JP2024076998A - Inkjet recording method, inkjet recording apparatus, and set of aqueous ink and aqueous reaction liquid - Google Patents

Inkjet recording method, inkjet recording apparatus, and set of aqueous ink and aqueous reaction liquid Download PDF

Info

Publication number
JP2024076998A
JP2024076998A JP2023197409A JP2023197409A JP2024076998A JP 2024076998 A JP2024076998 A JP 2024076998A JP 2023197409 A JP2023197409 A JP 2023197409A JP 2023197409 A JP2023197409 A JP 2023197409A JP 2024076998 A JP2024076998 A JP 2024076998A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reaction liquid
ink
aqueous
liquid
aqueous reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023197409A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
栄一 中田
ゆう子 根岸
奈央 石嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of JP2024076998A publication Critical patent/JP2024076998A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Abstract

【課題】 記録ヘッドの溶解を抑制しながら、画像の滲みが抑制されるとともに、発色性に優れた画像を記録することができるインクジェット記録方法などの提供。【解決手段】 水性インク、及び、前記水性インクと反応する反応剤を含有する水性反応液を、記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法である。前記水性反応液が、特定の多価金属塩、及び、特定の酸型の有機酸、からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有する。前記記録ヘッドの内部には、前記水性反応液を吐出する吐出口を有する液体流路と、前記液体流路に連通する液体供給口とが形成されており、前記液体流路、及び前記液体供給口からなる群より選ばれる少なくとも1種の内壁面が、特定の金属酸化物を含む保護膜で被覆されている。【選択図】 なし[Problem] To provide an inkjet recording method and the like that can record images with excellent color development while suppressing image bleeding and suppressing dissolution of the recording head. [Solution] An inkjet recording method in which an aqueous reaction liquid containing an aqueous ink and a reactant that reacts with the aqueous ink is ejected from a recording head to record an image on a recording medium. The aqueous reaction liquid contains at least one selected from the group consisting of a specific polyvalent metal salt and a specific acid-type organic acid. A liquid flow path having an ejection port for ejecting the aqueous reaction liquid and a liquid supply port communicating with the liquid flow path are formed inside the recording head, and at least one inner wall surface selected from the group consisting of the liquid flow path and the liquid supply port is coated with a protective film containing a specific metal oxide. [Selected Figure] None

Description

本発明は、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、並びに、水性インク及び水性反応液のセットに関する。 The present invention relates to an inkjet recording method, an inkjet recording device, and a set of an aqueous ink and an aqueous reaction liquid.

近年、インクジェット記録方法は、ポスターや大判の広告の印刷など、サインアンドディスプレイと呼ばれる分野で使用されることが増えている。この分野では、家庭用のインクジェット記録装置と比べ、記録面積が広いことを特徴として挙げることができる。また、画像が目を引く必要があるため、高い発色性を示す画像を記録することができるインクとすることが求められる。そして、繰り返しのインクの吐出に耐え得る記録ヘッドの高寿命化が求められる。記録ヘッド内のインク流路の部材の溶解を抑制するために、原子層堆積法(ALD:Atomic Layer Deposition)により流路部材表面に保護膜を設ける技術が知られている(特許文献1参照)。 In recent years, inkjet recording methods have been increasingly used in the field of sign and display, such as printing posters and large-format advertisements. In this field, inkjet recording devices are characterized by a larger recording area than domestic inkjet recording devices. In addition, because images need to be eye-catching, inks that can record images with high color development are required. Furthermore, there is a demand for long-lasting recording heads that can withstand repeated ink ejection. In order to prevent the dissolution of the ink flow path components in the recording head, a technology is known in which a protective film is provided on the surface of the flow path components by atomic layer deposition (ALD) (see Patent Document 1).

サインアンドディスプレイ分野においては生産性も重要であり、記録速度を上げることが求められる。この際、インクの付与量が大きい画像を記録する場合、インク滴の付与間隔が短くなり、インクの乾燥による増粘が起きづらくなる。その結果、記録媒体上でインクが定着するまでに記録媒体表面の横にインクが広がる場合がある。以下、このような現象を画像の滲みと記載する。このような現象に対して、インクの成分を凝集させる処理液を使用することで、記録媒体上に着弾したインクを急激に増粘させ、画像の滲みを抑制する方法が提案されている(特許文献2参照)。また、ALDによりインク流路に保護膜を有するヘッドに対し、ALDのピンホールにインク中のアニオン成分を吸着させ、流路部材のインクによる溶解を抑制する方法が提案されている(特許文献3参照)。 In the sign and display field, productivity is also important, and there is a demand for increasing the recording speed. In this case, when recording an image in which a large amount of ink is applied, the interval between ink droplets is shortened, and thickening due to drying of the ink is less likely to occur. As a result, the ink may spread laterally across the surface of the recording medium before it is fixed on the recording medium. Hereinafter, this phenomenon will be referred to as image bleeding. In response to this phenomenon, a method has been proposed in which a treatment liquid that aggregates the ink components is used to rapidly thicken the ink that has landed on the recording medium, thereby suppressing image bleeding (see Patent Document 2). In addition, a method has been proposed in which an anion component in the ink is adsorbed into the ALD pinholes in a head that has a protective film on the ink flow path by ALD, thereby suppressing dissolution of the flow path member by the ink (see Patent Document 3).

特開2017-213860号公報JP 2017-213860 A 特開2019-157064号公報JP 2019-157064 A 特開2017-217907号公報JP 2017-217907 A

本発明者らの検討の結果、特許文献1に記載された記録ヘッドに、特許文献2及び特許文献3に記載されたインクをそれぞれ適用して、画像を記録したところ、得られる画像の発色性に向上の余地があることが判明した。 As a result of the inventors' investigations, when the inks described in Patent Documents 2 and 3 were applied to the recording head described in Patent Document 1 to record an image, it was found that there was room for improvement in the color development of the resulting image.

したがって、本発明の目的は、記録ヘッドの溶解を抑制しながら、画像の滲みが抑制されるとともに、発色性に優れた画像を記録することができるインクジェット記録方法を提供することにある。また、本発明の別の目的は、このインクジェット記録方法に用いるインクジェット記録装置、並びに、水性インク及び水性反応液のセットを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an inkjet recording method that can record images with excellent color development while suppressing image bleeding and preventing dissolution of the recording head. Another object of the present invention is to provide an inkjet recording device for use in this inkjet recording method, and a set of an aqueous ink and an aqueous reaction liquid.

