイミングを調整するようにアキューム部18が設けられ、アキューム部18の上流側及び下流側には記録媒体Fの搬送のための搬送ローラ対15a、15bが配置されている。アキューム部18には記録媒体Fのアキューム量を検知するためのセンサ19が設けられている。また、カット後の記録媒体Fを搬送するための搬送ローラ対16a、16bが定着部50の上流側及び下流側に配置されている。
【0023】
カット部40は、搬送されてきた記録媒体Fの先端を検知するためにその上流側に配置された検知センサ41と、記録媒体Fを所定の位置で矢印方向Bに移動して所定のサイズにカットする切断部材42とを有する。切断部材42はカット部駆動機構25(図6)により方向B及びその反対方向に駆動される。
【0024】
次に、図1のラインヘッド11について説明する。図1,図2に示すように、ラインヘッド11は、ノズル面6が記録媒体Fに対向するように離間し、図2のノズル面6が図1の記録媒体Fの搬送方向Sに直交する方向に延びるように配置されている。
【0025】
図2のラインヘッド11のノズル面6には、インクを各々噴射する多数のノズル1aが形成されており、複数のノズル列6a、6b、6c、6dがそれぞれ1列に延びて形成されている。各ノズル列6a、6b、6c、6dの多数のノズル1aは、駆動信号の印加でせん断変形するピエゾ素子から構成され、それぞれ入力された駆動信号の電圧レベルに応じてせん断変形をしてインクを噴射することにより記録媒体に画像の書き込みを行うことができる。記録部10は、YMCKの各色毎に図2のラインヘッド11を備えており、各ラインヘッド11の計16列のノズル列から各顔料インクを記録媒体Fに噴射することで、記録媒体Fにカラー画像を形成できるようになっている。
【0026】
図3を参照して図2のラインヘッド11のノズル面6に多数形成されたノズル1aの構成について説明する。図3(a)のように、ノズル1aが図の縦方向に並んだピエゾ素子31,32とピエゾ素子33,34とから包囲されて圧力室を構成するようにノズル面6に形成されている。ピエゾ素子31は、図3(b)のように、圧力室の両壁面に設けられた一対の電極31a、31bを備え、他のピエゾ素子32〜34も同様の電極を備える。電極31a、31bに対しヘッド駆動回路23から図4のような駆動信号の駆動電圧が加えられると、ピエゾ素子31は図3(b)の無変形の状態から例えば図3(c)のようにせん断変形する。このせん断変形は、電極31a、31bに加える正・負の極性によりそのモードが変わり、また電圧レベルにより変形の程度が変化する。
【0027】
ノズル1aにおいてピエゾ素子31〜34は、各電極に図4の正の駆動電圧V1を加えると、駆動信号が零の図3(f)の無変形状態から、図3(d)の実線のように、圧力室が全体として拡張するようそれぞれせん断変形し、次に、各電極の負の駆動電圧V2を加えると、図3(e)の実線のように、全体として収縮するようそれぞれせん断変形する。図3(d)のように圧力室が全体として拡張することでインクをインクタンク(図示省略)から吸引し、図3(e)のように圧力室が全体として収縮することで圧力室内からインクを噴射することができ、かかる動作を繰り返すことでインクを連続的に噴射できる。
【0028】
また、図4のように駆動電圧V1よりも小さい正の駆動電圧V1’を加えると、図3(d)の破線のように駆動電圧V1のときよりも圧力室の拡張量が少なくなり、同様に、駆動電圧V2よりもその絶対値が小さい負の駆動電圧V2’を加えると、図3(e)の破線のように駆動電圧V2のときよりも圧力室の収縮量が少なくなる。このため、図4の正の駆動電圧V1と負の駆動電圧V2との比(V1/V2)でノズル1aから噴射するインクの液滴量が変わり、また、正の駆動電圧V1と負の駆動電圧V2の絶対値との和(V1+|V2|)でインクの液滴量及びノズル1aから噴射するインクの液滴速度が変わるので、それぞれ適宜に制御することで各ノズル1aから噴射するインクの液滴量及び液滴速度を調整することができる。なお、インクの液滴量の調整範囲を大きくする場合には、ノズル径を変えることで対応できる。
【0029】
次に、図1の定着部50について図1及び図5を参照して説明する。図5は図1の定着部を詳細に示す正面図である。図1,図5の定着部50は、記録媒体Fを加熱する加熱ローラ51と、加熱ローラ51との間で記録媒体Fを挟んで加圧することのできる圧着ローラ52と、加熱ローラ51の表面近傍に配置された温度センサ55と、を備える。
【0030】
加熱ローラ51は、中空状のローラ内にその軸方向に沿って熱源であるハロゲンランプヒータ等の発熱体53を内蔵しており、温度センサ55の検出温度に基づいて制御部20(図6)で発熱体53の発熱量を制御することにより加熱ローラ51の温度を所定の温度範囲に保持するように調整でき、記録媒体Fの加熱温度を適宜調整できるようになっている。
【0031】
また、加熱ローラ51は、その端部に設けられたギヤ(図示省略)が定着部駆動機構26(図6)に含まれる駆動モータの歯車と歯合することで駆動モータの駆動力が伝達され、回転方向Rに回転駆動される。また、加熱ローラ51は、熱伝導率の高い材質から形成されることが好ましく、これにより発熱体53からの熱で効率良く記録媒体Fを加熱でき、例えば金属ローラが好ましい。加熱ローラ51の表面はフッ素樹脂層を有することが好ましく、これにより記録媒体Fを加熱加圧した際のインクによる汚染を防止できる。
【0032】
圧着ローラ52は、外周に弾性を有するゴム被覆層52cを有するステンレス鋼等の金属ローラからなり、その両端のローラ軸52bが軸受52aを介して回転可能にそれぞれ支持部材58に取付けられて支持されている。支持部材58は、圧着ローラ52と一体に図の上下方向に移動可能であり、また、圧着ローラ52が記録媒体Fを加熱ローラ51に対して所定の加圧力で圧着しニップ部59が形成されるように、コイルバネ等からなる付勢部材56、57により図5の上方にほぼ一定の付勢力で付勢されている。支持部材58の図の上面に接触するように圧力センサ27が配置されており、圧力センサ27により加熱ローラ51と圧着ローラ52との間の記録媒体Fへの加圧力を測定する。
【0033】
圧着ローラ52のゴム被覆層52cの縦弾性率(ヤング率)は106〜107Paの範囲が好ましく、1.0×106〜4.0×106Paの範囲が更に好ましい。これにより、加熱ローラ51と圧着ローラ52との間の記録媒体Fへの加圧力が後述のように所定の範囲内に制御されることで、ニップ部59の幅が、加熱ローラ51と圧着ローラ52とを記録媒体Fに大きな接触面積で加圧接触させることができる程度の適切な大きさにでき、加圧力及び加圧時間を簡単な構成で得ることができる。
【0034】
なお、圧着ローラ52のゴム被覆層52cに代えて加熱ローラ51の外周に耐熱シリコンゴム等を被覆することにより、上記範囲の縦弾性率を有するようにしてもよく、また、加熱ローラ51及び圧着ローラ52の双方が上記範囲の縦弾性率となるように構成してもよい。
【0035】
更に、圧着ローラ52の支持部材58が加熱ローラ51に対し図5の矢印方向Aに加圧しまたその反対方向A’に加圧を解除するように定着部駆動機構26(図6)により駆動されるようになっている。かかる圧着ローラ52の矢印方向Aへの加圧力が付勢部材56、57によるほぼ一定の付勢力に加わることで、加熱ローラ51と圧着ローラ52との間の記録媒体Fへの加圧力が得られるが、制御部20が圧力センサ27の測定結果に基づいて定着部駆動機構26を介して圧着ローラ52の矢印方向A、A’への加圧力を制御することにより記録媒体Fへの加圧力を調整できる。この場合、記録媒体Fに対する加圧力は、9.8×104〜4.9×106Paの範囲が好ましい。これにより、記録媒体Fの後述するインク受容層を良好に透明化するのに必要十分な加圧力を得ることができる。
【0036】
また、加熱ローラ51の回転数及び搬送ローラ対16a、16bの回転数を制御部20で制御し、記録媒体Fの搬送方向Sへの移動速度を制御することで、定着部50における記録媒体Fの加熱加圧時間を適宜調整することができる。
【0037】
次に、図1のインクジェットプリンタの制御系について図6を用いて説明する。図6は図1のインクジェットプリンタの制御系を示すブロック図である。図6に示すように、図1のインクジェットプリンタは、その制御系として、装置全体を制御するための制御部20と、パーソナルコンピュータ等の外部装置から入力した画像データ信号を保存する画像メモリ21と、ユーザが種々の制御情報を入力可能になっているオペレーションパネル22と、ラインヘッド11への駆動信号を生成するヘッド駆動回路23と、カット部40を駆動するカット部駆動機構25と、定着部50を駆動するための定着部駆動機構26とを備えている。
【0038】
制御部20は、画像メモリ21からの画像データ信号に基づいてラインヘッド11の各ノズル列6a〜6dの各ノズルからそれぞれインクを噴射させるようにラインヘッド11を駆動する駆動信号をヘッド駆動回路23に生成させ、またヘッド駆動回路23からの駆動信号の各ノズルへの印加タイミングを制御する。
【0039】
また、制御部20は、検知センサ41からの記録媒体Fの位置情報に基づいてカット部駆動機構25による切断部材42の移動を制御し、温度センサ55からの温度情報に基づいて発熱体53の発熱量を調整して加熱ローラ51の温度を制御し、更に定着部駆動機構26による加熱ローラ51等の回転数や方向A,A’への移動を制御することで記録媒体Fへの加熱温度、加圧力、加熱加圧時間を調整できるようになっている。
【0040】
次に、記録媒体Fについて説明する。図7は記録媒体Fの断面構成を概略的に示す断面図である。図7に示すように、記録媒体Fは、支持体61と、熱可塑性樹脂粒子(ラテックス粒子)を含有する表層63と、色材とインク溶媒成分が表層63の表面で分離した後にインク溶媒成分が吸収される空隙層を有し表層63と支持体61との間に形成されたインク吸収層62と、を備え、インクジェット記録用紙として使用される。
【0041】
また、記録媒体Fにおけるインク吸収容量は、22〜60ml/m2であり、好ましくは25〜60ml/m2であり、さらに好ましくは25〜35ml/m2である。
【0042】
ここで、上述のインク吸収容量は、次のようにして求めることができる。即ち、一定面積の記録媒体を、25℃、50%RHの雰囲気下で24時間以上調湿した後、この記録媒体を純水中に10秒間浸せきする。この際、水の吸収に伴い、記録媒体の空隙中の空気が、表面に気泡として付着して吸水を妨げるので、記録媒体を適度に振動させて、気泡の除去を行う。10秒後に水中から記録媒体を引き上げ、速やかにろ紙等の吸水性材料でその表面の水分を取り除いた後、浸せき前後における質量変化より、インク吸収量を求めることができる。
【0043】
次に、記録媒体Fのインク吸収層62について説明する。一般に、インク吸収層としては、大きく別けて膨潤型と空隙型がある。膨潤型としては、水溶性バインダを用い、例えば、ゼラチン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド等を単独もしくは併用して塗布し、これをインク吸収層としたものである。
【0044】
空隙型としては、微粒子及び水溶性バインダを混合して塗布したもので、特に光沢性のあるものが好ましい。微粒子としては、アルミナもしくはシリカが好ましく、特に粒径0.1μm以下のシリカを用いたものが好ましい。水溶性バインダとしては、ゼラチン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド等を単独もしくは併用したものが好ましい。
【0045】
上記の2タイプの内、連続高速プリントに適応するには、記録媒体におけるインク吸収速度が速い方が適しており、この点から、本実施の形態では、空隙型を特に好ましく用いることができる。
【0046】
以下、空隙型インク吸収層について、更に詳しく説明する。空隙層は、主に親水性バインダと無機微粒子の軟凝集により形成されるものである。従来より、皮膜中に空隙を形成する方法は種々知られており、例えば、二種以上のポリマを含有する均一な塗布液を支持体上に塗布し、乾燥過程でこれらのポリマを互いに相分離させて空隙を形成する方法、固体微粒子および親水性または疎水性樹脂を含有する塗布液を支持体上に塗布し、乾燥後に、インクジェット記録用紙を水或いは適当な有機溶媒を含有する液に浸漬し、固体微粒子を溶解させて空隙を作製する方法、皮膜形成時に発泡する性質を有する化合物を含有する塗布液を塗布後、乾燥過程でこの化合物を発泡させて皮膜中に空隙を形成する方法、多孔質固体微粒子と親水性バインダを含有する塗布液を支持体上に塗布し、多孔質微粒子中や微粒子間に空隙を形成する方法、親水性バインダに対して、概ね等量以上の容積を有する固体微粒子及びまたは微粒子油滴と親水性バインダを含有する塗布液を支持体上に塗布し、固体微粒子の間に空隙を形成する方法等が知られている。本実施の形態では、空隙層に、平均粒径が100nm以下の各種無機固体微粒子を含有させることによって形成されることが、特に好ましい。
【0047】
上記の目的で使用される無機微粒子としては、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、クレー、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、ハイドロタルサイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、リトポン、ゼオライト、水酸化マグネシウム等の白色無機顔料等を挙げることができる。
【0048】
無機微粒子の平均粒径は、粒子そのものあるいは空隙層の断面や表面に現れた粒子を電子顕微鏡で観察し、1,000個の任意の粒子の粒径を測定し、その単純平均値(個数平均)として求められる。ここで個々の粒子の粒径は、その投影面積に等しい円を仮定したときの直径で表したものである。
【0049】
また、無機微粒子としては、シリカ、及びアルミナまたはアルミナ水和物から選ばれた固体微粒子を用いることが好ましい。
【0050】
本実施の形態で用いることのできるシリカとしては、通常の湿式法で合成されたシリカ、コロイダルシリカ或いは気相法で合成されたシリカ等が好ましく用いられるが、本実施の形態において特に好ましく用いられる微粒子シリカとしては、コロイダルシリカまたは気相法で合成された微粒子シリカが好ましく、中でも気相法により合成された微粒子シリカは、高い空隙率が得られるだけでなく、染料を固定化する目的で用いられるカチオン性ポリマに添加したときに、粗大凝集体が形成されにくいので好ましい。また、アルミナまたはアルミナ水和物は、結晶性であっても非晶質であってもよく、また不定形粒子、球状粒子、針状粒子など任意の形状のものを使用することができる。
【0051】
また、無機微粒子は、カチオン性ポリマと混合する前の微粒子分散液が一次粒子まで分散された状態であるのが好ましい。
【0052】
無機微粒子は、その粒径が100nm以下であることが好ましい。例えば、上記気相法微粒子シリカの場合、一次粒子の状態で分散された無機微粒子の一次粒子の平均粒径(塗設前の分散液状態での粒径)は、100nm以下のものが好ましく、より好ましくは4〜50nm、最も好ましくは4〜20nmである。
【0053】
最も好ましく用いられる、一次粒子の平均粒径が4〜20nmである気相法により合成されたシリカとしては、例えば、日本アエロジル社製のアエロジルが市販されている。この気相法微粒子シリカは、水中に、例えば、三田村理研工業株式会社製のジェットストリームインダクターミキサーなどにより、容易に吸引分散することで、比較的容易に一次粒子まで分散することができる。
【0054】
また、インク吸収層が水溶性バインダを含有していることが好ましく、この水溶性バインダとしては、例えば、ポリビニルアルコール、ゼラチン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、デキストラン、デキストリン、カラーギーナン(κ、ι、λ等)、寒天、プルラン、水溶性ポリビニルブチラール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。これらの水溶性バインダは、二種以上併用することも可能である。
【0055】
本実施の形態で好ましく用いられる水溶性バインダは、ポリビニルアルコールである。このポリビニルアルコールには、ポリ酢酸ビニルを加水分解して得られる通常のポリビニルアルコールの他に、末端をカチオン変性したポリビニルアルコールやアニオン性基を有するアニオン変性ポリビニルアルコール等の変性ポリビニルアルコールも含まれる。
【0056】
酢酸ビニルを加水分解して得られるポリビニルアルコールは、平均重合度が1,000以上のものが好ましく用いられ、特に平均重合度が1,500〜5,000のものが好ましく用いられる。また、ケン化度は、70〜100%のものが好ましく、80〜99.5%のものが特に好ましい。
【0057】
カチオン変性ポリビニルアルコールとしては、例えば、特開昭61−10483号に記載されているような、第一〜三級アミノ基や第四級アンモニウム基を上記ポリビニルアルコールの主鎖または側鎖中に有するポリビニルアルコールであり、カチオン性基を有するエチレン性不飽和単量体と酢酸ビニルとの共重合体をケン化することにより得られる。
【0058】
カチオン性基を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば、トリメチル−(2−アクリルアミド−2,2−ジメチルエチル)アンモニウムクロライド、トリメチル−(3−アクリルアミド−3,3−ジメチルプロピル)アンモニウムクロライド、N−ビニルイミダゾール、N−ビニル−2−メチルイミダゾール、N−(3−ジメチルアミノプロピル)メタクリルアミド、ヒドロキシルエチルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチル−(2−メタクリルアミドプロピル)アンモニウムクロライド、N−(1,1−ジメチル−3−ジメチルアミノプロピル)アクリルアミド等が挙げられる。
【0059】
カチオン変性ポリビニルアルコールのカチオン変性基含有単量体の比率は、酢酸ビニルに対して0.1〜10モル%、好ましくは0.2〜5モル%である。
【0060】
アニオン変性ポリビニルアルコールは、例えば、特開平1−206088号に記載されているようなアニオン性基を有するポリビニルアルコール、特開昭61−237681号および同63−307979号に記載されているような、ビニルアルコールと水溶性基を有するビニル化合物との共重合体及び特開平7−285265号に記載されているような水溶性基を有する変性ポリビニルアルコールが挙げられる。
【0061】
また、ノニオン変性ポリビニルアルコールとしては、例えば、特開平7−9758号に記載されているようなポリアルキレンオキサイド基をビニルアルコールの一部に付加したポリビニルアルコール誘導体、特開平8−25795号に記載されている疎水性基を有するビニル化合物とビニルアルコールとのブロック共重合体等が挙げられる。ポリビニルアルコールは、重合度や変性の種類違いなど二類以上を併用することもできる。
【0062】
インク吸収層で用いられる無機微粒子の添加量は、要求されるインク吸収容量、空隙層の空隙率、無機顔料の種類、水溶性バインダの種類に大きく依存するが、一般には、記録用紙1m2当たり、通常5〜30g、好ましくは10〜25gである。
【0063】
また、インク吸収層に用いられる無機微粒子と水溶性バインダの比率は、質量比で通常2:1〜20:1であり、特に、3:1〜10:1であることが好ましい。
【0064】
また、分子内に第四級アンモニウム塩基を有するカチオン性の水溶性ポリマを含有しても良く、インクジェット記録用紙1m2当たり通常0.1〜10g、好ましくは0.2〜5gの範囲で用いられる。
【0065】
空隙層において、空隙の総量(空隙容量)は記録用紙1m2当り20ml以上であることが好ましい。空隙容量が20ml/m2未満の場合、印字時のインク量が少ない場合には、インク吸収性は良好であるものの、インク量が多くなるとインクが完全に吸収されず、画質を低下させたり、乾燥性の遅れを生じるなどの問題が生じやすい。
【0066】
インク保持能を有する空隙層において、固形分容量に対する空隙容量を空隙率という。本実施の形態において、空隙率を50%以上にすることが、不必要に膜厚を厚くさせないで空隙を効率的に形成できるので好ましい。
【0067】
空隙型の他のタイプとして、無機微粒子を用いてインク吸収層を形成させる以外に、ポリウレタン樹脂エマルジョン、これに水溶性エポキシ化合物及び/又はアセトアセチル化ポリビニルアルコールを併用し、更にエピクロルヒドリンポリアミド樹脂を併用させた塗工液を用いてインク吸収層を形成させてもよい。この場合のポリウレタン樹脂エマルジョンは、ポリカーボネート鎖、ポリカーボネート鎖及びポリエステル鎖を有する粒子径が3.0μmであるポリウレタン樹脂エマルジョンが好ましく、ポリウレタン樹脂エマルジョンのポリウレタン樹脂がポリカーボネートポリオール、ポリカーボネートポリオール及びポリエステルポリオールを有するポリオールと脂肪族系イソシアネート化合物とを反応させて得られたポリウレタン樹脂が、分子内にスルホン酸基を有し、さらにエピクロルヒドリンポリアミド樹脂及び水溶性エポキシ化合物及び/又はアセトアセチル化ビニルアルコールを有することが更に好ましい。上記ポリウレタン樹脂を用いたインク吸収層は、カチオンとアニオンの弱い凝集が形成され、これに伴い、インク溶吸収能を有する空隙が形成されて、画像形成できると推定される。
【0068】
本実施の形態においては、硬化剤を使用することが好ましい。硬化剤は、インクジェット記録用紙作製の任意の時期に添加することができ、例えば、インク吸収層形成用の塗布液中に添加しても良いが、インク吸収層形成後に、上記水溶性バインダの硬化剤を供給することが好ましい。
【0069】
本実施の形態においては、インク吸収層形成後に、水溶性バインダの硬化剤を供給する方法を単独で用いても良いが、好ましくは、上述の硬化剤をインク吸収層形成用の塗布液中に添加する方法と併用して用いることである。
【0070】
