JP2013059967A - Inkjet image forming method - Google Patents

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Akira Kuriyama
朗 栗山
Atsuhito Yoshizawa
敦仁 吉澤
Shoji Koike
祥司 小池
Taketoshi Okubo
武利 大久保
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inkjet image forming method which makes the solid unevenness unnoticeable even if the recording medium is the printing paper that has a coating layer while the aqueous ink used maintaining high dispersion stability.SOLUTION: The inkjet image forming method is characterized in that the aqueous ink used contains self dispersion pigment and water, and pKa of the self dispersion pigment has a particular relationship. In addition, in the inkjet image forming method, the recording medium used is the printing paper that has a specific coating layer, and the content percentages of the elements other than carbon and oxygen, and the content percentage of calcium are specific content percentages measured by X-ray fluorescence analysis.

Description

本発明は、インクジェット画像形成方法に関する。   The present invention relates to an inkjet image forming method.

インクジェットを用いた記録方式は、広範な記録媒体上に画像を形成できるため近年急速にその適用範囲が拡大している。その為、今日までにインクジェットプリンタ用のインクに関して様々な改良が行われている。しかし、インクの吸収速度が遅い塗工層を有する印刷用紙に対してインクジェット記録方式で安定した画像を形成する為には、克服すべき課題が多い。   Since the recording method using an ink jet can form an image on a wide range of recording media, its application range is rapidly expanding in recent years. For this reason, various improvements have been made to date for ink for inkjet printers. However, there are many problems to be overcome in order to form a stable image by an ink jet recording method on a printing paper having a coating layer having a low ink absorption rate.

特許文献1には、不揮発成分が10質量%以上、50質量%未満であるインクを液滴量として0.1pL以上、0.5pL以下で塗布する技術が記載されている。   Patent Document 1 describes a technique of applying an ink having a non-volatile component of 10% by mass or more and less than 50% by mass in a droplet amount of 0.1 pL or more and 0.5 pL or less.

特開2006−315363号公報JP 2006-315363 A

このように様々な手法でインクジェット記録方式を進化発展させようとする試みが行われている。しかし、特許文献1に記載の技術では、塗工層を有する印刷用紙の比較的広い面に同じ色を印字すると(俗に言う「ベタ打ち」)、小さな領域でインクの記録濃度の高い部分と低い部分ができ、印字面が汚く見える(ベタムラが発生する)場合があった。これは塗工層を有する印刷用紙表面のインク吸収能力が、普通紙やインクジェット専用紙などに比べて低いからである。   In this way, attempts have been made to evolve and develop the ink jet recording system by various methods. However, in the technique described in Patent Document 1, when the same color is printed on a relatively wide surface of a printing paper having a coating layer (commonly referred to as “solid printing”), a portion having a high ink recording density in a small area There was a case where a low part was formed, and the printed surface looked dirty (betamula was generated). This is because the ink absorption capability of the surface of the printing paper having the coating layer is lower than that of plain paper or inkjet paper.

このベタムラの問題を解決するためには、インクに分散している顔料の凝集能を向上させればよいのだが、凝集能が高すぎると顔料の分散安定性が低下してノズルが詰まるという問題が生じる場合が多い。   In order to solve this problem, it is necessary to improve the coagulation ability of the pigment dispersed in the ink. However, if the coagulation ability is too high, the dispersion stability of the pigment is lowered and the nozzle is clogged. Often occurs.

従って、本発明の目的は、インクとしての分散安定性を維持しつつ、同時に塗工層を有する印刷用紙に印字した場合でも、ベタムラを改善するインクジェット画像形成方法を提供することにある。   Accordingly, it is an object of the present invention to provide an ink jet image forming method that improves the level of unevenness even when printing on printing paper having a coating layer while maintaining dispersion stability as an ink.

本発明は、水性インクをインクジェット記録方式によって記録媒体に付与して画像を形成するインクジェット画像形成方法であって、前記水性インクは、自己分散顔料及び水を含有し、前記自己分散顔料は、その値が8以下の複数のpKaを有し、前記複数のpKaの中で最も値が小さいpKaをpKa1、前記複数のpKaの中で最も値が大きいpKaをpKa2としたときに、前記pKa1及び前記pKa2が下記式(1)の関係を満たすとともに、前記水性インクのpH、及び前記pKa2が下記式(2)の関係を満たし、前記記録媒体は、表面及び/又は裏面に無機材料を主体とした塗工層を有する印刷用紙であり、蛍光X線分析法により測定される、炭素及び酸素以外の元素の含有率が10.0質量%以上であり、かつカルシウムの含有率が5.0質量%以上であることを特徴とするインクジェット画像形成方法である。
式(1) 2≦pKa2−pKa1
式(2) pKa2−1.5≦水性インクのpH≦pKa2+0.5
The present invention is an inkjet image forming method for forming an image by applying a water-based ink to a recording medium by an ink-jet recording method, wherein the water-based ink contains a self-dispersing pigment and water, PKa having a plurality of pKa values of 8 or less, pKa 1 having the smallest value among the plurality of pKas being pKa 1 , and pKa 2 having the largest value among the plurality of pKas being pKa 2. 1 and the pKa 2 satisfy the relationship of the following formula (1), the pH of the water-based ink and the pKa 2 satisfy the relationship of the following formula (2), and the recording medium is inorganic on the front surface and / or the back surface. A printing paper having a coating layer mainly composed of a material, the content of elements other than carbon and oxygen measured by fluorescent X-ray analysis is 10.0% by mass or more, and calcium An inkjet image forming method, wherein the chromatic rate is 5.0 mass% or more.
Formula (1) 2 ≦ pKa 2 −pKa 1
Formula (2) pKa 2 −1.5 ≦ pH of water-based ink ≦ pKa 2 +0.5

本発明は、水性インクの高い分散安定性を維持しつつ、記録媒体が塗工層を有する印刷用紙の場合でも、ベタムラが目立たない画像形成方法を提供することができる。   The present invention can provide an image forming method that does not stand out even when the recording medium is a printing paper having a coating layer while maintaining high dispersion stability of the water-based ink.

自己分散顔料表面に導入した、1種類の親水性基が複数のpKaを有する親水性基の水性インク中での解離又は非解離状態を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the dissociation or the non-dissociation state in the aqueous ink of the hydrophilic group which one kind of hydrophilic group introduce | transduced into the self-dispersion pigment surface has several pKa. 塗工層を有する印刷用紙での水性インクの固液分離の状態を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the state of solid-liquid separation of aqueous ink on a printing paper having a coating layer. 印刷用紙へのインクの2回の分割付与による記録ドットの形成方法の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram showing an example of a method for forming a recording dot by dividing and applying ink to printing paper twice. 本発明の実施形態に適用可能なシリアル型インクジェット記録装置の概略を示す正面模式図である。1 is a schematic front view showing an outline of a serial type ink jet recording apparatus applicable to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に適用可能なシリアル型インクジェット記録装置の記録ヘッドの構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a recording head of a serial type ink jet recording apparatus applicable to an embodiment of the present invention.

以下、好ましい実施の形態を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments.

<記録媒体>
本発明で用いる記録媒体は、主にオフセット印刷、グラビア印刷等に用いられる塗工層を有する印刷用紙である。
<Recording medium>
The recording medium used in the present invention is a printing paper having a coating layer mainly used for offset printing, gravure printing and the like.

塗工層とは、紙の表面の美感や平滑さを高める為に、上質紙又は中質紙の表面及び/又は裏面に塗布された塗料の層、又は抄紙時に表層に塗布された塗料の層である。   The coating layer is a layer of paint applied to the front and / or back of high-quality paper or medium-quality paper, or a layer of paint applied to the surface layer during paper making, in order to enhance the aesthetics and smoothness of the paper surface. It is.

本発明においては、記録媒体として塗工層を有する印刷用紙を用いる。経済産業省の「工業調査統計」や日本製紙連合会「紙・板紙統計年報」の「紙・板紙の品種分類表」によると、塗工層を有する印刷用紙は「印刷・情報用紙」の中の塗工印刷用紙および微塗工印刷用紙に分類される。塗工印刷用紙は塗工層が表面に1m2当り両面で15g前後から40g前後の塗料を塗布されたもので、微塗工印刷用紙は1m2当り両面で12g以下の塗料を塗布されたものである。更に塗工印刷用紙は、塗料の塗布量や塗布後の表面処理の方法等で、アート紙、コート紙、軽量コート紙、その他(キャストコート紙、エンボス紙)等に分類される。また表面の光沢感の違いで、グロス系、マット系、ダル系などに分類されることもある。本発明で用いる塗工層を有する印刷用紙とは上記したような塗工印刷用紙、微塗工印刷用紙を指す。 In the present invention, a printing paper having a coating layer is used as a recording medium. According to the Ministry of Economy, Trade and Industry's “Industrial Survey Statistics” and the “Paper and Board Statistics” in the Japan Paper Association “Paper and Board Statistics”, printing papers with coating layers are among “Printing and Information Papers”. It is classified into coated printing paper and fine coated printing paper. Those coated printing paper is intended coating layer is coated with a paint before and after 40g from the front and rear 15g in 1 m 2 per both sides to the surface, coated printing paper that is coated with the following coating material 12g in both per 1 m 2 It is. Further, the coated printing paper is classified into art paper, coated paper, lightweight coated paper, and others (cast coated paper, embossed paper), etc., depending on the coating amount of the paint and the surface treatment method after coating. Also, depending on the glossiness of the surface, it may be classified into gloss, matte, dull, etc. The printing paper having a coating layer used in the present invention refers to the above-described coating printing paper and fine coating printing paper.

塗工層形成に用いられる塗料は、主に無機材料及びこれらを結着させるバインダ材からなる。発明者らが塗工層を有する印刷用紙の断面の元素分布を調べたところ、炭素及び酸素以外の元素の大半は表面及び/又は裏面に局在していることがわかった。   The paint used for forming the coating layer is mainly composed of an inorganic material and a binder material for binding them. When the inventors examined the element distribution in the cross section of the printing paper having the coating layer, it was found that most of the elements other than carbon and oxygen were localized on the front surface and / or the back surface.

一般に、塗工層を有する印刷用紙の表面または裏面に塗布された塗料の主体はカオリン(白土)と炭酸カルシウムであるものが多い。そこで、本発明の効果であるベタムラが目立たない画像を十分得るためには、用いる記録媒体として、記録媒体全体をXRF(蛍光X線分析)法により測定される、炭素及び酸素以外の元素の含有率が10.0質量%以上であることが必要である。さらに加えて、カルシウムの含有率が5.0質量%以上であることが必要である。塗工層を有さない紙(例えば、非塗工印刷用紙や情報用紙の一種であるPPC用紙など)は、炭素及び酸素以外の元素の含有率が10.0質量%以下であり、紙全体に均一に分散しているなど、組成比も構造も大きく異なる。製紙メーカーより上市された状態で上述の含有率を満足したものは、もちろん本発明で用いる印刷用紙に含まれる。また、それ以外の印刷用紙でも、印字を行う前に前処理を施して上述の含有率を満足する状態に改質したものは本発明で用いる印刷用紙に含まれる。   In general, the main components of the paint applied to the front or back surface of printing paper having a coating layer are mostly kaolin (white clay) and calcium carbonate. Therefore, in order to sufficiently obtain an image that is not conspicuous, which is an effect of the present invention, the entire recording medium is used as a recording medium to be used, which contains elements other than carbon and oxygen, which are measured by XRF (fluorescence X-ray analysis). The rate needs to be 10.0% by mass or more. In addition, it is necessary that the calcium content is 5.0% by mass or more. Paper that does not have a coating layer (for example, non-coated printing paper or PPC paper that is a kind of information paper) has a content of elements other than carbon and oxygen of 10.0% by mass or less, and the entire paper The composition ratio and structure are greatly different, such as being uniformly dispersed. Of course, those satisfying the above-mentioned content ratio in the state of being marketed by a paper manufacturer are included in the printing paper used in the present invention. Also, other printing papers that are pre-processed before printing and modified to satisfy the above-described content are included in the printing paper used in the present invention.

なお、上述のXRF法を用いれば、膜厚100μm程度の紙なら、紙(試料)を試料台に固定してX線を照射するだけで、再現性良く印刷用紙に含まれる各種元素の存在量を測定できる。XRF法はその測定原理から、水素、ヘリウム、リチウム、及びウラン以上の超重元素は検出できない。しかし、印刷用紙にヘリウム、リチウム、及びウラン以上の超重元素が無視できない比率で存在することはあり得ない。従って、印刷用紙をXRF法で測定して得られた元素比率は、実質的には印刷用紙を構成する全元素から水素を除いたものに占める割合と言って良い。   If the above-mentioned XRF method is used, if the paper has a film thickness of about 100 μm, the amount of various elements contained in the printing paper can be reproducibly simply by fixing the paper (sample) to the sample stage and irradiating X-rays. Can be measured. From the measurement principle of the XRF method, hydrogen, helium, lithium, and superheavy elements higher than uranium cannot be detected. However, helium, lithium and uranium or higher superheavy elements cannot be present in a non-negligible ratio on the printing paper. Therefore, the element ratio obtained by measuring the printing paper by the XRF method can be said to be substantially the ratio of all elements constituting the printing paper excluding hydrogen.

