JP5553244B2

JP5553244B2 - インクジェット記録装置

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Publication number: JP5553244B2
Application number: JP2011243548A
Authority: JP
Inventors: 久八郎岩崎; 均有田; 格二村上
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2011-11-07
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2020-06-14
Also published as: JP2012071609A

Description

本発明はインクジェット記録装置に関し、詳細にはインクジェット方式の画像記録法に有効な、記録媒体の前処理手段に関するものであり、具体的には画像品質を向上させるための前処理液を塗布する前処理液塗布装置を具備したインクジェット記録装置に関する。

近年、インクジェットプリンタは低騒音、低ランニングコスト、カラー化が容易といった利点から急速に普及してきている。しかしながら、普通紙に記録すると、にじみ、濃度、色調や裏写り等といった初期品質問題に加え、耐水性、耐候性といった画像の堅牢性に関わる問題を抱えていたため、これらの問題を解決する様々な提案が成されてきた。

それらの解決手段として、インクによる画像が形成された際に、普通紙などの被記録材表面にインク中の染料を定着するための材料を予め塗工した被記録材、又は表面に白色顔料や水溶性高分子を塗工した被記録材を使用することが、特許文献１〜４等に開示されている。しかし、この方法では、予め塗工処理した専用紙を購入しなければならないため、身近にある紙を自由に使えるというわけにはいかないという不便さがあり、また鉛筆やペンによる加筆性の問題があった。

また、２色重ね部分等の色境界での滲みを抑えるために、インクに界面活性剤などを添加することにより、インクの浸透性を高めることが特許文献５等に開示されている。この方法は、インクが記録紙に高速に浸透するため、２色重ね部分等の色境界での滲みの解決やスメア（印字後の接触による画像汚れ）に対しては効果的だが、滲みや裏写りは解決できない。更に、インクに揮発性溶剤を添加する方法が特許文献６に開示されているが、上記浸透性インクと同様の効果が得られるがノズルが目詰まりを起こしやすい。また、耐水性、耐光性を向上させるために色剤として顔料を含有するインクの使用も増加してきているが、顔料を含有するインクでは目詰まり等ノズル周りの信頼性を維持するのが難しく、また写真画像やＣＧ等の高い色再現性を要求される場合にはシアンやマゼンタ色の発色が不十分となり満足な画像が得られないという問題がある。

そこで、このような問題を解決するために、特許文献７には、被記録材上に予めカルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等のポリマー溶液を噴射し、ついでそのポリマー溶液が付着した部分にインクを噴射して印字するインクジェット記録方法が提案されている。しかし、この方法では印字画像のシャープネスの向上は得られるが、印字画像の乾燥性の向上に効果が得られずカラー画像での画質改善効果があまり認められない。また、インク中の染料を不溶化する化合物を含む画像記録促進液を被記録材上にインクジェット方法により付着した後にその画像記録促進液が付着した部分にインクを噴射して印字するインクジェット記録方法が特許文献８〜１０等に開示されている。

しかしながら、画像記録促進液を被記録材上にインクジェット方法により付着する方法では、２色重ね部での水分付着量が大きいため、色境界での滲みを十分に抑えることができず、またインクの裏写りが大きいという問題がある。さらに、被記録材のコックリング（波打ち）が発生するという問題がある。また、画像記録促進液をインクジェットヘッドで吹き付けるため、噴射を安定的に得るためには液の粘度や表面張力に制約があり、さらに目詰まりを起こさないためにノズルの径や液の組成に制約条件が加わり自由度が著しく小さくなるという問題があった。一方、記録速度の高速化へのニーズはますます高まってきており、ライン走査型のインクジェットヘッドによる高速システムの開発も盛んになってきている。しかし、ライン走査型のインクジェットヘッドによる記録速度はヘッドのインク噴射性能からすれば１００ｐｐｍ以上も可能であるが、実際には用紙によるインクの吸収が追いつかず、画像が滲んだり、用紙の波打ちが発生して高画質で高速化を達成することが困難な状況である。