本実施の形態で用いることのできる硬化剤としては、水溶性バインダと硬化反応を起こすものであれば特に制限はないが、ホウ酸及びその塩が好ましいが、その他にも公知のものが使用でき、一般的には水溶性バインダと反応し得る基を有する化合物あるいは水溶性バインダが有する異なる基同士の反応を促進するような化合物であり、水溶性バインダの種類に応じて適宜選択して用いられる。硬化剤の具体例としては、例えば、エポキシ系硬化剤(ジグリシジルエチルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ジグリシジルシクロヘキサン、N,N−ジグリシジル−4−グリシジルオキシアニリン、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル等)、アルデヒド系硬化剤(ホルムアルデヒド、グリオキザール等)、活性ハロゲン系硬化剤(2,4−ジクロロ−4−ヒドロキシ−1,3,5,−s−トリアジン等)、活性ビニル系化合物(1,3,5−トリスアクリロイル−ヘキサヒドロ−s−トリアジン、ビスビニルスルホニルメチルエーテル等)、アルミニウム明礬等が挙げられる。
【0071】
ホウ酸またはその塩とは、硼素原子を中心原子とする酸素酸およびその塩のことをいい、具体的には、オルトホウ酸、二ホウ酸、メタホウ酸、四ホウ酸、五ホウ酸および八ホウ酸およびそれらの塩が挙げられる。
【0072】
硬化剤としてのホウ素原子を有するホウ酸およびその塩は、単独の水溶液でも、また、2種以上を混合して使用しても良い。特に好ましいのはホウ酸とホウ砂の混合水溶液である。
【0073】
ホウ酸とホウ砂の水溶液は、それぞれ比較的希薄水溶液でしか添加することが出来ないが両者を混合することで濃厚な水溶液にすることが出来、塗布液を濃縮化する事が出来る。また、添加する水溶液のpHを比較的自由にコントロールすることが出来る利点がある。
【0074】
上記硬化剤の総使用量は、上記水溶性バインダ1g当たり1〜600mgが好ましい。また、供給量としては、上記水溶性バインダ1g当たり100〜600mgが好ましい。
【0075】
本実施の形態に係る記録媒体Fは、その表層63が熱可塑性樹脂を含有し、また、好ましくは熱可塑性樹脂と共に無機顔料を含有している。
【0076】
本実施の形態でいう表層とは、最表面層に限定されることはなく、本実施の形態の効果が発現する構成であれば、特に限定されるものではない。本実施の形態の記録媒体は、画像記録後、例えば、加熱により表層に含まれる熱可塑性樹脂を溶融、皮膜化することで、本実施の形態の効果の多くが発現されるものである。例えば、顔料インクでプリントし、画像記録後の加熱処理の有無で画質、例えば光沢性が向上したり、耐擦性が向上したり、ブロンジングの程度が改良されていれば、熱可塑性樹脂、あるいは無機顔料及び熱可塑性樹脂が含まれている層が最表層でなくとも、その構成は本実施の形態に該当するものである。
【0077】
本実施の形態でいう表層を明示するための好ましい構成例を以下に列挙するが、本発明に係る記録媒体の層構成は、これらにのみに限定されるものではない。
1:支持体61上に空隙型インク吸収層62を有し、その上に熱可塑性樹脂、あるいは無機顔料及び熱可塑性樹脂が含まれている層63が最表層である構成。
2:支持体61上に空隙型インク吸収層62を有し、その上に熱可塑性樹脂、あるいは無機顔料及び熱可塑性樹脂が含まれている層63の上に、表面物性の改良を目的とした薄層を設けた構成。
3:支持体61上に空隙型インク吸収層62を有し、その上に熱可塑性樹脂、あるいは無機顔料及び熱可塑性樹脂が含まれている層63の上に、有害光をカットする目的で、紫外線吸収機能を有する薄層を設けた構成。
4:支持体61上に空隙型インク吸収層62を有し、その上に熱可塑性樹脂、あるいは無機顔料及び熱可塑性樹脂が含まれている層63の上に、マット剤を含む層を設けた構成。
5:支持体61上に空隙型インク吸収層62を有し、その上に熱可塑性樹脂、あるいは無機顔料及び熱可塑性樹脂が含まれている層63の上に、剥離可能な層を設けた構成。
【0078】
上記に記載の構成例の内で最も好ましい構成は、無機顔料及び熱可塑性樹脂を含有する層が最表層である場合である。この熱可塑性樹脂、あるいは無機顔料及び熱可塑性樹脂を含む表層は、無機顔料、熱可塑性樹脂及び必要によりバインダ成分等を含んでも良い。
【0079】
上記無機顔料としては、前述の空隙層に用いることのできる無機微粒子から選択することができる。例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、クレー、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、ハイドロタルサイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、リトポン、ゼオライト、水酸化マグネシウム等の白色無機顔料等を挙げることができる。
【0080】
好ましい無機顔料は、シリカ及びアルミナまたはアルミナ水和物から選ばれた固体微粒子を用いることが好ましく、シリカがより好ましい。
【0081】
シリカとしては、通常の湿式法で合成されたシリカ、コロイダルシリカ或いは気相法で合成されたシリカ等が好ましく用いられるが、特に好ましく用いられる微粒子シリカとしては、コロイダルシリカまたは気相法で合成された微粒子シリカが好ましく、中でも気相法により合成された微粒子シリカは高い空隙率が得られるだけでなく、染料を固定化する目的で用いられるカチオン性ポリマに添加したときに粗大凝集体が形成されにくいので好ましい。また、アルミナまたはアルミナ水和物は、結晶性であっても非晶質であってもよく、また不定形粒子、球状粒子、針状粒子など任意の形状のものを使用することができる。
【0082】
無機顔料は、カチオン性ポリマと混合する前の微粒子分散液が一次粒子まで分散された状態であるのが好ましい。また、無機顔料は、その粒径が100nm以下であることが好ましい。例えば、気相法微粒子シリカの場合、一次粒子の状態で分散された無機顔料の一次粒子の平均粒径(塗設前の分散液状態での粒径)は、100nm以下のものが好ましく、より好ましくは4〜50nm、最も好ましくは4〜20nmである。
【0083】
本実施の形態で用いることのできる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリアクリル酸、ポリメタアクリル酸、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、これらの共重合体及びこれらの塩が挙げられる。中でも、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、SBRラテックスが好ましい。また、熱可塑性樹脂は、モノマー組成及び粒径、重合度が違う複数の重合体を混合して用いても良い。
【0084】
熱可塑性樹脂を選択するに際しては、記録媒体のインク受容性、加熱及び加圧による定着後の画像の光沢性、画像堅牢性及び離型性を考慮すべきである。
【0085】
インク受容性については、熱可塑性樹脂の粒径が0.05μm未満の場合は、顔料インク中の顔料粒子とインク溶媒の分離が遅くなり、インク吸収速度の低下を招くことになる。また、10μmを越えると、塗設乾燥後のインクジェット記録媒体の皮膜強度の点及び光沢劣化の点から好ましくない。このために好ましい熱可塑性樹脂径としては好ましくは0.05〜10μm、より好ましくは0.1〜5μmである。さらに好ましくは、0.1〜1μmである。
【0086】
また、熱可塑性樹脂の選択の基準としては、ガラス転移点(Tg)が挙げられる。Tgが塗布乾燥温度より低い場合は、例えば、記録媒体製造時の塗布乾燥温度が既にTgより高く、インク溶媒が透過するため、熱可塑性樹脂による空隙が消失してしまう。またTgが、支持体の熱による変性を起こす温度以上の場合は、顔料インクによるインクジェット記録後、溶融、成膜するためには、高温での定着操作が必要となり、装置上の負荷及び支持体の熱安定性等が問題となる。熱可塑性樹脂の好ましいTgは50〜150℃である。また、最低造膜温度(MFT)としては、50〜150℃のものが好ましい。
【0087】
熱可塑性樹脂は、環境適性の観点からは水系に分散されたものが好ましく、特に、乳化重合により得られた水系ラテックスが好ましい。この際、ノニオン系分散剤を乳化剤として用いて乳化重合したタイプは、好ましく用いることができる形態である。また、用いる熱可塑性樹脂は、臭気および安全性の観点から、残存するモノマー成分が少ない方が好ましく、重合体の固形分に対して3質量%以下が好ましく、さらに1質量%以下が好ましい、さらに好ましくは0.1質量%以下である。
【0088】
無機顔料および熱可塑性樹脂を含む表層の場合、熱可塑性樹脂/無機顔料の固形分質量比としては、90/10〜10/90の範囲から選択でき、好ましくは70/30〜30/70の範囲であり、より好ましくは60/40〜40/60の範囲である。
【0089】
また、表層63に含有される熱可塑性樹脂の固形分量としては、2g/m2以上、20g/m2以下であるが、好ましくは2〜15g/m2の範囲、さらに好ましくは2.5〜10g/m2の範囲である。熱可塑性樹脂の固形分量が少なすぎると、充分な皮膜が形成されず、顔料を充分に皮膜中に分散することができない。このため、画質、光沢が充分に向上しない。また、熱可塑性樹脂の固形分量が多すぎると、短時間の加熱工程で熱可塑性樹脂を完全に皮膜化できず、微粒子のまま残り不透明性がありかえって画質が低下する。また、インク吸収速度も低下させてしまい境界にじみが発生し問題となる。
【0090】
無機顔料および熱可塑性樹脂を含む表層用塗布液は、無機顔料および熱可塑性樹脂を同時に分散しても良いし、各々分散調製したものを、塗布液調製時に混合する方法でもよい。
【0091】
記録媒体Fの支持体61としては、従来からインクジェット記録媒体に用いられている支持体、例えば、普通紙、アート紙、コート紙およびキャストコート紙などの紙支持体、プラスティック支持体、両面をポリオレフィンで被覆した紙支持体、これらを張り合わせた複合支持体等を、適宜選択して用いることができる。
【0092】
また、記録媒体Fでは、支持体61とインク吸収層63との接着強度を高める等の目的で、インク吸収層62の塗布に先立って、支持体にコロナ放電処理や下引処理等を行うことが好ましい。さらに、記録媒体Fは、必ずしも無色である必要はなく、着色された記録用紙であってもよい。
【0093】
記録媒体Fでは、原紙支持体の両面をポリエチレン等でラミネートした紙支持体を用いることが、記録画像が写真画質に近く、かつ低コストで高品質の画像が得られるため、特に好ましい。そのようなポリエチレンでラミネートした紙支持体について、以下に説明する。
【0094】
紙支持体に用いられる原紙は、木材パルプを主原料とし、必要に応じて、木材パルプに加えてポリプロピレン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。木材パルプとしては、LBKP、LBSP、NBKP、NBSP、LDP、NDP、LUKP、NUKPのいずれも用いることができるが、短繊維分の多いLBKP、NBSP、LBSP、NDP、LDPをより多く用いることが好ましい。ただし、LBSPおよびまたはLDPの比率は10質量%以上、70質量%以下が好ましい。
【0095】
上記パルプには、不純物の少ない化学パルプ(硫酸塩パルプや亜硫酸塩パルプ)が好ましく用いられ、また、漂白処理を行って白色度を向上させたパルプも有用である。原紙中には、高級脂肪酸、アルキルケテンダイマー等のサイズ剤、炭酸カルシウム、タルク、酸化チタンなどの白色顔料、スターチ、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール等の紙力増強剤、蛍光増白剤、ポリエチレングリコール類等の水分保持剤、分散剤、四級アンモニウム等の柔軟化剤などを適宜添加することができる。
【0096】
抄紙に使用するパルプの濾水度は、CSFの規定で200〜500mlが好ましく、また、叩解後の繊維長がJIS−P−8207に規定される24メッシュ残分の質量%と42メッシュ残分の質量%との和が30〜70%が好ましい。なお、4メッシュ残分の質量%は、20質量%以下であることが好ましい。原紙の坪量は、30〜250g/m2が好ましく、特に50〜200g/m2が好ましい。原紙の厚さは40〜250μmが好ましい。原紙は、抄紙段階または抄紙後にカレンダー処理して、高平滑性を与えることもできる。原紙密度は0.7〜1.2g/m2(JIS−P−8118)が一般的である。更に、原紙剛度はJIS−P−8143に規定される条件で20〜200gが好ましい。原紙表面には表面サイズ剤を塗布しても良く、表面サイズ剤としては前記原紙中添加できるサイズと同様のサイズ剤を使用できる。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。
【0097】
原紙表面および裏面を被覆するポリエチレンは、主として低密度のポリエチレン(LDPE)および/または高密度のポリエチレン(HDPE)であるが、他にLLDPE(リニアローデンシティーポリエチレン)やポリプロピレン等も一部使用することができる。特に、インク吸収層側のポリエチレン層は、写真用印画紙で広く行われているように、ルチルまたはアナターゼ型の酸化チタンをポリエチレン中に添加し、不透明度および白色度を改良したものが好ましい。酸化チタン含有量は、ポリエチレンに対して通常3〜20質量%、好ましくは4〜13質量%である。
【0098】
ポリエチレン被覆紙は、光沢紙として用いることも、また、ポリエチレンを原紙表面上に溶融押し出してコーティングする際に、いわゆる型付け処理を行って、通常の写真印画紙で得られるようなマット面や絹目面を形成した物も使用できる。
【0099】
原紙の表裏のポリエチレンの使用量は、空隙層やバック層を設けた後、低湿および高湿下でのカールを最適化するように選択されるが、通常、空隙層側のポリエチレン層が20〜40μm、バック層側が10〜30μmの範囲である。
【0100】
更に、上記ポリエチレンで被覆紙支持体は、以下の特性を有していることが好ましい。
1.引っ張り強さ:JIS−P−8113で規定される強度で、縦方向が20〜300N、横方向が10〜200Nであることが好ましい。
2.引き裂き強度:JIS−P−8116に規定される方法で、縦方向が0.1〜20N、横方向が2〜20Nが好ましい。
3.圧縮弾性率≧98.1MPa
4.表面ベック平滑度:JIS−P−8119に規定される条件で、20秒以上が光沢面としては好ましいが、いわゆる型付け品ではこれ以下であっても良い。
5.表面粗さ:JIS−B−0601に規定される表面粗さが、基準長さ2.5mm当たり、最大高さは10μm以下であることが好ましい。
6.不透明度:JIS−P−8138に規定された方法で測定したとき、80%以上、特に85〜98%が好ましい。
7.白さ:JIS−Z−8729で規定されるL*、a*、b*が、L*=80〜95、a*=−3〜+5、b*=−6〜+2であることが好ましい。
8.表面光沢度:JIS−Z−8741に規定される60度鏡面光沢度が、10〜95%であることが好ましい。
9.クラーク剛直度:記録媒体の搬送方向Sのクラーク剛直度が、50〜300cm2/100である支持体が好ましい。
10.中紙の含水率:中紙に対して、通常2〜100質量%、好ましくは2〜6質量%
【0101】
上述の記録媒体Fには、染料インク、顔料インク、水系インク、油性インク、ホットメルトインクのいずれも使用可能であるが、水系顔料インク、油性顔料インクが適しており、水系顔料インクが最も適している。
【0102】
次に、記録媒体Fの製造方法について説明する。この記録媒体の製造方法としては、インク吸収層を含む各構成層を、各々単独にあるいは同時に、公知の塗布方式から適宜選択して、支持体上に塗布、乾燥して製造することができる。塗布方式としては、例えば、ロールコーティング法、ロッドバーコーティング法、エアナイフコーティング法、スプレーコーティング法、カーテン塗布方法、あるいは米国特許第2,761,419号、同第2,761,791号公報に記載のホッパーを使用するスライドビード塗布方法、エクストルージョンコート法等が好ましく用いられる。
【0103】
同時重層塗布を行う際の各塗布液の粘度としては、スライドビード塗布方式を用いる場合には、5〜100mPa・sの範囲が好ましく、さらに好ましくは10〜50mPa・sの範囲である。また、カーテン塗布方式を用いる場合には、5〜1200mPa・sの範囲が好ましく、さらに好ましくは25〜500mPa・sの範囲である。
【0104】
また、塗布液の15℃における粘度としては、100mPa・s以上が好ましく、100〜30,000mPa・sがより好ましく、さらに好ましくは3,000〜30,000mPa・sであり、最も好ましいのは10,000〜30,000mPa・sである。
【0105】
塗布および乾燥方法としては、塗布液を30℃以上に加温して、同時重層塗布を行った後、形成した塗膜の温度を1〜15℃に一旦冷却し、10℃以上で乾燥することが好ましい。塗布液調製時、塗布時及び乾燥時おいて、表層に含まれる熱可塑性樹脂が製膜しないように、該熱可塑性樹脂のTg以下の温度で塗布液の調製、塗布、乾燥することが好ましい。より好ましくは、乾燥条件として、湿球温度5〜50℃、膜面温度10〜50℃の範囲の条件で行うことである。また、塗布直後の冷却方式としては、形成された塗膜均一性の観点から、水平セット方式で行うことが好ましい。
【0106】
また、記録媒体の製造工程において、インク吸収層形成後に、水溶性バインダの硬化剤を供給する工程を有していることが好ましい。硬化剤の供給方法として、特に制限はないが、例えば、インク吸収層形成後に、硬化剤を含む溶液を塗布する方法、硬化剤を含む溶液をインク吸収層形成済み記録媒体表面にスプレーで吹き付ける方法等、適宜選択して用いることができる。
【0107】
また、その製造過程で35℃以上、70℃以下の条件で24時間以上、60日以下保存する工程を有することが好ましい。この加温条件は、35℃以上、70℃以下の条件で24時間以上、60日以下保存する条件であれば特に制限はないが、好ましい例としては、例えば、36℃で3日〜4週間、40℃で2日〜2週間、あるいは55℃で1〜7日間である。この熱処理を施すことにより、水溶性バインダの硬化反応の促進、あるいは水溶性バインダの結晶化を促進することができ、その結果、好ましいインク吸収性を達成することができる。
【0108】
以上のように構成された記録媒体Fに図1、図2のラインヘッド11から顔料インクが噴射されて画像が書き込みまれて記録されるが、このインクとしては、水系インク組成物、油系インク組成物、固体(相変化)インク組成物等を用いることができるが、水系インク組成物(例えば、インク総質量あたり10質量%以上の水を含有する水系インクジェット記録液等)が好ましい。
【0109】
インクに用いられる着色剤としては顔料インクを用いることが画像保存性の観点から好ましい。顔料インクで用いる顔料としては、不溶性顔料、レーキ顔料等の有機顔料およびカーボンブラック等を好ましく用いることができる。
【0110】
不溶性顔料としては、特に限定するものではないが、例えば、アゾ、アゾメチン、メチン、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン、キナクリドン、アントラキノン、ペリレン、インジゴ、キノフタロン、イソインドリノン、イソインドリン、アジン、オキサジン、チアジン、ジオキサジン、チアゾール、フタロシアニン、ジケトピロロピロール等が好ましい。
【0111】
また、好ましく用いることのできる具体的顔料としては、以下の顔料が挙げられる。マゼンタまたはレッド用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げられる。
【0112】
オレンジまたはイエロー用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138等が挙げられる。
【0113】
グリーンまたはシアン用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。
【0114】
これらの顔料には、必要に応じて顔料分散剤を用いてもよく、用いることのできる顔料分散剤としては、例えば、高級脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アミンオキシド等の活性剤、あるいはスチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマル酸、フマル酸誘導体から選ばれた2種以上の単量体からなるブロック共重合体、ランダム共重合体およびこれらの塩を挙げることができる。
【0115】
顔料の分散方法としては、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等の各種分散機を用いることができる。また、顔料分散体の粗粒分を除去する目的で、遠心分離装置を使用すること、フィルターを使用することも好ましい。
【0116】
顔料インク中の顔料粒子の平均粒径は、インク中での安定性、画像濃度、光沢感、耐光性などを考慮して選択するが、加えて、光沢向上、質感向上の観点からも粒径を適宜選択することが好ましい。光沢性あるいは質感が向上する理由は、現段階では定かでは無いが、形成された画像において、顔料は熱可塑性樹脂が溶融した皮膜中で、好ましい状態で分散された状態にあることと関連していると推測されている。高速処理を目的とした場合、短時間で熱可塑性樹脂を溶融し、皮膜化し、更に顔料を充分に皮膜中に分散しなければならない。このとき、顔料の表面積が大きく影響し、それゆえ平均粒径に最適領域があると考察されている。
【0117】
顔料インクとして好ましい形態である水系インク組成物は、水溶性有機溶媒を併用することが好ましい。用いることのできる水溶性有機溶媒としては、例えば、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等)、多価アルコール類(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール等)、多価アルコールエーテル類(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、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、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等)、アミン類(例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミン等)、アミド類(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等)、複素環類(例えば、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等)、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド等)、スルホン類(例えば、スルホラン等)、尿素、アセトニトリル、アセトン等が挙げられる。好ましい水溶性有機溶媒としては、多価アルコール類が挙げられる。さらに、多価アルコールと多価アルコールエーテルを併用することが、特に好ましい。
