(57)【要約】【課題】  安価で高速で、耐水性と擦過性が良いインクジェット記録装置と記録方法を提供することにある。【解決手段】  インク受容体の高分子がポリフェノール基を持ち、色材がアルデヒド基を持つ。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク受容体の高分子がポリフェノール基を持ち、色材がアルデヒド基を持つことを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項２】
インクが弱酸性であることを特徴とする請求項１のインクジェット記録方法。
【請求項３】
インク受容体の高分子がポリフェノール基を持ち、色材がアルデヒド基を持つことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
インクが弱酸性であることを特徴とする請求項３のインクジェット記録装置。
【請求項５】
インク受容体の高分子がポリフェノール基を持ち、色材がアルデヒド基を持つことを特徴とするインクジェット記録装置の記録媒体。
【請求項６】
インクが弱酸性であることを特徴とする請求項５のインクジェット記録装置の記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着色液体（インク）を液滴として吐出するインクジェット記録ヘッドによって、被記録媒体に印字データに応じて記録を行なうインクジェット記録装置と記録媒体及び記録方法に関し、特に、安価で高速で、耐水性と擦過性が良いインクジェット記録装置と記録媒体及び記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方式は、単色のインク、またはカラー記録に対応した複数色のインクを被記録媒体(紙、布、ＯＨＰ用紙、プリント回路基板など)上に吐出することによって画像を形成する記録方式である。この記録方式を採用したインクジェット記録装置は、一般的に、記録ヘッドおよびインクタンクを搭載するキャリッジと、キャリッジを往復移動させる手段と、被記録媒体を搬送する搬送部と、これらを制御する制御部とを具備している。
【０００３】
この様なインクジェット記録装置は、記録ヘッドを被記録媒体の搬送方向(副走査方向)と交差する（例えば実質的に直行する）方向(主走査方向)にシリアルスキャンさせながら複数の吐出口（ノズル）からインク滴を吐出させ、一方で被記録媒体を記録幅に等しい量ずつ間欠搬送することによって、被記録媒体上に印字データに応じて記録を行なう。
【０００４】
このインクジェット記録方式は、記録信号に応じてインクを直接被記録媒体上に吐出させて記録を行うので、簡易で安価な記録方式として広く用いられている。またインクジェット記録装置は、複数色のインク用の記録ヘッドを具えることによってフルカラー化への対応も容易である。このようなフルカラーインクジェット記録装置には、通常、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の三原色にブラック（Ｂ）を含めた４色に対応する４種類の記録ヘッドおよびインクタンクが搭載される。
【０００５】
ところで従来のインクジェット記録装置においては、文字を形成すべく記録紙上に付着したインクが水に溶解して、記録文字がにじんでしまうという欠点があった。そこで、文字品位が落ちない耐水性の画像を記録する技術が求められている。そのため、インクの吐出に前後してそのインクの記録紙上の吐出位置に、インクの吐出に先がけて、そのインクの吐出位置にプリント性を向上させるための処理液を塗布し、それら２つの液滴を記録紙上で混合させることによってインクを水に溶けにくくする技術がある。
【０００６】
この技術には２種類の実施方法がある。すなわち特開平01-85766・特開平01-85767・特開平01-85768のようにローラを備え、これをもって処理液を記録媒体上に塗布する方法と、特開平08-216393・特開平08-216387・特開平08-216385・特開平08-118616・特開平08-072260等のように処理液用記録ヘッドを備え、これをもって記録媒体上に処理液を吐出させる方法がある。
【特許文献１】特開平１−８５７６６号公報
【特許文献２】特開平１−８５７６７号公報
【特許文献３】特開平１−８５７６８号公報
【特許文献４】特開平８−２１６３９３号公報
【特許文献５】特開平８−２１６３８７号公報
【特許文献６】特開平８−２１６３８５号公報
【特許文献７】特開平８−１１８６１６号公報
【特許文献８】特開平８−７２２６０号公報
【特許文献９】特開昭５４−５９９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、これらいずれの方法も有色インクを吐出するため記録ヘッドの他に処理液を塗布する手段が必要な為、装置が高価になったり、処理液を塗布する為に印字速度が落ちるといった問題があった。また有色インクの他に処理液を塗布するため、記録媒体の水分量が増え、カールやコックリングの原因になることもあった。
【０００８】
また、水のほかにインクが記録紙上で光やオゾンガスにより酸化され、印字物が変色する現象に対する堅牢性、すなわち耐候劣化性能も非常に重要な課題である。
【０００９】