本発明はこのような問題点を解決するためのものであり、記録媒体への前処理液の塗布量が均一に制御できることにより記録媒体の波打ちを抑え、高画質な記録が可能なインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、前処理液を用紙に塗布する塗布ローラと、該塗布ローラと対向するカウンタローラと、前記塗布ローラ及び前記カウンタローラより上部に設置され、かつ前記用紙に記録を行うインクジェットヘッドとを具備し、前記塗布ローラと前記カウンタローラとの間で前記前処理液が塗布された前記用紙を反転させ、前記前処理液が塗布された面に前記インクジェットヘッドによって画像を記録するインクジェット記録装置において、前記塗布ローラと前記カウンタローラとの間へ前記用紙を案内する第１のガイド部と、前記塗布ローラと前記カウンタローラとの間から排出される前記用紙を前記インクジェットヘッドへ案内する第２のガイド部とを備え、前記第１のガイド部は、前記用紙が水平面に対して斜め上向きとなる搬送角度で前記塗布ローラと前記カウンタローラとの間に向かうように前記用紙を案内し、前記第２のガイド部は、前記塗布ローラと前記カウンタローラとの間から排出される前記用紙を前記搬送角度よりも水平に近い角度で案内することを特徴とするものである。

本発明は、記録媒体をカウンタローラ側に向けて案内する第１のガイド部を有することにより、適切な圧力の印加された塗布ローラとカウンタローラとの挟持位置で記録媒体がはじめて前処理液と接触するために、前処理液の塗布量を均一に制御でき、記録媒体の波打ちを抑え、高画質な記録を行うことができる。

本発明の一実施の形態に係るインクジェット記録装置の構成を示す断面図である。

図１は本発明の一実施の形態に係るインクジェット記録装置の構成を示す断面図である。同図において、本実施の形態のインクジェット記録装置１は、主に、用紙供給ユニット１０、前処理液塗布ユニット２０、そして画像記録ユニット３０を含んで構成されている。用紙供給ユニット１０は用紙１１を送り出す給紙ローラ１２を有する。前処理液塗布ユニット２０は、色剤と、該色剤を分散または溶解する溶媒からなる記録液中の色剤を不溶化する化合物とを含有する液体である前処理液２２を収納すると共に、用紙１１を後述するカウンタローラ２６側に案内する第１のガイド部５１及び後述する塗布ローラ２５とカウンタローラ２６の排出側に配置され前処理液が塗布された下面への塗布直後の接触を避けるように塗布ローラ２５側であってローラ挟持部よりも下方に向けて設けられている第２のガイド部５２を含む前処理液タンク２１と、前処理液２２を攪拌して汲み上げる汲上げローラ２３と、汲み上げられた前処理液を塗布ローラ２５に均一な膜厚に制御する膜厚制御ローラ２４と、塗布ローラ２５とによって搬送されてくる用紙１１に前処理液２２を塗工するカウンタローラ２６を含んで構成されている。そして、画像記録ユニット３０は、ベルト駆動ローラ３２，３３の間に渡され、当該ベルト駆動ローラ３２，３３が回動することによって、搬送されてきた用紙１１を副走査方向である図中矢印方向に一定速度で連続的に搬送する用紙搬送ベルト３１と、用紙搬送ベルト３１の上に用紙１１を案内する搬送ローラ３４と、記録終了後の用紙１１を押し出す搬送ローラ３５と、用紙１１の幅だけ記録可能なノズルを具備した、ライン走査型のブラック用インクジェットヘッド３６、シアン用インクジェットヘッド３７、マゼンタ用インクジェットヘッド３８及びイエロー用インクジェットヘッド３９とを含んで構成されている。なお、ライン走査型のブラック用インクジェットヘッド３６、シアン用インクジェットヘッド３７、マゼンタ用インクジェットヘッド３８及びイエロー用インクジェットヘッド３９は一定間隔で配置されており、用紙１１の送り速度と同期して画像を記録していく。記録された用紙１１は排出ローラ４０，４１によって排出部に排出される。インクは各色のタンク４６が配置され、チューブ（図示せず）でそれぞれのヘッドに供給される。前処理液も同様の位置に配置されチューブ（図示せず）で前処理液タンク２１に供給され、液面２１−１が一定の高さに保たれるようになっている。

