(57)【要約】  光沢等の画像特性の改善された画像支持媒体（１００）は、未加工原紙（１１０）と、この未加工原紙（１１０）の少なくとも片面に配置されたフィルム形成樹脂（１２０、１３０）とを含んで成る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像支持媒体１００であって：
ａ．約０．５〜１２．０ｍｍの範囲の基準構造スケールを含む複数の構造スケール（「ＦＳ」）を有する未加工原紙１１０であって、前記基準スケールが、約０．５〜約０．７ｍｍ（「Ｃ１」）、約０．７〜約１．１ｍｍ（「Ｃ２」）、約１．１〜約１．８ｍｍ（「Ｃ３」）、約１．８〜約２．６ｍｍ（「Ｃ４」）、約２．６〜約４．５（「Ｃ５」）、約４．５〜約６．７（「Ｃ６」）、及び約６．７〜約１２．０ｍｍ（「Ｃ７」）の複数の構造スケールを含み、前記構造スケールＣ２〜Ｃ６の各々についての最小構造値（「ＰＰＦＶ」）が、個々独立して、それぞれ、少なくとも約６５又は少なくとも約７０、少なくとも約５０又は少なくとも約６０、少なくとも約５５又は少なくとも約６０、少なくとも約６０又は少なくとも約７０、及び少なくとも約７０又は少なくとも約８０である、未加工原紙１１０と、
ｂ．少なくとも１つの填料と、
ｃ．前記未加工原紙１１０の少なくとも片面に配置されたフィルム形成樹脂１２０、１３０と
を含んで成る、画像支持媒体。
【請求項２】
前記構造スケールＣ１及びＣ７の各々についての最小構造値（「ＰＰＦＶ」）が、個々独立して、それぞれ、少なくとも約１０５又は少なくとも約１１０、及び少なくとも約６５又は少なくとも約７０である、請求項１に記載の画像支持媒体。
【請求項３】
前記最小ＰＰＦＶよりも小さい構造値を有する他の類似の画像支持媒体と比べて、２０°の反射角で約１０〜約１５％相対的に良好な光沢を有する、請求項１又は２に記載の画像支持媒体。
【請求項４】
前記未加工原紙（１１０）が、前記未加工原紙の坪量に対し約８．５重量％まで、又は約８．０重量％までの水分含量を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像支持媒体。
【請求項５】
前記未加工原紙（１１０）が、前記未加工原紙の坪量に対し約１〜約４０重量％の量にて少なくとも１つの填料を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像支持媒体。
【請求項６】
前記未加工原紙（１１０）が、前記未加工原紙の坪量に対し約５〜約３５重量％の量にて少なくとも１つの填料を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像支持媒体。
【請求項７】
前記少なくとも１つの填料が、炭酸カルシウム、クレイ、カオリン、石膏、酸化チタン、タルク、アルミナ三水和物、酸化マグネシウム、又はこれらの任意の組み合わせから成る群から選択される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像支持媒体。
【請求項８】
コーティングされたインクジェット写真紙であって：
ａ．請求項１〜７のいずれか１項に記載の未加工原紙（１１０）に従う複数の構造スケール（「ＦＳ」）を有する未加工原紙と；
ｂ．前記フィルム形成樹脂（１２０、１３０）の少なくとも一方に隣接して配置されたインクジェット適合性コーティングと
を含んで成る、コーティングされたインクジェット写真紙。
【請求項９】
画像支持媒体（１００）を形成する方法であって：
ａ．請求項１〜７のいずれか１項に記載の未加工原紙に従う複数の構造スケール（「ＦＳ」）を有する未加工原紙（１１０）を形成すること；及び
ｂ．前記未加工原紙（１１０）の少なくとも片面をフィルム形成樹脂（１２０、１３０）でコーティングすること
を包含する、方法。
【請求項１０】
前記フィルム形成樹脂（１２０、１３０）の少なくとも一方に隣接してインクジェット適合性コーティング調合物を適用することをさらに包含する、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、原紙に関し、詳細には、改善された画像性能を有する樹脂コーテッド写真原紙に関する。
【０００２】
関連出願
本願は、２００４年１１月３０日付の、本発明と同一出願人による、「A System and Method for inkjet Image Supporting Medium」と題された出願番号第１１／００２，１５６号の一部継続出願であり、参照することで、この開示の全てを本書に取り入れることとする。
【背景技術】
【０００３】
近年、サーマルインクジェットプリンタ、圧電プリンタ、デスクトッププリンタ、大判プリンタ、及びレーザープリンタ等のデジタル画像形成装置の使用が増加している。この増加は、かなりのコストの削減及び使いやすさに加えて、印刷解像度及び全体的な印刷品質が大幅に改善されたことに起因するものと考えられる。今日の画像形成装置は、過去に提供されたものよりも低いコストで多くの商業用途及び家庭用途において許容し得る印刷品質をもたらす。
【０００４】
印刷画像を受容する媒体製品を、これらの画像形成装置と併せて使用する。既知の画像形成媒体及び印刷媒体は、多くの場合、インク受容層、カールバランス層及び画像保護層等の単層又は多層の機能性コーティングでコーティングされた原紙から成る。原紙は、コーティングされていない未加工原紙、コーティングされた原紙、又は樹脂コーティングされた写真原紙のいずれともし得る。
【０００５】
写真印刷に用いられる樹脂コーティングされた写真原紙としては、従来は、ハロゲン化銀写真媒体用に構成された未加工原紙を備えている。ハロゲン化銀写真媒体用に構成された原紙は、ネガを用いて印刷物を形成するために特別に作製された高品質紙である。さらに、従来の画像支持媒体は、一般に、両側にプラスチック層（通常はポリエチレン等のポリオレフィン樹脂）を押出加工することによって耐水性とされている。高い白色度の外観を促進又は達成するために、通常、上層にある樹脂コーティングは、白色顔料、蛍光染料及びシェーディング染料（shading dye）の少なくとも１つ又は複数を含有している。
