JP2000301824A

JP2000301824A - インクジェット用記録媒体

Info

Publication number: JP2000301824A
Application number: JP11114818A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Fukuda; 和浩福田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1999-04-22
Filing date: 1999-04-22
Publication date: 2000-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】インクの吸収が迅速且つ十分で高精細な画像
形成が可能であり、且つ、印刷後に別の紙等への張り付
き・転写がなく、高速印刷でも位置ズレのないインクジ
ェット用記録媒体を提供する。【解決手段】支持体上にインク受像層を有するインク
ジェット用記録媒体において、前記支持体の１Ｌ／ｍｉ
ｎ・ｃｍ²通気時の圧力損失が１００ｋｇ／ｃｍ²以下で
あることを特徴とするインクジェット用記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット用
記録媒体に関し、更に詳しくは、高画質の画像を形成す
るためのインクジェット用記録媒体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットによる記録方式には、バ
ブルジェット方式やピエゾ電極方式などが含まれるが、
これは静電記録方式によるレーザープリンター等に比べ
て装置およびランニングコストともに安価であるため、
広く民生用として販売されており、盛んに開発が行われ
ている。

【０００３】周知の通り、インクジェット方式はインク
を微細な孔から噴射し、記録媒体に衝突させて画像を形
成する技術である。なお本明細書中では、インク滴が記
録媒体の受像面に到達して画像が形成される際の挙動を
表現するのに「衝突」、「到達」または「着弾」という
語を同義で用いるものとする。

【０００４】また、インクジェット方式で画像を形成す
るに際して、画像データからの画像形成は特に高精細な
画質が要求されるが、この場合の記録媒体は、インク滴
噴射装置（プリンタヘッドとも言う）から噴射されたイ
ンクを正しい位置に着弾させ、受像層の面方向には滲み
が無いように、迅速且つ充分に吸収させることを求めら
れる。

【０００５】インクジェット方式の記録媒体としては、
普通紙が用いられることも多いが、インクの開発によ
り、布などにも印刷が可能となっている。またインクの
微粒子化、多色化、あるいは印字ヘッドの精密なインク
滴着弾の位置制御による高画質化に伴い、多品種少量生
産や少部数の印刷にもインクジェット方式が導入され始
めている。

【０００６】最近では１２００ｄｐｉ以上の精細な印刷
が可能なインクジェットプリンタが販売されており、こ
のような機種は単に精細な印刷をするのみでなく、高速
印刷機能も兼ね備えている。

【０００７】すなわちインクジェットプリンタは高画質
化と高速化の両方が求められており、それはプリンタ装
置そのもののみならず、プリンタを駆動するソフトウエ
アに始まり、インクや記録媒体にまで研究開発が及んで
いる。例えば現在の民生品では、１９９９年１月現在、
最小６ｐｌ（１兆分の６リットル）という液的を噴射す
るインクジェットヘッドが採用されている。

【０００８】そして同時に、記録媒体そのものを高画質
化に寄与させるための専用印刷紙が提案され、インクジ
ェット専用記録紙の需要も高まってきている。

【０００９】上述の通り、インクジェット方式は、イン
クを記録媒体に噴射して衝突させる方式のため、記録媒
体が受像面方向にインクの滲みやすいものである場合は
画像の鮮鋭性が低下する問題や、逆にインクとの親和性
が低かったり、インクをはじいてしまうと像形成が不可
能になる問題がある。

【００１０】これまでに提案され、あるいは販売されて
いるインクジェット専用記録紙は、支持体となるプラス
チックフィルム（ポリエチレンテレフタレート、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリエチレンナフタレート
等）や、紙上に樹脂フィルムを積層したレジンコート紙
の表面に、ゼラチンやポリビニルアルコール等の有機
質、または酸化チタンやシリカ等の無機質を主成分とす
る受像層を塗布により形成し、インクの受像性能を向上
させたものである。

【００１１】しかし、このように受像層を設けるのみ
で、受像層の内部におけるインクの「濡れ性」等インク
ジェット専用記録紙の物性をコントロールすることには
限界がある。

【００１２】一方、インクジェット方式による画像形成
では、印刷後の記録紙間の接着または転写の問題があ
る。これは印刷して、まだ記録紙に染みきっていないイ
ンクが接着剤のように働いてしまう現象である。具体的
には、印刷した記録紙を密着させて重ねた場合、受像面
が他の紙面などにくっついてしまい、これを無理に剥が
した場合、印刷像が転写したり、破れたりする現象であ
る。