現在の印刷の主流は、油系インキによるオフセット印刷である。このため、印刷用紙の塗工層は、オフセット印刷用の油系インキに含まれる色材や液成分、とりわけ親水系液成分が内部に浸透しにくい構造になっている。その為、塗工層の物理的特徴としては、平均細孔直径は0.1μm以下、細孔容積は0.3mL/g以下のものが好ましい。   The mainstream of current printing is offset printing with oil-based ink. For this reason, the coating layer of the printing paper has a structure in which the color material and liquid component contained in the oil-based ink for offset printing, in particular, the hydrophilic liquid component does not easily penetrate inside. Therefore, the physical characteristics of the coating layer are preferably those having an average pore diameter of 0.1 μm or less and a pore volume of 0.3 mL / g or less.

なお、インクジェット用光沢紙は、前述の「印刷・情報用紙」の中の情報用紙に分類される。このインクジェット用光沢紙は、原紙の表面にインク受容層が塗工されたものである。このため、塗工層を有する点では本発明で用いられる記録媒体と似ている。   Note that inkjet glossy paper is classified as information paper in the aforementioned “printing / information paper”. This inkjet glossy paper is obtained by coating an ink receiving layer on the surface of a base paper. For this reason, it is similar to the recording medium used in the present invention in that it has a coating layer.

しかし、インクジェット用光沢紙のインク受容層を形成する塗料の主体は、アルミナ水和物やキセロゲル(例えばシリカ多孔体)の微粒子などである。そして、このインク受容層の平均細孔直径は0.004〜0.04μmであるので、塗工層を有する印刷用紙と同様の値である。しかし、このインク受容層の細孔容積は0.4〜0.6mL/gであるので、塗工層を有する印刷用紙の細孔容積を大きく上回り、本発明で用いられる記録媒体とは明らかに異なる。   However, the main component of the coating material forming the ink receiving layer of glossy paper for inkjet is fine particles of alumina hydrate or xerogel (for example, porous silica). Since the average pore diameter of the ink receiving layer is 0.004 to 0.04 μm, it is the same value as that of the printing paper having the coating layer. However, since the pore volume of the ink receiving layer is 0.4 to 0.6 mL / g, it greatly exceeds the pore volume of the printing paper having the coating layer, which is clearly the recording medium used in the present invention. Different.

塗工層を有する印刷用紙としては、具体的に以下の商品名を有する紙が挙げられる。
アート紙としては、OKウルトラアクアサテン、OK金藤、SA金藤、サテン金藤(以上、王子製紙製);ハイパーピレーヌ、シルバーダイア(以上、日本製紙製);グリーンユトリロ(以上、大王製紙製);パールコート、ニューVマット(以上、三菱製紙製);雷鳥スーパーアート(中越パルプ製);ハイマッキンレー(五條製紙製)等を挙げることができる。
Specific examples of the printing paper having a coating layer include paper having the following trade names.
Art paper includes OK Ultra Aqua Satin, OK Kinto, SA Kinto, Satin Kinto (Oji Paper); Hyper Pyrene, Silver Dia (Nihon Paper); Green Utrillo (Daiou Paper); Examples include pearl coat, New V mat (Mitsubishi Paper), Raiktori Super Art (Made in Chuetsu Pulp), Hi McKinley (Gojo Paper), and the like.

コート紙としては、OKトップコート、OKトップコートダル、OKトップコートマット、OKトリニティ、OKカサブランカ(以上、王子製紙製);オーロラコート、シルバーダイア、しらおいマット(以上、日本製紙製);グリーンユトリロ(以上、大王製紙製);パールコート、ニューVマット(以上、三菱製紙製)等を挙げることができる。   As coated paper, OK top coat, OK top coat dull, OK top coat mat, OK trinity, OK Casablanca (above, made by Oji Paper); Aurora coat, silver diamond, Shirai mat (above, made by Nippon Paper Industries); Green Utrillo (above, made by Daio Paper); pearl coat, new V mat (above, made by Mitsubishi Paper Industries), and the like.

軽量コート紙としては、OKコートL(以上、王子製紙製);オーロラL、イースターDX、ペガサス(以上、日本製紙製);ユトリロコートL(以上、大王製紙製);パールコートL(以上、三菱製紙製);スーパーエミネ(中越パルプ製);ドリームコート(丸住製紙製)等を挙げることができる。   Lightweight coated papers include OK Coat L (above, Oji Paper); Aurora L, Easter DX, Pegasus (above, Nippon Paper Industries); Utrillo Coat L (above, Daio Paper); Pearl Coat L (above, Mitsubishi) Super Emine (manufactured by Chuetsu Pulp); Dream Coat (manufactured by Marusumi Paper Co., Ltd.) and the like.

その他(キャストコート紙等)としては、ミラーコートプラチナ、OKクローム(以上、王子製紙製);エスプリコート(以上、日本製紙製);ピカソコート(以上、大王製紙製)等を挙げることができる。   Others (cast coated paper etc.) include mirror coated platinum, OK chrome (above made by Oji Paper); espri coat (above made by Nippon Paper Industries); Picasso coat (above made by Daio Paper).

微塗工印刷用紙としては、OKエバーライト、OKクリスタル、OKプラナスホワイト(以上、王子製紙製);ピレーヌDX、オーロラS(以上、日本製紙製)等を挙げることができる。   Examples of the fine coated printing paper include OK Everlite, OK Crystal, OK Planas White (Oji Paper); Pyrene DX, Aurora S (Nippon Paper).

これらの塗工層を有する印刷用紙は、蛍光X線分析法により測定される、炭素及び酸素以外の元素の含有率が10.0質量%以上の記録媒体である。   A printing paper having these coating layers is a recording medium having a content of elements other than carbon and oxygen of 10.0% by mass or more as measured by fluorescent X-ray analysis.

<水性インク>
(自己分散顔料)
本発明で用いる水性インクは、自己分散顔料及び水を含有する。そして、前記自己分散顔料は、その値が8以下の複数のpKa(酸解離定数)を有し、前記複数のpKaの中で最も値が小さいpKaをpKa1、前記複数のpKaの中で最も値が大きいpKaをpKa2とする。このとき、前記pKa1及び前記pKa2は下記式(1)の関係を満たす。また、本発明で用いる水性インクのpH、及びpKa2は下記式(2)の関係を満たす。
式(1) 2≦pKa2−pKa1
式(2) pKa2−1.5≦インクpH≦pKa2+0.5
<Water-based ink>
(Self-dispersing pigment)
The aqueous ink used in the present invention contains a self-dispersing pigment and water. The self-dispersing pigment has a plurality of pKas (acid dissociation constants) having a value of 8 or less, the pKa having the smallest value among the plurality of pKas is pKa 1 , and the most among the plurality of pKas Let pKa 2 having a large value be pKa 2 . At this time, the pKa 1 and the pKa 2 satisfy the relationship of the following formula (1). Further, the pH and pKa 2 of the water-based ink used in the present invention satisfy the relationship of the following formula (2).
Formula (1) 2 ≦ pKa 2 −pKa 1
Formula (2) pKa 2 −1.5 ≦ ink pH ≦ pKa 2 +0.5

自己分散顔料とは、基本的には分散剤を必須とせず、顔料表面に直接あるいは間接的に他の原子団を介して親水性基を導入し、水性媒体中に安定的に分散させることができる顔料をいう。顔料表面に導入される親水性基は、顔料表面に直接結合させてもよいし、他の原子団を顔料表面と親水性基との間に介在させて顔料表面に間接的に結合させてもよい。   Self-dispersing pigments basically do not require a dispersant, but can introduce a hydrophilic group directly or indirectly to the pigment surface via other atomic groups and stably disperse it in an aqueous medium. A pigment that can be produced. The hydrophilic group introduced into the pigment surface may be directly bonded to the pigment surface, or may be indirectly bonded to the pigment surface by interposing another atomic group between the pigment surface and the hydrophilic group. Good.

自己分散顔料の表面に直接あるいは他の原子団を介して間接的に結合した親水性基は、特定のpHの下で親水性基中の解離基であるプロトンが解離しアニオン化する。これにより、自己分散顔料は、樹脂や界面活性剤等の分散剤を使用しなくとも、インク中で安定的に分散することができる。   In the hydrophilic group bonded directly or indirectly through another atomic group to the surface of the self-dispersing pigment, a proton as a dissociating group in the hydrophilic group is dissociated and anionized under a specific pH. As a result, the self-dispersing pigment can be stably dispersed in the ink without using a dispersant such as a resin or a surfactant.

本発明で用いる水性インクに含有される自己分散顔料は、その値が8以下の複数のpKaを有する。そして、前記複数のpKaの中で最も値が小さいpKaをpKa1、前記複数のpKaの中で最も値が大きいpKaをpKa2と定義した場合に、前記pKa1及び前記pKa2の差が2以上となる自己分散顔料である。かかる自己分散顔料を含有する水性インクのpHをpKa2−1.5からpKa2+0.5に調整することで、顔料の分散安定性が良好な水性インクとすることができる。さらに、上述の炭素及び酸素以外の元素の含有率及びカルシウムの含有率を持つ塗工層を有する印刷用紙に印字した場合に、ベタムラが目立たない画像を形成可能な水性インクとすることができる。 The self-dispersing pigment contained in the aqueous ink used in the present invention has a plurality of pKa values of 8 or less. Then, pKa 1 the least value is less pKa among the plurality of pKa, when the highest value is greater pKa among the plurality of pKa is defined as pKa 2, the difference of the pKa 1 and the pKa 2 2 This is the self-dispersing pigment. By adjusting the pH of the aqueous ink containing such a self-dispersed pigment from pKa 2 -1.5 to pKa 2 +0.5, an aqueous ink having good pigment dispersion stability can be obtained. Furthermore, it can be set as the water-based ink which can form the image which is not conspicuous when printing on the printing paper which has a coating layer with the content rate of elements other than carbon and oxygen mentioned above, and the content rate of calcium.

上述のように、自己分散顔料のpKaが上記の関係であること、記録媒体が、蛍光X線分析法により測定される、炭素及び酸素以外の元素の含有率、及びカルシウムの含有率が上記の含有率であることの理由としては、以下のように考えられる。上述のように塗工層を有する印刷用紙は色材及び親水系液成分が内部に浸透しにくい。そのため、顔料は、塗工層表面でインクの液成分が吸収・蒸発する際の液の流れと共に移動し、局所的に偏在した状態で固定され、結果的にベタムラが発生し、画質が低下する。従って、ベタムラを生じさせないためには、顔料の凝集及び析出速度を速くする必要がある。   As described above, the pKa of the self-dispersing pigment is in the above relationship, the content of elements other than carbon and oxygen, and the content of calcium measured by the fluorescent X-ray analysis method are as described above. The reason for the content rate is considered as follows. As described above, in the printing paper having the coating layer, the color material and the hydrophilic liquid component do not easily penetrate inside. Therefore, the pigment moves along with the flow of the liquid when the ink component is absorbed and evaporated on the surface of the coating layer, and is fixed in a locally uneven state. . Therefore, in order to prevent the occurrence of bethamra, it is necessary to increase the aggregation and precipitation rate of the pigment.

自己分散顔料が複数のpKaを有する場合、以下の2つの態様がある。1つは、自己分散顔料が1種類の親水性基を有し、この1種類の親水性基が複数のpKaを有している態様である。もう1つは、自己分散顔料が2種類以上の親水性基を有し、各親水性基がpKaを有している態様である。上記のように、1種類の親水性基が複数のpKaを有している態様において用いられる親水性基は、以下のものが挙げられる。例えば、−PO3(M)2、−Ph(COOM)n、(但し、式中のPhはフェニル基を、Mは、それぞれ独立して水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、及び有機アンモニウムから選ばれる1種を表す。nは2又は3を表す。)である。具体的には、ホスホン酸、フタル酸、1,2,3−ベンゼントリカルボン酸が挙げられる。なお、ホスホン酸のpKaは7.20及び2.15である。フタル酸のpKaは5.41及び2.95である。1,2,3−ベンゼントリカルボン酸のpKaは5.87、4.20、及び2.80である。 When the self-dispersing pigment has a plurality of pKa, there are the following two modes. One is an embodiment in which the self-dispersing pigment has one type of hydrophilic group, and the one type of hydrophilic group has a plurality of pKa. The other is an embodiment in which the self-dispersing pigment has two or more types of hydrophilic groups, and each hydrophilic group has pKa. As described above, examples of the hydrophilic group used in an embodiment in which one kind of hydrophilic group has a plurality of pKa include the following. For example, —PO 3 (M) 2 , —Ph (COOM) n , wherein Ph is a phenyl group, and M is independently selected from a hydrogen atom, an alkali metal, ammonium, and organic ammonium. 1 represents 1 type, and n represents 2 or 3. Specific examples include phosphonic acid, phthalic acid, and 1,2,3-benzenetricarboxylic acid. The pKa of phosphonic acid is 7.20 and 2.15. The pKa of phthalic acid is 5.41 and 2.95. The pKa of 1,2,3-benzenetricarboxylic acid is 5.87, 4.20, and 2.80.