【０００６】
多色印刷用の赤色光、緑色光及び青色光に対し分光感度特性を示す多数の感光ハロゲン化銀粒子で、又は白黒印刷用の単色光による露光に対し感応性である多数のハロゲン化銀粒子で、画像受容面をコーティングする。従来、画像支持媒体はまた、ハロゲン化銀粒子を物理的に固定化し且つ画像形成を容易にするゼラチンも含有している。
【０００７】
従来のハロゲン化銀写真原紙は、複雑な画像現像プロセスに起因して非常に厳密な品質要件を有するため、通常の良質原紙と比べると生産コストが高い。例えば、ハロゲン化銀品質の未加工原紙は、最小限の液体浸透性が必要とされ、極めて高含量のアルキルケトンダイマー（ＡＫＤ）等のサイズ材料を含有している。さらに、ハロゲン化銀品質の未加工原紙は、現像液と化学反応を起こす恐れのある炭酸カルシウム等の（一般に填料として使用される）無機物質の使用により悪影響を受ける。ハロゲン化銀品質の未加工原紙はまた例えば、ハロゲン化銀エマルジョンの鉄感応性を防止するために、ステンレス鋼製の機械上で形成されるといった、製造プロセス及び製造機器に関する要件を有しており、また、一般に６００ｍ／分の比較的遅い形成プロセス速度を有する。
【０００８】
上記のコストの多くは、ハロゲン化銀現像プロセスで使用される画像支持媒体を製造することに起因するものであるが、この比較的高価なハロゲン化銀画像支持媒体は、多くの場合、ハロゲン化銀以外の画像形成プロセスで用いられるため、過度に高価で過剰に処理された画像支持媒体となってしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
写真原紙の重要な写真品質特性を維持しつつ、より安い材料コストで高い製造容易性を有する、インクジェットプリンタに用いるための画像支持媒体を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、インクジェット印刷装置（圧電インクジェット及びサーマルインクジェットのいずれか若しくは両方、又は、他の形態のインクジェット印刷）で利用可能な媒体（「基体」）に関する。一実施形態では、基体は、未加工原紙と、少なくとも１つの填料と、未加工原紙の少なくとも片面に配置されたフィルム形成樹脂とを含んで成る画像支持媒体である。本発明によれば、未加工原紙の構造のスケールは、約０．５〜約１２．０ｍｍ、一般的には、約０．５〜約０．７ｍｍ（「Ｃ１」）、０．７〜約１．１ｍｍ（「Ｃ２」）、約１．１〜約１．８ｍｍ（「Ｃ３」）、約１．８〜約２．６ｍｍ（「Ｃ４」）、約２．６〜約４．５ｍｍ（「Ｃ５」）、約４．５〜約６．７ｍｍ（「Ｃ６」）及び約６．７〜約１２．０ｍｍ（「Ｃ７」）の範囲であり、ここでＣ１〜Ｃ７は、以下にさらに説明するＰａｐｅｒＰｅｒＦｅｃｔ（ＰＰＦ）分析機で決定された構造のスケールである。
【００１１】
一実施形態において、Ｃ２〜Ｃ６の各構造スケールの最小構造値は、個々独立して、それぞれ、少なくとも約６５又は少なくとも約７０、少なくとも約５０又は少なくとも約６０、少なくとも約５５又は少なくとも約６０、少なくとも約６０又は少なくとも約７０、及び少なくとも約７０又は少なくとも約８０である。
【００１２】
一実施形態において、画像支持媒体は、約１〜約４０重量％の少なくとも１つの填料及び約８．５重量％までの水分を有する未加工原紙と、該未加工原紙の少なくとも片面に配置されたフィルム形成樹脂とを含んで成る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、インクジェット印刷装置（圧電インクジェット及びサーマルインクジェットのいずれか若しくは両方、又は他の形態のインクジェット印刷）で利用可能な媒体（「基体」）を対象とする。一実施形態において、基体は、「画像支持媒体」の製造に利用可能な未加工原紙である。一実施形態において、基体は、「コーティングされた写真インクジェット紙」の製造に用い得る画像支持媒体（本書では、以後、交換可能に「樹脂コーテッド写真原紙」）とも記載する）である。さらに他の実施形態では、基体は、インクジェットインクで少なくとも部分的にコーティングされた「印刷済基体」である。本発明は、このような基体と共に使用されるか又はこのような基体を利用し得るプリンタ及び「インクジェットペン」のいずれか若しくは両方を含む「インクジェット印刷システム」をさらに対象とする。本発明の基体は、画像支持媒体（即ち、樹脂コーテッド写真原紙）及び完成品であるコーティングされた写真インクジェット紙のいずれか又は両方における光沢及び画像品質を向上させる。
【００１４】
この基体を用いることによって、多くの製造業者から市販されているインクジェットプリンタを用いて画像を印刷する（即ち、「印刷済基体」を作製する）ことができる。インクジェットプリンタとしては、一例として、デスクトップ及び大判の両方の圧電インクジェットプリンタ及びサーマルインクジェットプリンタが挙げられる。例としては、Ｄｅｓｋｊｅｔ（登録商標）、Ｂｕｓｉｎｅｓｓ  Ｉｎｋｊｅｔ、Ｐｈｏｔｏｓｍａｒｔ（登録商標）  Ｉｎｋｊｅｔ、及びＤｅｓｉｇｎｊｅｔ（登録商標）プリンタが挙げられ、これらは全て、Hewlett-Packard Company（デラウェア）により製造されている。
【００１５】
本発明による写真原紙は、繊維、填料、水分及び任意選択的な添加剤から構成される未加工原紙と、該未加工原紙の少なくとも片面に配置されたフィルム形成樹脂とを含んで成る。一実施形態では、未加工原紙の填料含有量は、原紙の坪量に対し約４０％まで、一般的に１〜約４０重量％、普通は約５〜約３５重量％、通常は約１０〜約２５重量％である。コロナ処理を利用して、未加工原紙表面上への樹脂の接着性を向上させることができる。樹脂コーティングの完了後、ゼラチン下塗り層を適用して、樹脂でコーティングされた表面上への写真インクジェットコーティング調合物の接着性を向上させることもできる。また、帯電防止層を写真原紙の裏側に適用することもできる。
