(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録媒体に対して記録ヘッドを相対移動させながら、前記被記録媒体に前記記録ヘッドから少なくともインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、
普通紙に対して記録を行うための第１の記録モードと、同じインクで記録した場合に前記普通紙よりもにじみ率およびＫａ値が大きい所定の被記録媒体に対して記録を行うための第２の記録モードとを実行可能であり、
前記第２の記録モードは、前記第１の記録モードに比べて、１画素当たりの最大インク打ち込み量が少なく且つ前記相対移動の速度が速いことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記所定の被記録媒体は、アルミナ粒子を含有するものであ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。
【請求項３】
前記所定の被記録媒体は、サイズ剤を含有せず、且つ表面近傍にアルミナ粒子を含有す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。
【請求項４】
前記所定の被記録媒体は、普通紙に対するＫａ値が１（ｍｌ・ｍ−２・ｍｓｅｃ−１／２）未満であるインクを用いた場合に、５（ｍｌ・ｍ−２・ｍｓｅｃ−１／２）以上のＫａ値を示すことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記第１の記録モードは、ブラックインクと当該ブラックインクと反応する処理液とを用いて前記普通紙にブラック画像を記録することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記第２の記録モードは、ブラックインクと当該ブラックインクと反応する処理液とを用いて前記所定の記録媒体にブラック画像を記録することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記第２の記録モードは、少なくとも２つのモードを含み、一方のモードは、インクと反応する処理液を用いて前記所定の記録媒体に記録を行うものであり、他方のモードは、インクと反応する処理液を用いずに前記所定の記録媒体に記録を行うものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記ブラックインクは、前記普通紙に対するＫａ値が１（ｍｌ・ｍ−２・ｍｓｅｃ−１／２）未満であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記ブラックインクは顔料を含むことを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記第２の記録モードは、前記第１の記録モードに比べて、１滴当たりのインク吐出量が少ないことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
前記記録ヘッドは、同じインクを第１の体積および当該第１の体積よりも大きな第２の体積で吐出させることが可能であることを特徴とする請求項１０に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】
前記記録ヘッドは、インクと反応する処理液を吐出可能であり、
前記第２の記録モードは、前記第１の記録モードに比べて、前記処理液の１画素当たりの最大打ち込み量が少ないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１３】
被記録媒体に対して記録ヘッドを相対移動させながら、前記被記録媒体に前記記録ヘッドから少なくともインクを吐出して記録を行うインクジェット記録方法であって、
普通紙に対して記録を行うための第１の記録モードと、前記普通紙よりもにじみ率およびＫａ値が大きい被記録媒体に対して記録を行うための第２の記録モードとを含む複数の記録モードの中から選択された記録モードで記録を行う工程を有し、
前記第２の記録モードは、前記第１の記録モードに比べて、１画素当たりの最大インク打ち込み量が少なく且つ前記相対移動の速度が速いことを特徴とするインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法に関し、詳しくは、記録紙など被記録媒体の記録特性を考慮した記録モードで記録を行なうことが可能なインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方式は、低騒音、低ランニングコスト、高速での記録が可能であることや、装置の小型化、カラー化が容易であること等の種々の利点を有し、プリンタや複写機等において広く利用されている方式である。
【０００３】
このようなインクジェット方式による記録装置では、特に、高速記録と高濃度記録の両立は従来からの主要な課題である。例えば、インクジェットプリンタでは、ドラフトモードという比較的高速の記録を行なうモードが知られているが、これはどちらかといえば記録品位をある程度犠牲にしたものである。具体的には、記録ドットを所定の割合で間引き、これに伴って、記録ヘッドの走査速度または記録ヘッドに対する被記録媒体の搬送速度を大きくするものである。このような間引きによる高速記録は、インクドットが被記録媒体に占める面積が全体的に小さくなり実現される濃度はそれ程高いものではない。
【０００４】
一方、記録に用いる被記録媒体の記録特性の点から、上記の高速記録および高濃度記録に資する提案も種々なされている。一般的に、高濃度を実現するには被記録媒体のできるだけ表面近くの浅い部分にインクの染料等の色材を留めるのが重要である。一方、高速記録のためには、速やかなインク定着を促すため高い吸収性が求められる。しかし、この場合、インクの色材は被記録媒体の厚さ方向深く浸透しやすく表面に残る色材は少なくなり、高濃度は実現し難くなる。このように、被記録媒体の記録特性の点においても、高濃度記録と高速記録は両立し難い面がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上から明らかなとおり、被記録媒体として、多くの色材をその表面近くに留めることができ、かつインク溶媒を速やかに浸透して定着性がよいものは、上述した従来からの主要な課題を解決する上で求められるものの一つである。
【０００６】
また、このような特別な被記録媒体に適した記録モードを実行し、高濃度記録と高速記録の両立を実現するとともに、その記録モードで、他の普通に用いられる被記録媒体に対しても高濃度記録と高速記録においてそれほど遜色のない記録を実現できることは、記録装置の使い勝手を向上させるなどの点で好ましいことでもある。例えば、ユーザが、文字などが主体の文書を記録しようとして故意に上述の特別な被記録媒体でなく通常用いられる普通紙を選択した場合や被記録媒体の選択を誤って普通紙などを用いた場合でも、高濃度かつ高速の記録を実現できれば、被記録媒体の種類を問わないユーザや記録する画像とそれに合った被記録媒体の選択を積極的に行なうユーザ等、多様なユーザに対応して常に良好な記録を行なうことが可能となる。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、被記録媒体として、多くの色材をその表面近くに留めることができ、かつインク溶媒を速やかに浸透させることが可能な被記録媒体を用い、これに適した記録モードで記録を行なうことを可能とし、また、使い勝手のよい記録装置を実現できるインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明では、被記録媒体に対して記録ヘッドを相対移動させながら、前記被記録媒体に前記記録ヘッドから少なくともインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、普通紙に対して記録を行うための第１の記録モードと、同じインクで記録した場合に前記普通紙よりもにじみ率およびＫａ値が大きい所定の被記録媒体に対して記録を行うための第２の記録モードとを実行可能であり、前記第２の記録モードは、前記第１の記録モードに比べて、１画素当たりの最大インク打ち込み量が少なく且つ前記相対移動の速度が速いことを特徴とする。
【０００９】
好ましくは、前記所定の被記録媒体は、アルミナ粒子を含有するものであることを特徴とする。
【００１０】
さらに好ましくは、前記所定の被記録媒体は、サイズ剤を含有せず、且つ表面近傍にアルミナ粒子を含有するものことを特徴とする。
【００１２】
また、被記録媒体に対して記録ヘッドを相対移動させながら、前記被記録媒体に前記記録ヘッドから少なくともインクを吐出して記録を行うインクジェット記録方法であって、普通紙に対して記録を行うための第１の記録モードと、前記普通紙よりもにじみ率およびＫａ値が大きい被記録媒体に対して記録を行うための第２の記録モードとを含む複数の記録モードの中から選択された記録モードで記録を行う工程を有し、前記第２の記録モードは、前記第１の記録モードに比べて、１画素当たりの最大インク打ち込み量が少なく且つ前記相対移動の速度が速いことを特徴とする。
【００１６】
以上の構成によれば、普通紙よりもにじみ率およびＫａ値が大きい所定の被記録媒体に記録を行うための第２記録モードにおいては、普通紙に記録を行うための第１の記録モードに比べ、１画素当たりの最大インク打ち込み量を少なくし且つ相対移動の速度を速くする。ここで、好ましくは、上記所定の記録媒体として、アルミナ粒子を含有する被記録媒体、さらに好ましくは、上記所定の被記録媒体は、サイズ剤を含有せず、かつ表面近傍にアルミナ粒子を含有する被記録媒体、すなわち高速吸収紙を用いるので、インク打ち込み量が小さくてもインク色材は被記録媒体の表層に多くが留まり、また、インクの溶媒は比較的速く浸透する。これにより、上記記録モードでは、濃度が高くかつ高速の記録を行なうことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１８】
本発明の一実施形態の特徴は、第一に被記録媒体である記録紙の記録特性にある。すなわち、インク溶媒を速やかに吸収できる吸収性を有し、かつインクの色材である顔料または染料を比較的浅い部分に多く留めることができる特性を有した記録紙を用いる点である。具体的には、この記録紙を用いた場合、インクは記録紙の表面に沿って比較的拡がるため、インク滴の量に対して、それによって形成されるドットの径の割合が比較的大きくなるとともに、被記録媒体の厚さ方向へは色材が浸透せずに表層の浅い部分に留まり、高い濃度を実現できるものである。その一方で、インク溶媒を速やかに記録紙の厚さ方向に浸透させ、高い定着性を示すものである。
【００１９】
この記録特性を実現できる記録紙(以下では、「高速吸収紙」とも言う)は、本願発明者によって提案されたものであり、その概略構造は、図１に示すように記録紙表面の浅い部分にアルミナが含浸されたものである。なお、図１では記録紙の両面において施されているが、このアルミナの含浸は少なくともインクが吐出される面に施されていればよい。
【００２０】
この高速吸収紙の構造は、後に詳述されるように、通常の記録紙を構成する繊維の表面にアルミナ粒子が吸着されたものであり、通常、滲み防止等の点から記録紙に用いられるサイズ剤は全く用いられていないか、用いてもごく微量である。この場合、サイズ剤が無い、あるいは微量であることによってインクはあらゆる方向において浸透しやすい。その結果として記録紙の表面に沿ってインクが広がり、インク量に比較して大きなドットを形成することができるが、アルミナ粒子が表層に存在するため、これを介してインクの顔料または染料が繊維に吸着され、これらの色材が記録紙の表層に多く留まることも可能としている。
【００２１】
一方、サイズ剤が一切無いか、あるいは通常の記録紙に比べてはるかに微かな量が用いられている結果、通常、サイズ剤によって塞がれる各繊維間の空間は、ほぼそのままに空間として残り、インク溶剤はこの空間を通って記録紙の厚さ方向に浸透するができる。その結果、この高速吸収紙は高いインク吸収性もしくはインク定着性を可能とするものでもある。後述されるように、ブリストー法による測定では、通常のコピーなどで用いる記録紙に対して浸透性の低いインクである、いわゆる上乗せ系のインクを用いた場合でも、本実施形態の高速吸収紙は、Ｋａ値で５ｍｌ・ｍ-2・ｍｓｅｃ-1/2以上の高いインク吸収速度を示すものである。
【００２２】
(高速吸収紙の実施形態)
本発明の一実施形態にかかる高速吸収紙の詳細について以下に説明する。本実施形態の高速吸収紙は、その紙表面が普通紙の風合いを呈している上に、上述したようにインク溶媒の吸収性が良く、かつインクによる記録領域の光学濃度が高いという特徴を有している。また、いわゆる粉落ちやカールが少ない、耐水性に優れた被記録媒体でもある。
【００２３】
本願発明者らは、特許第２７１４３５０号〜同第２７１４３５２号それぞれの公報や、特開平９−９９６２７号公報、同２０００−２１１２５０号公報において、アルミナ水和物を繊維状物質に内添した被記録媒体を提案した。特許第２７１４３５０号〜同第２７１４３５２号の各公報、特開平９−９９６２７号公報に開示されている被記録媒体は、特定物性値を示すアルミナ水和物を内添した被記録媒体であり、アルミナ水和物は繊維状物質全体に内添されている。この発明では非塗工紙でも良好な発色が得られることを見出した。さらに、特開２０００−２１１２５０号公報に開示されている被記録媒体は、表面層と基層からなる多層構成の媒体であり、表面層のみにベーマイト構造を示すアルミナ水和物が内添された被記録媒体である。同発明ではアルミナ水和物を内添した被記録媒体を多層構成にして、表面層のみにアルミナ水和物を内添することと、基層を液体吸収性の良い材料で構成することで、高速記録時の発色、解像度が優れていることを見出した。
【００２４】
本実施形態の被記録媒体は、それらの発明の改良であり、アルミナ水和物を内添した被記録媒体の構成を改良して、単層構成の被記録媒体であっても填料を含まない繊維状物質を用いて無サイズ紙を抄紙し、さらにアルミナ水和物とカチオン性樹脂を少なくとも繊維状物質の表面付近に存在させることで良好なインク吸収性と発色性、ドット再現性を得られることを見出しすことにより得られたものである。いわゆるフルラインヘッドなどを用いた超高速記録機で記録を行なう時に特に有効である。さらに好ましい形態は、上記無サイズ紙にアルミナ水和物とカチオン性樹脂をオンマシン塗工する形態である。
【００２５】
本実施形態の被記録媒体は上記単層構成であり、アルミナ水和物とカチオン性樹脂をオンマシン塗工しているため通常の抄紙機で容易に製造することができ、生産性が著しく改善されていることも利点である。特に両面塗工を容易に行うことができると言う利点もある。本発明の適用において繊維状物質は紙に限定される必要はなく、合成パルプなどを用いた合成紙、布、不織布など繊維状の材料を使用した形態すべてに当てはまるものである。ここで無サイズ紙とはステキヒトサイズ度の測定で０秒であることを指している。ステキヒトサイズ度の測定はＪＩＳ  Ｐ−８１２２の方法で行うことができる。