上記の親水性基を顔料表面に導入した場合は、顔料単体のpKaと親水性基を導入した顔料のpKaとに相違があるため、顔料単体のpKaは実測する必要があるが、顔料単体のpKaは、導入された親水性基のpKaから推測可能である。親水性基中の「M」として表したもののうち、アルカリ金属の具体例としては、Li、Na、K、Rb及びCs等が挙げられる。また、有機アンモニウムの具体例としては、メチルアンモニウム、ジメチルアンモニウム、トリメチルアンモニウム、エチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム;モノヒドロキシメチル(エチル)アミン、ジヒドロキシメチル(エチル)アミン、トリヒドロキシメチル(エチル)アミン等が挙げられる。   When the above hydrophilic group is introduced on the pigment surface, there is a difference between the pKa of the pigment alone and the pKa of the pigment introduced with the hydrophilic group. Therefore, it is necessary to actually measure the pKa of the pigment alone. The pKa can be estimated from the pKa of the introduced hydrophilic group. Among those expressed as “M” in the hydrophilic group, specific examples of the alkali metal include Li, Na, K, Rb and Cs. Specific examples of organic ammonium include methylammonium, dimethylammonium, trimethylammonium, ethylammonium, diethylammonium, triethylammonium; monohydroxymethyl (ethyl) amine, dihydroxymethyl (ethyl) amine, and trihydroxymethyl (ethyl) amine. Etc.

また、上記のように、2種類以上の親水性基を有し、各親水性基がpKaを有している態様において用いられる親水性基の組み合わせとしては、以下の組み合わせが挙げられる。例えば、メタンスルホン酸と酢酸、メタンスルホン酸と安息香酸、ベンゼンスルホン酸と安息香酸、ベンゼンスルホン酸と酢酸の組み合わせが挙げられる。なお、メタンスルホン酸のpKaは−1.2、酢酸のpKaは4.76、ベンゼンスルホン酸のpKaは−2.5、安息香酸のpKaは4.2である。上記の組み合わせのように、各親水性基のpKaが2以上離れている親水性基の組み合わせが好ましい。   Moreover, the following combinations are mentioned as a combination of the hydrophilic group used in the aspect which has two or more types of hydrophilic groups as mentioned above, and each hydrophilic group has pKa. For example, combinations of methanesulfonic acid and acetic acid, methanesulfonic acid and benzoic acid, benzenesulfonic acid and benzoic acid, and benzenesulfonic acid and acetic acid can be mentioned. The pKa of methanesulfonic acid is -1.2, the pKa of acetic acid is 4.76, the pKa of benzenesulfonic acid is -2.5, and the pKa of benzoic acid is 4.2. Like the above combinations, a combination of hydrophilic groups in which the pKa of each hydrophilic group is 2 or more is preferable.

図1は、自己分散顔料表面に導入した、1種類の親水性基が複数のpKaを有する親水性基の水性インク中での解離又は非解離状態を表す模式図である。図1では、親水性基XがpKa1を有し、親水性基YがpKa2を有する状態を示す。水性インク中の自己分散顔料に導入した親水性基は、水性インクのpHに応じて図1に示す状態1〜3のいずれかの状態で存在すると考えられる。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a dissociation or non-dissociation state in a water-based ink of a hydrophilic group having one kind of hydrophilic group introduced into the surface of a self-dispersing pigment and having a plurality of pKa. FIG. 1 shows a state where the hydrophilic group X has pKa 1 and the hydrophilic group Y has pKa 2 . It is considered that the hydrophilic group introduced into the self-dispersing pigment in the aqueous ink exists in any one of the states 1 to 3 shown in FIG. 1 depending on the pH of the aqueous ink.

図1における状態1は、親水性基X、親水性基Yともに非解離(プロトン化)している状態の場合であり、顔料は水性インク中に安定して分散することができずに凝集してしまう。状態2は、親水性基Xは解離(アニオン化)し、一方、親水性基Yはプロトン化している場合であり、以下のような特徴を示す。まず、親水性基Xが解離しているため、水性インク中では顔料は安定に分散可能である。このインクが印刷用紙の塗工層表面に着弾すると、アニオン化していた親水性基Xが、塗工層表面から水性インク液中に溶出してきたカルシウムイオンと結合し、インク中の顔料は、速やかに凝集及び析出する。このカルシウムイオンは、塗工層を有する印刷用紙の塗工層に大量に含有されている炭酸カルシウムに由来する。水性インク液滴が着弾して塗工層に接触すると塗工層から少量のカルシウムイオンがインク液滴中に遊離すると考えられる。炭酸カルシウムは水に対して難溶性であるが、XRF法によるカルシウムの含有比が5.0質量%以上あれば、水性インクが着弾した際に、顔料を凝集及び析出させるのに十分な量のカルシウムイオンを遊離させることができる。   State 1 in FIG. 1 is a state in which both the hydrophilic group X and the hydrophilic group Y are not dissociated (protonated), and the pigment cannot be stably dispersed in the aqueous ink and aggregates. End up. State 2 is a case where the hydrophilic group X is dissociated (anionized) while the hydrophilic group Y is protonated, and has the following characteristics. First, since the hydrophilic group X is dissociated, the pigment can be stably dispersed in the aqueous ink. When this ink lands on the coating layer surface of the printing paper, the anionized hydrophilic group X binds to calcium ions eluted from the coating layer surface into the aqueous ink liquid, and the pigment in the ink rapidly Aggregates and precipitates. This calcium ion is derived from calcium carbonate contained in a large amount in the coating layer of the printing paper having the coating layer. When the water-based ink droplets land and come into contact with the coating layer, it is considered that a small amount of calcium ions is released from the coating layer into the ink droplets. Calcium carbonate is sparingly soluble in water, but if the content ratio of calcium by the XRF method is 5.0% by mass or more, an amount sufficient to cause aggregation and precipitation of the pigment when the water-based ink lands. Calcium ions can be released.

水性インクの液成分の吸水速度が遅い塗工層表面に水性インクが着弾した後、数秒から数十秒間、インク液成分が塗工層表面上に残留する場合がある。しかし、この場合でも、親水基Xとカルシウムイオンの結合による顔料の凝集及び析出によって、顔料は着弾位置から大きく動くことなくその場で定着し、その結果ベタムラが少ない高画質な記録画像が得られる。この様子を模式的に図に示すと図2(a)の様になる。ここでインク1は炭酸カルシウムを含む塗工層2に着弾し、数百msec後にはインクの液成分4は塗工層2表面に広がるものの、顔料の凝集塊3は着弾位置からあまり動くことなく形成される。このため、液成分が蒸発又は吸収された後にそのままベタ均一性が良好なベタ印字部分5として画像が形成される。本発明者らが観察したところ、凝集塊3同士は互いに独立している。その密度は10μm2あたり10個以上で、光学顕微鏡で拡大すると独立した個々の黒点に見えるものの、肉眼では色材が均一に広がっているように見え、画質を低下させる要因にはならない。 After the water-based ink has landed on the surface of the coating layer where the water absorption rate of the liquid component of the water-based ink is slow, the ink liquid component may remain on the surface of the coating layer for several seconds to several tens of seconds. However, even in this case, the pigment is fixed on the spot without largely moving from the landing position due to the aggregation and precipitation of the pigment due to the binding of the hydrophilic group X and the calcium ion, and as a result, a high-quality recorded image with less betham is obtained. . This state is schematically shown in FIG. 2A. Here, the ink 1 lands on the coating layer 2 containing calcium carbonate, and after several hundred msec, the liquid component 4 of the ink spreads on the surface of the coating layer 2, but the pigment aggregate 3 does not move much from the landing position. It is formed. For this reason, after the liquid component is evaporated or absorbed, an image is formed as the solid print portion 5 having good solid uniformity as it is. When the present inventors observed, the aggregate 3 is mutually independent. The density is 10 or more per 10 μm 2 , and when viewed with an optical microscope, the individual black spots appear to be independent, but the color material appears to spread evenly with the naked eye and does not cause deterioration in image quality.

一方、状態3は、親水性基X、親水性基Yともに解離(アニオン化)した状態では、顔料は水性インク中で非常に安定して分散することができる。しかし、顔料の分散安定性が高いため、インクが記録媒体に着弾した際にカルシウムイオンがインク液滴中に溶出しても、顔料の凝集及び析出の速度は状態2に劣る。そのため顔料は、塗工層表面でインクの液成分が吸収・蒸発する際の液の流れと共に移動し、局所的に偏在した状態で固定され、結果的にベタムラが発生し、画質が低下する。この様子を模式的に図2(b)に示す。ここでインク1’は塗工層2’に着弾し、数百msec後には多少水分が蒸発し濃縮された水性インク6が凝集及び析出前の顔料も含めて塗工層2’表面に広がる。この時、水性インク6は表面からの水の蒸発で中心から周辺へ向かう液流が発生し、顔料はその流れに乗って周辺部に拡散する。その結果、液成分が蒸発又は吸収された後にベタ印字部分5’は中央付近の顔料が少なく周辺部に多い状態(一般に「コーヒーステイン現象」と呼ばれる)となり、結果としてベタ均一性が悪い画像が形成される。   On the other hand, in the state 3 where both the hydrophilic group X and the hydrophilic group Y are dissociated (anionized), the pigment can be dispersed very stably in the aqueous ink. However, since the dispersion stability of the pigment is high, the aggregation and precipitation rate of the pigment is inferior to the state 2 even when calcium ions are eluted into the ink droplet when the ink lands on the recording medium. Therefore, the pigment moves with the flow of the liquid when the liquid component of the ink is absorbed and evaporated on the surface of the coating layer, and is fixed in a locally uneven state. This state is schematically shown in FIG. Here, the ink 1 ′ is landed on the coating layer 2 ′, and after several hundred msec, the water-based ink 6 is evaporated and concentrated to some extent and spreads on the surface of the coating layer 2 ′ including the pigment before aggregation and precipitation. At this time, the water-based ink 6 generates a liquid flow from the center toward the periphery due to the evaporation of water from the surface, and the pigment rides on the flow and diffuses to the peripheral portion. As a result, after the liquid component is evaporated or absorbed, the solid print portion 5 ′ has a small amount of pigment near the center and a large amount in the peripheral portion (generally referred to as “coffee stain phenomenon”), resulting in an image with poor solid uniformity. It is formed.

以上のように、本発明者らは、図1の状態2の親水性基を有する自己分散顔料が一定の割合で存在することにより、分散安定性と高記録濃度の両立が可能となることを見出した。具体的には、本発明で用いる水性インクのpHは、下記式(2)の関係を満たすように調整する。
式(2) pKa2−1.5≦水性インクのpH≦pKa2+0.5
As described above, the present inventors have found that the presence of the self-dispersing pigment having the hydrophilic group in the state 2 in FIG. 1 at a certain ratio makes it possible to achieve both dispersion stability and high recording density. I found it. Specifically, the pH of the water-based ink used in the present invention is adjusted so as to satisfy the relationship of the following formula (2).
Formula (2) pKa 2 −1.5 ≦ pH of water-based ink ≦ pKa 2 +0.5

水性インクのpHがpKa2−1.5より低くなると、水性インク中の顔料は図1に示す状態1の親水基を有する顔料が支配的になり、インクとしての分散安定性が不足し、凝集、沈降が発生する場合がある。また、水性インクのpHがpKa2+0.5を超えると、水性インク中の顔料は図1に示す状態3の親水基を有する顔料が支配的になり、画像濃度が低下する傾向となる。また、水性インクのpHをpKa2−1.5に調整した際に分散安定性を確保するには、水性インクのpHがpKa1よりも充分に高い必要がある。そのため、2≦pKa2−pKa1の関係を満たす必要がある。さらに、顔料の分散安定性と記録された画像の記録濃度の両立のためには、水性インクのpHは中性又は酸性であることが好ましい。そのため、本発明におけるpKa2は8以下である必要がある。 When the pH of the aqueous ink is lower than pKa 2 -1.5, the pigment in the aqueous ink is dominated by the pigment having the hydrophilic group in the state 1 shown in FIG. Sedimentation may occur. On the other hand, when the pH of the aqueous ink exceeds pKa 2 +0.5, the pigment having the hydrophilic group in the state 3 shown in FIG. 1 is dominant in the pigment in the aqueous ink, and the image density tends to decrease. Further, in order to ensure dispersion stability when the pH of the aqueous ink is adjusted to pKa 2 -1.5, the pH of the aqueous ink needs to be sufficiently higher than pKa 1 . Therefore, it is necessary to satisfy the relationship of 2 ≦ pKa 2 −pKa 1 . Further, in order to achieve both the dispersion stability of the pigment and the recording density of the recorded image, the pH of the aqueous ink is preferably neutral or acidic. Therefore, pKa 2 in the present invention needs to be 8 or less.