【００１３】さらに印刷速度の向上によって、インクの
噴射ピッチ（時間間隔）が短くなったため、「位置のず
れ」発生の問題が生じてきている。これは受像層面に着
弾したインク滴が、受像面から面内に染み込む速度が遅
い場合、先に着弾して紙面に染み込みきっていないイン
ク滴に、次に着弾したインクが引き寄せられてしまい、
本来意図した位置からずれてしまう現象である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記問
題点に関して鋭意研究の結果、噴射されたインクが受像
面に対して垂直方向に染み込み易いこと、換言すれば吸
水能力（容量、速度の両方の観点）が重要な要素である
ことを解明し、具体的には受像面の吸水効率・吸水速度
を向上させることによって隣り合って着弾するインク滴
同士の干渉を抑制し、インクジェット方式の記録性能を
向上させることができることを見出した。

【００１５】そして、受像層内部への「濡れ性」の現象
を更に詳細に解析した結果、受像層に存在する空隙内の
空気とインクとの置換速度を向上させるためには、受像
層を支持する支持体が通気性を有することで、大幅に向
上させることが出来ることを見出した。

【００１６】よって、本発明の目的は、インクの吸収が
迅速且つ十分で高精細な画像形成が可能であり、且つ、
印刷後に別の紙等への張り付き・転写がなく、高速印刷
でも位置ズレのないインクジェット用記録媒体を提供し
ようとするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的は、以
下の構成により達成された。

【００１８】１．支持体上にインク受像層を有するイン
クジェット用記録媒体において、前記支持体の１Ｌ／ｍ
ｉｎ・ｃｍ²通気時の圧力損失が１００ｋｇ／ｃｍ²以下
であることを特徴とするインクジェット用記録媒体。

【００１９】２．前記支持体が孔径１μｍ以下の孔を有
することを特徴とする上記１に記載のインクジェット用
記録媒体。

【００２０】３．前記支持体が、紙に樹脂層を塗設した
樹脂塗設紙であることを特徴とする上記１または２に記
載のインクジェット用記録媒体。

【００２１】４．前記樹脂塗設紙が、コロナ、プラズマ
または紫外線によるエネルギー処理またはオゾンによる
改質処理がなされていることを特徴とする上記３に記載
のインクジェット用記録媒体。

【００２２】５．前記支持体表面の２５℃における表面
張力が３０ｍＮ／ｍである液体との接触角が９０°以上
であることを特徴とする上記１〜４のいずれか１つに記
載のインクジェット用記録媒体。

【００２３】６．前記インク受像層が空隙構造を持つこ
とを特徴とする上記１〜５のいずれか１つに記載のイン
クジェット用記録媒体。

【００２４】７．前記インク受像層の空隙率が１０％〜
８０％であることを特徴とする上記２に記載のインクジ
ェット用記録媒体。

【００２５】８．前記インク受像層は、粒子が分散され
た層であることを特徴とする上記６または７に記載のイ
ンクジェット用記録媒体。

【００２６】９．前記粒子径が、０．１μｍ以下である
ことを特徴とする上記８に記載のインクジェット用記録
媒体。

【００２７】１０．前記インク受像層が、少なくとも２
層からなることを特徴とする上記６〜９のいずれか１つ
に記載のインクジェット用記録媒体。

【００２８】１１．前記２層のインク受像層のそれぞれ
の層が粒子を含有し、前記２層のうち前記支持体に近い
下層の含有する粒子の粒子径が、前記支持体から遠い上
層の含有する粒子の粒子径よりも大きいことを特徴とす
る上記１０に記載のインクジェット用記録媒体。

【００２９】１２．前記２層は、同時重層塗布により形
成されていることを特徴とする上記１０または１１に記
載のインクジェット用記録媒体。

【００３０】以下、本発明を詳述する。

【００３１】本発明に用いる支持体としては、紙、多孔
性樹脂フィルム、紙上に通気性を有する樹脂層を設けた
樹脂塗設紙等を用いることが出来、この中では樹脂塗設
紙が好ましい。この樹脂層は支持体の少なくともインク
受像層側に設けるものである。