【００２６】
つまり、本実施形態の被記録媒体は、填料を含まない単層構成のセルロース繊維を主体としていて、かつ無サイズの繊維状物質の少なくとも表面近傍にアルミナ水和物とカチオン性樹脂を存在させた被記録媒体である。この被記録媒体では、打ち込まれたインク中の色材は表面近傍で吸着され、インク中の溶媒成分は被記録媒体内部で吸収されるものである。填料を含まない無サイズ紙とすることで良好なインク吸収速度を得ることができる。
【００２７】
本実施形態では填料を含まない繊維状物質を用いる。そして、繊維状物質の各繊維間の隙間には填料や顔料、樹脂などが存在しない。これは繊維状物質の隙間をなるべく残すことにより、インク吸収を最大限に良くするためである。そのために、本実施形態では通常の紙や布で用いられているサイズプレスなどの通常の樹脂成分の塗工は行わない。そしてこの繊維状物質の各繊維の表面にはアルミナ水和物とカチオン性樹脂が存在している。
【００２８】
図２に示すように、具体的にはアルミナ水和物３とカチオン性樹脂４は、被記録媒体の各繊維１の表面を被服するように存在している。ここでアルミナ水和物またはカチオン性樹脂は繊維状物質の各繊維間の隙間２を埋めないように存在することが必要である。
【００２９】
本実施形態においては、繊維状物質にアルミナ水和物とカチオン性樹脂を少なくとも表面近傍に存在させる。アルミナ水和物とカチオン性樹脂の添加方法としては繊維状物質に塗工することが好ましい。アルミナ水和物とカチオン性樹脂を塗工することによって表面近傍により多くのアルミナ水和物およびカチオン性樹脂を存在させることができて発色などが良くなる。さらに好ましい方法は、アルミナ水和物とカチオン性樹脂をオンマシン塗工する方法である。オンマシン塗工を行った場合はアルミナ水和物とカチオン性樹脂を繊維状物質の表面近傍にのみ存在せしめることができる。その理由は明らかでないが、オンマシン塗工の場合は、紙などが抄紙後直ちに塗工されるため繊維状物質の化学的・物理的な活性が高く接触したアルミナ水和物やカチオン性樹脂が付着してから繊維状物質に付着する時間が短いためと推測している。
【００３０】
好ましい塗工量はそれぞれ片面あたり１〜５ｇ／ｍ2である。本実施形態ではサイズ塗工などのオンマシン塗工されているので両面同時に塗工される。その場合のアルミナ水和物とカチオン性樹脂の塗工量は両面でそれぞれ２〜１０ｇ／ｍ2である。オンマシン塗工することで、少ない塗工量で、かつ普通紙の風合いを残したままでも良好な発色を得ることができる。ここで普通紙風とは表面にセルロース繊維が露出していて、手触りに微粒子などが塗工したような感じがないものを言う。また、オンマシン塗工とは特開平１−１４１７８３号公報や特開平１１−１７４７１８号公報に記載されているように、抄紙工程でセルロース繊維上にサイズプレス塗工を行う代わりにアルミナ水和物とカチオン性樹脂をオンマシンで連続的に塗工するものである。この場合、紙の表面にサイズプレス層は存在していない。
【００３１】
特開平１−１４１７８３号公報には、支持体上に無定形シリカと平均粒子径５〜２００ｎｍのアルミナ水和物を重量比で１００：５〜１００：３５の割合で含む塗工液をオンマシンコーティングして得られたインクジェット用記録紙が開示されている。この発明では抄紙機上でのオンマシンコーティングでの生産性の向上を目的として塗工する無定形シリカのバインダーとしてアルミナゾルを用いている。本実施形態の被記録媒体とはオンマシンコーティングを行う点は一致しているが、本実施形態のような填料を含まない無サイズ紙にアルミナ水和物とカチオン性樹脂をオンマシン塗工する構成とは異なるものである。
【００３２】
また、特開平１１−１７４７１８号公報には、基紙の片面あたりに３〜８ｇ／ｍ2のピグメントサイズ塗工が施された用紙で、仕上げ密度が０．７５〜０．９０ｇ／ｃｍ3の範囲、繊維配向比が１．０５〜１．２５の範囲、平滑度が５０〜１２０秒の範囲、及び地合指数が２０以上である情報用紙が開示されている。この発明ではフルカラー複写機のカラー画像を良好に保ちながら剛度を維持し、坪量を低減するために用紙の密度を低くしたときに定着されたトナーが紙の隙間に入り込むのを防止するためにピグメントサイズ塗工を行っている。本実施形態の被記録媒体とは特定範囲の紙にピグメントサイズ塗工を行う点では一致しているが、本実施形態のようにインク吸収性や発色、普通紙の風合いなどの特性を満足できるような特性である填料無添加の紙にアルミナ水和物とカチオン性樹脂をオンマシン塗工する思想は記載されていない。
【００３３】
アルミナ水和物は、正電荷を持っているためインク中の染料などの色材の定着が良く、発色性に優れた画像が得られ、しかも黒色インクの茶変、耐光性などの問題点を生じないため、インクジェット記録用の被記録媒体に用いる材料としては好ましい。
【００３４】
本実施形態の被記録媒体中に存在するアルミナ水和物としては、Ｘ線回折法でベーマイト構造を示すアルミナ水和物が、インク吸収性と及び色材の吸着性、発色性が良いので最も好ましい。アルミナ水和物は下記の一般式により定義される。
Ａｌ2Ｏ3-n（ＯＨ）2n・ｍＨ2Ｏ
式中、ｎは０〜３の整数の一つを表し、ｍは０ないし１０、好ましくは０ないし５の値を示す。ｍＨ2 Ｏの表現は、多くの場合に結晶格子の形成に関与しない脱離可能な水相を表すものであり、そのために、ｍはまた整数でない値をとることもできる。ただし、ｍとｎは同時にゼロにならない。
【００３５】
一般に、ベーマイト構造を示すアルミナ水和物の結晶は、その（０２０）面が巨大平面を形成する層状化合物であり、Ｘ線回折図形に特有の回折ピークを示す。ベーマイト構造としては、完全ベーマイトの他に擬ベーマイトと称する、過剰な水を（０２０）面の層間に含んだ構造を取ることもできる。この擬ベーマイトのＸ線回折図形は完全ベーマイトよりもブロードな回折ピークを示す。完全ベーマイトと擬ベーマイトは明確に区別できるものではないので、本発明では特に断らない限り、両者を含めてベーマイト構造を示すアルミナ水和物という（以下、アルミナ水和物という）。
【００３６】
本実施形態で用いられるベーマイト構造のアルミナ水和物としては、Ｘ線回折法でベーマイト構造を示すものが色濃度や解像度、インク吸収性が良いため好ましい。さらに、ベーマイト構造を示すアルミナ水和物であれば二酸化チタンやシリカなどの金属酸化物を含有したアルミナ水和物を用いることもできる。
【００３７】
本実施形態で用いるアルミナ水和物の製造方法としては、特に限定されるものではないが、ベーマイト構造のアルミナ水和物を製造できる方法であれば、例えば、アルミニウムアルコキシドの加水分解、アルミン酸ナトリウムの加水分解などの公知の方法で製造することができる。また、特開昭５６−１２０５０８号公報に開示されているように、Ｘ線回折的に無定形のアルミナ水和物を、水の存在下で５０℃以上で加熱処理することによって、ベーマイト構造に変えて用いることができる。
【００３８】
本実施形態の無サイズ紙セルロースパルプとしては特に制限はない。例えば、広葉樹材および針葉樹材から得られるサルファイトパルプ（ＳＰ）、アルカリパルプ（ＡＰ）、クラフトパルプ（ＫＰ）等の化学パルプ、セミケミカルパルプ、セミメカニカルパルプ、機械パルプ等、脱墨された二次繊維である故紙パルプが使用可能である。また、パルプは未漂白パルプ、漂白パルプの区別及び叩解、未叩解の区別なく使用可能である。また、セルロースパルプとしては、非木材パルプである草、葉、靱皮、種毛等の繊維、例えば、わら、竹、麻、バガス、ケナフ、みつまた、コットンリンター等のパルプも使用できる。本実施形態では填料を含まないことが必要である。さらに、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド等の吸水性樹脂を含まないことが必要である。填料と吸水性樹脂を含まないことで記録ドットの良好な再現性を得ることができる。
【００３９】
被記録媒体全体の坪量としては、坪量が少なくて被記録媒体が極端に薄くなければ特に制限はないが、４０〜３００ｇ／ｍ2の範囲がプリンターなどで記録する場合の搬送性の点で好ましい。さらに好ましい範囲は４５〜２００ｇ／ｍ2の範囲であり、紙の折り曲げ強度が高くならずに不透明度を高くすることができる。さらに多数枚記録サンプルを重ねた時に貼り付きが発生しにくくなる。
【００４０】
本実施形態の被記録媒体では、上記セルロースパルプに加えて微細フィブリル化セルロース、結晶化セルロース、広葉樹または針葉樹を原料とする硫酸塩パルプ、亜硫酸塩パルプ、ソーダパルプ、ヘミセルラーゼ処理パルプ、酵素処理化学パルプを加えることが好ましい。これらのパルプの添加によって被記録媒体表面の平滑性が向上したり、地合いがよくなる効果がある上に、記録直後の被記録媒体表面のタックや膨潤変形がなくなる効果もある。
【００４１】
本実施形態では上記セルロースパルプに加えて嵩高性セルロース繊維、マーセル化されたセルロース、フラッフ化セルロース、サーモメカニカルパルプなどの機械パルプなどを添加して用いることができる。これらのパルプの添加によって被記録媒体のインク吸収速度、インク吸収量を向上させることができる。
【００４２】
本実施形態では、被記録媒体のインク吸収速度は公知の動的走査吸液計によって測定することができる。本実施形態の被記録媒体は液体に対して接触時間が２５ミリ秒で５０ｍｌ／ｍ2以上の吸収量であることが好ましい。この範囲内であればインク組成によらずにビーディングの発生が防止できるという効果がある。さらに接触時間が１００ミリ秒で１００ｍｌ／ｍ2以上の吸収量であることが好ましい。この範囲であれば高速で多重記録する場合でもにじみやはじき、ビーディングの発生を防止することができる。
【００４３】
液体の吸収速度、吸収量は用いるセルロースパルプの種類、叩解度によって目的の値に制御することが可能である。本実施形態の被記録媒体では上記嵩高性セルロース、マーセル化セルロース、フラッフ化セルロース、機械パルプの添加で特に吸収性を向上させることができる。さらに、フィブリル化セルロース、結晶化セルロース、硫酸塩パルプ、亜硫酸塩パルプ、ソーダパルプ、ヘミセルラーゼ処理パルプ、酵素処理された化学パルプを加えることで被記録媒体の表面性を改善することができる。
【００４４】
本実施形態の被記録媒体の製造方法は一般的に用いられている紙の製造方法を用いることができる。抄紙装置としては従来から用いられている長網抄紙機、丸網抄紙機、円胴、ツインワイヤーなどから選択して用いることが出来る。
【００４５】
本実施形態では、通常の紙の製造方法で行われるサイズプレス工程でのデンプンなどの塗工は行わない。その代わりにアルミナ水和物とカチオン性樹脂をオンマシン塗設する。オンマシン塗工の方法としては一般的な塗工方法を選択して用いることができる。例えばゲートロールコーター、サイズプレス、バーコーター、ブレードコーター、エアナイフコーター、ロールコーターブラッシュコーター、カーテンコーター、グラビアコーター、スプレー装置等による塗工技術を採用することができる。アルミナ水和物とカチオン性樹脂は混合して塗工する方法、それぞれ独立してオンマシン塗工する方法の中から自由に選択して行うことができる。
【００４６】
本実施形態では、オンマシン塗工された被記録媒体に必要に応じてカレンダー処理やスーパーカレンダー処理を行って表面を平滑にすることができる。
【００４７】
本実施形態で用いられるアルミナ水和物はベーマイト構造のアルミナ水和物であるが、Ｘ線回折法でベーマイト構造を示すものであれば、二酸化チタンやシリカなどの金属酸化物を含有したアルミナ水和物を用いることもできる。二酸化チタンを含有するベーマイト構造のアルミナ水和物としては例えば特許第２７１４３５１号公報に記載されたものを用いることができる。シリカを含有したベーマイト構造のアルミナ水和物としては例えば特開２０００−７９７５５号公報に記載されたものを用いることができる。別な形態としては、二酸化チタンやシリカの代わりにマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、亜鉛、硼素、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、ジルコニウム、インジウム、燐、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウムなどの酸化物を含有させて用いることもできる。
【００４８】
アルミナ水和物の形状（粒子形、粒子径、アスペクト比）は、アルミナ水和物をイオン交換水に分散させてコロジオン膜上に滴下して測定用試料を作り、この試料を透過型電子顕微鏡で観察することによって測定することができる。アルミナ水和物の中で擬ベーマイトには、前記文献（Ｒｏｃｅｋ  Ｊ．、ｅｔ  ａｌ、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｃａｔａｌｙｓｉｓ、７４巻、２９〜３６頁、１９９１年）に記載されたように、繊毛状とそれ以外の形状が有ることが一般に知られている。本発明においては繊毛状または平板形状のどちらの形状のアルミナ水和物でも用いることができる。
【００４９】
平板形状の粒子のアスペクト比は、例えば特公平５−１６０１５号公報に定義されている方法で求めることができる。アスペクト比は粒子の厚さに対する直径の比を示す。ここで直径とは、アルミナ水和物を顕微鏡または電子顕微鏡で観察したときの粒子の投影面積と等しい面積を有する円の直径を示すものとする。縦横比はアスペクト比と同じように観察して、平板面の最小値を示す直径と最大値を示す直径の比である。また、毛状束形状の場合には、アスペクト比を求める方法は、毛状束を形成するアルミナ水和物の個々の針状粒子を円柱として上下の円の直径と長さをそれぞれ求めて、直径に対する長さの比をとって求めることができる。最も好ましいアルミナ水和物の形状は、平板状では平均アスペクト比が３〜１０の範囲で、平均粒子直径が１〜５０ｎｍの範囲が好ましく、毛状束では平均アスペクト比が３〜１０の範囲で、平均粒子長さが１〜５０ｎｍの範囲が好ましい。平均アスペクト比が上記範囲であれば、インク受容層を形成した時や繊維状物質に内添した時に粒子間に隙間が形成されるため、細孔半径分布の幅広い多孔質構造を容易に形成することができる。平均粒子直径または平均粒子長さが上記範囲内であれば、同様に細孔容積の大きな多孔質構造を作ることができる。
【００５０】
本実施形態のアルミナ水和物のＢＥＴ比表面積は７０〜３００ｍ2／ｇの範囲が好ましい。ＢＥＴ比表面積が上記範囲よりも小さい場合には、記録された画像が白濁したり、画像の耐水性が不十分になる。ＢＥＴ比表面積が上記範囲よりも大きい場合には、粉落ちが発生し易くなる。アルミナ水和物のＢＥＴ比表面積、細孔半径分布、細孔容積は窒素吸着脱離方法によって求めることができる。
