JP4882201B2

JP4882201B2 - インクジェット記録方法

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Publication number: JP4882201B2
Application number: JP2004031738A
Authority: JP
Inventors: 裕隆飯島; 賢一大久保; 輝幸福田; 保彦川島
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2004-02-09
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2024-02-09
Also published as: JP2005220296A

Description

本発明は、新規のインクジェット用インクを用いたインクジェット記録方法に関する。

近年、インクジェット記録方式は簡便・安価に画像を作成出来るため、写真、各種印刷、マーキング、カラーフィルター等の特殊印刷など、様々な印刷分野に応用されてきている。特に、微細なドットを出射、制御するインクジェット記録装置や、色再現域、耐久性、出射適性等を改善したインク及びインクの吸収性、色材の発色性、表面光沢などを飛躍的に向上させた専用紙を用い、銀塩写真に匹敵する画質を得ることも可能となっている。

しかしながら、専用紙を必要とするインクジェット画像記録システムでは、用いることのできる記録媒体が制限されること、記録媒体のコストアップ等が問題となる。

一方、オフィスにおいては、記録媒体（例えば、普通紙、コート紙、アート紙、普通紙両面印刷等）の制約を受けずに高速でフルカラー印字が行えるシステムのニーズが益々高まりつつある。

インクジェットインクの組成についても、高速で印字でき、普通紙での文字再現性がよく、印字の際の裏抜け（印字したインクが記録媒体を通過し、裏面にその画像が映る現象）、フェザリング、画像滲みの発生がなく、また紙への浸透が速く乾燥が速い等の観点で種々の検討が行われてきた。

その一つの方法として、インクジェット用インクとして、水の含有率を５０質量％以上とした、所謂水性インクジェットインクが広く用いられているが、この様な水性インクジェットインクを用いて、電子写真用コピー紙や上質紙、中質紙といった普通紙に画像記録を行った場合、画像の裏抜け、フェザリング等の浸透性に起因する問題に加え、画像記録した普通紙のカールやコックリングが大きな問題となる。

上記課題に対し、ブリストウ法における記録媒体への濡れ時間と吸収係数を規定し、浸透性を改良したインクを用いるインクジェット記録方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、この方法では、インク中の色剤も同時に普通紙内部に浸透してしまうため、画像濃度の低下やインクの裏抜けが大きくなり、特に、両面印刷には適性を有していないという欠点を抱えている。

また、特定のアミド化合物、ピリジン誘導体、イミダゾリン化合物または尿素化合物をカール防止剤として含有するインクジェットインクが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、この方法では、インク液の乾燥に伴い、記録ヘッドのノズル部で目詰まりを起こしやすいという問題を有している。

また、上記カールを改良する方法として、画像印字面の裏面側に、水を含む溶液を付与してカールバランスを適正化するインクジェット記録法補が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。しかしながら、この方法では、両面記録適性を有していないこと、普通紙へのインク及びカールバランス液の付着量の増加に伴い、普通紙の強度が低下し、搬送時にジャミング等を生じやすい欠点があった。

また、水性インクジェットインクに代えて、高速で印字を行うことのできるソルベント系インクも検討されている。即ち、揮発性溶媒を含有して乾燥性を高めた油性インク（ソルベント系インクジェットインク）を用いることで、普通紙に印字しても、記録媒体への浸透が速く乾燥時間が短く、記録媒体のカール等が生じず、高速な印字が可能である。しかしながらソルベント系インクは、普通紙媒体への浸透性が高いため、文字再現性が悪いこと、および記録媒体での裏抜けを引き起こし、特に普通紙の両面に印字を行う場合の大きな障害となっていた。
特開平１０−３１６９１５号公報特開平９−１７６５３８号公報特開平１０−２７２８２８号公報

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、印字時の出射性、デキャップ適性が改良され、普通紙に印字した際の裏抜け耐性、文字品質及びカール特性に優れたインクジェット用インクを用いたインクジェット記録方法を提供する。

本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。

（請求項１）
２５℃での表面張力が２５ｍＮ／ｍ以上、４０ｍＮ／ｍ以下で、２５℃での粘度が１ｍＰａ・ｓ以上、５０ｍＰａ・ｓ以下で、かつ２５℃における蒸気圧が１３３Ｐａ以下である溶媒Ａを、インク全質量に対し５０質量％以上、９０質量％未満含有し、かつ水の含有量が１０質量％以上、４５質量％未満であるインクジェット用インクを、インクジェット記録ヘッドから普通紙上に吐出して画像記録することを特徴とするインクジェット記録方法。

