JP2011056884A - インクジェット記録用処理液及びこの処理液を用いるインクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体に処理液を付着させた後、処理液を付着させた記録媒体にインクを付着させるインクジェット記録方法に用いる処理液において、処理液の乾燥を抑制し、たとえ処理液中における多価金属塩の含有量を増大しても多価金属塩の析出を抑制すること、たとえ処理液中における多価金属塩の含有量を増大しても有機添加剤の溶解度を維持することを課題とする。
【解決手段】インクジェット記録用処理液は、水と、グリセリンと、硝酸カルシウム及び硝酸マグネシウムからなる群より選ばれる少なくとも１つの多価金属塩とを含有し、処理液中におけるグリセリンの含有量が１０〜５０質量％であり、処理液中における多価金属塩の含有量が０．８〜２．０モル／Ｌである。
【選択図】なし

Description

本発明は、少なくとも水及び顔料を含んだインクを用紙等の記録媒体に向けて吐出することにより該記録媒体に画像を形成するインクジェット記録方法に使用可能な処理液及び該処理液を用いるインクジェット記録方法に関する。

従来、例えば他の機器から伝送されてきた画像情報に基づき、インクジェット記録ヘッドのインク吐出口（ノズル）から少なくとも水及び顔料を含んだインクをＰＰＣ用紙等の記録媒体に向けて吐出することにより、該記録媒体の記録面にインクを付着させて画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。このインクジェット記録装置は、一般に、記録媒体を搬送するための搬送ベルトと、この搬送ベルトに対向して配置されたインクジェット記録ヘッドとを備えている。そして、搬送ベルトの走行により記録媒体を搬送しつつ、この記録媒体に向けて、インクジェット記録ヘッドに多数配列されたインク吐出口からインクを吐出することにより、記録媒体に画像が形成される。インクが付着され、画像が形成された記録媒体は、最終的にインクジェット記録装置の外へ排出される。

ところで、写真用紙等のコート紙のように記録面に樹脂がコートされた記録媒体ではなく、ＰＰＣ用紙等の普通紙では、記録媒体に吐出されたインクに含有される顔料が記録媒体の内部に過度に浸透し、その結果、画像の濃度が低下するという問題、画像の滲みが大きくなるという問題、画像が裏抜けする（記録媒体に吐出したインク（顔料）が記録媒体の裏面まで浸透してしまい、記録媒体の裏面に表面の画像が現れる現象をいう。この現象のために両面印刷に支障をきたす。）という問題が生じる。このような問題に対処するためには、例えば特許文献１に開示されるように、記録媒体にインクを付着させる前に、カルシウム塩やマグネシウム塩等の多価金属塩の水溶液を処理液として記録媒体に予め付着させておくことが知られている（段落００７２等参照）。こうすることにより、記録媒体に吐出されたインクに含有される顔料が記録面上で多価金属イオンと反応して凝集が促進され、顔料の記録媒体内部への過度の浸透が抑制されて、画像濃度低下の問題、画像の滲みの問題、画像の裏抜けの問題が回避され、高画質の画像を得ることが可能となる。

特開２００２−７９７４０号公報

ところで、上記のような処理液の作用、つまり顔料凝集促進作用を増大するためには、処理液中における多価金属塩の含有量を増大すればよい。しかし、多価金属塩の含有量を増大すると、処理液の乾燥、つまり処理液の溶媒の蒸発に起因して、多価金属塩が析出し易くなるという問題が生じる。多価金属塩が析出すると、処理液の顔料凝集促進作用が減損してしまう。また、処理液中における多価金属塩の含有量を増大すると、例えば粘度調整剤や界面活性剤（濡れ剤等として）等の有機化合物である添加剤（有機添加剤）の溶解度が低下するという問題も生じる。

本発明は、記録媒体に処理液を付着させた後、処理液を付着させた記録媒体にインクを付着させるインクジェット記録方法における上記のような問題に対処するもので、処理液の乾燥を抑制し、たとえ処理液中における多価金属塩の含有量を増大しても、多価金属塩の析出を抑制すること、及び、たとえ処理液中における多価金属塩の含有量を増大しても、有機添加剤の溶解度を維持することを課題とする。

すなわち、本発明は、記録媒体に処理液を付着させた後、処理液を付着させた記録媒体にインクを付着させるインクジェット記録方法に用いる処理液であって、水と、グリセリンと、硝酸カルシウム及び硝酸マグネシウムからなる群より選ばれる少なくとも１つの多価金属塩とを含有し、処理液中におけるグリセリンの含有量が１０〜５０質量％であり、処理液中における多価金属塩の含有量が０．８〜２．０モル／Ｌであるインクジェット記録用処理液に関する（請求項１）。

また、本発明は、記録媒体に処理液を付着させた後、処理液を付着させた記録媒体にインクを付着させるインクジェット記録方法であって、水と、グリセリンと、硝酸カルシウム及び硝酸マグネシウムからなる群より選ばれる少なくとも１つの多価金属塩とを含有し、処理液中におけるグリセリンの含有量が１０〜５０質量％であり、処理液中における多価金属塩の含有量が０．８〜２．０モル／Ｌである処理液を用いるインクジェット記録方法に関する（請求項２）。

