JP5297865B2

JP5297865B2 - インクジェット記録方法およびインクジェット記録用前処理液

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Publication number: JP5297865B2
Application number: JP2009096096A
Authority: JP
Inventors: 良造秋山; 博史清本; 崇也北脇; 敦久保田; 和彦大津
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 2008-05-28
Filing date: 2009-04-10
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2029-04-10
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Description

この発明は、インクジェット記録方法およびインクジェット記録用前処理液に関する。

インクジェット記録用の従来のインクは、水を主成分とし、グリコール等の水溶性高沸点有機溶媒を含有するものが一般的であった。水溶性高沸点有機溶媒は、乾燥防止や目詰まり防止等の目的で配合される。こうしたインクを用いて普通紙に記録した場合、種々の問題が発生した。具体的には、必ずしも十分な定着性を得ることができない。場合によっては、記録紙表面の填料やサイズ剤の不均一な分布に起因すると推定される不均一画像が発生した、目的の画像がカラーの場合には、複数の色のインクが紙に定着する前に次々と重ねられるため、特に問題である。異色の画像の境界部分では色がにじんだり、不均一に混ざり合って、ブリーディングと呼ばれる現象が生じる。その結果、満足な画像が得られなかった。

良好なカラー画像を普通紙に形成するために、インクの噴射に先立って普通紙を前処理する方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、および特許文献３参照）。

いずれの二液で印字する方法を採用した場合も、得られる画像の品質は良好である。しかしながら、二液で印字されるために、印字物の乾燥速度が一液供給に比べて遅い。また、用いられるインクに樹脂成分が含有されているので、インクの粘度が高く、保存安定性が乏しい。さらに、前処理液中にグリセリンなどの湿潤剤が含有されるため、インクを最終的に印字した後の印刷用紙には、カールやコックリング等の湿潤剤による用紙劣化が生じる。これを避けるには、前処理液の吐出量を制限しなければならない。

この発明の目的は、二液で印字する方法により普通紙にインクジェット記録を行なうにあたって、普通紙の劣化を抑制しつつ、印字確認可能な前処理および高い品質の印字を行なう方法を提供することにある。

また、この発明の目的は、普通紙の劣化を抑制しつつ高い品質の印字が得られ、しかも確認可能な前処理を行ない得るインクジェット記録用前処理液を提供することにある。

本発明の一態様にかかるインクジェット記録方法は、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールおよびイソプレングリコールからなる群から選択される少なくとも１種のブタン誘導体と、水と、金属塩と、蛍光増白剤とを含有する無色の前処理液を普通紙に付着させて前処理する工程、および
前処理後の普通紙に、色材と水とを含み前記前処理液と反応する少なくとも１種のインク組成物を噴射して画像を形成する工程を具備することを特徴とする。

本発明の一態様にかかるインクジェット記録用前処理液は、インクジェットプリンターにてインク組成物を普通紙に画像を形成する前に、前記普通紙に付着させる前処理液であって、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールおよびイソプレングリコールからなる群から選択される少なくとも１種のブタン誘導体と、水と、金属塩と、蛍光増白剤とを含有することを特徴とする。

本発明によれば、二液で印字する方法により普通紙にインクジェット記録を行なうにあたって、普通紙の劣化を抑制しつつ、印字確認可能な前処理および高い品質の印字を行なう方法が提供される。また、本発明によれば、普通紙の劣化を抑制しつつ高い品質の印字が得られ、しかも確認可能な前処理を行ない得るインクジェット記録用前処理液が提供される。

本発明の実施の一形態を適用するインクジェット記録装置の一例である。

以下、本発明の実施形態を具体的に説明する。

図１は、本発明の実施形態にかかるインクジェット記録方法に用いられる記録装置の断面である。用紙カセット１００および１０１は、サイズの異なる用紙ｐを保持している。給紙ローラ１０２または１０３は、選択された用紙サイズに対応した用紙ｐを用紙カセット１００または１０１から取り出し、搬送ローラ対１０４、１０５およびレジストローラ対１０６に搬送する。