次に、このような構成を有する本実施の形態のインクジェット記録装置における一連の画像記録動作について説明する。
用紙給紙ユニット１０に収納されている用紙１１は給紙ローラ１２によって送り出される。一方、前処理液塗布ユニット２０の前処理液タンク２１内の前処理液２２は汲上げローラ２３によって汲み上げられ、塗布ローラ２５のローラ面に膜厚制御ローラ２４によって均一な膜厚に制御される。そして、給紙ローラ１２によって搬送された用紙１１は第１のガイド部５１によりカウンタローラ２６側に案内されてカウンタローラ２６に接し、その後用紙１１は２つのローラで挟まれる部位で始めて塗布ローラ２５と接することになり、よって塗布ローラ２５とカウンタローラ２６によって前処理液２２が用紙１１の記録領域に均一に薄く塗布される。そして、前処理液が塗布された用紙１１は第２のガイド部５２に沿って案内されるので、前処理液が塗布された下面への塗布直後の接触を避けられる。次に、用紙１１は、用紙ガイド４４に沿って搬送ローラ４２，４３によって搬送され、更に用紙ガイド４５に沿って用紙搬送ベルト３１上に送られる。その後、前処理液が塗布された用紙１１は用紙搬送ベルト３１によって一定速度で連続的に副走査方向に搬送され、順次ライン走査型のブラック用インクジェットヘッド３６、シアン用インクジェットヘッド３７、マゼンタ用インクジェットヘッド３８及びイエロー用インクジェットヘッド３９によって画像が記録される。記録が終了した用紙１１は排出ローラ４０，４１によって排出部に排出される。

ここで、用紙１１上に印写されたインク滴が前処理液２２の作用で定着する時間ｔ（ｓｅｃ）は隣接するドットを打ったとき、インクの色間の滲み（ブリーディング）の領域が０．１ｍｍ以下であるものと定義する。インクの色間の滲み（ブリーディング）の領域が０．１ｍｍ以下であれば官能検査の結果目視的にはシャープな境界画像として実質的に問題がない。即ち、本実施の形態のインクジェット記録装置においては、用紙１１上に印写されたインク滴が前処理液２２の作用で定着する時間ｔ（ｓｅｃ）とは、ある色のべた画像を記録し、隣接した次のラインから別の色でべた画像を記録する場合でも色の境界における滲み、混色が０．１ｍｍ以下に収まる時間である。色の境界地点における印写時間間隔は、各色のインクジェットヘッド間の距離をｓ（ｍｍ）とし、用紙の速度をＶ（ｍｍ／ｓｅｃ）とすると、ｓ／Ｖである。この時間間隔が、インク滴が前処理液の作用で定着する時間ｔ（ｓｅｃ）より長ければ境界における色にじみが１ドットライン以下に収まるから、ｓ／Ｖ（ｓｅｃ）はｔ（ｓｅｃ）以上、即ちＶ（ｍｍ／ｓｅｃ）はｓ／ｔ（ｍｍ／ｓｅｃ）以下であれば良い。よって、Ｖ＝ｓ／ｔにすることにより、画質が許容される範囲内で、最も高速記録が達成できることとなる。

以上は色の境界におけるブリーディングの解決を図ったものだが、同じ色で図形や文字を描く場合でも隣接する次のドットの印写タイミングが早すぎると滲みやボケの原因となる。滲みのない極めてシャープな画像を必要とする場合は、用紙の送り速度Ｖを次のように設定することで達成される。用紙の送り方向の記録密度をＤｄ（ｄｐｉ）、１ドットピッチを送る時間は（２５．４／Ｄｄ）／Ｖであるから、これがインク滴が前処理液の作用で定着する時間ｔ（ｓｅｃ）以上であれば良い。即ち、Ｖは（２５．４／Ｄｄ）／ｔ（ｍｍ／ｓｅｃ）以下であれば滲みやボケのない極めてシャープな画像が得られる。そして、Ｖ＝（２５．４／Ｄｄ）／ｔ（ｍｍ／ｓｅｃ）のときが記録速度は最も速い。なお、この場合のインクジェットヘッドの噴射の最大周波数は、（Ｖ／２５．４）×Ｄｄ（Ｈｚ）である。

また、前処理液２２としては、色材凝集剤を含む液体は水または湿潤性有機溶剤と下記一般化学式（１）〜（８）に示すようなカチオン性樹脂を１０〜８０重量％含有したものである場合では、ｔが１５０μｓｅｃ程度であり、用紙１１の送り方向の記録密度を６００ｄｐｉ、インクジェットヘッドの噴射周波数は約６．７ｋＨｚで、８０ｐｐｍ相当の速度（用紙サイズＡ４の横送りに相当する）で良好な画像が実験的に得られた。