このような構成によれば、まず、処理液に含有される多価金属塩の金属イオンがカルシウムイオン及び／又はマグネシウムイオンなので、画像濃度低下の問題、画像の滲みの問題、画像の裏抜けの問題が確実に回避され、高画質の画像が確実に得られる。そして、処理液中に乾燥防止剤としてグリセリンが１０〜５０質量％含有されているので、処理液の乾燥が抑制され、たとえ処理液中の多価金属塩の含有量が０．８〜２．０モル／Ｌと従来と比較して相対的に多くても、多価金属塩の析出が抑制されて、処理液の顔料凝集促進作用が減損されない。また、処理液に含有される多価金属塩の陰イオンが硝酸イオンなので、たとえ処理液中の多価金属塩の含有量が０．８〜２．０モル／Ｌと従来と比較して相対的に多くても、有機添加剤の溶解性が阻害されない。

本発明では、処理液を記録媒体１ｃｍ^２当たり０．２〜１．８ｍｇ付着させることが好ましい（請求項３）。処理液の記録媒体への付着量がこの範囲にあるとき、コックリング（記録媒体である用紙の表面が処理液によって凸凹した波打ち状になる現象）や、カール（記録媒体である用紙が処理液によって曲成する現象）が抑制されつつ、処理液の顔料凝集促進作用が良好に発揮される。

本発明は、記録媒体にインクを付着させて画像を形成する工程を含むインクジェット記録方法において、インクを記録媒体に付着させる前に予め本発明の処理液を記録媒体に付着させておくことにより、形成される画像に関し、濃度低下、滲み、裏抜けを抑制する効果があると共に、そのような効果の維持性及び有機添加剤の溶解度の維持性に優れている。

本発明に係るインクジェット記録方法を実施するのに好適なインクジェット記録装置の概略構成図である。 上記インクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッドに設けられたドット形成部の拡大縦断面図である。

（処理液）
本発明に係る処理液は、記録媒体に処理液を付着させた後、処理液を付着させた記録媒体にインクを付着させるインクジェット記録方法に用いる処理液であって、水と、グリセリンと、硝酸カルシウム及び／又は硝酸マグネシウムと、有機添加剤（グリセリン以外のもの）とを含有する。

本発明の処理液で溶媒として用いられる水は、精製水が好ましく、この水に、グリセリン、硝酸カルシウム及び／又は硝酸マグネシウム、グリセリン以外の有機添加剤を溶解する。

本発明の処理液では、グリセリンは、乾燥防止剤として用いられる。処理液中にグリセリンが含有されることにより、処理液の乾燥が抑制され、たとえ処理液中の多価金属塩の含有量が従来と比較して相対的に多くても、多価金属塩の析出が抑制されて、処理液の作用、つまりインクに含有される顔料の凝集を促進する作用が減損されなくなる。

本発明の処理液では、グリセリンを処理液中に１０〜５０質量％、より好ましくは２０〜５０質量％、さらに好ましくは３０〜５０質量％含有する。グリセリンの含有量が１０質量％未満の場合は、乾燥防止剤としての作用が不足する。グリセリンの含有量が５０質量％超の場合は、有機添加剤の処理液への溶解度が低下する。

本発明の処理液では、多価金属塩として、硝酸カルシウム及び／又は硝酸マグネシウムを用いる。多価金属塩の金属イオンがカルシウムイオンＣａ^２＋及び／又はマグネシウムイオンＭｇ^２＋なので、画像濃度低下の問題、画像の滲みの問題、画像の裏抜けの問題が確実に回避され、高画質の画像が確実に得られることとなる。

また、多価金属塩の陰イオンが硝酸イオンＮＯ_３ ⁻なので、たとえ処理液中の多価金属塩の含有量が従来と比較して相対的に多くても、有機添加剤の溶解性が阻害されない。

本発明の処理液では、多価金属塩を処理液中に０．８〜２．０モル／Ｌ、より好ましくは１．０〜２．０モル／Ｌ、さらに好ましくは１．５〜２．０モル／Ｌ含有する。多価金属塩の含有量が０．８モル／Ｌ未満の場合は、処理液の顔料凝集促進作用が不足する。多価金属塩の含有量が２．０モル／Ｌ超の場合は、多価金属塩が溶媒に溶解しきれず析出し易くなる。

本発明の処理液では、例えば、高分子分散剤、界面活性剤（濡れ剤又は表面張力調整剤として）、水溶性有機溶剤（浸透促進剤又は乾燥防止剤として）、粘度調整剤、消泡剤、ｐＨ調整剤、又は防腐剤等の有機添加剤を種々添加することができる。これらの有機添加剤の処理液中の含有量は、その種類によって変化するが、例えば、処理液中において０．１〜２０質量％である。そして、処理液に含有される多価金属塩が硝酸カルシウム及び／又は硝酸マグネシウムであって、その陰イオンが硝酸イオンＮＯ_３ ⁻であるから、たとえ処理液中の多価金属塩の含有量が０．８〜２．０モル／Ｌと従来と比較して相対的に多くても、これらの有機添加剤は該処理液中に良好に溶解する。