（請求項２）
前記溶媒Ａが、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、テトラプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジブチルエーテル、トリプロピレングリコールジブチルエーテル、３−メチル−２，４−ペンタンジオール及びジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタートから選ばれる少なくとも１種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方法。

（請求項３）
前記普通紙が、水溶性多価金属塩として、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、塩化カルシウム、硫酸カルシウム、硝酸カルシウム、酢酸カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、塩化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛及び酢酸亜鉛から選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録方法。

（請求項４）
着色剤として顔料を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。

（請求項５）
前記インクジェット用インクを用いて、前記普通紙の両面に記録することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。

（請求項６）
前記インクジェット用インクを、３０μｍ以下のノズル径を有するピエゾ型インクジェット記録ヘッドから吐出させて、前記普通紙に記録を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。

（請求項７）
前記インクジェット用インクを、３０μｍ以下のノズル径を有するラインヘッド方式のピエゾ型インクジェット記録ヘッドから吐出させて、前記普通紙に記録を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。

本発明によれば、印字時の出射性、デキャップ適性が改良され、普通紙に印字した際の裏抜け耐性、文字品質及びカール特性に優れたインクジェット用インクを用いたインクジェット記録方法を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、本発明で規定する特定の表面張力、粘度及び蒸気圧を有する溶媒Ａをインク全質量に対し５０質量％以上、９０質量％未満含有し、かつ水の含有量が１０質量％以上、４５質量％未満であるインクジェット用インクを、インクジェット記録ヘッドから普通紙上に吐出して画像記録することを特徴とするインクジェット記録方法により、記録ヘッドにおける出射性、デキャップ適性が改良され、普通紙に印字した際の裏抜け耐性、文字品質及びカール特性に優れたインクジェット用インクを実現できることを見出し、本発明に至った次第である。

前述のごとく、一般にインク中の水含有率が高くなると、普通紙に印字した際のカールが大きくなる。また、水を含有しない、例えば、油性インクでは、普通紙への浸透性が高くなり、その結果、色剤の普通紙中への浸透に伴う表面画像濃度の低下やインクの裏抜けが大きくなる。また、ブリストウ測定により、インク中への水の添加により、普通紙への浸透速度が大きく低下することが知られている。この水添加による浸透速度の低下は、水と水系溶媒との混合溶媒による表面張力の低下では十分に説明することができない。

普通紙への溶媒等の浸透速度は、一般に、下記Ｌｕｃｕｓ−Ｗａｓｈｂｕｒｎ式に従うことが知られている。

ｈ＝（ｒ・γ・ｃｏｓθ・ｔ／２η）^1/2
式中、ｈは浸透の深さ、ｒは毛管半径、γは液体の表面張力、θは普通紙とインクの接触角、ｔは時間、ηはインクの粘度を表す。

上記式に従えば、水添加による浸透速度の低下は、普通紙とインク液滴との接触角θが大きくなったものと考えることができる。

一般に、固液界面における接触角θは、Ｙｏｕｎｇ−Ｆｏｒｋｅｓ式を変形して、下式の様に表すことができる。

θ＝ｃｏｓ^-1｛２〔（γ_S ^d・γ_L ^d）^1/2＋（γ_S ^p・γ_L ^p）^1/2＋（γ_S ^h・γ_L ^h）^1/2〕
／γ_L−１｝
式中、θは接触角、γ_S ^dは固体（普通紙）の界面張力の分散成分、γ_S ^pは固体（普通紙）の界面張力の極性成分、γ_S ^hは固体（普通紙）の界面張力の水素結合性成分、γ_L ^dは液体（インク液）の界面張力の分散成分、γ_L ^pは液体（インク液）の界面張力の極性成分、γ_L ^hは液体（インク液）の界面張力の水素結合性成分を表し、γ_Lは下式で表される。

γ_L＝｛（γ_L ^d）²＋（γ_L ^p）²＋（γ_L ^h）²｝^1/2
上記式において、インク液のγ_L ^d、γ_L ^p、γ_L ^hについては、水系溶媒単独ではγ_L ^p、γ_L ^h成分が小さい。これに対し、水ではγ_L ^hが極めて大きな値を持つことになる。これらの特性を有する水系溶媒と水とを混合した場合、この混合溶媒は水のγ_L ^hの影響により相対的にインク液としてもγ_L ^hとして大きな値をとることとなり、その結果、普通紙のγ_S ^h成分との相互作用により、普通紙への濡れ性が弱まり、そのような構成を持つインクの普通紙への浸透速度が低下したものと推測している。