上記一般化学式（１）〜（８）に示されるカチオン性樹脂は、重量平均分子量が１０００から１０万の範囲のものが好ましく、さらに好ましくは、２０００から５万、より一層好ましくは２０００から３万のものが好ましい。重量平均分子量が１０万よりも大きいと、溶媒に溶けにくいため、前処理液が不均一になり、画質のむらを生じ易くなる。逆に、重量平均分子量が１０００よりも小さい場合、にじみ防止や耐水性向上の効果が小さく、好ましくない。また、アニオン性成分と高い反応性を得るためには、カチオン性樹脂のｐＨ３におけるカチオン度は３ｍｅｑ／ｇ以上、更に好ましくは３．５ｍｅｑ／ｇであることが好ましい。カチオン度とは、ポリビニル硫酸カリウム試薬を用いたコロイド滴定により求められる。詳しくは、以下の手順にて求めることができる。すなわち、コニカルビーカーに脱イオン水９０ｍｌをとり、試料（乾品換算）の５００ｐｐｍ水溶液を１０ｍｌ加えて塩酸水溶液でｐH４．０とし、約１分間攪拌する。次にトルイジンブルー指示薬を２〜３滴加え、Ｎ／４００ポリビニル硫酸カリウム試薬（Ｎ／４００ＰＶＳＫ）で滴定する。滴定速度は、２ｍｌ／分とし、検水が青から赤紫色に変色して１０秒間以上保持する時点を終点とする。カチオン度(meq/g)＝（N/400PVSK滴定量）×（N/400PVSKの力価）／２により求めることができる。カチオン度が高いものほど、カチオン性が強く、記録液中のアニオン性成分と効率よく反応することができ、よって、前処理液の必要量を低減でき、被記録材のカールやコックリングを起こさずに、高画質の画像を得ることが可能になる。

カチオン樹脂のカウンターイオンは、ハロゲンイオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、酢酸イオン、燐酸イオン、硫酸イオン等の無機系陰イオンならびに蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、グリコール酸、グルコン酸、乳酸等の有機酸由来の有機系陰イオンなど任意のものでよいが、記録液中のアニオン性成分との反応性を考慮すれば、前処理液中で高い割合でイオン的に解離していることが好ましく、よって、ハロゲンイオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、酢酸イオンから選ばれる一価の陰イオンが特に好ましい。

これらのカチオン樹脂は、市販のものも利用できる。具体的には、ＰＡＡ−ＨＣｌ−３Ｌ、ＰＡＡ−ＨＣｌ−１０Ｌ（ポリアリルアミン塩酸塩）、ＰＡＡ−１０Ｃ（ポリアリルアミン）（以上日東紡績製）Ｑ−１０１（ポリアミン系）、Ｑ−３１１（ポリアミン系）、Ｑ−５０１（ポリアミン系）、（以上ハイモ株式会社製）、アコフロックＣ５６７、Ｃ５７３、Ｃ５７７、Ｃ５８１（ポリアミン系）、（以上三井サイテック株式会社製）、などがあげられる。これらのカチオン樹脂は、単独で用いても、２種以上を混合して用いても構わない。

この前処理液を被記録材に当接して付与する手段とは、ローラ塗布や、ワイヤーバーやブレードによる塗工方法などが含まれる。これらの方法では、これまでインクジェット方式により液滴として付与できなかった高粘度の被記録材の前処理液を被記録材に均一に塗布することができる。更に、この当接付与手段により付与される被記録材の前処理液には、前述の従来方法では配合することのできなかった数々の添加剤をも配合することができ、被記録材の前処理液の処方を組む自由度を大きく拡げることができる。

特に、被記録材に当接して前処理液を付与する手段が、ローラ塗布手段であると、高粘度の前処理液をごく少量付与することが可能であり、また簡素な構成のため、付与手段を低コストで、かつコンパクトに作製することが可能になるため、好ましい。

前述したように、インクジェット方式により液滴として吐出させる前処理方法では使えなかった高粘度の前処理液が使用可能である。すなわち、前処理液には、高濃度でカチオン性樹脂を含有させることができる。高濃度で薄い層にて付着させることにより、付着量が少なくてすみ、表面近傍にカチオン性樹脂がとどまるので、画質が著しく良くなり、被記録材のカール、コックリング等を抑えることができる。具体的に、前処理液に含まれる上記カチオン性樹脂の含有量は、１０〜８０重量％であることが好ましい。１０重量％未満である場合は、細線の再現性、フェザリングや色境界にじみの低減、画像濃度の向上、裏抜け濃度の低減等の画質改善効果が十分には得られず、また８０重量％よりも多い場合は、溶媒成分の蒸発等による物性変化が著しく変化し、所定量を均一に付与することが困難となりやすい。