【0118】
水溶性有機溶媒は、単独もしくは複数を併用しても良い。水溶性有機溶媒のインク中の添加量としては、総量で5〜60質量%であり、好ましくは10〜35質量%である。
【0119】
インク組成物は、必要に応じて、吐出安定性、プリントヘッドやインクカートリッジ適合性、保存安定性、画像保存性、その他の諸性能向上の目的に応じて、公知の各種添加剤、例えば、粘度調整剤、表面張力調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、分散剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防ばい剤、防錆剤等を適宜選択して用いることができ、例えば、ポリスチレン、ポリアクリル酸エステル類、ポリメタクリル酸エステル類、ポリアクリルアミド類、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、またはこれらの共重合体、尿素樹脂、またはメラミン樹脂等の有機ラテックス微粒子、流動パラフィン、ジオクチルフタレート、トリクレジルホスフェート、シリコンオイル等の油滴微粒子、カチオンまたはノニオンの各種界面活性剤、特開昭57−74193号、同57−87988号及び同62−261476号に記載の紫外線吸収剤、特開昭57−74192号、同57−87989号、同60−72785号、同61−146591号、特開平1−95091号及び同3−13376号等に記載されている退色防止剤、特開昭59−42993号、同59−52689号、同62−280069号、同61−242871号および特開平4−219266号等に記載されている蛍光増白剤、硫酸、リン酸、クエン酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム等のpH調整剤等を挙げることができる。
【0120】
インク組成物は、その飛翔時の粘度として40mPa・s以下が好ましく、2〜20mPa・sであることがより好ましい。また、インク組成物はその飛翔時の表面張力として、20mN/m以上が好ましく、30〜45mN/mであることがより好ましい。
【0121】
次に、記録媒体Fにラインヘッド11からインクを噴射し多数のドット(画素)を形成する際に、各画素は隣り合う全ての画素に対し10ms以上の時間間隔で形成されるように制御するが、この場合、全体としてのプリント速度を低下させないことが必要であり、かかるラインヘッドのノズル構成及びインク噴射の時間間隔(着弾時間間隔)の制御に関し第1例〜第4例につき図8〜図11を参照して説明する。
【0122】
図8はノズル構成及びインク噴射の時間間隔制御の第1例を示す図であり、図8(a)はラインヘッド11の各ノズル列6a〜6dの配置を模式的に示す平面図であり、図8(b)は記録媒体上のインク着弾位置を図8(a)の各ノズル列の各ノズル位置に対応して模式的に示す平面図である。
【0123】
図8(a)に示すように、図2のラインヘッド11の各ノズル列6a〜6dは、この順で一列に一定間隔Lで並んでいる。ノズル列6a、6bの組の各ノズルがノズルの延びる方向に同じ位置にあり、ノズル列6c、6dの別の組の各ノズルがノズル列6a、6bのノズルとノズルとの間の同じ位置にある。即ち、ノズルとその隣のノズルとの間のノズル間隔をXとすると、ノズル列6a、6bの組の各ノズルと、ノズル列6c、6dの別の組の各ノズルとは、ノズルとその隣のノズルとの間にもう1つのドットが形成されるようにノズル間隔Xの半分だけずれている。
【0124】
各ノズル列6a〜6dの間隔Lは、図8(b)の下方に示す記録媒体F上に形成されるドット間隔nよりも広く、ノズル列6aと6b、ノズル列6cと6dとは、それぞれドット間隔nの奇数倍離れ、その間に例えば50列のドットによるラインが形成されるように離れている。ノズル列6aと6c、ノズル列6bと6dとは、それぞれドット間隔nの偶数倍離れ、その間に例えば101列のドットによるラインが形成されるように離れている。なお、図8(a),(b)では、図の縦方向を短縮して示している(以下の図9〜図11も同様)。
【0125】
ラインヘッド11のノズル列6a〜6dの各ノズルからインクを噴射し次に記録媒体Fを図8(b)の下方に搬送することを繰り返しながら画像記録を行う。図8(b)のように、ノズル列6a〜6dの各ノズルから記録媒体F上のインクを噴射し、ノズル列6aで各ドット○(図中、丸印、以下同じ。)を形成し、同時に、ノズル列6bで各ドット◎(図中、二重丸印、以下同じ。)を、ノズル列6cで各ドット●(図中、黒丸印、以下同じ。)を、ノズル列6dで各ドット×(図中、罰点印、以下同じ。)をそれぞれ形成する。この場合、ノズル列6a、6bでライン60a、60bをそれぞれ形成する一方、ノズル列6c、6dによる各ドット●、各ドット×は、それ以前に形成されたドット○、ドット◎によるラインの各ドット間に形成され、ライン60c、60dをそれぞれ形成する。
【0126】
次に、記録媒体Fを1ライン分空けた距離(ドット間隔nの2倍)だけ図の下方に搬送してから、ノズル列6a〜6dの各ノズルで各ドットによるラインをそれぞれ形成するので、図8(b)のように、各ドット○◎●×による各ラインは1ライン分空けてそれぞれ形成される。
【0127】
即ち、図8(b)では、ドット○のライン60aは、ライン61aの形成後に1ライン分空けて形成され、また、ドット○のライン62aに対しては時間的に25ライン分の形成後に形成される。ドット◎によるライン60bは、ドット○のライン62aの隣のラインとしてライン60aと同時に形成されるので、ライン62aから25ライン分形成後に形成される。同様に、各ラインとその隣のラインとの間のインク着弾時間間隔は、25ライン分を形成する時間であるので、インクを0.4msおきに噴射(=駆動周波数2.5kHz)しても、10msとなる。
【0128】
以上のようにして、図8(b)のように記録媒体F上に各画素からなる複数のライン60eを形成することで画像を形成することができるが、このとき、インク噴射の時間間隔を例えば0.4msのように10ms以下に制御しても、各ラインの各画素は隣り合う全ての画素に対し10ms以上の時間間隔で形成されるように制御できる。このようにして、噴射時間間隔を長くせずに、即ち、プリント速度を遅くせずに、インクの着弾時間間隔だけを長くすることができる。
【0129】
次に、図9によりノズル構成及びインク噴射の時間間隔制御の第2例を説明する。図9の第2例は、図8の第1例よりもラインヘッド11の駆動周波数を低減できるものである。図9(a)はラインヘッド11の各ノズル列6a〜6dの配置を模式的に示す平面図であり、図9(b)は記録媒体上のインク着弾位置を図9(a)の各ノズル列の各ノズル位置に対応して模式的に示す平面図である。
【0130】
図9(a)に示すように、ラインヘッド11のノズル列6a〜6dにおいて、ノズル▲1▼(図中、1の丸付き文字、以下同じ。)とノズル▲2▼(図中、2の丸付き文字、以下同じ)が交互に並んでおり、ノズル▲1▼とその隣のノズル▲2▼との間隔が図8(a)の半分(X/2)であり、ノズル密度が2倍になっている。各ノズル列6a〜6dの間隔Lは図8(a)と同じである。図9(b)に示すように、ノズル列6aのノズル▲1▼でドット○によるライン60aを形成するが、その直前に1ライン離れて形成されたライン61aはノズル列6aのノズル▲2▼で形成されるようになっている。同様に、ライン62aはライン60aの25ライン分の形成前にノズル列6aのノズル▲1▼により形成されており、ドット◎によるライン60bがライン62aの隣にノズル列6bのノズル▲1▼で形成される。また、ライン60c、60dでは、ノズル列6c、6dのノズル▲1▼による各ドット●、各ドット×がノズル列60c、60dのノズル▲2▼でそれ以前に形成されたドット○、ドット◎によるラインの各ドット間に形成される。
【0131】
以上のようにして、ノズル列6a〜6dによりノズル▲1▼と▲2▼を交互に使用してドットを形成し、図8(b)と同様にインク噴射の時間間隔を0.4ms(各ノズル1個あたり0.8msのインク噴射時間間隔)として画像形成を行うと、ラインヘッド11の駆動周波数が図8と比べて半分になる。図9の構成によれば、図8の場合と同様に、インク噴射の時間間隔を10ms以下の例えば0.4msとして制御しても、各ラインの各画素は隣り合う全ての画素に対し10ms以上の時間間隔で形成されるように制御できる。
【0132】
次に、図10によりノズル構成及びインク噴射の時間間隔制御の第3例を説明する。図10の第3例は、図8の第1例と比較して記録媒体Fに形成される各画素(ドット)がライン毎に画素ピッチpの半分(約半画素程度)だけずれるようにしたものである。図10(a)は、ラインヘッド11の各ノズル列6a〜6dの配置を模式的に示す平面図であり、図10(b)は記録媒体上のインク着弾位置を図10(a)の各ノズル列の各ノズル位置に対応して模式的に示す平面図である。
【0133】
図10(a)に示すように、ラインヘッド11のノズル列6a〜6dでは、ノズルとその隣のノズルとのノズル間隔が図8(a)と同じ(X)であるが、ノズル列6b〜6dの各ノズルは、ノズル列6aの各ノズルに対してノズル間隔Xの4分の1づつ順にずれている。即ち、ノズル列6aの各ノズルとノズル列6bの各ノズルとの間隔はX/4ずれており、同様にノズル列6bとノズル列6cとでもX/4ずれており、ノズル列6cとノズル列6dとでもX/4ずれている。
【0134】
図10(a)のラインヘッド11により、図8の第1例と同様にして記録媒体Fにドットを形成し、図10(b)のように、最終的に複数のライン60fを形成すると、各ラインは図8と同様に形成されるが、ラインの各画素が隣り合うラインの各画素に対して画素ピッチp(=X/2)の半分のp/2(=X/4)だけずれる。この関係を図12に示す(各丸は、1画素に相当する。)が、各ライン間における画素と隣接の画素との最短距離dが画素をずらさない場合の最短距離d’と比べて大きく、インクの着弾間隔が広がるので、画素をずらさない場合と比べてインク滴が合体して顔料が凝集し粒状性が低下することが減少し、画質が向上する。また、図10の構成によれば、図8の場合と同様に、インク噴射の時間間隔を10ms以下の例えば0.4msに制御しても、各ラインの各画素は隣り合う全ての画素に対し10ms以上の時間間隔で形成されるように制御できる。
【0135】
次に、図11によりノズル構成及びインク噴射の時間間隔制御の第4例を説明する。図11の第4例は、図10と同様に各画素がライン毎に画素ピッチpの半分だけずれるようにしかつ図9と同様にラインヘッド11の駆動周波数を低減できるものである。図11(a)は、ラインヘッド11の各ノズル列6a〜6dの配置を模式的に示す平面図であり、図11(b)は記録媒体上のインク着弾位置を図11(a)の各ノズル列の各ノズル位置に対応して模式的に示す平面図である。
【0136】
図11(a)に示すように、図9(a)と同様に、ラインヘッド11のノズル列6a〜6dにおいて、ノズル▲1▼とノズル▲2▼が交互に並んでおり、ノズル▲1▼とその隣のノズル▲2▼との間隔が図8(a)の半分(X/2)であり、ノズル密度が2倍になっている。各ノズル列6a〜6dの間隔Lは図8(a)と同じである。
【0137】
また、ラインヘッド11のノズル列6aのノズルとノズル列6bのノズルとは、ノズル間隔X/2の半分のX/4だけずれている。同様に、ノズル列6cのノズルとノズル列6dのノズルとは、ノズル間隔X/2の半分のX/4だけずれている。ノズル列6aと6dの各ノズルは同じ位置になるように並んでいる。
【0138】
図11(a)のラインヘッド11により、図9の第2例と同様にして記録媒体Fにドットを形成すると、図11(b)のように、図10(b)と同様の複数のライン60fを形成できる。従って、図12のように、各ライン間における画素と隣接の画素との最短距離dが画素をずらさない場合の最短距離d’と比べて大きく、インクの着弾間隔が広がるので、記録媒体F上の隣接する画素が少なくなり、画素をずらさない場合と比べてインク滴が合体して顔料が凝集し粒状性が低下することが減少し、画質が向上する。また、図9と同様に、ノズル列6a〜6dにおいてノズル▲1▼と▲2▼を交互に使用してドットを形成するので、ラインヘッド11の駆動周波数が図10と比べて半分になる。図11の構成によれば、図8の場合と同様に、インク噴射の時間間隔を10ms以下の例えば0.4msに制御しても、各ラインの各画素は隣り合う全ての画素に対し10ms以上の時間間隔で形成されるように制御できる。
【0139】
なお、図10,図11では、ラインヘッド11の各ノズル列6a〜6dの各ノズル位置をライン毎にずらして千鳥状の配置にしているが、各ノズルのインクの噴射角度を変えてインク着弾位置が図10(b)、図11(b)のように千鳥状になるようにノズルを構成してもよい。
【0140】
次に、図1のインクジェットプリンタで記録媒体Fに画像記録を行う動作について説明する。まず、図1のロール体9から搬送される記録媒体Fに記録部10でラインヘッド11からインクを噴射し多数の画素を形成して画像記録を行う。このとき、上述のようにして記録媒体F上に形成される各画素は隣り合う全ての画素に対し少なくとも10msの時間間隔で形成されるので、顔料インク滴が記録媒体に吸収されてから隣り合う画素のインク滴が着弾する。このため、粒状性が向上し、画質が良好になるとともに、顔料インク滴が合体し顔料が凝集することがなく、見かけ上大きな液滴でプリントしたのと同じになるような不具合は生じない。
【0141】
また、上述のようにインクヘッド11の各ノズルからインクを噴射する際のインクの液滴速度は6m/s以上、10m/s以下であることが望ましい。かかる液滴速度は、図6の制御部20で図3,図4で説明したように、各ノズルを構成するピエゾ素子に印加する正及び負の駆動電圧V1及びV2の和(V1+|V2|)を制御することで、所望の値に調整する。
【0142】
ラインヘッド11の各ノズルから噴射するのインクの液滴速度が6m/s以下ではインクの噴射から着弾までの時間が長くなり、液滴速度の変動が着弾位置に大きな変動をもたらし、記録媒体Fに形成される画像のエッジが明瞭でなくなったり細線が曲がったりすることで画質が低下してしまい易く、また、液滴速度が10m/s以上になると、記録媒体Fの表面において顔料インクが飛び散ることで、記録媒体Fが汚れてしまい易く、画質が低下するので、インクの液滴速度を6m/s以上、10m/s以下に制御することにより高画質のプリントが可能となる。
【0143】
次に、記録媒体Fは、搬送ローラ対15a、15bにより搬送方向Sにアキューム部18を介して搬送され、カット部40で適切な位置で所定のサイズにカットされてから、搬送ローラ対16aにより定着部50へと搬送され、定着部50の加熱ローラ51と圧着ローラ52との間に進入する。そして、制御部20の制御により、加熱ローラ51が所定温度に加熱されかつ圧着ローラ52による加圧力が記録媒体Fに対する所定圧力となるように駆動されることで、画像の書き込まれた記録媒体Fは加熱ローラ51と圧着ローラ52との間に形成されるニップ部59において上述のような所定の温度及び所定の圧力で加熱・加圧され、またニップ部59を通過する時間が制御される。
【0144】
以上のようにして定着部50で記録媒体Fを加熱し加圧することにより、図7の記録媒体Fの最表層の表層63中に含まれるラテックス粒子を溶融し平滑化させて透明化させ、顔料インクをインク吸収層62に吸収させることにより記録媒体Fに画像を定着させるが、このときの記録媒体Fの加熱温度、加圧力及び加熱加圧時間の内の少なくとも1つを記録媒体Fに形成される画像の写像性値が60%〜95%の範囲内になるように制御する。
【0145】
即ち、記録媒体Fの加熱温度TをT=Tg±ΔT=50〜150℃±10℃となるように制御し、加熱ローラ51による記録媒体Fに対する加圧力を9.8×104〜4.9×106Paとなるように制御することで画像の写像性値を60%〜95%内に制御することより、図7の記録媒体Fの表層63中に含まれるラテックス粒子を溶融し表層63を平滑化し透明化した熱可塑性樹脂層とすることで見た目に優れ写真と同程度の光沢感が得られ良質な画像を形成できる。また、顔料インクがインク吸収層62に取り込まれ顔料インク層となり、この顔料インク層を熱可塑性樹脂層が覆うとともに顔料インク本来の良好な保存性と相俟って、保存性に優れた画像を形成できる。
【0146】
なお、写像性値が60%以下になると、写真独特のつやが減少し画像品位が低下し、95%以上になると、画像に異常なてかりが生じて画像品位が低下してしてしまい易いので、60%〜95%の範囲内が好ましい。
【0147】
次に、図1の定着部50の別の構成例を図13を参照して説明する。図13はエンドレスベルト方式の定着部を詳細に示す側面図である。
【0148】
図13の定着部は、記録媒体Fをエンドレスベルトにより搬送しながら加圧し加熱するように構成し、図に示すように、加熱ローラ410と、記録媒体Fを加熱ローラ410との間で挟むための加圧ローラ440と、下流側に配置された従動ローラ420と、加熱ローラ410と従動ローラ420との間に掛け渡された無端状の加熱ベルト430と、記録媒体Fを加熱ベルト430に対し押圧するための押圧手段470と、加熱ベルト430の表面温度を検知するための温度センサ480と、加熱ローラ410及び加圧ローラ440の上流側で記録媒体Fを検知する搬送センサ490と、加熱ベルト430の表面に付着したインク汚れを除去するためのクリーニング手段600とを有する。
【0149】
加熱ローラ410は中空状のローラからなり、その軸方向に沿って熱源であるハロゲンヒータ等の発熱体450を内蔵し、発熱体450により加熱ローラ410を加熱させ、更にこれに懸架される加熱ベルト430をも加熱することにより、加熱ベルト430により押圧される記録媒体Fを加熱し、その表層の熱可塑性樹脂粒子を溶融させる。加熱ローラ410は、発熱体450から発せられる熱により効率よく記録媒体Fを加熱できるように熱伝導率の高い材質により形成されることが好ましく、金属ローラから構成するのが好ましい。
【0150】
温度センサ480は、加熱ローラ410に近接して配置され、加熱ベルト430の表面温度を検知し、この検知温度に基づいて図6の制御部20で加熱ローラ410の内部の発熱体450の発熱量を制御し、加熱ベルト430の表面温度を所定の温度範囲に保持するように制御する。なお、発熱体450は加熱ローラ410の外部近傍に設けてもよい。
【0151】
加熱ベルト430は、加熱ローラ410と従動ローラ420とに懸架されており、発熱体450により所定の温度範囲まで熱せられた後、画像形成された記録媒体Fを押圧することで、記録媒体Fの表層中に含まれる熱可塑性樹脂粒子が溶融されるとともに、記録媒体Fの表面粗さが加熱ベルト430の表面の粗さと同等程度になる。
【0152】
従って、加熱ベルト430の外面(記録媒体側)は、その表面粗さが小さいことが要求され、具体的には、Ra=0.5μm以下、かつ、0.01μm以上(好ましくは、Ra=0.1μm以下)であることが要求される。ここで、ベルトの表面粗さを小さくすることによる付随的効果について述べると、一般に、同一の素材においては、その表面粗さが小さくなるほど、耐磨耗性が向上し、耐久性が上がることが知られている。また、その表面粗さが小さくなるほど、帯電防止性及びオフセットの防止に優れた効果を示すことが知られているので、図13では、かかる効果をも得ることができる。
【0153】
加熱ベルト430は、基本的に金属ベルトや樹脂ベルトの表面にコーティング被覆されたものが用いられ、記録媒体Fとの離型性及び被覆した際の表面粗さ等を考慮して、以下の材料が好ましい。
・ニッケルベルト+シリコンゴム+PFA
・ニッケルベルト+PFA
・ニッケルベルト+シリコンゴム
・ニッケルベルト+フッ素コート
・ニッケルベルト+シリコンゴム+硬化型シリコン
・ニッケルベルト+硬化型シリコン
・ステンレス鋼ベルト+シリコンゴム+PFA
・ステンレス鋼ベルト+PFA
・ステンレス鋼ベルト+シリコンゴム
・ステンレス鋼ベルト+フッ素コート
・ステンレス鋼ベルト+シリコンゴム+硬化型シリコン
・ステンレス鋼ベルト+硬化型シリコン
・ポリイミドベルト+シリコンゴム+PFA
・ポリイミドベルト+PFA
・ポリイミドベルト+シリコンゴム
・ポリイミドベルト+フッ素コート
・ポリイミドベルト+シリコンゴム+硬化型シリコン
・ポリイミドベルト+硬化型シリコン
【0154】
加圧ローラ440は、ステンレス鋼等の金属ローラ、又は外周に弾性を有する被覆を施したステンレス鋼等の金属ローラで構成されており、付勢手段(図示省略)により加熱ローラ410側に常に押圧されている。加熱ローラ410及び加圧ローラ440の上流側に設けられた搬送センサ490が記録媒体Fの搬送を検知すると、図6の制御部20で前記付勢手段が加圧ローラ440の加熱ローラ410に対する押圧力を弱めるといった制御が行なわれる。これにより、記録媒体Fの端面突起で加熱ベルト430及び加圧ローラ440の表面が傷つけられることを防止する。
【0155】
押圧手段470は、記録媒体Fの図の下面が接する板状部材471と、板状部材471と記録媒体Fを加熱ベルト430側へ付勢するための付勢手段472とを有する。板状部材471は、金属により構成されることが望ましく、その表面粗さは、加熱ベルトと同等に小さいことが要求され、具体的には、Ra=0.5μm以下、且つ0.01μm以上(好ましくは、Ra=0.1μm以下)であることが要求される。付勢手段472は、ばね等により構成され、複数設けてもよく、その記録媒体Fに対する押圧力(加圧力)を調整するように構成できる。この加圧力の検知のために図5と同様に圧力センサを配置するのが好ましい。
【0156】
また、加熱ローラ410と従動ローラ420との間であって加熱ベルト430の内側に補助加熱体451とそのための温度センサ452とを配置することで、更に精度よく記録媒体Fに対する加熱温度を制御することができる。
【0157】
