JPS6063191A - インクジェット記録用被記録材、その製造方法及びそれを用いたインクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、インクジェット記録法に用いられる被記録材
（記録用紙）に関し、インク（記録液）の吸収性が高く
、適度の滲み度を有し、かつ良好なインクドツト形状が
得られ、しかも高い画素濃度の得られるインクジェット
記録用被記録材に関する。

インクジェット記録法は、高電圧印加による静電吸引方
式、圧電素子を用いてインクに機械的振動または変位を
与える方式等のインク吐出方式によりインクの小滴を発
生させ、これを飛翔させて紙などの被記録材に付着させ
て記録を行うものであり、騒音の発生が少なく、高速印
字、多色印字の行える記録法である。

インクジェット記録用のインクとしては、安全性、印刷
適性の面から主に水系のものが使用され、一般に記録剤
と液媒体とを含む。

このインクジェット記録法に使用される被記録材として
は、従来通常の紙が一般的に使用されてきた。しかし、
記録の高速化あるいは多色化などインクジェット記録機
の性能の向上に伴ない、インクジェット記録用の被記録
材に対しても、より高度な特性が要求されつつある。

このようなインクジェット記録用被記録材−とじては、 ｌ）インクの吸収が可及的速やかであること、２）イン
クドツトが重なった際に、後で付着したインクが前のド
ツトに流れ出さないこと、３）インクドツトの径が所望
の大きさで均一であること、 ４）インクドツトの形状が真円に近く、またその周辺が
滑らかであること、 ６）白色度が高いこと、 ７）インクの着色成分の呈色性が優れたものであること
、 等の要求性能を満たすものであることが必要とされる。

一方、インクジェット記録法により被記録材に記録をす
る場合、一般的には、記録しようとする画像（原画）を
均当に細分割し、その細分割された画像の１単位（画素
）を、記録時に１つのインクドツトあるいは複数のイン
クドツトにより表現する方式によって原画を被記録材上
に再現している。このような記録方式に於ては、記録画
像に充分な記録濃度を与えるためには、充分な画素濃度
（１画素全体としての記録濃度）の得られることが必要
となる。このためには、例えばこれを同一記録剤濃度の
同一量のインクにより１画素を１つのインクドツトで表
現する場合について説明すると、１画素中に記録された
インクドツトがなるべく均一・に１画素全体に広がるよ
うに記録されるのが好ましい。なぜならば、一般に、１
画素中に小さな径のインクドツトが記録された場合、イ
ンクドツト自体の記録濃度は高くなるが、画素濃度は低
くなる。一方、インクドツトの径が大きくなると、イン
クド・ント自体の記録濃度は低くなるが、画素濃度は逆
に高くなる。そして、インクドツトが画素全体に均一・
に広がった時に画素濃度は最大となるからである。これ
は、画素濃度が主に１画素中の記録された部分と非記録
部分との相対的な関係によって規定されるめである。

また、より大きな滲み度を有した被記録材を用いて記録
を行なえば、より大きな画素面積を使用して記録を行な
うことができ、記録速度をより速くすることができる。

従って、所定の大きさの画素中に記録されたインクドツ
トが、画素全体に均一に広がるような適度の滲み度を有
していることが、更に前述の要求性能に加えてインクジ
ェット記録用被記録材には要求される。

例えば、通常の上質紙を被記録材として用いた場合、イ
ンク吸収性が悪く充分に大きなインクドツト径が得られ
ず、インクドツトの形状が著しく悪い上所望の画素濃度
が均一に得られない、また、市販のノンコート紙では、
インク吸収性は十分であるが、紙のｍ維を伝わってイン
クが走り。

滲みの度合が紙面内に於いて不均一であり、インクドツ
トの形状や大きさを制御しに＜＜、またインクドツト濃
度の部分的なバラツキが生じたりして充分な画素濃度が
得られない。

本発明の目的は、前記のような諸要求を満足させ、イン
ク吸収性が高く、しかも所定の広さの画素中に記録され
たインクドツトが画素全体に均一に広がるような適当な
滲み度を有し、良好なインクドツト形状が得られ、かつ
呈色性に優れたインクジェット用被記録材を提供するこ
とにある。