搬送ベルト１０７は、駆動ローラ１０８と２本の従動ローラ１０９とによって張力が与えられている。搬送ベルト１０７の表面には所定間隔で穴が設けられ、搬送ベルト１０７の内側には用紙ｐを搬送ベルト１０７に吸着させるため、ファン１１０に連結された負圧チャンバ１１１が設置されている。搬送ベルト１０７の用紙搬送方向下流には、搬送ローラ対１１２、１１３、および１１４が設置されている。

搬送ベルト１０７の上方には、画像データに応じてインクを用紙に吐出するインクジェットヘッドが５列配置されている。上流から、蛍光増白剤を含有する前処理液を吐出するインクジェットヘッド１１５Ｓ、シアン（Ｃ）インクを吐出するインクジェットヘッド１１５Ｃ、マゼンタ（Ｍ）インクを吐出するインクジェットヘッド１１５Ｍ、イエロー（Ｙ）インクを吐出するインクジェットヘッド１１５Ｙ、ブラック（Ｂｋ）インクを吐出するインクジェットヘッド１１５Ｂｋの順である。さらに、各インクジェットヘッド１１５には、前処理液および各色インクが保持されている処理液カートリッジ１１６Ｓ，およびシアン（Ｃ）インクカートリッジ１１６Ｃ、マゼンタ（Ｍ）インクカートリッジ１１６Ｍ、イエロー（Ｙ）インクカートリッジ１１６Ｙ、ブラック（Ｂｋ）インクカートリッジ１１６Ｂｋが設けられており、それぞれチューブ１１７Ｓ、１１７Ｃ、１１７Ｍ、１１７Ｙ、１１７Ｂｋで連結されている。

インクジェットヘッドにおいては、マルチドロップ印字が行なわれることが好ましい。マルチドロップ印字は、１ドットあたりの吐出液滴量を変更可能な印字方法である。この印字方法を採用すると、吐出液の単位面積あたりの印字量を変更可能であり、１パスで画像品質の向上が可能となる。

例えば、蛍光増白効果が最大となるような量で前処理液を記録用紙に塗布すれば、色インクの発色性をより高めることができる。求められる画像品質が通常レベルであれば、前処理液の吐出量を抑えて使用量を低減できる。この場合には、印字速度が高められるといった効果も得られる。

図示する装置においては、前処理液は、インクジェットヘッド１１５Ｓを用いて用紙ｐの所望の位置に塗布されるが、こうした構成に限定されない。前処理液は、円筒状の塗布ローラを用いて、用紙全体に塗布することもできる。

本発明の実施形態にかかるインクジェット記録方法について説明する。

まず、画像処理手段（図示しない）により記録のための画像処理が開始され、記録のための画像データが各インクジェットヘッド１１５Ｓ、１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ、１１５Ｂｋに転送される。また、用紙カセット１００または１０１から給紙ローラ１０２または１０３により選択された用紙サイズの用紙ｐを一枚ずつ取り出し、搬送ローラ対１０４、１０５およびレジストローラ対１０６に搬送する。レジストローラ対１０６は用紙Ｐのスキューを補正し、所定のタイミングで搬送を行なう。

負圧チャンバ１１１は搬送ベルト１０７の穴を介して空気を吸い込んでいるので、用紙ｐは搬送ベルト１０７に吸着された状態でインクジェットヘッド１１５の下側を搬送される。このことで、各インクジェットヘッド１１５と用紙Ｐとは一定の間隔を保つことができる。レジストローラ対１０６から用紙ｐが搬送されるタイミングに同期させて、各インクジェットヘッド１１５Ｓ、１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ、１１５Ｂｋから処理液および各色のインクを吐出させることで用紙ｐの所望に位置にカラー画像が形成される。画像が形成された用紙Ｐは搬送ローラ対１１２、１１３、１１４で排紙トレイ１１８に排紙される。

