(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対して非接触で、且つ記録媒体の全幅にわたって、所定間隙を介して対向した複数のノズルよりインクを吐出して記録を行うラインタイプのインクジェット記録装置において、ＪＩＳ Ｚ ０２３７の規定に基づく粘着力が０．０１〜１００／１０ｍｍの範囲にある粘着層を形成した部材を、記録を行う前の記録媒体に接触させて粘着層を記録媒体に移行させる工程と、赤外スペクトル分析による１３３０〜１３５０ｃｍ−１のピークと３４２０〜３５２０ｃｍ−１のピークとの吸収強度の比が、１．３〜１０である自己分散型の顔料を着色剤として含む水性インクをノズルから吐出する工程により、画像を形成することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
水性インクの着色剤が少なくともピグメントイエロー７４、ピグメントレッド１２２、ピグメントブルー１５：４の中から選ばれる顔料を使用したインクセットを用いることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
粘着層を形成した部材がシート状、テープ状あるいはローラー状から選ばれた形状であることを特徴とする請求項１または２記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
ＪＩＳ−Ｋ３３６２の気泡力と泡の安定性試験において、水性インクの泡の安定度が３０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
水性インクの吐出を行わない間、継続してまたは単発で、インクジェット記録ヘッド内において水性インクをノズルから液滴として吐出しない程度に微動させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
インクジェット記録装置が１０ｉｐｓ以上の記録速度であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
記録媒体が普通紙の連続した用紙であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
記録物の彩度がＹ≧５０、Ｍ≧４０、Ｃ≧３０であることを特徴とする請求項７記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吐出信頼性、特に、間欠吐出性能に優れたインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、微細なノズルからインクを噴射させて記録を行うインクジェットプリンタが知られている。一般に普及しているインクジェット記録用記録液は、殆どが水性媒体と染料を用いた記録液であった。これは、染料ではなく顔料を用いた場合、顔料の分散を安定に保つことができるように構成材料を込み合わせることが難しく、記録液を長期安定保存することが困難なためである。水性媒体に可溶である染料を用いた記録液と異なり、顔料を用いた記録液は、顔料が水性媒体に不溶であり、且つ固体状態であるため、記録ヘッドのノズル孔における目詰まりが発生しやすい。
【０００３】
前記の欠点を解消するために、分散剤の化学特性を変性したり、あるいは、顔料の表面処理などを行い、安定性の向上を図った技術が多数報告されている。例えば、特開平４−８５３７５号公報では、分散剤としてポリマー分散剤を用いたインクジェット用インク組成物が報告されており、また、特公平４−２３６６６号公報には、顔料表面のボイドをＮ−アルカノールアミンで処理した後、非イオン界面活性剤の吸着処理を行って親水化した顔料を用いた製図用水性顔料インク等が記載されている。このように、分散剤の化学特性を変性させたり、あるいは、顔料に表面処理などを行うことによって、顔料分散液の安定性を飛躍的に高めることができた。しかしながら、上記の各方法は、主に比較的極性が大きく、多孔質であるカーボンブラックを対象とした分散安定化手法であった。
【０００４】
一方、有機顔料は一般に粒子表面の極性が低いため、分散剤の強い吸着が得にくい。そこで、あらかじめ分散剤と親和性のある部分、あるいは極性基を導入した顔料誘導体を顔料表面に吸着させ、これを分散剤の吸着点として用いる手法が報告されている。そのような顔料誘導体を利用した塗料又は印刷インクが、例えば、特公昭５８−２８３０３号、特開平５−９８２００号、及び特公平８−３０４９号各公報に記載されている。しかしながら、これらの技術は、非水系の顔料分散系を中心としてなされたものであるため、水性分散系への直接的な応用は困難であった。