本発明の処理液に用いられる高分子分散剤の好ましい例としては、スチレン−アクリル−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸ハーフエステル共重合体、ビニルナフタレン−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等のような水溶性樹脂が挙げられる。これらの高分子分散剤は、１種類を単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。

処理液中における高分子分散剤の含有量としては、０．１〜１０質量％が好ましく、さらに好ましくは１〜５質量％である。

本発明の処理液に用いられる界面活性剤（濡れ剤又は表面張力調整剤として）の好ましい例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤が挙げられる。これらの界面活性剤は、１種類を単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。

処理液中における界面活性剤の含有量を調整することにより、例えば、本発明の処理液の表面張力を所望の値に調整することができる。

本発明の処理液に用いられる水溶性有機溶剤（浸透促進剤又は乾燥防止剤として）の好ましい例としては、エチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリ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、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、へキシレングリコール、オクタンジオール、チオジグリコール、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２−エチル−２−メチル−１，３−プロパンジオール、２，４−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオールトリメチロールプロパン、２−メチル−１，３−プロパンジオール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、２−ピロリドン等が挙げられる。これらの水溶性有機溶剤は、１種類を単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。

処理液中における水溶性有機溶剤の含有量を調整することにより、例えば、本発明の処理液の粘度を所望の値に調整することができる。処理液の粘度は、例えば振動式粘度計（エー・アンド・ディ社製の「ＳＶ−１０」）等を用いて測定することができる。

本発明の処理液は、以上の原料（水、グリセリン、硝酸カルシウム及び／又は硝酸マグネシウム、グリセリンを除く有機添加剤）を例えばプロペラ式撹拌機等を用いて混ぜ合わせ、十分に攪拌し、溶解させることによって調製することができる。

そして、本発明の処理液の記録媒体に対する付着量は、処理液中の多価金属塩の含有量等に応じて変化させてよいが、多価金属塩の含有量が０．８〜２．０モル／Ｌの範囲である場合、処理液を記録媒体１ｃｍ^２当たり０．２〜１．８ｍｇの範囲、好ましくは０．４〜１．５ｍｇの範囲、より好ましくは０．６〜１．２ｍｇの範囲で付着させる。処理液の記録媒体に対する付着量が過度に少ないと、処理液の顔料凝集促進作用が不足する。逆に、処理液の記録媒体に対する付着量が過度に多いと、コックリング（記録媒体である用紙の表面が処理液によって凸凹した波打ち状になる現象）や、カール（記録媒体である用紙が処理液によって曲成する現象）が起き易くなる。

（インク）
本発明で使用可能なインクは、少なくとも水及び顔料を含み、その他、必要に応じて、例えば、高分子分散剤、界面活性剤（濡れ剤又は表面張力調整剤として）、水溶性有機溶剤（浸透促進剤又は乾燥防止剤として）、粘度調整剤、消泡剤、ｐＨ調整剤、又は防腐剤等を種々添加することができる。

本発明で使用可能な顔料としては、不溶性アゾ顔料、溶性アゾ顔料、フタロシアニンブルー、イソインドリノン、キナクリドン、ジオキサジンバイオレット、ベリノン・ベタリンのような有機顔料、カーボンブラック、二酸化チタン等の無機顔料といった着色剤顔料成分や、白土、タルク、クレー、ケイソウ土、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、アルミナホワイト、シリカ、カオリン、水酸化アルミニウムのような体質顔料等が挙げられる。

より具体的に示すと、黒（Ｋ）用顔料としては、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（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７）類、又は銅酸化物、鉄酸化物（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１１）もしくは酸化チタン等の金属類、アニリンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１）等の有機顔料を挙げることができ、状況に応じて、１種単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。

イエロー（Ｙ）顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１（ファストイエローＧ），３，１２（ジスアゾイエローＡＡＡ），１３，１４，１７，２３，２４，３４，３５，３７，４２（黄色酸化鉄），５３，５５，７４，８１，８３（ジスアゾイエローＨＲ），９５，９７，９８，１００，１０１，１０４，１０８，１０９，１１０，１１７，１２０，１２８，１３８，１５０，１５３等を挙げることができ、状況に応じて、１種単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。