【００５１】
被記録媒体中のアルミナ水和物の結晶構造は一般的なＸ線回折法によって測定することができる。アルミナ水和物を内添した被記録媒体を測定セルに取り付けて回折角度２θが１４〜１５°に現れる（０２０）面のピークを測定して、ピークの回折角度２θと半値幅Ｂから、（０２０）面の面間隔はブラッグ（Ｂｒａｇｇ）の式、（０１０）面に垂直方向の結晶厚さはシェラー（Ｓｃｈｅｒｒｅｒ）の式を用いて求めることができる。
【００５２】
被記録媒体中のアルミナ水和物の（０２０）面の面間隔は、０．６１７ｎｍを越え０．６２０ｎｍ以下である範囲が好ましい。この範囲では使用する染料などの色材の選択幅が広くなり、疎水性、親水性のどちらの色材を用いて記録しても、記録部の光学濃度が高くなり、かつ滲みやビーディング、はじきの発生が少なくなる。また、疎水性、親水性の色材を併用して記録しても、光学濃度やドット径が色材の種類によらず均一になる。また、インク中に親水性または疎水性の材料を含んでいても記録部の光学濃度やドット径の変化がなく、滲みやビーディング、はじきの発生が少なくなる。（０１０）面に垂直方向の結晶厚さは６．０〜１０．０ｎｍの範囲が好ましい。この範囲では被記録媒体のインク吸収性及び色材の吸着性が良く、粉落ちが少なくなる。被記録媒体中のアルミナ水和物の（０２０）面の面間隔と（０１０）面に垂直方向の結晶厚さを上記範囲内にする方法は例えば特開平９−９９６２７号公報に記載された方法を用いることができる。
【００５３】
被記録媒体中のアルミナ水和物の結晶化度は同様にＸ線回折法によって求めることができる。アルミナ水和物を内添した被記録媒体を粉末化して測定セルに取り付け、回折角度２θが１０°における強度と２θが１４〜１５°に現れる（０２０）面のピークを測定して、２θ＝１０°のピーク強度に対する（０２０）面のピーク強度から結晶化度を求めることができる。被記録媒体中のアルミナ水和物の結晶化度は１５〜８０の範囲が好ましい。この範囲内であればインク吸収性が良くなる上に記録された画像の耐水性が良くなる。被記録媒体中のアルミナ水和物の結晶化度を上記範囲内にする方法は例えば特開平８−１３２７３１号公報に記載された方法を用いることができる。
【００５４】
用いるアルミナ水和物の好ましい細孔構造は以下の３種類あり、必要に応じて１種類以上選択して用いることができる。
【００５５】
第１の細孔構造は、上記アルミナ水和物の平均細孔半径は２．０〜２０．０ｎｍで、細孔半径分布の半値幅は２．０〜１５．０ｎｍのものである。ここで平均細孔半径は、特開昭５１−３８２９８号公報、特開平４−２０２０１１号公報などに示されるものである。また、細孔半径分布の半値幅とは、細孔径分布の測定結果において平均細孔半径の頻度の半分の頻度である細孔半径の幅を示すものである。
【００５６】
上記範囲の平均細孔半径と半値幅であれば、使用できる色材の選択幅が広くなって疎水性や親水性の色材を用いても滲みやビーディング、はじきがほとんど発生せず、光学濃度やドット径が均一になる。上記細孔構造を持つアルミナ水和物は、例えば特許第２７１４３５２号公報に記載された方法で作ることができる。
【００５７】
第２の細孔構造は、上記アルミナ水和物が細孔半径分布において半径１０．０ｎｍ以下と半径１０．０〜２０．０ｎｍの範囲にそれぞれ極大を持っているものである。半径１０．０〜２０．０ｎｍの比較的大きい細孔でインク中の溶媒成分を吸収し、半径１０．０ｎｍ以下の比較的小さい細孔でインク中の色材などの色材成分を吸着する。そのため、色材の吸着と溶媒の吸収の両方とも早くなる。半径１０．０ｎｍ以下の極大は半径１．０〜６．０ｎｍにあるものがより好ましく、この範囲内では色材の吸着が早くなる。細孔半径１０．０ｎｍ以下の極大部分の細孔容積比（極大２の容積比）は、全細孔容積の０．１〜１０％であることがインク吸収性と色材定着性の両者を満足するため好ましく、より好ましくは１〜５％の範囲であり、この範囲ではインク吸収速度と色材の吸着速度が早くなる。上記細孔構造を持つアルミナ水和物は例えば特許第２７１４３５０号に記載された方法で作ることができる。それ以外の方法として半径１０．０ｎｍにピークを持つアルミナ水和物と半径１０．０と２０．０の間にピークを持つアルミナ水和物を併用する方法を用いることができる。
【００５８】
第３の細孔構造は、上記アルミナ水和物が細孔半径分布において半径２．０〜２０．０ｎｍの範囲に最大ピークを持つものである。この範囲にピークを持つとインク吸収性と色材吸着の両方を満足し、かつアルミナ水和物の透明性が良くなり、画像の白濁を防止することができる。最大ピークのさらに好ましい範囲６．０〜２０．０ｎｍで、この範囲内であれば色材として顔料を用いたインク、染料を用いたインク、染料インクと顔料インクの併用インク、混合インクのどちらのインクで記録を行っても、滲み、はじき、色むらの発生を防ぐことができる。最も好ましい範囲は半径６．０〜１６．０ｎｍの範囲である。この範囲内であれば色材濃度の異なる３種類以上のインクを用いた場合でも濃度による色味の差異がなくなる。上記細孔構造を持つアルミナ水和物は例えば特開平９−６６６４号公報に記載された方法で作ることができる。
【００５９】
アルミナ水和物の全細孔容積は０．４〜１．０ｃｍ3／ｇの範囲が好ましい。この範囲内であればインク吸収性が良い上に多色記録を行っても色味が損なわれることがない。さらに、０．４〜０．６ｃｍ3／ｇの範囲であることが粉落ちや画像のにじみが発生しにくくなるため好ましい。さらにアルミナ水和物の半径２．０〜２０．０ｎｍの範囲の細孔容積が全細孔容積の８０％以上であると、記録された画像に白濁が発生しないのでさらに好ましい。別な形態としてアルミナ水和物を凝集させて用いることも可能である。粒子径が０．５〜５０μｍでＢＥＴ比表面積／細孔容積の値が５０〜５００ｍ2／ｍｌである範囲が好ましい。この範囲内であればアルミナ粒子の吸着点が数多く露出しているために記録環境（温度、湿度）によらずビーディングの発生を防ぐことができる。上記細孔構造を持つ凝集粒子は、例えば特開平８−１７４９９３号公報に記載された方法を用いることができる。
【００６０】
また、本実施形態において、カップリング剤処理されたアルミナ水和物を用いることができる。用いるカップリング剤としてはシラン系、チタネート系、アルミニウム系、ジルコニウム系カップリング剤の中から１種類以上選択して用いることができる。カップリング剤によってアルミナ水和物が疎水化されていると画像の色濃度が高く、鮮明な画像が得られるので好ましい。アルミナ水和物全体の表面積換算で０．１〜３０％の範囲でカップリング剤処理されていると、インクの吸収性を損なうことなく、発色性を高めることができる。上記カップリング剤処理方法は例えば特開平９−７６６２８号に記載された方法で行うことができる。
【００６１】
さらに本実施形態では、アルミナ水和物に金属アルコキシド、水酸基を架橋することができる物質を添加して用いることも可能である。金属アルコキシドとしては例えばテトラエトキシシラン、テトラメトキシシランのように一般に用いられている材料の中から自由に選択して用いることができる。水酸基を架橋することができる材料としては例えば硼酸または硼酸化合物、ホルマリン化合物などの中から自由に選択して用いることができる。処理方法は例えば特開平９−８６０３５号公報に記載された方法を用いることができる。これらの材料を添加することで、界面活性剤を多く添加した浸透性の良いインクを用いて記録した場合でも、滲みやビーディングの発生を防止することができる。
【００６２】
本実施形態で用いるカチオン性樹脂としては、４級アンモニウム塩、ポリアミン、アルキルアミン、ハロゲン化第４級アンモニウム塩、カチオン性ウレタン樹脂、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合物などの材料の中から自由に選択して用いることができる。
【００６３】
本実施形態で用いられる高速吸収紙としての被記録媒体には、無機塩を含有させても良い。この場合、インクとして顔料インクを用いると、発色等が良く、より好ましい。
【００６４】
無機塩としては、特に水溶性セリウム化合物が好ましい。水溶性セリウム化合物であればどの材料でも使用することができる。
【００６５】
この被記録媒体に水性インクで記録を行った場合には、インク液滴が被記録媒体に到達すると水溶性セリウム化合物が溶解してインク液滴と混じり合う。そしてインク液滴中の顔料色材またはインク中に存在している水溶性高分子やエマルジョン、あるいはマイクロカプセル化された色材に作用して色材を定着させる。水溶性セリウム化合物の色材などの定着速度は非常に早く、最近の高速記録のプリンターやフルラインヘッドを持ったプリンターでも十分に定着を行うことができるため、文字などの細線の解像度が高い上にべた記録部のむらが発生しにくいという利点がある。この効果は、従来のカチオン性樹脂の添加や他の金属塩の添加では得られなかった効果である。特に、全色顔料インクを用いたプリンターで記録した場合にその効果が顕著に現れる。白地に文字を記録した場合と、べた記録部に文字を記録した場合には、一般的な被記録媒体ではべた記録部上では文字の輪郭に鮮明性が得られないのに対して、本実施形態の被記録媒体ではべた記録部上の文字などの細線でも、白地と同等の鮮明性が得られる。また海の波や肌色などの色調や濃度が微妙に変化するような画像でも忠実性の良い画像を得ることができる。
【００６６】
本実施形態では水溶性セリウム化合物の中では塩化セリウムなどのセリウムハロゲン化物がより好ましい。セリウムのハロゲン化物は記録された時のインク液中への拡散速度が速いのと被記録媒体を保存する時にべた付きや着色が発生しにくいという効果がある。さらに好ましい水溶性セリウム化合物は粗塩化希土である。粗塩化希土は鉱物資源として取り出される希土類の鉱物から目的の希土類を取り出した残さである。主成分は塩化セリウムである。粗塩化希土は天然物であるために経口毒性が低いなどの安全性が高い上に材料自体が安価であるという効果がある。さらに染料インクを用いて記録した画像の光安定性が良くなるという効果もある。
【００６７】
本実施形態の水溶性セリウム化合物の被記録媒体への添加量には画像の観点では特に制限はない。好ましい添加量はインク受容層を持つ構成、基材単独の構成ともに０．０１ｇ／ｍ2以上１０．０ｇ／ｍ2が好ましい。この範囲内であれば水性インクで記録を行った時に高濃度の発色が選られる。さらに好ましい範囲は０．１ｇ／ｍ2以上７．０ｇ／ｍ2である。この範囲内であればべた記録部の均一性と細線のにじみの防止が可能である。
【００６８】
上述した高速吸収紙の製造方法の一例は、通常の記録紙を製造する行程における、紙にサイズ剤を含浸する工程の代わりに、アルミナ分散剤液等を含浸させる工程を設けることによって行われる。すなわち、アルミナ分散剤液の中に紙を浸し、その分散剤液の温度や浸す時間などを制御することによってアルミナの含浸量を調節している。図１に示すように、紙の両面に対してアルミナ粒子が分布するのは、上記の含浸工程によるものである。この工程により、特に、紙の表層近傍において、アルミナ粒子の密度が高くなるが、層構造にはならないため、大量のインクが打ち込まれても、高速に浸透することが可能となる。
【００６９】
(インク打ち込み量の実施形態)
上述の高速吸収紙を用いてインクジェット方式の記録を行う場合、１画素当たりの打ち込み量（吐出量）を少ないものとすることができる。ここで、打込み量制御を行なうときの“１画素当りのインク打込み量”とは、ある１つの色のインクにおける最大の打込み量を意味する。すなわち、例えばシアン(Ｃ)インクで一様な階調のパターンを印字する場合に、最大濃度が測定される階調のパターンを印字したときにそのパターンに打込まれたインク量を、そのパターンの面積で割ったものということができる。従って、この打込み量は、例えば、１画素に対して８ｐｌの液滴を２滴まで打込めるような記録装置の構成で、１．５滴というような小数で表されることもある。
【００７０】
図９を参照して、記録装置におけるこの打込み量制御の一例を説明する。図９は、ガンマ補正を行なうガンマテーブルの内容を示す図である。
【００７１】
このテーブルを用いたガンマ補正によって、８ビットデータの入力値が２５５に対して出力値が２５５となるとき、１画素に最大２滴を打込むことができる記録装置において、打込み量制御として、入力値２５５に対して出力値が１９２となるような、図９に示すガンマテーブルを用いる。そして、その出力値を誤差拡散処理などにより量子化して記録データを得、このデータに基づいたインク吐出による記録を行なうと、ガンマテーブルに入力する濃度データが最大の２５５のときに記録されるパターンにおいて上記のように定義される打込み量を１画素当り(平均)１．５滴とすることができる。また、インク打ち込み量は、１滴の適量を変調することによっても可能である。なお、上記に限らず、１画素に対して例えば２滴のインクを打ち込むところを１滴のみ打ち込むことにしてもよい。こうすることにより、画像データの欠落がなく、より高品位の画像を得ることができる。
【００７２】
本願発明者らの検討によれば、高速吸収紙の場合、インク打ち込み量が、６００ｄｐｉの１画素に対して、５ｐｌ〜１５ｐｌの量で十分なドット径と濃度を得ることができる。すなわち、記録紙の単位面積当たり、約２．８×１０-3ｐｌ/μｍ2〜約８．４×１０-3ｐｌ/μｍ2の打ち込み量で十分な画像濃度を得ることができる。打ちこみ量が逆に多すぎる場合は、打ち込まれたインクがドットの周囲においてにじみとなって表れ易くなるため、記録画像の輪郭部であるエッジのシャープネスが劣化することがある。特に、カラー染料インクの場合、高速吸収紙に対する打ち込み量は、１画素当たり、４ｐｌ〜１０ｐｌで十分である。すなわち、記録紙の単位面積当たり、２．２×１０-3ｐｌ／μｍ2〜５．６×１０-3ｐｌ/μｍ2で良い。
【００７３】
例えば、１画素当たり、８ｐｌで記録した場合のドット径は、顔料を含んだブラック(Ｂｋ)インクで約６０μｍ、カラー染料インクで約８０μｍとなる。この場合、にじみ率は顔料のＢｋインクで約２．３、カラー染料インクで約３．１となる。このように、高速吸収紙は、インクの種類を選ばずにじみ率を大きくできるものであり、これにより、比較的少ないインク打ち込み量で、色材が表層の浅い部分に留まるのと相俟って高濃度な記録画像を可能としている。
【００７４】
ここで、にじみ率とは、インク滴を球体とした場合の直径をその体積から換算し、その直径に対して被記録媒体上でのドット径がどの程度の倍率となって広がるかを表す場合の倍率に相当する。
【００７５】
顔料インクを用いた場合、顔料はインク溶剤に比べ記録紙表面で拡散しにくいためか、染料に比べてドット径はそれ程大きくはならないが、上述の通り記録紙の表面でアルミナと顔料が反応して凝集・吸着することにより濃度、エッジシャープネスが向上することを可能としている。また、高速吸収紙に、カチオン高分子や無機塩等が加えられと、なお濃度向上の点で好ましい。染料インクの場合も、染料がアルミナ粒子に吸着するため、特に、べた記録部の濃度を高くすることができる。その濃度値はインクの種類や染料の濃度によっても多少変わるが、いずれにしても濃度は高くなる。