上記の目的は、以下の本発明によって達成される。

すなわち本発明は、被記録材の厚さ方向に於ける表層が
、充填材と繊維質材料とが混在してなるものであること
を特徴とするインクジェット記録用被記録材である。

本発明の被記録材は、インクを受容する被記録材の表層
部分の独特な構造によって特徴づけられる。

すなわち、本発明の被記録材は、基本的に、主に＃ｌｉ
維質材質材料なる基材と、該基材の表面にごく薄く散布
されたように付着した充填材粒子とを有してなるもので
あり、被記録材のインークを受容する被記録材の表層部
分が、少なくとも前記充填材粒子と、前記基材を構成し
ている繊維の一部が混在してなるものである。

本発明の被記録材の代表的−例の表層部分の被記録材の
厚さ方向に垂直に切断した模式的切断面部分図を第１図
に示す。

第１図に示すように、本発明の被記録材は、基本的に１
表層部分３と中層部分２と下層部分ｌとを有している。

表層部分３は、少なくとも充填材粒子６と、主に繊維質
材料からなる基材４の繊ｒａ５の１部とが混在してなる
ものであり、記録時に主にインクを受容する部分である
。

中層部分２は１表層部分３の下に位置し、基材４からな
る部分であり充填材粒子６は存在せず、主に繊維５から
なっており、この部分はほとんどインクを吸収しない。

下層部分１は、中層部分２の下に位置する部分であり、
中層部分２と共に一種類の基材４によって構成されてい
ても良いし、中層部分２を構成する基材４と異なる基材
または適当な支持体によって構成されていても良い。

充填材粒子６は、主に結着剤（不図示）によって基材４
の表面にごく薄く散布されたように付着し固着され℃い
る。そして、表層部分３に於いて、繊維５は充填材粒子
６に軽く覆われている部分もあれば、外界と直接に接し
ている部分もある。充填材粒子６は、繊［５を軽く覆っ
ているだけでなく、繊維５の間にある隙間にも入り込ん
でいる。このようにして、少なくとも主に基材４を構成
している繊維質材料の繊８５の一部と充填材粒子６とが
混在した本発明の被記録材の表層部分３が形成されてい
る。

第２図は１本発明の被記録材の一例の表層部分の被記録
材の厚さ方向に垂直に切断した切断面の１５００倍の走
査型電顕写真であり、充填材粒子が主に結着剤（不図示
）によって基材の表面にごく薄く散布されたように付着
し固着され、被記録材の表層に厚さ方向に於いて主に充
填材粒子と基材を構成している繊維の一部とが混在して
いる本発明の被記録材の表層部分の状態が良く示されて
いる。

一方、第３図は、従来の被記録材（商品名；インクジェ
ット用紙り、三菱製紙（株）社製）の表層部分の被記録
材の厚さ方向に垂直に切断した切断面の同倍率の電顕写
真である。第３図には、無数のパルプ繊維が重なり合っ
たこの被記録材の表層部分の構造が良く示されており、
本発明の被記録材とは明確に区別される。

このような本発明の被記録材の表層部分に、インクによ
る記録が行われた時には、被記録材の表面に付着したイ
ンクは、主に＄１４５と充填材粒子６とが混在した表層
部分３に吸収される。そして、被記録材内部の中層部分
２にはほとんど吸収されず、すなわち被記録材の厚さ方
向にはほとんど吸収されず、表層部分３を水平方向に広
がる。

これは、充填材粒子は、繊維に比べて小さいため充填材
粒子の有する比表面積（単位重量当りの表面積）は当然
繊維よりも大きい、一方、インク（記録液）は充填材ま
たは繊維の有する表面エネルギーにより被記録材内に吸
収される。このときインクはより多い表面エネルギーを
有する、すなわち表面積のより大きい多数の充填材粒子
によって形成された部分の方に、繊維よりなる部分より
も速く吸収される。従って１本発明の被記録材に於いて
は、その表層部分に充填材粒子がごく薄く散布されたよ
うに付着し固着されているので、表層２部分の表面積が
被記録材内部よりも大きくなっており、その吸収速度の
差からインクが被記録材の厚さ方向へ進むよりも横方向
への進みの方を速くすることができる。このため、本発
明の被記録材はインクの滲みが大きく、シかもインクの
吸収が速く、前述の所定の大きさの画素内に充分に大き
いインクドツトを記録することができる。