【０００５】
顔料のスルフォン化処理方法については、特開平１０−１１０１２９、特開平１０−２７３６０６、特開平１１−４９９７４等で報告されている。水性分散系への応用ではあるものの、図１に示すように、高分子の分散剤や樹脂で保護されて水中に分散している従来の顔料と異なり、本発明で使用する顔料自身が自己分散している図２のような自己分散顔料は、吐出性能は得やすいものの、顔料表面に樹脂の保護層がないため、記録媒体上、特にインク受容層がない普通紙では、顔料が水性溶媒と共に用紙の縦方向に浸透してしまい、十分な光学濃度を得るのが困難であった。また、顔料添加量を増やして高濃度とすると、微粒子分散体の製造が困難なため、過剰に溶融粘度が増大する現象があって実用的でなかった。
【０００６】
一方、従来のインクジェット記録においては、インク滴の過剰な浸透、にじみを防止して濃度及び彩度の高い印刷を実現し、更には耐水性、保存特性を向上するために、特殊な基体（例えば、インクジェット専用紙）が使用されることが通例であった。これに関しては既に多くの報告がなされているが、例えば、ＵＳＰ５８５４６４９、ＵＳＰ５８５３８９９、特開平１１−１９２７７８号、特開平１１−１２９６１０号、特開平１１−０７８２２３号、特開平１１−０７８２２１号、特開平１１−０３４４８５号、特開平１１−０２８８６１号、特開平１１−０２０３００号、特許２８４５８３２号、特表平１１−５０６９９１号公報には、特定の水溶性レジンを塗工することでインク吸着性を向上することが記載されている。
【０００７】
また、例えば、ＵＳＰ５５１６３６４、特開平１１−１９２７７５号、特開平１１−１５７２０７号、特開平１１−１２９６０６号、特開平１１−０４８６０４号、特開平１１−０３４４８１号、特許２９３８９１７号、特許２８８７０９８号、特許２８８３２９９号、特許２８７７７４０号公報には、特定のクレイ、アルミナ等無機材料を含有することで、同様にインク吸着性を向上し高品質の印刷を行うことが記載されている。
【０００８】
用紙ｐＨに関しては、特開２０００−１１９５７２号及び特開２０００−１５４３４４号公報において報告がある。高画質な印刷を実現するためのインクジェット用インク組成物に関しても多数の報告がなされている。例えば、特許２１３６８７３号、特許２１１６１９８号、特許２０３７４５０号、特許２０３７４５３号、特許２８９４５６８号、特許２７１０１３８号、特許２７９２１３５号、特許２８４１６７８号、特許１９２７３９９号公報には、にじみの少ない印刷、あるいは耐水性を可能にするインク等が記載されている。
【０００９】
用紙及びインクの物理特性の関連性に関しても多くの報告があり、特開平１０−３３０６６６号、特開平１０−３１６９１５号、特開平１０−２７２８２８号、特開平１０−２３７３７０号、特開平１１−１２９４６０号、特許２６１８３６１号、特許２８０１２９５号、特許２５２９１５４号、特許２５１６２１８号、特許２８２５２２４号公報には、最適な印刷を得るための用紙のステキヒトサイズ度、用紙及びインクのブリストー濡れ時間、吸収係数、インクの蒸発速度に関する報告等が記載されている。
【００１０】
上記のインク及び用紙（基体）に関する一般的な解説書としては、例えば「インクジェット記録の高画質、高速化技術と関連材料の開発」（技術情報協会  １９９９年出版）、「印刷・情報記録における紙の特性と印刷適性および分析、評価」（技術情報協会  １９９９年出版）等がある。
【００１１】
近年、インクジェット用に特別に製造された専用紙ではなく、一般的な用紙（普通紙）に対しても高品質の印刷を実施したいとの需要が高まってきた。これは、用紙の価格低減のみならず、従来、他の印刷方法で処理されていた分野（オフセット、フレキソ印刷等インキ印刷分野、レーザプリンタ、感熱記録等ノンインパクトプリンタ分野、インパクトプリンタ分野等）にもインクジェット記録方法を適用する場合、不可避的に遭遇する課題である。特に、定型文書、伝票や帳票等の多数の事務書類を高速で印刷する事務用分野に関しては、普通紙の利用及び高速印刷が不可欠の用件であり、従来の専用紙を想定したインクジェット用インク及び記録方法では実現は極めて困難であった。
【００１２】
顔料インクの吐出の信頼性を得るためには、ノズルの清掃が必須で、シート状クリーニング媒体を記録領域に搬送する機構を備えたインクジェット記録装置が特許第２７０５９５６号公報に提案されている。
【００１３】