したがって本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、安価で高速で、耐候性・耐水性と擦過性が良いインクジェット記録装置と記録媒体及び記録方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は鋭意検討の結果、アルデヒド基を備えた色材とポリフェノール基を持ったインク吸収層をそなえた記録媒体を組み合わせて用いることにより、印字物の耐候性・耐水性と擦過性が飛躍的に向上することを発見した。
【００１１】
本発明者は耐水性と擦過性が向上するメカニズムを以下のように推測している。すなわち従来のインクジェット記録方法ではインク吸収層にインクがしみ込むと、バインダーと色材の間に静電的な引力が発生し両者の間でイオン結合が生ずる。しかし、ポリフェノール基とアルデヒド基が存在する場合は親水性バインダーと色材の両者が備えるポリフェノール基とアルデヒド基が図６に示すように縮合反応し、イオン結合よりはるかに強固な共有結合を生じる。つまり耐水性と擦過性か向上したのはこの縮合反応により色材がバインダーに共有結合したからである。
【００１２】
また耐候性が向上するメカニズムを以下のように推測している。通常、ガスや光による劣化はオゾン分子や光励起一重項酸素が発色を担当する色材を酸化させることにより発生する。本例では色材にポリフェノールが直接結合しているので、ポリフェノールの抗酸化性がより効果的に発揮し、結果として耐候性が向上したのである。
【００１３】
したがって前記目的を達成するために、本発明によるインクジェット記録方法は、色材がアルデヒド基を持ち、インク受容体の高分子がポリフェノール基を持つことを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、インクが弱酸性であることを特徴とする。
【００１５】
本発明で用いる記録媒体は、図４に示すように原紙31上に多孔質のインク吸収層32が設けられている。
【００１６】
原紙31は、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰ等に代表される化学パルプ及び填料を主体とし、その他、サイズ剤や抄紙助剤を必要に応じて用い、常法により抄紙される。使用されるパルプ材としては、機械パルプや古紙再生パルプを併用しても良く、また、これらを主体とするものであってもよい。
【００１７】
サイズ剤としては、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、アクリルアミド等が挙げられる。又、填料としては、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、二酸化チタン等が挙げられる。
【００１８】
原紙31の比容積を１．２ｃｍ3／ｇ以上２．０ｃｍ3／ｇ以下に調整する方法としては、たとえば、原料パルプとしての短繊維パルプの比率を増加させ、プレスを強くしたり、逆に長繊維パルプの比率を増加させ、プレスを弱くする等の方法が挙げられる。
【００１９】
原紙31上の多孔質のインク吸収層32の形成方法には、従来、数多くの方法が知られているが、特に多孔質のインク吸収層32は、無機顔料と少量の親水性バインダーから空隙層が形成されているものが好ましい。
【００２０】
この多孔質のインク吸収層32は、無機微粒子と少量の親水性バインダーから基本的に構成され、そのような無機微粒子の例としては、例えば軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、クレー、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、ハイドロタルサイト、珪酸アルミニウム、珪藻土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、リトポン、ゼオライト、水酸化マグネシウム等の白色無機顔料を挙げることができる。
【００２１】
これら無機微粒子は、１次粒子のまま用いても、又、２次凝集粒子を形成した状態で使用することもできるが、高い光沢性と速い吸収性を有する観点から、皮膜中で０．１〜０．０１μｍのサイズになるような無機微粒子を使用することが好ましい。
【００２２】
親水性バインダーは親水性ポリマーであり、またポリフェノール化合物を含んでいる。ポリフェノール化合物は葡萄の種子等に含まれるプロアントシアニジン、日本茶等に含まれるカテキンやタンニン、葡萄等に含まれるアントシアニン、玉葱等に含まれるケルセチン、大豆等に含まれるイソフラボン、そばに含まれるルチン、プルーン等に含まれるクロロゲン酸、カカオマスポリフェノール、ウーロン茶ポリフェノール等の化合物から選択される。またアルデヒド化合物はアルデヒド骨格を有するアルキル基から選択される。
【００２３】
つぎに、本発明で使用するインクについて説明する。本発明で使用するインクは、色材と水、水溶性有機溶剤を含み、必要に応じてその他の成分、例えば粘度調整剤，ｐＨ調整剤，防腐剤，界面活性剤，酸化防止剤等を含ませることができる。本発明で使用する色材としては、アルデヒド基を含む水溶性染料であれば特に制限はない。また水溶性染料の他にアルデヒド基を有する樹脂分散材により分散された顔料を用いても良い。
【００２４】