【００１６】
本発明の一実施形態によれば、未加工原紙の小スケールの構造と、その光沢度、並びにその後得られる紙、即ち写真原紙、コーティングされたインクジェット紙、及び印刷済基体の光沢度との間には、相関性、一般的には強い相関性がある。一実施形態によれば、未加工原紙の構造スケールは、約０．５〜約１２．０ｍｍ、一般的には約０．５〜約０．７ｍｍ（「Ｃ１」）、０．７〜約１．１ｍｍ（「Ｃ２」）、約１．１〜約１．８ｍｍ（「Ｃ３」）、約１．８〜約２．６ｍｍ（「Ｃ４」）、約２．６〜約４．５ｍｍ（「Ｃ５」）、約４．５〜約６．７ｍｍ（「Ｃ６」）及び約６．７〜約１２．０ｍｍ（「Ｃ７」）の範囲であり、ここでＣ１〜Ｃ７は、以下、さらに説明するＰａｐｅｒＰｅｒＦｅｃｔ（ＰＰＦ）分析機で決定された構造のスケールである。上記の構造スケールのうち、一実施形態では、スケールＣ２〜Ｃ６が、上記の残りのＣの範囲よりも良好な相関性を有する。
【００１７】
一実施形態によれば、様々な構造スケール（サイズ範囲）について最小のＰａｐｅｒＰｅｒＦｅｃｔ構造値（ＰＰＦＶ）が存在し、そして写真原紙及びコーティングされた写真インクジェット紙をはじめとする後続の基体として許容し得る光沢度を得るためには、このＰａｐｅｒＰｅｒＦｅｃｔ構造値を維持する必要がある。その方法については、以下、さらに説明する。
【００１８】
一実施形態では、各構造スケールについての最小構造均一値（minimum formation uniformity value）は、Ｃ１〜Ｃ７の構造スケールについて、個々独立してそれぞれ１０５、７０、６０、５５、５０、６５及び６５である。一実施形態では、最小構造均一値は、Ｃ１〜Ｃ７について、それぞれ１１０、８０、７０、６０、６０、７０及び７０である。最小数値を満たすＣ群の数が多いほど、光沢は良好となるであろう。一実施形態では、最小数値の全てが、上記のＣ群に関し満たされる。
【００１９】
例示的な一実施形態によれば、画像支持媒体及びコーティングされた写真インクジェット紙の光沢を最適化するために、未加工原紙の水分含量は、原紙の坪量に関し約８．５重量％未満、一般的に８．０重量％以下、普通は約８．０重量％未満、多くの場合約７．０重量％以下、通常は約６．０〜約７．０重量％である。一実施形態では、上記水分量は、原紙の坪量に関し約１０．０〜２０．０重量％の範囲の填料含量の場合のものである。
【００２０】
定義
本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いるとき、以下の用語は、次の意味を有する。
【００２１】
「未加工原紙」は、写真原紙を形成するのに用いられる、繊維、填料、添加剤等を含んで成る、任意の押出加工されていないか又はコーティングされていない紙を意味する。
【００２２】
「画像支持媒体」又は「写真原紙」は、相互に交換して用いられ、インクジェットコーティング調合物が付着していない、「樹脂コーテッド」未加工原紙を意味する。
【００２３】
「コーティングされた写真インクジェット紙」は、インクジェット調合物がコーティングされ、その結果、インクジェットプリンタで画像形成し得る完成媒体となった写真原紙を意味する。
【００２４】
「印刷済基体」は、少なくとも部分的にインクジェットインクでコーティングされた、コーティングされたインクジェット紙を意味する。
【００２５】
「基体」は、本発明の特徴を有する「未加工原紙」、「画像支持媒体」若しくは「写真原紙」、「コーティングされた写真インクジェット紙」、又は「印刷済基体」のうちの任意の１つを意味する。
【００２６】
「ハロゲン化銀」は、銀と、塩素、臭素又は場合によりヨウ素等のハロゲンとから構成される、任意の化合物を意味する。
【００２７】
「樹脂」は、実質的に透明又は半透明であり、且つ水に不溶性である（その溶融処理温度で）任意の粘性物質を意味する。
【００２８】
用語「輝度」は、４５７ｎｍの光波長における、酸化マグネシウム等の標準物による反射率に対する媒体の方向反射率を意味する。
【００２９】
用語「繊維長（ＦＬ）」は、微細化プロセス後のパルプの加重平均繊維長を広範に意味する。したがって、繊維の長さがl ｍｍ（ミリメートル）であり、重量がｗ ｍｇ（ミリグラム）である場合、所定のパルプについて、加重平均長（Ｌ）は、Σ（ｗl）／Σｗ、即ち、各繊維の重量と長さを乗じた積の合計を、試料中の繊維の総重量で除したものである。
【００３０】
また、本明細書で用いるとき、「インクジェットペン」は、インクを含むか、又は含むように構成されたインクジェットペンを意味する。「印刷システム」は、本発明の基体を使用するように構成されたインクジェット印刷システムを意味し、インクジェットインク、インクジェットペン、基体及びプリンタのうちの少なくとも１つ又は複数を含む。本明細書では、インクジェットペンとしては、プリントヘッドがインクサプライに取り付けられており且つプリントヘッド及びインクサプライの両方が、紙を横断する可動キャリッジ上に配されているインクジェットペン（「オンアクシス」システム）、並びにプリントヘッドが永久的に又は半永久的にキャリッジ上に設置されており且つキャリッジと離れて設置されたインクサプライに着脱可能に接続し得るインクジェットペン（例えば、可動キャリッジ上にないもの、即ち「オフアクシス」）が挙げられる。
【００３１】
一実施形態では、本発明は、このような基体と共に使用されるか又はこのような基体を利用可能なプリンタ及び「インクジェットペン」のいずれか若しくは両方を含む「インクジェット印刷システム」を対象とする。
【００３２】
本明細書中の全ての濃度は、別途指示のない限り、規定の材料の坪量における重量パーセントである。一例によれば、填料材料又は水分の重量パーセントを記載するために、材料（例えば、填料又は水）の重量を、総坪量（材料、水分及び繊維の重量を含む）で割る。例えば、１００ｇの総坪量の原紙に関して、５％の水分及び１５％の填料とは、５グラム（ｇ）の水、１５ｇの填料、及び８０ｇの繊維を含有する未加工原紙に相当する。全構成成分の純度は、特に記述がなければ、印刷媒体用に通常商業的に採用されているものである。