本発明の被記録材の主に繊維質材料からなる基材４とし
ては、紙を使用するのが適当であるが、布あるいは合成
紙等も使用すること゛ができる。なお、上述したような
被記録材の厚さ方向へのインク吸収性を押えるためには
、サイジング等の方法により液体の吸収性の押えられた
繊維質材料からなる基材４を使用するのが好ましい。

本発明の下層部分ｌは、上記基材４に使用した紙、布ま
たは合成紙等の他、樹脂フィルム等の適当な支持体とし
て用いることのできるものが使用できる。

一方、本発明の被記録材の表層部分３を基本的に構成す
る他の成分の１つは、主に結着剤によって基材４の表面
に固着された充填材６である。

該充填材しては、例えばシリカ、クレー、タルク、カリ
オン、ケイソウ土、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、
サチンホワイト、ケイ酸アルミニウム、アルミナ、ゼオ
ライト等が挙げられ、これらの１種以−トが用いられる
。

被記録材の表層部分３に、主に基材４を構成している繊
維５の一部と上記充填材６が混在するように該充填材の
粒子を前記基材上に固着させ、しかも被記録材の表面部
分に良好なインク吸収性や滲みの度合を与えるためには
、使用される充填材の粒径が０．０５μ乃至５０−１よ
り好ましくは０．１４ｍ乃至２０μｓ程度のものである
ことが望ましい。充填材の粒径が余りにも大き過ぎると
被記録材の水平方向へのインクの滲みの度合が不均一と
なりドツトの大きさや形状の制御がしにくくなるため好
ましくない。

更に充填材６として、多孔性の充填材を用いれば、被記
録材の表面部分に付着したインクが多孔性の充填材内部
にも浸透し、インクの記録剤成分（例えば染料や顔料）
が多孔性の充填材に吸着されることによる良好な呈色性
を得ることができる。

他方、上記充填材を基材４の表面に固着する結着材とし
ては、デンプン、ゼラチン、カゼイン、アラビアゴム、
アルギン酸ソーダ、カルボキシメチルセルロース、ポリ
ビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリ
ル酸ソーダ、ポリアクリルアミド等の水溶性高分子；合
成ゴムラテックス等の合成樹脂ラテックス、ポリビニル
ブチラール、ポリビニルクロライド、ポリ酢酸ビニル、
ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポ
リビニルホルマール、メラミン樹脂、ポリアミド、フェ
ノール樹脂、ポリウレタン、アルキッド樹脂等の有機溶
剤可溶性樹脂が挙げられる。また、本発明の被記録材の
表層部分３には、本発明の効果を損なわない範囲で、上
記充填材と共にプラスチックピグメント等の他の顔料類
、更には分散剤、蛍光染料、Ｐ）ｌ調整剤、消泡剤、潤
滑剤、防腐剤、界面活性剤等の各種添加剤を混在させる
こともできる。

本発明の被記録材は、これらの充填材と結着剤とを主体
とした成分を水等の媒体中に分散させて調製した塗工液
をロールコーティング法、ロッドバーコーティング法、
スプレーコーチインク法、エアナイフコーティング法等
により基材上に塗工し、その後可及的速やかに乾燥させ
て製造することができる。