ただし、上記の効果は、単に水系溶媒と水とを混合すれば達成できるものではなく、水系溶媒と水とを、特定の比率範囲で混合し、更に用いる水系溶媒（溶媒Ａ）の液特性として、
１）２５℃における表面張力が２５ｍＮ／ｍ以上、４０ｍＮ／ｍ以下であること、
２）２５℃における粘度が１ｍＰａ・ｓ以上、５０ｍＰａ・ｓ以下であること、
３）２５℃における蒸気圧が１３３Ｐａ以下であること、
の全ての条件を満たす水系溶媒を用いることにより、本発明の目的を達成できるものである。

上記水系溶媒の選択において、表面張力が２５ｍＮ／ｍ未満の水系溶媒を用いると、水の添加量を４５質量未満に押さえたとしても、普通紙に対する浸透性を抑制することが困難となる。また、逆に表面張力が４０ｍＮ／ｍ以上の水系溶媒を用いると、印字した際の普通紙のカールが大きくなり好ましくない。また、粘度が５０ｍＰａ・ｓ以上の水系溶媒を用いると、水の添加量を４５質量未満に押さえたとしても、記録ヘッドのノズルから安定して出射する上で好ましいとされる４０ｍＰａ・ｓ以下のインク粘度に調整することが難しくなる。また、蒸気圧が１３３Ｐａを超える水系溶媒を用いると、ノズル部での蒸発速度が大きくなり、デキャップ発生の要因となるため好ましくない。

以下、本発明の詳細について説明する。

本発明のインクジェット用インク（以下、単にインクともいう）においては、２５℃での表面張力が２５ｍＮ／ｍ以上、４０ｍＮ／ｍ以下で、２５℃での粘度が１ｍＰａ・ｓ以上、５０ｍＰａ・ｓ以下で、かつ２５℃における蒸気圧が１３３Ｐａ以下である溶媒Ａを、インク全質量に対し５０質量％以上、９０質量％未満含有せしめることが特徴である。

上述のごとく、本発明に係る溶媒Ａ（水系溶媒）において、１つの要件として２５℃での表面張力が２５ｍＮ／ｍ以上、４０ｍＮ／ｍ以下であることが特徴であるが、好ましくは２５ｍＮ／ｍ以上、３２ｍＮ／ｍ以下である。また、２５℃での粘度としては、１ｍＰａ・ｓ以上、５０ｍＰａ・ｓ以下であることが特徴の１つであるが、好ましくは１ｍＰａ・ｓ以上、３０ｍＰａ・ｓ以下である。また、２５℃における蒸気圧が１３３Ｐａ以下であることが特徴の１つであるが、好ましくは１〜６７Ｐａである。

本発明で用いることのできる溶媒Ａ（水系溶媒）としては、上記で規定する３つの液特性をすべて満たすものであれば特に制限はないが、例えば、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、テトラプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジブチルエーテル、トリプロピレングリコールジブチルエーテル、３−メチル−２，４−ペンタンジオール、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート等を挙げることができる。

本発明で規定した水系溶媒の各特性値は、例えば、「新版溶剤ポケットブック」有機合成化学協会編、オーム社（１９９４年）に記載の各データや、あるいは公知の測定方法に従って求めることができる。

本発明のインクにおいては、上記水系溶媒と共に水をインク全質量に対し１０質量％以上、４５質量％未満含有せしめることが特徴の１つであり、好ましくは１０質量％以上、３０質量％未満である。インク中の水含有量を、本発明で規定した範囲とすることにより、インクの普通紙への浸透速度とカール特性とを両特性を最適の条件に設定することができる。

本発明のインクには、上記説明した各溶媒の他に、各種機能性添加剤を含有する。

本発明のインクは、前記の溶媒中に着色剤、更に、後述するような各添加剤を必要に応じ含有するものであり、本発明に用いられる着色剤の色相としては、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、ブルー、グリーン、レッドが好ましく用いられ、特に好ましくはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各着色剤である。

本発明のインクは、着色剤が染料である染料インク、あるいは着色剤がインクジェットインクを構成する溶媒に不溶で、微細な顔料粒子を含む分散系を形成する顔料インク、あるいは着色剤が着色した高分子ポリマーの分散体からなる分散インク等の種々のインクジェット用インクに適用できる。

本発明で用いることのできる染料としては、アゾ染料、メチン染料、アゾメチン染料、キサンテン染料、キノン染料、フタロシアニン染料、トリフェニルメタン染料、ジフェニルメタン染料等を挙げることができ、その具体的化合物としては、例えば、特開２００２−２６４４９０号公報に例示した染料を挙げることができる。