【００３３】
ここで、図１を参照すると、これは、本発明の特徴を有する、未加工原紙層１１０を備える例示的な画像支持媒体１００の模式図である。一実施形態によれば、未加工原紙１１０は、２つの面１１３及び１１７を有しており、それらは、未加工原紙層１１０の対向する側に互いに離れて存在し、その少なくとも片面に隣接して少なくとも１つの樹脂層１２０がある。図１記載の実施形態によれば、支持媒体１００は、その第２の表面に隣接して設けられた少なくとも１つの他の層１３０をさらに含む。一実施形態では、樹脂層１２０及び１３０のいずれか又は両方は、フィルム形成樹脂層である。樹脂層１２０及び／又は１３０は、それぞれ独立して、限定はしないが、コーティング、スプレー、ラミネート加工又は押出加工をはじめとする好適な手段により、未加工原紙１１０に隣接して設けられる。
【００３４】
例示的な一実施形態では、少なくとも１つのフィルム形成樹脂１２０及び／又は１３０は、存在する場合には、個々独立して、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂又はそれらの混合物等の熱可塑性樹脂から成る。一実施形態では、熱可塑性樹脂は、ポリエチレン樹脂から成るポリオレフィン樹脂である。以後、樹脂形成層を説明するにあたり、層１２０を用いる。層１２０に関するあらゆる説明を、（存在する場合には）層１３０にも当てはめることができることを理解されたい。用いる場合、ポリエチレン樹脂は、その溶融押出能力のために特に有用である。一実施形態では、ポリエチレン樹脂は、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、α−オレフィン（例えば、エチレン及びプロピレン又はブチレン）を有するコポリマー、カルボキシ修飾ポリエチレン樹脂、並びにそれらの混合物から成る群から選択される。
【００３５】
未加工原紙１１０は、限定はしないが、未使用硬材繊維、未使用軟材繊維、再生硬材繊維、再生軟材繊維、及びこれらの組み合わせをはじめとする何種類かの繊維から形成することができる。
【００３６】
一実施形態では、未加工原紙１１０の繊維長（ＦＬ）は、加重平均長さで約３．０ミリメートル（ｍｍ）以下とし得る。一実施形態では、パルプの微細化プロセスの完了後、繊維長（ＦＬ）は約０．５ｍｍ〜約３．０ｍｍの範囲とし得る。
【００３７】
一実施形態では、未加工原紙１１０は、本発明の実施において必要不可欠であるため、多くの填料材料及び添加材料を含む。本発明の実施に有用な例示的な填料及び添加剤としては、限定はしないが、クレイ、カオリン、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、石膏（硫酸カルシウム水和物）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、タルク、アルミナ三水和物、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、鉱物質、合成填料、天然填料、及びそれらの組み合わせ、又は画像支持媒体１００の形成の際にセルロース繊維の代わりに又はセルロース繊維に加えて填料として機能するのに適する任意の他の無機物質が挙げられる。
【００３８】
例示的な一実施形態では、未加工原紙１１０の坪量の約４０％までが、填料で構成されている。一実施形態では、未加工原紙の填料含有量は、未加工原紙の坪量に関し約１〜約４０重量％、普通は約５〜約３５重量％、通常は約１０〜約２５重量％の範囲である。一実施形態では、填料は、炭酸カルシウム等の無機物質填料である。好ましいことに、填料を含有させることによって、画像支持媒体１００の全体コストが削減され、また、画像支持媒体１００及びコーティングされた写真インクジェット紙等の当該媒体から得られる後続の媒体又は基体の品質が維持され且つ／又は高まる。
【００３９】
一例によると、炭酸カルシウム等の白色填料は、得られる画像支持媒体の輝度、白色度及び品質を向上させる。二酸化チタン又は酸化チタン等の比較的高価な填料の、又は炭酸カルシウム等の比較的低コストの填料との（部分的な又は完全な）置換も、画像支持媒体の製造における全体コストの削減をもたらす。
【００４０】
本発明の一実施形態においては、未加工原紙の小スケールの構造と、未加工原紙の光沢度、並びにその後得られる紙（即ち、写真原紙、コーティングされたインクジェット紙、及び印刷済基体）の光沢度との間には、相関性、一般的に強い相関性のあることを見出した。このような影響のある未加工原紙の構造スケールの範囲は、約０．５〜約１２．０ｍｍであることを見出した。一連の実験において、以下の未加工原紙の構造スケールは、独立して又は合わせて、通常合わせて、光沢に効果、一般的に有意な効果を及ぼすことを見出した。このような未加工原紙の構造スケールは、約０．５〜約０．７ｍｍ（Ｃ１）、０．７〜約１．１ｍｍ（Ｃ２）、約１．１〜約１．８ｍｍ（Ｃ３）、約１．８〜約２．６ｍｍ（Ｃ４）、約２．６〜約４．５ｍｍ（Ｃ５）、約４．５〜約６．７ｍｍ（Ｃ６）及び約６．７〜約１２．０ｍｍ（Ｃ７）であり、ここでＣ１〜Ｃ７は、以下にさらに説明するＰａｐｅｒＰｅｒＦｅｃｔ（ＰＰＦ）分析機で決定された構造スケールである。上記の構造スケールのうち、一実施形態では、スケールＣ２〜Ｃ６が、上記の他のＣ群よりも光沢に良好な影響を及ぼすことを見出した。
【００４１】
一実施形態では、様々なサイズ範囲について最小の構造値（ＰＰＦＶ）が存在し、そして後続の基体として許容し得る光沢度を得るためには、この最小の構造値を維持しなければならないことがさらに分かった。このような基体としては、コーティングされた写真原紙及びコーティングされた写真インクジェット紙が挙げられる。その方法については、以下にさらに説明する。
【００４２】