上記親水性基と顔料は、直接結合してもよいし、間接的に他の原子団を介在させてもよい。間接的に介在させる他の原子団の具体例としては、炭素数1〜12の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基、置換又は未置換のフェニレン基、置換又は未置換のナフチレン基が挙げられる。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の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。   The hydrophilic group and the pigment may be directly bonded or may be indirectly interposed with another atomic group. Specific examples of the other atomic groups indirectly interposed include a linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted phenylene group, and a substituted or unsubstituted naphthylene group. . As a substituent of a phenylene group and a naphthylene group, a C1-C6 linear or branched alkyl group is mentioned, for example.

本発明で用いる自己分散顔料の平均粒子径は、水性インク中での動的光散乱法により求められた平均粒子径であり、好ましくは60nm以上であり、より好ましくは70nm以上、さらに好ましくは75nm以上である。また、好ましくは145nm以下であり、より好ましくは140nm以下、さらに好ましくは130nm以下である。具体的な平均粒子径の測定方法としては、レーザ光の散乱を利用した、FPAR−1000(大塚電子製、キュムラント法解析)やナノトラックUPA 150EX(日機装製、50%の積算値の値とする)等を使用して測定できる。   The average particle size of the self-dispersing pigment used in the present invention is an average particle size determined by a dynamic light scattering method in an aqueous ink, preferably 60 nm or more, more preferably 70 nm or more, and even more preferably 75 nm. That's it. Moreover, it is preferably 145 nm or less, more preferably 140 nm or less, and further preferably 130 nm or less. As a specific method for measuring the average particle diameter, FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., cumulant method analysis) or Nanotrac UPA 150EX (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., 50% integrated value) using laser light scattering is used. ) Etc.

上記の自己分散顔料の水性インク中への添加量は、インク全質量に対して好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは2質量%以上である。また、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは8質量%以下である。   The amount of the self-dispersing pigment added to the aqueous ink is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and further preferably 2% by mass or more with respect to the total mass of the ink. Further, it is preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and further preferably 8% by mass or less.

水性インクのpHの調整方法としては特に限定されるものではなく、酸性側へ調整する場合は、例えば酢酸、プロピオン酸、フタル酸、及び安息香酸等の有機カルボン酸類;メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、及びベンゼンスルホン酸等の有機スルホン酸類;リン酸、硫酸、塩酸、及び硝酸等の無機酸、又はこれらの混合物を用いることができる。アルカリ性側へ調整する場合は、例えばLi、Na、K、Rb及びCs等のアルカリ金属の水酸化物;アンモニア、メチルアンモニウム、ジメチルアンモニウム、トリメチルアンモニウム、エチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、モノヒドロキシメチル(エチル)アンモニウム、ジヒドロキシメチル(エチル)アンモニウム、トリヒドロキシメチル(エチル)アンモニウム、トリエタノールアンモニウム等の有機アンモニウム、又はこれらの混合物を用いることができる。   The method for adjusting the pH of the water-based ink is not particularly limited. For adjustment to the acidic side, for example, organic carboxylic acids such as acetic acid, propionic acid, phthalic acid, and benzoic acid; methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid And organic sulfonic acids such as benzenesulfonic acid; inorganic acids such as phosphoric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, and nitric acid, or mixtures thereof can be used. When adjusting to the alkaline side, for example, hydroxides of alkali metals such as Li, Na, K, Rb and Cs; ammonia, methylammonium, dimethylammonium, trimethylammonium, ethylammonium, diethylammonium, triethylammonium, monohydroxymethyl Organic ammonium such as (ethyl) ammonium, dihydroxymethyl (ethyl) ammonium, trihydroxymethyl (ethyl) ammonium, triethanolammonium, or a mixture thereof can be used.

(有機酸及び/又は無機酸並びにこれらの塩)
本発明で用いる水性インクは、水性インクのpH以下のpKaを有する有機酸、無機酸、もしくはこれらの塩を含有していることが好ましい。これにより、得られる記録画像のベタ均一性を高めることができる。この理由は以下のように考えられる。
(Organic acids and / or inorganic acids and their salts)
The aqueous ink used in the present invention preferably contains an organic acid, an inorganic acid, or a salt thereof having a pKa lower than the pH of the aqueous ink. Thereby, the solid uniformity of the recorded image obtained can be improved. The reason is considered as follows.

有機酸、無機酸、又はこれらの塩(以下有機酸等とする)を含有させたインクは、インクが塗工層を有する印刷用紙へ打ち込まれた後、自己分散顔料と有機酸等が相乗的に作用し合い、自己分散顔料と水性媒体との間で固液分離を顕著に発生させる。この結果、顔料が速やかにその場で塗工層表面に定着し、ベタ均一性が高くなる。添加する有機酸、及び無機酸のpKaが水性インクのpHより低いことが好ましい。   Inks containing organic acids, inorganic acids, or salts thereof (hereinafter referred to as organic acids) are self-dispersing pigments and organic acids synergistically after the ink is driven into printing paper having a coating layer. And solid-liquid separation occurs remarkably between the self-dispersing pigment and the aqueous medium. As a result, the pigment is quickly fixed on the surface of the coating layer on the spot, and the solid uniformity is increased. The pKa of the organic acid and inorganic acid to be added is preferably lower than the pH of the water-based ink.

無機酸としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸等が挙げられる。有機酸等が塩の場合、塩となる対イオンとしては、自己分散顔料の対イオンの場合と同様に、アルカリ金属、アンモニウム、及び有機アンモニウム等が利用できる。対イオンとしてのアルカリ金属の具体例としては、Li、Na、K、Rb及びCs等が挙げられる。また、有機アンモニウムの具体例としては、メチルアンモニウム、ジメチルアンモニウム、トリメチルアンモニウム、エチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、モノヒドロキシメチル(エチル)アンモニウム、ジヒドロキシメチル(エチル)アンモニウム、トリヒドロキシメチル(エチル)アンモニウム、トリエタノールアンモニウム等が利用できる。中でもアンモニウムが特に好ましい。   Examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and the like. When the organic acid or the like is a salt, alkali metal, ammonium, organic ammonium, or the like can be used as the counter ion to be a salt, as in the case of the counter ion of the self-dispersing pigment. Specific examples of the alkali metal as the counter ion include Li, Na, K, Rb and Cs. Specific examples of organic ammonium include methylammonium, dimethylammonium, trimethylammonium, ethylammonium, diethylammonium, triethylammonium, monohydroxymethyl (ethyl) ammonium, dihydroxymethyl (ethyl) ammonium, trihydroxymethyl (ethyl) ammonium. Triethanolammonium and the like can be used. Of these, ammonium is particularly preferable.

塩を構成する有機酸、及び無機酸のpKaは、水性インクのpHより低いことが好ましい。有機酸としては、例えば、クエン酸、コハク酸、安息香酸、酢酸、プロピオン酸、フタル酸、シュウ酸、酒石酸、グルコン酸、タルトロン酸、マレイン酸、マロン酸、アジピン酸等の有機カルボン酸等が挙げられる。中でも酢酸、フタル酸、安息香酸が好ましい。   The pKa of the organic acid and inorganic acid constituting the salt is preferably lower than the pH of the aqueous ink. Examples of organic acids include citric acid, succinic acid, benzoic acid, acetic acid, propionic acid, phthalic acid, oxalic acid, tartaric acid, gluconic acid, tartronic acid, maleic acid, malonic acid, adipic acid, and other organic carboxylic acids. Can be mentioned. Of these, acetic acid, phthalic acid and benzoic acid are preferred.

上記有機酸等の水性インク中への添加量は、インク全質量に対して好ましくは0.05質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは0.2質量%以上である。また、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下である。   The amount of the organic acid or the like added to the aqueous ink is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and further preferably 0.2% by mass or more with respect to the total mass of the ink. . Moreover, Preferably it is 3 mass% or less, More preferably, it is 2 mass% or less, More preferably, it is 1 mass% or less.

本発明で用いる水性インクは、水を含有する。インク中の水の含有量は、インク全質量に対して、30質量%以上であることが好ましい。また、95質量%以下であることが好ましい。   The water-based ink used in the present invention contains water. The content of water in the ink is preferably 30% by mass or more with respect to the total mass of the ink. Moreover, it is preferable that it is 95 mass% or less.

(水性媒体)
本発明で用いる水性インクは、下記式(3)で定義される親疎水度係数が0.26以上の水溶性化合物をさらに含有することが好ましい。さらに紙種によっては、下記式(3)で定義される親疎水度係数が0.26以上0.37未満の水溶性化合物と0.37以上の水溶性化合物を併有することが好ましい。この場合、親疎水度係数が0.37以上の水溶性化合物を2種類以上含有する形態とすると、より好ましい態様となる場合がある。
(Aqueous medium)
The water-based ink used in the present invention preferably further contains a water-soluble compound having a hydrophilicity / hydrophobicity coefficient defined by the following formula (3) of 0.26 or more. Further, depending on the paper type, it is preferable to have both a water-soluble compound having a hydrophilicity / hydrophobicity coefficient defined by the following formula (3) of 0.26 or more and less than 0.37 and a water-soluble compound of 0.37 or more. In this case, it may become a more preferable aspect when it is set as the form which contains 2 or more types of water-soluble compounds whose hydrophilicity / hydrophobicity coefficient is 0.37 or more.

Figure 2013059967
上記式(3)中の水分活性値とは、
水分活性値=(水溶液の水蒸気圧)/(純水の水蒸気圧)
で示されるものである。水分活性値の測定方法は、様々な方法があり、いずれの方法にも特定されないが、中でもチルドミラー露点測定法は、本発明で使用する材料測定に好適である。
Figure 2013059967
The water activity value in the above formula (3) is
Water activity value = (water vapor pressure of aqueous solution) / (water vapor pressure of pure water)
It is shown by. There are various methods for measuring the water activity value, and none of the methods is specified, but the chilled mirror dew point measurement method is particularly suitable for the material measurement used in the present invention.

本明細書での水分活性値は、チルドミラー露点測定法による水分活性測定装置(商品名「アクアラブCX−3TE」、DECAGON製)を用いて、各水溶性化合物の20%水溶液を25℃で測定したものである。ラウールの法則に従えば、希薄溶液の蒸気圧の降下率は溶質のモル分率に等しく、溶媒及び溶質の種類に無関係であるので、水溶液中の水のモル分率と水分活性値は等しくなる。しかし、各種水溶性化合物の水溶液の水分活性値を測定すると、水分活性値は、水のモル分率と一致しないものも多い。水溶液の水分活性値が水のモル分率より低い場合は、水溶液の水蒸気圧が理論計算値より小さいこととなり、水の蒸発が溶質の存在によって抑制されている。このことから、溶質は水和力の大きい物質であると考えられる。逆に、水溶液の水分活性値が水のモル分率より高い場合は、溶質が水和力の小さい物質であると考えられる。   The water activity value in this specification is determined by measuring a 20% aqueous solution of each water-soluble compound at 25 ° C. using a water activity measuring device (trade name “AQUARB CX-3TE”, manufactured by DECAGON) using a chilled mirror dew point measurement method. It is what. According to Raoul's law, the vapor pressure drop rate of dilute solutions is equal to the solute mole fraction and is independent of the solvent and solute type, so the water mole fraction and water activity value in the aqueous solution are equal. . However, when the water activity value of aqueous solutions of various water-soluble compounds is measured, the water activity value often does not coincide with the molar fraction of water. When the water activity value of the aqueous solution is lower than the molar fraction of water, the water vapor pressure of the aqueous solution is smaller than the theoretical calculation value, and the evaporation of water is suppressed by the presence of the solute. From this, it is considered that the solute is a substance having a high hydration power. Conversely, when the water activity value of the aqueous solution is higher than the molar fraction of water, the solute is considered to be a substance having a low hydration power.