すなわち、本発明によれば、水性インク、及び、前記水性インクと反応する反応剤を含有する水性反応液を、記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、前記水性反応液を前記記録媒体に付与する反応液付与工程と、前記記録媒体の前記水性反応液が付与される領域の少なくとも一部に重なるように、前記水性インクを付与するインク付与工程と、を有し、前記水性反応液が、(i)20℃における水への溶解度(g/100mL)が3.0g/100mL以上108.0g/100mL以下の多価金属塩、及び、(ii)20℃におけるpKaが3.2以上4.6以下の酸型の有機酸、からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有し、前記記録ヘッドの内部には、前記水性反応液を吐出する吐出口を有する液体流路と、前記液体流路に連通する液体供給口とが形成されており、前記液体流路、及び前記液体供給口からなる群より選ばれる少なくとも1種の内壁面が、金属酸化物を含む保護膜で被覆されており、前記金属酸化物が、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化バナジウム、及び酸化タンタルからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とするインクジェット記録方法が提供される。 That is, according to the present invention, there is provided an inkjet recording method for ejecting an aqueous ink and an aqueous reaction liquid containing a reactant that reacts with the aqueous ink from a recording head to record an image on a recording medium, the method comprising: a reaction liquid application step of applying the aqueous reaction liquid to the recording medium; and an ink application step of applying the aqueous ink so as to overlap at least a portion of the area of the recording medium to which the aqueous reaction liquid is applied, the aqueous reaction liquid being selected from the group consisting of (i) a polyvalent metal salt having a solubility in water (g/100 mL) of 3.0 g/100 mL or more and 108.0 g/100 mL or less at 20° C., and (ii) a polyvalent metal salt having a solubility in water (g/100 mL) of 3.0 g/100 mL or more and 108.0 g/100 mL or less at 20° C. and an acid-type organic acid having a pKa of 3.2 or more and 4.6 or less in an aqueous solution, a liquid flow path having an ejection port for ejecting the aqueous reaction liquid and a liquid supply port communicating with the liquid flow path are formed inside the recording head, and at least one inner wall surface selected from the group consisting of the liquid flow path and the liquid supply port is coated with a protective film containing a metal oxide, and the metal oxide is at least one selected from the group consisting of titanium oxide, zirconium oxide, vanadium oxide, and tantalum oxide.

本発明によれば、記録ヘッドの溶解を抑制しながら、画像の滲みが抑制されるとともに、発色性に優れた画像を記録することができるインクジェット記録方法を提供することができる。また、本発明によれば、このインクジェット記録方法に用いるインクジェット記録装置、並びに、水性インク及び水性反応液のセットを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an inkjet recording method that can record images with excellent color development while suppressing image bleeding and suppressing dissolution of the recording head. In addition, according to the present invention, it is possible to provide an inkjet recording device for use in this inkjet recording method, and a set of an aqueous ink and an aqueous reaction liquid.

本発明のインクジェット記録装置の一実施形態を模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating an embodiment of an inkjet recording apparatus of the present invention. 本発明のインクジェット記録装置の一実施形態を模式的に示す側面図である。1 is a side view diagrammatically illustrating an embodiment of an inkjet recording apparatus of the present invention. 反応液を記録ヘッドに供給する供給機構の一例を示す模式図である。4 is a schematic diagram showing an example of a supply mechanism that supplies a reaction liquid to a recording head. FIG. 反応液の記録ヘッドの吐出素子基板の断面を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a cross section of an ejection element substrate of a reaction liquid recording head. 反応液の記録ヘッドの一例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a reaction liquid recording head. 反応液の記録ヘッドの構成の一例を示す部分斜視図である。FIG. 2 is a partial perspective view showing an example of the configuration of a reaction liquid recording head. 反応液の記録ヘッドの構成の一例を模式的に示す図であり、(a)は正面図、(b)は(a)のA-A断面図である。1A and 1B are diagrams showing an example of the configuration of a reaction liquid recording head, in which (a) is a front view and (b) is a cross-sectional view taken along the line AA of (a).

以下に、好ましい実施の形態を挙げて、さらに本発明を詳細に説明する。本発明においては、化合物が塩である場合は、インク中では塩はイオンに解離して存在しているが、便宜上、「塩を含有する」と表現する。また、インクジェット用の水性のインク及び反応液のことを、単に「インク」及び「反応液」と記載することがある。また、反応液は色材を含有する必要はなく、無色透明であるため、反応液のみによって記録媒体に「記録」が行われるものではないが、便宜上、反応液を吐出するためのヘッドのことを「記録ヘッド」と記載する。物性値は、特に断りのない限り、常温(25℃)における値である。「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリレート」と記載した場合は、それぞれ「アクリル酸、メタクリル酸」、「アクリレート、メタクリレート」を意味する。 The present invention will be described in more detail below with reference to preferred embodiments. In the present invention, when the compound is a salt, the salt is dissociated into ions in the ink, but for convenience, it is expressed as "containing a salt". In addition, the aqueous ink for inkjet and the reaction liquid may be simply referred to as "ink" and "reaction liquid". In addition, since the reaction liquid does not need to contain a coloring material and is colorless and transparent, "recording" on the recording medium is not performed only by the reaction liquid, but for convenience, the head for ejecting the reaction liquid is referred to as "recording head". Physical property values are values at room temperature (25°C) unless otherwise specified. When "(meth)acrylic acid" and "(meth)acrylate" are written, they mean "acrylic acid, methacrylic acid" and "acrylate, methacrylate", respectively.

サインアンドディスプレイ分野では、その表面がインクの吸収性をほぼ持たない塩化ビニル(塩ビ)やポリエチレンテレフタラート(PET)などで形成された、非吸収性の記録媒体が用いられることが多い。非吸収性の記録媒体ではインクの浸透が生じにくいため、画像の滲みが生じやすい。そのため、非吸収性の記録媒体においてインクドットが弾かれないようにして、滲みを抑制することが重要である。さらに高生産性を実現しながら、画像の滲みを抑制するために、特許文献2のようにインク中の成分を凝集させる反応剤を含有する反応液を用いることが有用である。反応液を用いた記録方法において、画像の滲みを抑制するためには、反応液とインクが記録媒体において接触した際に、インクの成分(顔料や樹脂など)が速やかに凝集し、記録媒体に固定化されることが必要である。ここで、インクの顔料や樹脂は、主にアニオン性基の電荷反発により分散、又は、溶解している。このアニオン性基による電荷反発を、反応液中の反応剤によって消失させることで、顔料や樹脂を凝集させる。画像の滲みを抑制するためには、インクのアニオン性基の電荷反発を消失させるのに十分な反応剤量が必要である。つまり、インクのアニオン性基の量を固定する場合、反応液の反応剤量を増やす、又は、反応液の付与量を増やすことが必要である。 In the sign and display field, non-absorbent recording media are often used, the surface of which is made of polyvinyl chloride (PVC) or polyethylene terephthalate (PET), which has almost no ink absorption. Since ink does not easily penetrate non-absorbent recording media, image bleeding is likely to occur. Therefore, it is important to prevent ink dots from being repelled on non-absorbent recording media to suppress bleeding. In order to suppress image bleeding while achieving high productivity, it is useful to use a reaction liquid containing a reactant that aggregates the components in the ink, as in Patent Document 2. In order to suppress image bleeding in a recording method using a reaction liquid, it is necessary that the components of the ink (pigment, resin, etc.) quickly aggregate and are fixed on the recording medium when the reaction liquid and the ink come into contact with each other on the recording medium. Here, the pigment and resin of the ink are dispersed or dissolved mainly due to the charge repulsion of the anionic groups. The charge repulsion due to this anionic group is eliminated by the reactant in the reaction liquid, causing the pigment and resin to aggregate. In order to suppress image bleeding, a sufficient amount of reactant is required to eliminate the charge repulsion of the anionic groups of the ink. In other words, to fix the amount of anionic groups in the ink, it is necessary to increase the amount of reactant in the reaction liquid or to increase the amount of reaction liquid applied.