一実施形態では、写真原紙及びコーティングされた写真インクジェット紙の光沢を最適化するために、未加工原紙の構造均一性は、最小の構造均一性値を有する。これは様々な構造スケール（サイズ範囲）について、ＰＰＦ構造値（ＰＰＦＶ）として定義可能である。一実施形態では、各構造サイズのスケールについての最小構造均一性値はそれぞれ、個々独立して下記の通りであり、また、或る実施形態では、全ての最小構造均一性数値が下表Ｉに挙げる様々な構造のスケールについて当てはまる。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
例示的な一実施形態においては、驚くべきことに、未加工原紙の水分量が、写真原紙、並びにそれから作製される後続の基体の光沢に特に効果を及ぼすことが分かった。例示的な一実施形態によれば、画像支持媒体及びコーティングされた写真インクジェット紙の光沢を最適化するために、未加工原紙１１０の水分含量は、未加工原紙の坪量に関し約８．５重量％未満、一般的に８．０重量％以下、普通は約８．０重量％未満、多くの場合約７．０重量％以下、通常は約６．０〜約７．０重量％である。一実施形態では、上記の水分量は、未加工原紙の坪量に関し約１０．０〜２０．０重量％の範囲の填料含有量の場合のものである。
【００４５】
一実施形態によれば、上記のものよりも大きい水分量が、写真原紙、及びコーティングされた写真インクジェット紙をはじめとする後続の基体のいずれか又は両方の光沢に悪影響をもたらすことが分かった。
【００４６】
一実施形態では、添加剤を未加工原紙１１０に適宜添加することができる。適切な添加剤の例としては、限定はしないが、脂肪酸の金属塩及び／又は脂肪酸、アルキルケテンダイマーエマルジョン製品及び／又はエポキシド化高級脂肪酸アミド、アルケニル又はアルキルコハク酸無水物エマルジョン製品及びロジン誘導体等のサイズ剤；アニオン性、カチオン性若しくは両性のポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、カチオン化デンプン及び植物性ガラクトマンナン等の乾燥強化剤；ポリアミンポリアミドエピクロロヒドリン樹脂等の湿潤強化剤；水溶性のアルミニウム塩、塩化アルミニウム、及び硫酸アルミニウム等の定着剤；水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム及び硫酸等のｐＨ調節剤；光増白剤(optical brightening agent)；並びに顔料、着色染料及び蛍光増白剤(fluorescent brighteners)等の着色剤も挙げられる。
【００４７】
一実施形態では、未加工原紙の坪量に関し、未加工原紙１１０の約２０％（２０重量％）までは、約０．２〜約０．５μｍの範囲の粒径を有する微細物(fine content)から成る。微細物の例としては、パルプの微細化プロセス中に形成される、細断又は断片化された小さい木材繊維片が挙げられる。例示的な一実施形態によれば、微細物は、未加工原紙の全乾燥重量のパーセントとして、未加工原紙の坪量に関し約１５〜約２０重量％の範囲である。
【００４８】
一実施形態では、未加工原紙は、任意の多数の保存補助剤、排水補助剤、湿潤強化添加剤、消泡剤、殺生物剤、染料及び／又は他の湿潤仕上げ添加剤、又はそれらの組み合わせを含むことができる。
【００４９】
実施例を説明するために、以下の背景情報が有用であり得る。
【００５０】
一般的に、写真原紙の製造において最も重要な未加工原紙の特性は構造及び平滑度であると考えられる。平滑度は、紙の表面均一性として定義することができる。構造は、１枚の紙において、質量分布の小スケールの変化量(variation)として定義することができる。平滑度は、一般に、パーカー印刷表面法（Ｐａｒｋｅｒ  Ｐｒｉｎｔ  Ｓｕｒｆ）又はシェフィールド法（Ｓｈｅｆｆｉｅｌｄ）等の空気漏れ試験法によって測定されるが、構造の評価は、均一性のスケールに起因してより複雑である。
【００５１】
構造の品質は、一般に、ヒトの目、又は１つの構造指数をもたらすＫａｊａａｎｉ、ＭＫ若しくはＡｍｂｅｒｔｅｃ等の構造計器によって評価する。１つの指数は、一般に、変化量又は標準偏差の係数から計算される。１つの指数では、紙シートの構造の複雑さを示す上で限界があるため、写真品質の媒体に要求される多くの所望の特性を予測するには不適当である場合が多い。
【００５２】
光透過法を用いる大半の構造計器は、シートから投影される二方向光強度マップをもたらす。類似のβ線法も二方向繊維質量分布プロファイルをもたらす。二方向データを１つの構造指数に縮約すると、紙の特徴の技術的な詳細が失われてしまう。
【００５３】
本発明では、以下にさらに説明するように、OpTest Equipment Inc.（カナダ、オンタリオ州）から入手可能なＰａｐｅｒＰｅｒＦｅｃｔ  Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ（ＰＰＦ）分析機を用いて、光沢特性に対する構造スケールの効果を評価した。
【実施例】
【００５４】
光沢、詳細には、構造スケール及び水分含量に対する本発明の有効性を評価するために、最初に、以下に記載の特性を有する未加工原紙の特性を測定し、従来のハロゲン化銀の未加工原紙と比較した。その結果を表ＩＩに示す。
【００５５】
【表２】
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【００５６】
業界標準の方法に従って、且つ／又は以下にさらに記載するように、様々な特性を測定した。
【００５７】
同一サンプル(未加工原紙)についての構造スケールを、OpTest Equipment Inc.（カナダ、オンタリオ州）から入手可能なＰａｐｅｒＰｅｒＦｅｃｔ  Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ（ＰＰＦ）分析機を用いて測定した。ＰａｐｅｒＰｅｒＦｅｃｔ分析機は、光透過式構造計であり、０．５〜６０ｍｍの範囲の紙の構造スケールを測定することができる。ＰＰＦ分析機は、上記の構造スケール範囲で構造スケールの構造関数を測定することができる。範囲は、以下の表ＩＩＩに示すように、Ｃ１〜Ｃ１０の１０の要素群に分類される。 