本発明者らは、インクに含有される水溶性化合物の親水性、あるいは疎水性の程度が、自己分散顔料と水性媒体との固液分離の推進、さらに、各種インク性能に及ぼす影響が大きい点に着眼した。このことから、上記式(3)に示す「親疎水度係数」を定義した。水分活性値は、水溶性化合物の20質量%の一律の濃度で、各種水溶液を測定しているが、上記式(3)で換算することによって、溶質の分子量が異なって水のモル分率が違っても、各種溶質の親水性、あるいは疎水性の程度の相対比較が可能である。また水溶液の水分活性値が1を超えることはないので、親疎水度係数の最大値は1である。水溶性化合物の、上記式(3)によって得られた親疎水度係数を表1に示す。ただし、本発明で用いる水性インクを含有させる水溶性化合物は、これらにのみ限定されるものではない。   The present inventors have found that the degree of hydrophilicity or hydrophobicity of a water-soluble compound contained in an ink has a great influence on the promotion of solid-liquid separation between a self-dispersing pigment and an aqueous medium and on various ink performances. I focused on. From this, the “hydrophilicity coefficient” shown in the above formula (3) was defined. The water activity value is measured for various aqueous solutions at a uniform concentration of 20% by mass of the water-soluble compound, but by converting the above formula (3), the molecular weight of the solute is different and the molar fraction of water is Even if they are different, relative comparison of the degree of hydrophilicity or hydrophobicity of various solutes is possible. Moreover, since the water activity value of the aqueous solution does not exceed 1, the maximum value of the hydrophilicity / hydrophobicity coefficient is 1. Table 1 shows the hydrophilicity / hydrophobicity coefficient of the water-soluble compound obtained by the above formula (3). However, the water-soluble compound containing the water-based ink used in the present invention is not limited to these.

Figure 2013059967
Figure 2013059967

本発明者らは、親疎水度係数の異なる水溶性化合物がインク中に含まれた場合の、水溶性化合物と各種インク性能との関係を検討した結果、以下の知見を得た。2色間のブリーディングや文字の太りといった小文字の印字特性は、本発明で用いる自己分散顔料を含有したインクの場合、親疎水度係数が0.26以上の親水性的傾向の小さい水溶性化合物を用いると、極めて良好となった。中でもグリコール構造における親水基に置換された炭素数以上に、親水基に置換されていない炭素数を有するグリコール構造の類は、特に好ましいものであった。これらの水溶性化合物は、インクが印刷用紙に着弾した後、水、自己分散顔料、セルロース繊維等との親和力が比較的小さく、自己分散顔料の固液分離を強力に推進する役割があるためと考えられる。また、この中でも、上記式(3)で定義される親疎水度係数が0.26以上0.37未満の水溶性化合物として、トリメチロールプロパンが特に好ましい。さらに、0.37以上の水溶性化合物としては炭素数4〜7の炭化水素のグリコール構造を有するものが好ましく、中でも、1,2−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオールが特に好ましい。そして、親疎水度係数が0.37以上の水溶性化合物を2種類以上用いる際は、各親疎水度係数が、0.1以上の差があることが好ましい。   As a result of examining the relationship between water-soluble compounds and various ink performances when water-soluble compounds having different hydrophilicity / hydrophobicity coefficients are contained in the ink, the present inventors have obtained the following knowledge. In the case of the ink containing the self-dispersing pigment used in the present invention, the lower-case printing characteristics such as bleeding between two colors and the thickening of characters are obtained by using a water-soluble compound having a hydrophilicity coefficient of 0.26 or more and a small hydrophilic tendency. When used, it was very good. Among them, a class of glycol structure having a carbon number not substituted with a hydrophilic group beyond the number of carbon atoms substituted with a hydrophilic group in the glycol structure was particularly preferable. These water-soluble compounds have a relatively low affinity with water, self-dispersing pigments, cellulose fibers, etc. after the ink has landed on the printing paper, and have a role in strongly promoting solid-liquid separation of the self-dispersing pigments. Conceivable. Of these, trimethylolpropane is particularly preferable as the water-soluble compound having a hydrophilicity / hydrophobicity coefficient defined by the above formula (3) of 0.26 or more and less than 0.37. Furthermore, as a water-soluble compound having 0.37 or more, those having a hydrocarbon glycol structure having 4 to 7 carbon atoms are preferable, and among them, 1,2-hexanediol and 1,6-hexanediol are particularly preferable. And when using 2 or more types of water-soluble compounds with a hydrophilicity-hydrophobicity coefficient of 0.37 or more, it is preferable that each hydrophilicity-hydrophobicity coefficient has a difference of 0.1 or more.

(界面活性剤)
水溶性化合物のインク中での含有量は、インク全質量に対して、合計で好ましくは5質量%以上、より好ましくは6質量%以上、さらに好ましくは7質量%以上である。また、好ましくは40質量%以下、より好ましくは35質量%以下、さらに好ましくは30質量%以下である。
(Surfactant)
The total content of the water-soluble compounds in the ink is preferably 5% by mass or more, more preferably 6% by mass or more, and still more preferably 7% by mass or more with respect to the total mass of the ink. Further, it is preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and further preferably 30% by mass or less.

本発明で用いる水性インクは、よりバランスのよい吐出安定性を得るために、水性インク中に界面活性剤を含有することが好ましい。中でもノニオン性界面活性剤を含有することが好ましい。ノニオン性界面活性剤の中でもポリオキシエチレンアルキルエーテル、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物が特に好ましい。これらのノニオン性界面活性剤のHLB値(Hydrophile−Lipophile Balance)は、10以上である。こうして併用される界面活性剤の含有量は、インク全質量に対して、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上である。また、好ましくは5質量%以下、より好ましくは4質量%以下、さらに好ましくは3質量%以下である。   The aqueous ink used in the present invention preferably contains a surfactant in the aqueous ink in order to obtain a more balanced ejection stability. Among these, it is preferable to contain a nonionic surfactant. Among the nonionic surfactants, polyoxyethylene alkyl ethers and ethylene oxide adducts of acetylene glycol are particularly preferable. These nonionic surfactants have an HLB value (Hydrophile-Lipophile Balance) of 10 or more. The content of the surfactant used in this manner is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more, and further preferably 0.3% by mass or more with respect to the total mass of the ink. Moreover, Preferably it is 5 mass% or less, More preferably, it is 4 mass% or less, More preferably, it is 3 mass% or less.

(その他の添加剤)
また、本発明で用いる水性インクは、所望の物性値を有するインクとするために、上記した成分の他に必要に応じて、添加剤として、粘度調整剤、消泡剤、防腐剤、防カビ剤、酸化防止剤、浸透剤等を添加することができる。
(Other additives)
In addition to the above-described components, the water-based ink used in the present invention may have, as necessary, a viscosity modifier, an antifoaming agent, an antiseptic, and an antifungal agent, in order to obtain an ink having a desired physical property value. Additives, antioxidants, penetrants and the like can be added.

(表面張力)
本発明で用いる水性インクの表面張力は20mN/m以上60mN/m以下であることが好ましく、25mN/m以上50mN/m以下であることがさらに好ましい。表面張力が60mN/mを超えると、塗工層へのインクの浸透が極端に遅くなり、本発明で用いる水性インク中の顔料が塗工層のカルシウムイオンの影響を受けても着弾後短時間で十分に固液分離できなくなる。その結果、顔料が液滴(又はベタ印字部周辺)に集まりベタムラが発生してしまい、不適である。
(surface tension)
The surface tension of the water-based ink used in the present invention is preferably 20 mN / m or more and 60 mN / m or less, and more preferably 25 mN / m or more and 50 mN / m or less. When the surface tension exceeds 60 mN / m, the penetration of the ink into the coating layer becomes extremely slow, and a short time after landing even if the pigment in the aqueous ink used in the present invention is affected by the calcium ions in the coating layer. Insufficient solid-liquid separation. As a result, the pigment collects in the droplets (or around the solid print portion) and generates a sticky image, which is inappropriate.

(粘度)
本発明で用いる水性インクの粘度は、以下で記載されるインクジェット記録装置に適した値なら特に限定されない。
例えば、熱エネルギーの利用によりインクジェット記録する装置を使用する場合、6.0mPa・s以下であることが好ましい。これより粘度が高いとノズルへのインク供給が間に合わず、不明瞭な画像が記録される場合がある。インクの粘度は、より好ましくは5.0mPa・s以下であり、さらに好ましくは4.0mPa・s以下である。
(viscosity)
The viscosity of the water-based ink used in the present invention is not particularly limited as long as it is a value suitable for the ink jet recording apparatus described below.
For example, when using an apparatus for ink jet recording by using thermal energy, it is preferably 6.0 mPa · s or less. If the viscosity is higher than this, ink may not be supplied to the nozzles in time, and an unclear image may be recorded. The viscosity of the ink is more preferably 5.0 mPa · s or less, and still more preferably 4.0 mPa · s or less.

<画像形成方法>
本発明は、インクジェット記録方式によりインクを記録媒体に付与するインクジェット画像形成方法である。記録媒体に付与するインクの総付与量は3.0μL/cm2以下であることが好ましい。これより多いと、塗工層に付与したインクが浸透できずにあふれた状態となり、本発明で用いる水性インク中の顔料が塗工層のカルシウムイオンの影響を受けても着弾後短時間で十分に固液分離できなくなる場合がある。その結果、顔料が液滴周辺(又はベタ印字部周辺)に集まりベタムラが発生してしまう。
<Image forming method>
The present invention is an inkjet image forming method in which ink is applied to a recording medium by an inkjet recording method. The total amount of ink applied to the recording medium is preferably 3.0 μL / cm 2 or less. If the amount is larger than this, the ink applied to the coating layer will not be able to penetrate and will overflow, and even if the pigment in the aqueous ink used in the present invention is affected by the calcium ions in the coating layer, it will be sufficient in a short time after landing. In some cases, solid-liquid separation may not be possible. As a result, the pigment collects around the droplets (or around the solid print portion), resulting in the occurrence of solids.

水性インクの付与量は、定量であっても変量であっても良い。
定量のインクとは、記録ヘッドを構成するノズルの構造を各ノズル間で異ならせず、付与する駆動エネルギーを変化させる設定をしていない状態で吐出されたインクを意味する。即ち、このような状態であれば、装置の製造誤差等による僅かな吐出のばらつきがあっても、付与されるインクは定量である。付与するインクを定量とすることにより、インクの記録媒体への浸透深さが安定し、記録画像の画像濃度が高く、画像の均一性が良好となる。特に記録画像の高デューティー部では、ばらつきが生じにくいために、画像の均一性が良好になる。
The application amount of the water-based ink may be a fixed amount or a variable amount.
The fixed amount of ink means ink ejected without changing the structure of the nozzles constituting the recording head between the nozzles and changing the drive energy to be applied. That is, in such a state, even if there is a slight variation in ejection due to manufacturing errors of the apparatus, the amount of ink applied is quantitative. By determining the amount of ink to be applied, the penetration depth of the ink into the recording medium is stabilized, the image density of the recorded image is high, and the image uniformity is improved. In particular, in a high-duty portion of a recorded image, since it is difficult for variations to occur, the image uniformity is improved.

一方、変量のインクとは、各ノズルに付与する駆動エネルギーを変化させ、ノズルごとに意図した量に変化させて吐出されたインクを意味する。このような状態であれば、吐出量の制御で記録画像の画像濃度を変えることができる。この為、記録画像の画像濃度を低くしたい場合に、インク吐出量を低下させることで対応でき、デューティーを下げる必要がないため、粒状感を感じにくい。   On the other hand, the variable amount of ink means ink ejected by changing the drive energy applied to each nozzle and changing the amount to the intended amount for each nozzle. In such a state, the image density of the recorded image can be changed by controlling the ejection amount. For this reason, when it is desired to reduce the image density of the recorded image, it can be dealt with by reducing the ink discharge amount, and it is not necessary to reduce the duty, so that it is difficult to feel the graininess.

<インクジェット記録装置>
本発明のインクジェット記録方法は、インクジェット記録装置を用いてインクを記録媒体に吐出することができる。インクジェット記録装置について以下に説明する。
本発明で用いる好適なインクジェット記録装置としては、インクを記録媒体に付与する記録ヘッドを搭載したものである。本発明で用いるインクジェット記録装置の記録ヘッドは、インクを何らかの方式で突出させるものであれば何でも良い。吐出方式としては、ポンプ、又は流路内に設けた圧電素子の変形でインクに圧力を加えて吐出させる方式、インクに熱エネルギーを与えて気泡を発生させる方式、インクを帯電させその静電吸引力を利用する静電吸引方式などが考えられる。本発明で用いる方式としては、どの方式でも好適である。また、インクの記録媒体への印字の方式としては、常にインクを吐出させ不用なインクは記録媒体に着弾する前に回収するコンティニュアス方式と、記録媒体に着弾させたいときのみインクを吐出するオンデマンド方式に分けられる。本発明で用いる方式としては、どちら方式でも好適である。
<Inkjet recording apparatus>
The ink jet recording method of the present invention can eject ink onto a recording medium using an ink jet recording apparatus. The ink jet recording apparatus will be described below.
As a preferable ink jet recording apparatus used in the present invention, a recording head for applying ink to a recording medium is mounted. The recording head of the ink jet recording apparatus used in the present invention may be anything as long as it makes the ink protrude in some manner. As a discharge method, a method in which pressure is applied to ink by deformation of a pump or a piezoelectric element provided in a flow path, a method in which thermal energy is applied to the ink to generate bubbles, a method in which ink is charged and electrostatic suction is performed An electrostatic attraction method using force can be considered. Any system is suitable as the system used in the present invention. In addition, as a method for printing ink on a recording medium, a continuous method in which ink is always discharged and unnecessary ink is collected before landing on the recording medium, and ink is discharged only when it is desired to land on the recording medium. Divided into on-demand methods. As the method used in the present invention, either method is suitable.