一方、画像の発色性の観点では、記録媒体でインクと反応液が接触した際、前述した反応液中の反応剤量を多くする、又は反応液の付与量を増やすと、凝集性が高まる。そのため、インクドットが急激に凝集し、記録媒体にインクが濡れ広がらずに嵩高い状態で固定される。嵩高いインクドットで形成された画像は表面に凹凸が発生し、画像表面において光の散乱が起こり、発色性が低下することが考えられる。画像の発色性の低下を抑制するためには、例えば、反応液の付与量を減らし、インクの成分との凝集性を下げることで、インクのドットの嵩高さを抑える方法が考えられる。しかし、凝集性が弱まると上記の通り画像の滲みを抑制することができない。つまり、インクと反応液の付与量の調整だけでは、画像の滲み抑制と発色性のトレードオフの関係を打破することはできない。 On the other hand, from the viewpoint of color development of an image, when the ink and the reaction liquid contact each other on a recording medium, increasing the amount of reactant in the reaction liquid described above or increasing the amount of the reaction liquid applied increases the cohesion. Therefore, the ink dots rapidly cohere, and the ink is fixed in a bulky state without spreading wet on the recording medium. It is considered that an image formed with bulky ink dots has an uneven surface, and light scattering occurs on the image surface, resulting in a decrease in color development. In order to suppress the decrease in color development of an image, for example, a method of suppressing the bulkiness of the ink dots by reducing the amount of reaction liquid applied and reducing the cohesion with the ink components is conceivable. However, if the cohesion is weakened, it is not possible to suppress the bleeding of the image as described above. In other words, the trade-off relationship between the suppression of bleeding of an image and the color development cannot be overcome by simply adjusting the amount of ink and reaction liquid applied.

上記を鑑みて、本発明者らが検討した結果、解離をある程度抑えた反応剤として、特定の多価金属塩又は酸型の有機酸を用いることで、画像の滲み抑制と発色性とを高いレベルで両立できることを見出した。但し、画像の滲み抑制及び発色性を両立できる一方で、上記反応液を記録ヘッドから吐出させながら長期間記録を行うと、別の課題が生ずることがわかった。具体的には、記録ヘッド内の反応液に接触する部材が、反応剤の影響で浸食されることがわかった。浸食がすすむと、記録ヘッドを構成する部材の溶解が進行しやすくなり、電気熱変換素子などが破損しやすくなる。 In light of the above, the inventors conducted research and found that by using a specific polyvalent metal salt or an acid-type organic acid as a reactant with a certain degree of suppressed dissociation, it is possible to achieve a high level of both suppression of image bleeding and color development. However, while it is possible to achieve both suppression of image bleeding and color development, it was found that another problem arises when recording is performed for a long period of time while the above reaction liquid is ejected from the recording head. Specifically, it was found that the members in the recording head that come into contact with the reaction liquid are eroded by the influence of the reaction agent. As the erosion progresses, the members that make up the recording head are more likely to dissolve, making the electrothermal conversion elements and the like more likely to be damaged.

本発明者らが、特定の反応剤を含有する反応液を長期間にわたって吐出させた場合に生じた記録ヘッドの溶解という現象を解析したところ、記録ヘッドを構成する部材の表面に設けられた保護層が溶解していることがわかった。この現象を踏まえ、上記の課題を解決するために、反応剤の特性を調整することを検討した。その結果、反応剤として、水への溶解度が所定の範囲内にある多価金属塩、又は、pKaが所定の範囲内にある有機酸を用いることで、画像の滲み抑制と発色性とを両立しながら、記録ヘッドの溶解が抑制され、長期間にわたって画像を記録しうるという知見を得た。 The inventors analyzed the phenomenon of dissolution of the recording head that occurs when a reaction liquid containing a specific reactant is ejected for a long period of time, and found that the protective layer provided on the surface of the member that constitutes the recording head is dissolved. In light of this phenomenon, they considered adjusting the characteristics of the reactant in order to solve the above problem. As a result, they discovered that by using a polyvalent metal salt with a solubility in water within a specified range or an organic acid with a pKa within a specified range as a reactant, dissolution of the recording head is suppressed while suppressing bleeding of the image and color development, and images can be recorded for a long period of time.

すなわち、本発明のインクジェット記録方法は以下の特徴を有する。反応液は、反応剤として、以下の(i)及び(ii)からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有する。反応剤は、(i)20℃における水への溶解度が3.0g/100mL以上108.0g/100mL以下の多価金属塩、及び、(ii)20℃におけるpKaが3.2以上4.6以下の酸型の有機酸、からなる群より選ばれる少なくとも1種である。記録ヘッドの内部には、反応液を吐出する吐出口を有する液体流路と、液体流路に連通する液体供給口とが形成されている。そして、液体流路、及び液体供給口からなる群より選ばれる少なくとも1種の内壁面は、金属酸化物を含む保護膜で被覆されている。また、保護膜に含まれる金属酸化物は、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化バナジウム、及び酸価タンタルからなる群より選ばれる少なくとも1種である。そして、反応液及びインクを記録媒体において重なるように付与して画像を記録する。上記の構成によって、記録ヘッドの溶解を抑制しながら、滲みが抑制されるとともに、優れた発色性を有する画像を記録できるメカニズムを、本発明者らは以下のように推測している。 That is, the inkjet recording method of the present invention has the following characteristics. The reaction liquid contains at least one type selected from the group consisting of the following (i) and (ii) as a reactant. The reactant is at least one type selected from the group consisting of (i) polyvalent metal salts having a solubility in water at 20 ° C. of 3.0 g/100 mL or more and 108.0 g/100 mL or less, and (ii) acid-type organic acids having a pKa of 3.2 to 4.6 at 20 ° C. Inside the recording head, a liquid flow path having an ejection port for ejecting the reaction liquid and a liquid supply port communicating with the liquid flow path are formed. At least one inner wall surface selected from the group consisting of the liquid flow path and the liquid supply port is covered with a protective film containing a metal oxide. The metal oxide contained in the protective film is at least one type selected from the group consisting of titanium oxide, zirconium oxide, vanadium oxide, and acid value tantalum. Then, the reaction liquid and the ink are applied so as to overlap on the recording medium to record an image. The inventors speculate that the mechanism by which the above configuration prevents the recording head from dissolving while also suppressing bleeding and allowing images to be recorded with excellent color development is as follows.