図13において、インクにより画像の記録された記録媒体Fが、搬送方向Sから搬送されてくると、搬送センサ490が記録媒体Fを検知し、加圧ローラ440の加熱ローラ410に対する押圧力を弱めてから、記録媒体Fが加熱ベルト430と加圧ローラ440との間に進入し、搬送方向Sに移動している加熱ベルト430と板状部材471との間を搬送される。この搬送時に、記録媒体Fは、加熱ベルト430により加熱されながら板状部材471を介して付勢手段470のばね472から加圧力を受ける。この加熱温度及び加圧力のうちの少なくとも一方を図6の制御部20が図5と同様に記録媒体Fに形成される画像の写像性値が60%〜95%の範囲内になるように制御する。また、図13のエンドレスベルト方式は、図5の回転ローラ式よりも加熱時間及び加圧時間をより長く確保できるので、この点において好ましい。
【0158】
【実施例】
次に、本発明を実施例及び比較例により更に説明する。
【0159】
《記録媒体の作製》
インクジェット記録用紙としての記録媒体の試料F1,F2を次の手順で作製した。
【0160】
〔無機微粒子分散液の調製〕
【0161】
(シリカ分散液1の調製)
1次粒子の平均粒径が約0.012μmの気相法シリカ(トクヤマ社製:QS−20)125kgを、三田村理研工業株式会社製のジェットストリーム・インダクターミキサーTDSを用いて、硝酸でpHを2.5に調整した620Lの純水中に室温で吸引分散した後、純水で全量を694Lに仕上げて、シリカ分散液1を調製した。
【0162】
(シリカ分散液2の調製)
以下の〔化1〕に示すカチオン性ポリマー(P−1)1.14kg、エタノール2.2L、n−プロパノール1.5Lを含む水溶液(pH=2.3)18Lに、上記調製したシリカ分散液1の69.4Lを攪拌しながら添加し、次いで、ホウ酸260gとホウ砂230gを含む水溶液7.0Lを添加し、消泡剤SN381(サンノプコ株式会社製)を1g添加した。この混合液を、三和工業株式会社製の高圧ホモジナイザーで分散し、全量を純水で97Lに仕上げて、シリカ分散液2を調製した。
【0163】
【化1】
【0164】
〔熱可塑性樹脂塗布液1の調製〕
ノニオン系界面活性剤を乳化剤として乳化重合したスチレン−アクリル系ラテックスポリマー(Tg78℃、平均粒径0.3μm、固形分濃度40%)を、6%硝酸水溶液でpH4.7に調整し、これを熱可塑性樹脂塗布液1とした。
【0165】
〔塗布液の調製〕
【0166】
以下に記載の様にして塗布液を調製した後、塗布液を市販のフィルタ(東洋濾紙株式会社製TCP10あるいはTCP30)を用いて濾過した。
【0167】
(下層塗布液1の調製)
40℃で攪拌しながら、前記調製したシリカ分散液2の710mlに、以下の添加剤を順次混合して、下層塗布液1を調製した。
【0168】
ポリビニルアルコール(クラレ工業株式会社製:PVA203)の10%水溶液・・・3ml
ポリビニルアルコール(クラレ工業株式会社製:PVA235)4.8%及び ポリビニルアルコール(クラレ工業株式会社製:PVA245)の1.84%を含む水溶液・・・273ml
純水で全量を1000mlに仕上げた。
【0169】
(上層塗布液1の調製)
前記調製した熱可塑性樹脂塗布液1及び前記下層塗布液1を用いて、熱可塑性樹脂と無機顔料の固形分比率が40:60となるように混合した後、43℃での粘度が45mPa・sとなるように水を添加して、これを上層塗布液1とした。
【0170】
(上層塗布液2の調製)
上記上層塗布液1の調製において、熱可塑性樹脂と無機顔料の固形分比率を50:50に変更した以外は同様にして、上層塗布液2を調製した。
【0171】
〔記録媒体の作製〕
【0172】
両面をポリエチレンで被覆した紙支持体(RC紙ともいい、厚みが220μmであり、インク吸収層面のポリエチレン中にはポリエチレンに対して13質量%のアナターゼ型酸化チタンを含有する)に、支持体側から順に、第1層として下層塗布液1を湿潤膜厚172μmで、第2層として上層塗布液1(熱可塑性樹脂の平均粒径:0.3μm)を湿潤膜厚60μmで熱可塑性樹脂の固形分量として3.0g/m2となる条件で、スライドホッパーを用いて2層同時塗布及び乾燥を行った。なお、各塗布液は、40℃に加温して塗布し、塗布直後に0℃に保たれた冷却ゾーンで20秒冷却した後、25℃の風(相対湿度15%)で60秒間、45℃の風(相対湿度が25%)で60秒間、50℃の風(相対湿度が25%)で60秒間順次乾燥し、20〜25℃、相対湿度が40〜60℃の雰囲気下で2分間調湿した後、試料を巻き取って、試料F1を作製した。この後、試料F1をポリエチレン袋に封入して、55℃で3日間のエージング処理を施した
【0173】
また、第1層の湿潤膜厚を184mμmとし、第2層で上層塗布液2を使用し、湿潤膜厚を40μm、熱可塑性樹脂の固形分率を2.5g/m2となる条件に変更した以外は、上述の試料F1と同様にして試料F2を作製し、その後同等のエージング処理を施した。
【0174】
《インクの作製》
水系顔料インクを次の手順で作製した。
【0175】
〔水系顔料インクの調製〕
【0176】
(顔料分散液の調製)
〈イエロー顔料分散体1の調製〉
C.I.ピグメントイエロー74・・・20質量%
スチレン−アクリル酸共重合体(分子量10,000、酸価120)・・・12質量%
ジエチレングリコール・・・15質量%
イオン交換水・・・53質量%
上記各添加剤を混合し、0.3mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、イエロー顔料分散体1を得た。得られたイエロー顔料の平均粒径は112nmであった。
【0177】
〈マゼンダ顔料分散体1の調製〉
C.I.ピグメントレッド122・・・25質量%
ジョンクリル61(アクリル−スチレン系樹脂、ジョンソン社製) ・・・固形分で18質量%
ジエチレングリコール・・・15質量%
イオン交換水・・・42質量%
上記各添加剤を混合し、0.3mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、マゼンダ顔料分散体1を得た。得られたマゼンダ顔料の平均粒径は105nmであった。
【0178】
〈シアン顔料分散体1の調製〉
C.I.ピグメントブルー15:3・・・25質量%
ジョンクリル61(アクリル−スチレン系樹脂、ジョンソン社製)・・・固形分として15質量%
グリセリン・・・10質量%
イオン交換水・・・50質量%
上記各添加剤を混合し、0.3mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、シ ン顔料分散体1を得た。得られたシアン顔料の平均粒径は87nmであった。
【0179】
〈ブラック顔料分散体1の調製〉
カーボンブラック・・・20質量%
スチレン−アクリル酸共重合体(分子量7,000、酸価150) ・・・10質量%
グリセリン・・・10質量%
イオン交換水・・・60質量%
上記各添加剤を混合し、0.3mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、ブラック顔料分散体1を得た。得られたブラック顔料の平均粒径は75nmであった。
【0180】
(顔料インクの調製)
【0181】
〈イエローインクの調製〉
イエロー顔料分散体1・・・15質量%
エチレングリコール・・・20質量%
ジエチレングリコール・・・10質量%
界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社)・・・0.1質量%
イオン交換水・・・54.9質量%
以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ過し、水性顔料インクであるイエローインクを調製した。インク中の顔料の平均粒径は120nmであり、表面張力γは36mN/mであった。
【0182】
〈マゼンダインクの調製〉
マゼンダ顔料分散体1・・・15質量%
エチレングリコール・・・20質量%
ジエチレングリコール・・・10質量%
界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社)・・・0.1質量%
イオン交換水・・・54.9質量%
以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ過し、水性顔料インクであるマゼンダインクを調製した。インク中の顔料の平均粒径は113nmであり、表面張力γは35mN/mであった。
【0183】
〈シアンインクの調製〉
シアン顔料分散体1・・・10質量%
エチレングリコール・・・20質量%
ジエチレングリコール・・・10質量%
界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社)・・・0.1質量%
イオン交換水・・・59.9質量%
以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ過し、水性顔料インクであるシアンインクを調製した。インク中の顔料の平均粒径は95nmであり、表面張力γは36mN/mであった。
【0184】
〈ブラックインクの調製〉
ブラック顔料分散体1・・・10質量%
エチレングリコール・・・20質量%
ジエチレングリコール・・・10質量%
界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社)・・・0.1質量%
イオン交換水・・・59.9質量%
以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ過し、水性顔料インクであるブラックインクを調製した。インク中の顔料の平均粒径は85nmであり、表面張力γは35mN/mであった。
【0185】
次に、上述した記録媒体の各試料F1,F2について、上述の各色の水系顔料インクを用いて実施例及び比較例として図1のインクジェットプリンタを用いて以下の条件で画像を形成した。なお、定着部は図13のベルト方式を用いた。
【0186】
(1)噴射インクの着弾時間間隔を次のようにして種々に変えた。図1,図8で、記録媒体の移動速度をV(ヘッドが移動する場合はヘッドの移動速度)とすると、図8(b)でノズル列6aが1ライン分のドットを形成してからノズル列6bが手前の1ライン分のドットを形成するまでの時間Tは、次の式(1)で表すことができる。
【0187】
T=(L−n)/V (1)
但し、L:各ノズル列の間隔(図8)、n:ドット間隔(図8)
【0188】
記録媒体の通常の移動速度V(0.1〜1m/s程度)ではL≫nであるので、時間Tは次の近似式(2)で表すことができる。
【0189】
T=L/V (2)
【0190】
ここで、例えば、V≦0.1m/s、L≧1mmの組み合わせで、インクの着弾時間間隔は10ms以上となる。このように、記録媒体の移動速度V及び/又はノズル列の間隔Lを変えることでインクの着弾時間間隔を変えることができる。この場合、ラインヘッドの駆動周波数も同じ着弾位置間隔になるように変える。
【0191】
本実施例及び比較例では、ラインヘットのノズル列間隔Lを1mmとし、記録媒体の移動速度Vを1m/s〜0.05m/sの範囲で5通りに変えることにより、インクの着弾時間間隔を、1.0,2.0,5.0,10.0,20.0msとし、それぞれ画像を形成し、各々の画像のざらつき感の良否を測定した。各インクの液滴量は1乃至5plとした。なお、液滴量は、図3,図4のようにノズルに対する駆動電圧、ノズル径を変えることで調整した。その結果を次の表1に示す。
【0192】
(2)図3,図4のようにノズルに対する駆動電圧を変えて液滴速度を4,5,6,7,8m/sと変えてドットによる画像を形成し、画質を評価した。
【0193】
(3)本実施例では、図10(a)のようなラインヘッドを用いて図12のように画素ピッチの約半分ずらして各ラインを形成したが、ずらさない場合についても画像を形成し、画質を比較した。
【0194】
【表1】
【0195】
表1から分かるように、隣り合う画素の着弾時間間隔が10ms未満の比較例ではざらつき感が大きい(特に液滴量が3〜5plの場合)のに対し、着弾間隔が10ms、20msの実施例では、液滴量1〜5plの範囲でざらつき感が何れも良好または良のよい結果であった。
【0196】
また、液滴速度に関し、インクの滴液速度が4,5m/sの各比較例では、画像を形成するドットが一様に分布せずに疎密を生じ画像にむらができたり、ざらつき感がでたり、また、直線が曲がったりギザギザ状になり等の画像のひずみが生じた。このように、インク滴の噴射から着弾までの時間が長くなり、滴液速度の変動が滴液の着弾位置に大きな変動をもたらすことで画質が低下する。これに対し、滴液速度が6,7,8m/sの各実施例では、比較例のような画質の低下はなく、良好な画質を得ることができた。なお、インクの滴液速度が10m/sを越えると、記録媒体面上でインクが飛び散ってしまい画質が低下する。
【0197】
また、図9のように画素ピッチの約半分ずらして各ラインを形成した実施例では、ずらしていない場合に比べてざらつき感が減少し画質が向上し、また同一液滴量のインクで画像濃度がすれていない場合の画像に比べて向上し、特に、髪の毛や影の部分などの最高濃度部の画質が向上した。
【0198】
以上のように本発明を実施の形態及び実施例により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、記録部におけるヘッドの構成は、ラインヘッドに限定されずに、キャリッジと一体に移動するように構成されたシリアルヘッドであってもよい。シリアルヘッドの場合のインク噴射の制御の例を図14により説明すると、例えば、図8(b)の複数のライン60eのように、ノズル71,73で各ドット○(図中、丸印)を形成してから、記録媒体を1ライン分移動し、次に、ノズル72,74でにドット◎(図中、二重丸印)を形成してから、記録媒体を1ライン分移動する。同様にして、ノズル71,73でドット●(図中、黒丸印)を各ドット○間に形成し、記録媒体を1ライン分移動し、次に、ノズル72,74でドット×(図中、罰点印)を各ドット◎間に形成する。このようにして、図8(b)の複数のライン60eと同様のラインを形成ができるが、この場合、各ドット○◎●×による1ライン分の記録時にキャリッジによるシリアルヘッドの1往復動が必要となるので、各ラインの各画素において隣り合う全ての画素に対しインクの着弾時間は10msよりもかなり長くなる。
【0199】
【発明の効果】
本発明によれば、写真と同程度の画質と保存性を有する画像形成が可能な画像記録方法及びインクジェットプリンタを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態によるインクジェットプリンタを概略的に示す側面図である。
【図2】図1のラインヘッドの概略的構成を示す斜視図である。
【図3】図2のラインヘッドのノズルを部分的に示す斜視図(a)、ノズルの電極の作動を説明するための正面図(b),(c)、及びノズルの噴射・非噴射の各駆動状態を説明するための正面図(d),(e),(f)である。
【図4】図4は図3の各ノズルの駆動波形を示す図である。
【図5】図1のインクジェットプリンタの定着部を更に詳しく示す側面図である。
【図6】図1のインクジェットプリンタの制御系を示すブロック図である。
【図7】本実施の形態における記録媒体の積層構成を示す断面図である。
【図8】図2のノズル構成及びインク噴射の時間間隔制御の第1例を示す図であり、ラインヘッド11の各ノズル列6a〜6dの配置を示す平面図(a)及び記録媒体上のインク着弾位置を図8(a)の各ノズル列の各ノズル位置に対応して示す平面図(b)である。
【図9】図2のノズル構成及びインク噴射の時間間隔制御の第2例を示す図であり、ラインヘッド11の各ノズル列6a〜6dの配置を示す平面図(a)及び記録媒体上のインク着弾位置を図9(a)の各ノズル列の各ノズル位置に対応して示す平面図(b)である。
【図10】図2のノズル構成及びインク噴射の時間間隔制御の第3例を示す図であり、ラインヘッド11の各ノズル列6a〜6dの配置を示す平面図(a)及び記録媒体上のインク着弾位置を図10(a)の各ノズル列の各ノズル位置に対応して示す平面図(b)である。
【図11】図2のノズル構成及びインク噴射の時間間隔制御の第4例を示す図であり、ラインヘッド11の各ノズル列6a〜6dの配置を示す平面図(a)及び記録媒体上のインク着弾位置を図11(a)の各ノズル列の各ノズル位置に対応して示す平面図(b)である。
【図12】図10(b)及び図11(b)において記録媒体に千鳥状に形成された各画素(ドット)の配置を示す平面図である。
【図13】図1の定着部の別の構成例を詳細に示す側面図である。
【図14】図1のヘッド構成の変形例を示すシリアルヘッドのノズル配置を示す平面図である。
【符号の説明】
9 ロール体
10 記録部
11 ラインヘッド
6a〜6d ノズル列
1a ノズル
20 制御部
23 ヘッド駆動回路
26 定着部駆動機構
40 カット部
50 定着部
51 加熱ローラ
52 圧着ローラ
53 発熱体
55 温度センサ
61 支持体
62 記録媒体Fのインク吸収層
63 記録媒体Fの表層
410 加熱ローラ
450 発熱体
440 加圧ローラ
430 加熱ベルト
470 付勢手段
F 記録媒体
S 搬送方向
L ノズル列間隔
X 図8,図10におけるノズル間隔
X/2 図9,図11におけるノズル間隔
p 画素ピッチ
n ドット(画素)間隔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image recording method and an ink jet printer capable of forming an image having image quality and storability comparable to those of photographs.
[0002]
[Prior art]
In recent years, image processing technology using an ink jet printer has improved the sharpness and graininess of pixels by reducing the size of ink droplets to be printed, scanning the head, and increasing the accuracy of recording paper transport, bringing the image quality closer to that of photographs. Efforts are made. For example, by recording an image with dye ink using a special paper provided with an ink absorbing layer on resin-coated paper used for photographic printing paper, it has become possible to obtain image quality comparable to silver salt photography. .
[0003]
However, when an image is recorded with a dye ink, the storability of the image, which is an important function of photography, may be inferior. In addition, when an image is recorded with pigment ink, the image storability is good, but an image quality comparable to a silver salt photograph may not be obtained. Image quality is an important performance for traditional photographs as a means of expressing images, but the texture of images cannot be expressed by evaluation scales such as sharpness, graininess, and glossiness. However, the texture was different from the silver halide photograph, and it looked strange. A photograph is also a means for recording an image, and the storability of the image is also an important performance.
[0004]