【００７６】
本実施形態の高速吸収紙は、染料インクの場合は、にじみ率を２．５以上に調整することが好ましく、顔料インクの場合は２．０以上に調整することが好ましい。
【００７７】
これに対し、通常用いられる、コピー用紙などの普通紙は、にじみ率はそれほど大きくなく、浸透性の低いいわゆる上乗せ系の染料インクでは２倍程度、浸透性の高いインクで２．6倍程度となる。
【００７８】
(ドット形成の実施形態)
図３(ａ)〜３(ｄ)は、上述した高速吸収紙の特徴である色材を比較的表層部分に留め、また、その表層に沿ったインクの浸透により比較的大きなドットを形成できるとともに、インク溶媒の被記録媒体の厚さ方向への浸透が速やかに行なわれる点について、普通紙と比較して説明する図である。同図には、高速吸収紙と普通紙に対し、種々のインクを打ち込んだときのインクドットの形成過程が示される。
【００７９】
図３(ａ)〜３(ｄ)に示すように、高速吸収紙および普通紙に対して、記録ヘッドから吐出されたインク滴はこれらの被記録媒体に着弾すると(着弾時：ｔ0)、吐出インク滴の直径に対しておよそ２倍程度の直径を有した柱状のインク滴が形成される。
【００８０】
高速吸収紙の場合、上述したようにサイズ剤が基本的に含有されていないか、含有されていても微量であるため、所定時間(ｔ1)が経過すると、図３(ｂ)および３(ｄ)に示すように、紙のあらゆる方向に対して比較的速くインクが浸透する。このメカニズムは、インクが普通紙に対して浸透性がそれ程よくない、いわゆる上乗せ系であっても同じである。そして、この紙の表面においても、インクの紙に対する濡れ性が高いことと相俟って、紙表層に沿った横方向にも速く浸透し、ドット径は大きくなる。これに対し、普通紙の場合は、図３(ｃ)に示すように、インクが上乗せ系である場合には、横方向の広がりは小さくドット径はそれ程大きくならない。
【００８１】
さらに時間が経過すると(ｔ2)、インクの浸透は進行するが、高速吸収紙の場合、表層部にアルミナ粒子が含まれているため、インク中の色材がアルミナ粒子に吸着し、図３(ｂ)および３(ｄ)に示すように、紙のごく浅い領域に色材が固定化される。同時に、インク中の水性溶媒は、染料等の色材と分離して、繊維間の空間部を通って紙中に浸透する。一方、普通紙の場合、図３(ａ)に示す、その浸透性インクとの組合せに示されるように、インクの色材が記録紙の深さ方向に溶媒と共に浸透してしまい、結果として色材が紙の表層に留まる量は少なくなる。
【００８２】
以上のドット形成メカニズムにおいて、最終的に得られるドット径は、図３(ａ)に示す径Ｄ1と図３(ｂ)に示す径Ｄ2とが略等しく、径Ｄ1は図３(ｃ)に示す径Ｄ3より大きく、さらに、径Ｄ2は図３(ｄ)に示す径Ｄ4より大きいという関係がある。
【００８３】
なお、前述したように、高速吸収紙に、カチオン高分子や無機塩等が含まれていると、特に、顔料インクを用いた場合、上記の程度はより顕著となり、濃度やエッジシャープネスが向上して好ましい。
【００８４】
(装置構成の実施形態１)
吐出部となる記録ヘッドは、ブラック(以下、単にＢｋともいう)、シアン(以下、単にＣともいう)、マゼンタ(以下、単にＭともいう)、イエロー(以下、単にＹともいう)のインクと処理液(以下、単にＳともいう)をそれぞれ吐出するものである。
【００８５】
普通紙に記録する場合においては、少なくともＢｋの画像はＢｋインクと処理液を被記録媒体上で混合、反応させることで形成させる。具体的にはＢｋインクを被記録媒体に付与し、引き続き処理液を付与する場合と、処理液を先に付与し、次いでＢｋインクを付与する場合がある。これによって、Ｂｋ画像は濃度の高い品位の良いものとなる。さらに、Ｂｋインクとして、顔料を用いると濃度が高く、好ましい。
【００８６】
カラーインクに関しては、処理液との反応、あるいはインク単独で用いられる。処理液及びカラーインクを、浸透性の高いものを用いることで、Ｂｋ画像、カラー画像とも定着性の速いものとすることができ、高速記録が可能となり、好ましい。
【００８７】
高速吸収紙に記録を行う場合においては、上述したように、各インク及び処理液を普通紙の記録モードに比較して、１画素に対する液滴の打ち込み量を少なくする。たとえば、６００ＤＰＩの１画素に対して、Ｂｋインクを普通紙モードでは２発打ち込み、高速吸収紙モードでは１発にする。
【００８８】
同様に、処理液は、普通紙記録モードで1発、高速吸収紙記録モードでは、０．５発にする。
【００８９】
このように高速吸収紙記録モードでは、普通紙記録モードに対して、打ち込まれる液滴の数を少なくしているにも関わらず、高速吸収紙では、普通紙に比べてドットも大きく、濃度も高いため、高画質な画像を得ることができる。
【００９０】
また、上記のように、少ないドットで画像が形成できるため、記録ヘッドの駆動周波数を高く設定すること、あるいは走査速度もしくは記録紙の搬送速度を大きくすることも可能となり、記録装置として高速記録が可能となる。
【００９１】
一方、このように記録装置で速く記録されたものが、記録紙で速く吸収定着されるため、排紙されたものから、インクが他に移るという心配も発生しない。よって、本質的に高速な記録が可能となる。
【００９２】
また、普通紙に対してよりも、インクの打ち込み量を少なくすることで、この高速吸収紙の表面に色材がトラップされやすいことと相まって、紙の記録面の裏側での濃度が小さくなる、いわゆる、裏抜けを起こしにくい。さらに、インク打ち込み量が少ないため、インクによる紙の膨潤に伴うコックリングも、軽微となり、更には、高速にインクが紙に浸透するため、両面記録を行うことも容易となる。
【００９３】
ここで、高速吸収紙に対して記録されたインクはアルミナ粒子に吸着されるため、耐水性も高いものとなるが、Ｂｋ画像を形成するにあたって、あえてＢｋインクと処理液を反応させるのは、以下の二つの理由からである。
【００９４】
すなわち、一つ目は、高速吸収紙が在庫切れの場合や、ユーザーが間違えて、あるいは、あえて、普通紙を給紙カセット等にセットする場合が考えられる。そのような場合でも、処理液とインクとの反応で濃度の高い、高品位な画像が得られ、かつ処理液を浸透性の高いものとすることで、インク画像は高速に定着され、実質的に高速記録が可能となる。
【００９５】
特に、Ｂｋインクとして、顔料を含んだいわゆる上乗せ系のインクを用いると、黒文字品位の向上が得られるが、ここで、普通紙に記録された場合に、Ｂｋが処理液と反応すると、定着性は、より好ましいものとなる。また、Ｂｋとカラーのブリードの防止の点でも非常に好ましいものとなる。
【００９６】
また、カラーインクを浸透性の高い処理液なしに単独で用いる場合も、カラーインクの浸透性が高ければ、画像は高速に定着され、実質的に高速記録が可能となる。
【００９７】
二つ目の理由は、たとえば、Ｂｋドットが高速吸収紙にＢｋインクと処理液との混合により形成されると、より高い濃度の画像が得られるためである。これは、インクとして、顔料を含んでいる場合、特に顕著である。
【００９８】
(装置構成の実施形態２)
装置構成の他の実施形態は、上記実施形態の高速吸収紙あるいは高速記録のモードを二つ以上有しているものである。すなわち、高速吸収紙の記録モードに処理液を記録しないモードを設けるものである。
【００９９】
一つの方法は、プリンタードライバー等で、ユーザーが確実に高速吸収紙であることを確認して記録モードを、処理液を用いない記録モードに変更するものである。例えば、プリンタードライバー上で、通常に高速記録モードを選択すると、ドット形成はインクと処理液を混合させるように記録するが、ドライバー上の更なる設定で被記録媒体として、高速吸収紙を選択すると、インクと処理液との混合による記録モードではなくなるように処理するものである。
【０１００】
また、別の方法としては、単に高速記録モードを設定した場合に、装置本体側で普通紙か高速吸収紙を検知し、高速吸収紙であれば、処理液を記録しないように設定する等の方法がある。この場合、ユーザーが紙の種類を気にすることなく、高速記録か否かに応じ被記録媒体によって記録方法を変更することができる。
【０１０１】
(装置構成の実施形態３)
本実施形態は、吐出部となる記録ヘッドを４ヘッド有し、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙインクをそれぞれ吐出させる。普通紙に記録する場合は、Ｂｋの画像はＢｋインクとカラーインクを被記録媒体上で混合、反応させることで画像を形成させる部分を有する。具体的には、Ｂｋインクを被記録媒体に付与し、引き続きカラーインクを付与する場合と、カラーインクを先に付与し、引き続きＢｋインクを付与する場合がある。このような記録方法はＢｋの画像が比較的記録デューティーが高い場合や画像面積が広い場合において、定着性を向上させるため好ましい。また、カラーインクの記録データはＢｋのデータに対して間引かれていることが好ましい。これによって、Ｂｋ画像は濃度の高い品位の良いものとなる。すなわち、ここではＢｋインクとして、顔料を用いているため濃度が高く、好ましいのであるが、更にカラーインク中に多価金属塩等を含有させることで、Ｂｋ顔料インクと多価金属イオンとが反応することにより、顔料粒子が凝集し、紙の表面に残りやすいため濃度が高くなる。
【０１０２】
ここで、Ｂｋインクは、浸透性の低いいわゆる上乗せインクを用いることが、文字品位（特に記録濃度や画像エッジのシャープネス）を向上させるためには好ましいが、普通紙に対する上乗せ系のインクは、にじみ率が小さく、ドット径が大きくならないため、浸透性のカラーインクに比べて、1画素当たりのインク打ち込み量を、約２倍にすることが好ましい。例えば、インク１滴の吐出体積（吐出量）を２倍にすることが可能となる。
【０１０３】
このように、カラーインクを、浸透性の高いものを用いることで、Ｂｋ画像、カラー画像とも定着性の速いものとすることができ、高速記録が可能となり、好ましい。
【０１０４】
一方、高速吸収紙に記録を行う場合は、各インクについて、普通紙の記録モードよりも、１画素に対する液滴の打ち込み量を少なくする。たとえば、６００ＤＰＩの１画素に対して、Ｂｋインクを普通紙モードでは２発打ち込み、高速吸収紙モードでは1発とする。
【０１０５】
ここで、仮に、普通紙と同じく、高速吸収紙に２発打ち込むと、ドット径が大きくなりすぎて、逆に文字のつぶれ等が出る可能性があり、好ましくない。
【０１０６】
また、普通紙への記録と同様に、Ｂｋに対して、カラーインクを混合させるように記録することは更に濃度を向上させることができ、好ましい。
【０１０７】
このように高速吸収紙の記録では、普通紙の記録に比べて、記録ドットを少なくしているにも関わらず、普通紙の場合よりもドットも大きく、濃度も高いため、高い画質の画像を得ることができる。
【０１０８】
浸透性のカラーインクについても、普通紙に比べて、高速吸収紙でも、特に顕著にはドット径が大きくなるわけではないが、色材が紙表面近傍に留まり、深く浸透しないため、記録濃度が高くなる。
【０１０９】
また、浸透性のインクのにじみ率が大きいため、普通紙でのインクの打ち込み量は、いわゆるエリアファクターを満たすためには十分であるが、一方、色材が深さ方向にも浸透してしまうことで濃度が出ないため、打ち込み量を増やすことで記録濃度を保証する。よって、高速吸収紙では、普通紙に対して約半分の打ち込み量でも、十分な記録濃度の画像が形成できる。
【０１１０】
また、上記のように、少ないドットで画像が形成できるため、ヘッドの駆動周波数を高く設定することも可能であり、記録装置として高速記録が可能となる。
【０１１１】
一方、このように記録装置として早く記録されたものが、記録紙で早く吸収定着されるため、排紙されたものから、インクが他に移るという心配も発生せず、本質的に高速な記録が可能となる。
【０１１２】
また、普通紙に比べて、インクの打ち込み量を少なくすることで、この高速吸収紙の表面に色材がトラップされやすいことと相まって、紙の記録面の裏での濃度が少なくなる、いわゆる、裏抜けしにくい。打ち込み量が少ないため、インクの紙への膨潤に伴うコックリングも、軽微となり、更には、高速にインクが紙に浸透するため、両面記録を行うことが容易となる。
【０１１３】
(装置構成の実施形態４)
本実施形態の装置構成は、吐出部となる記録ヘッドを４ヘッド有し、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのインクをそれぞれ吐出させる。
【０１１４】
普通紙に記録する場合は、Ｂｋの画像はＢｋインクのみで画像を形成させる。これによって、Ｂｋ画像は濃度の高い品位の良いものとなる。すなわち、ここではＢｋインクとして、顔料を用いているため濃度が高く、好ましい。
【０１１５】
カラーインクは、浸透性の高いものを用いることで、カラー画像の定着性を速いものとすることができ、高速記録が可能となり、好ましい。
【０１１６】
一方、高速吸収紙に記録を行う場合は、各インクを普通紙の記録モードに対して、１画素に対するインクの打ち込み量を少なくする。たとえば、６００ＤＰＩの１画素に対して、Ｂｋインクを普通紙モードでは２発打ち込むのに対し、高速吸収紙モードでは１発とする。
【０１１７】
このように高速吸収紙に対する記録では、普通紙に対する記録に比べて、記録ドットを少なくしているにも関わらず、高速吸収紙では、普通紙に対してドットも大きく、濃度も高いため、非常に高画質な画像を得ることができる。
【０１１８】
また、上記のように、少ないドットで画像が形成できるため、ヘッドの駆動周波数を高く設定することも可能となり、記録装置として高速記録が可能となる。
【０１１９】
一方、このように記録装置として速く記録されたものが、記録紙ではそのインクが速く吸収定着されるため、排紙されたもののインクが他の被記録媒体に移るというおそれもない。よって、本質的に高速な記録が可能となる。
【０１２０】
(記録モードの実施形態)
ここでは、特に、上述した装置構成の実施形態１、２における記録モードの一例について説明する。
【０１２１】
【表１】
0004006225.tif 000002
【０１２２】
表１は、以下で説明する各記録モードにおけるインク等の打ち込み量を示すものである。
【０１２３】
通常記録モード：普通紙高画質記録モード
本記録モードでは、Ｂｋインクを約８ｐｌの液滴として６００ＤＰＩの１画素に２．５発打ち込む。これにより、約２０ｐｌを１画素に打ち込むことになる。なお、この打ち込み方は、前述したように、適切な最大濃度のガンマテーブルを設定して記録データのガンマ補正をすることによって可能となるが、この場合は１画素に１発以上なので、同じヘッドで１画素に対して複数回の吐出を行なうか、あるいは同じインクについて複数のヘッドを用意することによって、複数発が可能となる。上記Ｂｋインクの吐出の後、その画素に対して約８ｐｌの処理液を１発重ねるように付与する。