また、前記ポリマー等と共に着色微粒子を形成し着色剤となる油溶性染料については、通常カルボン酸やスルホン酸等の水溶性基を有さない有機溶剤に可溶で水に不溶な染料、例えば分散染料等が選ばれる。また、水溶性染料を長鎖の塩基と造塩することにより油溶性を示す染料も含まれ、例えば、酸性染料、直接染料、反応性染料と長鎖アミンとの造塩染料が知られている。

しかしながら、本発明のインクにおいては、着色剤としては顔料を用いることが好ましく、前記溶媒系に溶解度を有しない顔料が、本発明の目的効果をいかんなく発揮させる観点から好ましい。

本発明において使用できる顔料としては、従来公知のものを特に制限なく使用でき、水分散性顔料、溶剤分散性顔料等何れも使用可能であり、例えば、不溶性顔料、レーキ顔料等の有機顔料及び、カーボンブラック等の無機顔料を好ましく用いることができる。

不溶性顔料としては、特に限定するものではないが、例えば、アゾ、アゾメチン、メチン、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン、キナクリドン、アントラキノン、ペリレン、インジゴ、キノフタロン、イソインドリノン、イソインドリン、アジン、オキサジン、チアジン、ジオキサジン、チアゾール、フタロシアニン、ジケトピロロピロール等が好ましい。

好ましく用いることのできる具体的顔料としては、以下の顔料が挙げられる。

マゼンタまたはレッド用の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５３：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２２等が挙げられる。

オレンジまたはイエロー用の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８等が挙げられる。

グリーンまたはシアン用の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７等が挙げられる。

以上の他にレッド、グリーン、ブルー、中間色が必要とされる場合には以下の顔料を単独あるいは併用して用いることが好ましく、例えば
Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ；２０９、２２４、１７７、１９４、
Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＯｒａｎｇｅ；４３、
Ｃ．Ｉ．ＶａｔＶｉｏｌｅｔ；３、
Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ；１９、２３、３７、
Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ；３６、７、
Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ；１５：６、
等が用いられる。

また、ブラック用の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７等が挙げられる。

本発明で用いられる顔料は、分散剤及びその他所望する諸目的に応じて必要な添加物と共に分散機により分散して用いることが好ましい。分散機としては従来公知のボールミル、サンドミル、ラインミル、高圧ホモジナイザー等が使用できる。

本発明のインクに使用する顔料分散体の平均粒径は、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下がより好ましく、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下がさらに好ましい。顔料分散体の平均粒径が１００ｎｍを越えると、分散が不安定となり。また、顔料分散体の平均粒径が１０ｎｍ未満になっても顔料分散体の安定性が悪くなりやすく、インクの保存安定性が劣化しやすくなる。

顔料分散体の粒径測定は、光散乱法、電気泳動法、レーザードップラー法等を用いた市販の粒径測定機器により求めることが出来る。また、透過型電子顕微鏡による粒子像撮影を少なくとも１００粒子以上に対して行い、この像をＩｍａｇｅ−Ｐｒｏ（メディアサイバネティクス製）等の画像解析ソフトを用いて統計的処理を行うことによっても求めることが可能である。

本発明のインクジェットインクにおいて、分散時の添加剤として界面活性剤を用いることができる。本発明に用いられる界面活性剤としては陽イオン性、陰イオン性、両性、非イオン性のいずれも用いることができる。

陽イオン性界面活性剤としては、脂肪族アミン塩、脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、等が挙げられる。

陰イオン性界面活性剤としては、脂肪酸石鹸、Ｎ−アシル−Ｎ−メチルグリシン塩、Ｎ−アシル−Ｎ−メチル−β−アラニン塩、Ｎ−アシルグルタミン酸塩、アシル化ペプチド、アルキルスルフォン酸塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、アルキルナフタレンスルフォン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸エステル塩、アルキルスルホ酢酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、Ｎ−アシルメチルタウリン、硫酸化油、高級アルコール硫酸エステル塩、第２級高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩、第２級高級アルコールエトキシサルフェート、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、モノグリサルフェート、脂肪酸アルキロールアミド硫酸エステル塩、アルキルエーテルリン酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩等が挙げられる。

両性界面活性剤としては、カルボキシベタイン型、スルホベタイン型、アミノカルボン酸塩、イミダゾリニウムベタイン等が挙げられる。

非イオン活性剤としては、ポリオキシエチレン２級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン誘導体ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヒマシ油、硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、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、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアミンオキサイド、アセチレングリコール、アセチレンアルコール等が挙げられる。

