JPH06219038A

JPH06219038A - 記録紙及びこれを用いたインクジェット記録方法

Info

Publication number: JPH06219038A
Application number: JP5010002A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Sakaki; 守坂木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-01-25
Filing date: 1993-01-25
Publication date: 1994-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】インクジェット方式及び電子写真方式に適用
可能であり、鮮明性に優れた画像が得られる記録紙を提
供する。【構成】パルプ繊維及び填料を主体とし、記録液の浸
透防止剤を含んでなる記録紙であって、（ａ）２０℃、
６５％ＲＨにおける表面固有抵抗値が１０⁹ 〜１０
¹¹Ω、（ｂ）記録面の表面ｐＨが６．５〜７．８及び
（ｃ）ブリストウ試験による吸収係数Ｋα（ｍ・ｓｅｃ
１／２）が５．０×１０^-6〜５．０×１０^-5の範囲にあ
ることを特徴とする記録紙である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真記録方式のト
ナー転写紙としても、優れた性能を有し、且つ、インク
ジェット記録方法、特に鮮明で高解像度の画像を形成可
能であり、耐水性等の画像の保存性にも優れたフルカラ
ーインクジェット記録に適した記録紙及びインクジェッ
ト記録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式は、記録の高速
化、高密度化、カラー化が容易なことから注目されてい
る。従来、特にカラーインクジェット記録方式には、特
開昭５９−３５９７７号公報、特開平１−１３５６８２
号公報に開示されるような、専用のコート紙が用いられ
てきた。コート紙は高精細で鮮明な画像を形成するのに
は適しているが、普通紙感に欠け、汎用性がない（他の
記録方式に使用できない）こと、普通紙（ＰＰＣ用紙や
一般上質紙等）に比べて、コスト高であること、コート
層の脱落による紙粉を発生すること、などの問題点があ
る。

【０００３】特に、高精細なフルカラーインクジェット
記録用の記録紙に要求される性能としては、紙面上でのインクドットがにじみ過ぎず、均一でシャ
ープなエッジを有していること、インクの吸収速度が優れ、異色インクのベタ記録部の
境界が鮮明であること、インクの吸収容量が大きく、２色、３色分のインク滴
が１度に同一箇所に付着しても、インクが流れ出さない
こと。長時間、未定着のインクが紙面上に残らないこ
と、インク中の染料の発色性に優れ、濃度、彩度の高い画
像を形成可能なこと、耐水性、耐光性等の画像の堅牢性に優れること、など
が挙げられる。

【０００４】一方、電子写真記録用のトナー転写紙は、
特開昭５１−１３２４４号公報、特開昭５９−１６２５
６１号公報、特開昭５９−１９１０６８号公報等に記載
される記録紙が挙げられる。

【０００５】トナー転写紙に要求される性能としては、
コピー画質、トナー転写性、定着性、搬送性、加熱加圧
時のカール特性などであるが、この中でも特に、記録紙
へのトナーの転写性が良好であること、及びバックグラ
ンド（白地部）の汚れがないことが重要である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
電子写真記録用トナー転写紙及びフルカラーインクジェ
ット記録用の記録紙として、双方に優れたものは得られ
ていない。

【０００７】そこで本発明の目的は、特にフルカラーイ
ンクジェット記録用紙、電子写真記録方式用のトナー転
写紙の双方に適用可能であり、鮮明な画像を形成でき
る、汎用性のある記録紙及びこれを用いたインクジェッ
ト記録方法を提供することにある。

【０００８】又、更に本発明は、感熱転写方式、インパ
クト方式にも使用可能であり、且つ鉛筆、サインペン、
ボールペン等の筆記用紙としても使用できる記録紙を提
供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】上記の目的は以
下の本発明により達成される。

【００１０】すなわち本発明は、パルプ繊維及び填料を
主体とし、インクの浸透防止剤を含んでなる記録紙であ
って、（ａ）２０℃、６５％ＲＨにおける表面固有抵抗
値が１０⁹ 〜１０¹¹Ω、（ｂ）記録面の表面ｐＨが６．
５〜７．８及び（ｃ）ブリストウ試験による吸収係数Ｋ
α（ｍ・ｓｅｃ１／２）が５．０×１０^-6〜５．０×１
０^-5の範囲にあることを特徴とする記録紙である。