記録媒体上でインクドットが反応液と接触し、インクドットの嵩高さが決まるまでの時間のオーダーは、インクと反応液との接触後数百ミリ秒オーダーであると考えられる。20℃における水への溶解度が108.0g/100mL以下の多価金属塩、及び、20℃におけるpKaが3.2以上の酸型の有機酸は、反応液でのカチオン成分の解離がある程度抑えられている。そのため、上記の時間スケールの間ではカチオン成分の解離が一定の濃度以下の状況とすることができる。そのため、上記の範囲外の多価金属塩及び酸型の有機酸、つまりカチオン成分が多量に解離している場合に比べて、インクドットの高さを抑えることができる。一方で、画像の滲み抑制の観点では、インクドットの顔料が数mmオーダーで動いた場合初めて画像に滲みが生じていると認識される。顔料が数mmオーダーで動くために要する時間は、数秒のオーダーであり、その時間の間には反応液のカチオン成分は全て解離し、インクのアニオン成分との反応が十分に進行するため、滲みが抑制された画像が得られる。 The time from when the ink dots come into contact with the reaction liquid on the recording medium until the bulk of the ink dots is determined is thought to be on the order of several hundred milliseconds after the ink comes into contact with the reaction liquid. In polyvalent metal salts with a solubility in water of 108.0 g/100 mL or less at 20° C. and acid-type organic acids with a pKa of 3.2 or more at 20° C., the dissociation of cationic components in the reaction liquid is suppressed to a certain degree. Therefore, the dissociation of cationic components can be kept below a certain concentration during the above time scale. Therefore, the height of the ink dots can be suppressed compared to polyvalent metal salts and acid-type organic acids outside the above range, that is, when a large amount of cationic components are dissociated. On the other hand, from the perspective of suppressing image bleeding, it is only when the pigment of the ink dots moves on the order of several mm that bleeding is recognized to have occurred in the image. The time required for the pigment to move on the order of several mm is on the order of several seconds, during which time all the cationic components of the reaction liquid dissociate and the reaction with the anionic components of the ink proceeds sufficiently, resulting in an image with suppressed bleeding.

一方で、上記の反応剤を含有する反応液を記録ヘッドに充填して長期間吐出を行うと、記録ヘッド内部の部材表面に被覆されている保護膜が溶解する場合があることがわかった。その原因は、以下の通りであると考えられる。上記の反応剤は、前述の通り、カチオン成分が十分に解離しづらい状態である。つまり、反応液中で、上記の反応剤は、アニオン成分とカチオン成分に解離するものの、一定濃度までしか解離が進まない状態にある。そのため、アニオン成分はカチオン成分と中和し元の状態に戻るものもあると考えられる。ここで、カチオン成分が十分に解離しづらい場合は、アニオン成分も解離が低い、つまり、反応液でアニオン成分が不安定な状態にあると考えられる。ここで、不安定化されたアニオン成分は大部分が元のカチオン成分と中和し元の状態に戻るが、一部の不安定化されたアニオン成分が、保護膜を形成する金属成分と錯体を形成する。その結果、保護膜の溶解につながると考えられる。本発明の記録ヘッドにおいて、保護膜として用いられる金属成分としては、例えば、チタン、ジルコニウム、バナジウム、及びタンタルを挙げることができるが、いずれも上記の多価金属塩及び有機酸と錯体を形成してしまう。そこで、ある程度カチオン成分の解離が進むような反応剤を用いることで、保護膜の溶解を抑制できる。 On the other hand, it has been found that when a reaction liquid containing the above-mentioned reactant is filled into a recording head and discharged for a long period of time, the protective film coated on the surface of the member inside the recording head may dissolve. The cause is considered to be as follows. As described above, the above-mentioned reactant is in a state in which the cationic components are difficult to dissociate sufficiently. In other words, in the reaction liquid, the above-mentioned reactant is in a state in which the dissociation proceeds only to a certain concentration, although the above-mentioned reactant dissociates into anionic components and cationic components. Therefore, it is considered that some of the anionic components neutralize with the cationic components and return to their original state. Here, when the cationic components are difficult to dissociate sufficiently, it is considered that the anionic components are also poorly dissociated, that is, the anionic components are in an unstable state in the reaction liquid. Here, most of the destabilized anionic components neutralize with the original cationic components and return to their original state, but some of the destabilized anionic components form a complex with the metal components that form the protective film. As a result, it is considered that this leads to the dissolution of the protective film. In the recording head of the present invention, examples of the metal components used as the protective film include titanium, zirconium, vanadium, and tantalum, and all of them form complexes with the above-mentioned polyvalent metal salts and organic acids. Therefore, by using a reactant that dissociates the cationic components to a certain extent, dissolution of the protective film can be suppressed.

以上より、反応剤として、以下の(i)及び(ii)からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いることで、反応剤のアニオン成分の解離を好ましい範囲に抑えられる。反応剤は、(i)20℃における水への溶解度が3.0g/100mL以上108.0g/100mL以下の多価金属塩、及び、(ii)20℃におけるpKaが3.2以上4.6以下の酸型の有機酸、からなる群より選ばれる少なくとも1種である。そのため、記録ヘッドの溶解を抑制しながら、滲みが抑制されるとともに発色性に優れた画像を記録できる。 From the above, by using at least one selected from the group consisting of (i) and (ii) below as the reactant, the dissociation of the anion component of the reactant can be suppressed within a preferred range. The reactant is at least one selected from the group consisting of (i) polyvalent metal salts having a solubility in water at 20°C of 3.0 g/100 mL or more and 108.0 g/100 mL or less, and (ii) acid-type organic acids having a pKa of 3.2 or more and 4.6 or less at 20°C. Therefore, it is possible to suppress dissolution of the recording head, while suppressing bleeding and recording images with excellent color development.

<インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、並びに、水性インク及び水性反応液のセット>
本発明のインクジェット記録方法は、インクジェット方式の記録ヘッドから水性インク及び水性反応液を吐出し、記録媒体に付与して画像を記録する方法である。本発明のインクジェット記録方法は、水性反応液を記録媒体に付与する反応液付与工程、及び、水性反応液が付与される領域の少なくとも一部に重なるように、水性インクを付与する水性インク付与工程を有する。水性反応液は、(i)20℃における水への溶解度(g/100mL)が3.0g/100mL以上108.0g/100mL以下の多価金属塩、及び、(ii)20℃におけるpKaが3.2以上4.6以下の酸型の有機酸、からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有する。記録ヘッドの内部には、水性反応液を吐出する吐出口を有する液体流路と、液体流路に連通する液体供給口とが形成されている。そして、液体流路、及び液体供給口からなる群より選ばれる少なくとも1種の内壁面は、金属酸化物(酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化バナジウム、及び酸化タンタルからなる群より選ばれる少なくとも1種である)を含む保護膜で被覆されている。
<Inkjet recording method, inkjet recording device, and set of aqueous ink and aqueous reaction liquid>
The inkjet recording method of the present invention is a method of ejecting an aqueous ink and an aqueous reaction liquid from an inkjet recording head and applying them to a recording medium to record an image. The inkjet recording method of the present invention includes a reaction liquid applying step of applying the aqueous reaction liquid to the recording medium, and an aqueous ink applying step of applying an aqueous ink so as to overlap at least a part of the area to which the aqueous reaction liquid is applied. The aqueous reaction liquid contains at least one selected from the group consisting of (i) a polyvalent metal salt having a solubility in water (g/100 mL) at 20° C. of 3.0 g/100 mL to 108.0 g/100 mL, and (ii) an acid-type organic acid having a pKa at 20° C. of 3.2 to 4.6. Inside the recording head, a liquid flow path having an ejection port for ejecting the aqueous reaction liquid and a liquid supply port communicating with the liquid flow path are formed. At least one inner wall surface selected from the group consisting of the liquid flow path and the liquid supply port is covered with a protective film containing a metal oxide (at least one selected from the group consisting of titanium oxide, zirconium oxide, vanadium oxide, and tantalum oxide).