また、インク吐出後のインク液滴の普通紙中への浸透を加速するために界面活性剤を使用することが好ましく、そのような界面活性剤としては、インクに対して保存安定性等の悪影響を及ぼさないものであれば限られるものではなく、上記の分散時の添加剤として使用する界面活性剤と同様のものが用いることができる。

また、本発明のインク中には、インクの多価金属イオンであるカルシウムイオン、マグネシウムイオン及び鉄イオンの総含有量が、１０ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．１〜５ｐｐｍ、特に好ましくは０．１〜１ｐｐｍである。

インクジェットインク中の多価金属イオンの含有量を、上記で規定した量とすることにより、高い分散安定性を有するインクを得ることができる。本発明に係る多価金属イオンは、硫酸塩、塩化物、硝酸塩、酢酸塩、有機アンモニウム塩、ＥＤＴＡ塩等に含有されている。

本発明のインクでは、上記説明した以外に、必要に応じて、出射安定性、プリントヘッドやインクカートリッジ適合性、保存安定性、画像保存性、その他の諸性能向上の目的に応じて、公知の各種添加剤、例えば、多糖類、粘度調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防ばい剤、防錆剤等を適宜選択して用いることができ、例えば、流動パラフィン、ジオクチルフタレート、トリクレジルホスフェート、シリコンオイル等の油滴微粒子、特開昭５７−７４１９３号、同５７−８７９８８号及び同６２−２６１４７６号に記載の紫外線吸収剤、特開昭５７−７４１９２号、同５７−８７９８９号、同６０−７２７８５号、同６１−１４６５９１号、特開平１−９５０９１号及び同３−１３３７６号等に記載されている退色防止剤、特開昭５９−４２９９３号、同５９−５２６８９号、同６２−２８００６９号、同６１−２４２８７１号及び特開平４−２１９２６６号等に記載されている蛍光増白剤等を挙げることができる。

上記構成からなる本発明のインクは、インクの表面張力としては、２５℃で２５〜４０ｍＮ／ｍであることが好ましく、より好ましくは２５〜３５ｍＮ／ｍであり、更に好ましくは３０〜３５ｍＮ／ｍである。また、インク粘度としては、２５℃で１〜４０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、より好ましくは５〜４０ｍＰａ・ｓであり、更に好ましくは５〜１５ｍＰａ・ｓである。また、本発明のインク中の溶存酸素濃度は、２５℃で２ｐｐｍ以下であることが好ましく、この溶存酸素濃度条件とすることにより、気泡の形成を抑制することができ、高速印字においても出射安定性に優れたインクジェット記録方法を実現することができる。インク中に溶存している溶存酸素を測定する方法としては、例えば、溶存酸素測定装置ＤＯ−１４Ｐ（東亜電波（株）製）を用いて測定することができる。

本発明のインクジェットインクを用いた画像形成方法においては、例えば、インクジェットインクを装填したプリンター等により、デジタル信号に基づきインクジェットヘッドよりインクを液滴として吐出させ普通紙に付着させることでインクジェットプリントが得られる。

本発明のインクを吐出して画像形成を行う際に、使用するインクジェットヘッドはオンデマンド方式でもコンティニュアス方式でも構わない。又吐出方式としては、電気−機械変換方式（例えば、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型、シェアードウォール型等）、電気−熱変換方式（例えば、サーマルインクジェット型、バブルジェット（Ｒ）型等）等など何れの吐出方式を用いても構わない。

本発明のインクジェット記録方法においては、記録媒体として普通紙を用いることを特徴とするが、本発明のインクを３０μｍ以下のノズル径を有するピエゾ型インクジェット記録ヘッドから吐出させて、普通紙に記録を行うこと、更に、３０μｍ以下のノズル径を有するラインヘッド方式のピエゾ型インクジェット記録ヘッドから吐出させて、普通紙に記録を行うことが好ましい。

インクジェットプリンターの印字方式として、シャトルヘッド方式の記録ヘッドに対し、ラインヘッド方式の記録ヘッドを用いて印字することにより、本発明のインクの印字特性を十分に引き出すことができ、その結果、インク液滴の普通紙への着弾時の極めて良好なドット形状（真円性）や印字精度を達成することができる。

特に、本発明のインクジェット記録方法においては、普通紙の両面に画像印字を行うことが好ましい。

両面印字は、片面に印字した後に普通紙を裏返し、印字面を下にして搬送することが多いが、本発明のインクは前記特性を有しているため、両面に印字しても裏抜けや文字の滲みがないため、いずれの面でも高濃度で文字品質に優れ、また、搬送不良が生じたり搬送ベルトがインクで汚染されることがない。