【００５８】
【表３】
2008522053.tif 000005
【００５９】
測定の実行に関しては、機器は、構造の非均一性の強度を、構造スケールの関数として要素へと分割する際に、フーリエ変換に基づくパワースペクトル分析を利用する。一般に、２５６×２５６ピクセルの画像を元のサンプルから抽出し、機械のミラーリング及び高速フーリエ変換（ＦＦＴ）サブルーチンにかける。次いで、機械は、シート面の局所的非均一性の次元に直接関連する波長数値をもたらす。その後、結果は、ＰＰＦ構造値（ＰＰＦＶ）にて表わされ、このＰＰＦＶは、「ｐｅｒｆｅｃｔ  ｐａｐｅｒ」(各要素、例えば異なるＣサイズ範囲、において１，０００の構造値を有する)に関連する。試験方法は、McGill Universityによる米国特許第６，３０１，３７３号に詳細に記載されており、参照することで、その開示の全てを本書に取り入れることとする。
【００６０】
試験を実施するために、表ＩＩ記載の原紙１１０のサンプルを、上記の工業用機械及び方法を用いたプロセス処理に利用した。試験したこれらのサンプルは、一般に、上記の表ＩＩＩに記載の構造スケールを有していた。次に、サンプルを写真原紙に加工し、光沢度を測定した。その結果を以下の表ＩＶに記載する。回帰分析を用いて結果を解析し、そして、様々な構造スケールを有するサンプルについて決定係数Ｒ２（決定係数は回帰線がいかに良好にデータを示すかを表わす指標である）を図２に示す。このデータから分かるように、様々な構造スケールＣ１〜Ｃ７、詳細には構造スケールＣ２〜Ｃ６と、光沢特性の間には強い相関が存在する。
【００６１】
Ｃ１〜Ｃ７の構造スケールを有する本発明の未加工原紙サンプルを、上記の工業用機械及び方法を用いて分析し、未加工原紙１１０の構造均一性の程度を決定した。この構造均一性の程度は、樹脂コーテッド紙（及び、それから形成される後続の基体）として許容し得る光沢度を達成するのに必要不可欠であった。サンプルを写真原紙へと加工し、光沢度を判定した。
【００６２】
光沢度は、Ｍｉｃｒｏ−ＴＲＩ−Ｇｌｏｓｓ  Ｍｅｔｅｒ(BKY-Gardner製)を用いて、（特に指定がなければ）２０°の反射角で測定した。実験結果を最小ＰＰＦＶ（ＭＰＰＦＶ）で表わし上記表Ｉに示したが、それは、写真原紙及び後続の基体として許容し得る光沢を有するために、同定した構造スケールについて未加工原紙に一般に必要とされる最小構造数値を示すものである。樹脂コーテッド紙サンプルの光沢度、及び未加工原紙のＰＰＦＶを測定し、表ＩＶに示した。
【００６３】
【表４】
2008522053.tif 000006
【００６４】
また、表ＩＩ記載の特性を有する未加工原紙サンプルを加工して、様々な水分量を得て、これを、樹脂コーテッド紙を作製するのに用いた。水分含量をインライン型湿度センサ又はオフライン型炉乾法のいずれかで測定した。樹脂コーテッド紙サンプルの光沢度を測定し、表Ｖに記載した。未加工原紙の坪量に関し８．５重量％、一般的に８．０重量％以下、普通は約８．０重量％未満、多くの場合約７．０重量％以下、通常は約６．０〜約７．０重量％の水分含量を有する本発明の未加工原紙１１０は、未加工原紙が表Ｉ記載の最小ＰＰＦＶ要件を満たした場合に、樹脂コーテッド紙として最も良好な光沢特性を示すことが分かった。一実施形態では、上記の水分量は、未加工原紙の坪量に関し約１０〜２５重量％の範囲の填料含有量の場合のものである。表Ｖのデータから分かるように、最小ＰＰＦＶ及び本発明による水分含量を満たすサンプルは、２０°の反射において相対的に１０〜１５％の光沢の改良をもたらした。
【００６５】
【表５】
2008522053.tif 000007
【００６６】
表ＩＩは、本発明の未加工原紙１１０の特性と従来のハロゲン化銀の未加工原紙の特性との様々な相違を示すが、データから分かるように、本発明のシステム及び方法によって製造された未加工原紙層１１０は、従来のハロゲン化銀の未加工原紙と同等か、又はより良好な多くの品質を示す。
【００６７】
例示的な一実施形態によれば、本発明の未加工原紙層１１０は、カヤーニ構造装置（Ｋａｊａａｎｉ  Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｐｐａｒａｔｕｓ）を用いて約１１０〜約１２０の、又はＡｍｂｅｒｔｅｃβ構造試験機を用いて約０．２５〜約０．６の、構造レベルを示し、両方の試験機とも、構造の均一性を分析するのに未加工原紙の光学特性を試験する。同様に、例示的な一実施形態によれば、本発明の未加工原紙層１１０は、Ｐａｒｋ印刷表面法を用いて約２．０〜約４．０μｍの、又はＳｈｅｆｆｉｅｌｄ平滑度分析を用いて約２０〜約７０のＳｈｅｆｆｉｅｌｄ単位（ＳＵ）の平滑度値を示す。これらの構造レベル及び平滑度値は、実質的に、従来のハロゲン化銀の未加工原紙の対応する値と同等である。
【００６８】
透気度。透気度を測定するために、空気１００ｃｃをサンプルに通過させて、その通過時間を測定するガーレー透気度試験方法を用いた。表ＩＩから分かるように、本発明の特徴を有するように作製されたサンプル媒体ＩＩは、低いガーレー透気度数を有し、これは、比較対照であるハロゲン化銀媒体ＩＩＩと比べてより多孔性の媒体であることを示している。
【００６９】
サンプルの吸収率を、各サンプルを１００ｃｍ２の内径を有し且つ水の貯蔵槽となるリング内に設けることによるコッブ（Ｃｏｂｂ）試験を用いて測定した。サンプルを２分間放置した後で、残存する水をリングから出した。吸収されなかった水を除去するように紙で吸い取り、秤量した。表ＩＩから分かるように、本発明の特徴を具現化するように作製されたサンプル媒体ＩＩは、単位面積当たりにおいて吸収する水の量の多いことが示されるため、比較対照であるハロゲン化銀媒体ＩＩＩに比べて高い吸収性を有していた。
【００７０】