吐出口の回復処理の別方式としては、ポンプ等を使用して強制的に吐出口近傍のインクを吐出口外に排出するものがある（例えば、ＵＳＰ４２７６５５４、ＵＳＰ４５９９６２５、ＵＳＰ４４１９６７７、ＵＳＰ４５４３５９１、ＵＳＰ４４１０９００、ＵＳＰ４３８３２６３等）。
【００１４】
インクジェット記録において粘着層またはローラを用いるケースとしては、特許第２７９６７１９号では粘着層を形成した洗浄具で給紙ローラに付着した紙粉を除去することが提案されている。特開２００１−１７１０７２では、平版印刷時に発生する紙粉除去手段として報告されている。
【００１５】
また、インクジェット記録においては、カラー印字で黒色インクを用いる場合、シアン、イエロー、マゼンタの各インクと黒インクが混色し、全体に黒色インクが滲んだカラー印字となり問題となっていた。特開平６−１０７９８８では、カラー３原色に油溶性染料を用い、黒インクに水溶性染料を用いる例が報告されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
自己分散顔料を含むインクで普通紙に印刷した場合、インクが裏抜けしてしまうという問題がある。
【００１７】
本発明の目的は、特に高速記録に対応したラインタイプの記録ヘッドにおける間欠吐出安定性が良好でかつ、普通紙に高濃度で印字が可能なインクジェット記録装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、記録媒体に対して非接触で、且つ記録媒体の全幅にわたって、所定間隙を介して対向した複数のノズルよりインクを吐出して記録を行うラインタイプのインクジェット記録装置において、ＪＩＳ Ｚ ０２３７の規定に基づく粘着力が０．０１〜１００／１０ｍｍの範囲にある粘着層を形成した部材を、記録を行う前の記録媒体に接触させて粘着層を記録媒体に移行させる工程と、赤外スペクトル分析による１３３０〜１３５０ｃｍ−１のピークと３４２０〜３５２０ｃｍ−１のピークとの吸収強度の比が、１．３〜１０である自己分散型の顔料を着色剤として含む水性インクをノズルから吐出する工程により、画像を形成することを特徴とする。
【００２０】
また、水性インクの着色剤が少なくともピグメントイエロー７４、ピグメントレッド１２２、ピグメントブルー１５：４の中から選ばれる顔料を使用したインクセットを用いることを特徴とする。
【００２１】
また、粘着層を形成した部材がシート状、テープ状あるいはローラー状から選ばれた形状であることを特徴とする。
【００２３】
また、ＪＩＳ−Ｋ３３６２の起泡力と泡の安定度試験において、水性インクの泡の安定度が３０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００２４】
また、水性インクの吐出を行わない間、継続してまたは単発で、インクジェット記録ヘッド内において水性インクをノズルから液滴として吐出しない程度に微動させることを特徴とする。
【００２５】
また、インクジェット記録装置が１０ｉｐｓ以上の記録速度であることを特徴とする。
【００２６】
また、記録媒体が普通紙の連続した用紙であることを特徴とする。
【００２７】
更に、記録物の彩度がＹ≧５０、Ｍ≧４０、Ｃ≧３０であることを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴を以下に説明する。
【００２９】
圧電素子を用いたオンデマンド型インクジェット記録の記録ヘッドあるいは記録方法には、ライン型記録、シリアル型記録、転写型（シャトル型）記録等、様々な様式があるが、本発明の記録ヘッドは、長時間吐出の信頼性を回復する処置を行わずに駆動を継続するライン型記録において特に有効である。間欠吐出性能に優れた記録ヘッドが要求される。つまり、吐出のインターバルが長いため、ノズル付近でのインクの乾燥や増粘が起き、吐出の電気信号が与えられた際に、初期の吐出が行われず、印字不良となるのを回避する性能が必要となる。
【００３０】
赤外スペクトル分析による１３３０〜１３５０ｃｍ−１のピークと３４２０〜３５２０ｃｍ−１のピークとの吸収強度の比が１．３〜１０である自己分散顔料を用いた水性インクは、本発明の記録方法において、必要な特性に極めて効果的に適合させることができることを見出した。本発明は、この発見に基づき完成されたものである。
【００３１】
顔料は、乾固して一部を臭化カリウム（ＫＢｒ）粉末とともに錠剤に成形し、赤外分析装置（ＢＩＯ  ＲＡＤ社製、ＦＴＳ−４０Ａ）により測定をおこなった。各顔料の含水量がほぼ一定していると仮定して水酸基由来のピーク、３４２０〜３５２０ｃｍ−１のスルフォン基由来のピーク１３３０〜１３５０ｃｍ−１とを比較した。つまり、下式に示すように約１３４０ｃｍ−１の吸収強度と約３５００ｃｍ−１の吸収強度から算出した。