マゼンタ（Ｍ）顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１，２，３，５，１７，２２（ブリリアントファーストスカーレット），２３，３１，３８，４８：２（パーマネントレッド２Ｂ（Ｂａ）），４８：２（パーマネントレッド２Ｂ（Ｃａ）），４８：３（パーマネントレッド２Ｂ（Ｓｒ）），４８：４（パーマネントレッド２Ｂ（Ｍｎ）），４９：１，５２：２，５３：１，５７：１（ブリリアントカーミン６Ｂ），６０：１，６３：１，６３：２，６４：１，８１（ローダミン６Ｇレーキ），８３，８８，９２，１０１（べんがら），１０４，１０５，１０６，１０８（カドミウムレッド），１１２，１１４，１２２（ジメチルキナクリドン），１２３，１４６，１４９，１６６，１６８，１７０，１７２，１７７，１７８，１７９，１８５，１９０，１９３，２０９，２１９等を挙げることができ、状況に応じて、１種単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。

シアン（Ｃ）顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１，２，１５（銅フタロシアニンブルーＲ），１５：１，１５：２，１５：３（フタロシアニンブルーＧ），１５：４，１５：６（フタロシアニンブルーＥ），１６，１７：１，５６，６０，６３等を挙げることができ、状況に応じて、１種単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。

全インク液体中における顔料の含有量としては、その使用目的により変化するが、着色力とインクの粘性（顔料の含有量が高くなるほどインクの粘性が高くなって吐出され難くなる）とのバランスから、０．１〜２０質量％、好ましくは１〜１０質量％、さらに好ましくは３〜７質量％である。

また、顔料をインク溶媒中に分散させるための高分子分散剤として水溶性樹脂を添加してもよい。高分子分散剤の好ましい例としては、スチレン−アクリル−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸ハーフエステル共重合体、ビニルナフタレン−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等のような水溶性樹脂が挙げられる。これらの高分子分散剤は、１種類を単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。

全インク液体中における高分子分散剤の含有量としては、０．１〜１０質量％が好ましく、さらに好ましくは１〜５質量％である。

顔料の分散方法としては、ボールミル、サンドミル、ロールミル、アジテータ、超音波ホモジナイザー、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等を用いることができる。

本発明のインクを調製するために予め別途調整される高濃度の顔料分散液は、その調製時には、分散の際の異物やゴミ、粗大粒子等を除去するために、遠心分離装置を使用することが好ましい。そして、本発明のインクに最終的に調製する際には、フィルターを用いて濾過することが好ましい。

本発明で使用可能な顔料の粒子の平均粒径は、３０〜３００ｎｍが好ましく、５０〜１５０ｎｍがさらに好ましく、１００ｎｍ程度がより好ましい。前記平均粒径は、例えば動的光散乱式粒径分布測定装置（堀場製作所社製の「ＬＢ−５５０」）等を用いて計測することができる。インクの顔料粒子径についてはさらに後述する。

本発明においてインクに使用される界面活性剤（濡れ剤又は表面張力調整剤）としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤が好ましく用いられる。これらの界面活性剤は、１種類を単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明において、インクは、例えば、前記界面活性剤の添加量を調整することにより、所望の表面張力を得ることができる。

本発明においてインクに使用される水溶性有機溶剤（浸透促進剤又は乾燥防止剤）としては、エチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリ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、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、へキシレングリコール、オクタンジオール、チオジグリコール、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２−エチル−２−メチル−１，３−プロパンジオール、２，４−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオールトリメチロールプロパン、２−メチル−１，３−プロパンジオール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、エチレングリコール、グリセリン、２−ピロリドン等が挙げられる。これらの水溶性有機溶剤は、１種類を単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明において、インクは、例えば、前記水溶性有機溶剤の添加量を調整することにより、所望の粘性を得ることができる。前記インクの粘度は、例えば振動式粘度計（エー・アンド・ディ社製の「ＳＶ−１０」）等の粘度計を用いて測定することができる。

本発明のインクは、プロペラ式撹拌機や、湿式のメディア型分散機を用いて、以上のような原料を混ぜ合わせ、十分に混練し分散した後、遠心分離や濾過を施すことによって調整することができる。湿式のメディア型分散機としては、例えばメディア径が０．２〜１．０ｍｍのジルコニアビーズを使用した場合でも、各メディアに最適な分散エネルギーを与える機構を備えた湿式分散機を採用することが好ましい。例えば、浅田鉄工社製の「ナノグレンミル」、三井鉱山社製の「ＭＳＣミル」、シンマルエンタープライゼス社製の「ダイノミル」等が好ましく採用可能である。その場合、顔料分散液の分散粒度としては、好ましくは平均粒子径が３０〜３００ｎｍの範囲、さらに好ましくは５０〜１５０ｎｍの範囲、より好ましくは１００ｎｍ程度になるように調整する。粒度分布測定に関しては、イオン交換水で１５００倍希釈したインク溶液を、例えばシスメックス社製の「ゼータサイザーナノ」を測定装置として用いて測定することができる。そして、分散後の液を遠心分離機にかけ、粗大粒子を除去し、最終的にインクを得る。