また、本発明のインクジェット記録装置は、インクジェット方式の記録ヘッドから水性インク及び水性反応液を吐出し、記録媒体に付与して画像を記録するインクジェット記録方法に用いる装置である。そして、上記記録方法に好適に用いられる装置である。本発明のインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置では、活性エネルギー線などの照射により画像を硬化する必要はない。 The inkjet recording apparatus of the present invention is an apparatus used in an inkjet recording method in which an aqueous ink and an aqueous reaction liquid are ejected from an inkjet recording head and applied to a recording medium to record an image. The inkjet recording apparatus is an apparatus suitable for use in the above-mentioned recording method. In the inkjet recording method and inkjet recording apparatus of the present invention, it is not necessary to cure the image by irradiation with active energy rays or the like.

本発明の水性インク及び水性反応液のセットは、水性インク、及び、水性インクと反応する反応剤を含有する水性反応液を、記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法に用いられるセットである。そして、上記の記録方法に好適に用いられるセットである。セットの形態には、複数のインク(反応液)をそれぞれ独立に収容してなる複数のインクカートリッジのセットや、複数のインク(反応液)をそれぞれ収容してなる複数のインク収容部を組み合わせて一体的に構成されたインクカートリッジの状態、が含まれる。本発明のセットは、インク、及び反応液を組み合わせて用いることができるように構成されていれば、上記の形態に限られるものではなく、どのような形態であってもよい。 The set of aqueous ink and aqueous reaction liquid of the present invention is a set used in an inkjet recording method in which an aqueous ink and an aqueous reaction liquid containing a reactant that reacts with the aqueous ink are ejected from a recording head to record an image on a recording medium. The set is suitable for use in the above recording method. The form of the set includes a set of multiple ink cartridges each containing multiple inks (reaction liquids) independently, and an ink cartridge formed integrally by combining multiple ink storage sections each containing multiple inks (reaction liquids). The set of the present invention is not limited to the above form and may be in any form as long as it is configured so that the inks and reaction liquids can be used in combination.

以下、本発明のインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置(以下、単に「記録方法及び記録装置」とも記す)について詳細に説明する。 The inkjet recording method and inkjet recording device of the present invention (hereinafter, simply referred to as the "recording method and recording device") will be described in detail below.

図1は、本発明のインクジェット記録装置の一実施形態を模式的に示す斜視図である。また、図2は、本発明のインクジェット記録装置の一実施形態を模式的に示す側面図である。図1及び2に示すように、本実施形態の記録装置は、インクを吐出するインクジェット方式の記録ヘッド22を備える。記録ヘッド22は、熱エネルギーの作用によりインクを吐出する記録ヘッドである。熱エネルギーの作用によりインクを吐出する記録ヘッドは、電気熱変換素子に電気パルスを加えることでインクに熱エネルギーを付与し、吐出口からインクを吐出させる。ここでは熱エネルギーの作用によりインクを吐出する記録ヘッドを例に挙げたが、力学的エネルギーの作用によりインクを吐出する記録ヘッドを採用してもよい。また、インクを吐出する記録ヘッド22は、反応液を吐出する記録ヘッドと同様の構成とすることができる。 FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the inkjet recording device of the present invention. FIG. 2 is a side view showing an embodiment of the inkjet recording device of the present invention. As shown in FIGS. 1 and 2, the recording device of this embodiment includes an inkjet recording head 22 that ejects ink. The recording head 22 is a recording head that ejects ink by the action of thermal energy. A recording head that ejects ink by the action of thermal energy applies thermal energy to the ink by applying an electric pulse to an electrothermal conversion element, thereby ejecting the ink from the ejection port. Here, a recording head that ejects ink by the action of thermal energy is given as an example, but a recording head that ejects ink by the action of mechanical energy may also be used. Also, the recording head 22 that ejects ink can be configured similarly to a recording head that ejects a reaction liquid.

周囲の環境によってインクや反応液の温度が変化すると、その粘度が変化してしまい、吐出量が変動してしまう場合がある。その結果、画像の滲みが十分に抑制できない場合がある。そのため、サーマル方式の記録ヘッドは、記録ヘッド内の反応液を加熱する加熱機構を備えることが好ましい。つまり、記録ヘッドは温調機構を有することが好ましい。一方で、温調機構を備える場合、記録ヘッドの保護膜を溶解させ得る反応液を充填した場合、保護膜の溶解が促進されてしまう。しかしながら、本発明の構成とすることで、保護膜の溶解を十分に抑制できる。 When the temperature of the ink or reaction liquid changes due to the surrounding environment, the viscosity may change, causing the amount of ink ejected to fluctuate. As a result, bleeding of the image may not be sufficiently suppressed. For this reason, it is preferable that a thermal type recording head is equipped with a heating mechanism that heats the reaction liquid inside the recording head. In other words, it is preferable that the recording head has a temperature control mechanism. On the other hand, when a temperature control mechanism is provided, when the recording head is filled with a reaction liquid that can dissolve the protective film of the recording head, dissolution of the protective film is promoted. However, by adopting the configuration of the present invention, dissolution of the protective film can be sufficiently suppressed.

加熱方法としては、例えば、記録ヘッドに接触するように配設される温度調整用のヒータや、液体吐出用のヒータなどを挙げることができる。液体吐出用のヒータによって記録ヘッドを加熱又は加温するには、例えば、液体が吐出しない程度の電流を繰り返し通電すればよい。記録ヘッド及び記録ヘッド内の液体の温度は、例えば、記録ヘッドに設けた温度センサで読み取ることができる。記録ヘッド、インク、及び反応液の温度は、40℃以上70℃以下に調整されることが好ましい。 Examples of heating methods include a heater for temperature adjustment arranged in contact with the recording head, and a heater for liquid ejection. To heat or warm the recording head using a heater for liquid ejection, for example, a current that does not eject liquid may be repeatedly passed through the recording head. The temperature of the recording head and the liquid inside the recording head can be read, for example, by a temperature sensor provided on the recording head. The temperature of the recording head, ink, and reaction liquid is preferably adjusted to 40°C or higher and 70°C or lower.

〔加熱工程〕
本発明の記録方法は、インク(及び反応液)が付与された記録媒体を加熱(加熱処理)する工程を有してもよい。インクが付与された記録媒体を加熱することで、乾燥を促進したり、画像の強度を高めたりすることができる。
[Heating process]
The recording method of the present invention may include a step of heating (heat treatment) the recording medium to which the ink (and reaction liquid) has been applied. Heating the recording medium to which the ink has been applied can promote drying and increase the strength of the image.

記録媒体を加熱する手段としては、例えば、ヒータなどの公知の加温手段、ドライヤなどの送風を利用した送風手段、及びこれらを組み合わせた手段などの加熱手段を挙げることができる。加熱手段としては、上記の加温手段、送風手段、及びこれらを組み合わせた手段などを挙げることができる。加熱処理の方法としては、例えば、記録媒体の記録面(インクの付与面)とは反対側(裏面)からヒータなどで熱を与える方法、記録媒体の記録面に温風又は熱風を当てる方法、記録面又は裏面から赤外線ヒータを用いて加熱する方法などを挙げることができる。また、これらの複数を組み合わせてもよい。 Examples of the means for heating the recording medium include known heating means such as a heater, air blowing means using air blowing such as a dryer, and combinations of these. Examples of the heating means include the above heating means, air blowing means, and combinations of these. Examples of the heat treatment method include a method of applying heat from the opposite side (back side) to the recording surface (ink application surface) of the recording medium using a heater, a method of applying warm or hot air to the recording surface of the recording medium, and a method of heating from the recording surface or back side using an infrared heater. A combination of these methods may also be used.