本発明のインクジェット記録方法で用いる普通紙としては、特に制限はないが、非塗工紙、特殊印刷用紙、及び情報用紙の一部に属する８０〜２００μｍの非コート紙が望ましい。本発明に係る普通紙の構成は、ＬＢＫＰ及びＮＢＫＰに代表される化学パルプ、サイズ剤及び填料を主体とし、その他の抄紙助剤を必要に応じて用い、常法により抄紙される。本発明に係る普通紙に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よいし、又、これらを主材としても何ら問題はない。

本発明に係る普通紙に内添されるサイズ剤としては、例えば、ロジンサイズ、ＡＫＤ、アルニケル無水コハク酸、石油樹脂系サイズ、エピクロルヒドリン、カチオン澱粉及びアクリルアミド等が挙げられる。

また、本発明に係る普通紙に内添される填料としては、例えば微粉珪酸、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、カオリン、カオリナイト、ハロイサイト、ナクライト、ディッカイト、パイロフィライト、セリサイト、二酸化チタン、ベントナイト等が挙げられる。

また、本発明に係る普通紙には、本発明のインクの裏抜けや着色剤の定着性を高める観点から、水溶性多価金属塩を含有していてもよい。

本発明に係る普通紙に用いることのできる水溶性多価金属塩としては、特に制限はないが、例えば、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、亜鉛、鉄、ストロンチウム、バリウム、ニッケル、銅、スカンジウム、ガリウム、インジウム、チタン、ジルコニウム、スズ、鉛などの金属塩、硫酸塩、硝酸塩、ギ酸塩、コハク酸塩、マロン酸塩、クロロ酢酸塩、ｐ−トルエンスルホン酸塩といった塩として添加される。また、水溶性の多価金属イオンの塩として、ポリ塩化アルミニウムのような水溶性無機ポリマーを使用してもよい。水溶性は少なくとも０．１質量％を示すものが好ましく、より好ましくは１質量％を示すものである。中でも、アルミニウム、カルシウム、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛からなる水溶性塩はその金属イオンが無色なため好ましい。特に好ましいのは、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、塩化カルシウム、硫酸カルシウム、硝酸カルシウム、酢酸カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、塩化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、酢酸亜鉛である。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１
《インクの調製》
〔顔料インク１〜１８の調製〕
表１に記載の組み合わせで、顔料と水系溶媒、水、樹脂１とを混合した後、直径１ｍｍのジルコニアビーズ２００ｇと共にガラス瓶に入れ密栓し、ペイントシェーカーにて２時間分散処理して各顔料分散液を調製した後、ジルコニアビーズを除去して、この顔料分散液に表１に記載の樹脂２（一部のインクに添加）、界面活性剤（一部のインクに添加）及び防バイ剤を添加して、良く混合した。次いで、この液を濾過及び中空糸膜を用いた膜脱気処理を行って、顔料インク１〜１８を調製した。

〔染料インク１〜５の調製〕
表１に記載の組み合わせで、染料と水系溶媒、水、樹脂１とを混合、溶解した後、この溶液を濾過及び中空糸膜を用いた膜脱気処理を行って、染料インク１〜５を調製した。

なお、表１中に記載の数値は、質量部を表す。

上記、表１に略称で記載した各添加剤の詳細は、以下の通りである。

〈水系溶媒〉
ＤＰＧｍＭＥ：ジプロピレングリコールモノメチルエーテル
ＤＰＧｍＥＥ：ジプロピレングリコールモノエチルエーテル
ＴＰＧｍＭＥ：トリプロピレンプリコールモノメチルエーテル
ＤＥＧｍＢＥ：ジエチレングリコールモノブチルエーテル
２，４−ＰＤＯ：２−メチル−２，４−ペンタンジオール
ＥＧｍＢＥ：エチレングリコールモノブチルエーテル
１，５−ＰＤＯ：１，５−ペンタンジオール
ＥｔＯＨ：エタノール
２−ＰＤＮ：２−ピロリドン
ＤＥＧ：ジエチレングリコール
なお、上記各水系溶媒の２５℃における表面張力、粘度及び蒸気圧の値を表２に示す。