本発明の実施形態においては、インクジェットヘッド１１５Ｓから吐出される前処理液は、水および特定のブタン誘導体を含む水性溶媒と、金属塩と、蛍光増白剤とを含有する。ブタン誘導体は、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、１，３−ブチレングリコールおよびイソプレングリコールからなる群から選択される少なくとも１種である。

普通紙に適用される前処理液に含有される溶媒は、普通紙への適切な浸透性を有することが求められる。極性の低い溶媒、すなわち疎水性の強い溶媒ほど、普通紙への浸透性が高い。よって、浸透性と画像品質との両方を考慮して溶媒を選択する必要がある。さらに、溶媒により生じるコックリングやカールといった用紙劣化は、極力小さいことが望まれる。

３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、１，３−ブチレングリコールおよびイソプレングリコールからなる群から選択される少なくとも１種のブタン誘導体は、要求に応えることができる。しかも、こうしたブタン誘導体は、水と比べて揮発性が比較的低く、インクジェットに最適な吐出性能を有するとともに、普通紙に形成される画像の品質を高めることができる。上述したようなブタン誘導体は、単独でも２種以上を組み合わせて用いてもよい。

水としては、例えば純水およびイオン交換水などが挙げられる。水は、前処理液の４０〜９０重量％を占めることが望まれる。４０重量％未満の場合には、浸透効果が大きすぎ、前処理液としての十分な反応が得られない。一方、９０重量％を越えると、十分な浸透効果が得られず、コックリングやカールといった影響が無視できないレベルで生じる。水は、前処理液の５０〜８０重量％を占めることがより好ましい。

金属塩は、インク組成物中の色材と反応して普通紙上での画像品質を高めるために、前処理液に配合される。場合によっては、金属塩はインク中の多糖類や樹脂成分とも反応する。当然ながら、金属塩は水に溶解することが必要である。

金属塩に含有される陽イオンとしては、例えば、Ｎａ+、Ｋ⁺、Ｃａ²⁺、Ｍｇ²⁺、Ｃｕ²⁺、Ｎｉ²⁺、Ｂａ²⁺、Ａｌ³⁺およびＦｅ³⁺などが挙げられる。金属イオンの価数が２価以上と高い場合には、画像濃度を高めることができる。

陰イオンとしては、Ｃｌ^-、ＮＯ^3-、Ｉ^-、ＣＨ₃ＣＯＯ^-、Ｃ₂Ｈ₅ＣＯＯ^-、および乳酸イオンなどが挙げられる。にじみやブリードを抑制できるとともに、高い画像濃度が得られることから、金属塩としては、塩化カルシウム、乳酸カルシウム、およびプロピオン酸カルシウムが特に好ましい。有機金属塩の場合には、ヘッド部材への適合性の点で有利である。

前処理液中における金属塩の濃度は、印字品質の低下や、目詰まりが起こらない範囲で決定される。金属塩の含有量が少なすぎる場合には、所望の効果を十分に得ることができない。一方、金属塩が過剰に含有されたところで、格別顕著な効果が発揮されるわけでもない。金属塩の濃度は、好ましくは２〜３０重量％程度であり、より好ましくは５〜２０重量％程度である。

蛍光増白剤としては、例えば、有機系のスチルベン系、ジアミノスチルベン系の蛍光増白剤が挙げられる。さらに、クマリン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピレン誘導体、およびチアゾール誘導体なども使用できる。具体的には、カヤホールＥＳ、カヤホールＳＴＣ、カヤホールＦＫＹ、カヤホールＪＢ（以上、日本化薬製）、ＵＶＩＴＥＸＯＢ、ＵＶＩＴＥＸＮＦＷ（以上、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製）などである。

前処理液中に蛍光増白剤が含有されることによって、普通紙に形成される画像の品質が高められる。こうした前処理液を用いると、紫外線を照射して、前処理液自体の吐出の可否を容易に確認することもできる。ブラックやカラーインクの印字画像品質には、何等影響を与えることはない。