【００３２】樹脂塗設紙において、紙と樹脂層の接着に
は、接着層（プライマー層）を間に設けず、プラズマ等
でエネルギー処理を行う方法が、通気性を阻害せず効果
的である。

【００３３】樹脂塗設紙の樹脂層に用いることの出来る
樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポ
リエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニー
ル樹脂、ポリスチレン樹脂、セルロース樹脂、ポリカー
ボネイト樹脂、アクリル樹脂またはこれらの共重合体の
他、これら樹脂のラテックスを用いることも出来る。こ
れらの樹脂をパルプ原紙等の紙の少なくとも片面上に、
１０μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下の厚みとなる
ように塗布、乾燥することで、本発明の規定する通気性
を有する多孔性の樹脂層を形成することが出来る。さら
に、樹脂層の塗布、乾燥後、プラズマ、コロナ、紫外線
等のエネルギー処理またはオゾン等の改質処理により、
支持体表面の改質処理を行うと、インク受像層の接着力
が向上し、膜のひび割れ抑制の効果が得られる点で好ま
しい。

【００３４】本発明の支持体では、１Ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ
²通気時の圧力損失が１００ｋｇ／ｃｍ²以下の通気性を
有することが必要である。圧力損失の測定法としては、
支持体を挟んだＡ室の圧力（Ｐ_A）とＢ室の圧力（Ｐ_B）
の差（Ｐ_A−Ｐ_B）により算出することが出来る（図１参
照）。

【００３５】１Ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ²通気時の圧力損失が
１００ｋｇ／ｃｍ²以下の通気性を有する支持体として
は、パルプ等の繊維状物質を含む溶液をキャスティング
し、乾燥させたものか、これに更に上述のような樹脂を
薄く塗布すること等により作成することが出来る。その
他、圧力損失の調整は、支持体に樹脂を用いる場合は、
樹脂の種類および膜厚、さらにはキュア等の熱処理によ
り可能である。

【００３６】上記１Ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ²通気時の圧力損
失が１００ｋｇ／ｃｍ²以下の通気性を有する支持体の
中でも、表面上に直径１μｍ以下の孔を有するものが画
質の観点で好ましい。さらに好ましくは０．１μｍ以
下、特に好ましくは０．０５μｍ以下の直径の孔を有す
るものである。この場合の孔の直径とは、孔の面積を円
に換算した場合の直径であり、それらの平均値を指す。

【００３７】また、本発明のインクジェット用記録媒体
は、支持体上にインク受像層を設ける。

【００３８】インク受像層としては、従来よく知られて
いるものを用いることが出来、具体的には、無機粒子を
樹脂バインダに分散した水系塗布液を塗布したものが好
ましい。

【００３９】無機粒子としては、シリカ粒子、コロイダ
ルシリカ、珪酸カルシウム、ゼオライト、カオリナイ
ト、ハロイサイト、白雲母、タルク、炭酸カルシウム、
硫酸カルシウム、ベーマイト等がある。

【００４０】樹脂バインダとしては、ポリビニルアルコ
ール（ＰＶＡ）、セルロース樹脂（メチルセルロース
（ＭＣ）、エチルセルロース（ＥＣ））、ヒドロキシエ
チルセルロース（ＨＥＣ）、カルボキシメチルセルロー
ス（ＣＭＣ）等）、キチン類、デンプン、エーテル結合
を有する樹脂（ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、ポ
リプロピレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリエチレングリ
コール（ＰＥＧ）、ポリビニルエーテル（ＰＶＥ）
等）、アミド基またはアミド結合を有する樹脂（ポリア
クリルアミド（ＰＡＡＭ）、ポリビニルピロリドン（Ｐ
ＶＰ））、解離性基としてカルボキシル基を有するポリ
アクリル酸塩、マレイン酸樹脂、アルギン酸塩およびゼ
ラチン、又、スルホン酸基を有するポリスチレンスルホ
ン酸塩、更にアミノ基、イミノ基、第三アミン及び第４
アンモニウム塩を有するポリアクリルアミン（ＰＡ
Ａ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、エポキシ化ポリ
アミド（ＥＰＡＭ）、ポリビニルピリジン等であり、こ
の中ではＰＶＡが好ましい。