Therefore, in order to achieve both high image quality and storability of the image, an image is formed with a pigment ink on a recording paper containing latex on the surface of the image receiving layer, and then the image is fixed by heating and pressing. There is a printing method. According to this method, an image similar to a silver salt photograph was obtained in terms of image storage stability, sharpness, glossiness, etc., but color reproducibility and granularity were inferior, and the texture could be different.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an image recording method and an ink jet printer that have image storability and can obtain the same image quality as a photograph.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image recording method according to the present invention comprises an ink absorption layer on a support, and a thermoplastic resin and an inorganic pigment on the surface layer. The solid content mass ratio of thermoplastic resin / inorganic pigment is 90 / While the pigment ink is ejected onto the recording medium contained at 10 to 10/90 at a droplet speed of 6 to 10 m / s, each pixel is formed with respect to the adjacent pixels at a time interval of at least 10 ms, and then the recording medium is heated. The temperature is in the range of Tg ± 10 ° C. (Tg: glass transition point (° C.) of the thermoplastic resin of the surface layer) and the pressure applied to the recording medium is 9.8 × 10Four~ 4.9 × 106By controlling in the range of Pa, the image formed on the recording mediumObtained based on JIS standard H8866-2Image recording is performed by heating and pressurizing the recording medium so that the image clarity value is 60% or more and 95% or less.
[0007]
According to this image recording method, since a recording medium containing a thermoplastic resin in the surface layer is used, the image clarity value can be improved by heating and pressurizing after ink ejection. Although the image clarity value of the surface of the recording medium on which an image is formed with the pigment ink tends to be lowered, the image clarity value is improved because the thermoplastic resin is melted by heat and pressure to cover the surface of the recording medium.
[0008]
In addition, when the ink droplet speed is 6 m / s or less, the time from ejection to landing becomes long, and fluctuations in the droplet speed cause large fluctuations in the landing position of the liquid droplets, resulting in a decrease in image quality. When the liquid speed is 10 m / s or more, the ink is scattered on the surface of the recording medium and the image quality is deteriorated. From the above, by setting the ink droplet speed to 6 to 10 m / s, the color reproduction range is widened, and an image with good image quality can be formed.
[0009]
In addition, when each pixel is formed, the ink is landed on the recording medium so that the time interval of ink landing is at least 10 ms with respect to adjacent pixels, whereby the pigment ink is absorbed by the recording medium. Since the ink of the adjacent pixels is landed, the graininess is improved and the image quality is improved. If the time is less than 10 ms, the ink droplets coalesce and the pigments aggregate to form an image with an apparently large droplet, resulting in a decrease in graininess.
[0010]
Further, by heating and pressurizing the recording medium so that the image clarity value is 60% to 95%, the glossiness of the image quality resembles that of a photograph and a photograph-like texture can be obtained. The image clarity value includes, for example, the configuration of the recording medium, the type and content of the thermoplastic resin particles, the heating temperature, the pressing pressure, the heating and pressing time, the heating and pressing method, and the smoothness of the surface that contacts the medium during heating and pressing. It can be controlled by the degree. In the present invention, the heating temperature of the recording medium is in the range of Tg ± 10 ° C. (Tg: glass transition point (° C.) of the thermoplastic resin of the surface layer) and the applied pressure to the recording medium is 9.8 × 10.Four~ 4.9 × 106By controlling within the range of Pa,Obtained based on JIS standard H8866-2The image clarity value can be controlled within 60% to 95%. Further, it is preferable to further control the heating and pressing time during heating and pressing of the recording medium.
[0011]
Further, by using a pigment ink as an ink, it is possible to realize long-term image quality preservation such as a photograph without a fading due to light or oxygen in a recording medium after image recording, as compared with a dye ink. In addition, pigment ink has a larger diameter than dye ink, and its image clarity value tends to decrease due to the characteristics that it is difficult to absorb into the recording medium. However, the thermoplastic resin particles are melted by heating and pressurizing the recording medium after ink ejection. In addition, since it becomes a transparent thermoplastic resin layer and covers the pigment ink layer of the pigment ink, the image clarity value is improved and a glossy and high-quality image can be formed. Further, since the pigment ink layer is absorbed by the image receiving layer of the recording medium and covered with the thermoplastic resin layer, an image with high storage stability can be formed.
[0012]
Further, since each pixel is formed with a shift of approximately half of the pixel pitch (about half a pixel) for each line, the ink landing interval of each pixel is increased for each line as compared with a conventional image. The number of adjacent pixels on the upper side is reduced, the ink droplets coalesce, the pigment is aggregated and the granularity is reduced, and the image quality can be improved. Further, the coverage of the recording medium with ink droplets is improved and the color reproduction range is widened.
[0013]
Further, the surface layer of the recording mediumIs a thermoplastic resinInorganic pigmentWhenTheThe solid content mass ratio of thermoplastic resin / inorganic pigment is 90/10 to 10/90.contains. Further, the Young's modulus of the rubber coating layer of the pressure roller for pressing the recording medium is 10 6 -10 7 A range of Pa is preferred.
[0014]
In addition, an ink jet printer according to the present invention includes an ink head that ejects ink onto a recording medium, and a heating and pressurizing unit that heats and pressurizes the recording medium after the ink ejection, and records an image on the recording medium. An ink-jet printer having an ink-absorbing layer on a support, and a thermoplastic resin and an inorganic pigment on the surface layer, the thermoplastic resin / inorganic pigment solid content ratio being 90/10 to 10/90 The pigment ink is ejected from the ink head at a droplet velocity of 6 to 10 m / s so that each pixel is formed on the recording medium at a time interval of at least 10 ms with respect to adjacent pixels, and the heating temperature of the recording medium is set to Tg ±. The range of 10 ° C. (Tg: glass transition point (° C.) of the thermoplastic resin of the surface layer) and the pressure applied to the recording medium are 9.8 × 10Four~ 4.9 × 106By controlling in the range of Pa, the image formed on the recording mediumObtained based on JIS standard H8866-2The recording medium is heated and pressurized by the heating and pressing unit so that the image clarity value is 60% or more and 95% or less.
[0015]
According to this ink jet printer, the above-described image recording method according to the present invention can be executed. In this case, the ink head is preferably composed of a line head. In addition, the heating and pressurizing means canFurther heating and pressing timeIt is preferably configured to control. Further, the surface layer of the recording mediumIs a thermoplastic resinInorganic pigmentWhenTheThe solid content mass ratio of thermoplastic resin / inorganic pigment is 90/10 to 10/90.contains. Further, the heating and pressing means has a pressure roller for pressing the recording medium, and the Young's modulus of the rubber coating layer of the pressure roller is 10 6 -10 7 A range of Pa is preferred.
[0016]
In addition, image clarity is an important characteristic value that determines the aesthetic elements of an image as an indicator of how clear and distorted the image is when an object is reflected on the coating surface. It is. Examples of the method for measuring the image clarity value include JIS.standardH8686-2There is a method of obtaining image clarity as image clarity from a light intensity waveform obtained through an optical comb using an optical device. There are various types of optical combs in which the ratio of dark part to bright part is 1: 1 and the width is 0.125, 0.5, 1.0 and 2.0 mm. In the measurement, the optical comb is moved, the highest waveform (M) and the lowest waveform (m) on the recording paper are read, and the image definition is obtained by the following equation.
[0017]
C = (M−m) / (M + m) × 100
Here, C: image definition (%), M: highest waveform, m: lowest waveform.
[0018]
The image clarity C is an index indicating that image clarity is good when the value is large, and that there is “blur” or “distortion” when the value is small. Even when the gloss values are the same, the glossiness by appearance becomes strong.
[0019]
The ink head of the above-described inkjet printer may be an on-demand system or a continuous system. In addition, as a discharge (injection) method, an electro-mechanical conversion method (for example, a single cavity type, a double cavity type, a bender type, a piston type, a shear mode type, a shared wall type, etc.), an electro-thermal conversion method ( Specific examples include, for example, a thermal ink jet type, a bubble jet type, and the like, an electrostatic attraction method (for example, an electric field control type, a slit jet type, etc.), and a discharge method (for example, a spark jet type). However, any discharge method may be used.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a conceptual diagram of an ink jet printer according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view schematically showing the ink head of FIG. 1, and FIG. 3 is a partial view of nozzles of the line head of FIG. (A), front views (b), (c) for explaining the operation of the electrode of the nozzle, and front views (d), for explaining the respective drive states of nozzle injection / non-injection, (E), (f), and FIG. 4 is a figure which shows the drive waveform of each nozzle of FIG.