【００１１】また本発明は、パルプ繊維及び填料を主体
とし、インクの浸透防止剤を含んでなり、（ａ）２０
℃、６５％ＲＨにおける表面固有抵抗値が１０⁹ 〜１０
¹¹Ω、（ｂ）記録面の表面ｐＨが６．５〜７．８及び
（ｃ）ブリストウ試験による吸収係数Ｋα（ｍ・ｓｅｃ
１／２）が５．０×１０^-6〜５．０×１０^-5の範囲にあ
る記録紙に対して、イエロー、マゼンタ及びシアンのイ
ンクを用いてカラー記録を行うことを特徴とするインク
ジェット記録方法である。

【００１２】本発明の記録紙の詳しい構成については後
で述べるが、少なくとも本発明は、後述の方法により得
られる記録紙の下記の３つの物性値を、所望の範囲内に
調整することにより達成される。

【００１３】記録紙の表面固有抵抗値の測定方法につい
ては公知であり、ＪＩＳ−Ｃ−２１１１等に記載されて
いる。本発明の記録紙は、１０⁹ 〜１０¹¹Ωに調整され
る必要がある。

【００１４】上記の範囲未満では、トナーの転写性が不
十分であり、上記範囲を超すと画像のかぶり（白地部の
汚れ）を発生しやすく、又、静電気による搬走トラブル
を発生しやすい。

【００１５】又、電解質等の添加により、抵抗値を下げ
ることは、インクジェットインク中の染料のパルプ繊維
への定着を促進するため、インクジェット（以下ＩＪと
略す）記録画像の耐水性、耐光性の向上にもつながる。

【００１６】次に、記録面の表面ｐＨについては、日本
紙パルプ技術協会（Ｊ’ＴＡＰＰＩ）の定める、紙面ｐ
Ｈ測定方法により測定される値であり６〜７．８、好ま
しくは６．５〜７．８の範囲内である必要がある。

【００１７】上記の範囲外であると、酸性又は直接染料
を用いたＩＪ記録に於いては、十分な発色性を示さない
染料も多く、彩度の高い画像が形成されにくかったり、
又、一部の染料では十分な耐水性が得られない。

【００１８】本発明に於いては、酸性紙、中性紙にかか
わりなく、表面ｐＨを上記範囲内に調整することが必須
である。

【００１９】ブリストウ試験については、日本紙パルプ
技術協会（Ｊ’ＴＡＰＰＩ）の定める試験方法であり、
Ｊ’ＴＡＰＰＩＮｏ．５１、紙、板紙の液体吸収性試
験方法にその詳細が述べられている。

【００２０】本発明の記録紙は、ブリストウ法による吸
収係数Ｋαを５．０×１０^-6〜５．０×１０^-5ｍｓｅｃ
^1/2の範囲内、より好ましくは、１．０×１０^-5〜３．
０×１０^-5ｍｓｅｃ^1/2の範囲内に調整する必要があ
る。

【００２１】上記より吸収係数の小さいものは、特に、
フルカラーＩＪ記録に用いた場合に異色インクのベタの
隣接する境界で、双方のインクの混ざりあってしまい
（境界にじみを起こす）、フルカラー記録には適さな
い。

【００２２】逆に吸収係数が上記の範囲を超えてしまう
と、インクの記録紙内部への吸収が良すぎる結果とな
り、十分な画像濃度が得られなかったり、又、紙面上で
インクがにじみすぎ鮮明な画像を形成できない問題があ
る。

【００２３】図１に、ブリストウ試験による測定結果を
示している。ブリストウ試験は、液体の紙への接触時間
の１／２乗（√ｔ（ｓｅｃ１／２））に対する、液体の
浸透深さ（ｈ：ｍｌ／ｍ² ）を求めたものであり、Ｋα
は図１に示されるように、上記のプロットの傾きであ
る。なお、プロットが√ｔの広い範囲で、直線性の無い
場合には、√ｔ＝０．３までの接触時間が短かいところ
で傾きをとることにする。

【００２４】図１に示されるように、紙に対する液体の
浸透特性を表わすその他のパラメーターとしては、プロ
ットからｔ＝０のときの外挿値として得られる粗さ指数
Ｋγ、ｔ＝０から見掛け上、液体が紙に浸透しない時
間；濡れ時間ｔｗが挙げられる。

【００２５】この濡れ時間は、後述する紙表面の浸透防
止（遅延）剤により付着したインク滴が紙層内に浸透せ
ず、溶媒の蒸発の起こっている時間に相当する。

【００２６】従って、ｔ＝０からｔｗまでの期間の液体
の浸透特性は、特にインク滴の紙面上でのにじみ方に大
きく影響する。

【００２７】本発明の記録紙は、少なくともｔ＝４０ｍ
ｓｅｃの短かい、接触時間に於ける液体浸透量は、５〜
１５ｍｌ／ｍ² の範囲内に調整されていることが好まし
く、更にｔｗが４０ｍｓｅｃ乃至１ｓｅｃの範囲にあ
り、且つ、Ｋγが５〜１５ｍｌ／ｍ² であることによ
り、それが達成されていることがより好ましい。