【０１２４】
また、カラーインクは６００ＤＰＩの１画素に約8ｐｌの液滴を２発打ち込む。ここでは、カラーインクと処理液は記録紙中で反応させないが、反応させるようにしても構わない。
【０１２５】
なお、液滴の発数が自然数でないのは、前述のように、記録データとして打ち込み量を処理するためであり、平均的な量であることはいうまでもない。
【０１２６】
以上のように記録することにより、Ｂｋ画像は濃度の高いものが得られる。なお、インクは、後述するように、顔料を含有しており、処理液は浸透性の高いものを用いることで、高画質と高速定着を両立させている。
【０１２７】
カラーも濃度の高い、高品位な画像を得ることができる。カラーインクに対して、処理液を先に付与しても良いし、浸透性の高い、カラーインクを処理液なしに記録しても良い。
【０１２８】
高速記録モード１：高速吸収紙記録モード１
本記録モードは、Ｂｋインクを約８ｐｌの液滴として６００ＤＰＩの１画素に1．５発打ち込むことで約12ｐｌを１画素に付与する。その後、その画素に対して約８ｐｌの処理液を０．５発重ねるように付与する。
【０１２９】
また、カラーインクは６００ＤＰＩの1画素に約8ｐｌの液滴を1発打ち込む。
【０１３０】
記録ヘッドと記録紙との相対速度は、上述の通常記録モードの２倍とする。これにより、高速記録が可能となるが、ヘッド自身の駆動周波数は変更がないため、特にヘッドのリフィル周波数を高くする必要はない。
【０１３１】
このように記録することにより、Ｂｋ画像は高速吸収紙上で濃度の高い、かつ、エッジのシャープなものが得られる。また、カラー画像も含め、高速な記録が可能となる。
【０１３２】
以上の説明から明らかなように、記録ヘッドと記録紙との相対移動速度を上げ、高速吸収紙を用いる本記録モードによれば、インクは紙面上でドットが広がりドット径が大きくなる。液体の浸透に伴って、ドット径が大きくなるにも関わらず、色材は表面近傍に局在しているアルミナ粒子にトラップされ、紙の深さ方向には沈みづらいため画像濃度が高く、しかも１画素当たりのインク打ち込み量を少なくでき、結果として高速、高画質、低ランニングコストを達成し、コックリングも少なく、両面記録も十分可能となる。
【０１３３】
特に、Ｂｋに関しては処理液を使ってＢｋインクと反応させることで必要以上のドットの広がりを防止することでドットの形状をゆがめることなくエッジのシャープネスも良いものとなる。
【０１３４】
また、仮に、この記録モードで普通紙を用いて記録したとしても、インクの紙に対する単位面積当たりの打ち込み量は少なく、しかも浸透性の処理液を用いているため、定着性は速く、裏写り等の問題も低減できる。
【０１３５】
高速記録モード２：高速吸収紙記録モード２
本記録モードは、Ｂｋインクを約８ｐｌの液滴として６００ＤＰＩの１画素に1．５発打ち込むことで約12ｐｌを１画素に付与する。本モードでは、Ｂｋインクが記録された部分に処理液は付与しない。また、カラーインクは６００ＤＰＩの1画素に約8ｐｌの液滴を1発打ち込む。
【０１３６】
このように処理液を用いない場合でも、画質の低下も特になく、高速吸収紙に、低ランニングコストでの記録が可能となる。
【０１３７】
(インクの実施形態)
次に、本発明の一実施形態にかかるインクジェット記録で用いるインクについて説明する。本実施形態のインクは、第１の顔料と第２の顔料とを含むインクである。このインクは、被記録媒体に付与された後、或いは実質的に同時にインクと反応する処理液を被記録媒体に付与して被記録媒体上でインクと処理液とを液体状態で接触させ反応させることによって画像ドットを形成するのに用いられる。
【０１３８】
上述の実施形態に用いることのできるインクの例としては、例えば色材として第１の顔料及び第２の顔料を水性媒体中に分散状態で含むインクであって、該第１の顔料が少なくとも１つのアニオン性の基が直接もしくは他の原子団を介して該第１の顔料の表面に結合されている自己分散型の顔料もしくは少なくとも１つのカチオン性の基が直接もしくは他の原子団を介して該第１の顔料の表面に結合されている自己分散型の顔料であり、該第２の顔料が高分子分散剤もしくはノニオン性の高分子分散剤によって該水性媒体に分散させることのできる顔料であり、該インクは更に該第１の顔料の表面に結合されている基と同極性の高分子分散剤及びノニオン性の高分子分散剤の少なくとも一方を含むインクが挙げられる。
【０１３９】
以下このインクについて順次説明する。
【０１４０】
第１の顔料
自己分散型の顔料とは、水溶性高分子化合物等の分散剤を用いることなしに水、水溶性有機溶剤あるいはこれらを混合した液体に対して安定して分散状態を維持し、インクジェット記録技術を用いたオリフィスからの正常なインク吐出に支障を来すような、顔料同志の凝集体を該液体中で生じることのないような顔料を指す。
【０１４１】
アニオン性自己分散型カーボンブラック：
このような顔料としては、例えば少なくとも１つのアニオン性基が直接もしくは他の原子団を介して顔料表面に結合させたものが好適に用いられ、具体的な例は、少なくとも１つのアニオン性基が直接あるいは他の原子団を介して表面に結合しているカーボンブラックを含むものである。
【０１４２】
このようなカーボンブラックに結合されているアニオン性基の例としては、例えば、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ3Ｍ、−ＰＯ3ＨＭ、−ＰＯ3Ｍ2等（但し、式中のＭは水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、または、有機アンモニウムを表わし、Ｒは炭素数１〜１２の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基、置換基もしくは未置換のフェニル基又は置換基もしくは未置換のナフチル基を表わす）が挙げられる。ここでＲが置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基である場合の置換基としては、例えば炭素数１〜６の直鎖若しくは分岐鎖状のアルキル基等が挙げられる。
【０１４３】
上記「Ｍ」のアルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられ、また「Ｍ」の有機アンモニウムとしては、モノ乃至トリメチルアンモニウム、モノ乃至トリエチルアンモニウム、モノ乃至トリメタノールアンモニウム等が挙げられる。
【０１４４】
これらのアニオン性基の中で、特に−ＣＯＯＭや−ＳＯ3Ｍはカーボンブラックの分散状態を安定化させる効果が大きい為好ましい。
【０１４５】
ところで上記した種々のアニオン性基は他の原子団を介してカーボンブラックの表面に結合したものを用いることが好ましい。他の原子団としては、例えば、炭素原子１〜１２の直鎖状もしくは未置換のアルキレン基、置換基もしくは未置換のフェニレン基又は置換基もしくは未置換のナフチレン基が挙げられる。ここでフェニレン基やナフチレン基に結合していてもよい置換基の例としては、炭素数１〜６の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基等が挙げられる。
【０１４６】
他の原子団を介してカーボンブラックの表面に結合させるアニオン性基の具体例としては、例えば、−Ｃ2Ｈ4ＣＯＯＭ、−ＰｈＳＯ3Ｍ、−ＰｈＣＯＯＭ等（但し、Ｐｈはフェニル基を表わす）が挙げられるが、勿論、これらに限定されることはない。
【０１４７】
上記した様な、アニオン性基を直接もしくは他の原子団を介して表面に結合させたカーボンブラックは例えば以下の方法によって製造することができる。
【０１４８】
即ち、カーボンブラック表面に−ＣＯＯＮａを導入する方法として、例えば、市販のカーボンブラックを次亜塩素酸ソーダで酸化処理する方法が挙げられる。
【０１４９】
また例えば、カーボンブラック表面に−Ａｒ−ＣＯＯＮａ基（但し、Ａｒはアリール基を表す。）を結合させる方法として、ＮＨ2−Ａｒ−ＣＯＯＮａ基に亜硝酸を作用させたジアゾニウム塩とし、カーボンブラック表面に結合させる方法が挙げられるが、勿論、本発明はこれに限定されるわけではない。
【０１５０】
ところで上記した様な種々の親水性基は、カーボンブラックの表面に直接結合させてもよい。或いは他の原子団をカーボンブラック表面と該親水性基との間に介在させ、該親水性基をカーボンブラック表面に間接的に結合させても良い。ここで他の原子団の具体例としては例えば炭素原子数１〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、置換もしくは未置換のフェニレン基、置換もしくは未置換のナフチレン基が挙げられる。ここでフェニレン基及びナフチレン基の置換基としては例えば炭素数１〜６の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
【０１５１】
また他の原子団と親水性基の組合わせの具体例としては、例えば−C2H4-COOM、−Ph-SO3M、−Ph-COOM 等(但し、Phはフェニル基を表す)が挙げられる。
【０１５２】
ところで、本実施形態に係るインクに含有させる自己分散型の顔料はその８０％以上が０．０５〜０．３μｍ、特には０．１〜０．２５μｍの粒径のものであるものとすることが好ましい。このようなインクの調整方法は後述する実施例に詳述した通りである。
【０１５３】
第２の顔料
本実施形態のインクに用いることのできる第２の顔料は、インクの分散媒、具体的には例えば水性媒体に対して高分子分散剤の作用によって分散させることができる顔料が挙げられる。即ち、顔料粒子の表面に高分子分散剤が吸着した結果として初めて水性媒体に対して安定に分散させ得るような顔料が好適に用いられる。そしてそのような顔料としては、例えば黒色顔料としては、例えばファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック顔料が挙げられる。このようなカーボンブラック顔料の具体例としては、例えば下記のものを単独で、あるいは適宜組合わせて用いることができる。
【０１５４】
カーボンブラック顔料：
・レイヴァン（Ｒａｖｅｎ）７０００、レイヴァン５７５０、レイヴァン５２５０、レイヴァン５０００ＵＬＴＲＡ、レイヴァン３５００、レイヴァン２０００、レイヴァン１５００、レイヴァン１２５０、レイヴァン１２００、レイヴァン１１９０ＵＬＴＲＡ−ＩＩ、レイヴァン１１７０、レイヴァン１２５５（以上コロンビア社製）、
・ブラックパールズ（Black Pearls）Ｌ、リーガル（Regal）４００Ｒ、リーガル３３０Ｒ、リーガル６６０Ｒ、モウグル（Mogul）Ｌ、モナク（Monarch）７００、モナク８００、モナク８８０、モナク９００、モナク１０００、モナク１１００、モナク１３００、モナク１４００、ヴァルカン（Ｖａｌｃａｎ）ＸＣ−７２Ｒ（以上キヤボット社製）
・カラーブラック（Color Black）FW1、カラーブラックFW2、カラーブラックFW2V、カラーブラック１８、カラーブラックFW200、カラーブラックS150、カラーブラックS160、カラーブラックS170、プリンテックス（Printex）35、プリンテックスＵ、プリンテックスＶ、プリンテックス１４０Ｕ、プリンテックス１４０Ｖ、スペシヤルブラック（Special Black）６、スペシヤルブラック５、スペシヤルブラック４Ａ、スペシヤルブラック４（以上デグッサ社製）
・No.２５、No.３３、No,４０、No.４７、No.５２、No.９００、No.２３００、ＭＣＦ−８８、ＭＡ６００、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１００（以上三菱化学社製）。
【０１５５】
他の黒色顔料としては、マグネタイト、フェライト等の磁性体微粒子やチタンブラック等を挙げることができる。
【０１５６】
また以上で述べた黒色顔料以外に青色顔料、赤色顔料等も用いることができる。
【０１５７】
上述の第１及び第２の顔料を合わせた色材の量は、インク全量に対し、０．１〜１５重量％、より好ましくは、１〜１０重量％である。第１の顔料と第２の顔料の比率は、５／９５〜９７／３、より好ましくは１０／９０〜９５／５の範囲が好ましい。さらに好ましくは、第１の顔料／第２の顔料＝９／１〜４／６である。
【０１５８】
さらに好しい別の範囲は第１の顔料が多い範囲である。このような第１の顔料が多い場合においては、インクとしての分散安定性はもちろん、ヘッドの吐出安定性、特に吐出効率や吐出口面の濡れが少ないことによる信頼性を含めた安定性が発揮される。
【０１５９】
また紙上でのインクの挙動として、高分子分散剤の吸着した第２の顔料が少ないインクで効果的に紙の表面にインクが拡がるため、高分子分散剤による均一な薄膜が表面に形成されると推定され、その効果により画像の耐擦過性も向上する。
【０１６０】
上記第２の顔料を水性媒体に分散させる為の高分子分散剤は、例えば該第２の顔料の表面に吸着して該第２の顔料を水性媒体に安定して分散させる機能を有するものが好適に用いられる。このような高分子分散剤の例としてはアニオン性高分子分散剤、3ノニオン性高分子分散剤が挙げられる。
【０１６１】
アニオン性高分子分散剤
親水性基としてのモノマーと疎水性基としてのモノマーの重合体及びその塩等が挙げられる。親水性基としてのモノマーの具体例としては、例えば、スチレンスルホン酸、α,β−エチレン性不飽和カルボン酸、α,β−エチレン性不飽和カルボン酸誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、メタクリル酸、メタクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマル酸及びフマル酸誘導体等が挙げられる。
【０１６２】
また疎水性成分としてのモノマーの具体例としては、例えばスチレン、スチレン誘導体、ビニルトルエン、ビニルトルエン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、ブタジエン、ブタジエン誘導体、イソプレン、イソプレン誘導体、エチレン、エチレン誘導体、プロピレン、プロピレン誘導体、アクリル酸のアルキルエステル、メタクリル酸のアルキルエステル等が挙げられる。
【０１６３】
なお、ここで塩とは、具体的には水素、アルカリ金属、アンモニウムイオン、有機アンモニウムイオン、ホスホニウムイオン、スルホニウムイオン、オキソニウムイオン、スチボニウムイオン、スタンノニウム、ヨードニウム等のオニウム化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また上記重合体やその塩に、ポリオキシエチレン基、水酸基、アクリルアミド、アクリルアミド誘導体、ジメチルアミノエチルメタクリレート、エトキシエチルメタクリレート、ブトキシエチルメタクリレート、エトキシトリエチレンメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルアルコール及びアルキルエーテル等を適宜付加してもよい。