前処理液の粘度は、Ｂ型粘度計で１０から１００００ｍＰａ・ｓ（２５℃、ローターＮＯ．４、回転数３０ｒｐｍ）であることが好ましく、さらに好ましくは、１０から１０００ｍＰａ・ｓの範囲であることが好ましい。前処理液は、被記録材表面にあって、記録液中のアニオン性成分とのイオン的な相互作用により、細線の再現性、耐水性向上、にじみ防止などの画質改善効果が得られる。ところが、前処理液の粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満であると、前処理液が被記録材内部へ浸透してしまい、フェザリングや色境界にじみ防止効果が小さい。この場合、十分な画質改善効果を得るために、多量の前処理液を付与すると、前処理液が被記録材内部に浸透してしまい、着色剤も被記録材内部に浸透してしまうために画像濃度の低下をもたらす。また、前処理液に含まれる溶媒成分により被記録材のカール、コックリングを引き起こしやすい。逆に、前処理液の粘度が１００００ｍＰａ・ｓよりも大きいと、被記録材への均質な付与が困難となり、好ましくない。

所望の粘度に調節するために、前処理液は、各種溶媒を含有することができる。溶媒としては、上記カチオン性樹脂の溶解性に優れ、前処理液の安全性、コストの点から水が特に好ましい。水の含有量は５〜８０重量％であることが好ましい。５重量％未満では、カチオン性樹脂が安定に溶解しにくく、８０重量％よりも大きいと、画像滲みが生じ易くなり、また、被記録材のカール、コックリングが生じ易くなり、好ましくない。

また、前処理液中の水などの溶媒成分が蒸発することにより粘度が変化すると、被記録材への付与量も変化してしまい、一定の画像品質を確保することができない。乾燥防止以外に、被記録材の前処理液を所望の物性にするため、記録液中の着色剤を不溶化する化合物やその他添加剤の溶解安定性を向上させるため、また被記録材の前処理液の塗工特性を安定にするため等の目的で下記の水溶性有機溶媒を使用することができる。水溶性有機溶剤の含有量は、５〜７０重量％の範囲が好ましい。５重量％未満では、蒸発抑制による粘度安定化効果ならびに溶解助剤としての効果が不十分であり、また７０重量％よりも多い場合には、裏抜けや画像にじみを誘発するため好ましくない。

すなわち、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、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコーノレ、ポリプロピレングリコール、１，５ペンタンジオール、１，６へキサンジオール、グリセロール、１，２，６−へキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類、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、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類、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、ε−カプローラクタム等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類、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、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、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、γ−ブチローラクトン等を用いることができる。これらの溶媒は、水とともに単独もしくは、複数混合して使用することができる。

これらの中で特に好ましいものはジエチレングリコール、チオジエタノール、ポリエチレングリコール２００〜６００、トリエチレングリコール、グリセロール、１，２，６−へキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、ペトリオール、１，５−ペンタンジオール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチルピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノンであり、これらを用いることにより記録液中の着色剤を不溶化する化合物やその他の添加剤の高い溶解性と水分蒸発による塗工不良の防止に対して優れた効果が得られる。

更に、被記録材の前処理液には一価アルコールを含有させることが好ましく、それにより被記録材の前処理液の泡立ちによる塗布むらなどの発生を防止することができ、その被記録材の前処理液を被記録材に当接して付与した後、記録液を液滴として吐出して被記録材に付着させることより画像を形成すると、均一な濃度を有する画像を得ることができる。

本実施の形態の前処理液は、特許文献１１に記載されるシリコーン化合物とカチオン性化合物を含有する無色の液体組成物を用いた場合に比べ、高速記録に適している。すなわち、シリコーン化合物が付着した部分はインクの浸透性が著しく低いため画像部の乾燥が遅く、また、この画像形成方法で高速印字を行うと、低浸透に加え記録媒体への濡れ性が悪いので隣接ドットの合一を生じ、べた画像部等にヘッド主走査方向に沿って白筋が発生するなど、著しく画質が悪化するという問題を生じていた。本実施の形態の前処理液は、水ならびに水溶性溶媒を主溶媒としているため、前処理液の付与された被記録材と記録液との濡れ性や浸透性に悪影響を及ぼすことがない。よって、高速記録を行っても、良好な画像品質を得ることができる。また、本実施の形態の前処理液を構成する各種成分は、安定であり、長期に保存した後でもその特性になんら変化を生じない。