強度比＝｛１３３０〜１３５０ｃｍ−１のピーク強度｝／｛３４２０〜３５２０ｃｍ−１のピーク強度｝…（１）
この値が、１．３〜１０である自己分散顔料は、良好な間欠吐出特性を示した。特に、５〜１０の顔料を添加した水性インクは微動を行わなくても数時間のインターバルには対応できた。さらに微動を行うことで吐出信頼性がより向上する。１．３より小さい場合は吐出のインターバルが短く、１０より大きいものは間欠吐出には有利であるが、記録画質に耐水性がなく顔料を添加する利点が得られない。また、この水性インクは界面活性剤を添加しなくても十分にインクとして機能を果たすが、添加する場合においても、ＪＩＳ−Ｋ３３６２の起泡力と泡の安定度試験において泡の安定度が３０ｍｍよりも小さい方が間欠吐出性能が優れることを確認した。３０ｍｍ以上では自己分散顔料の添加にともなう特性の向上が失われる。
【００３２】
しかし、これらの水性インクで記録を行ったが、特にインク受容層を持たない普通紙においては彩度が低く、十分な色特性が得られなかった。そこで、粘着層を形成した部材を記録を行う前の記録媒体に接触させ粘着層を記録媒体に移行させた後に記録を試みたところ、彩度Ｃ＊は、実用上、最低限必要とされる、Ｙ≧５０、Ｍ≧４０、Ｃ≧３０を各色いずれも達成した。なお、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系による彩度Ｃ＊は下記式で定義される。
【００３３】
【数１】
0003951212.tif 000002
【００３４】
定着剤として水溶性の樹脂やエマルジョンを添加したり、顔料を樹脂で被覆したマイクロカプセルタイプの顔料を用いたりして、用紙上に顔料を保持して彩度を高くしても良いが、ノズル付近でのインクの乾燥にともなう増粘および耐擦性の低下が考えられるため好ましくない。
【００３５】
また、本発明では、インクを吐出させない程度に微動させることによって、インクが攪拌されて吐出を安定的に行うことができる。微動方法としては特に限定はないが、インクを吐出する加圧手段を、インクが吐出しない程度に加圧制御することにより行うのが望ましい。スタンバイの間、微動を継続してもよいが、インクの乾燥が促進されてしまうため、吐出直前に微動を行う方が好ましい。
【００３６】
本発明においては、粘着剤の強度と種類が重要となる。粘着力が強すぎると、剥離力により、記録媒体に破損を生じる可能性がある。また、粘着剤の粘着力が弱すぎると、記録面に粘着層を付着させることができない。
【００３７】
従って、本発明では粘着剤の粘着力がＪＩＳ  Ｚ  ０２３７の規定に基づき０．０１〜１００ｇ／１０ｍｍの範囲が良好であり、特に０．１〜５０ｇ／１０ｍｍが最適であることを見い出した。また、人体に悪影響の無いこと、保存性の良いことが挙げられる。即ち、粘着層として層自体が柔軟であって記録媒体の形状に十分接触できること、耐久性があること等が具体的な条件となる。
【００３８】
粘着剤の原材料としては、特に市販の接着剤、シールや埃除去用の道具に使われる既存の粘着剤を利用することができ、例えば、天然ゴム、合成ゴム、アクリル系ゴム、酢酸ビニル系共重合物、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、スチレン系共重合物等が挙げられ、上記した成分の一種または二種以上の混合物を用いることができる。例えば充填剤、界面活性剤、シリコン、水性粘着剤、粘着付与剤等を添加し、所望の粘着力に調整するようにしてもよい。
【００３９】
接着部材の形態としては、シート状、テープ状またはローラー状などがあるが、ローラー状のものが使用しやすい。部材全体が粘着物質でできていても良いし、表面に粘着層を形成しても良い。市販のフロアー清掃具を適当に調整して使用することも可能である。粘着層の表面には紙粉等の付着により、粘着能力が低下するため、クリーニングする必要がある。表面を削ったり交換したりすることもできるし、表層を剥がして使うこともできる。更に、紙粉の付着した粘着層を除去し、スプレーなどで粘着剤を噴霧して新たに粘着層を形成しても良い。また、複数の方法を併用すると信頼性が上がる。
【００４０】
能力の低下を防止するためには粘着層に堆積した塵埃の状況調査用センサーを設けてもよく、更に効率良く安定な吐出や高品位の記録が行える。処理数によって定期的に交換しても良い。また、粘着層の反射率や透過率を測定して閾値を設定しても良い。更に、粘着層表面に導電性を持たせ、表面に紙粉が付着することによる電気抵抗の変化を測定しても良いし、粘着層表面に紙粉が付着することによる摩擦抵抗の変化を見ても良い。