画像の耐擦過性を高めることができるため、インクが付与された記録媒体の加熱温度は、50℃以上90℃以下とすることが好ましい。インクが付与された記録媒体の加熱温度は、記録装置の加熱手段に対応する位置に組み込んだセンサにより読み取ってもよいし、インクと記録媒体の種類に応じて定めておいた熱量と記録媒体の温度との関係から判断してもよい。 The heating temperature of the recording medium to which the ink has been applied is preferably 50°C or higher and 90°C or lower, in order to increase the abrasion resistance of the image. The heating temperature of the recording medium to which the ink has been applied may be read by a sensor incorporated in a position corresponding to the heating means of the recording device, or may be determined from the relationship between the amount of heat and the temperature of the recording medium, which is determined according to the type of ink and recording medium.

図1及び2に示す記録装置では、記録ヘッド22が主走査方向Bに往復走査する位置よりも、副走査方向Aの下流側の位置に、フレーム(図示せず)に支持されたヒータ25が配置されている。インクが付与された記録媒体1をヒータ25によって加熱する。ヒータ25としては、シーズヒータやハロゲンヒータなどを挙げることができる。ヒータ25はヒータカバー26に覆われている。ヒータカバー26は、ヒータ25から生じた熱を記録媒体1に効率よく照射するための部材である。さらに、ヒータカバー26は、ヒータ25を保護する部材でもある。記録ヘッド22から吐出されたインクが付与された記録媒体1は、巻き取りスプール27により巻き取られ、ロール状の巻き取り媒体24を形成する。 In the recording device shown in Figures 1 and 2, a heater 25 supported by a frame (not shown) is disposed downstream in the sub-scanning direction A from the position where the recording head 22 reciprocates in the main scanning direction B. The recording medium 1 to which ink has been applied is heated by the heater 25. Examples of the heater 25 include a sheath heater and a halogen heater. The heater 25 is covered by a heater cover 26. The heater cover 26 is a member for efficiently irradiating the heat generated by the heater 25 to the recording medium 1. Furthermore, the heater cover 26 is also a member for protecting the heater 25. The recording medium 1 to which ink has been applied ejected from the recording head 22 is wound by a winding spool 27 to form a roll-shaped wound medium 24.

インクジェット記録方法は、記録ヘッド内で、反応液を循環する機構を備えることが好ましい。記録ヘッドの吐出口近傍で起こる反応液の水分蒸発により、液体の粘度上昇に伴う吐出性の低下により、画像の滲みを十分に抑制することができない場合がある。そのため、液体を記録ヘッド内で循環させることで、吐出口近傍の粘度上昇を抑え、常に安定した吐出が得られ、画像の滲みを有効に抑制することができる。 The inkjet recording method preferably includes a mechanism for circulating the reaction liquid within the recording head. When water from the reaction liquid evaporates near the nozzles of the recording head, the viscosity of the liquid increases, causing a decrease in ejection properties, and it may not be possible to sufficiently suppress bleeding of the image. Therefore, by circulating the liquid within the recording head, the increase in viscosity near the nozzles can be suppressed, stable ejection can be always achieved, and bleeding of the image can be effectively suppressed.

図3は、反応液を記録ヘッド内で循環する機構の一例を示す模式図である。図3に示すようにポンプP2によってメインタンクT1から、サブタンクT2へ液体を供給する。次にポンプP1によって、サブタンクT2からヘッドH1000へと液体が供給される。循環を行いたい場合はバルブV1を開け、P1を作動し続けることで、記録ヘッドH1000の流路内を通過した液体をT2へ戻し、再度記録ヘッドH1000へ送る経路で液体を循環させることができる。反応液を循環させる流量(循環流量)としては、1.0mL/min以上10.0mL/minであることが好ましく、2.0mL/min以上5.0mL/min以下であることがさらに好ましい。 Figure 3 is a schematic diagram showing an example of a mechanism for circulating the reaction liquid within the recording head. As shown in Figure 3, pump P2 supplies liquid from main tank T1 to sub tank T2. Next, pump P1 supplies liquid from sub tank T2 to head H1000. When circulation is required, valve V1 is opened and P1 is kept operating, so that the liquid that has passed through the flow path of recording head H1000 is returned to T2, and the liquid can be circulated through a path that sends it back to recording head H1000. The flow rate at which the reaction liquid is circulated (circulation flow rate) is preferably 1.0 mL/min or more and 10.0 mL/min or less, and more preferably 2.0 mL/min or more and 5.0 mL/min or less.

なかでも、記録ヘッドは、反応液を吐出する吐出口と、反応液を吐出するためのエネルギーを発生する吐出素子と、吐出口と吐出素子の間で連通してその内部に反応液が流通する第1流路及び第2流路と、を具備することが好ましい。その場合、反応液吐出工程とは別に、第1流路内の反応液を第2流路へと循環させる循環工程とすることができる。 In particular, the recording head preferably includes an ejection port for ejecting the reaction liquid, an ejection element for generating energy for ejecting the reaction liquid, and a first flow path and a second flow path that communicate between the ejection port and the ejection element and through which the reaction liquid flows. In this case, a circulation process can be performed in which the reaction liquid in the first flow path is circulated to the second flow path, separate from the reaction liquid ejection process.

以下、上記の循環工程を有する記録ヘッドについて図4を用いて詳細に説明する。図4は、反応液の記録ヘッドの吐出素子基板の断面を示す斜視図である。ここでは、反応液の記録ヘッドとして記載しているが、インクの記録ヘッドも同様の構成とすることができる。以下、反応液の記録ヘッドを単に記録ヘッドとも記載する。図4に示すように、吐出素子基板10は、吐出口17が形成された吐出口形成部材5と、吐出素子(不図示)が配設された基板11とを備える。吐出口形成部材5と基板11が積層されることで、反応液が循環する第1流路18及び第2流路19が形成される。第1流路18は、流入路6中の反応液が流入する流入口8から、吐出口1と吐出素子の間の部分までの領域である。また、第2流路19は、吐出口1と吐出素子との間の部分から、流出路7へと反応液が流出する流出口9までの領域である。例えば、圧力の高い流入口8と圧力の低い流出口9といったように、流入口8と流出口9との間に圧力差を持たせれば、圧力の高い方から低い方へ(図4中の矢印の方向へ)と反応液を流動させることができる。流入路6及び流入口8を通った反応液は、第1流路18内に入る。そして、吐出口17と吐出素子との間の部分を通った反応液は、第2流路19及び流出口9を通って、流出路7へと流れる。 The recording head having the above-mentioned circulation process will be described in detail below with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a perspective view showing a cross section of the discharge element substrate of the recording head of the reaction liquid. Here, it is described as a recording head of the reaction liquid, but the recording head of the ink can have a similar configuration. Hereinafter, the recording head of the reaction liquid will also be simply described as a recording head. As shown in FIG. 4, the discharge element substrate 10 includes a discharge port forming member 5 in which a discharge port 17 is formed, and a substrate 11 in which a discharge element (not shown) is arranged. The discharge port forming member 5 and the substrate 11 are laminated to form a first flow path 18 and a second flow path 19 through which the reaction liquid circulates. The first flow path 18 is a region from the inlet 8 through which the reaction liquid in the inflow path 6 flows in to the part between the discharge port 1 and the discharge element. The second flow path 19 is a region from the part between the discharge port 1 and the discharge element to the outlet 9 through which the reaction liquid flows out to the outflow path 7. For example, if a pressure difference is created between the inlet 8 and the outlet 9, such as a high-pressure inlet 8 and a low-pressure outlet 9, the reaction liquid can flow from the high-pressure side to the low-pressure side (in the direction of the arrow in Figure 4). The reaction liquid that passes through the inlet 6 and the inlet 8 enters the first flow path 18. Then, the reaction liquid that passes through the portion between the outlet 17 and the ejection element flows through the second flow path 19 and the outlet 9 to the ejection path 7.