[0021]
As shown in FIG. 1, the ink jet printer according to the present embodiment includes a
[0022]
An accumulating unit 18 is provided between the
[0023]
The
[0024]
Next, the
[0025]
A plurality of
[0026]
With reference to FIG. 3, the structure of the
[0027]
When the positive drive voltage V1 of FIG. 4 is applied to each electrode in the
[0028]
Further, when a positive drive voltage V1 ′ smaller than the drive voltage V1 is applied as shown in FIG. 4, the expansion amount of the pressure chamber is smaller than that at the drive voltage V1 as shown by the broken line in FIG. If a negative driving voltage V2 ′ having an absolute value smaller than that of the driving voltage V2 is added to the driving voltage V2, the amount of contraction of the pressure chamber becomes smaller than that at the driving voltage V2, as indicated by a broken line in FIG. For this reason, the amount of ink droplets ejected from the
[0029]
Next, the fixing
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
The longitudinal elastic modulus (Young's modulus) of the
[0034]
In addition, instead of the
[0035]
Further, the
[0036]
Further, the
[0037]
Next, the control system of the ink jet printer of FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram showing a control system of the ink jet printer of FIG. As shown in FIG. 6, the inkjet printer of FIG. 1 has, as its control system, a
[0038]
Based on the image data signal from the
[0039]
Further, the
[0040]
Next, the recording medium F will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a cross-sectional configuration of the recording medium F. As shown in FIG. 7, the recording medium F includes a
[0041]
The ink absorption capacity in the recording medium F is 22 to 60 ml / m.2Preferably 25-60 ml / m2And more preferably 25-35 ml / m2It is.
[0042]
Here, the above-described ink absorption capacity can be obtained as follows. That is, a recording medium having a certain area is conditioned for 24 hours or more in an atmosphere of 25 ° C. and 50% RH, and then immersed in pure water for 10 seconds. At this time, with the absorption of water, the air in the gap of the recording medium adheres to the surface as bubbles and prevents water absorption, so that the recording medium is vibrated appropriately to remove the bubbles. After 10 seconds, the recording medium is pulled up from the water, the water content on the surface is quickly removed with a water-absorbing material such as filter paper, and the ink absorption can be determined from the mass change before and after the immersion.
[0043]
Next, the
[0044]
As the void type, a mixture of fine particles and a water-soluble binder is applied, and a glossy one is particularly preferable. As the fine particles, alumina or silica is preferable, and those using silica having a particle size of 0.1 μm or less are particularly preferable. As the water-soluble binder, gelatin, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene oxide or the like is preferably used alone or in combination.
[0045]
Of the above two types, in order to adapt to continuous high-speed printing, a higher ink absorption speed in the recording medium is suitable. From this point, the void type can be used particularly preferably.
[0046]
Hereinafter, the void type ink absorbing layer will be described in more detail. The void layer is mainly formed by soft aggregation of a hydrophilic binder and inorganic fine particles. Conventionally, various methods for forming voids in a film are known. For example, a uniform coating solution containing two or more kinds of polymers is coated on a support, and these polymers are phase-separated from each other in the drying process. A method of forming voids by applying a coating liquid containing solid fine particles and a hydrophilic or hydrophobic resin on a support, and after drying, the inkjet recording paper is immersed in water or a liquid containing an appropriate organic solvent. , A method of creating voids by dissolving solid fine particles, a method of forming voids in a film by applying a coating liquid containing a compound having a property of foaming during film formation, and then foaming this compound in the drying process, porous A coating solution containing a porous solid fine particle and a hydrophilic binder on a support to form voids in the porous fine particles or between the fine particles, and having a volume approximately equal to or larger than the hydrophilic binder Solid particles and or a coating solution containing a particulate oil and a hydrophilic binder is coated on a support, and a method of forming an air gap between the solid particles are known. In the present embodiment, it is particularly preferable that the void layer is formed by containing various inorganic solid fine particles having an average particle diameter of 100 nm or less.
[0047]
Examples of the inorganic fine particles used for the above purpose include light calcium carbonate, heavy calcium carbonate, magnesium carbonate, kaolin, clay, talc, calcium sulfate, barium sulfate, titanium dioxide, zinc oxide, zinc hydroxide, zinc sulfide. , Zinc carbonate, hydrotalcite, aluminum silicate, diatomaceous earth, calcium silicate, magnesium silicate, synthetic amorphous silica, colloidal silica, alumina, colloidal alumina, pseudoboehmite, aluminum hydroxide, lithopone, zeolite, magnesium hydroxide, etc. A white inorganic pigment etc. can be mentioned.
[0048]
The average particle size of the inorganic fine particles is determined by observing the particles themselves or the particles appearing on the cross section or surface of the void layer with an electron microscope, measuring the particle size of 1,000 arbitrary particles, and calculating the simple average value (number average). ). Here, the particle diameter of each particle is represented by a diameter assuming a circle equal to the projected area.
[0049]
As the inorganic fine particles, it is preferable to use solid fine particles selected from silica and alumina or alumina hydrate.
[0050]
As silica that can be used in the present embodiment, silica synthesized by an ordinary wet method, colloidal silica, silica synthesized by a gas phase method, or the like is preferably used, but is particularly preferably used in the present embodiment. As the fine particle silica, colloidal silica or fine particle silica synthesized by a gas phase method is preferable. Among them, fine particle silica synthesized by a gas phase method is used not only for obtaining a high porosity but also for immobilizing a dye. When added to the cationic polymer, it is preferable because coarse aggregates are hardly formed. Alumina or alumina hydrate may be crystalline or amorphous, and any shape such as amorphous particles, spherical particles, and acicular particles can be used.
[0051]
The inorganic fine particles are preferably in a state where the fine particle dispersion before mixing with the cationic polymer is dispersed to the primary particles.
[0052]
The inorganic fine particles preferably have a particle size of 100 nm or less. For example, in the case of the above vapor phase method fine particle silica, the average particle size of primary particles of inorganic fine particles dispersed in a primary particle state (particle size in a dispersion state before coating) is preferably 100 nm or less, More preferably, it is 4-50 nm, Most preferably, it is 4-20 nm.
[0053]
As the silica synthesized by the vapor phase method in which the average particle diameter of primary particles is 4 to 20 nm, which is most preferably used, for example, Aerosil manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. is commercially available. The vapor phase fine particle silica can be dispersed to primary particles relatively easily by being sucked and dispersed in water, for example, by a jet stream inductor mixer manufactured by Mitamura Riken Kogyo Co., Ltd.
[0054]
The ink absorbing layer preferably contains a water-soluble binder. Examples of the water-soluble binder include polyvinyl alcohol, gelatin, polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid, polyacrylamide, polyurethane, dextran, and dextrin. , Color ginnan (κ, ι, λ, etc.), agar, pullulan, water-soluble polyvinyl butyral, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose and the like. These water-soluble binders can be used in combination of two or more.
[0055]
The water-soluble binder preferably used in the present embodiment is polyvinyl alcohol. This polyvinyl alcohol includes, in addition to ordinary polyvinyl alcohol obtained by hydrolyzing polyvinyl acetate, modified polyvinyl alcohol such as polyvinyl alcohol having a cation-modified terminal and anion-modified polyvinyl alcohol having an anionic group.
[0056]
The polyvinyl alcohol obtained by hydrolyzing vinyl acetate preferably has an average degree of polymerization of 1,000 or more, and particularly preferably has an average degree of polymerization of 1,500 to 5,000. The degree of saponification is preferably 70 to 100%, particularly preferably 80 to 99.5%.
[0057]
Examples of the cation-modified polyvinyl alcohol have primary to tertiary amino groups and quaternary ammonium groups in the main chain or side chain of the polyvinyl alcohol as described in JP-A-61-110483. Polyvinyl alcohol, which is obtained by saponifying a copolymer of an ethylenically unsaturated monomer having a cationic group and vinyl acetate.
[0058]
Examples of the ethylenically unsaturated monomer having a cationic group include trimethyl- (2-acrylamido-2,2-dimethylethyl) ammonium chloride and trimethyl- (3-acrylamido-3,3-dimethylpropyl) ammonium chloride. N-vinylimidazole, N-vinyl-2-methylimidazole, N- (3-dimethylaminopropyl) methacrylamide, hydroxylethyltrimethylammonium chloride, trimethyl- (2-methacrylamidopropyl) ammonium chloride, N- (1, 1-dimethyl-3-dimethylaminopropyl) acrylamide and the like.
[0059]
The ratio of the cation-modified group-containing monomer of the cation-modified polyvinyl alcohol is 0.1 to 10 mol%, preferably 0.2 to 5 mol%, relative to vinyl acetate.
[0060]
Anion-modified polyvinyl alcohol is, for example, polyvinyl alcohol having an anionic group as described in JP-A-1-2060888, as described in JP-A-61-237681 and JP-A-63-330779, Examples thereof include a copolymer of vinyl alcohol and a vinyl compound having a water-soluble group, and modified polyvinyl alcohol having a water-soluble group as described in JP-A-7-285265.
[0061]
Nonionic modified polyvinyl alcohol is, for example, a polyvinyl alcohol derivative obtained by adding a polyalkylene oxide group to a part of vinyl alcohol as described in JP-A-7-9758, and described in JP-A-8-25595. And a block copolymer of a vinyl compound having a hydrophobic group and vinyl alcohol. Polyvinyl alcohol can be used in combination of two or more types such as the degree of polymerization and the type of modification.
[0062]
The amount of inorganic fine particles used in the ink absorption layer depends largely on the required ink absorption capacity, the void ratio of the void layer, the type of inorganic pigment, and the type of water-soluble binder.2Usually, it is 5-30 g, preferably 10-25 g.
[0063]
The ratio of the inorganic fine particles and the water-soluble binder used in the ink absorbing layer is usually 2: 1 to 20: 1 by mass ratio, and particularly preferably 3: 1 to 10: 1.
[0064]
In addition, a cationic water-soluble polymer having a quaternary ammonium base in the molecule may be contained, and the inkjet recording paper 1 m2Usually, it is used in the range of 0.1 to 10 g, preferably 0.2 to 5 g.
[0065]
In the void layer, the total amount of voids (void volume) is 1 m of recording paper.2It is preferably 20 ml or more per unit. The void volume is 20ml / m2If the amount of ink is less, the ink absorptivity is good when the amount of ink at the time of printing is small, but if the amount of ink increases, the ink is not completely absorbed, resulting in a decrease in image quality or a delay in drying. The problem is likely to occur.
[0066]
In the void layer having ink retention ability, the void volume relative to the solid content volume is referred to as a void ratio. In this embodiment, it is preferable to set the porosity to 50% or more because the voids can be efficiently formed without unnecessarily increasing the film thickness.
[0067]
As another type of void type, in addition to forming an ink absorbing layer using inorganic fine particles, a polyurethane resin emulsion, a water-soluble epoxy compound and / or an acetoacetylated polyvinyl alcohol, and an epichlorohydrin polyamide resin are used in combination. The ink absorbing layer may be formed using the applied coating liquid. The polyurethane resin emulsion in this case is preferably a polyurethane resin emulsion having a polycarbonate chain, a polycarbonate chain and a polyester chain and a particle diameter of 3.0 μm, and the polyurethane resin of the polyurethane resin emulsion is a polyol having a polycarbonate polyol, a polycarbonate polyol and a polyester polyol. And the polyurethane resin obtained by reacting the aliphatic isocyanate compound with a sulfonic acid group in the molecule, and further having an epichlorohydrin polyamide resin, a water-soluble epoxy compound and / or an acetoacetylated vinyl alcohol. preferable. In the ink absorption layer using the polyurethane resin, it is estimated that weak cations of anions and anions are formed, and accordingly, voids having an ink absorption capability are formed, so that an image can be formed.
[0068]
In the present embodiment, it is preferable to use a curing agent. The curing agent can be added at any time during the preparation of the inkjet recording paper. For example, the curing agent may be added to the coating liquid for forming the ink absorbing layer, but after the ink absorbing layer is formed, the water-soluble binder is cured. It is preferable to supply an agent.
[0069]
In the present embodiment, a method of supplying a water-soluble binder curing agent after forming the ink absorbing layer may be used alone, but preferably the above-described curing agent is used in the coating liquid for forming the ink absorbing layer. It is to be used in combination with the method of adding.
[0070]
The curing agent that can be used in this embodiment is not particularly limited as long as it causes a curing reaction with a water-soluble binder, but boric acid and its salts are preferable, but other known ones can be used. In general, a compound having a group capable of reacting with a water-soluble binder or a compound that promotes the reaction between different groups of the water-soluble binder, and is appropriately selected and used depending on the type of the water-soluble binder . Specific examples of the curing agent include, for example, epoxy curing agents (diglycidyl ethyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,6-diglycidyl cyclohexane, N, N-diglycidyl- 4-glycidyloxyaniline, sorbitol polyglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, etc.), aldehyde curing agents (formaldehyde, glioxal, etc.), active halogen curing agents (2,4-dichloro-4-hydroxy-1,3,5) , -S-triazine, etc.), active vinyl compounds (1,3,5-trisacryloyl-hexahydro-s-triazine, bisvinylsulfonylmethyl ether, etc.), aluminum alum and the like.
[0071]
Boric acid or a salt thereof refers to an oxygen acid having a boron atom as a central atom and a salt thereof, specifically, orthoboric acid, diboric acid, metaboric acid, tetraboric acid, pentaboric acid, and octaboron. Examples include acids and their salts.
[0072]
Boric acid having a boron atom and a salt thereof as a curing agent may be used alone or in combination of two or more. Particularly preferred is a mixed aqueous solution of boric acid and borax.
[0073]
The aqueous solutions of boric acid and borax can be added only in relatively dilute aqueous solutions, respectively, but by mixing them both can be made into a concentrated aqueous solution and the coating solution can be concentrated. Further, there is an advantage that the pH of the aqueous solution to be added can be controlled relatively freely.
[0074]
The total amount of the curing agent used is preferably 1 to 600 mg per 1 g of the water-soluble binder. The supply amount is preferably 100 to 600 mg per 1 g of the water-soluble binder.
[0075]
In the recording medium F according to the present embodiment, the
[0076]
The surface layer referred to in the present embodiment is not limited to the outermost surface layer, and is not particularly limited as long as the effect of the present embodiment is exhibited. The recording medium of the present embodiment exhibits many of the effects of the present embodiment by melting and forming a film of the thermoplastic resin contained in the surface layer by heating after image recording, for example. For example, if printing is performed with pigment ink and image quality is improved with or without heat treatment after image recording, for example, glossiness, abrasion resistance is improved, or the degree of bronzing is improved, a thermoplastic resin, or Even if the layer containing the inorganic pigment and the thermoplastic resin is not the outermost layer, the configuration corresponds to this embodiment.
[0077]
Preferred configuration examples for clearly indicating the surface layer in the present embodiment are listed below, but the layer configuration of the recording medium according to the present invention is not limited to these.
1: A structure in which a void-type
2: On the
3: For the purpose of cutting harmful light on a
4: A void-type
5: A structure in which a void-type
[0078]
The most preferable configuration among the configuration examples described above is a case where the layer containing the inorganic pigment and the thermoplastic resin is the outermost layer. The surface layer containing the thermoplastic resin or the inorganic pigment and the thermoplastic resin may contain an inorganic pigment, a thermoplastic resin, and a binder component if necessary.
[0079]
The inorganic pigment can be selected from inorganic fine particles that can be used for the above-mentioned void layer. For example, light calcium carbonate, heavy calcium carbonate, magnesium carbonate, kaolin, clay, talc, calcium sulfate, barium sulfate, titanium dioxide, zinc oxide, zinc hydroxide, zinc sulfide, zinc carbonate, hydrotalcite, aluminum silicate, diatomaceous earth Examples thereof include white inorganic pigments such as earth, calcium silicate, magnesium silicate, synthetic amorphous silica, colloidal silica, alumina, colloidal alumina, pseudoboehmite, aluminum hydroxide, lithopone, zeolite, and magnesium hydroxide.
[0080]
As the preferable inorganic pigment, solid fine particles selected from silica and alumina or alumina hydrate are preferably used, and silica is more preferable.
[0081]
As silica, silica synthesized by an ordinary wet method, colloidal silica, silica synthesized by a gas phase method, or the like is preferably used, but particularly preferably used fine particle silica is colloidal silica or a gas phase method. Particulate silica is preferred.Particularly, fine silica synthesized by the vapor phase method not only provides a high porosity, but also forms coarse aggregates when added to a cationic polymer used to immobilize the dye. It is preferable because it is difficult. Alumina or alumina hydrate may be crystalline or amorphous, and any shape such as amorphous particles, spherical particles, and acicular particles can be used.
[0082]
The inorganic pigment is preferably in a state where the fine particle dispersion before mixing with the cationic polymer is dispersed to the primary particles. The inorganic pigment preferably has a particle size of 100 nm or less. For example, in the case of vapor phase method fine particle silica, the average particle size (particle size in the dispersion state before coating) of the inorganic pigment dispersed in the primary particle state is preferably 100 nm or less, more Preferably it is 4-50 nm, Most preferably, it is 4-20 nm.
[0083]
Examples of the thermoplastic resin that can be used in this embodiment include polycarbonate, polyacrylonitrile, polystyrene, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, polyester, polyamide, poly Examples include ethers, copolymers thereof, and salts thereof. Among them, styrene-acrylic acid ester copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-acrylic acid ester copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-acrylic acid ester copolymer, SBR latex preferable. The thermoplastic resin may be used by mixing a plurality of polymers having different monomer compositions, particle sizes, and polymerization degrees.
[0084]
In selecting the thermoplastic resin, the ink acceptability of the recording medium, the glossiness of the image after fixing by heating and pressing, the image fastness, and the releasability should be taken into consideration.
[0085]
Regarding the ink receptivity, when the particle size of the thermoplastic resin is less than 0.05 μm, the separation of the pigment particles and the ink solvent in the pigment ink is slowed, resulting in a decrease in the ink absorption rate. On the other hand, if it exceeds 10 μm, it is not preferable from the viewpoint of the film strength and gloss deterioration of the ink jet recording medium after coating and drying. For this reason, the preferred thermoplastic resin diameter is preferably 0.05 to 10 μm, more preferably 0.1 to 5 μm. More preferably, it is 0.1-1 micrometer.
[0086]
Moreover, a glass transition point (Tg) is mentioned as a reference | standard of selection of a thermoplastic resin. When Tg is lower than the coating / drying temperature, for example, the coating / drying temperature at the time of manufacturing the recording medium is already higher than Tg and the ink solvent permeates, so the voids due to the thermoplastic resin disappear. Further, when Tg is higher than the temperature at which the support is denatured by heat, in order to melt and form a film after ink jet recording with a pigment ink, a fixing operation at high temperature is required. There is a problem with the thermal stability and the like. A preferable Tg of the thermoplastic resin is 50 to 150 ° C. Moreover, as minimum film-forming temperature (MFT), the thing of 50-150 degreeC is preferable.