【００２８】４０ｍｓｅｃに於ける液体浸透量が上記範
囲より小さいと、インク滴の瞬間的な定着性が悪くなる
傾向にあるため、紙面上でインク滴同志が混ざり合い、
境界にじみが悪くなる傾向にある。又、上記範囲より大
きくなると、インクの紙への浸透が良すぎるため、ドッ
トが大きくなり過ぎたり、フェザリング等を発生しやす
く、印字品位の悪い画質となりやすい。

【００２９】濡れ時間が４０ｍｓｅｃに満たない場合も
同様にドットがにじみすぎるための画品位の低下が起こ
り、１ｓｅｃを超すと、境界にじみを発生する傾向にあ
る（この詳細については後の浸透防止剤のところで述べ
る）。

【００３０】上記以外にも、本発明の記録紙は、ベック
平滑度が２０〜５０ｓｅｃ、平衡水分量（２０℃ ６５
％ＲＨ）が、４〜６．５％であることがより好ましい。

【００３１】次に、本発明の具体的な構成を例示し、更
に本発明を詳しく説明する。

【００３２】本発明に用いられる記録紙は、ＬＢＫＰ，
ＮＢＫＰ等の化学パルプ、機械パルプ、古紙再生パルプ
等のパルプロジンサイズ、アルキルケテンダイマー、ア
ルケニル無水コハク酸、石油樹脂系サイズ、エピクロル
ヒドリン、カチオンでんぷん、アクリルアミド等のサイ
ズ剤、炭酸カルシウム、クレー、タルク、カオリン、シ
リカ、リトポン、サチンホワイト、硫酸バリウム、ケイ
酸マグネシウム、二酸化チタン等の填料を主体とし、そ
の他の抄紙助剤を必要に応じて用いて、常法により抄紙
される。酸性紙、中性紙のいずれのものも使用できる。

【００３３】本発明の更なる特徴は、以上のようにして
形成される記録紙の記録面が記録液の浸透防止剤を含む
ことである。本発明の記録紙表面に付着した記録液は、
浸透防止剤の作用により０．０１秒〜数秒程度、紙層中
への浸透が遅れ、紙表面上で水等の低沸点溶剤の大部分
を蒸発させたのち紙層中に浸透する。

【００３４】この効果により、記録液が必要以上ににじ
まず、又、染料が記録面付近にとどまるため、コントラ
ストの高いドットが形成される。

【００３５】浸透防止剤として好ましい材料としては、
カゼイン、でんぷん、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等のセルロール誘導体、ポリ
ビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリ
ル酸ソーダ、ポリアクリルアミド等、インクに対して膨
潤性の親水性樹脂、ＳＢＲラテックス、アクリルエマル
ジョン、スチレン／マレイン酸、スチレン／アクリル酸
共重合体等の親水性部分と疎水性部分を分子内に有する
樹脂、シリコンオイル、パラフィン、ワックス、フッ素
化合物等、撥水性を有する物質及び、前記のサイズ剤な
どが挙げられる。

【００３６】これらの材料は、記録面中に１〜５ｇ／ｍ
² 程度付与される。

【００３７】上記範囲内であれば、浸透を防止する効果
を保持し、且つ、不揮発性溶剤を含む蒸発残留分である
記録液は、紙層中に浸透、吸収されるため、インク定着
性が極端に低下することがない。

【００３８】本発明に於いて、表面電気抵抗の調整は、
上記の浸透防止剤の塗布液に導電剤を含有することによ
り達成できる。通常、電子写真用のトナー転写紙に、導
電剤として使用されるのは塩化ナトリウム、塩化カリウ
ム等の電解質であるが、本発明に於いては、アミノ基又
は４級アンモニウム塩を含む、カチオン型の界面活性
剤、あるいはカチオン性のポリマー、オリゴマーを使用
することが好ましく、この場合ＩＪインク中の染料の記
録紙中への定着を促進し記録画像の耐水性や、画像濃度
の向上にもつながる。

【００３９】又、表面ｐＨは、基紙が酸性紙、中性紙の
いずれであっても同様に上記の塗布液によって調整可能
である。

【００４０】ブリストウ試験による吸収係数Ｋα及び、
粗さ指数Ｋγの値は、主として基紙の表面粗さ、サイズ
剤、填料の含有量、基紙中での分布状態、及び基紙の坪
量、付着する浸透防止剤の種類や塗布量に依存して変化
する。