第1流路内の反応液を第2流路へと循環させる循環工程は、吐出口から反応液を吐出する吐出工程とは別の工程(異なる工程)とすることができる。また、循環工程における第1流路から第2流路への反応液の循環は、吐出口と吐出素子の間への反応液の充填とは別に行うことが好ましい。循環工程は、吐出口から反応液を排出することなく、第1流路内の反応液を第2流路へと循環させる工程であることが好ましい。吐出口からのインクの排出には、予備吐出や吸引などの回復動作が含まれる。記録ヘッドの回復動作の際には、第1流路から第2流路への反応液の循環は停止させてもよい。さらに、循環工程では、吐出素子とは別の循環手段によって、第1流路から第2流路へと反応液を循環させることが好ましい。 The circulation process of circulating the reaction liquid in the first flow path to the second flow path can be a separate process (different process) from the ejection process of ejecting the reaction liquid from the ejection port. In addition, the circulation of the reaction liquid from the first flow path to the second flow path in the circulation process is preferably performed separately from the filling of the reaction liquid between the ejection port and the ejection element. The circulation process is preferably a process of circulating the reaction liquid in the first flow path to the second flow path without discharging the reaction liquid from the ejection port. Discharging the ink from the ejection port includes a recovery operation such as preliminary ejection or suction. During the recovery operation of the recording head, the circulation of the reaction liquid from the first flow path to the second flow path may be stopped. Furthermore, in the circulation process, it is preferable to circulate the reaction liquid from the first flow path to the second flow path by a circulation means other than the ejection element.

次いで、図5を参照しつつ、反応液を間欠的に循環させる方法について説明する。図5は、記録ヘッドの一例を部分的に示す断面図である。図5に示すように、流入口210から流入した反応液は、反応液の循環手段である循環ポンプ206の作用によって矢印の方向へと流動し、流出口212から流出する。また、循環ポンプ206は、反応液を間欠的に循環させることができるポンプである。このため、循環ポンプ206を駆動させることで、吐出口116と吐出素子216の間に反応液を間欠的に循環させることができる。 Next, a method of circulating the reaction liquid intermittently will be described with reference to FIG. 5. FIG. 5 is a cross-sectional view partially showing an example of a recording head. As shown in FIG. 5, the reaction liquid flowing in from the inlet 210 flows in the direction of the arrow by the action of the circulation pump 206, which is a means for circulating the reaction liquid, and flows out from the outlet 212. The circulation pump 206 is also a pump that can circulate the reaction liquid intermittently. Therefore, by driving the circulation pump 206, the reaction liquid can be circulated intermittently between the outlet 116 and the ejection element 216.

〔反応液の記録ヘッド〕
図6は、反応液の記録ヘッドの構成の一例を示す部分斜視図である。また、図7は、反応液の記録ヘッドの構成の一例を模式的に示す図であり、(a)は正面図、(b)は(a)のA-A断面図である。図6及び7に示すように、記録ヘッドは、発熱抵抗体であるヒータ16が形成された基板11と、液滴を吐出するオリフィスである複数の吐出口17が形成されたオリフィスプレート12とを備える。さらに、記録ヘッドは、各吐出口17に連通する、その内壁面にヒータ16が配置された液体流路13と、この液体流路13に連通する液体供給口14とを備える。ヒータ16は、電気熱変換素子として機能する。また、複数の吐出口17は、オリフィスプレート12の、ヒータ16に対応する位置に配置されるように形成されている。
[Reaction liquid recording head]
FIG. 6 is a partial perspective view showing an example of the configuration of a reaction liquid recording head. FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of a reaction liquid recording head, where (a) is a front view and (b) is a cross-sectional view taken along the line A-A of (a). As shown in FIGS. 6 and 7, the recording head includes a substrate 11 on which a heater 16, which is a heat generating resistor, is formed, and an orifice plate 12 on which a plurality of ejection ports 17, which are orifices for ejecting droplets, are formed. Furthermore, the recording head includes a liquid flow path 13, which communicates with each ejection port 17 and has a heater 16 disposed on its inner wall surface, and a liquid supply port 14 which communicates with the liquid flow path 13. The heater 16 functions as an electrothermal conversion element. Moreover, the plurality of ejection ports 17 are formed so as to be disposed at positions of the orifice plate 12 corresponding to the heater 16.

記録ヘッドは、液体流路13及び液体供給口14からなる群より選ばれる少なくとも1種の内壁面が、金属酸化物を含む保護膜15で被覆されている。保護膜15は、液体と接触する最表面に位置し、この保護膜15によって、液体と接触する基板11の内壁面の溶解を抑制することができる。保護膜15の厚さは5nm以上200nm以下であることが好ましく、5nm以上150nm以下であることがさらに好ましく、5nm以上100nm以下であることが特に好ましい。保護膜15による表面処理は、液体流路13及び液体供給口14の両方について行うことが好ましい。保護膜15を形成する材料は、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化バナジウム、及び酸化タンタルからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属酸化物である。金属酸化物は、酸化チタン、及び酸化タンタルからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、酸化チタンであることがさらに好ましい。 In the recording head, at least one inner wall surface selected from the group consisting of the liquid flow path 13 and the liquid supply port 14 is covered with a protective film 15 containing a metal oxide. The protective film 15 is located on the outermost surface that comes into contact with the liquid, and this protective film 15 can suppress dissolution of the inner wall surface of the substrate 11 that comes into contact with the liquid. The thickness of the protective film 15 is preferably 5 nm to 200 nm, more preferably 5 nm to 150 nm, and particularly preferably 5 nm to 100 nm. The surface treatment with the protective film 15 is preferably performed on both the liquid flow path 13 and the liquid supply port 14. The material forming the protective film 15 is at least one metal oxide selected from the group consisting of titanium oxide, zirconium oxide, vanadium oxide, and tantalum oxide. The metal oxide is preferably at least one selected from the group consisting of titanium oxide and tantalum oxide, and more preferably titanium oxide.