【００４１】上記無機粒子と樹脂バインダによるインク
受像層は、樹脂バインダで被覆された無機粒子が互いに
連なっている空隙構造であり、この空隙にインクが染み
込む（所謂「おこし」状態）。この空隙率は、インク受
像層の総体積（１００％）に対し、１０％〜８０％であ
ることが好ましく、より好ましくは、４０％〜７０％で
ある。空隙率は、水等の液体を用いてあふれるまでの染
み込み量を測定することにより確認出来る。

【００４２】無機粒子の粒径としては、０．１μｍ以下
であることが好ましく、より好ましくは０．０５μｍ以
下の微粒子である。ここで無機粒子の粒径は、粒子もし
くはその凝集体の投影面積を円に換算した場合の直径の
平均値のことである。

【００４３】インク受像層の構成としては、上記無機粒
子と樹脂バインダの層を１層のみ設けることでも構わな
いが、好ましくは２層構成以上、更に好ましくは４層構
成以上とすることである。インク受像層の構成を２層以
上とする場合には、同じ組成の層を２層設けてもよい
が、好ましくは含有される粒子の粒径を異ならせること
である。その場合、支持体に近い側の下層の粒子粒径
を、支持体から遠い側の上層の粒子粒径より大きくする
ことが好ましい。

【００４４】更に、疎水系ラテックス水溶液と、前記無
機粒子／樹脂バインダ分散液とを、同時に重層塗布して
インク受像層を形成すると、塗布、乾燥工程の回数を減
らすことが出来、生産効率が向上する。

【００４５】インク受像層の塗布については従来から感
光材料の製造などに適用するための技術が提案されてお
り、これらの技術を応用することができる。例えば、フ
ァウンテン型、エクストルージョン型、ワイヤーバー
型、ブレード型、スライドホッパー型、カーテン型等適
宜好ましい方法を選択することができる。特に広幅の支
持体に対し、高速で重層薄膜塗布を行う場合、スライド
ホッパー型、カーテン型の技術を用いることが好まし
い。

【００４６】インク受像層を塗布する前には、カレンダ
ー処理などで支持体表面を０．１μｍ以下まで平滑化し
ておくと、インク受像層形成後も表面に光沢が付与で
き、品位も高まる。更にカレンダーロールを型付きロー
ルとすることで型付き品種の製造も可能である。

【００４７】インク受像層は上記無機粒子と樹脂バイン
ダの他に、各種添加剤を添加することが出来る。

【００４８】添加剤としては、ホウ酸や活性剤をはじ
め、分散剤、増粘剤、流動性改質剤、消泡剤、抑泡剤、
離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、蛍光増
白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、
耐水化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤等、通常知
られているものを適宜配合することが可能である。

【００４９】このように支持体上にインク受像層を塗布
してして得られたインクジェット用記録媒体に対し、プ
ラズマ表面処理等のエネルギー処理を行うことにより、
更にインク受像層の吸水効率、吸水速度を向上させるこ
とが出来る。

【００５０】得られたインクジェット用記録媒体のイン
ク受像層表面は、２５℃における表面張力が３０ｍＮ／
ｍの液体との接触角が９０°以上であると、高画質を得
ることが可能である。表面張力が３０ｍＮ／ｍの液体
は、蒸留水に界面活性剤を添加することによって得るこ
とが出来る。支持体表面の接触角を９０℃以上とする方
法としては、疎水系のラテックス（例えばポリエチレン
系ラテックス）を塗設、乾燥したり、上述の支持体表面
処理として行ったプラズマ処理等の改質処理をインク受
像層にも施すことによって可能である。

【００５１】

【実施例】（実施例１）〈支持体１〜４の作製〉普通紙をベースとし、その上に
アクリル系ラテックスを塗布、乾燥し、更にプラズマ表
面処理を行った。このとき、ラテックス中に分散される
粒子の粒径、ラテックス層の膜厚、乾燥条件を変化させ
て通気量を表１のごとく調整し、支持体１〜４を得た。

【００５２】〈支持体５の作製〉ポリエチレンコート紙
を支持体５として用意した。

【００５３】〈インクジェット用記録媒体１〜５の作
製〉支持体１〜５それぞれの上に、シリカ粒子をＰＶＡ
水溶液中に分散させた塗液をスライドホッパーにより重
層塗布し、インク受像層２層を設けた。その後、乾燥を
行い、インクジェット用記録媒体の試料を作製した。イ
ンク受像層の膜厚（２層合計）は４０μｍ、シリカ粒子
の平均粒径は各層とも０．０３μｍ、空隙率は６０％で
あった。尚、インク受像層は支持体１〜４のラテックス
層塗布面、支持体５のポリエチレンコート面に設けてあ
る。