蛍光増白剤の含有量が少なすぎる場合には、所望の効果を得ることができない。一方、蛍光増白剤が過剰に含有されたところで、格別顕著な効果が発揮されるわけでもない。蛍光増白剤の濃度は、好ましくは０.２〜１０重量％程度であり、より好ましくは０.５〜５重量％程度である。

上述した成分に加えて、実施形態にかかる前処理液には、１０重量％以下の湿潤剤が含有されてもよい。湿潤剤としては、例えばグリセリンおよびトリエチレングリコールが挙げられる。こうした成分は、保湿効果が極めて高い材料であるものの、紙への影響とりわけコックリングやカールへの悪影響が懸念される。１０重量％以下であれば、用紙の劣化を抑えつつ保湿効果を確保することができる。

またさらに、必要に応じて、界面活性剤、水溶性高分子、高沸点有機溶媒、防腐剤、防かび剤から選択される添加剤を前処理液に配合することができる。

界面活性剤は、表面張力調整剤として作用し、アセチレングリコール系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤などから選択される。

アセチレングリコール系界面活性剤としては、例えば、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール、３，６−ジメチル−４−オクチンー３，６−ジオール、３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール等が挙げられる。具体的には、サーフィノール１０４、８２、４６５、４８５あるいはＴＧ等（エアープロダクツ社（米国））を用いることができる。特に、サーフィノール４６５、１０４やＴＧが良好な印字品質を示すことから好ましく用いられる。

フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物、パーフルオロアルキルアミンオキシド、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、およびパーフルオロアルキルスルホン酸等が挙げられる。良好な印字品質が得られることから、特に、メガファックＦ−４４３、Ｆ−４４４、Ｆ−４７０、Ｆ−４９４（大日本インキ化学工業社）、ノベックＦＣ−４３０、ＦＣ−４４３０（３Ｍ社）、サーフロンＳ−１４１、Ｓ−１４５、Ｓ−１１１Ｎ、Ｓ−１１３（セイミケミカル社）が好ましい。

上述したようなアセチレングリコール系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤は、単独でまたは２種以上を混合して用いることができるが、フッ素系界面活性剤が好ましい。フッ素系界面活性剤は、少量で表面張力を低下でき、吐出ヘッドとインクとの濡れ性を向上することができ、しかも、印字画像の滲みが少ないためである。

界面活性剤は、前処理液全量の０．０５〜１．０重量％程度の量で含有されていれば、効果を発揮することができる。

水溶性高分子を前処理液に添加することによって、インクジェット吐出に最適な粘度に調整することができる。水溶性高分子としては、メチルセルロース類、エチルセルロース類、ポリビニルアルコール類、ポリビニルピロリドン類、および多糖類などを用いることができる。

水溶性高分子を添加することにより、前処理液をインクジェットヘッドで吐出させる際の適正な粘度範囲に調整することが可能となる。インクジェット用前処理液としての適性粘度範囲は、２５℃において３０ｍＰａ・ｓ以下程度が好ましく、より好ましくは２０ｍＰａ・ｓ以下である。これにより、印字抜けや飛翔性などの安定性がより良好なものとなる。

水溶性高分子は、紙中への色インクの浸透を制御する作用を有し、これはアンカー効果と称される。金属塩と色インクとの反応による画像品質の改善効果に加えて、さらに画像品質を高めることができる。ただし、インクジェット吐出用の前処理液として用いる場合、少ない量で添加して、できるだけニュートニアンに近い粘度物性内に処方することが望まれる。適切な添加量は、水溶性高分子の種類に応じて適宜選択することができる。例えば分子量４００００程度のポリビニルピロリドンの場合には、５〜１５ｗｔ％程度、前処理液中に含有されれば効果が得られる。

高沸点有機溶媒は乾燥防止剤として作用し、例えば多価アルコール類および含窒素複素環化合物等が挙げられる。多価アルコール類としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセリン（グリセロール）、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、およびペトリオール等を用いることができる。含窒素複素環化合物としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、およびε−カプロラクタム等を用いることができる。