【０１６４】
ノニオン性高分子分散剤
ノニオン性高分子分散剤の例は、ポリビニルピロリドン、ポリプロピレングリコール、ビニルピロリドン−酢酸ビニル共重合体等を含む。
【０１６５】
上述した第１の顔料、第２の顔料及び高分子分散剤は、適宜その組合わせを選択し、水性媒体に分散、溶解せしめることによって本態様のインクを得ることができるが、第１の顔料として、少なくとも１つのアニオン性の基が直接もしくは他の原子団を介して顔料の表面に結合されている自己分散型の顔料を用いる場合には、高分子分散剤としてアニオン性の高分子分散剤及びノニオン性の高分子分散剤から選ばれる少なくとも一方を組合わせることは、インクの安定性の観点から好ましい。
【０１６６】
第２の顔料とそれを分散させる高分子分散剤とのインク中での割合は重量比で、５：０．５〜５：２が好ましい。
【０１６７】
水性媒体
第１及び２の顔料の分散媒体となる水性媒体としては、水溶性有機溶剤が用いられる。この水溶性有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｎ−ペンタノール等の炭素数１〜５のアルキルアルコール類；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、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のオキシエチレン又はオキシプロピレン共重合体；エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール等のアルキレン基が２〜６個の炭素原子を含むアルキレングリコール類；グリセリン；エチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、ジエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の低級アルキルエーテル類；トリエチレングリコールジメチル（又はエチル）エーテル、テトラエチレングリコールジメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低級ジアルキルエーテル類；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等のアルカノールアミン類；スルホラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。これらの水溶性有機溶剤は、単独でも或いは混合物としても使用することができる。
【０１６８】
インクの被記録媒体への浸透性
以上説明してきた各種成分を含んでいる本実施態様のインクは、被記録媒体に対する浸透性に着目して、例えばＫａ値を１（ｍｌ・ｍ-2・ｍｓｅｃ-1/2）未満に調整した場合、後述する処理液との併用によって、極めて均一な濃度を有し、エッジがシャープで、しかも被記録媒体への定着速度と定着性に優れた画像ドットを得ることができる。以下にインクの被記録媒体に対する浸透性について説明する。
【０１６９】
インクの浸透性を１ｍ2 当たりのインク量Ｖで表すと、インク滴を吐出してからの時間ｔにおけるインク浸透量Ｖ（単位はミリリットル／ｍ2＝μｍ）は、次に示すようなブリストウ方式により表されることが知られている。
Ｖ＝Ｖｒ＋Ｋａ（ｔ−ｔｗ）1/2
（ただし、ｔ＞ｔｗ）
【０１７０】
インク滴が被記録媒体表面に滴下した直後は、インク滴は表面の凹凸部分（被記録媒体の表面の粗さの部分）において吸収されるのが殆どで、被記録媒体内部へは殆ど浸透していない。その間の時間がｔｗ（ウェットタイム）、その間の凹凸部への吸収量がＶｒである。インク滴の滴下後の経過時間がｔｗを超えると、超えた時間（ｔ−ｔｗ）の２分の１乗に比例した分だけ浸透量Ｖが増加する。Ｋａはこの増加分の比例係数であり、浸透速度に応じた値を示す。
【０１７１】
Ｋａ値は、ブリストウ法による液体の動的浸透性試験装置Ｓ（東洋精機製作所製）を用いて測定した。本実験では、本出願人であるキヤノン株式会社のＰＢ用紙を被記録媒体（記録紙）として用いた。このＰＢ用紙は、電子写真方式を用いた複写機やＬＢＰと、インクジェット記録方式を用いた記録の双方に使える記録紙である。
【０１７２】
また、キヤノン株式会社の電子写真用紙であるＰＰＣ用紙に対しても、同様の結果を得ることができた。
【０１７３】
Ｋａ値は界面活性剤の種類、添加量などによって決まってくる。例えば、エチレンオキサイド−２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール(ethylene oxide-2,4,7,9-tetramethyl-5-decyen-4,7-diol（以下、商品名「アセチレノール」；川研ファインケミカル社製）という非イオン性界面活性剤を添加することにより、浸透性は高くなる。
【０１７４】
また、アセチレノールが混合されていない（含有割合が０％）インクの場合は浸透性が低く、後に規定する上乗せ系インクとしての性質を持つ。また、アセチレノールが１％の含有割合で混合されている場合は短時間で記録紙内部に浸透する性質を持ち、後に規定する高浸透性インクとしての性質を持つ。そして、アセチレノールが０．３５％の含有割合で混合されているインクは、両者の中間の半浸透性インクとしての性質を持つ。
0004006225.tif 000003
【０１７５】
上記の表２は、「上乗せ系インク」、「半浸透性インク」、「高浸透性インク」のそれぞれについて、Ｋａ値、アセチレノール含有量（％）、表面張力（ｄｙｎｅ／ｃｍ）を示している。被記録媒体である記録紙に対する各インクの浸透性は、Ｋａ値が大きいものほど高くなる。つまり、表面張力が小さいものほど高くなる。
【０１７６】
表２におけるＫａ値は、前述の如くブリストウ法による液体の動的浸透性試験装置Ｓ（東洋精機製作所製）を用いて測定したものである。実験には、前述のキヤノン株式会社のＰＢ用紙を記録用紙として用いた。また、前述のキヤノン株式会社のＰＰＣ用紙に対しても、同様の結果を得ることができた。
【０１７７】
ここで、「高浸透性インク」として規定される系のインクはアセチレノール含有割合が０．７％以上であり、浸透性に関して良好な結果が得られた範囲のものである。そして本実施態様のインクに担持させる浸透性の基準としては、「上乗せ系インク」のＫａ値、即ち１．０（ｍｌ・ｍ-2・ｍｓｅｃ-1/2）未満とすることが好ましく、特には０．４（ｍｌ・ｍ-2・ｍｓｅｃ-1/2）以下が好ましい。
【０１７８】
染料の添加
上記した態様のインクに染料を更に添加してもよい。即ち第１の顔料、第２の顔料及び第２の顔料を水性媒体に分散させるための分散剤を含むインクに対して更に染料を添加したインクは、後述する処理液との併用によってより優れた画像ドットを短い定着時間で被記録媒体上に形成することができる。また第２の顔料の凝集力が第１の顔料の存在によって緩和されるが、染料の添加によって第２の顔料の凝集力がもう１段緩和され、インクの吸収性が普通紙等と比較して悪い被記録媒体において生じ易い「ひび割れ」等の記録画像の不均一を有効に抑えることができるものと考えられる。ここで用いることのできる染料としては例えばアニオン染料が挙げられ、好ましくは第１の顔料の表面に結合している基の極性と同極性の染料を採用することが好ましい。
【０１７９】
アニオン染料：
上記した様な本実施形態で使用できる水性媒体に対して可溶なアニオン染料としては、公知の酸性染料、直接性染料、反応性染料等が好適に使用される。
また、特に好ましくは、骨格構造として、ジスアゾ、または、トリスアゾ構造を有する染料を用いることが良い。またさらに、骨格構造の異なる２種以上の染料をもちいることも好ましい。使用する染料として、黒色の染料以外で、色調が大きく異ならない範囲で、シアン、マゼンタ、イエロー等の染料を用いてもかまわない。
【０１８０】
染料の添加量
また染料の添加量としては、色材全体の５重量％〜６０重量％でよいが、第１及び第２の顔料を混合したことの効果を有効に活用することを考慮すると、５０重量％未満とすることが好ましい。更に普通紙上での記録特性を重視したインクとする場合には５重量％〜３０重量％とすることが好ましい。
【０１８１】
(処理液の実施形態)
次に、本発明の一実施形態で用い得る処理液の例としては、例えば上記インク中の第１の顔料の表面に結合してなる基がアニオン性であれば、該アニオン性基と反応するカチオン性基を有する化合物を含有する処理液が好適に用いられる。
【０１８２】
例えばカチオン性化合物としては、カチオン性基を分子中に１個程度有する比較的低分子量のカチオン性化合物やカチオン性基を１分子中に複数個有する比較的高分子量のカチオン性化合物が挙げられる。比較的低分子量のカチオン性化合物としては例えば、１級乃至２級乃至３級アミン塩型の化合物、具体的にはラウリルアミン、ヤシアミン、ステアリルアミン、ロジンアミン等の塩酸塩、酢酸塩等の他、第４級アンモニウム塩型の化合物、具体的にはラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライド、塩化ベンザルコニウム、セチルトリメチルアンモニウムクロライド等があり、更にピリジニウム塩型化合物、具体的にはセチルピリジニウムクロライド、セチルピリジニウムブロマイド等、更には、イミダゾリン型カチオン性化合物、具体的には２−ヘプタデセニル−ヒドロキシエチルイミダゾリン等があり、更に第二級アルキルアミンのエチレンオキシド付加物、具体的にはジヒドロキシエチルステアリルアミン等が好ましい例として挙げられる。
【０１８３】
さらに本実施形態では、あるｐＨ領域においてカチオン性を示す両性界面活性剤も使用でき、具体的には、アミノ酸型両性界面活性剤、ＲＮＨＣＨ2−ＣＨ2ＣＯＯＨ型の化合物があり、ベタイン型の化合物、例えばステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタイン等が挙げられる。もちろんこれらの両性界面活性剤を使用する場合にはそれらの等電点以下のｐＨになるように液体組成物を調整するか、被記録媒体上でインクと混合した場合に該等電点以下のｐＨになるように調整するかのいずれかの方法をとることが好ましい。次にカチオン性物質の高分子成分としては、、ポリアリルアミン、ポリアミンスルホン、ポリビニルアミン、キトサン及びこれらの塩酸、酢酸等の酸による中和物又は部分中和物を挙げることが出来る。
【０１８４】
上記処理液を構成するその他の成分としては前述したカオチン性物質の他に、水、水溶性有機溶剤及びその他の添加剤を含んでもよい。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、ジオキサン等のエーテル類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、１、２、６−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレングリコール類、エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール等の１価アルコール類の他、グリセリン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１、３−ジメチルイミダゾリジノン、トリエタノールアミン、スルホラン、ジメチルサルホキサイド等が用いられる。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、液体全重量の５〜６０重量％、さらに好ましくは、５〜４０重量％が好適な範囲である。
【０１８５】
そして本実施形態においては、処理液は被記録媒体に対して高い浸透性を有する様に調整しておくことは、画像ドットの被記録媒体への定着速度の向上や定着性の改善を図る上で好ましいものである。
【０１８６】
このようにすることで、普通紙の記録モードでの高速高画質が達成できる。また、高速吸収紙に記録した場合等に関しても、すでに説明した通りである。
【０１８７】
(高速吸収紙の浸透性)
尚、上記では、インクの浸透性の説明のため、ＰＰＣ用紙を被記録媒体として用いたが、本実施形態の高速吸収紙はＰＰＣ用紙と違い、サイズ剤が含まれていないか、或は微量であるため、上乗せ系のインクであっても、非常に早く紙中に浸透し、Ka値は5ｍｌ・ｍ-2・ｍｓｅｃ-1/2以上となる。
【０１８８】
以下では、以上説明した実施形態の具体的実施例の記録装置について、図を参照して詳細に説明する。
【０１８９】
(例１)
本例は上述した装置構成の実施形態１または２の一具体例である。
【０１９０】
図４は、本実施例に係るフルラインタイプの記録装置の概略構成を示す側面図である。
【０１９１】
この記録装置１００は、被記録媒体としての記録紙の搬送方向（同図中、矢印Ａ方向）に沿って所定位置に配置された複数のフルラインタイプの記録ヘッド（吐出部）よりインクまたは処理液を吐出して記録を行うインクジェット記録方式を採用するものであり、後述する図５に示す制御回路に制御されて動作する。本実施形態の記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクまたは処理液に気泡を生じさせ、この気泡の圧力によってインクまたは処理液を吐出する方式のものである。
【０１９２】
ヘッド群１０１ｇの各記録ヘッド１０１Ｂｋ１、１０１Ｂｋ２、１０１Ｓ、１０１Ｃ、１０１Ｍおよび１０１Ｙのそれぞれは、図中Ａ方向に搬送される記録紙１０３の幅方向（図の紙面に垂直な方向）に約７２００個のインク吐出口を配列し、最大Ａ３サイズの記録紙に対し記録を行うことができる。
【０１９３】
普通紙または高速吸収紙である記録紙１０３は、搬送用モータにより駆動される一対のレジストローラ１１４の回転によってＡ方向に搬送され、一対のガイド板１１５により案内されてその先端のレジ合わせが行われた後、搬送ベルト１１１によって搬送される。エンドレスベルトである搬送ベルト１１１は２個のローラ１１２、１１３により保持されており、その上側部分の上下方向の偏位はプラテン１０４によって規制されている。ローラ１１３が回転駆動されることで、記録紙１０３が搬送される。なお、搬送ベルト１１１に対する記録紙１１３の吸着は静電吸着によって行われる。ローラ１１３は不図示のモータ等の駆動源により記録紙１０３を矢印Ａ方向に搬送する方向に回転駆動される。搬送ベルト１１１上を搬送されこの間に記録ヘッド群１０１ｇによって記録が行われた記録紙１０３は、ストッカ１１６上へ排出される。
【０１９４】
記録ヘッド群１０１ｇの各記録ヘッドは、上記装置構成の実施形態１で説明したブラックのインクを吐出する２つのヘッド１０１Ｂｋ１、１０１Ｂｋ２、処理液を吐出する処理液用ヘッド１０１Ｓ、カラーインク用各ヘッド（シアンヘッド１０１Ｃ、マゼンタヘッド１０１Ｍ、イエローヘッド１０１Ｙ）が、記録紙１０３の搬送方向Ａに沿って図示の通りに配置されている。そして、各記録ヘッドにより各色のインクと処理液を吐出することでブラックの文字やカラー画像の記録が可能になる。