未加工原紙の異方性、並びに横方向（抄紙機の作動方向と垂直）に対する縦方向（抄紙機の作動方向と同じ）の応力比を評価するために、サンプルの縦方向対横方向の剛性比を測定した。表ＩＩから分かるように、媒体ＩＩで示される一実施形態では、印刷の前後いずれか又は両方において、最終製品（即ち、コーティングされた写真インクジェット紙）のカール傾向を低減すると考えられる低い剛性比を有していた。
【００７１】
サンプルの輝度、ＣＩＥ白色度、及び不透明度を、それぞれ標準的なＴＡＰＰＩ規格５２５、５６０及び４２５を用いて測定した。表ＩＩのデータから分かるように、本発明の特徴を有する媒体ＩＩは、比較対照であるハロゲン化銀媒体ＩＩＩよりも向上した輝度、ＣＩＥ白色度、及び不透明度を有していた。この向上は、樹脂層１２０及び／又は１３０の特性に悪影響を及ぼすことなく、二酸化チタン等のより少量の添加剤、即ち、比較的高価な添加剤を減らすことができ、よりコストの高いハロゲン化銀系製品と少なくとも同等の性能、（場合によっては）より良好な性能を有する低コストの製品が得られることを示唆するものである。
【００７２】
ここで、上記の画像支持媒体（１００）を形成する例示的な形成方法を以下に詳細に示す。
【００７３】
例示的な一実施形態によれば、未加工原紙層の少なくとも片面に、フィルム形成樹脂１２０（又は１３０）をコーティングする。図３は、例示的な一実施形態による、未加工原紙層を形成し且つ未加工原紙層の少なくとも片側をフィルム形成樹脂でコーティングする例示的な一実施形態を示している。図３に示すように、画像支持媒体１００（図１参照）を形成する例示的な方法は、はじめに、所望の木材パルプを約０．５〜約３．０ｍｍの加重平均繊維長まで微細化する工程２００により開始する。例示的な一実施形態によれば、所望の木材パルプを約０．５〜約３．０ｍｍの加重平均繊維長まで微細化することにより、任意の外部フィブリル化及び内部フィブリル化のいずれか一方、パルプの細断、又はパルプの叩解を伴う。また、本発明の例示的な実施形態によれば、裁断叩解及び湿式叩解の様々な組み合わせを使用することができる。木材パルプ繊維を所望の長さへと微細化すると（工程２００）、生成される微細物は、木材パルプ中、乾燥重量で約０．０％〜約２０．０％の範囲を占めるであろう（工程２１０）。前述のように、微細物の上記範囲は、ハロゲン化銀の未加工原紙（無水ベースで２０％を上回る）よりも少ない。従来のハロゲン化銀の未加工原紙と比べて、インクジェット用に構成された本発明の未加工原紙の微細物の軽減は、より速い抄紙機速度を可能にする。工程２１０において所望の微細化プロセスを終えた後、所望の未加工原紙層１１０を形成すべく、填料、サイズ剤、及び任意のさらなる所望の添加剤を、スラリーの乾燥重量で約４０％までを構成するように添加することができる。例示的な一実施形態によれば、このスラリーに無機物質填料を添加する。この例示的な実施形態によれば、填料として、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、クレイ、石膏（硫酸カルシウム水和物）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、タルク、アルミナ三水和物、及び／又は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）をスラリーに添加する。したがって、上記の填料は、未加工原紙の坪量に対し約４０重量％まで、一般的には約１〜約４０重量％、普通は５〜約３５重量％、通常は約１０〜約２５重量％を構成し得る。例示的な一実施形態によれば、工程２２０において、スラリーを形成したら、それを従来の抄紙機でプロセス処理して、約８０〜３００ｇ／ｍ２の坪量を有する未加工原紙を製造する。従来のハロゲン化銀の未加工原紙は、コンタミネーションの一形態である鉄の感応化を防止するために、ステンレス鋼で構成される高価な抄紙機上で形成する必要がある。ここで、本発明の例示的なシステム及び方法に関しては、ステンレス鋼製の抄紙機を使用する必要はなく、従来の抄紙機（即ち、構造上ステンレス鋼ではない抄紙機）を使用することができる。例示的な一実施形態によれば、上記のスラリーを様々な処理速度でプロセス処理することができ、微細化の程度が低ければ、上記のスラリーを６００ｍｌ／分を超える速度でプロセス処理することができる。未加工原紙を形成したら、次に、工程２３０において、その表面の少なくとも片側に樹脂組成物を与え、上記の画像支持媒体１１０を形成することができる。
【００７４】
２３０において画像支持媒体を形成したら、工程２４０においてそれをインクジェットコーティング調合物でコーティングすることができる。例示的な一実施形態によれば、画像受容媒体をコーティングするのに用い得るインクジェットコーティング調合物は、限定はしないが、ポリビニルアルコール、シリカ、アルミナ、ゼラチン、ポリマー、及びそれらの適切な組み合わせから構成することができる。また、インクジェットコーティング調合物は、１つ又は複数の層を構成することができる。さらに、１つ又は複数のコーティング層を画像支持媒体の片面又は複数面に形成することができる。インクジェットコーティング調合物の適用は、様々な材料分配手段を用いて実施することができ、この材料分配手段としては、限定はしないが、スロットダイコーティング装置、カーテンコーティング装置、ブレードコーティング装置、ロールコーティング装置、及びグラビアコーティング装置等が挙げられる。
【００７５】
画像支持媒体にインクジェット調合物を与えた後、このロールを多数の加工(converting)作業及び梱包作業にかける。例示的な一実施形態によれば、ロール上で実施し得るコーティングされた写真インクジェット紙の加工作業及び梱包作業としては、限定はしないが、図３に示すコーティングされた写真インクジェット紙の製造工程後に実施し得る、裁断工程、印刷工程及び／又は梱包工程が挙げられる。
【００７６】