図4は、本発明の実施形態に適用可能なシリアル型インクジェット記録装置の概略を示す正面模式図である。キャリッジ20には、インクジェット記録方式の複数の記録ヘッド211〜215が搭載されている。また、記録ヘッド211〜215にはインクを吐出するためのインク吐出口が複数配列されている。1パスでブラックインクを2分割付与する構成の記録ヘッドの一態様では、211、212、213、214、及び215は、それぞれ、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、及びブラック(K)とすることができる。   FIG. 4 is a schematic front view showing an outline of a serial type ink jet recording apparatus applicable to the embodiment of the present invention. A plurality of ink jet recording type recording heads 211 to 215 are mounted on the carriage 20. The recording heads 211 to 215 have a plurality of ink ejection openings for ejecting ink. In one aspect of the recording head configured to apply black ink in two parts in one pass, 211, 212, 213, 214, and 215 are black (K), cyan (C), magenta (M), yellow ( Y) and black (K).

インクカートリッジ221〜225は、記録ヘッド211〜215、及びこれらにインクを供給するためのインクタンクから構成されている。
濃度センサ40は反射型の濃度センサであり、キャリッジ20の側面に設置された状態で、記録媒体に記録されたインクのテストパターンの濃度を検出できる構成となっている。
The ink cartridges 221 to 225 are composed of recording heads 211 to 215 and ink tanks for supplying ink to these.
The density sensor 40 is a reflection type density sensor, and is configured to detect the density of the test pattern of the ink recorded on the recording medium while being installed on the side surface of the carriage 20.

記録ヘッド211〜215への制御信号等は、フレキシブルケーブル(不図示)を介して転送される。
印刷用紙等の記録媒体24は、不図示の搬送ローラを経て排紙ローラ25に挟持され、搬送モータ26の駆動に伴い、図4に示す矢印方向(副走査方向)に搬送される。
ガイドシャフト27、及びリニアエンコーダ28により、キャリッジ20は案内支持されている。キャリッジ20は、キャリッジモータ30の駆動により、駆動ベルト29を介して、ガイドシャフト27に沿って主走査方向に往復運動される。
記録ヘッド211〜215のインク吐出口の内部(液路)には、インク吐出用の熱エネルギーを発生する発熱素子(電気・熱エネルギー変換体)が設けられている。リニアエンコーダ28の読みとりタイミングに伴い、上記発熱素子を記録信号に基づいて駆動し、記録媒体上にインク滴を吐出し、付着させることで画像を形成する。
Control signals and the like to the recording heads 211 to 215 are transferred via a flexible cable (not shown).
A recording medium 24 such as printing paper is sandwiched between paper discharge rollers 25 via a conveyance roller (not shown), and is conveyed in the direction of the arrow (sub-scanning direction) shown in FIG. 4 as the conveyance motor 26 is driven.
The carriage 20 is guided and supported by the guide shaft 27 and the linear encoder 28. The carriage 20 is reciprocated in the main scanning direction along the guide shaft 27 via the drive belt 29 by driving the carriage motor 30.
Inside the ink discharge ports (liquid passages) of the recording heads 211 to 215, a heating element (electric / thermal energy converter) that generates thermal energy for ink discharge is provided. In accordance with the reading timing of the linear encoder 28, the heat generating element is driven based on the recording signal, and ink droplets are ejected and adhered onto the recording medium to form an image.

記録領域外に配置されたキャリッジ20のホームポジションには、キャップ部311〜315を持つ回復ユニット(不図示)が設置されている。記録を行なわないときには、キャリッジ20をホームポジションに移動させて、記録ヘッド211〜215のインク吐出口面をそれぞれが対応するキャップ311〜315によって密閉する。これにより、インク溶剤の蒸発に起因するインクの記録ヘッドへの固着あるいは塵埃等の異物の付着等による目詰まりを防止することができる。また、キャップ部のキャッピング機能は、記録頻度の低いインク吐出口の吐出不良や目詰まりを解消するために利用される。具体的には、キャップ部は、インク吐出口から離れた状態にあるキャップ部へインクを吐出させる吐出不良防止のための空吐出に利用される。更に、キャップ部は、キャップした状態で不図示のポンプによりインク吐出口からインクを吸引して吐出不良を起こした吐出口の吐出回復に利用される。   A recovery unit (not shown) having cap portions 311 to 315 is installed at the home position of the carriage 20 arranged outside the recording area. When recording is not performed, the carriage 20 is moved to the home position, and the ink discharge port surfaces of the recording heads 211 to 215 are sealed with caps 311 to 315 respectively corresponding thereto. As a result, it is possible to prevent clogging due to ink adhering to the recording head or adhesion of foreign matters such as dust due to evaporation of the ink solvent. Further, the capping function of the cap part is used to eliminate ejection defects and clogging of ink ejection ports with low recording frequency. Specifically, the cap part is used for idle ejection for preventing ejection failure that causes ink to be ejected to the cap part in a state separated from the ink ejection port. Further, the cap portion is used for recovering the discharge of the discharge port that has caused a discharge failure by sucking ink from the ink discharge port by a pump (not shown) in the capped state.

インク受け部(不図示)は、記録ヘッド211〜215が記録動作直前に上部を通過する時に、予備的に吐出されたインク滴を受容する役割を果たす。また、キャップ部に隣接した位置に不図示のブレード、拭き部材を配置することにより、記録ヘッド211〜215のインク吐出口形成面をクリーニングすることが可能である。   The ink receiving portion (not shown) serves to receive ink droplets that are preliminarily ejected when the recording heads 211 to 215 pass through the upper part immediately before the recording operation. In addition, by disposing a blade and a wiping member (not shown) at a position adjacent to the cap portion, it is possible to clean the ink discharge port forming surface of the recording heads 211 to 215.

以上で説明したように、記録装置の構成に、記録ヘッドに対するインクの回復手段、予備的な手段等を付加することは、記録動作を一層安定にできるので好ましいものである。これらの手段の具体例としては、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧、又は吸引手段、電気熱変換体、若しくはこれとは別の加熱素子、又はこれらの組み合わせによる予備加熱手段等が挙げられる。また、記録ヘッドが、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。   As described above, it is preferable to add ink recovery means, preliminary means, and the like for the recording head to the configuration of the recording apparatus because the recording operation can be further stabilized. Specific examples of these means include a capping means for the recording head, a cleaning means, a pressurizing or suction means, an electrothermal converter, a heating element different from this, or a preheating means using a combination thereof. Etc. It is also effective for performing stable recording that the recording head has a preliminary ejection mode in which ejection is performed separately from recording.

さらに、上記の実施形態で説明した記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いてもよい。また、記録ヘッドが装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッドを用いてもよい。   Furthermore, a cartridge type recording head in which an ink tank is provided integrally with the recording head itself described in the above embodiment may be used. In addition, a replaceable chip-type recording head that can be electrically connected to the apparatus main body and supplied with ink from the apparatus main body by attaching the recording head to the apparatus main body may be used.

図5は、本発明の実施形態に適用可能なシリアル型インクジェット記録装置の記録ヘッドの構成を示す模式図である。図5において、記録ヘッド211〜215の記録走査方向は、図の矢印で示した方向とする。各記録ヘッド211〜215には、記録走査方向と略直交する方向に配列した複数のノズルの吐出口が配備されている。記録ヘッドは、図の記録走査方向へ移動走査しながら、各吐出口より所定のタイミングでインク滴を吐出する。これにより、記録媒体には、ノズルの配列密度に応じた記録解像度で画像が形成される。この際、記録ヘッドは、記録走査方向のどちらの方向で記録動作を行ってもよい。また、往復のどちらで記録動作を行ってもよい。   FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a recording head of a serial type inkjet recording apparatus applicable to the embodiment of the present invention. In FIG. 5, the recording scanning direction of the recording heads 211 to 215 is the direction indicated by the arrows in the figure. Each of the recording heads 211 to 215 is provided with ejection openings for a plurality of nozzles arranged in a direction substantially orthogonal to the recording scanning direction. The recording head ejects ink droplets from each ejection port at a predetermined timing while moving and scanning in the recording scanning direction in the figure. Thus, an image is formed on the recording medium with a recording resolution corresponding to the nozzle arrangement density. At this time, the recording head may perform the recording operation in any direction of the recording scanning direction. Further, the recording operation may be performed either in a reciprocal manner.

また、以上の実施形態は、記録ヘッドを走査して記録を行うシリアルタイプの記録装置であるが、その他の実施形態として、記録媒体の幅に対応した長さを有する記録ヘッドを用いたフルラインタイプの記録装置であっても良い。フルラインタイプの記録ヘッドとしては、シリアルタイプの記録ヘッドを千鳥状や並列に配列させて、長尺化し、目的の長さとする構成がある。又は、当初より長尺化したノズル列を有するように、一体的に形成された1個の記録ヘッドとする構成でもよい。   Further, the above embodiment is a serial type recording apparatus that performs recording by scanning the recording head, but as another embodiment, a full line using a recording head having a length corresponding to the width of the recording medium. It may be a type of recording device. As a full-line type recording head, there is a configuration in which serial type recording heads are arranged in a staggered manner or in parallel so as to be elongated to have a desired length. Alternatively, a configuration may be adopted in which one recording head is integrally formed so as to have a nozzle row that is elongated from the beginning.

上記のシリアルタイプやラインタイプの記録装置は、独立化、又は一体的に形成された4色インク(Y、M、C、及びK)を用いる。さらに、ブラックインクのみを2分割付与するためにブラックインク211ノズルとブラックインク215ノズルのそれぞれに設けた5吐出口列(又はノズル列)構成のヘッドを搭載した実施形態である。また4吐出口列(又はノズル列)を用いて分割付与回数を2〜12程度にする際の好適な態様として、4色インク(Y、M、C、及びK)の少なくとも1種については、同色のインクを複数の吐出口列(又はノズル列)に重複して搭載する形式も好ましい。例えば、4吐出口列(又はノズル列)のヘッドを2〜3個重ねてつなげた8吐出口列(又はノズル列)構成や12吐出口列(又はノズル列)構成等も挙げられる。   The serial type or line type recording apparatus uses four-color inks (Y, M, C, and K) that are independent or integrally formed. Furthermore, in this embodiment, a head having a five-ejecting port array (or nozzle array) is provided for each of the black ink 211 nozzle and the black ink 215 nozzle in order to apply only the black ink in two. Further, as a preferable aspect when the number of times of division application is set to about 2 to 12 using the four discharge port arrays (or nozzle arrays), at least one of the four color inks (Y, M, C, and K) is A type in which the same color ink is mounted on a plurality of ejection port arrays (or nozzle arrays) is also preferable. For example, an 8 discharge port array (or nozzle array) configuration in which 2 to 3 heads of 4 discharge port arrays (or nozzle arrays) are connected in an overlapping manner, a 12 discharge port array (or nozzle array) configuration, and the like are also included.

本発明で用いるインクジェット記録装置は、画像を形成するための基本マトリクス中に、80%デューティー以上で、且つインクの総付与量が3.0μL/cm2以下となる部分を有する画像を形成する際に、インクの付与を2回以上に分割して行うことが好ましい。また、インクの分割付与における、それぞれのインクの付与量は0.7μL/cm2以下とすることが好ましい。本発明で用いるインクジェット記録装置は、かかるインクの分割付与を行うための制御機構を有することが好ましい。この制御機構により、記録ヘッドの動作と、印刷用紙の紙送り動作のタイミングを制御し、かかるインクの分割付与を行うことが可能である。 The ink jet recording apparatus used in the present invention forms an image having a portion in which a total application amount of ink is 3.0 μL / cm 2 or less in a basic matrix for forming an image with 80% duty or more. In addition, it is preferable to apply the ink in two or more times. In addition, it is preferable that the amount of each ink applied in the divided application of ink is 0.7 μL / cm 2 or less. The ink jet recording apparatus used in the present invention preferably has a control mechanism for performing the divisional application of the ink. By this control mechanism, it is possible to control the operation of the recording head and the timing of the paper feeding operation of the printing paper, and to perform the divisional application of the ink.

インクを付与する際の分割付与回数は、所望とする記録条件に応じて設定できる。図3に、印刷用紙へのインクの2回の分割付与による記録ドットの形成方法の一例を示す模式図である。本実施形態は、基本マトリクスの解像度は1200dpi(横)×1200dpi(縦)で、画像の100%デューティーの部分を形成する場合のものである。図3では、1回目のインクの着弾位置を第一のインク、2回目のインクの着弾位置を第二のインクとして示している。第一のインク、第二のインクは、それぞれ定量である。   The number of times of division application when applying ink can be set according to desired recording conditions. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a method of forming recording dots by dividing ink into printing paper twice. In the present embodiment, the resolution of the basic matrix is 1200 dpi (horizontal) × 1200 dpi (vertical), and a 100% duty portion of the image is formed. In FIG. 3, the landing position of the first ink is shown as the first ink, and the landing position of the second ink is shown as the second ink. Each of the first ink and the second ink is quantitative.