塗工液中の充填材と結着剤の混合比としては、一般に充
填材１００重量部に対して結着剤がｌＯ乃至１５０重量
部が適当であり、充填材の平均粒径が大きいときには、
できるだけ結着剤の量を少なく用いることが好結果をも
たらす。基材上に固着される充填材や結着剤等を含む成
分の塗工量は、１つのインクドツトを形成するインクの
量とインクドツトが記録される画素の大きさに応じた所
望のドツト径とによって選定される。すなわち、これら
成分の塗工量をより少なくすることにより、より大きな
インクドツトを得ることができる。そして、その塗工量
は、通常１〜３０ｇ、／ｒｎ’程度（乾燥塗工量）の範
囲から選択され、表層部分３の厚さは、（１，５鱗〜ｌ
Ｏμ程度となる。

以上のように、その切断面に於ける表層部分に独特な構
造を有する本発明の被記録材は、インク吸収性が高く、
シかも所定の広さの画素中に記録されたインクドツトが
画素全体に均一に広がるような適当な滲み度を有し、良
好なインクドツト形状が得られるので、充分な画素濃度
が得られかつ呈色性に優れたインクジェット用被記録材
である。

また、本発明の被記録材を用いることにより、同量のイ
ンクが使用された場合に、塗工成分の量を変化させるこ
とにより、インクド−／　ト径を画素の広さに適応した
所望の大きさに制御することが可能となった。更に従来
の被記録材と比べてより大きなインクドツトを得ること
もでき、より大きな画素面積を使用して記録を行なうこ
とができ、記録速度をより速くすることが可能となった
。

以下、実施例に従って本発明を更に詳細に説明する・ 実施例１ 充填材として’ｆＲｆｌｌカルシウム（平均粒子径：ｌ
ｕ）を用い、結着剤としてデンプンとＳＢＲラテックス
を用いて下記組成に基づき塗工用組成物を作製した。

炭酸カルシウム　ｔｏｏ　重量部 デンプン　３Ｑ　ｔｔ ＳＢＲラテックス　１ｏ〃 水　３００　ｔｔ 一方、Ｈｈｍ賀基材トＬテハＪＩＳ　Ｐ　５ｔ２２ニ基
づくサイズ度が３５秒の一般上質紙（坪量８５ｇ／ｒｎ
’）を使用し、この支持体上に上記塗工用組成物を乾燥
塗工量３ｇ／ｒｒｆの割合でブレードコーター法により
塗工し、常法により乾燥させて被記録材を得た。得られ
た被記録材の厚さ方向に垂直に切断した切断面部分の１
５００倍の走査型電顕写真を第２図に示す。

この被記録材に対して、下記４色のインクを用い、ドロ
ップレフト径　１１０Ｑ、画素サイズ　３００×３００
の記録条件でカラーインクジェット記録を行い、被記録
材の記録特性の評価を行った。

イエローインク（組成） Ｃ，１，アシッドイエロー２３　２　重量部ジエチレン
グリコール　３０　ｔｔ 水　７０　ｔｔ マゼンタインク（組成） ｃ、ｒ、アシッドレッド９２　２　重量部ジエチレング
リコール　３Ｑ　ｔｔ 水　７Ｑ　ｔｔ シアンインク（組成） Ｃ，１，ダイレクトブルー８６　２　重量部ジエチレン
グリコール　３０／／ 水　７０　ｌ／ ブラックインク（組成） Ｃ，１，タイレフトブラック１９　２　重量部ジエチレ
ングリコール　３０１１ 水　７０　／／ 被記録材の記録特性の評価結果を表１に示す。

表１に於ける記録特性の評価に際し、 １）画素濃度は、全ての画素に記録した場合の反射光学
濃度を写真濃度計ＮＬＭ−９ＴＤ−Ｔｒ　（ナルミ商会
製）を用いて測定した。

２）ドツト形状は、印字ドツトを実体顕微鏡で観察して
、はぼ円形のものを０、円形が多少くずれたものをΔ、
不定形のものを×とした。

３）滲み度は、印字ドツトの直径を実体顕微鏡で測定し
、インクドロップレットの何倍になったかで示した。

４）色彩鮮明性は、インクジェット記録画像の色の鮮明
さを目視により比較し、最も良いものを■、最も悪いも
のを×とし、Ｏ，Ｏ１Δ、Ｘのランク分けをした。

５）インク吸収性は、２色のインクを重ねて記録した場
合、イ、ンクの流れ出しがなく１画像の鮮明なものをＯ
ｌそれ以外を×とした。

実施例２ 充填材としてシリカ（商品名：ニブシルＥ２２０Ａ、日
本シリカニ業製、平均粒子径１．Ｏｕ）を用い、結着剤
としてポリビニルアルコールと　ＳＢＲラテックスとを
用いて、下記組成に基づ８塗工用組成物を作製した。