インクジェットコーティング調合物を樹脂コーティング紙に適用した後、これをインクジェット材料分配機により画像を受容するように準備する。得られた写真原紙上に画像を形成するのに用い得るインクジェット材料分配機としては、熱駆動式インクジェット分配機、機械駆動式インクジェット分配機、静電気駆動式インクジェット分配機、磁気駆動式分配機、圧電駆動式分配機、及び連続インクジェット分配機等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００７７】
理解されようが、本発明のシステム及び方法によって、インクジェット画像形成法において用いられるよう構成された低コストの画像支持媒体が提供される。より詳細には、このインクジェット画像形成法は、様々な木材又は合成原料からの加重平均長さ約０．５〜約３．０ｍｍの範囲の未使用繊維及び／又は再生繊維を組み込んだ原紙の使用を可能にする。また、画像形成媒体に対する製造条件、及び画像形成媒体を製造するのに使用される利用可能な機械を緩和することにより、生産設備を確立する初期コストが大幅に削減される。さらに、本発明のシステム及び方法は、填料を本発明の媒体基材に組み込むことができ、それによりコストを削減し且つ得られる媒体基材の光学特性が改善される。さらに、上記構成成分の使用は、カールしにくい媒体基材の形成を容易にする。
【００７８】
ここで図４を参照すると、図４は、樹脂塗工機３００を用いた未加工原紙表面上への樹脂組成物の適用を例示的な一実施形態により図示している。図３に示すように、未加工原紙３５０を、ローラ、即ち、巻出装置３４０上に用意する。図３に示される樹脂塗工プロセス工程２３０の間、未加工原紙３５０を、フィルムダイ３２５の下方に位置する加圧ローラ３６０上に通す。図４に示すように、フィルムダイ３２５は、所望の樹脂を含有するホッパー３１０及び押出機３２０と流体連通している。コーティングされていない未加工原紙３５０をフィルムダイ３２５に近接して通過させ、樹脂３３０をこの未加工原紙３５０の表面上に押し出す。コーティング後、この未加工原紙及びその新たなコーティングを冷却ローラ３７０でプロセス処理する。冷却ローラ３７０の表面仕上げ及び樹脂塗工機３００の処理条件により、得られる表面仕上げ及び所定の未加工原紙における画像支持媒体３８０の光沢が決定する。また、コロナ処理を利用して、未加工原紙３５０の表面上への樹脂３３０の接着性を高めることができる。また、樹脂のコーティングが完了した後で、ゼラチン下塗り層を適用して、樹脂コーティングされた表面上への写真インクジェットコーティング調合物の接着を向上させることもできる。コーティングしたら、インクジェット調合物のコーティング、裁断、印刷、梱包等のさらなるプロセスを実施するまで保管するために、基体を巻取ローラ３９０で回収する。
【００７９】
本発明のシステム及び方法の例示的な一実施形態によれば、冷却ローラ３７０の粗さは、約０．２５マイクロインチ〜約５マイクロインチのＲａ（平均粗さ）で変更し得る。本明細書で用いるとき、平均粗さ（Ｒａ）とは、表面積中心線の上下の総面積の絶対値の合計を基準長さで除したものとして測定される。例示的な一実施形態によれば、上記の粗さを有する冷却ローラ３７０は、インクジェットコーティング調合物を受容するように構成される光沢表面をもたらすことが分かった。また、多くの他のプロセスパラメータを変更することにより、樹脂コーティングされた基材の最終的な光沢を変化させることが可能であり、このプロセスパラメータとしては、限定はしないが、ニップ圧、冷却ローラ温度及び溶融温度が挙げられる。
【００８０】
図４に示す樹脂塗工機３００は、樹脂３３０を未加工原紙３５０の片面に供給する押出装置として示しているが、上記のシステム及び方法を用いて、樹脂コーティングを未加工原紙３５０の複数面に供給することもできる。さらに、様々な樹脂塗工機を用いて、樹脂３３０を未加工原紙３５０の片面又は複数面に供給することができ、様々な樹脂塗工機としては、限定はしないが、サイズプレス、タブサイズプレス、ブレードコーティング、エアナイフコーティング、及び押出コーティング等が挙げられる。
【００８１】
本明細書では、特定の態様について本発明を示し且つ説明してきたが、様々な変更形態及び改良形態を本発明に対し行うことができることは明らかであろう。さらに、本発明の実施形態の個々の特徴をいくつかの図面に示し、他の図面には示していないことがあるが、本発明の一実施形態の個々の特徴を、任意の又は全ての他の実施形態の特徴と組み合わせることができることは当業者であれば理解されよう。したがって、例示する特定の実施形態に本発明を限定する意はない。本発明は、従来技術が許可されるように広範に、添付の特許請求の範囲により規定されるものとする。
【００８２】
本明細書で用いるとき、用語「要素」、「メンバー」、「構成成分」、「機器」、「セクション」、「部」、「工程」、「手段」、及び類似の趣旨の単語については、添付の特許請求の範囲が構造を詳述することなく特定の機能を達成する「手段」、又は動作を詳述することなく特定の機能を達成する「工程」を使用しない限り、米国特許法第１１２条（６）項の条項の行使はないものと解釈する。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲によって限定する以外に限定することは意図されない。本明細書で引用される全ての特許及び特許出願は、参照することでその全体を本書に取り入れることとする。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の一実施形態の特徴を有する画像支持媒体の横断面図
【図２】構造スケールと光沢度との相関性を示すグラフ
【図３】例示的な実施形態による、コーティングされた写真インクジェット紙を形成するための方法を示すフローチャート
【図４】例示的な一実施形態による、コーティングされた写真インクジェット紙を製造するよう構成された製造システムを示す概略ブロック図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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