【００４１】
本発明において、粘着層を記録媒体に移行させるとは、記録媒体をすべて覆い隠し、コートするという意味ではなくインクが記録媒体に着地した際に記録媒体からのインク滴の撥ね返りやインクの裏抜けを防止または抑制するという意味である。粘着層により、裏抜けを低減でき高品質の画像が得られる。さらにインク滴が被記録体に着地した際に被記録体からのインク滴の撥ね返りが発生し、このインクが微量であるがノズル表面付近に付着し的確な吐出を妨げる問題があるが、本発明によれば粘着層が被記録体上でインク滴を十分に接着して，クッションとしても働くために、インク受容層を持たない用紙およびプラスティックや金属面に対しても有効であり効果を発揮できる。
【００４２】
本発明が対象とする利用分野のプリンタ印刷速度は、従来のインクジェット記録よりも著しく高速である。速度に関して明瞭な限定はないが、水性インクを効果的に使用するには、ノズル及び用紙の間の相対速度が、１０ｉｐｓ（ｉｎｃｈ／ｓｅｃｏｎｄ）以上となる記録速度が特に好ましい。
【００４３】
いづれにおいても、ノズル及び用紙（記録媒体）との相対的な移動速度が１０ｉｐｓ以上となる工程であり、例えば、ライン型記録の如く、ヘッド部分が固定され用紙のみ移動する場合は紙移動速度（紙送り速度）が上記相対速度に該当する。例えば、ライン型記録の紙送り速度Ｖは、インク滴の吐出周波数ｆ、記録解像度Ｒにより、Ｖ＝ｆ×Ｒで示される。従来の５ｉｐｓ以下（通常は１ｉｐｓ以下）の記録においては従来報告されている多数のインク組成物がそのまま適用出来る。
【００４４】
本発明は、少なくとも５ｉｐｓ以上、特に好ましくは１０ｉｐｓ以上の高速度記録において、効果的に利用出来る。インクジェット記録装置としては、加熱、乾燥工程や両面印刷機構、インク回収、リサイクル機構等を付加することも可能である。ノズルの乾燥を防止するキャッピングや、ノズル面に付着したインクを除去するブレードが具備されてもよい。
【００４５】
本発明のインクジェット記録装置の一例を断面図として図３に示す。１はインクジェット記録装置、２はインクジェット記録ヘッド、９は粘着層を形成したローラ、１０は乾燥装置である。用紙７をトラクタ８で搬送し、印字前に粘着層を形成したローラ９で用紙に粘着層を移行させ、次に、記録ヘッド２で印字し、乾燥装置１０で乾燥させ、搬送ロール２０でスタッカ３０へ送りこむ。記録ヘッド２は、ブラック用ノズル３、シアン用ノズル４、マゼンタ用ノズル５、イエローインク用ノズル６から構成されており、印刷情報にしたがって紙面上で各ノズルから噴射される。インクは４色に限定されるものではない。
【００４６】
更に、このインクジェット記録ヘッドは、印刷を必要とするときのみインク小滴を噴射させる、従来公知のインクジェットプリンタ例えば、オフィス用プリンタ、工業用マーキングに使用されているプリンタ、ワイドフォーマット型プリンタ、刷版及び製版用プリタ、ラベルプリンタおよびカレンダーの追い刷り印刷等この典型的操作を持つすべてのタイプのプリンタに使用可能であるがこれらに限定されるものではない。
【００４７】
本発明は、８０〜２００μｍの用紙において効果をより発揮できる。用紙の分類として、通商産業省の生産統計に使用されている分類方法がよく使用される。これによると、用紙は、大別して印刷情報用紙、包装用紙、衛生用紙、雑用紙に区分され、印刷情報用紙には非塗工用紙、微塗工用紙、塗工用紙、特殊印刷用紙、情報用紙の区分がある。
【００４８】
用紙の組成は多岐に渡っており、パルプ素材、塗料の種類及び量、製造方法によって多様であり、又、紙を評価区分する多数の方法がある。例えば紙の密度、厚さ、表裏差、縦目／横目（漉き方向）、細孔の空隙率、透気性、吸水／吸油性、サイズ度、表面粗さ、光沢度、ｐＨ、表面強度、剥離強度、剛度、折り強度、帯電性等があり、各々が印刷品質に影響する。
【００４９】
本発明の用紙としては、例えば、級印刷紙、中級印刷紙、下級印刷紙、薄様印刷紙、微塗工印刷用紙、色上質紙等特殊印刷用紙、フォーム用紙、ＰＰＣ用紙、その他情報用紙等があるが、特にこれらに限定されるものではない。記録媒体は紙に限定されず、同様の特性を有する金属、プラスチック、その他可能な媒体全てに適用出来る。しかし、より好ましくは、例えば、連続供給可能な普通紙として、ベック平滑度８０ｓ以下のものが好ましい。
【００５０】