更に、本実施の形態の前処理液には、０．１〜５重量％の防腐・防かび剤を含有することが好ましい。被記録材と接触させながら前処理液を付与するため、たとえば紙粉のような汚染原因物質が混じり込みやすく、前処理液を変質させ、変質による付着量変化や画質改善効果自体の低下を及ぼすことがある。そこで、０．１〜５重量％の防腐・防かび剤を添加することにより、長期間安定に作用することのできる前処理を得ることができる。防腐防黴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、１，２−ジベンジソチアゾリン−３−オン（アビシャ社のプロキセルＣＲＬ、プロキセルＢＤＮ、プロキセルＧＸＬ）等が使用できる。添加量は、０．１重量％未満では、防腐・防かび効果が不十分であり、５重量％よりも多い場合、画像品質を低下させる。

また、本実施の形態の被記録材の前処理液には、定着性向上のためバインダー樹脂を添加することが好ましい。バインダー樹脂としては、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン系樹脂などが挙げられる。

更に、本実施の形態の被記録材の前処理液には、界面活性剤を含有することができる。カチオン性樹脂と界面活性剤とを含有する前処理液を普通紙などの被記録材に付与した後に記録液を被記録材に付着させると、被記録材の表面サイズ剤の分布による不規則な濡れが少なくなるため、フェザリングが少なく細線等の再現性に優れ色境界にじみのない高画質で、且つ画像濃度の高い画像が得られる。これは、記録液が被記録材に均一に浸透するとともに色材が不溶化し被記録材の表面近傍に留まるためであると考えられる。界面活性剤としては、例としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートのアンモニウム塩等のアニオン性界面活性剤、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム、塩化ステアリルジメチルベンジルアンモニウム、塩化ステアリルジメチルベンジルアンモニウム、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化セチルトリメチルアンモニウム、塩化ミリスチルジメチルベンジルアンモニウム、塩化ベンザルコニウム、エチル硫酸ラノリン脂肪酸アミノプロピルエチルジメチルアンモニウム、塩化ジデシルジメチルアンモニウム等のカチオン系界面活性剤、イミダゾリン誘導体等の両性界面活性剤、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アルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリエキシエチレンプロピレンブロックポリマー、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、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド添加物等のノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等が挙げられる。界面活性剤以外の溶剤の具体的としては、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、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、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテル等の多価アルコールのアルキル及びアリールエーテル類、エタノール、２−プロパノール等の低級アルコール類、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールなどの低水溶性多価アルコール類が挙げられるが、前処理液中に溶解し、所望の物性に調整できるものであれば、これに限らない。

前処理液における上記化合物の含有量としては、０．１〜５０重量％が好ましい。前処理液の均一性を確保するためには、界面活性剤のうち特にカチオン性界面活性剤が好ましい。これにより、記録液と被記録材表面との濡れ性を向上させるとともに、高画質で、且つ画像濃度の高い耐水性に優れた画像が得られる。カチオン性界面活性剤としては、イオネットＤ４６、イオネットＬＥＣ、セクリルＶＮ、サンスタット１２００、サンスタットＫＴ−３０５Ｃ、カチオンＧ−５０、イオネットＲＫ−１５（以上三洋化成工業株式会社製）等が挙げられる。

具体的に、着色剤を不溶化するカチオン性化合物の種類として、本実施の形態のジシアンジアミド・ホルマリン重縮物、ジシアンジアミド・ジエチレントリアミン重縮物、エピクロルヒドリン・ジメチルアミン付加重合物、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド・ＳＯ_２共重合物、アリルアミン塩の重合物、ジアルキルアミノエチル（メタ）アクルレート４級塩重合物、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合物、ジアリルアミン塩・ＳＯ_２共重合物等の他に、ポリアリルアミン、カチオンエポキシ樹脂、ポリエチレンイミン、ポリアクリルアミド、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリビニルホルムアミド、アミノアセタール化ポリビニルアルコール、ポリビニルピリジン、ポリビニルベンジルホスホニウム、カチオンエマルジョン等や、多価金属塩などを含有することも可能である。