インクに使用される水溶性有機溶剤としては、ジメチルホルムアミド，ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン等のケトン類；テトラヒドロフラン，ジオキサン等のエ−テル類；ポリエチレングリコ−ル，ポリプロピレングリコ−ル等のポリアルキレングリコ−ル類；エチレングリコ−ル，プロピレングリコ−ル，ブチレングリコ−ル，トリエチレングリコ−ル，１，２，６−ヘキサントリオ−ル，チオジグリコ−ル，ヘキシレングリコ−ル，ジエチレングリコ−ル等のアルキレングリコ−ル類；エチレングリコ−ルメチルエ−テル，ジエチレングリコ−ルモノメチルエ−テル，トリエチレングリコ−ルモノメチルエ−テル等の多価アルコ−ルの低級アルキルエ−テル類；エタノ−ル，イソプロピルアルコ−ル，ｎ−ブチルアルコ−ル，イソブチルアルコ−ル等の１価アルコ−ル類；その他、グリセリン，Ｎ−メチル−２−ピロリドン，１，３−ジメチル−２―イミダゾリジノン，トリエタノ−ルアミン，スルホラン，ジメチルサルホキサイド等が用いられる。
【００２５】
上記水溶性有機溶剤の含有量について特に制限はないが、インク全重量に対して１〜５０重量％、さらに好ましくは２〜３０重量％が好適な範囲である。
【００２６】
インク中には、この他必要に応じて、粘度調整剤，ｐＨ調整剤，防腐剤，界面活性剤、酸化防止剤，蒸発促進剤等の添加剤を配合してもかまわない。界面活性剤の選択は、液体の浸透性を調整する上で特に重要である。
【００２７】
また、インクの好適な物性値は２５℃付近で弱酸性、すなわちｐＨが５〜７の範囲、表面張力が１０〜６０ｄｙｎ／ｃｍの範囲、粘度が１〜３０ｃｐｓの範囲である。
【００２８】
次に、インクジェット記録方式について説明する。インクジェット記録方法は、インクの小滴を種々の駆動原理を利用して、オリフィスより吐出して記録を行なわせる従来公知のインクジェット記録方式のいずれのものにも、適用可能である。その代表例として、特開昭５４−５９９３６号公報に記載されている方法で、熱エネルギーの作用を受けたインクが急激な体積変化を生じ、この状態変化による作用力によって、インクをノズルから吐出させるインクジェット方式をあげることができる。
【００２９】
［作用］
以上の構成によれば、親水性バインダーと色材の両者が備えるポリフェノール基とアルデヒド基が縮合し、色材がバインダーに固定されるので耐水性が向上する。さらに、ポリフェノールが色材の近傍にあるので効率的に抗酸化性が発揮され、耐候性も良い。またこの技術は処理液を塗布する特別な手段を必要としないので安価で高速なインクジェット記録装置と記録媒体及び記録方法を提供することできる。
【００３０】
以下実施形態を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の目的が達成されるものであれば、各構成要素が代替物に置換されたものであってもよい。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように、本実施形態によれば、共有結合により色材がバインダーに固定されるので耐水性が向上する。またこの技術は処理液を塗布する特別な手段を必要としないので安価で高速なインクジェット記録装置と記録方法を提供することできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００３３】
(第１の実施形態)
まず、図１〜３を参照して、本発明に基づく第１の実施形態のインクジェット記録装置の構成について説明する。図１は本実施形態のインクジェット記録装置の外観を示す斜視図である。図２はこのインクジェット記録装置内の主要な構成を示す模式的斜視図である。図３は図２のキャリッジ部分の、被記録媒体側から見た拡大図である。
【００３４】
このインクジェット記録装置は、被記録媒体１２がセットされる給紙トレイ１と、印刷され、排紙された被記録媒体１２を受ける排紙トレイ２を備えている。インクジェット記録装置内には、不図示の通紙モータによって回転駆動され、被記録媒体１２を給紙トレイ１から排紙トレイ２へと搬送する搬送ローラ１７，１８が設けられている。
【００３５】
被記録媒体１２の搬送経路の上方には、キャリッジ１１がキャリッジ駆動レール１５によって、被記録媒体１２の搬送方向に実質的に直交する方向に往復運動できるように支持されている。キャリッジ１１には、プーリーに懸架されたキャリッジ駆動ベルト１４が接続されている。このプーリーにはキャリッジ駆動モータ１３が接続されており、キャリッジ１１はキャリッジ駆動モータ１３によってキャリッジ駆動ベルト１４を介して往復移動させられる。このキャリッジ駆動モータ１３と前述の通紙モータとは、不図示の制御回路によってその動作を制御される。
【００３６】
キャリッジ１４には、インクを吐出するインクジェット記録ヘッド１９、それらに供給するインクをそれぞれ貯溜するインクタンク２１が搭載されている。本実施形態では、インクジェット記録ヘッド１９およびインクタンク２１としては、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の４色のインク用のものが備えられている。これらは、インクジェット記録ヘッド１９に備えられた、インクが吐出される複数のノズル２０を搬送経路上の被記録媒体１２に向けるようにキャリッジ１１によって支持されている。
【００３７】