シリカ　１００　重量部 ポリビニルアルコール　２５〃 ＳＢＲラテツクス　５　〃 水　５００　ｔｔ 一方、ｔａ維質基材としては、実施例１と同じ一般上質
紙を使用し、この支持体上に上記塗工用組成物を乾燥塗
工量２ｇ／ｒｎ’の割合でブレードコーター法により塗
工し、常法により乾燥させて被記録材を得た。

この被記録材の厚さ方向に垂直に切断した切断面部分の
１５００倍の走査型電顕写真は、第２図に示した実施例
１で得られたものとほぼ同様であった。

この被記録材の記録特性を実施例１と同様にして評価し
た結果を表１に示す。

実施例３ 充填材粒子としてタルク（平均粒子径１ｕ）を用い、結
着剤としてカゼインを用いて、下記組成に基づき塗工用
組成物を作製した。

タルク　１００重量部 カゼイン　２０〃 水　５００　／１ 一方、繊維質基材としては、実施例１と同じ−般上質紙
を使用し、この支持体上に上記塗工用組成物を乾燥塗工
量２ｇ／ｒｒｆの割合でブレードコーター法により塗工
し、常法により乾燥させて被記録材を得た。

この被記録材の厚さ方向に垂直に切断した切断面部分の
１５００倍の走査型電顕写真も、第２図に示した実施例
１で得られたものとほぼ同様であった。

この被記録材の記録特性を実施例１と同様にして評価し
た結果を表１に示す。

比較例１ 被記録材として市販のインクジェット用紙（商品名：イ
ンクジェット用紙し、三菱製紙（株）社製）を使用して
インクジェット記録特性の評価を実施例１と同様にして
行った。その結果を表１に示す。なお、このインクジェ
ット用紙の厚さ方向に垂直に切断した切断面部分の１５
００倍の走査型電顕写真を第３図に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の被記録材の一例の被記録材の厚さ方向
に垂直にνＪ断じた切断面部分の模式図。 第２１Δは本発明の被記録材の一例の厚さ方向に垂直に
切断したジノ断面部分の１５００倍の走査型電顕写真、
第３図は従来のインクジェット用紙の厚さ方向に垂直に
ジノ断したジノ断面部分の１５００倍の走査型電顕写真
である。 図に於いて、ｌは被記録、材の、下層部、２は被記録材
の中層部、３は被記録材の表層部、４は主に繊維質材料
からなる基材、５は繊維、６は充填材である。 亀１図 手　続　補　正　書（方式） 昭和５８年２月２８日 特許庁長官　殿 １、事件の表示　昭和５８年　特許願　第１７１３７８
号２、発明の名称 被記録材 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （１００）キャノン株式会社 ４、代理人 住所　東京都港区赤坂１丁目９番２０号５、補正命令の
ロイ１ 昭和５９年１月３１日発送 ７、補正の内容 （１）明細書第２１頁第４〜６行にある「−例の厚さ方
向・・・・・・・・・走査型電顕写真、」の記載を「−
例を被記録材の厚さ方向に垂直に切断した切断面に於け
る充填材粒子の粒子形状を表わすための１５００倍の走
査型電子顕微鏡による図面代用写真、」の記載に訂正す
る。 （２）明細書第２１頁第７〜８行にある「切断面部分・
・・・・・・・・写真である。」の記載を「切断面の第
２図の図面代用写真と同倍率の走査型電子顕微鏡による
同様な図面代用写真である。」の記載に訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被記録材の厚さ方向に於ける表層が、充填材と繊維質材
   料とが混在してなるものであることを特徴どするインク
   ジェット記録用被記録材。