本発明のインクジェット記録用処理液は、上記のようなインクに対して、次のような作用を及ぼすものと考えられる。まず、一般に、インクジェット記録用インク中において、顔料は、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の別に拘わらず、例えばスチレン−アクリル酸共重合体等で構成される高分子分散剤に包まれ、粒子径が３０〜３００ｎｍ程度の顔料粒子として、粒子間の静電反発力により安定して分散している。一方、本発明の処理液中においては、硝酸カルシウムや硝酸マグネシウム等の多価金属塩から、カルシウムイオン（Ｃａ^２＋）やマグネシウムイオン（Ｍｇ^２＋）等の多価金属イオン（正電荷のカチオン）が生成している。このような処理液と上記インクとが混じると、インク中で分散している顔料粒子の表面における電気２重層（より具体的には、顔料粒子の表面とインク中の水分との固液接触界面において、顔料粒子表面側の負電荷とインク水分側の正電荷とが連続的に分布し、全体としては電気的に中性な境界層）が、処理液中の多価金属イオンの正電荷によって破壊され、顔料粒子の表面が等電点に達し（換言すれば、顔料粒子全体としての電荷がゼロになり）、顔料粒子間の静電反発力が消失して顔料粒子の凝集が起こる。これが処理液の顔料凝集促進作用である。

（インクジェット記録装置）
次に、本発明のインクジェット記録用処理液を用いて本発明のインクジェット記録方法を実施するのに好適なインクジェット記録装置の具体的構成の１例を説明する。

図１に示すように、インクジェット記録装置１は、他の機器から伝送されてきた画像情報に基づき、インクジェット記録用インク組成物を用いて記録媒体に画像を形成するインクジェットプリンタである。

インクジェット記録装置１は、図示していない給紙カセットに例えばＰＰＣ用紙等の記録媒体Ｘを積層状態で収容する用紙収納部を備えている。記録媒体Ｘは、給紙ローラ２の回転によって最上位にあるものから１枚ずつ繰り出され、搬送ローラ対３…３によって用紙搬送部に供給される。

用紙搬送部は、一対のローラ間に水平に巻き掛けられた無端状の搬送ベルト６を備えている。搬送ローラ対３…３によって供給された記録媒体Ｘは、搬送ベルト６の走行によって記録面を上に向けて画像形成部に搬送される。

画像形成部は、搬送ベルト６の上方において、該搬送ベルト６によって搬送される記録媒体Ｘの幅と同じかそれ以上の長さを有する長尺なライン型のインクジェット記録ヘッド５を備えている。この記録ヘッド５は、記録媒体Ｘの搬送方向と直交する方向にわたって当該インクジェット記録装置１の本体に固定されている。記録ヘッド５は、後述するように、搬送ベルト６ないし記録媒体Ｘと対向する下面にドット形成部のインク吐出口（ノズル）が多数配列されており、記録媒体Ｘの全幅に亘ってインクを同時に吐出することにより、記録媒体Ｘに画像を高速で形成することができる。記録ヘッド５は、その下面（ノズル面）と搬送ベルト６上の記録媒体Ｘとの距離が約１ｍｍに設定されている。

搬送ベルト６の上方において、インクジェット記録ヘッド５よりも記録媒体Ｘの搬送方向の上流側に、搬送ベルト６によって搬送される記録媒体Ｘの先端を検知するための記録媒体検知センサ４が備えられている。このセンサ４の検知時刻を基準としてインクジェット記録ヘッド５にインク吐出指令が出力される。

搬送ベルト６の上方において、記録媒体検知センサ４よりも記録媒体Ｘの搬送方向の上流側に、処理液を記録媒体Ｘに付着させるための処理液ロールコータ９が備えられている。このロールコータ９は、処理液を貯留する容器１０と、この容器１０から処理液を汲み上げる汲み上げローラ１１と、この汲み上げローラ１１から処理液を受け取る中間ローラ１２と、この中間ローラ１２から処理液を受け取って該処理液を搬送ベルト６上の記録媒体Ｘの記録面に塗布する塗布ローラ１３と、上記中間ローラ１２の表面上に付着している処理液の量を制御する制御ブレード１４とを含んでいる。ロールコータ９は、汲み上げローラ１１の容器１０への浸漬量、各ローラ１１，１２，１３間の接触圧力、中間ローラ１２に対する制御ブレード１４の位置等を調整することによって、記録媒体Ｘの単位面積当たりの処理液塗布量（例えば処理液を記録媒体１ｃｍ^２当たり０．２〜１．８ｍｇ付着させること等）が調整可能とされている。

搬送ベルト６によって搬送されている途中に、処理液ロールコータ９によって処理液が付着され、その後、インクジェット記録ヘッド５によってインクが付着されて記録面に画像が形成された記録媒体Ｘは、引き続き搬送ベルト６によって搬送され、搬送ベルト６の終端部で上下一対の排出ローラ７，８に受け渡されて、搬送ベルト６から排出される。