これらカチオン性樹脂は市販のものを用いることが可能で、具体的には、サンスタットＥ−８１８、サンフィックス７０、サンフィックス５５５Ｃ、サンフィックスＬＣ−５５、サンフックスＰＡＣ−７００コンク、サンヨウエリオンＡ−３、サンフィックス４１４、サンフィックス５５５、サンフィックスＰＲＯ−１００、サンフィックス５５５ＵＳ、セロポールＹＭ−５００（以上三洋化成工業株式会社製）、＃６７５、＃ＦＲ−２Ｐ、＃１００１（以上住友化学工業株式会社製）、ＬＵＰＡＳＯＬＳＣ６１Ｂ（ＢＡＳＦ社製）等が挙げられる。また、ＺＰ−７００（ビニルホルムアミド系）、ＭＰ−１８４（ポリアクリル酸エステル系）、ＭＰ−１７３Ｈ（ポリメタクリル酸エステル系）、ＭＰ−１８０（ポリメタクリル酸エステル系）、ＭＸ−０２１０（ポリメタクリル酸エステル系）、ＭＸ−８１３０（ポリアクリル酸エステル系）、Ｅ−３９５（ポリアクリル酸エステル系）、Ｅ−３０５（ポリアクリル酸エステル系）、Ｑ−１０５Ｈ（ジシアンジアミド系）、Ｎｅｏ−６００（ポリアクリルアミド系）、（以上ハイモ株式会社製）、スーパーフロック２４９０（ポリアクリル酸塩系）、スーパーフロック３１８０、３３８０、３５８０、３８８０、３３９０、３５９０、３５００、ＳＤ２０８１（ポリアクリルアミド）、アコフロックＣ４９８Ｔ、Ｃ４９８Ｙ（ポリアクリル酸エステル系）、スーパーフロック１５００、１６００、アコフロックＣ４８１、Ｃ４８３、Ｃ４８５、Ｃ４８８、Ｃ４８０（ポリメタアクリル酸エステル）、（以上三井サイテック株式会社製）、ＰＡＳ−Ａ−１、ＰＡＳ−Ａ−５、ＰＡＳ−Ａ−１２０Ｌ、ＰＡＳ−Ａ−１２０Ｓ、ＰＳＡ−Ｊ−８１、ＰＡＳ−８８０、ＰＡＳ−９２（ジアリルジメチルアンモニウム塩系共重合物）、ＰＡＳ−Ｈ−５Ｌ、ＰＡＳ−Ｈ−１０Ｌ、ＰＡＳ−Ｍ−１（ジアリルジメチルアンモニウム塩系重合物）、（以上日東紡績製）、等が挙げられる。

カチオン性エマルジョンとして、アクリットＵＷ３１９−ＳＸ、アクリットＲＫＷ−４６０、アクリットＲＫＷ−４００ＳＸ、アクリットＲＫＷ−４５０ＳＸ、アクリットＲＫＷ−４５０（以上大成化工株式会社製）等が挙げられる。

多価金属塩としては、硝酸マグネシウム・六水和物、酢酸マグネシウム・四水和物、硝酸カルシウム・四水和物、酢酸カルシウム・一水和物、塩化カルシウム・無水物、乳酸カルシウム・五水和物、蟻酸カルシウム・無水物、安息香酸マグネシウム・三水和物、硫酸マグネシウム・七水和物等が挙げられる。

前処理液中のカチオン性樹脂と記録液中のアニオン性成分との反応性は、液相でもっとも効率的であることから、前処理液を当接する付与手段で被記録材に対して付与した後、前処理液が乾燥する前に記録液により印字することが好ましい。高い反応性を確保できれば、より一層前処理液使用量が少なくてすみ、被記録材のカール、コックリングを生じさせずに画質を向上させることが可能になる。