さらに、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、モノエチルアミン、ジエチルアミン、およびトリエチルアミン等のアミン類；ジメチルスルホキシド、スルホラン、およびチオジエタノール等の含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、およびγ−ブチロラクトン等が挙げられる。

防腐、防かび剤としては、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、および１，２−ジベンズイソチアゾリン−３−オン（ＩＣＩ社のプロキセルＣＲＬ、プロキセルＢＤＮ、プロキセルＧＸＬ、プロキセルＸＬ−２、プロキセルＴＮ）などを使用することができる。

前処理後の普通紙に噴射されるインク組成物としては、次の条件を満たす水性インクを用いることができる。具体的には、前処理液との反応により色材あるいはインク中の多糖類や水溶性高分子材料などが反応し、インクが記録媒体上に印字されたときに画質を向上できる水性インクである。

インク溶媒は、水を主成分とし、前処理液と同様の成分をさらに含有することができる。色材としては、染料および顔料のいずれを用いてもよい。ただし、前処理液中の金属塩と反応性の高いＣＯＯ^-基などの活性基を、染料中または顔料表面に有していることが望まれる。活性基は、色材成分以外に含まれていてもよい。例えば、多糖類などの樹脂成分に活性基が含まれていてもよく、インクの種類により適宜選択する。

顔料は特に限定されず、無機顔料および有機顔料のいずれを用いてもよい。無機顔料としては、例えば酸化チタンおよび酸化鉄が挙げられる。さらに、コンタクト法、ファーネス法、またはサーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。

有機顔料としては、例えば、アゾ顔料（アゾレーキ顔料、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料など）、染料キレート（例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、およびアニリンブラックなどを使用できる。

ブラックインクとして使用されるカーボンブラックとしては、具体的には、Ｎｏ．２３００，Ｎｏ．９００，ＭＣＦ８８，Ｎｏ．３３，Ｎｏ．４０，Ｎｏ．４５，Ｎｏ．５２，ＭＡ７，ＭＡ８，ＭＡ１００，Ｎｏ２２００Ｂ等（三菱化学製）、Ｒａｖｅｎ５７５０，Ｒａｖｅｎ５２５０，Ｒａｖｅｎ５０００，Ｒａｖｅｎ３５００，Ｒａｖｅｎ１２５５，Ｒａｖｅｎ７００等（コロンビア社製）、Ｒｅｇａｌ４００Ｒ，Ｒｅｇａｌ３３０Ｒ，Ｒｅｇａｌ６６０Ｒ，ＭｏｇｕｌＬ，Ｍｏｎａｒｃｈ７００，Ｍｏｎａｒｃｈ８００，Ｍｏｎａｒｃｈ８８０，Ｍｏｎａｒｃｈ９００，Ｍｏｎａｒｃｈ１０００，Ｍｏｎａｒｃｈ１１００，Ｍｏｎａｒｃｈ１３００，Ｍｏｎａｒｃｈ１４００等（キャボット社製）、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ１，ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ２，ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ２Ｖ，ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ１８，ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ２００，ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＳ１５０，ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＳ１６０，ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＳ１７０，Ｐｒｉｎｔｅｘ３５，ＰｒｉｎｔｅｘＵ，ＰｒｉｎｔｅｘＶ，Ｐｒｉｎｔｅｘ１４０Ｕ，ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ６，ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ５，ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４Ａ，およびＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４等（デグッサ社製）などが挙げられる。

イエローインクに使用される顔料としては、具体的には、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ２，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ３，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１２，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１３，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１４Ｃ，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１６，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１７，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ７３，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ７４，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ７５，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ８３，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ９３，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ９５，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ９７，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ９８，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１０９，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１１０，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１１４，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１２８，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１２９，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１３８，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１５０，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１５１，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１５４，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１５５，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１８０，およびＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１８５等が挙げられる。

マゼンタインクに使用される顔料としては、具体的には、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ５，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ７，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１２，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ４８（Ｃａ），Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ４８（Ｍｎ），Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ５７（Ｃａ），Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ５７：Ｉ，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１１２，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１２２，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１２３，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１６８，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１８４，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２０２，およびＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ１９等が挙げられる。