〈高分子化合物〉
樹脂１：メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ヒドロキシエチル（質量比＝４０／２０／１０／３０）を重合して得られた共重合体、平均重量分子量＝１２，０００
ラテックス：ＮｉｐｏｌＳＸ−１７０６（アクリル酸エステル共重合体、ソープフリーラテックス、日本ゼオン社製）
〈界面活性剤〉
Ｓ−１０４：サーフィノール１０４（ＡｉｒＰｒｏｄｕｃｔｓ社製）
〈防バイ剤〉
プロキセル：アビシア社製
《インク液の評価》
〔出射性の評価〕
上記調製した顔料インク１〜１８及び染料インク１〜５を、ノズル口径が２５μｍ、吐出インク液滴量が４ｐｌ、駆動周波数１０ｋＨｚ、ノズル数５１２のシェアモードピエゾ型記録ヘッドを用いて出射を行い、出射性を評価した。駆動電圧は吐出速度が６ｍ／ｓとなるように調整した。

出射は、２５℃、相対湿度５０％の環境下において、各インク５００ｍｌを吐出し続け、インクがなくなるまでに発生した曲がり、欠射について目視観察し、下記評価基準に従って出射性の評価を行った。

◎：全ノズルが最後まで安定に出射した
○：最終で、１〜２０ノズルで曲がり、欠射が発生した
△：最終的に２１〜４０のノズルで曲がり、欠射が発生した
×：最終的に４１以上のノズルで曲がり、欠射が発生した
〔デキャップの評価〕
記調製した顔料インク１〜１８及び染料インク１〜５を、２３℃、２０％ＲＨの環境下で、ノズル口径が２５μｍ、吐出インク液滴量が４ｐｌ、駆動周波数１０ｋＨｚ、ノズル数２５６のシェアモードピエゾ型記録ヘッドを用いて、初期状態として、出射間隔５０ミリ秒時のインク液滴速度が８ｍ／ｓｅｃとなるように、記録ヘッドに印加する電圧を調整した。次いで、出射間隔時間を変化し、下式にあてはめて、液滴速度の相対比率を測定し、下記の基準に従ってデキャップの評価を行った。

例えば、出射間隔５０ミリ秒でインク液滴を１００滴出射させ、最初の出射から間隔時間ｔ秒後に、再び出射間隔５０ミリ秒で１００滴出射させ、間隔時間ｔ秒後の最初のインク液滴の速度を測定して、これを間隔時間ｔ後の液滴速度とする。

液滴速度の相対比率（％）＝（出射間隔ｔ秒後の液滴速度）／（出射間隔５０ミリ秒の液滴速度＝８ｍ／ｓｅｃ）×１００
◎：液滴速度の相対比率が７０％以下となる間隔時間ｔが１０秒以上である
○：液滴速度の相対比率が７０％以下となる間隔時間ｔが１秒以上、１０秒未満である
△：液滴速度の相対比率が７０％以下となる間隔時間ｔが０．３秒以上、１秒未満である
×：液滴速度の相対比率が７０％以下となる間隔時間ｔが０．３秒未満である
××：３秒の間欠出射でインク液滴が出射されなくなる
《インクジェット画像記録》
〔画像記録Ａ〕
ノズル口径が２５μｍ、ノズル数５１２のシャトルヘッド方式のピエゾ型記録ヘッドを用いて、記録解像度が１４４０×１４４０ｄｐｉ（なお、本発明でいうｄｐｉとは、２．５４ｃｍ当たりのドット数を表す）、インク付着量が１０ｍｌ／ｍ²、画像サイズ２８０×２００ｍｍの条件で、顔料インク１〜８及び染料インク１、２を用いて、Ａ４サイズのコニカミノルタビジネステクノロジー社製のファーストクラス普通紙の一方の面にベタ画像及び解像度１４４０×１４４０ｄｐｉで、３ポイント及び４ポイントの明朝体でひらがな「あ、い、う、え、お」の文字画像を印字して、画像１〜１０を作成した。

〔画像記録Ｂ〕
ノズル口径が２５μｍ、ノズル数５１２を、ノズル解像度が１４４０ｄｐｉとなるようにアレイ状に配置したラインヘッド方式のピエゾ型記録ヘッドを用いて、記録解像度が１４４０×１４４０ｄｐｉ、インク付着量が１０ｍｌ／ｍ²、画像サイズ２８０×２００ｍｍの条件で、顔料インク９〜１８及び染料インク３〜５を用いて、Ａ４サイズのコニカミノルタビジネステクノロジー社製のファーストクラス普通紙の一方の面にベタ画像及び解像度１４４０×１４４０ｄｐｉで、３ポイント及び４ポイントの明朝体でひらがな「あ、い、う、え、お」の文字画像を印字して、画像１１〜２３を作成した。

《記録画像の評価》
上記作成した各画像について、下記の各評価を行った。

〔裏抜け耐性の評価〕
上記形成した各ベタ画像について、記録印字面（Ａ面という）と裏面（Ｂ面という）の画像部及び非画像部のそれぞれの濃度を測定し、以下式に従って裏抜け濃度率を測定し、下記の評価基準に従って裏抜け耐性の評価を行った。