キャリッジ１１の移動経路の端部で、キャリッジ１１の下方の位置には、不図示の吐出回復ポンプが備えられた吐出回復部１６が設けられている。吐出回復部１６は、その上にインクジェット記録ヘッド１９が動かされ、ノズル２０部分に当接された状態で、吐出回復ポンプを駆動することによってインクジェット記録ヘッド１９内からインクを吸引することができる。それによって、ノズル２０内の増粘インクを取り除き、インクジェット記録ヘッド１９の吐出性能を回復させることができる。
【００３８】
このインクジェット記録装置による記録動作は、キャリッジ１１を往復移動させ、この際に印字データに応じてインクジェット記録ヘッド１９の複数のノズル２０から選択的に所定のタイミングでインクを吐出させて所定の記録幅の画像を形成し、この記録幅に等しい量だけ被記録媒体１２を搬送し、これを繰り返すことによって行われる。
【００３９】
次に図４を参照して、本発明で用いる記録媒体を説明する。本発明で用いる記録媒体は、図４に示すように原紙31上に多孔質のインク吸収層32が設けられている。原紙31の製造方法は以下の通りである。すなわち原料パルプとしてLBKP９０部とNBKP１０部を混合し、叩解した後、炭酸カルシウム２０部、アルケニル無水コハク酸０.２部、カチオン化デンプン０.５部を配合して、常法により、坪量６４ｇ／ｍ2、厚さ９０μm、ステキヒトサイズ度１５秒の原紙を抄造した。この原紙の比容積は１．４ｃｍ3／ｇであった。
【００４０】
次に、本発明の請求項に基づき、下記の成分を混合溶解した後、前記原紙にバーコーターで３０ｇ／ｍ2になるように塗布し、１００℃のオーブンで３分間乾燥させた。
【００４１】
図５で示すプロアントシアニジン                    ３％
水溶性樹脂：カチオン化デンプン                    ６％
（商品名；CATO304、NATIONAL STARCH & CHEMICAL製）
コロイダルアルミナ                              １０％
水                                                残部
次に本実施例で用いられるインクの説明をする。本実施例で用いられるインクの好適な例として以下のものを挙げることができる。すなわち、本発明の請求項に基づきアルデヒド基を持った水溶性染料を含む下記の成分を混合し、さらにポアサイズが０．２２μｍのメンブレンフィルタにて加圧濾過してインクを得ることができる。さらに本発明の第４と８の請求項に基づき適量の塩酸を加え、弱酸性になるように調節した。
【００４２】
アルデヒド基を持った水溶性染料                    ２％
チオジグリコール                                １０％
商品名；アセチレノールＥＨ                  ０．０５％
（川研ファインケミカル株式会社製）
水                                                残部
水溶性染料は例えば黄色インクではAcid Yellow 23のようにカルボニル基を持つ染料を還元して作成した。他の色のインクも同様にカルボニル基を持つ市販染料を還元して作成した。
【００４３】
以上のようにして得られたインク記録装置と媒体を用い記録を行った。
【００４４】
このような記録を行った結果、耐候性・耐水性と擦過性が良い印字物が得られた。
【００４５】
（その他の実施例）
本発明の第1の実施例では記録ヘッドおよびインクタンクを搭載するキャリッジと、キャリッジを往復移動させる手段を備えた所謂シリアル形式のインクジェット記録装置を用いたが、このような手段の代わりに被記録媒体と同程度の幅にインクジェットノズルを並べて印字する所謂フルマルチ形式のインクジェット記録装置を用いてもよい。また被記録媒体は板など紙以外の材料でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に基づく第１の実施形態のインクジェット記録装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１のインクジェット記録装置内の主要な構成を示す模式的斜視図である。
【図３】図２のキャリッジ部分を被記録媒体側から見た拡大図である。
【図４】本発明に基づく被記録媒体の断面を説明する為の模式図である。
【図５】本発明に基づく実施形態に関わるプロアントシアニジンの構造を説明する為の図である。
【図６】ポリフェノールとアルデヒドの縮合反応を説明する為の図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  給紙トレイ
２  排紙トレイ
１１  キャリッジ
１２  被記録媒体
１３  キャリッジ駆動モータ
１４  キャリッジ駆動ベルト
１５  キャリッジ駆動レール
１６  吐出回復部
１７，１８  搬送ローラ
１９  インクジェット記録ヘッド
２０  ノズル
２１  インクタンク
３１  原紙
３２  インク吸収層
【図１】
2007237672.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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