【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット画像記録装置において、画像形成時にインクジェットヘッドと記録媒体の干渉が発生しないインクジェット記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録は、静電記録方式であるレーザープリンターと比較し、装置、ランニングコスト共に安価であるため、カットシートを印字する民生用をはじめ、広い幅のロール紙に印字するワイドフォーマット品など、多岐に渡り広く使われており、盛んに技術開発が行われている。
【０００３】
さて最近は、従来使用されてきたブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色だけでなく、ライトシアン、ライトマゼンタ、ダークイエロー、グレーなど６色〜７色で印字することにより、従来よりも遙かに高画質であり、従来の銀塩写真と同等の画質をうたうフォト対応プリンタが登場、新しい需要を開拓している。
【０００４】
また、銀塩写真と同等の画質のみならず出力された印字物の形態においても、従来の銀塩写真と同様とするため、印字物の周辺まで印字する、いわゆる四辺縁なし印字が盛んに行われるようになった。
【０００５】
一方、インクジェット記録される記録材料においても、広く技術開発がなされ、例えば、特開昭５５−５１５８３号、同５６−１５７号、同５７−１０７８７９号、同５７−１０７８８０号、同５９−２３０７８７号、同６２−１６０２７７号、同６２−１８４８７９号、同６２−１８３３８２号、及び同６４−１１８７７号公報等に開示のごとく、シリカ等の含珪素顔料を親水性バインダーと共に紙支持体に塗設して得られる記録材料が提案されている。
【０００６】
また、特公平３−５６５５２号、特開平２−１８８２８７号、同平１０−８１０６４号、同平１０−１１９４２３号、同平１０−１７５３６５号、同平１０−１９３７７６号、同１０−２０３００６号、同１０−２１７６０１号、同平１１−２０３００号、同平１１−２０３０６号、同平１１−３４４８１号公報等には、気相法による合成シリカ微粒子（以降、気相法シリカと称す）を用いることが開示されている。また、特開平２−２７６６７１号、同平３−６７６８４号、同平３−２５１４８８号、同平４−６７９８６号、同平４−２６３９８３号、同平５−１６５１７号公報等には、アルミナ水和物を用いることが開示されている。
これら気相法シリカやアルミナ水和物は、一次粒子の平均粒径が数ｎｍ〜数十ｎｍの超微粒子であり、高い光沢感とインク吸収性が得られるという特徴がある。近年、フォトライクの記録材料が要望される中、益々写真に近い質感・風合いや光沢感が重要視されてきており、写真と同じポリオレフィン樹脂被覆紙（原紙の両面にポリエチレン等のポリオレフィン樹脂を被覆したもの）等の耐水性支持体上にこれら微粒子を主体とするインク受容層の塗設された記録材料が多く提案されている。また、特開平８−２１６３８８号（特許文献１）には、プリント媒体の単位面積当たりの全画素数に対する、単位面積当たりのインクドット数とプリント性向上液のドット数の総数の割合を６０％以下または１４０％以上に制御を行い、画像形成装置のインクジェットヘッドとプリント媒体の接触を防ぐ旨の特許が開示されているが、ポリオレフィン樹脂被覆紙や無機微粒子を含む記録材料については明記されていない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−２１６３８８号公報（第２頁）
【０００８】
一般にフォト対応のインクジェットプリンタでは、フォトライクな画像を形成するために低濃度インクを単独もしくは高濃度インクと併用で用いているが、このような低濃度インクを使用して画像を形成するためには、インク吐出量が多くなるため、記録材料には非常に高いインク吸収性が必要とされる。ポリオレフィン樹脂被服紙は耐水性支持体であり、インク受容層のみでインクを吸収する必要があるため、インク受容層は必然的に塗設量を多くすることが必要である。しかしながらこのようなインク受容層の塗設量の多い記録材料では、雰囲気の湿度条件によるインク受容層の吸放湿により、枚葉でのカールが大きく変化する傾向があった。湿度が低い（相対湿度３５％以下）とインク受容層が収縮し、インク受容層側に凹の形へカールが変化しやすく、逆に湿度が高い（相対湿度６５％以上）とインク受容層が膨潤し、インク受容層側に凸の形にカールが変化する。湿度が低い場合にもインク受容層側に凸となるように設計すると、湿度が高い場合においてインク受容層に側に大きな凸となり、搬送性が悪化するなど問題を発生する可能性が非常に高く、全湿度領域にわたり安定なカールをもつ記録材料を得ることは非常に困難であった。
【０００９】
一方、インクジェットプリンタの高画質化に伴って、記録材料へのインクジェットインクの着弾精度を向上させるため、インクジェットヘッドと記録シートのクリアランスは小さくなる傾向にある。また高速化のため、インクジェットヘッド内のノズル数は著しく増加する傾向にあり、これはインクジェットヘッドの大型化と該ヘッドが走査する範囲の紙を支持する印字ステージの広幅化につながっている。ヘッドステージ上では給紙ロールと排紙ロール間で記録材料を保持しており、広幅化されるとロール間で保持する間隔も当然長くなるため、記録材料をフラットに保持し難くなる状況が発生している。
【００１０】
以上のように、インクジェットプリンタの高画質化、高速化にともなう機構上の変化により、メディアに要求される平坦性は一段と厳しくなっており、前述した雰囲気の湿度条件における枚葉でのカール変化により、場合によっては、記録材料とインクジェットヘッドが接触する（以下ヘッド擦れと記述する）場合があり、特に前述した四辺縁なし印字を行う場合、印字最終端部においては、記録シートの保持が排紙ロールのみで行われるため、記録材料のカールにより印字ステージ上での浮きあがりが発生し、ヘッド擦れが非常に発生しやすい。ヘッド擦れが発生すると、印字物が鑑賞に耐えない物となるだけではなく、物理的にヘッド内のノズルを破壊する場合もあり、ヘッド擦れの発生は非常に問題となっていた。
【００１１】