[0087]
The thermoplastic resin is preferably dispersed in an aqueous system from the viewpoint of environmental suitability, and an aqueous latex obtained by emulsion polymerization is particularly preferable. At this time, a type obtained by emulsion polymerization using a nonionic dispersant as an emulsifier is a form that can be preferably used. The thermoplastic resin to be used is preferably less residual monomer component from the viewpoint of odor and safety, preferably 3% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, based on the solid content of the polymer. Preferably it is 0.1 mass% or less.
[0088]
In the case of a surface layer containing an inorganic pigment and a thermoplastic resin, the mass ratio of the solid content of the thermoplastic resin / inorganic pigment can be selected from the range of 90/10 to 10/90, preferably the range of 70/30 to 30/70. More preferably, it is the range of 60 / 40-40 / 60.
[0089]
The solid content of the thermoplastic resin contained in the
[0090]
The surface layer coating liquid containing the inorganic pigment and the thermoplastic resin may be obtained by dispersing the inorganic pigment and the thermoplastic resin at the same time, or may be a method of mixing each dispersion prepared at the time of preparing the coating liquid.
[0091]
As the
[0092]
Further, in the recording medium F, for the purpose of increasing the adhesive strength between the
[0093]
In the recording medium F, it is particularly preferable to use a paper support obtained by laminating both surfaces of a base paper support with polyethylene or the like because a recorded image is close to photographic image quality and a high-quality image can be obtained at low cost. A paper support laminated with such polyethylene will be described below.
[0094]
The base paper used for the paper support is made from wood pulp as a main raw material, and if necessary, paper is made using synthetic pulp such as polypropylene or synthetic fibers such as nylon or polyester in addition to wood pulp. As wood pulp, any of LBKP, LBSP, NBKP, NBSP, LDP, NDP, LUKP, and NUKP can be used, but it is preferable to use more LBKP, NBSP, LBSP, NDP, and LDP with a large amount of short fibers. . However, the ratio of LBSP and / or LDP is preferably 10% by mass or more and 70% by mass or less.
[0095]
As the above-mentioned pulp, chemical pulp (sulfate pulp or sulfite pulp) with few impurities is preferably used, and a pulp whose whiteness is improved by performing a bleaching treatment is also useful. In the base paper, sizing agents such as higher fatty acids and alkyl ketene dimers, white pigments such as calcium carbonate, talc and titanium oxide, paper strength enhancing agents such as starch, polyacrylamide and polyvinyl alcohol, fluorescent whitening agents, polyethylene glycols A water retaining agent such as a dispersant, a softening agent such as a quaternary ammonium, and the like can be appropriately added.
[0096]
The freeness of the pulp used for papermaking is preferably 200 to 500 ml as defined by CSF, and the fiber length after beating is 24% by mass as defined in JIS-P-8207, and 42 mesh residue. 30 to 70% of the sum with the mass% of is preferable. In addition, it is preferable that the mass% of 4 mesh remainder is 20 mass% or less. The basis weight of the base paper is 30 to 250 g / m2In particular, 50 to 200 g / m2Is preferred. The thickness of the base paper is preferably 40 to 250 μm. The base paper can be given a high smoothness by calendering at the paper making stage or after paper making. Base paper density is 0.7-1.2g / m2(JIS-P-8118) is common. Furthermore, the base paper stiffness is preferably 20 to 200 g under the conditions specified in JIS-P-8143. A surface sizing agent may be applied to the surface of the base paper. As the surface sizing agent, a sizing agent similar to the size that can be added to the base paper can be used. The pH of the base paper is preferably 5 to 9 when measured by a hot water extraction method defined in JIS-P-8113.
[0097]
The polyethylene that covers the front and back of the base paper is mainly low-density polyethylene (LDPE) and / or high-density polyethylene (HDPE), but in addition, some LLDPE (linear low-density polyethylene), polypropylene, etc. should be used. Can do. In particular, the polyethylene layer on the ink absorbing layer side preferably has an improved opacity and whiteness by adding rutile or anatase type titanium oxide to the polyethylene, as widely used in photographic paper. The titanium oxide content is usually 3 to 20% by mass, preferably 4 to 13% by mass, based on polyethylene.
[0098]
Polyethylene-coated paper can be used as glossy paper, or when the polyethylene is melt-extruded and coated on the surface of the base paper, a so-called molding process is performed to provide a matte surface or silky surface as obtained with ordinary photographic printing paper. The thing which formed the surface can also be used.
[0099]
The amount of polyethylene used on the front and back of the base paper is selected so as to optimize curling under low and high humidity after providing a void layer and a back layer. The range is 40 μm and the back layer side is 10 to 30 μm.
[0100]
Furthermore, the polyethylene-coated paper support preferably has the following characteristics.
1. Tensile strength: strength defined by JIS-P-8113, preferably 20 to 300N in the vertical direction and 10 to 200N in the horizontal direction.
2. Tear strength: 0.1 to 20N in the longitudinal direction and 2 to 20N in the lateral direction are preferred as defined in JIS-P-8116.
3. Compression modulus ≧ 98.1 MPa
4). Surface Beck smoothness: 20 seconds or more is preferable as a glossy surface under the conditions specified in JIS-P-8119, but it may be less than this for a so-called molded product.
5. Surface roughness: The surface roughness specified in JIS-B-0601 preferably has a maximum height of 10 μm or less per reference length of 2.5 mm.
6). Opacity: When measured by the method defined in JIS-P-8138, 80% or more, particularly 85 to 98% is preferable.
7. Whiteness: L *, a *, and b * defined by JIS-Z-8729 are preferably L * = 80 to 95, a * = − 3 to +5, and b * = − 6 to +2.
8). Surface glossiness: The 60-degree specular glossiness specified in JIS-Z-8741 is preferably 10 to 95%.
9. Clark stiffness: Clark stiffness in the recording medium transport direction S is 50 to 300 cm.2A support that is / 100 is preferred.
10. Water content of middle paper: usually 2 to 100% by weight, preferably 2 to 6% by weight, based on the middle paper
[0101]
For the above-mentioned recording medium F, any of dye ink, pigment ink, water-based ink, oil-based ink, and hot-melt ink can be used, but water-based pigment ink and oil-based pigment ink are suitable, and water-based pigment ink is most suitable. ing.
[0102]
Next, a method for manufacturing the recording medium F will be described. As a method for producing this recording medium, each of the constituent layers including the ink absorbing layer can be suitably selected from known coating methods, either alone or simultaneously, and coated and dried on a support. Examples of the coating method include a roll coating method, a rod bar coating method, an air knife coating method, a spray coating method, a curtain coating method, or a slide bead coating using a hopper described in US Pat. Nos. 2,761,419 and 2,761,791. A method, an extrusion coating method or the like is preferably used.
[0103]
When the slide bead coating method is used, the viscosity of each coating solution at the time of simultaneous multilayer coating is preferably in the range of 5 to 100 mPa · s, more preferably in the range of 10 to 50 mPa · s. Moreover, when using a curtain application | coating system, the range of 5-1200 mPa * s is preferable, More preferably, it is the range of 25-500 mPa * s.
[0104]
Further, the viscosity at 15 ° C. of the coating solution is preferably 100 mPa · s or more, more preferably 100 to 30,000 mPa · s, further preferably 3,000 to 30,000 mPa · s, and most preferably 10 , 30,000 to 30,000 mPa · s.
[0105]
As a coating and drying method, the coating liquid is heated to 30 ° C. or more, and after simultaneous multi-layer coating, the temperature of the formed coating film is once cooled to 1 to 15 ° C. and dried at 10 ° C. or more. Is preferred. It is preferable to prepare, apply, and dry the coating liquid at a temperature equal to or lower than Tg of the thermoplastic resin so that the thermoplastic resin contained in the surface layer does not form a film at the time of preparing the coating liquid, at the time of coating, and at the time of drying. More preferably, the drying conditions are a wet bulb temperature of 5 to 50 ° C. and a film surface temperature of 10 to 50 ° C. Moreover, as a cooling method immediately after application | coating, it is preferable to carry out by a horizontal set system from a viewpoint of the formed coating-film uniformity.
[0106]
The recording medium manufacturing process preferably includes a step of supplying a water-soluble binder curing agent after the ink absorption layer is formed. The method for supplying the curing agent is not particularly limited. For example, after forming the ink absorbing layer, a method of applying a solution containing the curing agent, and a method of spraying the solution containing the curing agent on the surface of the recording medium on which the ink absorbing layer has been formed. Etc., and can be appropriately selected and used.
[0107]
Moreover, it is preferable to have the process preserve | saved 24 hours or more and 60 days or less on the conditions of 35 degreeC or more and 70 degrees C or less in the manufacture process. The heating condition is not particularly limited as long as it is stored at a temperature of 35 ° C. or higher and 70 ° C. or lower for 24 hours or longer and 60 days or shorter, but a preferable example is, for example, 36 ° C. for 3 days to 4 weeks. , 40 ° C. for 2 days to 2 weeks, or 55 ° C. for 1 to 7 days. By performing this heat treatment, the curing reaction of the water-soluble binder can be promoted or the crystallization of the water-soluble binder can be promoted, and as a result, preferable ink absorbability can be achieved.
[0108]
A pigment ink is ejected from the
[0109]
A pigment ink is preferably used as the colorant used in the ink from the viewpoint of image storage stability. As the pigment used in the pigment ink, insoluble pigments, organic pigments such as lake pigments, carbon black and the like can be preferably used.
[0110]
The insoluble pigment is not particularly limited. Dioxazine, thiazole, phthalocyanine, diketopyrrolopyrrole and the like are preferable.
[0111]
Further, specific pigments that can be preferably used include the following pigments. Examples of the magenta or red pigment include C.I. I.
[0112]
Examples of the pigment for orange or yellow include C.I. I.
[0113]
Examples of green or cyan pigments include C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 2, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. And
[0114]
For these pigments, a pigment dispersant may be used as necessary. Examples of pigment dispersants that can be used include higher fatty acid salts, alkyl sulfates, alkyl ester sulfates, alkyl sulfonates, sulfosuccinates. Acid salt, naphthalene sulfonate, alkyl phosphate, polyoxyalkylene alkyl ether phosphate, polyoxyalkylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene glycol, glycerin ester, sorbitan ester, polyoxyethylene fatty acid amide, amine Activators such as oxides, or styrene, styrene derivatives, vinyl naphthalene derivatives, acrylic acid, acrylic acid derivatives, maleic acid, maleic acid derivatives, itaconic acid, itaconic acid derivatives, fumaric acid, fumaric acid derivatives Block copolymer comprising a monomer of the above, a random copolymer and can be exemplified salts thereof.
[0115]
As a method for dispersing the pigment, for example, various dispersing machines such as a ball mill, a sand mill, an attritor, a roll mill, an agitator, a Henschel mixer, a colloid mill, an ultrasonic homogenizer, a pearl mill, a wet jet mill, and a paint shaker can be used. It is also preferable to use a centrifugal separator or a filter for the purpose of removing the coarse particles of the pigment dispersion.
[0116]
The average particle size of the pigment particles in the pigment ink is selected in consideration of the stability in the ink, image density, glossiness, light resistance, etc. In addition, the particle size is also from the viewpoint of improving glossiness and improving texture. Is preferably selected as appropriate. The reason why the glossiness or texture is improved is not clear at this stage, but in the formed image, the pigment is preferably dispersed in the film in which the thermoplastic resin is melted. It is speculated that For the purpose of high-speed processing, the thermoplastic resin must be melted and formed into a film in a short time, and the pigment must be sufficiently dispersed in the film. At this time, it is considered that the surface area of the pigment has a large influence, and therefore there is an optimum region for the average particle diameter.
[0117]
The water-based ink composition which is a preferable form as the pigment ink preferably uses a water-soluble organic solvent in combination. Examples of water-soluble organic solvents that can be used include alcohols (eg, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, secondary butanol, tertiary butanol, pentanol, hexanol, cyclohexanol, benzyl alcohol, etc.) Polyhydric alcohols (for example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, butylene glycol, hexanediol, pentanediol, glycerin, hexanetriol, thiodiglycol, etc.), Polyhydric alcohol ethers (for example, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol Ethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol Ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, propylene glycol monophenyl ether, etc.), amines (eg, ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, morpholine, -Ethylmorpholine, ethylenediamine, diethylenediamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, polyethyleneimine, pentamethyldiethylenetriamine, tetramethylpropylenediamine, etc.), amides (eg, formamide, N, N-dimethylformamide, N, N- Dimethylacetamide, etc.), heterocycles (eg, 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, cyclohexylpyrrolidone, 2-oxazolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, etc.), sulfoxides (eg, dimethyl) Sulfoxide and the like), sulfones (for example, sulfolane and the like), urea, acetonitrile, acetone and the like. Preferable water-soluble organic solvents include polyhydric alcohols. Furthermore, it is particularly preferable to use a polyhydric alcohol and a polyhydric alcohol ether in combination.
[0118]
The water-soluble organic solvent may be used alone or in combination. The total amount of the water-soluble organic solvent added to the ink is 5 to 60% by mass, preferably 10 to 35% by mass.
[0119]
The ink composition may be prepared by adding various known additives such as viscosity according to the purpose of improving ejection stability, print head and ink cartridge compatibility, storage stability, image storage stability, and other various performances as necessary. Adjusting agents, surface tension adjusting agents, specific resistance adjusting agents, film forming agents, dispersants, surfactants, ultraviolet absorbers, antioxidants, anti-fading agents, anti-fouling agents, rust inhibitors, etc. are appropriately selected and used. For example, polystyrene, polyacrylic acid esters, polymethacrylic acid esters, polyacrylamides, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, or a copolymer thereof, urea resin, melamine resin, etc. Organic latex fine particles, liquid paraffin, dioctyl phthalate, tricresyl phosphate, silicone oil and other oil droplet fine particles, Thion or nonionic surfactants, ultraviolet absorbers described in JP-A-57-74193, JP-A-57-87988, and JP-A-62-261476, JP-A-57-74192, JP-A-57-87989, 60-72785, 61-146591, anti-fading agents described in JP-A-1-95091 and 3-13376, JP-A-59-42993, 59-52689, 62- 280069, 61-242871, and JP-A-4-219266, etc., optical brighteners, pH adjusters such as sulfuric acid, phosphoric acid, citric acid, sodium hydroxide, potassium hydroxide, potassium carbonate, etc. Can be mentioned.
[0120]
The ink composition has a flying viscosity of preferably 40 mPa · s or less, and more preferably 2 to 20 mPa · s. The ink composition has a surface tension during flight of preferably 20 mN / m or more, and more preferably 30 to 45 mN / m.
[0121]
Next, when a large number of dots (pixels) are formed by ejecting ink from the
[0122]
FIG. 8 is a diagram illustrating a first example of nozzle configuration and time interval control of ink ejection, and FIG. 8A is a plan view schematically illustrating the arrangement of the
[0123]
As shown in FIG. 8A, the
[0124]
The interval L between the
[0125]
Image recording is performed while repeating ejection of ink from each nozzle of the
[0126]
Next, since the recording medium F is transported downward in the figure by a distance (twice the dot interval n) that is one line apart, each dot line is formed by each nozzle in the
[0127]
In other words, in FIG. 8B, the
[0128]
As described above, an image can be formed by forming a plurality of
[0129]
Next, a second example of nozzle configuration and ink ejection time interval control will be described with reference to FIG. The second example of FIG. 9 can reduce the drive frequency of the
[0130]
As shown in FIG. 9A, in the
[0131]
As described above,
[0132]
Next, a third example of nozzle configuration and ink ejection time interval control will be described with reference to FIG. In the third example of FIG. 10, each pixel (dot) formed on the recording medium F is shifted by half the pixel pitch p (about half a pixel) for each line as compared with the first example of FIG. Is. FIG. 10A is a plan view schematically showing the arrangement of the
[0133]
As shown in FIG. 10A, in the
[0134]
10A, dots are formed on the recording medium F in the same manner as in the first example of FIG. 8, and finally a plurality of
[0135]
Next, a fourth example of nozzle configuration and ink ejection time interval control will be described with reference to FIG. In the fourth example of FIG. 11, each pixel is shifted by half the pixel pitch p for each line as in FIG. 10, and the drive frequency of the
[0136]
As shown in FIG. 11A, similarly to FIG. 9A, in the
[0137]
Further, the nozzles of the
[0138]
When dots are formed on the recording medium F in the same manner as in the second example of FIG. 9 by the
[0139]
10 and 11, the nozzle positions of the
[0140]
Next, an operation of recording an image on the recording medium F with the ink jet printer of FIG. 1 will be described. First, the
[0141]
Further, as described above, it is desirable that the ink droplet velocity when ejecting ink from each nozzle of the
[0142]
When the droplet speed of the ink ejected from each nozzle of the
[0143]
Next, the recording medium F is transported in the transport direction S by the
[0144]
By heating and pressurizing the recording medium F at the fixing
[0145]
That is, the heating temperature T of the recording medium F is controlled to be T = Tg ± ΔT = 50 to 150 ° C. ± 10 ° C., and the pressure applied to the recording medium F by the
[0146]
If the image clarity value is 60% or less, the gloss unique to the photograph is reduced and the image quality is lowered. If the image clarity value is 95% or more, abnormal image formation occurs and the image quality is liable to be lowered. Therefore, the range of 60% to 95% is preferable.