シアンインクに使用される顔料としては、具体的には、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ２，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ３，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：３，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：４，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：３４，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１６，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ２２，Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ６０，Ｃ．Ｉ．ＶａｔＢｌｕｅ４，およびＣ．Ｉ．ＶａｔＢｌｕｅ６０が挙げられる。

インクジェットインクであるので、顔料の平均粒径は１〜３００ｎｍ程度の範囲内であることが好ましい。顔料の平均粒径は、１０〜２００ｎｍ程度の範囲内であることがより好ましい。

染料としては、直接染料、酸性染料、食用染料、反応性染料、および分散染料など、インクジェットインクに用いられる各種染料が使用可能である。

特に、ＣＯＯ^-基あるいはＳＯ₃ ^-基を有する染料が望ましく、例えば、以下の染料が挙げられる。Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ８、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ１１、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ２４、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ２６、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ２７、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ２８、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ３３、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ４４、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ５０、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＯｒａｎｇｅ６、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＯｒａｎｇｅ８、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＯｒａｎｇｅ２９、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＯｒａｎｇｅ１０２、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ１、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ２、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ４、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ１３、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ１７、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ２０、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ３３、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ３７、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ４４、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ４６、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ６２、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ７５、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ１、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ２、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ６、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ１５、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ２２、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ２５、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ７６、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ７７、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ８６、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ１０８、およびＣ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ１２０などである。

その他必要に応じて、乾燥防止剤としての高沸点有機溶媒、防腐剤、防カビ剤、および界面活性剤などを添加してもよい。こうした添加剤としては、前処理液の場合と同様のものを用いることができる。

インクジェット記録用であるので、用いられるインク組成物はインクジェットプリンターにおけるヘッドのノズルからの吐出に適切な粘度を有することが必要である。具体的には、２５℃における粘度が５〜２０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。

本発明の実施形態にかかるインクジェット記録方法においては、インク組成物を用いて普通紙に画像を形成する前に、特定のブタン誘導体および蛍光増白剤を含有する前処理液で普通紙が処理される。上述したとおり、本実施形態の前処理液は、普通紙へ適切に浸透して用紙劣化を抑制し、高い品質の印字を可能とする。実施形態の前処理液は、用紙の劣化を引き起こさないので、十分な量で使用することができる。しかも、印字確認を行なうこともできる。

特定のブタン誘導体および蛍光増白剤を含有する前処理液が用いられるので、本発明の実施形態にかかる方法により、用紙の劣化を引き起こすことなしに高い品質の画像を普通紙に形成することができる。特に、マルチドロップ印字を採用した場合には、単位面積当たりの金属塩の濃度を制御できるので、画質調整が容易である。その結果、鮮明な画像が得られる。

以下に、本発明の実施例および比較例を示す。

まず、下記表１に示す処方で１３種類の前処理液を調製した。各前処理液の調製にあたっては、それぞれの成分を混合し、スターラーで１時間攪拌した。その後、０．２μｍのメンブランフィルターでろ過して目的の前処理液を得た。

なお、ここで用いた成分は、以下のとおりである。

３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール：クラレ社製
１,３-ブチレングリコール：協和発酵ケミカル社製
イソプレングリコール：クラレ社製
グリセリン：阪本薬品工業社製
トリエチレングリコール：三井化学社製
カヤホールJBおよびFKY：日本化薬社製
プロキセルXL-2：アーチ・ケミカル社製
ヒドロキシエチルセルロース：住友精化社製
一方、以下の成分を用いてインク組成物を調製した。インク組成物の調製にあたっては成分を混合し、スターラーで１時間攪拌した。その後、１μｍのメンブランフィルターでろ過した。

グリセリン３０重量％
カーボンブラックＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ３００（キャボット社）
４０重量％
サーフィノール４６５（エアープロダクツ社）１重量％
プロキセルＸＬ−２（アーチ・ケミカル社）０．１重量％
水残量
なお、顔料としてのカーボンブラックＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ３００を、イエローＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ２７０Ｙ、シアンＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ２５０Ｃ、あるいはマゼンタＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ２６０Ｍに変更することによって、カラーインクが得られる。