このように、原紙の両面をポリオレフィン樹脂で被覆された支持体上に無機微粒子及び親水性バインダーからなる少なくとも１層のインク受容層を有するインクジェット記録材料においては、近年ヘッド擦れが発生しやすい状況となってきており、記録材料のみならず、インクジェットプリンタにおいても何らかの対策を取ることが必要となっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、インクジェットプリンタに関し、原紙の両面をポリオレフィン樹脂で被覆された支持体上に無機微粒子及び親水性バインダーからなる少なくとも１層のインク受容層を有するインクジェット記録材料を用い、印字時にヘッド擦れが発生しないインクジェット記録方法を提供する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意研究した結果、原紙の両面をポリオレフィン樹脂で被覆された支持体上に無機微粒子及び親水性バインダーからなる少なくとも１層のインク受容層を有するインクジェット記録材料において、オンデマンドで水分を供給することによりインク受容層中の親水性バインダーを膨潤させることにより、カール方向をコントロールすることが可能であることを知見し、記録材料上における画像空白部分にカールを矯正するための補助液を吐出する事により、該親水性バインダーを記録材料上で膨潤せしめ、カール方向をインク受容層側に凸の方向へ変化させる事、ヘッド擦れを解消する事が可能であることを見出し、最終的に以下の手段により目的が達成された。
【００１４】
１） インクを吐出するヘッドを用い、記録材料上に画像を形成するインクジェット記録方法において、前記記録材料が原紙の両面をポリオレフィン樹脂で被覆された支持体上に無機微粒子及び親水性バインダーからなる少なくとも１層のインク受容層を有するインクジェット記録材料であって、前記記録材料上における画像空白部分にカールを矯正するための補助液を吐出する事を特徴とするインクジェット記録方法。
【００１５】
２） 前記補助液の主成分が水であり、少なくとも界面活性剤を含む事を特徴とする、前記１記載のインクジェット記録方法。
【００１６】
３） 前記インクジェットプリント装置において、形成される画像が、前記記録材料周辺まで隙間無く形成される四辺縁なし印字であることを特徴とする、前記１あるいは２に記載のインクジェット記録方法。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１８】
原紙の両面をポリオレフィン樹脂で被覆された非吸水性支持体上に無機微粒子及び親水性バインダーからなる少なくとも１層のインク受容層を有するインクジェット記録材料においては、プリンタへの通紙性、搬送性などの点から、常温常湿時においてカールがフラットあるいはインク受容層側に若干凸となるように設計される。また、一般の紙、コート紙、キャスト紙などとは異なり、インク受容層の下には、非吸水性であるポリオレフィン層があるため、インク受容層はポリオレフィン樹脂より内側には存在せず、カールはインク受容層と支持体の張力バランスで決定されており、具体的にはインク受容層と裏面のポリオレフィン層との塗設量バランスによりカール設計を行っている。
【００１９】
一般的に、非吸水性支持体は湿度の影響を受けにくく、一方インク受容層は無機微粒子と親水性バインダーからなるため、湿度により膨潤あるいは収縮しやすい。そのため、非吸水性支持体に塗布された場合、雰囲気の湿度条件により、張力バランスが変化し、カールが変化する。このようなカールの変化は、湿度によりインク受容層に含まれる親水性バインダーの膨潤あるいは収縮するために生じる。
【００２０】
例えば湿度が低下し親水性バインダーが収縮すると、インク受容層側に凹のカールへと変化しやすい。湿度の低下と共に親水性バインダー収縮は大きくなり、例えば相対湿度３５％での凹のカールより、相対湿度２０％での凹のカールの方が大きくなる。このインク受容層側への凹のカールは、印字ステージ上におけるロールで保持されていない２辺の持ち上がり、あるいは四辺縁なし印字時において、給紙ロールからはずれた際に記録材料の端部の持ち上がりという形の影響を及ぼし、ヘッド擦れの発生とそれによる印字物の汚れ発生のみならず、酷い場合には走査するインクジェットヘッドの端に記録材料が引っかかり、記録材料の損傷、インクジェットヘッドの損傷、ヘッド内ノズルの損傷等が発生する。
【００２１】
一方、インクジェット記録装置においては、主成分が水と染料あるいは顔料からなるインクを印字データに基づき打ち込むことによって、インク内の水分によりインク受容層に含まれている親水性バインダーが膨潤し、部分的ではあるが、等価的に湿度が高い状態と同等となっている。しかしながら印字データ画像あるいは文字データに基づくため、記録材料全面にインクを打ち込むこと少なく、記録材料全面では、部分的に親水性バインダーが膨潤している状態であり、記録材料そのものが持つカールが変化する（インク受容層側に凹のカールが凸に変化する）事は少なく、全面ベタ印字など印字内容によってはカールがインク受容層側に凸の形に変化する場合がある程度であった。特に、文字データが多い場合には、実際にインクが打ち込まれインク受容層内の親水性バインダーが膨潤する領域は全面積の１０％程度であり、親水性バインダーの膨潤による記録材料のカール方向変化は発生し得ない。
【００２２】
このインク打ち込みよる親水性バインダーの膨潤とそれにともなうカール方向の変化は、当然インクを打ち込むインクジェットヘッドの位置より記録材料の搬送方向に対し下流より始まるが、記録材料自体がもつ剛性により、未印字部分である上流側にに対しても影響をおよぼし、未印字部においてもカール方向の変化を促す作用がある。
【００２３】
本発明に於いては、印字データ上インクが打ち込まれない領域においても補助液をインクの代わりに打ち込むことにより、インク受容層に含まれる親水性バインダーを記録材料のほぼ全面から全面（四辺縁なし印字時）膨潤させることにより、相対湿度３５％以下の低湿度環境下において、記録材料のインク受容層側に凹となるカールを、インク受容層側に凸になるカールへ変化させることが可能となり、ヘッド擦れを回避する事が可能となった。
【００２４】
図１は本発明のインクジェット記録装置の一例を表す断面概略図である。記録材料は給紙ロール１と排紙ロール２の間、印字ステージ３上で保持され、四辺縁なし印字時には排紙ロール２のみで保持される。画像を形成するインクは、インクノズル及び補助液吐出ノズル群４内のインクノズルより記録材料上に吐出され、保持され画像あるいは文字となる。印字ステージ３は、四辺縁なし印字時に紙の端からはみ出して印字されるインクを吸収する機能が備わっている。
【００２５】