以下、実施例、比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例に限定されるものではない。なお、以下の記載で「部」、及び「%」とあるものは、特に断りのない限り質量基準である。また、水性インクの表面張力は、全自動表面張力計(商品名「CBVP−Z」、協和界面科学製)を用いて測定した。自己分散顔料の平均粒子径は、動的光拡散式粒子径・粒度分布測定装置(商品名「ナノトラックUPA−150EX」、日機装製)を用いて測定した。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to the following Example, unless the summary is exceeded. In the following description, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified. The surface tension of the water-based ink was measured using a fully automatic surface tension meter (trade name “CBVP-Z”, manufactured by Kyowa Interface Science). The average particle size of the self-dispersing pigment was measured using a dynamic light diffusion particle size / particle size distribution measuring device (trade name “Nanotrack UPA-150EX”, manufactured by Nikkiso).

<自己分散顔料A>
自己分散顔料として、市販の自己分散顔料分散液(商品名;CAB−O−JET400、キャボット製)に含有される自己分散顔料Aを用いた。この自己分散顔料Aを含有するCAB−O−JET400を、798MPT Titrino(Metrohm製)を用いて中和滴定を行い、pKa測定を行った。具体的には、自己分散顔料Aを含有するCAB−O−JET400に、水酸化カリウムを添加してpH10に調整した後、0.1Mの塩酸を用いて中和滴定を行った。この結果、酸解離定数(pKa)は、pH2.5(pKa1)、及び6.1(pKa2)を示した。
<Self-dispersing pigment A>
As the self-dispersing pigment, self-dispersing pigment A contained in a commercially available self-dispersing pigment dispersion (trade name: CAB-O-JET400, manufactured by Cabot) was used. The CAB-O-JET400 containing this self-dispersing pigment A was subjected to neutralization titration using 798MPT Titrino (manufactured by Metrohm), and pKa measurement was performed. Specifically, potassium hydroxide was added to CAB-O-JET400 containing self-dispersing pigment A to adjust the pH to 10, and then neutralization titration was performed using 0.1 M hydrochloric acid. As a result, the acid dissociation constant (pKa) indicated pH 2.5 (pKa 1 ) and 6.1 (pKa 2 ).

次に本発明の実施例及び比較例の水性インクの調製方法を示す。水はイオン交換水を用いた。   Next, methods for preparing water-based inks of Examples and Comparative Examples of the present invention will be described. Water used was ion exchange water.

<水性インク1の調製>
以下の全構成成分を合計100部とし、2時間混合後、孔径2.5μmのフィルターを用いてろ過して、水性インク1を得た。表面張力は、30.0mN/m、自己分散顔料の粒径は120nmであった。水性インクのpHは酢酸により5.6に調整した。
・自己分散顔料A:5部
・トリメチロールプロパン(親疎水度係数 0.31):15部
・1,2−ヘキサンジオール(親疎水度係数 0.97):5部
・イソプロピルアルコール:1部
・アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物
(商品名:オルフィンE1010、日信化学工業製、HLB値10以上):1部
・水:残部
<Preparation of water-based ink 1>
A total of 100 parts of the following components were mixed for 2 hours, and then filtered using a filter having a pore size of 2.5 μm to obtain an aqueous ink 1. The surface tension was 30.0 mN / m, and the particle size of the self-dispersing pigment was 120 nm. The pH of the water-based ink was adjusted to 5.6 with acetic acid.
-Self-dispersing pigment A: 5 parts-Trimethylolpropane (hydrophobicity coefficient 0.31): 15 parts-1,2-hexanediol (hydrophobicity coefficient 0.97): 5 parts-Isopropyl alcohol: 1 part- Ethylene oxide adduct of acetylene glycol (trade name: Olphine E1010, manufactured by Nissin Chemical Industry, HLB value of 10 or more): 1 part, water: remainder

<水性インク2の調製>
水性インク1のpHを酢酸により6.6にした以外は、水性インク1と同様の処理をして水性インク2を得た。表面張力は、30.0mN/m、自己分散顔料の粒径は120nmであった。
<Preparation of water-based ink 2>
A water-based ink 2 was obtained in the same manner as the water-based ink 1 except that the pH of the water-based ink 1 was adjusted to 6.6 with acetic acid. The surface tension was 30.0 mN / m, and the particle size of the self-dispersing pigment was 120 nm.

<水性インク3の調製>
水性インク1のpHを塩酸により5.6にした以外は、水性インク1と同様の処理をして水性インク3を得た。表面張力は、30.0mN/m、自己分散顔料の粒径は120nmであった。
<Preparation of water-based ink 3>
Aqueous ink 3 was obtained in the same manner as aqueous ink 1 except that the pH of aqueous ink 1 was adjusted to 5.6 with hydrochloric acid. The surface tension was 30.0 mN / m, and the particle size of the self-dispersing pigment was 120 nm.

<水性インク4の調製>
以下の全構成成分を合計100部とし、2時間混合後、孔径2.5μmのフィルターを用いてろ過して、水性インク4を得た。表面張力は、30.0mN/m、自己分散顔料の粒径は120nmであった。水性インクのpHは塩酸により5.6に調整した。
・自己分散顔料A:5部
・安息香酸アンモニウム:0.7部
・トリメチロールプロパン(親疎水度係数 0.31):15部
・1,2−ヘキサンジオール(親疎水度係数 0.97):5部
・イソプロピルアルコール:1部
・アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物
(商品名:オルフィンE1010、日信化学工業製、HLB値10以上):1部
・水:残部
<Preparation of water-based ink 4>
A total of 100 parts of the following components were mixed for 2 hours, followed by filtration using a filter having a pore size of 2.5 μm to obtain water-based ink 4. The surface tension was 30.0 mN / m, and the particle size of the self-dispersing pigment was 120 nm. The pH of the water-based ink was adjusted to 5.6 with hydrochloric acid.
-Self-dispersing pigment A: 5 parts-Ammonium benzoate: 0.7 parts-Trimethylolpropane (hydrophobicity coefficient 0.31): 15 parts-1,2-hexanediol (hydrophobicity coefficient 0.97): 5 parts-Isopropyl alcohol: 1 part-Ethylene oxide adduct of acetylene glycol (trade name: Orphine E1010, manufactured by Nissin Chemical Industry, HLB value of 10 or more): 1 part-Water: remaining part

<水性インク5の調製>
水性インク4に添加する塩を安息香酸アンモニウム0.7部から硫酸ナトリウム0.36部に変更した以外は、水性インク4と同様の操作を行い、水性インク5を得た。表面張力は、30.0mN/m、自己分散顔料の粒径は120nmであった。水性インク5のpHは塩酸により5.6に調整した。
<Preparation of water-based ink 5>
A water-based ink 5 was obtained in the same manner as the water-based ink 4 except that the salt added to the water-based ink 4 was changed from 0.7 part of ammonium benzoate to 0.36 part of sodium sulfate. The surface tension was 30.0 mN / m, and the particle size of the self-dispersing pigment was 120 nm. The pH of the water-based ink 5 was adjusted to 5.6 with hydrochloric acid.

<水性インク6の調製>
pH調整剤を投入しなかった以外は、水性インク1と同様の処理をして水性インク6を得た。水性インクのpHは8.2、表面張力は30.0mN/m、自己分散顔料の粒径は120nmであった。
<Preparation of water-based ink 6>
A water-based ink 6 was obtained by the same treatment as that of the water-based ink 1 except that no pH adjusting agent was added. The pH of the aqueous ink was 8.2, the surface tension was 30.0 mN / m, and the particle size of the self-dispersing pigment was 120 nm.

<水性インク7の調製>
水性インク1のpHを酢酸により4.5に調整した以外は、水性インク1と同様の処理をして水性インク7を得た。表面張力は30.0mN/m、自己分散顔料の粒径は120nmであった。
<Preparation of water-based ink 7>
A water-based ink 7 was obtained in the same manner as the water-based ink 1 except that the pH of the water-based ink 1 was adjusted to 4.5 with acetic acid. The surface tension was 30.0 mN / m, and the particle size of the self-dispersing pigment was 120 nm.

<実施例1〜5、比較例1、2>
(分散安定性の評価)
水性インク1〜7を用いて、以下に示す条件で水性インク中の顔料の分散安定性を評価した。評価方法としてはインクを攪拌した後、静置し、30分後の水性インクの状態を目視により以下の基準で判定した。インクの処方の一部及び判定結果を表3−1に示す。
○:顔料の凝集沈降は観察されなかった。
×:顔料の凝集沈降が観察された。
なお、水性インク7は表3−1の結果のように顔料が凝集沈降しインクジェットプリンタによる印字が困難だったため、ベタムラの評価は行わなかった。そのため、水性インク7に関しては、後述する表3−2の評価結果を「−」としている。
<Examples 1-5, Comparative Examples 1 and 2>
(Evaluation of dispersion stability)
Using the water-based inks 1 to 7, the dispersion stability of the pigment in the water-based ink was evaluated under the following conditions. As an evaluation method, the ink was stirred and then allowed to stand, and the state of the aqueous ink after 30 minutes was visually determined according to the following criteria. Table 3-1 shows some of the ink prescriptions and the determination results.
A: Aggregation and sedimentation of the pigment was not observed.
X: Aggregation and sedimentation of the pigment was observed.
In addition, since the pigment of the water-based ink 7 aggregated and settled as shown in Table 3-1, it was difficult to perform printing with an ink jet printer. Therefore, regarding the water-based ink 7, the evaluation result of Table 3-2 described later is “−”.

(ベタムラの評価)
水性インク1〜6を用いて、以下に示す条件で記録画像を形成し、印字物のベタムラを評価した。評価方法としては、下記のインクジェット記録装置、画像形成方法で下記の記録媒体に2cm×2cmのベタ印字部分を形成し、そのベタムラ部分を目視により以下の基準で判定した。判定結果を表3−2に示す。
◎:ベタムラがまったく見られず、良好な画像が形成された。
○:ベタムラがわずかに見られるが、良好な画像が形成された。
△:ベタムラが多少気になるが、実用上問題ない画像が形成された。
×:ベタムラが発生し、画質の低い画像が形成された。
(Evaluation of Betamra)
Using water-based inks 1 to 6, a recorded image was formed under the conditions shown below, and the printed matter was evaluated. As an evaluation method, a solid print portion of 2 cm × 2 cm was formed on the following recording medium by the following inkjet recording apparatus and image forming method, and the solid portion was visually determined according to the following criteria. The determination results are shown in Table 3-2.
(Double-circle): Betamra was not seen at all and the favorable image was formed.
◯: A slight image of bethamra was observed, but a good image was formed.
(Triangle | delta): Although an image is slightly worrisome, the image which does not have a problem practically was formed.
X: Betamla occurred and an image with low image quality was formed.

・インクジェット記録装置:F930(キヤノン製、記録ヘッド:6吐出口列、各512ノズル、インク付与量4.0pL(定量)、解像度最高1200dpi(横)×1200dpi(縦))
・画像形成方法(1回付与):一種類毎にインクをプリンタのブラックインク記録ヘッド部に搭載してベタ画像を分割付与せずに印刷した。1回あたりのインク付与量は、1.0μL/cm2とした。
・記録媒体:塗工層を有する印刷用紙である表2の6銘柄を用いた。室温20〜25℃、湿度30〜60%の一般的な環境に保管しておいたものを、前処理等を施すことなくそのままインクジェット記録装置に装填して印字した。
Inkjet recording apparatus: F930 (manufactured by Canon, recording head: 6 ejection port arrays, 512 nozzles each, ink application amount 4.0 pL (fixed), resolution maximum 1200 dpi (horizontal) × 1200 dpi (vertical))
Image forming method (applied once): Each type of ink was mounted on the black ink recording head portion of the printer, and printing was performed without dividing the solid image. The ink application amount per time was 1.0 μL / cm 2 .
Recording medium: Six brands in Table 2 which are printing paper having a coating layer were used. What was stored in a general environment with a room temperature of 20 to 25 ° C. and a humidity of 30 to 60% was loaded and printed on an ink jet recording apparatus as it was without pretreatment.