本発明においては、記録ヘッドのノズル設置面のプレート部材は、ステンレス、Ｆｅ、Ｎｉ等の金属に限定されず、アクリル、ポリカーボネート等のプラスチックさらにはシリコン、ガラス、セラミックなどで形成しても問題はない。また、ノズル部は電鋳、機械加工、ドライエッチングなどの方法を用いて形成しても何ら問題はない。
【００５１】
本発明で使用するインクの溶媒、及び添加剤に特に限定はないが、プリントヘッドや周辺部材を腐食したり特性を変化させたりすることがないものが好ましい。
【００５２】
水性インクを構成する材料としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコールおよびジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ポリエチレングリコール、（以上和光純薬製）アセチレングリコールおよびアセチレンアルコール等、メチルグリコール、メチルジグリコール、メチルトリグリコール、メチルポリグリコール、ブチルグリコール、ブチルジグリコール、ブチルトリグリコール、イソブチルグリコール、（以上、日本乳化剤製）等のエチレングリコール系エーテルおよびメチルプロピレングリコール、メチルプロピレンジグリコール、メチルプロピレントリグリコール、プロピルプロピレングリコール、プロピルプロピレンジグリコール、ブチルプロピレングリコール、ブチルプロピレンジグリコール、フェニルプロピレングリコール（以上、日本乳化剤製）等のプロピレングリコール系エーテル等、この他にも、カルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、燐酸エステル塩類等のアニオン系界面活性剤、アルキルアミン塩、ジアルキルアミン塩、テトラアルキルアンモニウム塩ベンザルコニウム塩、アルキルピリジウム塩、イミダゾリニウム塩等のカチオン系界面活性剤、カルボキシベタイン、スルホベタインアミノカルボン酸、燐酸エステル塩等の両性界面活性剤、エーテル系、エステル系、エーテルエステル系、含窒素系があり具体的には、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アリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ショ糖エステル、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アミンオキシド、アセチレンアルコール、アセチレングリコール、ホルムアミド等の非イオン系界面活性剤等が広く利用できる。
【００５３】
物性調整剤としては、ＫＯＨ等の金属水酸化物、各種界面活性剤、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、りん酸、強酸のアルコールアミン塩、アンモニウム塩、低級カルボン酸、グリコール酸、乳酸等のヒドロキシカルボン酸、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、チアベンダゾール、ベンズイミダゾール等の防かび剤、キレート化剤、脱酸素剤、消泡剤、静電気防止剤、導電性付与剤、高分子界面活性剤、整泡剤粘度低下剤、酸化防止剤、老化防止剤、架橋促進剤、酸素吸収剤、可塑剤、防腐剤、防錆剤、蒸発促進剤、ｐＨ調整剤、保湿剤等各種の添加剤が機能性を発現するため用途に応じて使用できる。
【００５４】
染料としては、直接染料、酸性染料、食用染料、塩基性染料、反応性染料、分散染料、建染染料、可溶性建染染料、反応分散染料等通常インクジェット記録に使用する各種染料を使用することができる。
【００５５】
顔料としてはスルフォン化処理が容易で上記ビヒクルに良分散して耐候性に優れた有機顔料およびカーボンブラックが望ましい。特に限定されるわけではないが、本発明には、例えば、カラーインデックスに記載される下記の番号の有機又は無機顔料が使用できる。安全性が高く、特に変異原性試験で陰性で、染色体異常を示さないものが好ましい。
【００５６】