補助液は構造的に簡便な形を取るため、インクノズル及び補助液吐出ノズル群４内にある補助液吐出用ノズルから、記録材料上の画像空白部分に対して吐出される。その実施形態は特に限定はされるものではないが、少なくとも、各色インクノズルより記録材料の搬送方向に対し、同じ位置か上流側に設置することが必要である。図２、３はインクノズル及び補助液吐出ノズル群の一例であり、補助液吐出ノズルが記録材料の搬送方向に対し各色インクノズルと同じ位置にある場合、図３は搬送方向に対し各色インクノズルより上流にある場合の例である。特に、各色インクノズルより上流側に補助液吐出ノズルを接地する場合には、補助液吐出ノズル部分のみ印字ステージ間の間隔を広げる事により、補助液吐出ノズル部分におけるヘッド擦れを抑止することが出来る。
【００２６】
補助液は、印字画像に一切影響を与えないと言う観点から、画像空白部分に対してのみ吐出され、画像空白部分全面に吐出される。
【００２７】
カールを矯正するために吐出される補助液の吐出量は、平方メートル当たり５ｇ以上が好ましく、５ｇ未満では満足なカール矯正効果を得ることは出来ない。
また２５ｇ以上ではカール矯正液が記録材料から溢れてしまう問題が発生する。
好ましくは５ｇ〜２４ｇであり、特に好ましくは１０ｇ〜２０ｇである。
【００２８】
また、プリンタ本体内に相対湿度センサーを装備し、例えば相対湿度４０％以上の場合などカール矯正液の吐出が不要な場合に、無駄な吐出を防ぐことができる。
【００２９】
相対湿度センサーとしては、静電容量型や抵抗変化型、高分子容量型などを適宜用いることが出来る。
【００３０】
カールを矯正するために吐出される補助液は、記録材料内の親水性バインダーを膨潤せしめることを目的とするため、必然的に水が主体となる。さらに、吐出された補助液がすみやかに記録材料内部へ浸透する事が必要となるため、少なくとも界面活性剤を含むことが必要である。
【００３１】
添加する界面活性剤は、両性界面活性剤としてはラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ポリオクチルポリアミノエチルグリシンなどが挙げられる。非イオン性アニオン界面活性剤としてはポリエチレングリコールオクチルフェニルエーテルの燐酸エステル塩、ポリエチレングリコールノニルフェニルエーテルの燐酸エステル塩、ポリエチレングリコールラウリルエーテルの燐酸エステル塩、などが挙げられる。
【００３２】
非イオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ソルビタンラウレート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンステアレートなどのエステル系、などが挙げられる。
【００３３】
これらの、水溶性界面活性剤の添加量は３重量％以下であることが必要になる。３重量％を越えると泡立ちや増粘などの問題が生じやすい。
【００３４】
本発明に使用される記録材料はポリオレフィン樹脂被覆紙支持体上に無機微粒子を含有するインク受容層を有する。無機微粒子は、インク受容層の全固形分に対して、５０重量％以上、好ましくは６０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上含有するものである。９０重量％より多くなるとインク受容層の強度が低下し、製造工程、加工工程で粉体が飛散する問題が発生する他、印字品を扱う場合に傷が発生しやすい。
【００３５】
本発明において使用される記録材料に用いられる無機微粒子としては、例えば合成シリカ（コロイダルシリカ、湿式法非晶質シリカ、気相法非晶質シリカ）、アルミナ（気相法アルミナ、γアルミナ）或いはアルミナ水和物（アルミナゾル、コロイダルアルミナ、カチオン性アルミニウム酸化物又はその水和物、擬ベーマイト等）等の、超微粒の一次粒子或いはこれらが凝集した粒子径０．０１μｍ〜２０μｍの二次粒子が塗工層を形成したとき一次粒子間あるいは二次粒子間の空隙が多数形成されて多孔性となるものが挙げられる。これらの無機微粒子を１種以上用いることができる。
【００３６】
インク受容層に、無機微粒子は８ｇ／ｍ２以上含有するのが好ましく、１０〜３０ｇ／ｍ２の範囲で用いるのがより好ましい。
【００３７】
本発明において使用される記録材料に用いられる親水性バインダーとしては公知の各種バインダーを用いることが出来、酸化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉などの澱粉誘導体、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース誘導体、カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白、ポリビニルアルコールまたはその誘導体、ゼラチンまたはその誘導体を等を挙げることが出来る。
【００３８】
本発明において使用される記録材料に用いられるポリオレフィン樹脂被覆紙支持体を構成する原紙は、特に制限はなく、一般に用いられている紙が使用できるが、より好ましくは例えば写真用支持体に用いられているような平滑な原紙が好ましい。原紙を構成するパルプとしては天然パルプ、再生パルプ、合成パルプ等を１種もしくは２種以上混合して用いられる。この原紙には一般に製紙で用いられているサイズ剤、紙力増強剤、填料、帯電防止剤、蛍光増白剤、染料等の添加剤が配合される。
【００３９】
また、原紙の厚みに関しては特に制限はないが、紙を抄造中または抄造後カレンダー等にて圧力を印加して圧縮するなどした表面平滑性の良いものが好ましく、その坪量は３０〜２５０ｇ／ｍ２が好ましい。
【００４０】
原紙を被覆するポリオレフィン樹脂としては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリペンテンなどのオレフィンのホモポリマーまたはエチレン−プロピレン共重合体などのオレフィンの２つ以上からなる共重合体及びこれらの混合物であり、各種の密度、溶融粘度指数（メルトインデックス）のものを単独にあるいはそれらを混合して使用できる。
【００４１】
また、樹脂被覆紙の樹脂中には、酸化チタン、酸化亜鉛、タルク、炭酸カルシウムなどの白色顔料、ステアリン酸アミド、アラキジン酸アミドなどの脂肪酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウムなどの脂肪酸金属塩、イルガノックス１０１０、イルガノックス１０７６などの酸化防止剤、コバルトブルー、群青、セシリアンブルー、フタロシアニンブルーなどのブルーの顔料や染料、コバルトバイオレット、ファストバイオレット、マンガン紫などのマゼンタの顔料や染料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤などの各種の添加剤を適宜組み合わせて加えるのが好ましい。