図２は、上記インクジェット記録装置１のインクジェット記録ヘッド５に多数配列されたドット形成部５０のうちの１つを拡大して示す縦断面図である。

この記録ヘッド５は、記録媒体Ｘの幅方向に延びる長尺なライン型の記録ヘッド５である。詳しくは図示しないが、この記録ヘッド５は、３つのサブヘッド（分割ヘッド）が、記録媒体Ｘの搬送方向と直交する方向に順に連結された構造を有している。そして、各サブヘッドは、その下面（ノズル面）に、平面視で台形状の吐出口集合エリアが、記録媒体Ｘの搬送方向と直交する方向に４つ順に（台形の上底と下底とが交互に逆向きになるように）配置された構造を有している。そして、各吐出口集合エリアにおいて、図２に示すドット形成部５０及びノズル（インク吐出口）５３が記録媒体Ｘの搬送方向に４列に並んでいる。同一列内の隣接するノズル５３，５３間のピッチを１５０ｄｐｉとし、隣接する列間でノズル５３の位置を記録媒体Ｘの搬送方向と直交する方向に４分の１ピッチづつずらすことにより、６００ｄｐｉの画像の形成が実現されている。１列当たりのドット形成部５０及びノズル５３の数は１６６個なので、１つの吐出口集合エリア全体（４列）で６６４個のノズル５３が配列されている。したがって、記録ヘッド５の全体では、７９６８個（６６４個×４×３）のノズル５３が設けられていることになる。

ドット形成部５０は、平面視で長円形状の加圧室５２を備え、この加圧室５２の一端部が、ノズル流路５４を介して、記録ヘッド５の下面に形成されたノズル５３と連通し、他端部が、絞り通路５５を介して、インク共通供給路５６と連通している。ノズル５３は、上側開口５３ｂの径が下側開口５３ａの径よりも大きい逆円錐台形状である。

ドット形成部５０は、加圧室５２が形成された第１基板５１ａと、ノズル流路５４の上部５４ａ及び絞り通路５５が形成された第２基板５１ｂと、ノズル流路５４の下部５４ｂ及びインク共通供給路５６が形成された第３基板５１ｃと、ノズル５３が形成された第４基板５１ｄとが積層されて構成されている。積層された第１〜第４基板５１ａ〜５１ｄによって当該記録ヘッド５の基板５１が提供されている。

基板５１の上面には、共通電極５７を内部に有する薄板状の圧電素子５８と、各ドット形成部５０の加圧室５２に対応する個別電極５９とが積層された構成の圧電アクチュエータＡＣが備えられている。この圧電アクチュエータＡＣの駆動によって加圧室５２内のインクに圧力波が伝達され、この圧力波によってノズル流路５４及びノズル５３内のインクが振動して、インクがノズル５３の下側開口５３ａから記録媒体Ｘに向けて吐出される。

ここで、このドット形成部５０の仕様に関し、好ましい具体的数値の１例を以下に示す。
・加圧室５２の面積：０．２ｍｍ^２
・加圧室５２の幅：２００μｍ
・加圧室５２の深さ：１００μｍ
・ノズル５３の長さ：３０μｍ
・ノズル５３の下側開口５３ａの半径：１０μｍ
・ノズル流路５４の直径：２００μｍ
・ノズル流路５４の長さ：８００μｍ
・絞り通路５５の直径：３０μｍ
・絞り通路５５の長さ：４０μｍ

なお、図１に例示したインクジェット記録装置１は、単一の記録ヘッド５を有し、画像を単色で形成するものであったが、これに限らず、例えば、Ｋ（黒）インク、Ｙ（イエロー）インク、Ｍ（マゼンタ）インク、Ｃ（シアン）インク毎に、個別の記録ヘッド５を、記録媒体Ｘの搬送方向に複数（４本）並べ、画像をフルカラーで形成するものでもよい。

また、インクジェット記録装置１は、ライン型記録ヘッドではなく、シリアル型記録ヘッド（記録ヘッドが走査するもの）を備えるものでもよい。

（インクジェット記録方法）
以上のような構成のインクジェット記録装置１を用い、ロールコータ９に本発明の処理液を仕込み、記録ヘッド５に顔料を含んだインクを仕込むことにより、搬送ベルト６によって記録媒体Ｘを搬送しつつ、該記録媒体Ｘの記録面に、本発明の処理液をロールコータ９で塗布して付着させ、その後、該記録媒体Ｘに、顔料を含んだインクを記録ヘッド５から吐出して付着させるインクジェット記録方法を実施することができる。

以下、本発明の実施例を比較例と共に挙げて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例によって限定されるものではない。

＜インクの調製＞
まず、下記の組成で、インクの調製に用いる高濃度の顔料分散液を調製した。
・顔料：Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３（シアン系フタロシアニン化合物）を２０質量％
・高分子分散剤：スチレン−アクリル系樹脂（ジョンソン社製の「ジョンクリル６８３」）を５質量％
・乾燥防止剤：グリセリンを１０質量％
・溶媒：イオン交換水を６５質量％