【０１９５】
図５は、図４に示したフルラインタイプの記録装置１００の制御構成を示すブロック図である。
【０１９６】
システムコントローラ２０１は、マイクロプロセッサをはじめ、本装置で実行される制御プログラムを格納するＲＯＭ、マイクロプロセッサが処理を行う際にワークエリアとして使用されるＲＡＭ等を有し、装置全体の制御を実行する。モータ２０４はドライバ２０２を介してその駆動が制御され、図４に示すローラ１１３を回転させ、記録紙の搬送を行う。前述したように、記録モードに応じて記録ヘッドと記録紙との相対速度を変化させる必要があるが、本例では、記録紙の搬送速度を、１７０ｍｍ／ｓｅｃと３４０ｍｍ／ｓｅｃの二段階で変化させる。具体的には、システムコントローラ２０１は、記録モードに応じた制御信号をドライバ２０２へ送ることにより、モータ２０４の回転速度を変化させて搬送ベルト１１１の移動速度を変える。
【０１９７】
ホストコンピュータ２０６は、本実施例の記録装置１００に対して記録すべき情報を転送し、その記録動作を制御する。受信バッファ２０７は、ホストコンピュータ２０６からのデータを一時的に格納し、システムコントローラ２０１によってデータ読み込みが行われるまでデータを蓄積しておく。フレームメモリ２０８は、記録すべきデータをイメージデータに展開するためのメモリであり、記録に必要な分のメモリサイズを有している。本実施例では、フレームメモリ２０８は記録紙１枚分を記憶可能なものとして説明するが、本発明はフレームメモリの容量によって限定されるものではない。
【０１９８】
バッファ２０９Ｓ、２０９Ｐは、記録すべきデータを一時的に記憶するものであり、記録ヘッドの吐出口数によりその記憶容量は変化する。記録制御部２１０は、記録ヘッドの駆動をシステムコントローラ２０１からの指令により適切に制御するためのものであり、駆動周波数、記録データ数等を制御するとともに、さらには処理液を吐出させるためのデータも作成する。ドライバ２１１は、処理液を吐出させるための記録ヘッド１０１Ｓと、それぞれのインクを吐出させるための記録ヘッド１０１Ｂｋ１、１０１Ｂｋ２、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙの吐出駆動を行うものであり、記録制御部２１０からの信号により制御される。
【０１９９】
以上の構成において、ホストコンピュータ２０６から記録データが受信バッファ２０７に転送されて一時的に格納される。次に、格納されている記録データはシステムコントローラ２０１によって読み出されてバッファ２０９Ｓ、２０９Ｐに展開される。また、紙詰まり、インク切れ、用紙切れ等を異常センサ２２２からの各種検知信号により検知することができる。
【０２００】
記録制御部２１０は、バッファ２０９Ｓ, ２０９Ｐに展開された画像データを基にして処理液を吐出させるための処理液用データの作成を行う。そして、各バッファ２０９Ｓ、２０９Ｐ内の記録データおよび処理液用データに基づいて各記録ヘッドの吐出動作を制御する。
【０２０１】
そして、通常記録モードと高速記録モードとを、前述のようにプリンタードライバー上で切り替えることで、記録紙の搬送速度、インク及び処理液の吐出打ち込み量を制御することができる。
【０２０２】
［高速吸収紙の実施例１］
本実施例で用いられる高速吸収紙の具体例は次の通りである。
【０２０３】
原料パルプとして市販のＬＢＫＰをダブルディスクリファイナーによって叩解してカナディアンスタンダードフリーネス（Ｃ．Ｓ．Ｆ．）３００ｍｌの叩解原料（Ａ）を得た。同様に市販のＬＢＫＰを基層と同じ装置で叩解して同４５０ｍｌの叩解原料（Ｂ）を得た。叩解原料（Ａ）と叩解原料（Ｂ）を乾燥重量比換算で９：１の割合で混合して抄紙原料を調整した。
【０２０４】
特開平９−９９６２７号公報の実施例１に記載されているベーマイト構造のアルミナ水和物をイオン交換水に分散して固形分濃度１０重量％のアルミナ水和物分散液を調整した。カチオン性樹脂としてワイステックスＨ−９０（商品名、ナガセ化成工業社製、有効成分４５％）をイオン交換水と混合して有効成分量１０重量％のカチオン性樹脂分散液を調整した。このアルミナ水和物分散液とカチオン性樹脂分散液を１：１の割合で混合してオンマシン塗工液を調整した。
【０２０５】
上記抄紙原料を用いて長網抄紙機で坪量８０ｇ／ｍ2に調節して抄紙し、２ロールサイズプレス装置で前記オンマシン塗工液を片面あたり４ｇ／ｍ2（アルミナ水和物２ｇ／ｍ2、カチオン性樹脂２ｇ／ｍ2）の量で塗工し、さらにスーパーカレンダーで表面を平滑化して被記録媒体を得た。手触りは普通紙と同じであった。
【０２０６】
［高速吸収紙のその他の実施例］
原料パルプとして市販のＬＢＫＰをダブルディスクリファイナーによって叩解してカナディアンスタンダードフリーネス（Ｃ．Ｓ．Ｆ．）３００ｍｌの叩解原料（Ａ）を得た。同様に市販のＬＢＫＰを基層と同じ装置で叩解して同４５０ｍｌの叩解原料（Ｂ）を得た。叩解原料（Ａ）と叩解原料（Ｂ）を乾燥重量比換算で９：１の割合で混合して抄紙原料を調整した。
【０２０７】
特開平９−９９６２７号公報の実施例１に記載されているベーマイト構造のアルミナ水和物をイオン交換水に分散して固形分濃度１０重量％のアルミナ水和物分散液を調整した。カチオン性樹脂としてワイステックスＨ−９０（商品名、ナガセ化成工業社製、有効成分４５％）をイオン交換水と混合して有効成分量１０重量％のカチオン性樹脂分散液を調整した。このアルミナ水和物分散液とカチオン性樹脂分散液を１：１の割合で混合して混合塗工液を調整した。
【０２０８】
市販の粗塩化希土をイオン交換水に分散して固形分濃度３重量％の水分散液を作成した。
【０２０９】
上記抄紙原料を用いて長網抄紙機で坪量８０ｇ／ｍ2に調節して抄紙し、２ロールサイズプレス装置で前記アルミナ水和物とカチオン性樹脂の混合塗工液を乾燥固形分換算で片面あたり４ｇ／ｍ2（アルミナ水和物２ｇ／ｍ2、カチオン性樹脂２ｇ／ｍ2）の量で塗工し、次に２段目のサイズプレス装置で前記粗塩化希土分散液を乾燥固形分換算で片面あたり０.５ｇ／ｍ2塗工した。さらにスーパーカレンダーで表面を平滑化して被記録媒体を得た。
【０２１０】
本実施例では、ヘッド１０１Ｂｋ１および１０１Ｂｋ２から吐出されるブラックのインクについては、浸透速度の遅いインク（本明細書では、上乗せ系インクともいう）を用い、ヘッド１０１Ｓ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙからそれぞれ吐出される処理液およびシアン、マゼンタ、イエローの各インクは浸透速度の速いそれぞれ処理液およびインク（以下、本実施例では高浸透性インクという）を用いた。
【０２１１】
本実施例で使用する処理液および各インクの組成は次の通りである。なお、各成分の割合は重量部で示したものである。
［処理液］
グリセリン                                  ７部
ジエチレングリコール                        ５部
アセチレノール  ＥＨ                        ２部
（川研ファインケミカル製）
ポリアリルアミン                            ４部
（分子量：１５００以下、平均値約１０００）
酢酸                                        ４部
塩化ベンザルコニウム                        ０.５部
トリエチレングリココールモノブチルエーテル  ３部
水                                          残部
［イエロー（Ｙ）インク］
Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー８６              ３部
グリセリン                                  ５部
ジエチレングリコール                        ５部
アセチレノール  ＥＨ                        １部
（川研ファインケミカル製）
水                                          残部
［マゼンタ（Ｍ）インク］
Ｃ．Ｉ．アシッドレッド２８９                  ３部
グリセリン                                    ５部
ジエチレングリコール                          ５部
アセチレノール  ＥＨ                          １部
（川研ファインケミカル製）
水                                            残部
［シアン（Ｃ）インク］
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９                ３部
グリセリン                                    ５部
ジエチレングリコール                          ５部
アセチレノール  ＥＨ                          １部
（川研ファインケミカル製）
水                                            残部
［ブラック（Ｂｋ）のインク］
顔料分散液１                                ２５部
顔料分散液２                                ２５部
グリセリン                                    ６部
ジエチレングリコール                          ５部
アセチレノール  ＥＨ                          ０.１部
（川研ファインケミカル製）
水                                          残部
なお、このブラックインクのＫａ値は０．３３であった。また、上記顔料分散液１および２は各々次のものである。
【０２１２】
［顔料分散液１］
表面積が２３０ｍ2／ｇでＤＢＰ吸油量が７０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック１０ｇとｐ−アミノ安息香酸３．４１ｇとを水７２ｇによく混合した後、これに硝酸１．６２ｇを滴下して７０℃で攪拌した。数分後５ｇの水に１．０７ｇの亜硝酸ナトリウムを溶かした溶液を加え、更に１時間攪拌した。得られたスラリーを東洋濾紙Ｎｏ．２（アドバンティス社製）でろ過し、顔料粒子を十分に水洗し、９０℃のオーブンで乾燥させた後、この顔料に水を足して顔料濃度１０重量％の顔料水溶液を作成した。以上の方法により、下記式に示した様に表面に、フェニル基を介して親水性基が結合したアニオン性に帯電した自己分散型カーボンブラックが分散した顔料分散液を得た。
【０２１３】
【化１】
0004006225.tif 000004
【０２１４】
［顔料分散液２］
顔料分散液２は次のようにして調整したものである。分散剤としてスチレン−アクリル酸−アクリル酸エチル共重合体（酸価１８０、平均分子量１２０００）１４部と、モノエタノールアミン４部と水７２部を混合し、ウォーターバスで７０℃に加温し、樹脂分を完全に溶解させる。この際溶解させる樹脂の濃度が低いと完全に溶解しないことがあるため、樹脂を溶解する際は、高濃度溶液をあらかじめ作成しておき、希釈して希望の樹脂溶液を調整してもよい。この溶液に、分散剤の作用によって初めて水性媒体に分散可能なカーボンブラック（商品名：ＭＣＦ−８８、ｐＨ８．０、三菱化学製）１０部を加え、以下の条件にて３０分間プレミキシングを行った。次いで以下の操作を行ない、カーボンブラック（ＭＣＦ−８８）が分散剤によって水性媒体に分散された顔料分散液２を得た。
分散機：サイドグラインダー（五十嵐機械製）
粉砕メディア：ジルコニアビーズ１ｍｍ径
粉砕メディアの充填率：５０％（体積）
粉砕時間：３時間
遠心分離処理（１２０００ＲＰＭ、２０分間）
【０２１５】
以上示した本実施例によるブラックのインクを用いることにより、自己分散型カーボンブラックと高分子分散剤で分散可能なカーボンブラックと高分子分散剤が混合され、かつ分散しているインクに対して、異極性のカチオン性化合物２種（ポリアリルアミン、塩化ベンザルコニウム）を含んだ処理液とが反応することになる。
【０２１６】
本実施例では、各記録ヘッドのインク吐出口は６００ｄｐｉの密度で配列され、また、記録紙の搬送方向において６００ｄｐｉのドット密度で記録を行う。これにより、本実施例で記録される画像等のドット密度はロー方向およびカラム方向のいずれも６００ｄｐｉとなる。また、各ヘッドの吐出周波数は８ＫＨｚとし、６００ＤＰＩの１画素に対して2発吐出可能な構成とした。従って、通常記録モードでの記録紙の搬送速度は約１７０ｍｍ／ｓｅｃとなる。
【０２１７】
高速記録モードでは、ヘッドの吐出周波数は８ＫＨｚのままであるが、６００ＤＰＩの1画素に対して1発吐出できる構成とし、記録紙の搬送速度は約３４０ｍｍ/ｓｅｃとなる。
【０２１８】
なお、各記録ヘッドの吐出量は、８ｐｌ（ピコリットル）とした。
【０２１９】
そして、普通紙を想定した通常記録モードにおけるＢｋ１およびＢｋ２の２つのヘッドを用いた場合の６００ＤＰＩの１画素あたりの合計インク付与量は約２０ｐｌである。カラーは６００ＤＰＩの１画素あたり約16ｐｌである。一方、高速記録モードでは、Ｂｋ１およびＢｋ２の２つのヘッドを用いた場合の６００ＤＰＩの１画素あたりの平均合計インク付与量は約１２ｐｌである。カラーは６００ＤＰＩの１画素あたり約８ｐｌである。
【０２２０】
以上説明したフルマルチタイプの記録装置は、記録ヘッドが記録動作において固定された状態で用いられ、記録紙の搬送に要する時間がほぼ記録に要する時間であるため、特に高速記録に適したものである。従って、このような高速記録機器に本発明を適用することによって、さらにその高速記録機能を向上でき、しかも、ＯＤ値が高く、ブリーディングやモヤのない高品位の記録を可能とするものである。
【０２２１】
なお、本実施例の記録装置は、最も一般的にはプリンタとして用いられるものであるが、これに限られず複写装置、ファクシミリ等の記録部として構成可能であることは勿論である。
【０２２２】
［他のインク（顔染インク）の実施例］
本発明で使用する他の例にかかる処理液およびＢｋインクの組成は次の通りである。なお、各成分の割合は重量部で示したものである。
［処理液］
グリセリン                                              ７部
ジエチレングリコール                                    ５部
アセチレノール  ＥＨ                                ０. ７部