赤あるいはマゼンタ顔料としては、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ３、５、１９、２２、３１、３８、４３、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、４８：５、４９：１、５３：１、５７：１、５７：２、５８：４、６３：１、８１、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、８８、１０４、１０８、１１２、１２２、１２３、１４４、１４６、１４９、１６６、１６８、１６９、１７０、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、２０８、２１６、２２６、２５７、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ３、１９、２３、２９、３０、３７、５０、８８、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｏｒａｎｇｅ  １３、１６、２０、３６、青またはシアン顔料としては、ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、１７−１、２２、２７、２８、２９、３６、６０、緑顔料としては、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ  ７、２６、３６、５０、黄顔料としては、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １、３、１２、１３、１４、１７、３４、３５、３７、５５、７４、８１、８３、９３、９４、９５、９７、１０８、１０９、１１０、１３７、１３８、１３９、１５３、１５４、１５５、１５７、１６６、１６７、１６８、１８０、１８５、１９３、黒顔料としては、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌａｃｋ  ７、２８、２６などが目的に応じて使用できる。具体的にはピグメントイエロー７４、ピグメントレッド１２２、ピグメントブルー１５：４などが処理しやすく好ましい。
【００５７】
自己分散顔料の表面処理として、酸化処理は、水系媒体中で、硝酸、硫酸、過硫酸カリウム、過マンガン酸カリウムなどの酸化剤と共に顔料を加熱処理した後、水洗する方法により行うことができる。
【００５８】
スルフォン化処理としては、スルフォン化ピリジン塩、スルファミン酸、アミド硫酸、フルオロ硫酸、クロロ硫酸、硫酸等のスルフォン化剤と共に顔料を加熱処理した後、水洗する方法により行うことができる。ジアゾニウム処理しても良い。カルボキシル化処理をしてもよい。
【００５９】
顔料の添加量は顔料濃度１〜１０重量パーセントが適量である。１重量パーセント未満では画像品質が低下し、１０重量部より多いとインク粘度特性に悪影響を与える。また、色の調整等で２種類以上の着色剤を適時混合して使用できる。
【００６０】
上記したビヒクル、顔料及びその他の成分の混合、分散には、スターラー、ビーズミル、ホモジナイザが最適であるが、周知の各種の撹拌、粉砕又は分散装置が特に制限無く使用できる。水性インクの粘度は２５℃で４〜２０ｍＰａ・ｓ、表面張力は２５〜５０ｍＮ／ｍが望ましい。
【００６１】
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、記載例に限定されるものではない。
〔実施例１〜４〕
評価用に５５ｋｇ紙（小林記録紙製、ＮＩＰ紙、厚さ：８８μｍ、用紙▲１▼）、三菱ＩＪフォーム（三菱製紙製、厚さ：１０５μｍ、用紙▲２▼）およびＮＰＩフォームＤＸ〈日本製紙製、厚さ１２６μｍ、用紙▲３▼）をそれぞれ記録媒体として、ダイレクト刷版作成機（日立工機製ＳＪ０２Ａ）のヘッド部分（図３の２）を摘出して固定した印刷試験機（図３の１）を使用し、まず用紙表面にインク吐出速度３ｋＨｚ、用紙送り速度を１０ｉｐｓとして、解像度３００（×６００）ｄｐｉで３０分間連続して記録を行った。
【００６２】
微動を与えた場合と与えない場合の両方を評価した。記録前に粘着層としてアクリル系粘着剤を用いた圧着式ローラ（図３の９）を用紙（図３の７）に接触させ粘着層を用紙に移行させた。
【００６３】
水性インクとしては、精製水３５重量部、グリセリン６０重量部、エチレングリコールモノイソブチルエーテル（実施例１、２）、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル（実施例３、４）（いずれも和光純薬製）をそれぞれ５重量部、これに対して、黒顔料としてはＣａｂ−Ｏ−ｊｅｔ２００（キャボット製）、黄顔料として４４４（キャボット製）を、顔料濃度を全量に対して３重量パーセントになるように混合し、各組成物全３００ｇをホモジナイザ（日立工機製ＨＧ３０）を用いて、回転数２、０００ｒｐｍで均質な混合物が得られるまで分散し、均質な水性インク４種を得た。結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
0003951212.tif 000003
【００６５】