浅田鉄工社製の「ナノグレンミル」（湿式のメディア型分散機：メディアは直径０．２〜１．０ｍｍのジルコニアビーズ）を用い、分散処理後の顔料粒子の平均粒子径が１００ｎｍとなるように、上記の原料を混練し分散した。分散処理後、遠心分離して粗大粒子を除去し、顔料分散液を得た。得られた顔料分散液をイオン交換水で１５００倍に希釈した溶液を動的光散乱式粒径分布測定装置（堀場製作所社製の「ＬＢ−５５０」）を用いて測定したところ、顔料粒子の平均粒子径は５０〜１５０ｎｍであった。

次に、得られた顔料分散液を用い、下記の配合で、インクを調製した。
・上記のシアン顔料分散液を２５質量％
・界面活性剤（又は濡れ剤もしくは表面張力調整剤）：２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオールジ［ポリオキシエチレン］エーテル（日信化学工業社製の「オルフィン（登録商標）Ｅ１０１０」）を０．５質量％
・浸透促進剤：ヘキシレングリコールを５質量％
・乾燥防止剤：２−ピロリドンを５質量％
・乾燥防止剤：グリセリンを１３質量％
・溶媒：精製水を５１．５質量％

これらの原料を、セントラル科学貿易社製のプロペラ式撹拌機「ポリミックススターラーＰＸ−ＳＲ９０Ｅ」を用い、５００ｒｐｍで、６０分間、常温で十分に撹拌した後、孔径５μｍのフィルターで加圧濾過し、インクジェット記録用インクを得た。

＜処理液の調製＞
表１に示す組成で、実施例１〜６及び比較例１〜７の処理液を調製した。表１に記載の「粘度調整剤」及び「界面活性剤」は次の通り。
・粘度調整剤：ポリエチレングリコール（日油社製の「マクロゴール２００」）
・界面活性剤：式１に示される構造のアセチレングリコール誘導体（日信化学工業社製の「サーフィノール（登録商標）４８５」：濡れ剤として用いられる）

これらの原料を、セントラル科学貿易社製のプロペラ式撹拌機「ポリミックススターラーＰＸ−ＳＲ９０Ｅ」を用い、常温で十分に撹拌し、溶解させて、実施例１〜６及び比較例１〜７の処理液を得た。

実施例１〜６は、処理液中におけるグリセリンの含有量が１０〜５０質量％の範囲にあり、かつ多価金属塩が硝酸カルシウム又は硝酸マグネシウムであって、その処理液中における含有量が０．８〜２．０モル／Ｌの範囲にある処理液である。一方、比較例１は、グリセリンの含有量が１０質量％未満（７．３質量％）、比較例２は、多価金属塩（硝酸カルシウム）の含有量が０．８モル／Ｌ未満（０．５モル／Ｌ）、比較例３は、多価金属塩（硝酸カルシウム）の含有量が２．０モル／Ｌ超（２．５モル／Ｌ）、比較例４は、多価金属塩の陰イオンが硝酸イオンではなく臭素イオン、比較例５は、金属イオンがカルシウムイオンでもマグネシウムイオンでもなくナトリウムイオン、比較例６は、多価金属塩の陰イオンが硝酸イオンではなく塩素イオン、比較例７は、グリセリンの含有量が５０質量％超（６０質量％）である処理液である。

得られたインクジェット記録用処理液及びインクを用いて以下の評価を行った。結果を表２に示す。なお、参考例（画像濃度、滲み、裏抜けのみ評価した）は、記録媒体に処理液を付着させずに、記録媒体にインクのみを付着させた場合である。

（画像濃度）
図１に示したインクジェット記録装置１のロールコータ９を用いて、記録媒体（Ａ４サイズのＰＰＣ用紙（富士ゼロックス社製の「Ｖ９３８」））における、１０ｃｍ×１０ｃｍの領域に、１画素当たり１４ｐＬに相当する量の処理液を全領域的に塗布して付着させた。処理液の塗布後１分後に、同じ記録媒体に、１画素当たり１４ｐＬの量のインクを吐出し、処理液を付着させた上記領域１０ｃｍ×１０ｃｍにベタ画像を形成した。形成したベタ画像の濃度を、グレタグマクベス社製の反射濃度計「ＳｐｅｃｔｒｏＥｙｅＬＴ」を用いて測定し、複数回の平均値を求めた。評価としては、画像濃度１．２５以上が合格、１．２５未満が不合格である。

（滲み）
上記画像濃度測定に供したベタ画像のエッジ部を、Ｄａ６０００画像評価装置を用いて評価し、複数回の平均値を求め、以下の基準で評価した。
○：滲みが５５μｍ未満
△：滲みが５５μｍ以上、６５μｍ未満
×：６５μｍ以上

（裏抜け）
上記画像濃度測定に供したベタ画像の裏面の濃度を、グレタグマクベス社製の反射濃度計「ＳｐｅｃｔｒｏＥｙｅＬＴ」を用いて測定し、複数回の平均値を求め、以下の基準で評価した。
○：画像濃度が０．１７未満
△：画像濃度が０．１７以上、０．２５未満
×：画像濃度が０．２５以上