（川研ファインケミカル製）
ポリアリルアミン                                        ４部
（分子量：１５００以下, 平均値約１０００）
酢酸                                                    ４部
塩化ベンザルコニウム                                ０. ５部
トリエチレングリココールモノブチルエーテル              ３部
水                                                      残部
［ブラック（Ｂｋ）の混合インク］
顔料分散液                                            ２５部
フードブラック２                                        ２部
グリセリン                                              ６部
トリエチレングリコール                                  ５部
アセチレノール  ＥＨ                                ０. １部
（川研ファインケミカル製）
水                                                      残部
なお、このブラックの混合インクのＫａ値は０. ３３であった。また、上記顔料分散液は次のものである。
【０２２３】
［顔料分散液］
水５. ３ｇに濃塩酸５ｇを溶かした溶液に、５℃においてアントラニル酸１．５８ｇを加えた。この溶液を、アイスバスで攪拌することにより常に１０℃以下に保ち、５℃の水８．７ｇに亜硝酸アントリウム１.７８ｇを加えた溶液を加えた。さらに、１５分攪拌した後、表面積が３２０ｍ2／ｇでＤＢＰ吸油量が１２０ml／１００ｇのカーボンブラック２０ｇを混合した状態のまま加えた。その後、さらに１５分攪拌した。得られたスラリーを東洋濾紙Ｎｏ. ２（アドバンティス社製）で濾過し、顔料粒子を充分に水洗し、１１０℃のオーブンで乾燥させた後、この顔料に水をたして顔料濃度１０重量％の顔料水溶液を作製した。以上の方法により、下記式で表したように、表面に、フェニル基を介して親水性基が結合したアニオン性に帯電した自己分散型カーボンブラックが分散した顔料分散液を得た。
【０２２４】
【化２】
0004006225.tif 000005
【０２２５】
以上の各組成からも明らかなように、アセチレノールの含有量により、ブラックのそれぞれ顔料および染料インクは上乗せ系インクに、処理液およびＣ, Ｍ,Ｙの各インクは高浸透性インクにそれぞれ設定されている。
【０２２６】
（例２）
本例は上述した装置構成の実施形態１または２の他の具体的実施例である。
【０２２７】
図６は、本発明の第２の実施例に係るシリアルタイプの記録装置５の構成を示す概略斜視図である。すなわち、インクを被記録媒体に付与した後、処理液を吐出して反応させる記録装置は、上述のフルラインタイプのものに限らず、シリアルタイプの装置にも適用できることは明らかである。なお、図４に示した要素と同様の要素には同一の符号を付しその説明の詳細は省略する。
【０２２８】
被記録媒体である記録紙１０３は、給紙部１０５から挿入され記録部１２６を経て排紙される。本実施例では、一般に広く用いられる安価な普通紙および高速吸収紙を記録紙１０３として用いている。記録部１２６において、キャリッジ１０７は、記録ヘッド１０１Ｂｋ、１０１Ｓ、１０１Ｃ、１０１Ｍおよび１０１Ｙを搭載し、不図示のモータの駆動力によってガイドレール１０９に沿って往復移動可能に構成されている。記録ヘッド１０１Ｂｋは、前述の実施形態で説明したブラックの混合インクを吐出する。また、記録ヘッド１０１Ｓ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙはそれぞれ処理液、シアンインク、マゼンタインク、イエローインクをそれぞれ吐出するものであり、この順序で記録紙１０３にインク又は処理液を吐出するよう駆動される。
【０２２９】
各ヘッドにはそれぞれ対応するインクタンク１０８Ｂｋ、１０８Ｓ、１０８Ｃ、１０８Ｍ、１０８Ｙからインク又は処理液が供給され、インク吐出時には各ヘッドの吐出口毎に設けられている電気熱変換体、すなわちヒータに駆動信号が供給され、これにより、インク又は処理液に熱エネルギを作用させて気泡を発生させ、この発泡時の圧力を利用してインク又は処理液の吐出が行われる。各ヘッドには、それぞれ３６０ｄｐｉの密度で６４個の吐出口が設けられ、これらは、記録紙１０３の搬送方向Ｙとほぼ同方向、つまり、各ヘッドによる走査方向とほぼ垂直方向に配列されている。
【０２３０】
ヘッドは1つのノズルに対して大小２つのヒータが配置され、小ヒータのみの駆動で１０ｐｌ、大小２つのヒータの両方を駆動して２５ｐｌを吐出させる。よって、各吐出口毎の吐出量は１０〜２５ｐｌである。
【０２３１】
走査方向の記録密度は７２０DPIで、通常記録モードでは２５ｐｌで吐出し、高速記録モードでは１０ｐｌで吐出する。
【０２３２】
２５ｐｌで記録するときは吐出周波数(駆動周波数)は７．２ＫＨｚ、高速記録の１０ｐｌのときは吐出周波数を１４．４ＫＨｚとするとともに、記録ヘッドの走査速度を通常記録モードの２倍として、高速記録を行う。インクの打ち込み量等に関しては、記録モードの例で説明したものと同様であり、記録モードにより、1滴の吐出量を上記の方法で変えることにより達成している。
【０２３３】
（例３）
本例は上述した装置構成の実施形態３の具体的実施例にかかるものである。
【０２３４】
本実施形態は、図６に示したシリアルタイプの記録装置において、処理液ヘッドを用いないものであり、従って、合計４つのヘッドを用いる例である。すなわち、Ｂｋインクを被記録媒体に付与した後、カラーインクを吐出して反応させる記録装置は、フルラインタイプのものに限らず、シリアルタイプの装置にも適用できることは明らかである。
【０２３５】
図６を参照して説明すると、被記録媒体である記録紙１０３は、給紙部１０５から挿入され記録部１２６を経て排紙される。本実施例においても、一般に広く用いられる安価な普通紙および高速吸収紙を記録紙１０３として用いている。記録部１２６において、キャリッジ１０７は、記録ヘッド１０１Ｂｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍおよび１０１Ｙを搭載し、不図示のモータの駆動力によってガイドレール１０９に沿って往復移動可能に構成されている。記録ヘッド１０１Ｂｋは、顔料インクを吐出する。また、記録ヘッド、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙはそれぞれシアンインク、マゼンタインク、イエローインクをそれぞれ吐出するものであり、この順序で記録紙１０３にインクを吐出するよう駆動される。
【０２３６】
各ヘッドにはそれぞれ対応するインクタンク１０８Ｂｋ、１０８Ｃ、１０８Ｍ、１０８Ｙからインクが供給され、インク吐出時には各ヘッドの吐出口毎に設けられている電気熱変換体、すなわちヒータに駆動信号が供給され、これにより、インクに熱エネルギを作用させて気泡を発生させ、この発泡時の圧力を利用してインクの吐出が行われる。各ヘッドには、それぞれ６００ｄｐｉの密度で６４個の吐出口が設けられ、これらは、記録紙１０３の搬送方向Ｙとほぼ同方向、つまり、各ヘッドによる走査方向とほぼ垂直方向に配列されている。
【０２３７】
Ｂｋの文字はＢｋヘッドで単独に記録し、Ｂｋのべた画像は、Ｂｋインクと反応性のあるカラーインクを重ねて記録するようにする。紙へのインクの打ち込み量は、Ｂｋインクに対して反応させるカラーインクの量を例えば、15パーセント以下のように，かなり間引いて記録させる以外は、記録モードの実施形態で説明したものとほぼ同様である。
【０２３８】
すなわち、通常記録モードにおいて、６００ＤＰＩの１画素に対して、８ｐｌの液滴を２．５発打ち込み、カラーインクを重ねる場合は、８ｐｌの液滴を０．１発(１０％)打ちこむ。一方、高速記録モード(高速吸収紙記録モード)では、Ｂｋインクは、８ｐｌの液滴を６００ＤＰＩの１画素に対して１．５発打ち込み、カラーインクについては、記録モードの実施形態と同様である。
【０２３９】
（例４）
本例は、上記例３とヘッド構成は同じであってもよく、この場合は、キャノン(株)社製のＢＪ  Ｆ８５０の形態と同じであり、ヘッド構成として図７に示す構成であってもよい。
【０２４０】
以下、図６を参照して説明すると、被記録媒体である記録紙１０３は、給紙部１０５から挿入され記録部１２６を経て排紙される。本実施例でも、一般に広く用いられる安価な普通紙および高速吸収紙を記録紙１０３として用いている。記録部１２６において、キャリッジ１０７は、記録ヘッド１０１Ｂｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍおよび１０１Ｙを搭載し、不図示のモータの駆動力によってガイドレール１０９に沿って往復移動可能に構成されている。記録ヘッド１０１Ｂｋは、前述の実施形態で説明したブラックのインクを吐出する。また、記録ヘッド１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙはそれぞれシアンインク、マゼンタインク、イエローインクをそれぞれ吐出するものであり、この順序で記録紙１０３にインクを吐出するよう駆動される。
【０２４１】
各ヘッドにはそれぞれ対応するインクタンク１０８Ｂｋ、１０８Ｃ、１０８Ｍ、１０８Ｙからインクが供給され、インク吐出時には各ヘッドの吐出口毎に設けられている電気熱変換体、すなわちヒータに駆動信号が供給され、これにより、インクに熱エネルギを作用させて気泡を発生させ、この発泡時の圧力を利用してインクの吐出が行われる。各ヘッドには、それぞれ１２００ｄｐｉの密度でカラーでは１２８個の吐出口が設けられ、Ｂｋヘッドでは128個の吐出口が設けられている。これらは、記録紙１０３の搬送方向Ｙとほぼ同方向、つまり、各ヘッドによる走査方向とほぼ垂直方向に配列されている。
【０２４２】
図７に示すヘッド構成を採用する場合、Ｂｋヘッドはカラーヘッドより長く、Ｂｋ単独の画像を記録する場合は、全てのノズルを使用して記録する。Ｂｋとカラーが混在した画像を記録する場合は、図７においてＢｋヘッド１０１Ｂｋの上半分のノズルを用いることにより、カラーインクの記録はＢｋインクの記録に対して時間差を設けてある。よって、Ｂｋインクとカラーインクとの反応性はなくとも、Ｂｋインクとカラーインクとのブリードは軽微なものとなる。
【０２４３】
紙へのインクの打ち込み量に関しては、次の通りである。吐出量は、Ｂｋ、カラーともに４ｐｌである。通常記録モードでは、Ｂｋ、カラーともに１２００ＤＰＩの１画素に１発、すなわち、６００ＤＰＩの１画素当たりに換算すると、４発、１６ｐｌとなる。一方、高速記録モードでは、Ｂｋは、６００ＤＰＩの１画素当たり３発、すなわち、１２ｐｌとし、カラーでは、６００ＤＰＩの１画素当たり２発、すなわち、８ｐｌとした。
【０２４４】
なお、図７に示すＣ、Ｍ、ＹおよびＢｋの４つの記録ヘッドを用いるフルマルチタイプの記録装置を図８に示す。
【０２４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、普通紙よりもにじみ率およびＫａ値が大きい所定の被記録媒体に記録を行うための第２記録モードにおいては、普通紙に記録を行うための第１の記録モードに比べ、１画素当たりの最大インク打ち込み量を少なくし且つ相対移動の速度を速くする。ここで、好ましくは、上記所定の被記録媒体として、アルミナ粒子を含有する被記録媒体、さらに好ましくは、上記所定の記録媒体は、サイズ剤を含有せず、かつ表面近傍にアルミナ粒子を含有する被記録媒体、すなわち高速吸収紙を用いるので、インク打ち込み量が小さくてもインク色材は被記録媒体の表層に多くが留まり、また、インクの溶媒は比較的速く浸透する。これにより、上記記録モードでは、濃度が高くかつ高速の記録を行なうことができる。
【０２４６】
この結果、高速かつ高濃度の記録が可能で、使い勝手のよい記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる被記録媒体の表層におけるアルミナの含浸の分布を示す図である。
【図２】上記被記録媒体を構成する繊維にアルミナ等が付着した状態を模式的に示す図である。
【図３】  (ａ)〜(ｄ)は、普通紙と上記実施形態にかかる高速吸収紙とのインクドット形成の違いを説明する図である。
【図４】本発明の一実施例に係るフルマルチタイプ記録装置の概略構成を示す側面図である。
【図５】図４に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の他の実施例に係るシリアルタイプ記録装置の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明のさらに他の実施例にかかるシリアルタイプ記録装置の記録ヘッドの構成を示す正面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施例にかかるフルマルチタイプ記録装置の構成を示す側面図である。
【図９】ガンマテーブルの入力値と出力値との関係を示す線図である。
【符号の説明】
ｖ1    被記録媒体に対する顔料インクの浸透速度
ｖ2    被記録媒体に対する染料インクの浸透速度
ｖ3    被記録媒体に対する処理液の浸透速度
Ｋａ    比例係数
ｔ    経過時間
Ｖ    浸透量
ｔｗ    ウェットタイム
ＤI    顔料インクのヘッドと処理液のヘッドとの間の距離
５、１００    記録装置
１０１ｇ    ヘッド群
１０１Ｂｋ１、１００Ｂｋ２、１００Ｓ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｙ    記録ヘッド（吐出部）
１０３    記録紙
１０４    プラテン
１０５    給紙部
１０７    キャリッジ
１０８Ｂｋ、１０８Ｓ、１０８Ｃ、１０８Ｍ、１０８Ｙ    インクタンク
１０９    ガイドレール
１１１    搬送ベルト
１１２、１１３    ローラ
１１４    レジストローラ
１１５    ガイド板
１１６    ストッカ
１２６    記録部
２０１    システムコントローラ
２０２    ドライバ
２０４    モータ
２０６    ホストコンピュータ
２０７    受信バッファ
２０８    フレームメモリ
２０９Ｓ、２０９Ｐ    バッファ
２１０    記録制御部
２１１    ドライバ
２２２    異常センサ
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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