【００５４】〈効果の評価手段〉１．吸水性：インクジェット用記録媒体１〜５にＦＩＢ
ＲＯ社製の接触角測定機ＤＡＴ１１００ＭＫIIを用いて
液滴を一定量（ＥＰＳＯＮ製ＰＭＩＣ１Ｃ、濃マゼンタ
色、２μＬ）滴下し、表面に残った残存する液体積が
０．５μＬになるまでの時間を測定した。

【００５５】２．接触角：測定環境は２５℃、５０％Ｒ
Ｈであった。

【００５６】３．画質：サンプル画像をプリントアウト
し、目視評価した。

【００５７】

【表１】

【００５８】※空気を１Ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ²量通気時
の圧力損失量（実施例２）実施例１のインクジェット用記録媒体２に
おいて、インク受像層２層の支持体に近い側の下層のシ
リカ粒子の粒径を０．０８μｍのものに変更したインク
ジェット用記録媒体６を作製し、同様に評価を行ったと
ころ、接触角と画質は同様な結果であったが、吸水性で
は０．０２ｓｅｃとなり、さらに向上した結果を得た。

【００５９】（実施例３）実施例のインクジェット用記
録媒体１において、インク受像層塗布後、プラズマ処理
を行ったところ、インクの染み込み速度が５ｍｓｅｃ以
下となり結果が向上した。

【００６０】また、支持体のプラズマ処理をコロナ、紫
外線、オゾンによる処理に変更したところ、２〜３ケ所
／ｍ²発生していたクラックが０になった。

【００６１】

【発明の効果】インクの吸収が迅速且つ十分で高精細な
画像形成が可能であり、且つ、印刷後に別の紙等への張
り付き・転写がなく、高速印刷でも位置ズレのないイン
クジェット用記録媒体を提供出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において、支持体の圧力損失を測定する
方法を示す概略図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体上にインク受像層を有するインク
ジェット用記録媒体において、前記支持体の１Ｌ／ｍｉ
ｎ・ｃｍ²通気時の圧力損失が１００ｋｇ／ｃｍ²以下で
あることを特徴とするインクジェット用記録媒体。
【請求項２】前記支持体が孔径１μｍ以下の孔を有す
ることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット用
記録媒体。
【請求項３】前記支持体が、紙に樹脂層を塗設した樹
脂塗設紙であることを特徴とする請求項１または２に記
載のインクジェット用記録媒体。
【請求項４】前記樹脂塗設紙が、コロナ、プラズマま
たは紫外線によるエネルギー処理またはオゾンによる改
質処理がなされていることを特徴とする請求項３に記載
のインクジェット用記録媒体。
【請求項５】前記支持体表面の２５℃における表面張
力が３０ｍＮ／ｍである液体との接触角が９０°以上で
あることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記
載のインクジェット用記録媒体。
【請求項６】前記インク受像層が空隙構造を持つこと
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のイン
クジェット用記録媒体。
【請求項７】前記インク受像層の空隙率が１０％〜８
０％であることを特徴とする請求項２に記載のインクジ
ェット用記録媒体。
【請求項８】前記インク受像層は、粒子が分散された
層であることを特徴とする請求項６または７に記載のイ
ンクジェット用記録媒体。
【請求項９】前記粒子径が、０．１μｍ以下であるこ
とを特徴とする請求項８に記載のインクジェット用記録
媒体。
【請求項１０】前記インク受像層が、少なくとも２層
からなることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項
に記載のインクジェット用記録媒体。
【請求項１１】前記２層のインク受像層のそれぞれの
層が粒子を含有し、前記２層のうち前記支持体に近い下
層の含有する粒子の粒子径が、前記支持体から遠い上層
の含有する粒子の粒子径よりも大きいことを特徴とする
請求項１０に記載のインクジェット用記録媒体。
【請求項１２】前記２層は、同時重層塗布により形成
されていることを特徴とする請求項１０または１１に記
載のインクジェット用記録媒体。