Figure 2013059967
Figure 2013059967

なお、表2の「C,O以外含有率」は、印刷用紙に含まれる水素、ヘリウム、リチウム、及びウラン以上の超重元素以外の元素に対する炭素、及び酸素以外の元素の含有率を示す。さらに、「Ca含有率」はカルシウムの含有率を示す。これの含有率は共に蛍光X線分析装置(XRF)、ZSX100e(リガク製)を用いて測定して得られた値から算出した。
また、「細孔径」は、印刷用紙の塗工層部分の平均細孔径を、「細孔容積」は累積細孔容積を示し、共に水銀圧入法で分析して得られた値から算出した。
“Contents other than C and O” in Table 2 indicate the contents of elements other than carbon and oxygen with respect to elements other than superheavy elements such as hydrogen, helium, lithium, and uranium contained in the printing paper. Furthermore, “Ca content” indicates the content of calcium. Both of these contents were calculated from values obtained by measurement using a fluorescent X-ray analyzer (XRF) and ZSX100e (manufactured by Rigaku).
“Pore diameter” was the average pore diameter of the coating layer portion of the printing paper, and “pore volume” was the cumulative pore volume, both of which were calculated from the values obtained by the mercury intrusion analysis.

Figure 2013059967
Figure 2013059967

Figure 2013059967
Figure 2013059967

実施例4では、記録媒体3に印字したベタ印字部分境界付近を顕微鏡で拡大すると、個々の顔料凝集塊が塗工層表面に独立して点在しているが、肉眼では個々の顔料凝集塊は識別できず全面が均一なベタ状態であった。   In Example 4, when the vicinity of the solid print portion boundary printed on the recording medium 3 is magnified with a microscope, the individual pigment aggregates are scattered independently on the surface of the coating layer. Could not be identified, and the entire surface was uniform and solid.

インクの分散安定性に関しては、水性インクのpHをpKa2−1.5以上である5.5、6.5に調整した実施例1〜5及び比較例1は、水性インク中において、顔料が凝集せず分散安定性が良いことがわかった。一方、水性インクのpHをpKa2−1.5以下である4.5に調整した比較例2の水性インク7は、水性インク中において、顔料の凝集沈降が観察され分散安定性が劣ることがわかった。これは、水性インクのpHがpKa2−1.5以下であるため、図1に示す状態1の親水性基を有する顔料が支配的になったためであると考えられる。 Regarding the dispersion stability of the inks, Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 in which the pH of the aqueous ink was adjusted to 5.5 or 6.5, which is pKa 2 −1.5 or more, are obtained in the aqueous ink. It was found that the dispersion stability was good without aggregation. On the other hand, the water-based ink 7 of Comparative Example 2 in which the pH of the water-based ink was adjusted to 4.5, which is pKa 2 −1.5 or less, may have poor dispersion stability due to the aggregation and precipitation of pigments observed in the water-based ink. all right. This is presumably because the pigment having the hydrophilic group in the state 1 shown in FIG. 1 became dominant because the pH of the water-based ink was pKa 2 −1.5 or less.

ベタムラに関しては、水性インクのpHをpKa2−1.5以上、pKa2+0.5以下に調整することにより、記録画像のベタムラが大幅に改善することが確認された。これは、水性インクのpHをpKa2−1.5以上、pKa2+0.5以下に調整することにより、図1に示す状態2及び3の親水性基を有する顔料が好適に混在する。これにより、図2(a)に示すように、水性インクの塗工層着弾時に印刷用紙の塗工層に含まれるカルシウムイオンをトリガーとして顔料の凝集が速やかに進行し、顔料が着弾位置で塗工層表面に定着したためであると考えられる。 Regarding the bethamra, it was confirmed that the bethamra of the recorded image was greatly improved by adjusting the pH of the water-based ink to pKa 2 −1.5 or more and pKa 2 +0.5 or less. By adjusting the pH of the water-based ink to pKa 2 −1.5 or more and pKa 2 +0.5 or less, the pigments having the hydrophilic groups in the states 2 and 3 shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 2 (a), when the water-based ink coating layer lands, the aggregation of the pigment proceeds rapidly using calcium ions contained in the coating layer of the printing paper as a trigger, and the pigment is applied at the landing position. This is thought to be due to fixing on the surface of the work layer.

記録媒体ごとに検討すると、記録媒体1(微塗工紙)では、実施例1〜5までほぼどのインクでもベタ均一性が高い傾向が見られた。これは、微塗工紙は塗工量が少なく塗工層の厚みが1〜5μmと薄いために塗工層表面に部分的にセルロース繊維が露出しており、インク液成分の吸水能力が高く、塗工層表面にインク液滴が残留する時間が比較的短いからだと考えられる。一方、記録媒体6(キャストコート紙)では、実用上問題はないもののインクによって若干画質の差が見られた。これは、キャストコート紙は塗工層の厚みが20μmと厚い上に表面に平滑化処理を施している為、インク液成分の吸水能力が低く、塗工層表面にインク液滴が残留する時間が比較的長いからだと考えられる。   When examined for each recording medium, the recording medium 1 (fine coated paper) tended to have high solid uniformity in almost any ink from Examples 1 to 5. This is because fine coated paper has a small coating amount and the coating layer thickness is as thin as 1 to 5 μm, so that cellulose fibers are partially exposed on the surface of the coating layer, and the water absorption capability of the ink liquid component is high. This is thought to be because the time that ink droplets remain on the surface of the coating layer is relatively short. On the other hand, with the recording medium 6 (cast coated paper), although there was no practical problem, a slight difference in image quality was observed depending on the ink. This is because cast-coated paper has a coating layer thickness of 20 μm and the surface is smoothed, so the water absorption capacity of the ink component is low and the ink droplets remain on the coating layer surface. Is considered to be relatively long.

また、実施例1、及び2の比較でわかるように、水性インクのpHが低い方が記録媒体2(軽量コート紙)、及び6(キャストコート紙)において画質に差が生じた。実施例1で用いた水性インクのpHはpKa2−0.5(本実施例においては5.6)に調整されており、図1に示す状態2、及び3の顔料の比率が約4:1になる。これに対し、実施例2のインクのpHはpKa2+0.5(本実施例においては6.6)に調整されており、図1に示す状態2及び3の比率が約1:4になる。図1に示す状態2の親水性基を有する顔料は、水性インクの塗工層着弾時に顔料の凝集が速やかに進行し、塗工層表面に均一に顔料が定着する。一方、状態3の顔料は顔料の凝集が遅れ、塗工層表面でインクの液成分が吸収・蒸発する際の液の流れと共に顔料が移動し、多少のベタムラが発生する。実施例2の水性インクは、状態3の親水性基を有する顔料の比率が高くなったため、実施例1の水性インクよりもベタムラが発生しやすくなったものと考えられる。 In addition, as can be seen from the comparison between Examples 1 and 2, there was a difference in image quality between the recording media 2 (lightweight coated paper) and 6 (cast coated paper) when the aqueous ink had a lower pH. The pH of the aqueous ink used in Example 1 is adjusted to pKa 2 −0.5 (5.6 in this example), and the ratio of the pigments in states 2 and 3 shown in FIG. 1 In contrast, the pH of the ink of Example 2 is adjusted to pKa 2 +0.5 (6.6 in this example), and the ratio of states 2 and 3 shown in FIG. 1 is about 1: 4. . In the pigment having a hydrophilic group in the state 2 shown in FIG. 1, the aggregation of the pigment proceeds rapidly upon landing of the coating layer of the aqueous ink, and the pigment is uniformly fixed on the coating layer surface. On the other hand, in the pigment in the state 3, the aggregation of the pigment is delayed, and the pigment moves along with the flow of the liquid when the liquid component of the ink is absorbed and evaporated on the surface of the coating layer, so that a slight amount of stickiness is generated. In the aqueous ink of Example 2, the ratio of the pigment having the hydrophilic group in the state 3 was high, and hence it is considered that the wet ink was more likely to occur than the aqueous ink of Example 1.

また、実施例1と4及び5との比較でわかるように、同じpHでも水性インクに無機、又は有機の塩を添加した方が記録媒体1(微塗工紙)、及び2(軽量コート紙)以外の記録媒体で画質に差が生じた。これは、酸が自己分散顔料の固液分離を促進し、よりベタムラが発生しにくくなるからだと考えられる。なお、記録媒体1(微塗工紙)で塩の存在が顕著な画質の差になって現れなかったのは、上述のように、塗工層表面にインク液滴が残留する時間が短いからだと考えられる。   Further, as can be seen from a comparison between Examples 1 and 4 and 5, recording media 1 (finely coated paper) and 2 (lightweight coated paper) were obtained by adding an inorganic or organic salt to water-based ink even at the same pH. There was a difference in image quality between recording media other than). This is presumably because the acid promotes the solid-liquid separation of the self-dispersing pigment, and it becomes more difficult to generate betalam. Note that the presence of salt in the recording medium 1 (fine coated paper) did not appear as a significant difference in image quality because the time for ink droplets to remain on the surface of the coating layer was short as described above. it is conceivable that.

1、1’:水性インク
2、2’:塗工層
3:凝集塊
4:インクの液成分
5、5’:ベタ印字部分
6:水性インク
20:キャリッジ
24:記録媒体
25:排紙ローラ
26:搬送モータ
27:ガイドシャフト
28:リニアエンコーダ
29:駆動ベルト
30:キャリッジモータ
40:濃度センサ
211:ブラックインク(K)
212:シアンインク(C)
213:マゼンタインク(M)
214:イエローインク(Y)
215:ブラックインク(K)
221〜225:インクカートリッジ
311〜315:キャップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1 ': Water-based ink 2, 2': Coating layer 3: Aggregate mass 4: Liquid component 5 of ink, 5 ': Solid printing part 6: Water-based ink 20: Carriage 24: Recording medium 25: Paper discharge roller 26 : Transport motor 27: Guide shaft 28: Linear encoder 29: Drive belt 30: Carriage motor 40: Density sensor 211: Black ink (K)
212: Cyan ink (C)
213: Magenta ink (M)
214: Yellow ink (Y)
215: Black ink (K)
221 to 225: ink cartridges 311 to 315: cap

Claims (5)

水性インクをインクジェット記録方式によって記録媒体に付与して画像を形成するインクジェット画像形成方法であって、
前記水性インクは、自己分散顔料及び水を含有し、
前記自己分散顔料は、その値が8以下の複数のpKaを有し、前記複数のpKaの中で最も値が小さいpKaをpKa1、前記複数のpKaの中で最も値が大きいpKaをpKa2としたときに、前記pKa1及び前記pKa2が下記式(1)の関係を満たすとともに、前記水性インクのpH、及び前記pKa2が下記式(2)の関係を満たし、
前記記録媒体は、表面及び/又は裏面に無機材料を主体とした塗工層を有する印刷用紙であり、
蛍光X線分析法により測定される、前記記録媒体の炭素及び酸素以外の元素の含有率が10.0質量%以上であり、かつカルシウムの含有率が5.0質量%以上であることを特徴とするインクジェット画像形成方法。
式(1) 2≦pKa2−pKa1
式(2) pKa2−1.5≦水性インクのpH≦pKa2+0.5
An inkjet image forming method for forming an image by applying an aqueous ink to a recording medium by an inkjet recording method,
The water-based ink contains a self-dispersing pigment and water,
The self-dispersing pigment has a plurality of pKa values of 8 or less, the pKa having the smallest value among the plurality of pKas is pKa 1 , and the pKa having the largest value among the plurality of pKas is pKa 2. The pKa 1 and the pKa 2 satisfy the relationship of the following formula (1), and the pH of the water-based ink and the pKa 2 satisfy the relationship of the following formula (2):
The recording medium is a printing paper having a coating layer mainly composed of an inorganic material on the front surface and / or the back surface,
The content of elements other than carbon and oxygen in the recording medium measured by X-ray fluorescence analysis is 10.0% by mass or more, and the content of calcium is 5.0% by mass or more. An inkjet image forming method.
Formula (1) 2 ≦ pKa 2 −pKa 1
Formula (2) pKa 2 −1.5 ≦ pH of water-based ink ≦ pKa 2 +0.5
前記水性インクが、前記水性インクのpH以下のpKaを有する有機酸、無機酸、又はこれらの塩をさらに含有する請求項1に記載のインクジェット画像形成方法。   The inkjet image forming method according to claim 1, wherein the water-based ink further contains an organic acid, an inorganic acid, or a salt thereof having a pKa lower than the pH of the water-based ink. 前記水性インクが、下記式(3)で定義される親疎水度係数が0.26以上の水溶性化合物をさらに含有する請求項1又は2に記載のインクジェット画像形成方法。
Figure 2013059967
The inkjet image forming method according to claim 1, wherein the water-based ink further contains a water-soluble compound having a hydrophilicity / hydrophobicity coefficient defined by the following formula (3) of 0.26 or more.
Figure 2013059967
前記画像を形成するための基本マトリクスに付与する前記水性インクの総付与量が3.0μL/cm2以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェット画像形成方法。 The inkjet image forming method according to any one of claims 1 to 3, wherein the total amount of the water-based ink applied to the basic matrix for forming the image is 3.0 μL / cm 2 or less. 前記塗工層の平均細孔直径が0.1μm以下であり、前記塗工層の細孔容積が0.3mL/g以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェット画像形成方法。   The average pore diameter of the said coating layer is 0.1 micrometer or less, and the pore volume of the said coating layer is 0.3 mL / g or less, The inkjet image formation of any one of Claims 1-4 Method.
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