裏抜け濃度率＝（Ｂ面の画像濃度−Ｂ面の未印字部濃度）／（Ａ面の画像濃度−Ａ面の未印字部濃度）×１００（％）
◎：裏抜け濃度率が１０％未満である
○：裏抜け濃度率が１０％以上、２０％未満である
△：裏抜け濃度率が２０％以上、３０％未満である
×：裏抜け濃度率が３０％以上、５０％未満である
××：裏抜け濃度率が５０％以上である
〔文字品質の評価〕
上記作成した３ポイント及び４ポイントの明朝体でひらがな「あ、い、う、え、お」の文字画像を目視観察し、下記の評価基準に従って文字品質の評価を行った。

◎：３ポイントの文字画像が、細部まで明瞭に記録されている
○：３ポイントの文字画像でも、判読できる
△：３ポイントの文字画像の一部で潰れが見られるが、４ポイントの文字画像は判読できる
×：４ポイントの文字画像の一部で潰れが見られる
××：４ポイントの文字画像で明らかな潰れが見られ、判読が困難である
〔カールの評価〕
上記ベタ画像を印字した各試料を、下記の３条件の環境下で１週間放置した後、下記の評価基準に従って、カールの評価を行った。

条件１：２３℃、２０％ＲＨ
条件２：２３℃、５５％ＲＨ
条件３：２３℃、８０％ＲＨ
◎：いずれの条件でも、高さ２ｍｍ以上の端部の浮きがなく、かつコックリング（皺）の発生も認められない
○：いずれの条件でも、高さ５ｍｍ以上の端部の浮きがなく、かつコックリング（皺）の発生も認められない
△：いずれの条件でも、高さ１０ｍｍ以上の端部の浮きはないが、僅かなコックリング（皺）の発生が認められる
×：いずれの条件でも、高さ３０ｍｍ以上の端部の浮きはないが、明らかなコックリング（皺）の発生が認められる
×：全ての条件で高さ３０ｍｍ以上の端部の浮きが発生している
以上により得られた得票か結果を、表３に示す。

表３に記載の結果より明らかなように、表面張力、粘度及び蒸気圧が本発明で規定する条件を満たす水系溶媒と、本発明で規定する水含有量の本発明のインクは、比較例に対し、インクの出射性、デキャップ性が良好で、このインクを用いて普通紙に記録した画像は、裏抜け耐性、文字品質及びカール特性に優れていることが分かる。

本発明の上記水準の中でも、更に、着色剤として顔料を用いること、インクジェットプリンターとして、ラインヘッド方式のプリンターを用いることにより、本発明の上記効果がより発揮されていることが分かる。

実施例２
実施例１に記載の方法において、普通紙の両面に画像印字を行った以外は同様にして、各画像を作成し、これらの画像について、実施例１と同様にして裏抜け耐性、文字品質及びカール特性の評価を行った結果、比較例に対し、本発明のインクを用いて形成した画像が、より顕著にその効果を発揮していることを確認することができた。

Claims

２５℃での表面張力が２５ｍＮ／ｍ以上、４０ｍＮ／ｍ以下で、２５℃での粘度が１ｍＰａ・ｓ以上、５０ｍＰａ・ｓ以下で、かつ２５℃における蒸気圧が１３３Ｐａ以下である溶媒Ａを、インク全質量に対し５０質量％以上、９０質量％未満含有し、かつ水の含有量が１０質量％以上、４５質量％未満であるインクジェット用インクを、インクジェット記録ヘッドから普通紙上に吐出して画像記録することを特徴とするインクジェット記録方法。
前記溶媒Ａが、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、テトラプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジブチルエーテル、トリプロピレングリコールジブチルエーテル、３−メチル−２，４−ペンタンジオール及びジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタートから選ばれる少なくとも１種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方法。
前記普通紙が、水溶性多価金属塩として、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、塩化カルシウム、硫酸カルシウム、硝酸カルシウム、酢酸カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、塩化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛及び酢酸亜鉛から選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録方法。
着色剤として顔料を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
前記インクジェット用インクを用いて、前記普通紙の両面に記録することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
前記インクジェット用インクを、３０μｍ以下のノズル径を有するピエゾ型インクジェット記録ヘッドから吐出させて、前記普通紙に記録を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
前記インクジェット用インクを、３０μｍ以下のノズル径を有するラインヘッド方式のピエゾ型インクジェット記録ヘッドから吐出させて、前記普通紙に記録を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。