【００４２】
樹脂被覆紙の主な製造方法としては、走行する原紙上にポリオレフィン樹脂を加熱溶融した状態で流延する、いわゆる押出コーティング法により製造され、その両面が樹脂により被覆される。また、樹脂を原紙に被覆する前に、原紙にコロナ放電処理、火炎処理などの活性化処理を施すことが好ましい。基本的には裏面に樹脂を被覆する必要はないが、カール防止の点から樹脂被覆したほうが好ましい。裏面は通常無光沢面であり、表面あるいは必要に応じて表裏両面にもコロナ放電処理、火炎処理などの活性処理を施すことができる。また、樹脂被覆層の厚みとしては特に制限はないが、一般に５〜５０μｍの厚みに表面または表裏両面にコーティングされる。
【００４３】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳しく説明するが、本発明の内容は実施例に限られるものではない。尚、部及び％は質量部、質量％を示す。
【００４４】
支持体として、ＬＢＫＰ（５０部）とＬＢＳＰ（５０部）のパルプ配合からなる１７０ｇ／ｍ２の基紙の表面に低密度ポリエチレン（７０部）と高密度ポリエチレン（２０部）と酸化チタン（１０部）からなる樹脂組成物を２０ｇ／ｍ２塗布し、裏面に高密度ポリエチレン（５０部）と低密度ポリエチレン（５０部）からなる樹脂組成物を３０ｇ／ｍ２塗布してなる樹脂被覆紙を用意した。
【００４５】
上記支持体に、下記組成を持つインク受容層塗布液をスライドビード塗設装置で塗設し乾燥し、インク受像層塗設面が外側になるように巻き取ってインクジェット記録材料を作製した。尚、無機微粒子である気相法シリカは２０質量％の固形分濃度になるように高圧ホモジナイザーで分散した後使用した。塗設される総固形分量は３０ｇ／ｍ２とし、無機微粒子である気相法シリカの固形分量は、２２．５ｇ／ｍ２であった。乾燥条件として５℃で３０秒間冷却後、全固形分濃度が９０質量％までを４５℃１０％ＲＨで乾燥し、次いで３５℃１０％ＲＨで乾燥した。本塗設液の無機微粒子に対する親水性バインダーの質量比は０．２５であった。
【００４６】
＜インク受容層塗設組成物＞
【００４７】
巻き取られたインクジェット記録材料を裁断し、２Ｌ判（１２７ｍｍ×１７８ｍｍ）のインクジェット記録材料サンプルを得た。裁断方向はインクジェット記録材料サンプルの長辺方向が塗布流れ方向と同一になるようにした。
【００４８】
インクジェットプリンター（ＥＰＳＯＮ社製、ＰＭ−９５０Ｃ）のイエローインクを下記組成を持つカール矯正用補助液に置換した。事前にイエローの濃度を変えた画像を作成し印字を行い、イエロー画像濃度とカール矯正用補助液カートリッジ残量の関係を調査し、平米あたりのカール矯正用補助液の吐出量が５ｇとなるイエロー濃度Ａ、１５ｇとなるイエロー濃度Ｂを得た。なお、画像の作成と印字にあたってはアプリケーション、プリンタドライバを含め、全てのカラーマネージメントシステムを切って行った。
【００４９】
＜カール矯正用補助液＞
【００５０】
インクジェット記録材料サンプルを表１に記載された各環境条件下で８時間の調湿を行った後、上記インクジェットプリンターを用い、２０枚、５セット、合計１００枚連続で行いヘッド擦れの状況を目視確認し、下記の基準で評価した。四辺縁なし印字時の結果を表１に、通常印字（四辺縁有り）印字時の結果を表２にあげる。
◎：１００枚全てヘッド擦れなく縁無し印字が可能であった。
○：１００枚中印字部に影響を与えない程度の軽微なヘッド擦れが一部発生した。
△：１００枚中１０枚以下の印字部が汚れる程のヘッド擦れが発生した。
×：１００枚中１０枚より多くの印字部が汚れる程のヘッド擦れが発生し、場合によっては、印字が止まってしまうことがあった。
【００５１】
本実施例では、イエローインクをカール矯正用補助液に置換しているため、印字する画像データにより、実施例と比較例を得ることが出来る。具体的には以下のａ）ｂ）ｃ）ｄ）ｅ）ｆ）４種類の画像データを用いた。
ａ）全面格子状パターン。格子部はシアン１００％、マゼンタ１００％。
格子部面積率７０％
ｂ）全面格子状パターン。格子部はシアン１００％、マゼンタ１００％。
格子部面積率１０％
ｃ）ａ）の格子パターンの未画像部をイエロー濃度Ａで置換
ｄ）ａ）の格子パターンの未画像部をイエロー濃度Ｂで置換
ｅ）ｂ）の格子パターンの未画像部をイエロー濃度Ａで置換
ｆ）ｂ）の格子パターンの未画像部をイエロー濃度Ｂで置換
ａ）の画像は写真画像を想定、ｂ）の画像は文字あるいはグラフを想定、ｃ）はａ）を印字する際に５ｇ／ｍ２のカール矯正用補助液を吐出した場合を想定、ｄ）は同じく１５ｇ／ｍ２のカール矯正用補助液を吐出した場合を想定、ｅ）はｂ）を印字する際に５ｇ／ｍ２のカール矯正用補助液を吐出した場合を想定、ｆ）は同じく１５ｇ／ｍ２のカール矯正用補助液を吐出した場合を想定した画像である。
【００５２】
【表１】
四辺縁なし印字時
【００５３】
【表２】
通常印字時（四辺縁有り）
【００５４】
表１、２から明らかなように、常温常湿ではヘッド擦れが一切発生しないインクジェット記録材料に於いても、相対湿度が下がるにつれ、ヘッド擦れが発生しやすくなるが、カール矯正用補助液を吐出させた実施例ではヘッド擦れが発生しにくくなっている。
【００５５】
【発明の効果】
上記結果から明らかなように、本発明では、ヘッド擦れが発生しにくくなり印字物の品位を落とすことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインクジェット記録方法を実施するのに適した記録装置の一例であるインクジェットプリンタの内部構造を示す側断面概略図。
【図２】本発明に係るインクジェット記録方法を実施するのに適したインクノズル及び補助液ノズル群の配置図。
【図３】本発明に係るインクジェット記録方法を実施するのに適したインクノズル及び補助液ノズル群の配置図。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inkjet recording method in which an inkjet head and a recording medium do not interfere during image formation in an inkjet image recording apparatus.
[0002]
[Prior art]
Ink-jet recording is cheaper in both equipment and running cost than laser printers that use electrostatic recording, so there are a wide variety of products, including consumer products that print cut sheets and wide-format products that print on wide roll paper. The technology has been widely used for many years, and the technology is being actively developed.
[0003]
Recently, by printing in 6 to 7 colors such as light cyan, light magenta, dark yellow, and gray, in addition to the conventionally used 4 colors of black, cyan, magenta, and yellow, far more than in the past. Photo-compatible printers that offer high image quality and have the same image quality as conventional silver halide photography have appeared, and are opening up new demand.
[0004]
In addition to the same image quality as silver halide photographs, as well as in the form of printed matter that has been output, so-called four-sided borderless printing, which prints to the periphery of the printed matter, in order to make it the same as conventional silver halide photographs, has been actively performed. Came to be.
[0005]
On the other hand, recording materials to be inkjet-recorded have been extensively developed, for example, JP-A-55-51583, JP-A-56-157, JP-A-57-107879, JP-A-57-107880, and JP-A-59-230787. As disclosed in JP-A-62-160277, JP-A-62-184879, JP-A-62-183382, and JP-A-64-11877, a silicon-containing pigment such as silica is coated on a paper support together with a hydrophilic binder. A recording material obtained by this method has been proposed.
[0006]
In addition, Japanese Patent Publication No. 3-56552, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-188287, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-81064, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-119423, Japanese Patent Application No. 10-175365, Japanese Patent Application No. 10-193776, and Japanese Patent Application No. 10-203006, No. 10-217601, No. 11-20300, No. 11-20306, No. 11-34481, etc. use synthetic silica fine particles by a gas phase method (hereinafter referred to as gas phase silica). It is disclosed. Also, JP-A-2-27671, JP-A-3-67684, JP-A-3-251488, JP-A-4-67998, JP-A-4-263983, JP-A-5-16517 and the like disclose alumina water. It is disclosed to use a hydrate.
These fumed silica and alumina hydrate are ultrafine particles having an average primary particle diameter of several nm to several tens of nm, and are characterized by high glossiness and ink absorption. In recent years, with the demand for photo-like recording materials, the importance of texture, texture and glossiness closer to photographs has been increasingly emphasized, and the same polyolefin resin-coated paper as the photographs (the base paper is coated with a polyolefin resin such as polyethylene on both sides of the base paper) Many recording materials have been proposed in which an ink receiving layer mainly composed of these fine particles is provided on a water-resistant support such as a water-resistant support. Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-216388 (Patent Document 1) discloses that the ratio of the total number of ink dots per unit area and the total number of dots of the printability improving liquid to the total number of pixels per unit area of a print medium is 60%. Patents have been disclosed that control the ink jet head of the image forming apparatus and the print medium to prevent the print medium from contacting with the ink jet head of the image forming apparatus at a rate of 140% or less, but do not specify recording materials containing polyolefin resin-coated paper or inorganic fine particles. .
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-8-216388 (page 2)
[0008]
In general, low-density inks are used alone or in combination with high-density inks to form photo-like images in photo-compatible inkjet printers. However, since the amount of ink discharged is large, the recording material needs to have a very high ink absorbency. Since the polyolefin resin-coated paper is a water-resistant support and it is necessary to absorb ink only with the ink receiving layer, it is necessary to increase the coating amount of the ink receiving layer. However, in such a recording material having a large coating amount of the ink receiving layer, the curl in the sheet tends to largely change due to the moisture absorption and release of the ink receiving layer due to the atmospheric humidity condition. If the humidity is low (relative humidity 35% or less), the ink receiving layer shrinks and the curl tends to change into a concave shape on the ink receiving layer side. Conversely, if the humidity is high (relative humidity 65% or more), the ink receiving layer becomes hard. The ink swells and the curl changes to a convex shape on the ink receiving layer side. If it is designed to be convex on the ink receiving layer side even when the humidity is low, it becomes very convex on the ink receiving layer side when the humidity is high, and there is a very high possibility that problems such as deterioration in transportability will occur. It has been very difficult to obtain a recording material having a stable curl over the entire humidity range.
[0009]
On the other hand, as the image quality of the ink jet printer is improved, the clearance between the ink jet head and the recording sheet tends to be reduced in order to improve the landing accuracy of the ink jet ink on the recording material. In addition, the number of nozzles in the ink jet head tends to increase remarkably due to the increase in speed, which leads to an increase in the size of the ink jet head and an increase in the width of a print stage that supports paper in a range scanned by the head. On the head stage, the recording material is held between the feed roll and the discharge roll, and if the width is increased, the interval between the rolls will naturally become longer, making it difficult to hold the recording material flat. are doing.
[0010]
As described above, the flatness required for the media has become more severe due to the mechanical changes accompanying the high image quality and high speed of the ink jet printer, and the curl change in the sheet under the humidity condition of the atmosphere described above has caused In some cases, the recording material may come into contact with the ink jet head (hereinafter referred to as head rubbing). In particular, when performing the above-described four-edge-free printing, the recording sheet is not discharged at the final end of the printing. Since the recording is performed only by the roll, the recording material is curled, so that the recording material is lifted up on the printing stage, and the head is very easily rubbed. When head rubbing occurs, not only the printed matter does not endure appreciation, but also the nozzles in the head may be physically broken, and the occurrence of head rubbing has been a serious problem.
[0011]
Thus, in the case of an ink jet recording material having at least one ink receiving layer composed of inorganic fine particles and a hydrophilic binder on a support having both surfaces of a base paper coated with a polyolefin resin, head rubbing is likely to occur in recent years. It is necessary to take some measures not only for recording materials but also for ink jet printers.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention relates to an ink jet printer, which uses an ink jet recording material having at least one ink receiving layer composed of inorganic fine particles and a hydrophilic binder on a support coated on both sides of a base paper with a polyolefin resin, and a head for printing. Provided is an inkjet recording method in which rubbing does not occur.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies and found that water-based on-demand ink-jet recording materials having at least one ink-receiving layer composed of inorganic fine particles and a hydrophilic binder on a support coated on both sides of a base paper with a polyolefin resin. Swelling the hydrophilic binder in the ink receiving layer by supplying the ink, it was found that the curl direction can be controlled, and an auxiliary liquid for correcting the curl in the blank portion of the image on the recording material. By discharging the ink, the hydrophilic binder is swollen on the recording material, the curl direction can be changed to a direction convex toward the ink receiving layer side, and it has been found that head rubbing can be eliminated. The object has been achieved by the following means.
[0014]
1) In an ink jet recording method for forming an image on a recording material using a head for discharging ink, the recording material comprises at least inorganic fine particles and a hydrophilic binder on a support in which both surfaces of a base paper are coated with a polyolefin resin. An ink jet recording material having one ink receiving layer, wherein an auxiliary liquid for correcting curl is discharged to a blank portion of an image on the recording material.
[0015]
2) The ink jet recording method according to the item 1, wherein a main component of the auxiliary liquid is water, and at least a surfactant is contained.
[0016]
(3) The inkjet recording method according to (1) or (2), wherein in the inkjet printing apparatus, an image to be formed is four-sided borderless printing formed with no gaps around the recording material.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0018]
In the case of an inkjet recording material having at least one ink receiving layer composed of inorganic fine particles and a hydrophilic binder on a non-water-absorbing support coated on both sides of a base paper with a polyolefin resin, paper-passing properties to a printer, transportability, etc. In view of the above, the curl is designed to be flat or slightly convex toward the ink receiving layer side at normal temperature and normal humidity. Also, unlike ordinary paper, coated paper, cast paper, etc., there is a non-water-absorbing polyolefin layer below the ink receiving layer, so the ink receiving layer does not exist inside the polyolefin resin, Is determined by the tension balance between the ink receiving layer and the support. Specifically, the curl design is performed based on the coating amount balance between the ink receiving layer and the polyolefin layer on the back surface.
[0019]
In general, a non-water-absorbing support is less susceptible to humidity, while the ink-receiving layer is composed of inorganic fine particles and a hydrophilic binder, and thus easily swells or contracts due to humidity. Therefore, when it is applied to a non-water-absorbing support, the tension balance changes and the curl changes depending on the atmospheric humidity conditions. Such a change in curl is caused by swelling or shrinking of the hydrophilic binder contained in the ink receiving layer due to humidity.
[0020]
For example, when the humidity decreases and the hydrophilic binder shrinks, the curl tends to be concave on the ink receiving layer side. As the humidity decreases, the shrinkage of the hydrophilic binder increases. For example, a concave curl at a relative humidity of 20% becomes larger than a concave curl at a relative humidity of 35%. This concave curl toward the ink receiving layer is caused by lifting of two sides not held by the roll on the printing stage, or lifting of the end of the recording material when detached from the paper feed roll during printing without four sides. In addition to the occurrence of head rubbing and the resulting contamination of printed matter, in severe cases, the recording material is caught on the end of the inkjet head that scans, causing damage to the recording material, damage to the inkjet head, The inner nozzle may be damaged.
[0021]
On the other hand, in an ink jet recording apparatus, the hydrophilic binder contained in the ink receiving layer swells due to the water in the ink, and the hydrophilic binder contained in the ink receiving layer is partially swollen based on the print data of an ink composed mainly of water and a dye or a pigment. However, it is equivalent to a state where the humidity is high. However, since it is based on the print data image or character data, ink is hardly applied to the entire surface of the recording material, and the hydrophilic binder is partially swollen on the entire surface of the recording material, and the curl of the recording material itself changes. (Curves that change from concave to convex on the ink receiving layer side) are rare, and depending on the print content such as solid printing on the entire surface, curl changes to convex form toward the ink receiving layer side to some extent. In particular, when there is a large amount of character data, the area where the ink is actually injected and the hydrophilic binder in the ink receiving layer swells is about 10% of the entire area, and the curl direction change of the recording material due to the swelling of the hydrophilic binder is caused. Cannot occur.
[0022]
The swelling of the hydrophilic binder and the accompanying change in the curl direction due to the ink ejection naturally start downstream from the position of the ink jet head for ejecting the ink in the conveying direction of the recording material. This has an effect on the upstream side as well, and has an effect of promoting a change in the curl direction even in an unprinted portion.
[0023]
In the present invention, the hydrophilic binder contained in the ink receiving layer is applied from almost the entire surface of the recording material to the entire surface (without four edges) by ejecting the auxiliary liquid instead of the ink even in an area where the ink is not ejected in the print data. Swelling allows swelling to change a curl that is concave on the ink receiving layer side of the recording material into a curl that is convex on the ink receiving layer side in a low humidity environment of 35% or less relative humidity. , Head rubbing can be avoided.
[0024]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the ink jet recording apparatus of the present invention. The recording material is held on the printing stage 3 between the paper feed roll 1 and the paper discharge roll 2, and is held only by the paper discharge roll 2 at the time of printing without four sides. The ink that forms the image is ejected onto the recording material from the ink nozzles and the ink nozzles in the auxiliary liquid ejection nozzle group 4, and is held and becomes an image or characters. The printing stage 3 has a function of absorbing ink that is printed off the edge of the paper during printing without four sides.
[0025]
Since the auxiliary liquid takes a structurally simple form, the auxiliary liquid is discharged from an ink nozzle and an auxiliary liquid discharge nozzle in the auxiliary liquid discharge nozzle group 4 to an image blank portion on the recording material. The embodiment is not particularly limited, but it is necessary that the ink nozzles be installed at least at the same position or upstream in the transport direction of the recording material from each color ink nozzle. 2 and 3 show an example of an ink nozzle and an auxiliary liquid ejection nozzle group. When the auxiliary liquid ejection nozzle is located at the same position as each color ink nozzle in the transport direction of the recording material, FIG. 3 shows each color ink nozzle in the transport direction. This is an example in the case of being located further upstream. In particular, when the auxiliary liquid discharge nozzle is grounded upstream of each color ink nozzle, head rubbing at the auxiliary liquid discharge nozzle part can be suppressed by increasing the interval between the printing stages only in the auxiliary liquid discharge nozzle part. .
[0026]
From the viewpoint that the auxiliary liquid has no effect on the printed image, the auxiliary liquid is discharged only to the blank portion of the image and is discharged to the entire blank portion of the image.
[0027]
The discharge amount of the auxiliary liquid discharged to correct the curl is preferably 5 g or more per square meter, and if it is less than 5 g, a satisfactory curl correction effect cannot be obtained.
If the amount is more than 25 g, there is a problem that the curl correcting liquid overflows from the recording material.
It is preferably from 5 g to 24 g, and particularly preferably from 10 g to 20 g.
[0028]
Further, a relative humidity sensor is provided in the printer main body, so that unnecessary discharge can be prevented when discharge of the curl correction liquid is unnecessary, for example, when the relative humidity is 40% or more.
[0029]
As the relative humidity sensor, a capacitance type, a resistance change type, a polymer capacitance type, or the like can be appropriately used.
[0030]
The auxiliary liquid discharged to correct the curl is mainly composed of water because the purpose is to swell the hydrophilic binder in the recording material. Further, since the discharged auxiliary liquid needs to quickly penetrate into the recording material, it is necessary to include at least a surfactant.
[0031]
Surfactants to be added include amphoteric surfactants such as betaine lauryl dimethylaminoacetate, betaine coconut fatty acid amidopropyldimethylaminoacetate, and polyoctyl polyaminoethyl glycine. Examples of the nonionic anionic surfactant include a phosphoric acid ester salt of polyethylene glycol octyl phenyl ether, a phosphoric acid ester salt of polyethylene glycol nonyl phenyl ether, and a phosphoric acid ester salt of polyethylene glycol lauryl ether.
[0032]
Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene alkyl ether, sorbitan laurate, sorbitan sesquiolate, polyoxyethylene monooleate, and polyoxyethylene monooleate. Esters such as oxyethylene stearate, and the like.
[0033]
It is necessary that the addition amount of these water-soluble surfactants is 3% by weight or less. If it exceeds 3% by weight, problems such as foaming and thickening tend to occur.
[0034]
The recording material used in the present invention has an ink receiving layer containing inorganic fine particles on a polyolefin resin-coated paper support. The inorganic fine particles contain 50% by weight or more, preferably 60% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, based on the total solid content of the ink receiving layer. If the content is more than 90% by weight, the strength of the ink receiving layer is reduced, causing a problem that powder is scattered in a manufacturing process and a processing process, and a scratch is easily generated when handling a printed product.
[0035]
The inorganic fine particles used in the recording material used in the present invention include, for example, synthetic silica (colloidal silica, wet-process amorphous silica, vapor-phase amorphous silica), alumina (vapor-phase alumina, γ-alumina) or Ultra-fine primary particles such as alumina hydrate (alumina sol, colloidal alumina, cationic aluminum oxide or its hydrate, pseudo-boehmite, etc.) or secondary particles having a particle diameter of 0.01 μm to 20 μm in which these are aggregated. When the coating layer is formed, a porous layer is formed by forming a large number of voids between primary particles or secondary particles. One or more of these inorganic fine particles can be used.
[0036]
The ink receiving layer, the inorganic fine particles are preferably contained 8 g / m 2 or more, and more preferably employed in the range of 10 to 30 g / m 2.
[0037]
As the hydrophilic binder used in the recording material used in the present invention, various known binders can be used, and oxidized starch, etherified starch, starch derivatives such as phosphate esterified starch, carboxymethylcellulose, and hydroxyethylcellulose. Examples include cellulose derivatives, casein, gelatin, soybean protein, polyvinyl alcohol or derivatives thereof, and gelatin or derivatives thereof.
[0038]
The base paper constituting the polyolefin resin-coated paper support used for the recording material used in the present invention is not particularly limited, and generally used paper can be used, but more preferably, for example, used for a photographic support Smooth base paper is preferred. As the pulp constituting the base paper, natural pulp, recycled pulp, synthetic pulp or the like may be used alone or in combination of two or more. The base paper is blended with additives generally used in papermaking, such as a sizing agent, a paper strength enhancer, a filler, an antistatic agent, a fluorescent whitening agent, and a dye.
[0039]
The thickness of the base paper is not particularly limited, but preferably has good surface smoothness, such as applying a pressure by a calender or the like during papermaking or after papermaking, and has a basis weight of 30 to 250 g / g. m 2 is preferred.
[0040]
As the polyolefin resin for coating the base paper, low-density polyethylene, high-density polyethylene, polypropylene, polybutene, a copolymer consisting of two or more olefins such as an ethylene-propylene copolymer or an olefin homopolymer such as polypentene; A mixture having various densities and melt viscosity indices (melt index) can be used alone or in combination.
[0041]
Also, in the resin of the resin-coated paper, white pigments such as titanium oxide, zinc oxide, talc, calcium carbonate, fatty acid amides such as stearic acid amide and arachidic amide, zinc stearate, calcium stearate, aluminum stearate, stearin Fatty acid metal salts such as magnesium oxide, antioxidants such as Irganox 1010 and Irganox 1076, blue pigments and dyes such as cobalt blue, ultramarine blue, cecilian blue, phthalocyanine blue, and magenta such as cobalt violet, fast violet, and manganese purple It is preferable to add various additives such as pigments and dyes, fluorescent brighteners and ultraviolet absorbers in an appropriate combination.