（乾燥率）
処理液１００ｍＬを開口面積が２０ｃｍ^２、容量が１００ｍＬのポリ容器に入れ、温度２５℃、湿度１５％の環境の恒温恒湿槽内に４８時間放置した。放置前後の処理液の容積の減少量（放置前の容積（１００ｍＬ）−放置後の容積）を測定し、放置前の処理液の容積（１００ｍＬ）に対する減少量の百分率（％）を乾燥率（減少率）として求め、以下の基準で評価した。
○：乾燥率が１０％未満
×：乾燥率が１０％以上

（有機添加剤溶解度）
処理液１００ｍＬを開口面積が３０ｃｍ^２のポリ容器に入れ、６０℃のオーブン内で２４時間放置した後の処理液の状態を目視で判定した。処理液が分離していなければ合格（○）、分離していれば不合格（×）とした。

表２から明らかなように、グリセリンを１０〜５０質量％含有し、硝酸カルシウム又は硝酸マグネシウムを０．８〜２．０モル／Ｌ含有する実施例１〜６は、画像濃度、滲み、裏抜け、乾燥率、有機添加剤溶解度のすべての項目で良好な結果であった。

これに対し、比較例２，４，５，６は、画像濃度の結果が良くなかった（不合格：画像濃度が１．２５未満）。このことから、金属塩の含有量が０．８モル／Ｌ未満である場合（比較例２）、金属塩の陰イオンが臭素イオンである場合（比較例４）、金属塩の金属イオンがナトリウムイオンである場合（比較例５）、金属塩の陰イオンが塩素イオンである場合（比較例６）は、画像濃度が低下することが分かる。

また、比較例２，５，６は、滲みの結果が良くなかった。このことから、金属塩の含有量が０．８モル／Ｌ未満である場合（比較例２）、金属塩の金属イオンがナトリウムイオンである場合（比較例５）、金属塩の陰イオンが塩素イオンである場合（比較例６）は、滲みが大きくなることが分かる。

また、比較例２，４，５，６は、裏抜けの結果が良くなかった。このことから、金属塩の含有量が０．８モル／Ｌ未満である場合（比較例２）、金属塩の陰イオンが臭素イオンである場合（比較例４）、金属塩の金属イオンがナトリウムイオンである場合（比較例５）、金属塩の陰イオンが塩素イオンである場合（比較例６）は、裏抜けが大きくなることが分かる。

また、比較例１は、乾燥率の結果が良くなかった。このことから、グリセリンの含有量が１０質量％未満である場合は、乾燥率が大きくなることが分かる。乾燥率が大きくなると、金属塩の析出の可能性が大きくなり、処理液の顔料凝集促進作用が減損する傾向が大きくなる。

また、比較例３，４，６，７は、有機添加剤溶解度の結果が良くなかった。このことから、金属塩の含有量が２．０モル／Ｌ超である場合（比較例３）、金属塩の陰イオンが硝酸イオンでなく臭素イオンである場合（比較例４）、金属塩の陰イオンが硝酸イオンでなく塩素イオンである場合（比較例６）、グリセリンの含有量が５０質量％超である場合（比較例７）は、有機添加剤溶解度が低下することが分かる。

以上、具体例を挙げて詳細に説明したように、本発明は、記録媒体に処理液を付着させた後、処理液を付着させた記録媒体にインクを付着させるインクジェット記録方法に用いる処理液において、処理液の乾燥を抑制し、たとえ処理液中における多価金属塩の含有量を増大しても、多価金属塩の析出を抑制することができ、かつ、たとえ処理液中における多価金属塩の含有量を増大しても、有機化合物である添加剤の溶解度を維持することができる、という顕著な利点を有するものである。

１ インクジェット記録装置
５ インクジェット記録ヘッド
６ 搬送ベルト
７ 排出ローラ
９ 処理液ロールコータ
Ｘ 記録媒体

Claims (3)

1. 記録媒体に処理液を付着させた後、処理液を付着させた記録媒体にインクを付着させるインクジェット記録方法に用いる処理液であって、
   水と、グリセリンと、硝酸カルシウム及び硝酸マグネシウムからなる群より選ばれる少なくとも１つの多価金属塩とを含有し、
   処理液中におけるグリセリンの含有量が１０〜５０質量％であり、
   処理液中における多価金属塩の含有量が０．８〜２．０モル／Ｌであることを特徴とするインクジェット記録用処理液。
2. 記録媒体に処理液を付着させた後、処理液を付着させた記録媒体にインクを付着させるインクジェット記録方法であって、
   水と、グリセリンと、硝酸カルシウム及び硝酸マグネシウムからなる群より選ばれる少なくとも１つの多価金属塩とを含有し、処理液中におけるグリセリンの含有量が１０〜５０質量％であり、処理液中における多価金属塩の含有量が０．８〜２．０モル／Ｌである処理液を用いることを特徴とするインクジェット記録方法。
3. 処理液を記録媒体１ｃｍ^２当たり０．２〜１．８ｍｇ付着させることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録方法。

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