【００４１】しかしながら、主として影響を及ぼすもの
は、基紙であるため、基紙だけのブリストウ試験を行な
い、まず基紙のｋαを上記の範囲内に設定することによ
り調整することが好ましい。Ｋγを調整する場合も同様
である。

【００４２】又、４０ｍｓｅｃに於ける、液体転移量
や、ぬれ時間は、主として浸透防止剤の種類、塗布量や
記録面での分布状態等により主として調整することがで
きる。

【００４３】以上のようにして調整された本発明の記録
紙は、電子写真記録用のトナー転写紙として優れた適性
を有するのみばかりではなく、特にフルカラーインクジ
ェット記録方式に使用しても、鮮明で解像度が高く、コ
ート紙に近い画像を形成することが可能である。

【００４４】又、この記録紙は、感熱転写記録や、イン
パクト方式の記録紙としても使用可能であり、ボールペ
ン、鉛筆等の筆記用紙としても使用できる汎用性の高い
記録紙である。

【００４５】

【実施例】以下に、実施例を用いて本発明を更に詳しく
説明する。

【００４６】（原紙の調整）原料パルプとして、ＬＢＫ
Ｐ９０部、ＮＢＫＰ１０部を混合して叩解したのち、炭
酸カルシウム（エスカロン三共精粉製）２０部、アル
キルケテンダイマー０．０５部、カチオン化でんぷん
０．５部を配合して常法により坪量７０ｇ／ｍ² の記録
原紙Ａを抄造した。

【００４７】同様に原料パルプとして、ＬＢＫＰ９５
部、ＮＢＫＰ５部を混合して叩解したのち、タルク（土
屋カオリン製）２０部、ロジンエマルジョンサイズ剤Ｓ
ＰＮ（荒川化学製）０．１部、硫酸バン土０．５部、カ
チオン澱粉０．５部を配合して常法により坪量７０ｇ／
ｍ² の記録原紙Ｂを抄造した。

【００４８】同様に原料パルプとして、ＬＢＫＰ８０
部、ＮＢＫＰ２０部を混合して叩解したのち、カオリン
（土屋カオリン製）５部、アルキルケテンダイマー０．
２５部、カチオン化でんぷん０．５部を配合し、常法に
より坪量７０ｇ／ｍ² の記録原紙Ｃを抄造した。

【００４９】（記録紙の調整）記録原紙Ａの表面に、下
記の処方の１０％程度の浸透防止剤水溶液を調整し、パ
ーコーター法により乾燥重量で３ｇ／ｍ² 塗布して、記
録紙ａ，ｂ，ｃを得た。

【００５０】（塗布液組成）カチオン化ポリビニルアルコール（ＰＶＡ−Ｃ−３１８
−２Ａクラレ製）１０部セチルトリメチルアンモニウムクロライド χ部 χ＝０，１，２としたものを、それぞれａ，ｂ，ｃとし
た。

【００５１】記録原紙Ｂの表面に、カチオン化ヒドロキ
シエチルセルロース（ライオン製）１０部、塩化ナトリ
ウム１部より成る１０％水溶液を調整し、パーコーター
法により、乾燥重量で２ｇ／ｍ² となるように塗布して
記録紙ｄを得た。

【００５２】記録紙ｄの表面ｐＨを測定したところ４．
６であった。

【００５３】次に記録紙ｄの塗布液中に水酸化ナトリウ
ムをｐＨ調整剤として加えたものを同様に記録原紙Ｂの
表面に塗布し、表面ｐＨが６．４，７．１，８．５であ
る記録紙、ｅ，ｆ，ｇを得た。

【００５４】記録原紙Ｃを用いた以外は、記録紙ｃと同
様にして、記録紙ｈを調整した。

【００５５】浸透防止剤を塗布していない記録原紙Ａそ
のものを記録紙ｉとした。

【００５６】下記の各色記録液を用いて、１ｍｍあたり
１４本の割合で記録ノズルを有する熱エネルギーを記録
液の吐出源とするインクジェット方式の記録ヘッドを４
個搭載した記録装置を用いて、下記のインクジェット記
録適性を評価した。

【００５７】又、電子写真記録適性の評価は、キヤノン
製複写機ＮＰ４０８０を用いて評価した。

【００５８】（インクジェット記録用のインク処法）染料３部ジエチレングリコール５部エタノール５部尿素５部水８２部染料としては、下記のものを用いた。

【００５９】イエロー：Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー８６マゼンタ：Ｃ．Ｉ．アシッドレッド３５シアン：Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９ブラック：米国特許明細書第５，０５３，４９５号に記
載のものの一部であり、優れた耐水性を有する下記の構
造式を有するもの