被記録材の前処理液の被記録材への付着量としては０．５ｇ／ｍ²〜１０ｇ／ｍ²が好ましく、それにより被記録材のカールをよりよく抑えることができる。０．５ｇ／ｍ^２未満であると、画質改善効果が不十分であり、１０ｇ／ｍ^２より多いと、被記録材がカールやコックリングを生じ、また付着量が多すぎるため裏抜け濃度が増大する。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
塗布ローラと前記カウンタローラとの間へ前記用紙を案内する第１のガイド部と、塗布ローラとカウンタローラとの間から排出される用紙をインクジェットヘッドへ案内する第２のガイド部とを備え、第１のガイド部は、用紙が水平面に対して斜め上向きとなる搬送角度で塗布ローラとカウンタローラとの間に向かうように用紙を案内し、第２のガイド部は、塗布ローラとカウンタローラとの間から排出される用紙を搬送角度よりも水平に近い角度で案内する。これによれば、上記実施形態について説明したように、第１のガイド部５１は、用紙の進行方向が水平面に対して斜め上向きとなる搬送角度で用紙を案内する。これにより、塗布ローラ２５及びカウンタローラ２６より上部に設置されているライン走査型インクジェットヘッド３６〜３９を含む画像記録ユニット３０へ用紙１１を搬送するため、できるだけ用紙１１を縦方向に近い方向で搬送することが設置面積を小さくでき、装置サイズを小型化できる。しかし、一方で塗布直後の用紙１１は用紙１１の表面に処理液が多く存在し、まだ乾燥もほとんど進行していない。用紙１１を縦方向に近い方向で搬送させると前処理液が自重で傾き下方に移動し塗布ムラの原因となる。そのため、第２のガイド部５２は、塗布ローラ２５とカウンタローラ２６との間から排出される用紙１１を搬送角度よりも水平に近い角度で案内する。よって、第２ガイド部５２によって塗布直後の用紙１１を水平に近く保つことで、塗布ムラを減少させ、画像を安定させることができる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、第２のガイド部で案内された用紙を反転させてインクジェットヘッドへ案内する第３のガイド部を備え、該第３のガイド部のガイド方向は斜め上向き又は上向きに向いている。これによれば、上記実施形態について説明したように、縦方向への搬送を行い省スペース化に有効となり、装置サイズの小型化が図れる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）又は（態様Ｂ）において、前処理液は色材凝集剤を含む液体である。これによれば、上記実施形態について説明したように、良好な画像が得られる。

１；インクジェット記録装置、１０；用紙供給ユニット、
１１；用紙、１２；用紙給紙ローラ、２０；前処理液塗布ユニット、
２１；前処理液タンク、２２；前処理液、２３；汲上げローラ、
２４；膜厚制御ローラ、２５；塗布ローラ、２６；カウンタローラ、
３０；画像記録ユニット、３１；用紙搬送ベルト、
３２，３３；ベルト駆動ローラ、
３４，３５，４０〜４３；搬送ローラ、
３６〜３９；ライン走査型インクジェットヘッド、
４４，４５；用紙ガイド、
４６；タンク、５１；第１のガイド部、５２；第２のガイド部。

特開昭５６−８６７８９号公報特開昭５５−１４４１７２号公報特開昭５２−５３０１２号公報特開昭５６−８９５９４号公報特開昭５５−６５２６９号公報特開昭５５−６６９７６号公報特開昭５６−８９５９５号公報特開昭６４−６３１８５号公報特開平８−２０１５９号公報特開平８−２０１６１号公報特開平８−１４２５００号公報

Claims

前処理液を用紙に塗布する塗布ローラと、該塗布ローラと対向するカウンタローラと、前記塗布ローラ及び前記カウンタローラより上部に設置され、かつ前記用紙に記録を行うインクジェットヘッドとを具備し、前記塗布ローラと前記カウンタローラとの間で前記前処理液が塗布された前記用紙を反転させ、前記前処理液が塗布された面に前記インクジェットヘッドによって画像を記録するインクジェット記録装置において、
前記塗布ローラと前記カウンタローラとの間へ前記用紙を案内する第１のガイド部と、
前記塗布ローラと前記カウンタローラとの間から排出される前記用紙を前記インクジェットヘッドへ案内する第２のガイド部とを備え、
前記第１のガイド部は、前記用紙が水平面に対して斜め上向きとなる搬送角度で前記塗布ローラと前記カウンタローラとの間に向かうように前記用紙を案内し、
前記第２のガイド部は、前記塗布ローラと前記カウンタローラとの間から排出される前記用紙を前記搬送角度よりも水平に近い角度で案内することを特徴とするインクジェット記録装置。
前記第２のガイド部で案内された前記用紙を反転させて前記インクジェットヘッドへ案内する第３のガイド部を備え、該第３のガイド部のガイド方向は斜め上向き又は上向きに向いてい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装置。
前記前処理液は色材凝集剤を含む液体であることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。