[0147]
Next, another configuration example of the fixing
[0148]
The fixing unit in FIG. 13 is configured to press and heat the recording medium F while being conveyed by the endless belt, and sandwiches the
[0149]
The
[0150]
The
[0151]
The
[0152]
Therefore, the outer surface (the recording medium side) of the
[0153]
The
・ Nickel belt + silicon rubber + PFA
・ Nickel belt + PFA
・ Nickel belt + silicone rubber
・ Nickel belt + fluorine coating
・ Nickel belt + silicone rubber + curable silicone
・ Nickel belt + hardened silicone
・ Stainless steel belt + silicon rubber + PFA
・ Stainless steel belt + PFA
・ Stainless steel belt + silicone rubber
・ Stainless steel belt + fluorine coating
・ Stainless steel belt + silicone rubber + hardened silicone
・ Stainless steel belt + hardened silicone
・ Polyimide belt + silicone rubber + PFA
・ Polyimide belt + PFA
・ Polyimide belt + silicone rubber
・ Polyimide belt + fluorine coating
・ Polyimide belt + silicone rubber + curable silicone
・ Polyimide belt + curable silicone
[0154]
The
[0155]
The
[0156]
Further, the
[0157]
In FIG. 13, when the recording medium F on which an image is recorded with ink is conveyed from the conveyance direction S, the
[0158]
【Example】
Next, the present invention will be further described with reference to examples and comparative examples.
[0159]
<Production of recording medium>
Samples F1 and F2 of recording media as ink jet recording papers were prepared by the following procedure.
[0160]
[Preparation of inorganic fine particle dispersion]
[0161]
(Preparation of silica dispersion 1)
125 kg of gas phase method silica (Tokuyama: QS-20) having an average primary particle size of about 0.012 μm was mixed with nitric acid using a jet stream inductor mixer TDS manufactured by Mitamura Riken Kogyo Co., Ltd. Was dispersed in 620 L of pure water adjusted to 2.5 at room temperature, and then the total amount was finished to 694 L with pure water to prepare
[0162]
(Preparation of silica dispersion 2)
The silica dispersion prepared above was added to 18 L of an aqueous solution (pH = 2.3) containing 1.14 kg of the cationic polymer (P-1) shown in the following [Chemical Formula 1], 2.2 L of ethanol, and 1.5 L of n-propanol. 69.4 L of No. 1 was added with stirring, 7.0 L of an aqueous solution containing 260 g of boric acid and 230 g of borax were added, and 1 g of an antifoaming agent SN381 (manufactured by San Nopco Co., Ltd.) was added. This mixed solution was dispersed with a high-pressure homogenizer manufactured by Sanwa Kogyo Co., Ltd., and the entire amount was finished to 97 L with pure water to prepare
[0163]
[Chemical 1]
[0164]
[Preparation of thermoplastic resin coating solution 1]
A styrene-acrylic latex polymer emulsion-polymerized using a nonionic surfactant as an emulsifier (Tg 78 ° C., average particle size 0.3 μm,
[0165]
(Preparation of coating solution)
[0166]
After preparing a coating solution as described below, the coating solution was filtered using a commercially available filter (TCP10 or TCP30 manufactured by Toyo Roshi Kaisha, Ltd.).
[0167]
(Preparation of lower layer coating solution 1)
While stirring at 40 ° C., the following additives were sequentially mixed in 710 ml of the
[0168]
10% aqueous solution of polyvinyl alcohol (Kuraray Industrial Co., Ltd .: PVA203) 3 ml
An aqueous solution containing 4.8% of polyvinyl alcohol (Kuraray Industrial Co., Ltd .: PVA235) and 1.84% of polyvinyl alcohol (Kuraray Kogyo Co., Ltd .: PVA245) 273 ml
The whole amount was finished to 1000 ml with pure water.
[0169]
(Preparation of upper layer coating solution 1)
Using the prepared thermoplastic
[0170]
(Preparation of upper layer coating solution 2)
In the preparation of the upper
[0171]
[Production of recording medium]
[0172]
A paper support coated with polyethylene on both sides (also referred to as RC paper, having a thickness of 220 μm and containing 13% by mass of anatase-type titanium oxide based on polyethylene in the polyethylene of the ink absorption layer surface) from the support side In order, the lower
[0173]
Further, the wet film thickness of the first layer is 184 mμm, the upper
[0174]
<Production of ink>
A water-based pigment ink was prepared by the following procedure.
[0175]
[Preparation of water-based pigment ink]
[0176]
(Preparation of pigment dispersion)
<Preparation of
C. I. Pigment Yellow 74 ... 20% by mass
Styrene-acrylic acid copolymer (molecular weight 10,000, acid value 120) ... 12% by mass
Diethylene glycol: 15% by mass
Ion exchange water: 53% by mass
The above additives were mixed and dispersed using a horizontal bead mill (System Zetamini manufactured by Ashizawa Co., Ltd.) filled with 60% by volume of 0.3 mm zirconia beads to obtain
[0177]
<Preparation of
C. I. Pigment Red 122 ... 25% by mass
Jonkrill 61 (acrylic-styrene resin, manufactured by Johnson) ··· 18% by mass in solid content
Diethylene glycol: 15% by mass
Ion exchange water: 42% by mass
Each of the above additives was mixed and dispersed using a horizontal bead mill (System Zetamini manufactured by Ashizawa Co., Ltd.) filled with 0.3 mm zirconia beads at a volume ratio of 60% to obtain a
[0178]
<Preparation of
C. I. Pigment Blue 15: 3 ... 25% by mass
Jonkrill 61 (acrylic-styrene resin, manufactured by Johnson): 15% by mass as solid content
Glycerin ... 10% by mass
Ion exchange water: 50% by mass
The above additives were mixed and dispersed using a horizontal bead mill (System Zetamini manufactured by Ashizawa Co., Ltd.) filled with 0.3% zirconia beads at a volume ratio of 60% to obtain a
[0179]
<Preparation of
Carbon black: 20% by mass
Styrene-acrylic acid copolymer (molecular weight 7,000, acid value 150) ... 10% by mass
Glycerin ... 10% by mass
Ion-exchanged water ... 60% by mass
The above additives were mixed and dispersed using a horizontal bead mill (System Zeta Mini manufactured by Ashizawa Co., Ltd.) filled with 0.3% zirconia beads at a volume ratio of 60% to obtain a
[0180]
(Preparation of pigment ink)
[0181]
<Preparation of yellow ink>
Ethylene glycol: 20% by mass
Diethylene glycol: 10% by mass
Surfactant (Surfinol 465 Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) ... 0.1% by mass
Ion exchange water ... 54.9% by mass
The above compositions were mixed, stirred, and filtered through a 1 μm filter to prepare a yellow ink that was an aqueous pigment ink. The average particle diameter of the pigment in the ink was 120 nm, and the surface tension γ was 36 mN / m.
[0182]
<Preparation of magenta ink>
Ethylene glycol: 20% by mass
Diethylene glycol: 10% by mass
Surfactant (Surfinol 465 Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) ... 0.1% by mass
Ion-exchanged water: 54.9% by mass
The above compositions were mixed, stirred, and filtered through a 1 μm filter to prepare a magenta ink that was an aqueous pigment ink. The average particle size of the pigment in the ink was 113 nm, and the surface tension γ was 35 mN / m.
[0183]
<Preparation of cyan ink>
Ethylene glycol: 20% by mass
Diethylene glycol: 10% by mass
Surfactant (Surfinol 465 Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) ... 0.1% by mass
Ion-exchanged water ... 59.9% by mass
Each of the above compositions was mixed, stirred, and filtered through a 1 μm filter to prepare a cyan ink as an aqueous pigment ink. The average particle size of the pigment in the ink was 95 nm, and the surface tension γ was 36 mN / m.
[0184]
<Preparation of black ink>
Ethylene glycol: 20% by mass
Diethylene glycol: 10% by mass
Surfactant (Surfinol 465 Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) ... 0.1% by mass
Ion-exchanged water ... 59.9% by mass
The above compositions were mixed, stirred, and filtered through a 1 μm filter to prepare a black ink that was an aqueous pigment ink. The average particle diameter of the pigment in the ink was 85 nm, and the surface tension γ was 35 mN / m.
[0185]
Next, for each sample F1 and F2 of the recording medium described above, an image was formed under the following conditions using the above-described aqueous pigment ink of each color and using the inkjet printer of FIG. 1 as an example and a comparative example. The fixing unit uses the belt system shown in FIG.
[0186]
(1) The landing time interval of the ejected ink was variously changed as follows. 1 and 8, assuming that the moving speed of the recording medium is V (the moving speed of the head when the head moves), the
[0187]
T = (L−n) / V (1)
However, L: interval between nozzle rows (FIG. 8), n: dot interval (FIG. 8)
[0188]
Since L >> n at a normal moving speed V (about 0.1 to 1 m / s) of the recording medium, the time T can be expressed by the following approximate expression (2).
[0189]
T = L / V (2)
[0190]
Here, for example, in a combination of V ≦ 0.1 m / s and L ≧ 1 mm, the ink landing time interval is 10 ms or more. As described above, the ink landing time interval can be changed by changing the moving speed V of the recording medium and / or the interval L of the nozzle rows. In this case, the drive frequency of the line head is also changed so as to have the same landing position interval.
[0191]
In this embodiment and the comparative example, the ink head landing interval is set by changing the nozzle row interval L of the line head to 1 mm and changing the moving speed V of the recording medium in five ways within the range of 1 m / s to 0.05 m / s. Were set to 1.0, 2.0, 5.0, 10.0, and 20.0 ms, images were formed, and the quality of the rough feeling of each image was measured. The droplet amount of each ink was 1 to 5 pl. The droplet amount was adjusted by changing the drive voltage and nozzle diameter for the nozzle as shown in FIGS. The results are shown in Table 1 below.
[0192]
(2) As shown in FIGS. 3 and 4, the drive voltage for the nozzle was changed to change the droplet velocity to 4, 5, 6, 7, and 8 m / s to form an image with dots, and the image quality was evaluated.
[0193]
(3) In this embodiment, each line is formed by shifting about half of the pixel pitch as shown in FIG. 12 using a line head as shown in FIG. 10A. The image quality was compared.
[0194]
[Table 1]
[0195]
As can be seen from Table 1, in the comparative example in which the landing time interval between adjacent pixels is less than 10 ms, the feeling of roughness is large (particularly in the case where the droplet amount is 3 to 5 pl), while the landing interval is 10 ms and 20 ms. Then, in the range of 1 to 5 pl of droplets, the rough feeling was good or good.
[0196]
In addition, with respect to the droplet velocity, in each comparative example in which the droplet velocity of the ink is 4, 5 m / s, the dots forming the image are not uniformly distributed, resulting in sparseness and unevenness in the image. In addition, the image was distorted such that the straight line was bent or jagged. As described above, the time from the ejection of the ink droplet to the landing becomes long, and the variation in the droplet speed causes a large variation in the landing position of the droplet, thereby degrading the image quality. In contrast, in each of the examples where the droplet speed was 6, 7, and 8 m / s, there was no deterioration in image quality as in the comparative example, and good image quality could be obtained. When the ink droplet speed exceeds 10 m / s, the ink splatters on the recording medium surface and the image quality deteriorates.
[0197]
Further, in the embodiment in which each line is formed by shifting about half of the pixel pitch as shown in FIG. 9, the feeling of roughness is reduced and the image quality is improved as compared with the case where the lines are not shifted, and the image density is increased with the same droplet amount of ink. Compared to the image without blurring, the image quality of the highest density part such as the hair and shadows was improved.
[0198]
As described above, the present invention has been described by the embodiments and examples. However, the present invention is not limited to these, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. For example, the configuration of the head in the recording unit is not limited to the line head, and may be a serial head configured to move integrally with the carriage. An example of ink ejection control in the case of a serial head will be described with reference to FIG. 14. For example, as shown in a plurality of
[0199]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an image recording method and an ink jet printer capable of forming an image having image quality and storability comparable to those of photographs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view schematically showing an ink jet printer according to an embodiment.
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the line head of FIG. 1;
3 is a perspective view partially showing a nozzle of the line head of FIG. 2, front views (b) and (c) for explaining the operation of the nozzle electrode, and nozzle injection / non-injection. It is a front view (d), (e), (f) for demonstrating each drive state.
FIG. 4 is a diagram illustrating driving waveforms of the nozzles in FIG. 3;
FIG. 5 is a side view showing the fixing unit of the ink jet printer of FIG. 1 in more detail.
6 is a block diagram showing a control system of the ink jet printer of FIG. 1. FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a laminated structure of a recording medium in the present embodiment.
8 is a diagram showing a first example of the nozzle configuration and ink ejection time interval control of FIG. 2; FIG. 8A is a plan view showing the arrangement of the
9 is a diagram illustrating a second example of the nozzle configuration and the time interval control of ink ejection in FIG. 2, and is a plan view (a) illustrating the arrangement of the
10 is a diagram showing a third example of the nozzle configuration and ink ejection time interval control of FIG. 2, and is a plan view (a) showing the arrangement of the
11 is a diagram showing a fourth example of the nozzle configuration and the time interval control of ink ejection in FIG. 2, and is a plan view (a) showing the arrangement of the
12 is a plan view showing the arrangement of pixels (dots) formed in a staggered pattern on the recording medium in FIGS. 10 (b) and 11 (b). FIG.
13 is a side view showing another detailed configuration example of the fixing unit in FIG. 1; FIG.
14 is a plan view showing a nozzle arrangement of a serial head showing a modification of the head configuration in FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
9 Roll body
10 Recording section
11 Line head
6a-6d Nozzle row
1a Nozzle
20 Control unit
23 Head drive circuit
26 Fixing part drive mechanism
40 cut part
50 Fixing part
51 Heating roller
52 Pressure roller
53 Heating element
55 Temperature sensor
61 Support
62 Ink absorbing layer of recording medium F
63 Surface layer of recording medium F
410 Heating roller
450 Heating element
440 Pressure roller
430 Heating belt
470 Energizing means
F Recording medium
S Transport direction
L Nozzle row spacing
X Nozzle spacing in FIGS. 8 and 10
X / 2 Nozzle spacing in FIGS. 9 and 11
p Pixel pitch
n dot (pixel) interval
Claims (9)
支持体上にインク吸収層を有し表層に熱可塑性樹脂と無機顔料とを熱可塑性樹脂/無機顔料の固形分質量比が90/10〜10/90でを含有した記録媒体に各画素が隣り合う画素に対し少なくとも10msの時間間隔で形成されように前記インクヘッドから顔料インクを液滴速度6〜10m/sで噴射し、前記記録媒体の加熱温度をTg±10℃の範囲(Tg:前記表層の熱可塑性樹脂のガラス転移点(℃))及び前記記録媒体に対する加圧力を9.8×104〜4.9×106Paの範囲で制御することで前記記録媒体に形成される画像のJIS規格H8686−2に基づいて得られる写像性値が60%以上95%以下になるように前記加熱加圧手段により前記記録媒体を加熱及び加圧することを特徴とするインクジェットプリンタ。An ink jet printer comprising: an ink head that ejects ink onto a recording medium; and a heating and pressurizing unit that heats and pressurizes the recording medium after the ink is ejected, and performs image recording on the recording medium.
Each pixel is adjacent to a recording medium having an ink absorbing layer on the support and containing a thermoplastic resin and an inorganic pigment on the surface layer and a thermoplastic resin / inorganic pigment solid mass ratio of 90/10 to 10/90. Pigment ink is ejected from the ink head at a droplet velocity of 6 to 10 m / s so as to be formed at a time interval of at least 10 ms with respect to a matching pixel, and the heating temperature of the recording medium is in the range of Tg ± 10 ° C. (Tg: An image formed on the recording medium by controlling the glass transition point (° C.) of the thermoplastic resin of the surface layer and the pressure applied to the recording medium in the range of 9.8 × 10 4 to 4.9 × 10 6 Pa. An ink jet printer, wherein the recording medium is heated and pressurized by the heating and pressing means so that the image clarity value obtained based on JIS standard H8866-2 is 60% or more and 95% or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001395949A JP4123776B2 (en) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Image recording method and inkjet printer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001395949A JP4123776B2 (en) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Image recording method and inkjet printer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003191460A JP2003191460A (en) | 2003-07-08 |
JP4123776B2 true JP4123776B2 (en) | 2008-07-23 |
Family
ID=27602191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001395949A Expired - Fee Related JP4123776B2 (en) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Image recording method and inkjet printer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4123776B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6890070B2 (en) * | 2001-07-04 | 2005-05-10 | Konica Corporation | Ink-jet image forming method and ink-jet image |
WO2005002867A1 (en) * | 2003-07-07 | 2005-01-13 | Sony Corporation | Ink jet recording method and ink jet printer |
-
2001
- 2001-12-27 JP JP2001395949A patent/JP4123776B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003191460A (en) | 2003-07-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPWO2004069543A1 (en) | Inkjet recording method and inkjet printer | |
JP4228916B2 (en) | Image forming method | |
US6926399B2 (en) | Inkjet recording method and inkjet recording apparatus | |
US7238399B2 (en) | Ink jet recording medium, its manufacturing method, ink jet image forming method and image formed thereby | |
JP4487475B2 (en) | Inkjet recording device | |
JP4123776B2 (en) | Image recording method and inkjet printer | |
JP2003266663A (en) | Image recording method and ink jet printer | |
JP2003136836A (en) | Ink jet recording medium and method for forming ink jet image using the same | |
JP2003191468A (en) | Image recording method and ink-jet printer | |
JP4626100B2 (en) | Inkjet recording method | |
JP2005053141A (en) | Ink jet imaging method and recorded matter | |
JP2003220753A (en) | Ink jet recording medium and ink jet image recording method | |
JP2002166533A (en) | Imaging method | |
JP2003048366A (en) | Method for fixing ink jet image | |
JP2003054107A (en) | Method for ink-jet recording | |
JP2003266662A (en) | Image recording method and ink jet printer | |
JP2001353961A (en) | Ink jet image forming method and ink jet image recording liquid | |
JP3915498B2 (en) | Inkjet recording method | |
JP2002166642A (en) | Ink jet recording method | |
JP2004284147A (en) | Ink jet recording method | |
JP2005088485A (en) | Inkjet recording method | |
JP2003220754A (en) | Ink-jet recording medium, ink-jet image forming method using the same, and ink-jet image | |
JP2003048370A (en) | Method for ink jet recording | |
JP2003103898A (en) | Ink jet pigment image and method for ink jet recording | |
JP2002321451A (en) | Ink jet recording medium, manufacturing method thereof, forming method of ink jet image and formed image thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040910 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060904 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060908 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061027 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070702 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070807 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070823 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20070828 |
|
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: 20080415 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080428 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130516 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130516 Year of fee payment: 5 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |