JP2005015927A - 記録用紙、及びそれを用いる画像記録方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくともセルロースパルプを原料とする普通紙に、HLBが6を超えて13以下のノニオン界面活性剤を0.1g/m2以上付与してなることを特徴とする記録用紙、及びそれを用いる画像記録方法。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録用紙、及び該記録用紙を用いるインクジェット方式又は電子写真方式の画像記録方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット記録方式はカラー化が容易であり、また、消費エネルギーが少なく、記録時の騒音も低く、さらにプリンタの製造コストを低く抑えることができるという特徴を有することから広く注目されてきている。さらに近年では高画質化、高速化、高信頼化が進んでいるが、普通紙に印刷する機会も多く、普通紙に対する記録適性を向上させることが極めて重要となっている。
【0003】
従来のインクジェットプリンターは、黒文字画質と混色にじみを改善するため、黒インクは顔料を色材とした用紙への浸透性の遅いインク、カラーインクは染料を色材とした用紙への浸透性の速いインクを使用したものが主流である。
上述のように、カラーインクは用紙への浸透性を高めているため、記録密度の高い画像を印字した場合は、印字直後のカール、波打ち発生が大きく、プリンター内での用紙づまりや画像部のこすれが発生してしまう。また両面印字をする際には、印字直後のカールが緩和する時間、インクが乾燥する時間が必要なため、プリント生産性が極端に低下してしまう。更に記録密度の高い画像を印字した場合は、放置乾燥後に発生するカール、波打ちが大きいといった問題点があり、高画質、カール抑制、および、波打ち抑制を高いレベルで両立させることが課題となっている。
【0004】
印字後のカールおよび波打ちを改善するために、以下の方法が提案されている。
抄造したシートを一度加湿し、紙の応力を緩和することでカールおよび波打ちを軽減する方法(例えば、特許文献1参照)。
紙のCD方向の水中伸度を規制して、カール、波打ちを軽減する方法(例えば、特許文献2参照)。
紙のMD方向、CD方向の水中伸度の率を1.3倍以下にすることでカール、波打ちを軽減する方法(例えば、特許文献3参照)。
インク噴射部分の動作方向の水中伸度を2.0%以下にすることでカール、波打ちを軽減する方法(例えば、特許文献4参照)。
CD方向の水中伸度を1.8%以下にすることでカール、波打ちを軽減する方法(例えば、特許文献5参照)。
【0005】
また、支持体に含有される顔料を5〜35質量%とし、記録シートの内部結合強度さを150〜455g/cmにすることでコートタイプインクジェット記録シートの波打ちを軽減する方法が提案されている(例えば、特許文献6参照)。
【0006】
更に、放置乾燥後に発生するカール、波打ちを改善するため、相対湿度を変化させた時のMD方向とCD方向の不可逆収縮率を一定範囲内とすることで放置乾燥後に発生するカール、波打ちを軽減する方法が提案されている(例えば、特許文献7参照)。
【0007】
特許文献1〜5、及び7に記載された方法では、カール、波打ちを低減することが報告されているが、インクジェットプリンターによりインクが吐出され後、インクが乾燥する際に水素結合が自由に構築されることからカールが大きく、ドキュメントとして使用に耐えられない。
また、特許文献6に記載された方法では、インク受理層が設けられた記録用紙の内部結合強度を一定以内に収めることで印字後のうねりを軽減することを試みているが、内部結合強度を規定するだけではカールや波打ち、うねりに対し十分な効果が得られない。特に用紙のマイクロ波透過強度の最大値と最小値の比が大きい場合には、カールが大きく、ドキュメントとして使用に耐えられない。
【0008】
画質向上のためHLB11以上のエステル系ノニオン界面活性剤をインク吸収層に含ませる方法が提案されているが、HLB11以上、特にHLB13以上のエステル系ノニオン界面活性剤ではインク浸透性が高すぎてインクが用紙内部まで浸透してしまい、全体として乾燥後に収縮する繊維の絶対量が増え放置乾燥後のカールが大きくなり十分な効果が得られない。更に親水性が高すぎるために、水素結合の再構築を阻害できず、放置乾燥後のカールが大きくなり十分な効果が得られない(例えば、特許文献8参照)。
【0009】
また、画質向上のためインク受容層にHLB3〜12の界面活性剤を含む方法が提案されているが、インク受容層にHLB3〜12の界面活性剤を含ませてもカールは低減できない。更に添加量が0.1質量%未満と低く、特に用紙内部への浸透性が速いインク、インクの吐出量が多い場合、印字速度が速く単位時間当たりに吐出されるインク量が多くなる場合には波うちが大きく、ドキュメントとして使用に耐えられない(例えば、特許文献9参照)。
【0010】
更に、かさ高・柔軟性向上のためHLB6以下のかさ高柔軟剤を含む方法が提案されているが、HLB6以下、特にHLB4以下の界面活性剤では分散性が悪く、基材の親水基を界面活性剤の疎水基で覆うことができず、伸張・収縮する繊維の絶対量が増えるため、カールが大きくなり十分な効果が得られない(例えば、特許文献10参照)。
【0011】
【特許文献1】
特開平3−38375号公報
【特許文献2】
特開平3−38376号公報
【特許文献3】
特開平3−199081号公報
【特許文献4】
特開平7−276786号公報
【特許文献5】
特開平10−46498号公報
【特許文献6】
特許第3172298号公報
【特許文献7】
特許第3127114号公報
【特許文献8】
特開平10−278409号公報
【特許文献9】
特開昭62−144986号公報
【特許文献10】
特開2002−155494号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記したような問題を解決することを課題とする。すなわち、本発明は、インクジェット記録方式により印字した場合に、印字直後に発生するカールおよび波打ちを抑制することにより両面印字が可能であり、かつ放置乾燥後に発生するカールを抑制することができ、また、電子写真方式により印字した場合にも、印字直後に発生するカールを抑制する記録用紙、及び該記録用紙を用いる画像記録方法を提供することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、普通紙における印字直後に発生するカールを抑制し、波打ち改善による両面印字適性を持たせ、さらに放置乾燥後に発生するカールを抑制し、波打ちを抑制する方法について鋭意検討した。その結果、本発明者らは、印字直後に発生するカール、波打ちは、水性インク中の水を吸収した繊維層の急激な伸びにより発生していることを確認した。また放置乾燥後に発生するカール、波打ちについてはインクを吸収した繊維層の脱湿による縮みにより発生し、さらに用紙の厚さ方向への微小時間でのインク浸透が早く、インクの浸透が深くなる程、放置乾燥後のカール、波打ちが大きくなることを確認した。
【0014】
これらの結果から本発明者らは、インクを吸収した繊維層の水の吸脱湿による伸縮伝達性について鋭意検討を試みた。その結果、水の吸脱湿による伸縮伝達性は用紙の伸縮率と深い関係があることが分かり、伸縮率を小さくすることで伸縮伝達性を弱め、印字直後に発生するカール、波打ちと放置乾燥後に発生するカール、波打ちを小さくすることが可能であることを見出し、更に伸縮率低減のため、ある一定範囲のHLBをもつ界面活性剤が用紙基材に存在することにより水素結合の形成を阻害し、伸縮率が低減され、それによってカール・波うちが小さくなることを見出し本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、
【0015】
<1> 少なくともセルロースパルプを原料とする普通紙に、HLBが6を超えて13以下のノニオン界面活性剤を0.1g/m2以上付与してなることを特徴とする記録用紙である。
<2> 前記ノニオン界面活性剤のHLBが、6を超えて11以下であることを特徴とする<1>に記載の記録用紙である。
【0016】
<3> 前記普通紙における前記ノニオン界面活性剤の付与量が、0.1〜5.0g/m2の範囲内であることを特徴とする<1>に記載の記録用紙である。
上述の様に、前記普通紙にHLBが6を超えて13以下のノニオン系界面活性剤を付与することで、寸法変化を低減し、結果としてインクジェット記録方式により印字した場合に、印字直後に発生するカール、波打ちと放置乾燥後に発生するカール、波打ちをより小さくすることが可能となる。
【0017】
<4> 更に、前記普通紙に多価金属塩を付与してなることを特徴とする<1>に記載の記録用紙である。
<5> 前記普通紙における前記多価金属塩の付与量が、0.1〜2.0g/m2の範囲内であることを特徴とする<4>に記載の記録用紙である。
【0018】
<6> 前記セルロースパルプが、少なくとも化学パルプを含むことを特徴とする<1>に記載の記録用紙である。
<7> 前記記録用紙のCD伸縮率が、0.25〜0.50%の範囲内であることを特徴とする<1>に記載の記録用紙である。
<8> 坪量が、60〜128g/m2の範囲内であることを特徴とする<1>に記載の記録用紙である。
【0019】
<9> インクの液滴を記録用紙へ吐出させ、該記録用紙上に画像を記録するインクジェット記録方式の画像記録方法であって、前記記録用紙が、<1>に記載の記録用紙であることを特徴とする画像記録方法である。
<10> 前記インクが、少なくとも、色材、アニオン性の水溶性高分子、水溶性有機溶媒および水を含有することを特徴とする<9>に記載の画像記録方法である。
<11> 前記インクが、色材として顔料を含有する黒インクを含むことを特徴とする<9>に記載の画像記録方法である。
【0020】
<12> 前記インクが、色材として染料を含有する、シアン、マゼンタ及びイエローインクの何れかを含むことを特徴とする<9>に記載の画像記録方法である。
<13> 前記インクが、疎水性顔料に親水基を含む分散剤を添加して親水性を持たせた顔料を含有する、シアン、マゼンタ及びイエローインクの何れかを含むことを特徴とする<9>に記載の画像記録方法である。
【0021】
<14> 前記インクが、自己分散型顔料を含有する、シアン、マゼンタ及びイエローインクの何れかを含むことを特徴とする<9>に記載の画像記録方法である。
<15> 前記インクの表面張力が、25〜37mN/mの範囲内であることを特徴とする<9>に記載の画像記録方法である。
【0022】
<16> 前記インクのpHが、3〜11であることとすることを特徴とする<9>に記載の画像記録方法である。
<17> 前記インクの粘度が、1.5〜5.0mPa・sであることを特徴とする<9>に記載の画像記録方法である。
【0023】
<18> 静電潜像担持体表面を均一に帯電する帯電工程と、該静電潜像担持体表面を露光し静電潜像を形成する露光工程と、該静電潜像担持体表面に形成された静電潜像を静電荷像現像剤を用いて現像し、トナー画像を形成する現像工程と、該トナー画像を記録用紙上に転写する転写工程と、該被転写材上のトナー画像を定着する定着工程と、を含む電子写真記録方式の画像記録方法であって、前記記録用紙が、<1>に記載の記録用紙であることを特徴とする画像記録方法である。
【0024】
【発明の実施の形態】
<記録用紙>
本発明の記録用紙は、少なくともセルロースパルプを原料とする普通紙の表面に、HLB(親水基/疎水基バランス)が6を超えて13以下のノニオン界面活性剤を0.1g/m2以上付与してなることを特徴とする。
前記ノニオン系界面活性剤のHLBは、6を超えて11以下であることが好ましく、7以上9以下であることが更に好ましい。
【0025】
前記ノニオン系界面活性剤のHLBが13を超えると、後述のインクジェット記録方式により印字した場合に、インク浸透性が高すぎてインクが用紙内部まで浸透してしまい、全体として乾燥後に収縮する繊維の絶対量が増え放置乾燥後のカールが大きくなり十分な効果が得られない。更に親水性が高すぎるために、水素結合の再構築を阻害できず、放置乾燥後のカールが大きくなり十分な効果が得られない。また、前記ノニオン系界面活性剤のHLBが6以下であると、界面活性剤の分散性が悪く、基材の親水基を界面活性剤の疎水基で覆うことができずに、伸張・収縮する繊維の絶対量が増えるため、カールが大きくなり十分な効果が得られない。
【0026】
前記普通紙における前記ノニオン系界面活性剤の付与量は、0.1以上であることが必要であり、0.1〜5.0g/m2の範囲内であることが好ましく、0.5〜3.0g/m2の範囲内であることがより好ましい。
前記普通紙における前記ノニオン系界面活性剤の付与量が0.1g/m2未満であると、処理効果が低く、水素結合生成を阻害できないため、カール、波打ちが大きくなってしまう。また、前記ノニオン系界面活性剤の付与量が5g/m2を超えると、インクジェット記録方式により印字した場合に、インクが用紙に着弾された際、インクの色間でインクが滲んでしまう場合がある。
【0027】
本発明の記録用紙は、前記ノニオン系界面活性剤を前記普通紙に前記付与量を付与されていることにより、インクジェット記録方式により印字した場合に、▲1▼印字直後に発生するカールおよび波打ちを抑制することにより両面印字が可能であり、▲2▼放置乾燥後に発生するカールおよび波打ちを抑制することができる。
【0028】
本発明における界面活性剤としては、例えば、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ドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマー、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテル等が挙げられる。この中でもアセチレングリコールエチレンオキサイド付加物が好ましい。
【0029】
前記普通紙に、前記ノニオン界面活性剤を0.1g/m2以上付与する方法としては、前記界面活性剤を含む水溶液をサイズプレス、シムサイズ、ゲートロール、ロールコーター、バーコーター、エアナイフコーター、ロッドブレードコーター、ブレードコーター等の通常使用されている塗布手段によって前記原紙に塗布する方法が挙げられる。その後乾燥工程を経て、本発明の記録用紙を得ることができる。
【0030】
本発明における普通紙は、少なくともセルロースパルプを原料とするものであるが、該セルロースパルプとしては公知のものを用いることができ、具体的には化学パルプを少なくとも含むものが挙げられる。該化学パルプの具体例としては広葉樹晒クラフトパルプ、広葉樹未晒クラフトパルプ、針葉樹晒クラフトパルプ、針葉樹未晒クラフトパルプ、広葉樹晒亜硫酸パルプ、広葉樹未晒亜硫酸パルプ、針葉樹晒亜硫酸パルプ、針葉樹未晒亜硫酸パルプ等、木材及び綿、麻、じん皮等の繊維原料を化学的に処理して作製されたパルプ等が挙げられる。
【0031】
また、木材やチップを機械的にパルプ化したグランドウッドパルプ、木材やチップに薬液を染み込ませた後に機械的にパルプ化したケミメカニカルパルプ、及び、チップをやや軟らかくなるまで蒸解した後にリファイナーでパルプ化したサーモメカニカルパルプ等も使用できる。これらはバージンパルプのみで使用してもよいし、必要に応じて古紙パルプを加えてもよい。
特にバージンで使用するパルプは、塩素ガスを使用せず二酸化塩素を使用する漂白方法(Elementally Chlorine Free;ECF)や塩素化合物を一切使用せずにオゾン/過酸化水素等を主に使用して漂白する方法(Total Chlorine Free; TCF)で漂白処理されたものであることが好ましい。
【0032】
一方、古紙パルプの原料としては、製本、印刷工場、断裁所等において発生する裁落、損紙、幅落しした上白、特白、中白、白損等の未印刷古紙;印刷やコピーが施された上質紙、上質コート紙などの上質印刷古紙;水性インク、油性インク、鉛筆などで筆記された古紙;印刷された上質紙、上質コート紙、中質紙、中質コート紙等のチラシを含む新聞古紙;中質紙、中質コート紙、更紙等の古紙が挙げられる。
本発明の記録用紙において、古紙パルプを用いる場合には、前記古紙原料を、オゾン漂白処理又は過酸化水素漂白処理の少なくとも一方で処理して得られた物が好ましい。また、より白色度の高い用紙を得るためには、前記漂白処理によって得られた古紙パルプの配合率を50〜100%とすることが好ましい。さらに資源の再利用という観点からは、前記古紙パルプの配合率を70〜100%とすることがより好ましい。オゾン処理は上質紙に通常含まれている蛍光染料等を分解する作用があり、過酸化水素処理は脱墨処理時に使用されるアルカリによる黄変を防ぐ作用がある。特にこの二つを組み合わせた処理によって古紙の脱墨を容易にするだけでなくパルプの白色度も向上することが知られている。また、パルプ中の残留塩素化合物を分解・除去する作用もあるため、塩素漂白されたパルプを使用した古紙の有機ハロゲン化合物含有量低減において多大な効果を持つ。
【0033】
本発明の記録用紙は、前記普通紙に多価金属塩を付与してなることが好ましい。前記普通紙が、多価金属塩を含むことにより、インクジェット記録方式により印字するときに、インクジェット用インクがアニオン高分子含む場合、これを架橋させることにより、色材の極めて早い凝集を可能にすると共に、優れた印字画質を得、かつ、インク溶媒の用紙内部への浸透を抑制すると考えられることから、印字直後に発生するカール、波打ち、放置乾燥後のカール、波打ちの発生を更に改善することができる。
【0034】
前記多価金属塩としては、カリウム、バリウム、カルシウム、マグネシウム、亜鉛、錫、マンガン、アルミニウムの他の多価金属の塩化物、硫酸塩、硝酸塩、ギ酸塩、酢酸塩等が使用でき、具体的には、塩化バリウム、塩化カルシウム、酢酸カルシウム、硝酸カルシウム、ギ酸カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、ギ酸マグネシウム、塩化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、ギ酸亜鉛、塩化錫、硝酸錫、塩化マンガン、硫酸マンガン、硝酸マンガン、ギ酸マンガン、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム、酢酸アルミニウム等が挙げられ、これらは単独または2種以上併用して利用できる。これら多価金属塩の中でも、水への溶解度が高く、価数の高い金属塩が好ましい。さらに多価金属塩の対イオンが強酸であると、塗布後の用紙黄変が発生するため好ましい。前記好ましい多価金属塩としては、塩化カルシウム、ギ酸カルシウム、、塩化マグネシウム、ギ酸マグネシウム等が挙げられる。
【0035】
前記普通紙における多価金属塩の付与量としては、0.1〜2.0g/m2の範囲内であることが好ましく、0.5〜1.0g/m2の範囲内がより好ましい。
前記多価金属塩の含有量が0.1g/m2より少ないと、インクジェット記録方式により印字する場合に、インク中の顔料やアニオン高分子との反応が弱まるため、結果として画質の低下、印字直後のカール、波打ち、放置乾燥後のカール、波打ちが大きくなる場合がある。一方、前記多価金属塩の含有量が2.0g/m2を越える場合は、インクの浸透性が悪化し、高速印字においてインク乾燥性が悪化する場合がある。
前記多価金属塩は、記録用紙の作製に際し前記普通紙の表面に塗布することにより、付与することができる。塗布に際しては、水に溶解させて得た塗工液を直接普通紙に塗布してもかまわないが、バインダーと混合して使用されるのが一般的である。
前記バインダーとしては、酸化でんぷん、リン酸エステル化でんぷん、自家製変性でんぷん、カチオン化でんぷんまたは各種変性でんぷん;ポリエチレンオキサイド、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ソーダ、アルギン酸ソーダ、ハイドロキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ポリビニルアルコールまたはそれらの誘導体等を単独あるいは混合して使用することができるが、これらに限定されるものではない。
【0036】
また、本発明における普通紙には、不透明度、白さ及び表面性を調整するため、填料を添加することが好ましい。特に記録用紙中のハロゲン量を低減したい場合には、ハロゲンを含まない填料を使用することが好ましい。使用できる填料としては、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、チョーク、カオリン、焼成クレー、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、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、セリサイト、ホワイトカーボン、サポナイト、カルシウムモンモリロナイト、ソジウムモンモリロナイト、ベントナイト等の白色無機顔料;アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、尿素樹脂、等の有機顔料;を挙げることができる。また、古紙を配合する場合には、古紙原料に含まれる灰分を予め推定して添加量を調整することが好ましい。
【0037】
更に、本発明における原紙は、内添サイズ剤を添加することが好ましく、内添サイズ剤としては、中性抄紙に用いられる、中性ロジン系サイズ剤、アルケニル無水コハク酸(ASA)、アルキルケテンダイマー(AKD)、石油樹脂系サイズ剤が使用できる。なお、カチオン性樹脂の内部への浸透を抑制するためには、このカチオン性樹脂を塗布する前の用紙サイズ度は10秒以上60秒未満であることが好ましい。
【0038】
本発明の記録用紙は、下記に示すCD伸縮率が、0.25〜0.50%の範囲内であることが好ましく、0.25〜0.45%の範囲内であることがより好ましく、0.25〜0.40%の範囲内であることが更に好ましい。
前記CD伸縮率は、前記ノニオン系界面活性剤を付与することにより調節することが可能である。
本発明における「CD伸縮率」を図1を用いて説明する。図1は本発明におけるCD伸縮率を説明するための説明図である。本発明において「CD伸縮率」とは、温度が23℃に保たれた恒温環境下に記録用紙を放置した際に、図1に示すように、湿度を“65%R.H.→25%R.H.→65%R.H.→90%R.H.”で変化させる吸脱湿処理を3サイクル繰り返し、3サイクル目に湿度を“65%R.H.→25%R.H.”に変化させた時の記録用紙の寸法変化率、すなわち図1における「a」を意味する。記録用紙の寸法測定には王子エンジニアリング製H・K式伸縮度試験器を用いて測定した。
なお、「CD(方向)」とは記録用紙製造時の流れ方向を横断する方向であり、記録用紙の寸法測定に際しては、記録用紙製造時の流れ方向を横断する方向の寸法を測定する。
【0039】
本発明の記録用紙の坪量は特に限定されるものではないが、60〜128g/m2の範囲であることが好ましく、60〜100g/m2の範囲内がより好ましく、60〜90g/m2の範囲であることが更に好ましい。坪量が高い程カール、波打ちには有利であるが、前記坪量が128g/m2を超えると用紙の腰が強くなり過ぎることがあり、プリンターの用紙走行性が低下することがある。
一方、前記坪量が60g/m2未満であると、カール、波打ちの発生を小さく抑えることが難しくなる場合があり、また、裏移りの発生が大きくなることがある。
【0040】
<画像記録方法>
本発明の画像記録方法について説明する。本発明の画像記録方法は、以下に説明するインクジェット方式の画像記録方法或いは電子写真方式の画像記録方法の何れでもかまわないが、より高品質のドキュメントを得られる点で、インクジェット方式の画像記録方法であることが好ましい。
先ず、インクジェット記録方式の画像記録方法(以下、「インクジェット記録方法」という場合がある。)について説明する。
本発明のインクジェット記録方法は、インクジェット用インク(以下、「インク」という場合がある。)の液滴を記録用紙へ吐出させ、該記録用紙上に画像を記録するインクジェット記録方式の画像記録方法である。
本発明の記録方法に用いられるインクとしては、少なくとも色材を含む公知のインクであれば特に限定されないが、色材、アニオン性の水溶性高分子、水溶性有機溶媒および水を必須の成分として含有するものが好ましく、その他、顔料分散剤、界面活性剤、各種添加剤等を含有することができる。以下、それぞれの成分について説明する。
【0041】
前記インクに使用される色材は、水溶性染料、有機顔料、無機顔料であってもよい。
前記インクが黒インクの場合は、顔料を主体としたものが好ましく、黒色の顔料としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック顔料等が挙げられ、具体的な例としては、Raven7000、Raven5750、Raven5250、Raven5000 ULTRA II、Raven3500、Raven2000、Raven1500、Raven1250、Raven1200、Raven1190ULTRA II、Raven1170、Raven1255、Raven1080、Raven1060(以上コロンビアンDカーボン社製);Regal400R、Regal330R、Regal660R、Mogul L、BlackPearlsL,Monarch700,Monarch800、Monarch880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300、Monarch 1400(以上キャボット社製);Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black 18、Color Black FW200、Color Black S150、ColorBlack S160、Color Black S170、Pritex35、PritexU、Pritex Vrintex140U、Printex140V、Special Black6、Special Black 5、Special、Black 4A、Special Black4(以上デグッサ社製);No.25、No.33、No.40、No.47、No.52、No.900、No.2300、MCF−88、MA600、MA7、MA8、MA100(以上、三菱化学社製)等が挙げられる。
【0042】
カーボンブラックの好適な構造を一律に議論することは困難であるが、粒子径が15〜30nm、BET表面積が70〜300m2/g、DBP吸油量が0.5〜1.0×10−3L/g、揮発分0.5〜10質量%、灰分0.01〜1.00質量%であることが好ましい。前記範囲から外れたカーボンブラックを使用すると、インク中での分散粒子径が大きくなることがある。
【0043】
前記インクがシアン、マゼンタ、イエローインクである場合に用いられる色材としては、染料に限らず、疎水性顔料に親水基を含む分散剤を添加して親水性を持たせた顔料、および、自己分散型顔料の何れも好ましく使用することができる。
前記水溶性染料は、公知のもの、あるいは新規に合成したものを用いることができる。中でも、鮮やかな色彩の得られる、直接染料あるいは酸性染料が好ましい。具体的には、C.I.ダイレクトブルー−1、−2、−6、−8、−22、−34、−70、−71、−76、−78、−86、−142、−199、−200、−201、−202、−203、−207、−218、−236及び−287;C.I.ダイレクトレッド−1、−2、−4、−8、−9、−11、−13、−1、−20、−28、−31、−33、−37、−39、−51、−59、−62、−63、−73、−75、−80、−81、−83、−87、−90、−94、−95、−99、−101、−110及び−189;C.I.ダイレクトイエロー−1、−2、−4、−8、−11、−12、−26、−27、−28、−33、−34、−41、−44、−48、−86、−87、−88、−135、−142及び−144;C.I.アシッドブルー−1、−7、−9、−15、−22、−23、−27、−29、−40、−43、−55、−59、−62、−78、−80、−81、−90、−102、−104、−111、−185及び−254;C.I.アシッドレッド−1、−4、−8、−13、−14、−15、−18−21、−26、−35、−37、−249及び−257;C.I.アシッドイエロー−1、−3、−4、−7、−11、−12、−13、−14、−19、−23、−25、−34、−38、−41、−42、−44、−53、−55、−61、−71、−76及び−79等が挙げられる。これらは単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。
【0044】
また、カチオン性染料としては、例えば、C.I.ベーシックイエロー−1、−11、−13、−19、−25、−33及び−36;C.I.ベーシックレッド−1、−2、−9、−12、−13、−38、−39及び−92;C.I.ベーシックブルー−1、−3、−5、−9及び−19;C.I.−24、−25、26及び28等があげられる。
【0045】
シアン色の顔料の具体的な例としては、C.I.Pigment Blue−1、C.I.Pigment Blue−2、C.I.Pigment Blue−3、C.I.Pigment Blue−15、C.I.Pigment Blue−15:1、C.I.Pigment Blue−15:3、C.I.PigmentBlue−15:34、C.I.Pigment Blue−16、C.I.Pigment Blue−22、C.I.Pigment Blue−60等が挙げられる。
【0046】
マゼンタ色の顔料の具体的な例としては、C.I.Pigment Red 5、C.I.Pigment Red 7、C.I.Pigment Red 12、C.I.Pigment Red 48、C.I.Pigment Red48:1、C.I.Pigment Red57、C.I.Pigment Red 112、C.I.Pigment Red 122、C.I.PigmentRed 123、C.I.Pigment Red 146、C.I.Pigment Red 168、C.I.Pigment Red 184、C.I.Pigment Red 202等が挙げられる。
【0047】
イエロー色の顔料の具体的な例としては、C.I.Pigment Yellow−1、C.I.Pigment Yellow−2、C.I.PigmentYellow−3、C.I.Pigment Yellow−12、C.I.Pigment Yellow−13、C.I.Pigment Yellow−14、C.I.Pigment Yellow−16、C.I.Pigment Yellow−17、C.I.PigmentYellow−73、C.I.Pigment Yellow−74、C.I.Pigment Yellow−75、C.I.Pigment Yellow−83、C.I.Pigment Yellow−93、C.I.Pigment Yellow−95、C.I.PigmentYellow−97、C.I.Pigment Yellow−98、C.I.Pigment Yellow−114、C.I.Pigment Yellow−128、C.I.Pigment Yellow−129,C.I.Pigment Yellow−151,C.I.Pigment Yellow−154等が挙げられる。
【0048】
なお、本発明において使用することができる顔料は、既述のように、水に自己分散可能な顔料(自己分散型顔料)であってもよい。自己分散型顔料とは、顔料表面に水に対する可溶化基を数多く有し、顔料分散剤の存在がなくても安定に分散する顔料のことである。具体的には、通常のいわゆる顔料に対して、酸・塩基処理、カップリグ剤処理、ポリマーグラフト処理、プラズマ処理、酸化/還元処理等の表面改質処理等を施すことにより自己分散型顔料を得ることができる。また、このような表面改質処理を施した顔料の他、自己分散型顔料として、キャボット社製のcab−o−jet−200、cab−o−jet−300、IJX−55、IJX−253、IJX266、IJX−273オリエント化学社製のNicrojet Black CW−1、日本触媒社により販売されている顔料等の市販のものを用いてもよい。
【0049】
自己分散型顔料の表面に存在する水に対する可溶化基は、ノニオン性、カチオン性、アニオン性のいずれであってもよいが、特に、スルホン酸、カルボン酸、水酸基、リン酸が望ましい。スルホン酸、カルボン酸、リン酸の場合、そのまま遊離酸の状態でも用いることができるが、水溶性を高めるため、塩基性の化合物との塩の状態として使用することが好ましい。
この場合、塩基性の化合物として、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属類、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリエチルアミン等の脂肪族アミン類、モノメタノールアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン等のアルコールアミン類、アンモニア等の塩基性化合物を使用することができる。これらの中でも、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属類の塩基性化合物は特に好ましく使用することができる。これは、アルカリ金属類の塩基性化合物が強電解質であり、酸性基の解離を促進する効果が大きいためと考えられる。
【0050】
前記インクに色材として前記顔料が含まれる場合、前記インク中での顔料の含有量は、0.5〜20質量%が好ましく、2〜10質量%がより好ましい。前記顔料の含有量が0.5質量%未満となると、光学濃度が低くなる場合がある。また、20質量%を超えると、画像定着性が悪化する場合がある。
一方、前記インクに色材として前記染料が含まれる場合、前記染料の含有量は、0.1〜10質量%が好ましく、0.5〜8質量%がより好ましく、0.8〜6質量%が更に好ましい。前記染料の含有量が10質量%を超えると、プリントヘッド先端での目詰まりが発生しやすくなるばあいがある。また、前記染料の含有量が0.1質量%未満であると、十分な画像濃度を得ることができない場合がある。
【0051】
前記アニオン性の水溶性高分子としては、例えば、カルボン酸、スルホン酸等の酸およびこれらの誘導体、アニオン性ポリマーエマルジョン等が挙げられ、後記するアニオン性の顔料分散剤であってもよい。
前記カルボン酸の具体的な例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、乳酸、酒石酸、安息香酸、アクリル酸、クロトン酸、ブテン酸、メタクリル酸、チグリン酸、アリル酸、2−エチル−2−ブテン酸、蓚酸、マロン酸、こはく酸、グルタル酸、マレイン酸、フマル酸、メチルマレイン酸、グリセリン酸などのカルボン酸およびそれらの重合体、誘導体等が挙げられる。また、これらの化合物のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩等を用いることもできる。
【0052】
前記スルホン酸の具体的な例としては、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、ベンゼンジスルホン酸、ベンゼントリスルホン酸、ヒドロキシベンゼンスルホン酸、クロロベンゼンスルホン酸、ブロモベンゼンスルホン酸、4−ヒドロキシ−1,3−ベンゼンジスルホン酸、4,5−ジヒドロキシベンゼン−1,3−ジスルホン酸ナトリウム、o−アミノベンゼンスルホン酸等のスルホン酸、およびそれらの誘導体、また、これらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
【0053】
また、これらの化合物は、水溶性を高めるため、塩基性の化合物との塩の状態で使用することが好ましい。これらの化合物と塩を形成する化合物としては、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属類;モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリエチルアミン等の脂肪族アミン類;モノメタノールアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン等のアルコールアミン類;アンモニア等を使用することができる。アニオン性水溶性高分子のより好ましい具体例としては、アクリル酸アルキルエステル−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、メタクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸アルキルエステル−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸シクロヘキシルエステル−メタクリル酸共重合体等および、これらの共重合体の塩および誘導体が挙げられる。
【0054】
尚、インクに含まれるアニオン性水溶性高分子は、親水性部と疎水性部とからなる構造を持つことが好ましく、さらに、親水性部を構成する官能基としてカルボン酸またはカルボン酸の塩を含むことが好ましい。
具体的には、アニオン性の水溶性高分子としては、親水性部を構成する単量体は、アクリル酸、メタクリル酸および(無水)マレイン酸から選ばれる1種以上であることが好ましい。
【0055】
一方、アニオン性化合物の疎水性部を構成する単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン誘導体、ビニルシクロヘキサン、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸フェニルエステル、メタクリル酸シクロアルキルエステル、クロトン酸アルキルエステル、イタコン酸ジアルキルエステル、マレイン酸ジアルキルエステル等が挙げられるが、それらの中でも、スチレン、(メタ)アクリル酸のアルキル、アリールおよびアルキルアリールエステルから選ばれる1種以上であることが好ましい。
【0056】
これらのアニオン性水溶性高分子は、単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。前記インクにおけるアニオン性水溶性高分子の含有量は、0.1〜10質量%が好ましく、0.3〜5質量%がより好ましい。前記アニオン性水溶性高分子の含有量が0.1未満となると、長期保存安定性に劣る場合や、光学濃度が低下する場合があり、前記アニオン性水溶性高分子の含有量が10質量%を超えると正常に噴射できない場合や、光学濃度が低下する場合がある。
【0057】
前記水溶性有機溶媒としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、グリセリン等の多価アルコール類;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エチルエーテル、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ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコール誘導体;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、トリエタノールアミン等の含窒素溶媒;エタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール類;チオジエタノール、チオジグリセロール、スルホラン、ジメチルスルホキシド等の含硫黄溶媒;炭酸プロピレン、炭酸エチレン等が挙げられる。前記水溶性有機溶媒は、単独で使用しても2種以上を混合して使用してもよい。
前記インクに含まれる水溶性有機溶媒の含有量は、1〜60質量%が好ましく、5〜40質量%がより好ましい。前記水溶性有機溶媒の含有量が1質量%未満となると、長期保存性が劣る場合がある。また、前記水溶性有機溶媒の含有量が60質量%を超えると、吐出安定性が低下する場合があり、正常に吐出しない場合がある。
【0058】
前記インクに用いられる水は、イオン交換水、蒸留水、純水、超純水等を用いることができる。
インクに含まれる水の含有量は、15〜98質量%が好ましく、45〜90質量%がより好ましい。前記水の含有量が15質量%未満となると、吐出安定性が低下する場合があり、正常に吐出しない場合がある。また、前記水の含有量が98質量%を超えると、長期保存安定性で劣る場合がある。
【0059】
前記インク中に含まれる顔料の分散のために、顔料分散剤を用いることができる。顔料分散剤の具体例としては、高分子分散剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤ノニオン性界面活性剤等が挙げられる。
これらの顔料分散剤の中で、水中にて電離した場合に有機陰イオンとなる顔料分散剤を、本発明においてはアニオン性顔料分散剤と称する。このアニオン性顔料分散剤は、既述したアニオン性水溶性高分子を用いることができる。
【0060】
前記高分子分散剤としては、親水性構造部と疎水性構造部を有する重合体であれば有効に使用することができる。親水性構造部と疎水性構造部を有する重合体の例としては、縮合系重合体と付加重合体が挙げられる。
前記縮合系重合体の例としては、公知のポリエステル系分散剤が挙げられる。付加重合体の例としては、α,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーの付加重合体が挙げられる。親水基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーと、疎水基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーを適宜組み合わせて共重合することにより、目的の高分子分散剤を得ることができる。また、親水基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーの単独重合体を用いることもできる。
【0061】
前記親水基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーの例としては、カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基、リン酸基等を有するモノマー、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノエステル、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、フマル酸、フマル酸モノエステル、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホン化ビニルナフタレン、ビニルアルコール、アクリルアミド、メタクリロキシエチルホスフェート、ビスメタクリロキシエチルホスフェート、メタクリロオキシエチルフェニルアシドホスフェート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート等が挙げられる。
【0062】
一方、前記疎水基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーの例としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン誘導体、ビニルシクロヘキサン、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸アルキルエステル、アクリル酸フェニルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸フェニルエステル、メタクリル酸シクロアルキルエステル、クロトン酸アルキルエステル、イタコン酸ジアルキルエステル、マレイン酸ジアルキルエステルが挙げられる。
【0063】
これらのモノマーの好ましい共重合体の例としては、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−メタクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、アクリル酸アルキルエステル−アクリル酸共重合体、メタクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸、スチレン−メタクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸アルキルエステル−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸シクロヘキシルエステル−メタクリル酸共重合体等が挙げられる。
また、これらの重合体に、ポリオキシエチレン基、水酸基を有するモノマーを適宜共重合して用いることもできる。さらに、酸性官能基を表面に有する顔料との親和性を高め、分散安定性をよくするために、カチオン性の官能基を有するモノマー、例えばN,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノメタクリルアミド、N,N−ジメチルアミノアクリルアミド、N−ビニルピロール、N−ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルイミダゾール等を適宜共重合して用いることもできる。
【0064】
これらの共重合体は、ランダム、ブロック、およびグラフト共重合体等のいずれの構造のものでもよい。また、ポリスチレンスルホン酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアルギン酸、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレンブロックコポリマー、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリアミン類、ポリアミド類、ポリビニルイミダゾリン、アミノアルキルアクリレートDアクリルアミド共重合体、キトサン、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリビニールアルコール、ポリアクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース等のセルロース誘導体、多糖類とその誘導体等も使用することができる。
なお、特に限定するわけではないが、顔料分散剤の親水基はカルボン酸またはカルボン酸の塩であることが好ましい。
【0065】
前記顔料分散剤の中和量としては、共重合体の酸価に対して50%以上、特に、80%以上中和されていることが好ましい。顔料分散剤の分子量は、重量平均分子量(Mw)で、2000〜15000、特に3500〜10000のものが好ましい。また、疎水性部分と親水性部分の構造および組成率は、顔料および溶媒との組み合わせの中から好ましいものを用いることができる。
これら顔料分散剤は、単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。顔料分散剤の添加量は、顔料によって大きく異なるので一概には言えないが、顔料に対して、一般的には0.1〜100質量%、好ましくは1〜70質量%、さらに好ましくは3〜50質量%の量である。
【0066】
前記インクは、界面活性剤を含有することもできる。顔料インクの顔料分散剤およびインクの表面張力や濡れ性を調整するため、または、有機不純物を可溶化し、インクのノズルから噴射する際の信頼性を向上するためである。
界面活性剤の種類としては、水不溶色材の分散状態、あるいは水溶性染料の溶解状態に影響を及ぼしにくいノニオンおよびアニオン界面活性剤が好ましい。前記ノニオン界面活性剤としては、例えば、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ドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド、アセチレンアルコールエチレンオキシド付加物、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマー、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテル等を使用することができる。
【0067】
前記アニオン界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩およびスルホン酸塩、および高級アルキルスルホコハク酸塩等を使用することができる。
また両性界面活性剤としては、ベタイン、スルフォベタイン、サルフェートベタイン、イミダゾリン等を使用することができる。その他、ポリシロキサンポリオキシエチレン付加物等のシリコーン系界面活性剤やオキシエチレンパーフルオロアルキルエーテルなどのフッソ系界面活性剤、スピクリスポール酸やラムノリピド、リゾレシチンなどのバイオサーファクタント等も使用することができる。インクにおいて使用される界面活性剤は、単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。添加量は、表面張力等の目的の特性により調整すればよい。
【0068】
さらに、インクには、必要に応じて、pH緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、紫外線吸収剤、キレート化剤、水溶性染料、分散染料、油溶性染料等を添加することもできる。これらの添加剤のインクにおける含有量は、20質量%とすることが好ましい。
【0069】
以上に説明したようなインクは、水溶液に所定量の色材を添加し、十分に撹拌した後、分散機を用いて分散を行い、遠心分離等で粗大粒子を除いた後、所定の溶媒、添加剤等を加えて撹拌混合し、次いで濾過を行って得ることができる。
分散機は、市販のものを用いることができる。前記分散機としては、例えば、コロイドミル、フロージェットミル、スラッシャーミル、ハイスピードディスパーザー、ボールミル、アトライター、サンドミル、サンドグラインダー、ウルトラファインミル、アイガーモーターミル、ダイノーミル、パールミル、アジテータミル、コボルミル、3本ロール、2本ロール、エクストリューダー、ニーダー、マイクロフルイダイザー、ラボラトリーホモジナイザー、超音波ホモジナイザー等が挙げられ、これらを単独で用いても、2種以上を組み合せて用いてもよい。なお、無機不純物の混入を防ぐためには、分散媒体を使用しない分散方法を用いることが好ましく、その場合には、マイクロフルイダイザーや超音波ホモジナイザー等を使用することが好ましい。
【0070】
また、自己分散型顔料を用いたインクは、例えば、顔料に対して表面改質処理を行ない、得られた顔料を水に添加し、十分攪拌した後、必要に応じて前記と同様の分散機による分散を行ない、遠心分離等で粗大粒子を除いた後、所定の溶媒、添加剤等を加えて攪拌、混合、濾過を行なうことにより得ることができる。
【0071】
前記インクのpHは、3〜11とすることが好ましく、特に4.5〜9.5とすることが好ましい。また、顔料表面にアニオン性遊離基を持つインクにおいては、インクのpHは6〜11とすることが好ましく、6〜9.5とすることがより好ましく、7.5〜9.0とすることがさらに好ましい。一方、顔料表面にカチオン性遊離基を持つインクにおいて、インクのpHは4.5〜8.0とすることが好ましく、4.5〜7.0とすることがより好ましい。
【0072】
前記インクの粘度は、1.5〜5.0mPa・sであることが好ましく、1.5〜4.0mPa・sであることがより好ましい。前記インクの粘度が5.0mPa・sより大きい場合には、記録用紙への浸透性が遅くなるため、混色にじみが発生する場合がある。一方、前記インクの粘度が1.5mPa・sより小さい場合には、記録用紙への浸透性が速すぎてしまい、インク顔料、アニオン性化合物を凝集させることができず、インクが記録用紙内部まで浸透するため、濃度の低下、文字の滲みが発生してしまう場合がある。
【0073】
前記インクの表面張力は、主に前記界面活性剤の添加量により調整することができ、25〜37mN/mの範囲内に調整することが好ましい。前記表面張力が25mN/m未満であると、記録用紙へのインク浸透性が速いため、インク色材、アニオン性水溶性高分子を凝集させることができない場合があり、インクが記録用紙内部まで浸透するため、濃度の低下、文字の滲みが発生する場合がある。
一方、前記表面張力が37mN/mより大きいと、記録用紙へのインク浸透性が遅くなり、乾燥性が悪化する場合がある。
【0074】
(電子写真方式の画像記録方法)
本発明における電子写真方式の画像記録方法は、静電潜像担持体表面を均一に帯電する帯電工程と、該静電潜像担持体表面を露光し静電潜像を形成する露光工程と、該静電潜像担持体表面に形成された静電潜像を静電荷像現像剤を用いて現像し、トナー画像を形成する現像工程と、該トナー画像を記録用紙上に転写する転写工程と、該被転写材上のトナー画像を定着する定着工程とを含み、前記記録用紙が既述の本発明の記録用紙であることを特徴とする。
本発明における電子写真方式の画像記録方法は、従来と同様に高画質な画像が得られると共に、印字直後に発生するカールを抑制することができる。
【0075】
また、本発明における電子写真方式の画像記録方法に用いられる画像形成装置は、前記帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程及び定着工程を有する電子写真方式を利用するものであれば特に限定されない。たとえば、シアン、マゼンタ、イエロー、および、ブラックの4色のトナーを用いる場合には、1つの感光体に、各色のトナーを含む現像剤を順次付与してトナー像を形成する4サイクルの現像方式によるカラー画像形成装置や、各色毎に対応した現像ユニットを4つ備えたカラー画像形成装置(所謂タンデム機)等が利用できる。
【0076】
画像形成に際して用いられるトナーも公知のものであれば特に限定されないが、例えば、高精度な画像が得られる点で、球状で、粒度分布の小さいトナーを用いたり、省エネルギーに対応するために、低温定着が可能な融点の低い結着樹脂を含むトナーを用いたりすることができる。
【0077】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、もちろん本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。まず、実施例および比較例において使用するインク、および、記録用紙について説明した後、これらを組み合わせて印字した際の各種評価結果について説明する。
(1)インクの調整
インクは、染料系のインクセット▲1▼および顔料系のインクセット▲2▼を準備した。
<インクセット▲1▼(カラー染料インク)>
−Magenta インク−
・ダイレクトレッド227(10質量%水溶液):20質量部
・エチレングリコール:25質量部
・尿素:5質量部
・サーフィノール465:2質量部
前記組成物に脱イオン水を加え全量を100質量部とし、30分間攪拌した。この後、目開き1μmのメンブランフィルターを通過させた。このインクの表面張力は31mN/m、粘度2.0mPa・sであった。
【0078】
−Cyanインク−
・ダイレクトブルー142(10質量%水溶液):20質量部
・エチレングリコール:25質量部
・尿素:5質量部
・サーフィノール465:2質量部
前記組成物に脱イオン水を加えて全量を100質量部とし、30分間攪拌した。この後、目開き1μmのメンブランフィルターを通過させた。このインクの表面張力は31mN/m、粘度2.0mPa・sであった。
【0079】
−Yellowインク−
・ダイレクトイエロー144(10質量%水溶液):20質量部
・エチレングリコール:25質量部
・尿素:5質量部
・サーフィノール465:2質量部
前記組成物に脱イオン水を加え全量を100質量部とし、30分間攪拌した。この後、目開き1μmのメンブランフィルターを通過させた。このインクの表面張力は31mN/m、粘度2.0mPa・sであった。
【0080】
<インクセット▲2▼(顔料インク)>
−黒インク−
・表面処理顔料(Cab−o−jet−300 キャボット社製):4質量部
・スチレン−マレイン酸−マレイン酸ナトリウム共重合体:0.5質量部
・ジエチレングリコール:20質量部
・界面活性剤(サーフィノール465:日信化学社製):0.5質量部
・尿素:5質量部
・イオン交換水:70質量部
前記組成物を30分間攪拌した。この後、目開き1μmのメンブランフィルターを通過させた。このインクの表面張力は32mN/m、粘度は2.8mPa・sであった。
【0081】
−Cyanインク−
・表面処理顔料(IJX−253 キャボット社製):4質量部
・スチレン−マレイン酸−マレイン酸ナトリウム共重合体:0.5質量部
・ジエチレングリコール:20質量部
・界面活性剤(サーフィノール465:日信化学社製):0.5質量部
・尿素:5質量部
・イオン交換水:70質量部
前記組成物を30分間攪拌した。この後、目開き1μmのメンブランフィルターを通過させた。このインクの表面張力は32mN/m、粘度は2.5mPa・sであった。
【0082】
−Magentaインク−
・表面処理顔料(IJX−266 キャボット社製):4質量部
・スチレン−マレイン酸−マレイン酸ナトリウム共重合体:0.5質量部
・ジエチレングリコール:20質量部
・界面活性剤(サーフィノール465:日信化学社製):0.5質量部
・尿素:5質量部
・イオン交換水:70質量部
前記組成物を30分間攪拌した。この後、目開き1μmのメンブランフィルターを通過させた。このインクの表面張力は33mN/m、粘度は2.7mPa・sであった。
【0083】
−Yellowインク−
・表面処理顔料(IJX−273 キャボット社製):4質量部
・スチレン−マレイン酸−マレイン酸ナトリウム共重合体:0.5質量部
・ジエチレングリコール:20質量部
・界面活性剤(サーフィノール465:日信化学社製):0.5質量部
・尿素:5質量部
・イオン交換水:70質量部
前記組成物を30分間攪拌した。この後、目開き1μmのメンブランフィルターを通過させた。このインクの表面張力は33mN/m、粘度は2.7mPa・sであった。
【0084】
(2)記録用紙の作製
記録用紙は、以下の記録用紙(1)〜(9)を作製した。
<記録用紙(1)>
富士ゼロックスオフィスサプライ製Green100用紙(中質再生紙)にノニオン系界面活性剤(日信化学工業株式会社製サーフィノール440:HLB8)の1%水分散液をノニオン系界面活性剤の用紙含有量が2g/m2になるように熊谷理機製試験用サイズプレスでサイズプレスした後、熊谷理機製KRK回転型乾燥機で110℃、0.5m/min条件で乾燥し、坪量70g/m2の記録用紙(1)を得た。記録用紙(1)のCD伸縮率は0.42%であった。
【0085】
<記録用紙(2)>
富士ゼロックスオフィスサプライ製Green100用紙(中質再生紙)にノニオン系界面活性剤(日信化学工業株式会社製サーフィノール465:HLB13)の1%水溶液をノニオン系界面活性剤の用紙含有量が3g/m2になるように熊谷理機製試験用サイズプレスでサイズプレスした後、熊谷理機製KRK回転型乾燥機で110℃、0.5m/min条件で乾燥し、坪量71g/m2の記録用紙(2)を得た。記録用紙(2)のCD伸縮率は0.50%であった。
【0086】
<記録用紙(3)>
富士ゼロックスオフィスサプライ製J紙(カラー用上質紙)にノニオン系界面活性剤(日信化学工業株式会社製サーフィノール440:HLB8)の1%水分散液をノニオン系界面活性剤の用紙含有量が2g/m2になるように熊谷理機製試験用サイズプレスでサイズプレスした後、熊谷理機製KRK回転型乾燥機で110℃、0.5m/min条件で乾燥し、坪量84g/m2の記録用紙(3)を得た。記録用紙(3)のCD伸縮率は0.34%であった。
【0087】
<記録用紙(4)>
富士ゼロックスオフィスサプライ製Green100用紙(中質再生紙)にノニオン系界面活性剤(日信化学工業株式会社製サーフィノール485:HLB17)の1%水溶液をノニオン系界面活性剤の用紙含有量が2g/m2になるように熊谷理機製試験用サイズプレスでサイズプレスした後、熊谷理機製KRK回転型乾燥機で110℃、0.5m/min条件で乾燥し、坪量70g/m2の記録用紙(4)を得た。記録用紙(4)のCD伸縮率は0.58%であった。
【0088】
<記録用紙(5)>
富士ゼロックスオフィスサプライ製Green100用紙(中質再生紙)にノニオン系界面活性剤(日信化学工業株式会社製サーフィノール440:HLB8)の1%水分散液をノニオン系界面活性剤の用紙含有量が0.05g/m2になるように熊谷理機製試験用サイズプレスでサイズプレスした後、熊谷理機製KRK回転型乾燥機で110℃、0.5m/min条件で乾燥し、坪量68g/m2の記録用紙(5)を得た。記録用紙(5)のCD伸縮率は0.60%であった。
【0089】
<記録用紙(6)>
富士ゼロックスオフィスサプライ製Green100用紙(中質再生紙)にカチオン系系界面活性剤(日本油脂工業株式会社製カチオンMA)の1%水溶液をカチオン系界面活性剤の用紙含有量が2g/m2になるように熊谷理機製試験用サイズプレスでサイズプレスした後、熊谷理機製KRK回転型乾燥機で110℃、0.5m/min条件で乾燥し、坪量70g/m2の記録用紙(6)を得た。記録用紙(6)のCD伸縮率は0.57%であった。
【0090】
<記録用紙(7)>
富士ゼロックスオフィスサプライ製Green100用紙(中質再生紙)にノニオン系界面活性剤(日信化学工業株式会社製サーフィノール440:HLB8)の2%水分散液をノニオン系界面活性剤の用紙含有量が7g/m2になるように熊谷理機製試験用サイズプレスでサイズプレスした後、熊谷理機製KRK回転型乾燥機で110℃、0.5m/min条件で乾燥し、坪量75g/m2の記録用紙(7)を得た。記録用紙(7)のCD伸縮率は0.31%であった。
【0091】
<記録用紙(8)>
富士ゼロックスオフィスサプライ製Green100用紙(中質再生紙)にノニオン系界面活性剤(日信化学工業株式会社製サーフィノール440:HLB8)、多価金属塩として塩化カルシウムをそれぞれが1%濃度である水分散液を、乾燥重量で4g/m2になるように熊谷理機製試験用サイズプレスでサイズプレスした後、熊谷理機製KRK回転型乾燥機で110℃、0.5m/min条件で乾燥し、坪量72g/m2の記録用紙(8)を得た。記録用紙(8)のCD伸縮率は0.38%であった。
【0092】
<記録用紙(9)>
富士ゼロックスオフィスサプライ製Green100用紙(中質再生紙)に多価金属塩として塩化カルシウムが1%濃度である水分散液を、乾燥重量で2g/m2になるように熊谷理機製試験用サイズプレスでサイズプレスした後、熊谷理機製KRK回転型乾燥機で110℃、0.5m/min条件で乾燥し、坪量70g/m2の記録用紙(9)を得た。記録用紙(9)のCD伸縮率は0.55%であった。
【0093】
(実施例1〜5、比較例1〜4)
以上に説明したようにして作製したインクと記録用紙とを表1に示すように組合せて、以下の評価を行なった。
【0094】
【表1】
【0095】
(1)インクジェット方式での評価
以下の各評価を行なった。その結果を表2に示す。
なお、印字評価は、23℃、50%RHの環境において、印刷は四個の記録ヘッドを備えたマルチパス印字の評価用サーマルインクジェット記録装置を使用し、印字ヘッドのインク吐出ノズルピッチは800dpi、インク吐出ノズル数256ノズル、吐出量約15pl、印字は片側一括印字にて、ヘッドスキャンスピード約28cm/秒で実施した。
【0096】
−印字直後カール評価−
はがきサイズの記録用紙に余白を5mm取り、Magenta 100%ベタ画像を印字し、印字面とは反対面に発生する印字直後のハンギングカール発生量を測定した。測定値を曲率に換算し評価を行った。評価基準は以下の通りで、◎、○が許容レベルである。
◎:20m−1未満
○:20m−1以上35m−1未満
△:35m−1以上50m−1未満
×:50m−1以上
【0097】
−印字直後波打ち評価−
はがきサイズの記録用紙に2cm×2cmの2次色100%ベタ(Blue)画像をはがきの中央に印字し、印字直後に発生する波打ちの最大高さをレーザー変位計にて測定した。評価基準は以下の通りで、◎、○が許容レベルである。
◎:1mm未満
○:1mm以上2mm未満
△:2mm以上3mm未満
×:3mm以上
【0098】
−放置乾燥後カール評価−
はがきサイズの記録用紙に余白を5mm取り、Magenta 100%ベタ画像を印字し、23℃、50%RHの環境に印字面を上に平置きに放置し、印字後100時間放置した後に発生するハンギングカール発生量を測定した。測定値をカール曲率に換算し評価を行った。評価基準は以下の通りで、◎、○が許容レベルである。
◎:30m−1未満
○:30m−1以上75m−1未満
×:75m−1以上
【0099】
−画質評価−
はがきサイズの記録用紙にYellow100%とBlack100%が隣り合う画像を印字し、その境界を以下の基準で評価した。
◎:画像の混色にじみは発生せず、更に発色も良い。
○:画像の混色にじみは発生していない。
△:画像の混色にじみが一部に発生した。
×:画像全体にの混色にじみが発生した。
【0100】
(2)電子写真方式での評価
−印字直後カール評価−
はがきサイズの記録用紙に余白を5mm取り、Magenta 100%ベタ画像を印字(電子写真方式での画像記録)し、印字直後のハンギングカール発生量を測定した。測定値を曲率に換算し評価を行った。評価基準は以下の通りで、◎、○が許容レベルである。その結果を表2に示す。
尚、前記電子写真方式での画像記録は、帯電工程と露光工程と現像工程と転写工程と定着工程とを含む画像記録である。
◎:10m−1未満
○:10m−1以上20m−1未満
△:20m−1以上35m−1未満
×:35m−1以上
【0101】
【表2】
【0102】
表2より、本発明の記録用紙を用いた実施例は、インクジェット方式での画像記録においては、印字直後に発生するカールおよび波打ちが抑制され、更に放置乾燥後に発生するカールが抑制されていることがわかる。また、電子写真方式での画像記録においては、印字直後に発生するカールが抑制されていることがわかる。
【0103】
【発明の効果】
本発明は、インクジェット記録方式により印字した場合に、印字直後に発生するカールおよび波打ちを抑制することにより両面印字が可能であり、かつ放置乾燥後に発生するカールを抑制することができ、また、電子写真方式により印字した場合にも、印字直後に発生するカールを抑制する記録用紙、及び該記録用紙を用いる画像記録方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明におけるCD伸縮率を説明するための概略図である。
【符号の説明】
a 寸法変化率
Claims (9)
- 少なくともセルロースパルプを原料とする普通紙に、HLBが6を超えて13以下のノニオン界面活性剤を0.1g/m2以上付与してなることを特徴とする記録用紙。
- 前記ノニオン界面活性剤のHLBが、6を超えて11以下であることを特徴とする請求項1に記載の記録用紙。
- 前記普通紙における前記ノニオン界面活性剤の付与量が、0.1〜5.0g/m2の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の記録用紙。
- 更に、多価金属塩を前記普通紙に付与してなることを特徴とする請求項1に記載の記録用紙。
- 前記普通紙における前記多価金属塩の付与量が、0.1〜2.0g/m2の範囲内であることを特徴とする請求項4に記載の記録用紙。
- 前記記録用紙のCD伸縮率が、0.25〜0.50%の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の記録用紙。
- インクの液滴を記録用紙へ吐出させ、該記録用紙上に画像を記録するインクジェット記録方式の画像記録方法であって、
前記記録用紙が、請求項1に記載の記録用紙であることを特徴とする画像記録方法。 - 前記インクの表面張力が、25〜37mN/mの範囲内であることを特徴とする請求項7に記載の画像記録方法。
- 静電潜像担持体表面を均一に帯電する帯電工程と、該静電潜像担持体表面を露光し静電潜像を形成する露光工程と、該静電潜像担持体表面に形成された静電潜像を静電荷像現像剤を用いて現像し、トナー画像を形成する現像工程と、該トナー画像を記録用紙上に転写する転写工程と、該被転写材上のトナー画像を定着する定着工程と、を含む電子写真記録方式の画像記録方法であって、
前記記録用紙が、請求項1に記載の記録用紙であることを特徴とする画像記録方法。
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