赤外スペクトル分析は、顔料分散液を７０℃で一晩乾燥後、顔料の一部を臭化カリウム（ＫＢｒ）粉末とともに錠剤に成形し、赤外分析装置（ＢＩＯ  ＲＡＤ社製、ＦＴＳ−４０Ａ）を使用して行った。強度比は、（１）式より算出したところ、黄顔料においては８であった。黒顔料は散乱のため測定できなかった。
【００６６】
吐出性の評価は、
○：微動有り無し両方の評価において不吐出ノズルの発生無し
×：微動有り無し両方の評価のいずれか一方または両方の評価において不吐出ノズルの発生有り
とした。
【００６７】
実施例１〜４の水性インクはいずれも不吐出ノズルが発生せず、安定した記録ができた。
【００６８】
泡の安定度試験は、ＪＩＳ  Ｋ−３３６２に準じた起泡力測定装置（（有）桐山製作所、Ｃａｔ．Ｎｏ．ＪＩＳ−１９７−１）を使用し、常温において測定したところ０〜５ｍｍであった。
【００６９】
記録物の彩度は、色差計（シグマ９０、日本電色製）を用いてべた印字部について測定し（１）式より算出した。インクの彩度（Ｃ＊）は各記録媒体につき３箇所測定した平均で表わした。更に、彩度は、いずれの用紙でもＹ≧５０であり、実用レベルにあることがわかった。
【００７０】
実施例１の記録においては、粘着層を用紙に移行させたため、インクの過浸透を防ぎ、インク滴が用紙からノズル表面に撥ね返ったりせず、さらに適当な強度比の自己分散顔料の使用によりに長時間連続した吐出ができ、不吐出ノズルが発生しなかった。
〔実施例５〜６〕
実施例１の粘着層をスチレン系共重合体に代え、水性インクの顔料を、赤顔料として２６６（キャボット製）、青顔料として２５３（キャボット製）に代えた以外は、実施例１と同様の方法で評価した。結果を表１に示す。
【００７１】
強度比はそれぞれ６および１．３であった。不吐出ノズルの発生が無く、泡の安定性は０〜１０ｍｍであった。彩度はいずれの用紙でもＭ≧４０、Ｃ≧３０であり実用レベルにあることがわかった。
〔実施例７〕
実施例1の用紙をアルミニウム刷版基体に代えた。水性インクとしては精製水１０重量部、ポリエチレングリコール２００を１０重量部、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル（いずれも和光純薬製）を８０重量部、これに対して黒顔料として（キャボット製、Ｃａｂ−Ｏ−Ｊｅｔ２００）を顔料濃度を全量に対して５重量パーセントになるように混合し、実施例１と同様の方法で評価した。結果を表１に示す。強度比は４．３であった。不吐出ノズルの発生が無く、泡の安定性は２５ｍｍであった。黒濃度に優れ、実用レベルにあることが分かった。〔比較例１、２〕
記録前に粘着層を用紙に移行させず、また、水性インクを吐出した以外は実施例１と同様の方法で評価した。結果を表１に示す。吐出は安定していたが、彩度はＭ＜４０、Ｃ＜３０であり実用レベルには達していなかった。
【００７２】
〔比較例３〕
水性インクを市販のマイクロカプセルタイプの顔料インクに代えた以外は実施例１と同様の方法で評価した。結果を表１に示す。泡の安定度は３０ｍｍであった。また、不吐出ノズルが発生し、十分な記録ができなかった。
【００７３】
【発明の効果】
本発明の、高速印刷を目的としたインクジェット記録ヘッドは、記録前に、粘着層を形成した部材を記録媒体に接触させて、粘着層を記録媒体に移行させ、且つ記録用インクとして、自己分散顔料を着色剤として含む水性インクを用いることにより、普通紙を使用した場合の裏抜けを防止または抑制することが可能となる。従って、高速性および低価格の要求を満たし、ランニングコストを大幅に改善した、用途が広い高信頼性のインクジェット記録装置の製造が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  マイクロカプセルタイプ顔料の模式図。
【図２】  スルフォン化処理自己分散顔料の模式図。
【図３】  本発明のインクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置の一例を示す断面図。
【符号の説明】
１はインクジェット記録装置、２はインクジェット記録ヘッド、３，４，５，６はシアン，マゼンタ，イエロー，ブラック各色のノズル列、７は用紙、８は用紙搬送トラクタ、９は粘着層を形成したローラ部材、１０は乾燥装置、２０は搬送ロール、３０は用紙スタッカである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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