調製された前処理液とブラックインクとを用いて普通紙に印刷を行ない、印字品質を評価した。印刷には東芝テックピエゾヘッド（ＣＢ１）を搭載したインクジェット記録装置を用い、普通紙としては東芝コピーペーパーを用意した。

印字品質は、にじみ、画像濃度、およびコックリングにより評価した。

（にじみ）
まず、普通紙に前処理液を１００％ｄｕｔｙで印刷した後、ブラックインクで文字を印刷した。乾燥後、文字におけるにじみの発生の有無を調べ、以下の基準で評価した。評価は、前述の普通紙について行なった。

○：にじみがなく鮮明である
△：輪郭が不鮮明となる程度のにじみが発生した
×：ひげ状のにじみが発生した
（画像濃度）
まず、普通紙に前処理液を１００％ｄｕｔｙで印刷した後、ブラックインクを１００％ｄｕｔｙベタ印刷した。乾燥後、ベタ印刷部の画像濃度を、分光濃度計X-Riteにより測定した。反射率を求めてΔＴとし、以下の基準で評価した。

○：ΔＴ≧１．３
△：１．０≦ΔＴ＜１．３
×：ΔＴ＜１．０
（コックリング）
画像濃度測定と同様に、普通紙に前処理液を１００％ｄｕｔｙで印刷した後、ブラックインクを１００％ｄｕｔｙベタ印刷することによりサンプルを得た。レーザー変位計によりコックリングの程度を求め、紙の凹凸を以下の基準で評価した。

○：１.０ｍｍ未満
△：１.０ｍｍ以上２.０ｍｍ未満
×：２.０ｍｍ以上
得られた結果を、下記表２にまとめる。以上の３つの評価のうち、“△”が０または１つであれば許容範囲である。“△”が２つ以上の場合、あるいは１つでも“×”があればＮＧである。

なお、ブラックライト（ＵＶライト）を照射して前処理液の印字確認を行なったところ、蛍光増白剤を含有する前処理液については、確認が可能であった。

上記表２に示されるように、Ｎｏ．１〜１０の前処理液では、にじみ、画像濃度、およびコックリングにおける評価結果で、総合的に良好な結果が得られている。これらの前処理液には、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールまたは１，３−ブチレングリコールまたはイソプレングリコールから選択されるブタン誘導体とともに蛍光増白剤が含有されている。所定のブタン誘導体および蛍光増白剤が含有されることによって、前処理液の浸透乾燥性は最適となり、用紙に生じるコックリングが低減される。しかも、十分に高い濃度の画像を形成することができる。

Ｎｏ．１１の前処理液には、蛍光増白剤が含有されない。このため、にじみが発生するのに加えて、十分な画像濃度が得られない。Ｎｏ．１２の前処理液およびＮｏ．１３の前処理液には、ブタン誘導体が含有されないので、コックリングが生じている。しかも、Ｎｏ．１３の前処理液では、にじみも発生している。Ｎｏ．１３の前処理液においては、水の量が４０重量％未満であり、５０重量％の湿潤剤が含有されることに起因するものと推測される。

なお、１０重量％以下であれば、グリセリンなどの湿潤剤が含有されても、コックリングには何等影響ないことが、Ｎｏ．９の結果からわかる。

Ｎｏ．６の前処理液には、金属塩として塩化ナトリウムが含有されている。すなわち、含有される金属イオンは１価である。金属塩を塩化ナトリウムに変更する以外は同様の処方で前処理液を調製して、画像濃度について比較した。その結果、Ｎｏ．６の前処理液に比べて他の前処理液は、約１．１〜１．３倍程度、より画像濃度の向上が確認できた。