【００６０】

【外１】記録紙の表面固有抵抗値、表面ｐＨ、ブリストウ試験の
粗さ指数については、本願明細書に記載の方法により求
めた。

【００６１】ＩＪ記録適性は以下の項目について評価し
た。

【００６２】（１）印字品位ヘッドの走査方向と平行に幅１ドットの直線を印字し、
２５ｃｍ離れた距離からの目視にて評価した。

【００６３】直線のエッジがぼやけていてフェザリング
の目立つものを×とし、鮮明な直線とし視覚できるもの
を○とした。

【００６４】（２）発色性前記の記録装置を用いて形成した画像を見て感応評価し
た。又、特に発色性の異なるシアンベタ印字部分の画像
濃度を、マクベス濃度計ＲＤ−９１８により求めた。

【００６５】（３）画像の耐水性前記の記録装置を用いて印字した黒（Ｂｋ）の記録物を
１分間、室温の水道水中に浸漬したのちにひきあげ、自
然乾燥させた。

【００６６】上記乾燥後の記録物の画像濃度（Ｄ₁ ）及
び水中に浸漬前の記録物の画像濃度（Ｄ₀ ）の比として
求めた（Ｄ₁ ／Ｄ₀ ）。この比が大きいほど耐水性が良
好である。

【００６７】（４）境界にじみ前記の記録装置を用いて、イエロー、マゼンタ、シアン
各インクの２色の混色であるレッド、ブルー、グリーン
のベタが隣接する画像を形成し、その境界部を、２５ｃ
ｍ離れた距離からの目視にて評価した。

【００６８】双方のインクが混合し、境界が不明確であ
ったり線として認識できないものを×、鮮明な線として
認識できるものを○とした。

【００６９】電子写真記録適性については、前記の電子
写真記録方式の複写機を用いて作成したコピー画像につ
いて、以下の観点から評価した。

【００７０】（５）ＰＰＣ適正２５ｃｍ離れた距離からの目視による観察時、ベタ部に
ヌケがなく、又、バックグランドの白地部分に汚れのな
いものを○、ベタ部のヌケ、バックグランドの汚れの目
立つものを×とした。

【００７１】（６）総合評価は、汎用紙としての性能を
総合的に評価した。

【００７２】結果を第１表にまとめた。

【００７３】

【表１】又、記録紙ｂ，ｃ，ｅ及びｆのそれぞれに対して、前記
のイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのインクを
用いてインクジェット方式によりフルカラー記録を行っ
たところ、いずれも鮮明な画像が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】ブリストウ試験結果の例を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｄ２１Ｈ 27/00 Ｇ０３Ｇ 7/00 １０１Ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パルプ繊維及び填料を主体とし、インク
の浸透防止剤を含んでなる記録紙であって、（ａ）２０
℃、６５％ＲＨにおける表面固有抵抗値が１０⁹ 〜１０
¹¹Ω、（ｂ）記録面の表面ｐＨが６．５〜７．８及び
（ｃ）ブリストウ試験による吸収係数Ｋα（ｍ・ｓｅｃ
１／２）が５．０×１０^-6〜５．０×１０^-5の範囲にあ
ることを特徴とする記録紙。
【請求項２】ブリストウ試験におけるｔ＝４０ｍｓｅ
ｃの液体転移量が、５〜１５（ｍ１／ｍ² ）の範囲にあ
る請求項１に記載の記録紙。
【請求項３】ブリストウ試験における粗さ指数Ｋγ
（ｍ１／ｍ² ）が５〜１５の範囲にあり、且つ濡れ時間
ｔｗが４０ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃの範囲にある請求項１に
記載の記録紙。
【請求項４】パルプ繊維及び填料を主体とし、インク
の浸透防止剤を含んでなり、（ａ）２０℃、６５％ＲＨ
における表面固有抵抗値が１０⁹ 〜１０¹¹Ω、（ｂ）記
録面の表面ｐＨが６．５〜７．８及び（ｃ）ブリストウ
試験による吸収係数Ｋα（ｍ・ｓｅｃ１／２）が５．０
×１０^-6〜５．０×１０^-5の範囲にある記録紙に対し
て、イエロー、マゼンタ及びシアンのインクを用いてカ
ラー記録を行うことを特徴とするインクジェット記録方
法。
【請求項５】前記インクジェット記録が、インクに熱
エネルギーを作用させて液滴を吐出させる方式である請
求項４に記載のインクジェット記録方法。
【請求項６】前記インクに加えてブラックインクを使
用する請求項４に記載のインクジェット記録方法。