[0042]
As a main method for producing resin-coated paper, the resin-coated paper is produced by a so-called extrusion coating method in which a polyolefin resin is cast on a running base paper in a state of being heated and melted, and both sides thereof are coated with the resin. Further, it is preferable to perform an activation treatment such as a corona discharge treatment or a flame treatment on the base paper before coating the resin on the base paper. Basically, it is not necessary to coat the resin on the back surface, but it is preferable to coat the resin from the viewpoint of curling prevention. The back surface is usually a matte surface, and the front surface or both front and back surfaces can be subjected to activation treatment such as corona discharge treatment and flame treatment as required. Although the thickness of the resin coating layer is not particularly limited, it is generally coated on the surface or on both the front and back to a thickness of 5 to 50 μm.
[0043]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the contents of the present invention are not limited to the examples. Parts and% indicate parts by mass and% by mass, respectively.
[0044]
As a support, low-density polyethylene (70 parts), high-density polyethylene (20 parts), and titanium oxide (10 parts) were coated on the surface of a 170 g / m 2 base paper made of pulp containing LBKP (50 parts) and LBSP (50 parts). the consisting parts) resin composition 20 g / m 2 was applied, the resin-coated paper a resin composition formed by 30 g / m 2 coating consisting of the back surface high-density polyethylene (50 parts) and low-density polyethylene (50 parts) Prepared.
[0045]
An ink receiving layer coating solution having the following composition was applied to the support by a slide bead coating device, dried, and wound up so that the ink image receiving layer coating surface was on the outside, to prepare an ink jet recording material. The fumed silica as the inorganic fine particles was used after being dispersed by a high-pressure homogenizer so as to have a solid content concentration of 20% by mass. The total solid content applied was 30 g / m 2, and the solid content of fumed silica as inorganic fine particles was 22.5 g / m 2 . After cooling at 5 ° C. for 30 seconds as a drying condition, drying was performed at 45 ° C. and 10% RH until the total solid content reached 90% by mass, and then at 35 ° C. and 10% RH. The mass ratio of the hydrophilic binder to the inorganic fine particles in the coating liquid was 0.25.
[0046]
<Ink receiving layer coating composition>
[0047]
The wound ink jet recording material was cut to obtain a 2 L (127 mm × 178 mm) ink jet recording material sample. The cutting direction was such that the long side direction of the ink jet recording material sample was the same as the coating flow direction.
[0048]
The yellow ink of an inkjet printer (manufactured by EPSON, PM-950C) was replaced with an auxiliary liquid for curl correction having the following composition. Create and print an image with the yellow density changed in advance, investigate the relationship between the yellow image density and the remaining amount of the curl correction auxiliary liquid cartridge, and determine the yellow discharge amount of the curl correction auxiliary liquid per square meter of 5 g. A density A and a yellow density B of 15 g were obtained. In addition, when creating and printing the image, all the color management systems including the application and the printer driver were turned off.
[0049]
<Auxiliary liquid for curl correction>
[0050]
After the ink jet recording material sample was conditioned for 8 hours under the respective environmental conditions described in Table 1, 20 sheets, 5 sets, 100 sheets in total were continuously used using the above ink jet printer, and the state of head rubbing was visually observed. It was confirmed and evaluated according to the following criteria. Table 1 shows the results of printing without four edges, and Table 2 shows the results of normal printing (with four edges).
A: Printing without margins was possible without rubbing the head on all 100 sheets.
：: Some minor head rubbing occurred, which did not affect the print area on 100 sheets.
Δ: Head rubbing occurred such that 10 or less of 100 printed portions were stained.
X: Head rubbing occurred so that more than 10 printed portions out of 100 were stained, and in some cases, printing was stopped.
[0051]
In this embodiment, since the yellow ink is replaced with the curl correcting auxiliary liquid, the embodiment and the comparative example can be obtained based on the image data to be printed. Specifically, the following four types of image data were used: a) b) c) d) e) f).
a) A grid pattern over the entire surface. The grid part is 100% cyan and 100% magenta.
Lattice area ratio 70%
b) Full grid pattern. The grid part is 100% cyan and 100% magenta.
Lattice area ratio 10%
c) Replace the non-image part of the grid pattern of a) with yellow density A d) Replace the non-image part of the grid pattern of a) with yellow density B e) Replace the non-image part of the grid pattern of b) with yellow density A Substitution f) Replace the non-image part of the lattice pattern of b) with yellow density B. The image of a) is assumed to be a photographic image, the image of b) is assumed to be a character or a graph, and c) is 5 g when printing a). / M 2 , assuming that a curl correcting auxiliary liquid is discharged, d) is also assumed to discharge a 15 g / m 2 curl correcting auxiliary liquid, and e) is 5 g / m 2 when printing b). 2 , f) is an image assuming that a curl correcting auxiliary liquid of 15 g / m 2 is also discharged.
[0052]
[Table 1]
When printing without four edges
[0053]
[Table 2]
During normal printing (with four sides)
[0054]
As is clear from Tables 1 and 2, even in an ink jet recording material in which head rubbing does not occur at room temperature and normal humidity, head rubbing is likely to occur as the relative humidity decreases. In this embodiment, head rubbing is less likely to occur.
[0055]
【The invention's effect】
As is clear from the above results, in the present invention, head rubbing is less likely to occur and the quality of printed matter is not degraded.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side sectional view showing an internal structure of an ink jet printer which is an example of a recording apparatus suitable for performing an ink jet recording method according to the present invention.
FIG. 2 is an arrangement diagram of ink nozzles and auxiliary liquid nozzle groups suitable for carrying out the inkjet recording method according to the present invention.
FIG. 3 is a layout diagram of ink nozzles and auxiliary liquid nozzle groups suitable for carrying out the inkjet recording method according to the present invention.