他の金属塩類の場合も同様の傾向がみられ、含有される金属イオンの価数が高いほうが、画像濃度が高められる。こうした効果は、イオンの存在による色材、糖類などの高分子の凝集に関連するものと推測される。必要以上に過剰に金属イオンが含有されると、印字画像に粒状感が発生するおそれがある。また、定着性能などの印字品質の低下にもつながるので、適切な量で処方することが望まれる。

この発明の実施の形態のインクジェット記録方法は、二液で印字する方法により普通紙にインクジェット記録を行なうにあたって、普通紙の劣化を抑制しつつ、印字確認可能な前処理および高い品質の印字を行なうことができる。

また，この発明の実施の形態の前処理液は、普通紙の劣化を抑制しつつ、印字確認可能な前処理を行ない得る．

ｐ…用紙；１００…用紙カセット；１０１…用紙カセット；１０２…給紙ローラ
１０３…給紙ローラ；１０４…搬送ローラ対；１０５…搬送ローラ対
１０６…レジストローラ対；１０７…搬送ベルト；１０８…駆動ローラ
１０９…従動ローラ；１１０…ファン；１１１…負圧チャンバ
１１２…搬送ローラ対；１１３…搬送ローラ対；１１４…搬送ローラ対
１１５…インクジェットヘッド；１１６…インクカートリッジ
１１７…チューブ；１１８…排紙トレイ。

特登３７４５４３８ＵＳＰ６０８４６１９特開１０−１９３７７５号公報

Claims

３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールおよびイソプレングリコールからなる群から選択される少なくとも１種のブタン誘導体と、水と、金属塩と、蛍光増白剤とを含有する無色の前処理液を普通紙に付着させて前処理する工程、および
前処理後の普通紙に、色材と水とを含み前記前処理液と反応する少なくとも１種のインク組成物を噴射して画像を形成する工程を具備することを特徴とするインクジェット記録方法。
前記画像の形成は、１種類のインク組成物を用いて行なわれることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録方法。
前記画像の形成は、２種類以上のインク組成物を用いて行なわれることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録方法。
インクジェットプリンターにてインク組成物を普通紙に画像を形成する前に、前記普通紙に付着させる前処理液であって、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールおよびイソプレングリコールからなる群から選択される少なくとも１種のブタン誘導体と、水と、金属塩と、蛍光増白剤とを含有することを特徴とするインクジェット記録用前処理液。
前記水は、４０〜９０重量％の量で含有されることを特徴とする請求項４に記載の前処理液。
前記金属塩は、Ｎａ⁺、Ｋ⁺、Ｃａ²⁺、Ｍｇ²⁺、Ｃｕ²⁺、Ｎｉ²⁺、Ｂａ²⁺、Ａｌ³⁺、およびＦｅ³⁺からなる群から選択される金属イオンを含むことを特徴とする請求項４に記載の前処理液。
前記金属塩は、Ｃｌ^-、ＮＯ^3-、Ｉ^-、ＣＨ₃ＣＯＯ^-、Ｃ₂Ｈ₅ＣＯＯ^-、およびＣＨ₃Ｃ(ＯＨ)ＨＣＯＯ^-からなる群から選択される陰イオンを含むことを特徴とする請求項４に記載の前処理液。
前記金属塩は、２〜３０重量％の濃度で含有されることを特徴とする請求項４に記載の前処理液。
前記蛍光増白剤は、スチルベン系化合物、ジアミノスチルベン系化合物、クマリン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピレン誘導体、およびチアゾール誘導体からなる群から選択されることを特徴とする請求項４に記載の前処理液。
前記蛍光増白剤は、０.２〜１０重量％の濃度で含有されることを特徴とする請求項４に記載の前処理液。
１０重量％以下の湿潤剤をさらに含有することを特徴とする請求項４に記載の前処理液。
メチルセルロース類、エチルセルロース類、ポリビニルアルコール類、ポリビニルピロリドン類、および多糖類からなる群から選択される水溶性高分子をさらに含有することを特徴とする請求項４に記載の前処理液。
界面活性剤をさらに含有することを特徴とする請求項４に記載の前処理液。
２５℃における粘度が２０ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項４に記載の前処理液。