ヒータ16の表面へ保護膜を設ける場合には、液体流路13及び液体供給口14の内壁面と同じ材料であっても、異なる材料であってもよい。液体流路13及び液体供給口14の内壁面の保護膜と、ヒータ16の表面への保護膜と、は異なる材料で構成されることが好ましく、異なる金属を含む材料で構成されることがさらに好ましい。具体的には、液体流路13及び液体供給口14の内壁面には、チタン、及びバナジウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含む材料で構成される保護膜を形成することが好ましい。一方、ヒータ16の表面には、ジルコニウム、及びタンタルからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含む材料で構成される保護膜を形成することが好ましい。基板11の、ヒータ16及びヒータ16の駆動回路が形成される面には、通常、例えば、酸素、水分、及びその他の化学的ダメージ源から配線や集積回路(IC)を保護する不動態膜が形成されている。ヒータ16の表面への成膜方法としては、例えば、プラズマCVD(ChemicalVaporDeposition)法、触媒CVD法、蒸着法、及びスパッタ法などの物理的作用又は化学的作用による成膜方法を挙げることができる。 When a protective film is provided on the surface of the heater 16, it may be made of the same material as the inner wall surface of the liquid flow path 13 and the liquid supply port 14, or a different material. The protective film on the inner wall surface of the liquid flow path 13 and the liquid supply port 14 and the protective film on the surface of the heater 16 are preferably made of different materials, and more preferably made of materials containing different metals. Specifically, it is preferable to form a protective film on the inner wall surface of the liquid flow path 13 and the liquid supply port 14, which is made of a material containing at least one metal selected from the group consisting of titanium and vanadium. On the other hand, it is preferable to form a protective film on the surface of the heater 16, which is made of a material containing at least one metal selected from the group consisting of zirconium and tantalum. On the surface of the substrate 11 on which the heater 16 and the driving circuit of the heater 16 are formed, a passivation film is usually formed to protect the wiring and integrated circuit (IC) from, for example, oxygen, moisture, and other chemical damage sources. Examples of methods for forming a film on the surface of the heater 16 include methods that use physical or chemical action, such as plasma CVD (Chemical Vapor Deposition), catalytic CVD, vapor deposition, and sputtering.

液体流路13及び液体供給口14からなる群より選ばれる少なくとも1種の内壁面に保護膜を形成するためには、例えば以下のようにすることができる。必要に応じて基板11とオリフィスプレート12の境界をシールドした状態とする。そして、この状態で基板11の裏面側から液体供給口14内に膜ソースを導入する。これにより、液体供給口14の内壁面に金属酸化物を含む保護膜15を選択的に成膜することができる。一方、基板11の表面側から膜ソースを導入すれば液体流路13の内壁面に保護膜を選択的に成膜することができる。また、シールドしない状態で膜ソースを導入すれば、液体流路13及び液体供給口14の両方に成膜することができる。液体流路13及び液体供給口14の内壁面への成膜方法としては、プラズマCVD(ChemicalVaporDeposition)法の1種である原子層堆積法(ALD)を用いることができる。 To form a protective film on at least one inner wall surface selected from the group consisting of the liquid flow path 13 and the liquid supply port 14, for example, the following can be done. If necessary, the boundary between the substrate 11 and the orifice plate 12 is shielded. Then, in this state, a film source is introduced into the liquid supply port 14 from the back side of the substrate 11. This allows a protective film 15 containing a metal oxide to be selectively formed on the inner wall surface of the liquid supply port 14. On the other hand, if the film source is introduced from the front side of the substrate 11, a protective film can be selectively formed on the inner wall surface of the liquid flow path 13. Also, if the film source is introduced in an unshielded state, a film can be formed on both the liquid flow path 13 and the liquid supply port 14. Atomic layer deposition (ALD), which is a type of plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method, can be used as a method for forming a film on the inner wall surfaces of the liquid flow path 13 and the liquid supply port 14.

(記録媒体)
本発明の記録方法及び記録装置では、低吸収又は非吸収性の記録媒体(低~非吸収性の記録媒体)を用いることが好ましい。低~非吸収性の記録媒体は、JAPAN TAPPI紙パルプ試験方法No.51の「紙及び板紙の液体吸収性試験方法」に記載のブリストー(Bristow)法において、接触開始から30msec1/2までの水吸収量が0mL/m以上10mL/m以下の記録媒体である。本発明においては、上記水吸収量の条件を満たす記録媒体を「低~非吸収性の記録媒体」と定義する。無機粒子で形成されたコート層(インク受容層)を有するインクジェット記録用の記録媒体(光沢紙、マット紙など)や、コート層を有しない普通紙は、上記水吸収量が10mL/mを超える「吸収性記録媒体」である。
(recoding media)
In the recording method and recording device of the present invention, it is preferable to use a low-absorbency or non-absorbency recording medium (low to non-absorbency recording medium). A low to non-absorbency recording medium is a recording medium having a water absorption amount of 0 mL/ m2 or more and 10 mL/ m2 or less from the start of contact to 30 msec 1/2 in the Bristow method described in JAPAN TAPPI Paper Pulp Test Method No. 51 "Liquid Absorbency Test Method for Paper and Paperboard". In the present invention, a recording medium that satisfies the above water absorption amount condition is defined as a "low to non-absorbency recording medium". A recording medium for inkjet recording (glossy paper, matte paper, etc.) having a coating layer (ink receiving layer) formed of inorganic particles, and plain paper without a coating layer are "absorbency recording media" having the above water absorption amount of more than 10 mL/ m2 .

低~非吸収性の記録媒体としては、プラスチックフィルム;基材の記録面にプラスチックフィルムが接着された記録媒体;セルロースパルプを含有する基材の記録面に樹脂コート層が設けられた記録媒体;などを用いることができる。これらのなかでも、プラスチックフィルムが好ましく、また、セルロースパルプを含有する基材の記録面に樹脂コート層が設けられた記録媒体も好ましい。なお、本明細書における記録媒体とは、転写体ではなく、記録物としての画像が記録される対象の記録媒体を意味する。 Examples of low to non-absorbent recording media that can be used include plastic films; recording media in which a plastic film is adhered to the recording surface of a substrate; and recording media in which a resin coating layer is provided on the recording surface of a substrate containing cellulose pulp. Of these, plastic films are preferred, and recording media in which a resin coating layer is provided on the recording surface of a substrate containing cellulose pulp are also preferred. Note that the recording medium in this specification does not refer to a transfer medium, but rather refers to a recording medium on which an image is recorded as a recorded matter.

(反応液)
本発明の記録方法は、水性インクと反応する反応剤を含有する水性反応液を記録媒体に付与する反応液付与工程を有する。なかでも、水性インクを記録媒体に付与するインク付与工程の前に、反応液付与工程を有する、又は、インク付与工程と反応液付与工程とを並行して行うことが好ましい。以下、反応液に用いる各成分などについて詳細に説明する。
(Reaction solution)
The recording method of the present invention has a reaction liquid applying step of applying an aqueous reaction liquid containing a reactant that reacts with the aqueous ink to a recording medium. In particular, it is preferable to have a reaction liquid applying step before an ink applying step of applying the aqueous ink to the recording medium, or to perform the ink applying step and the reaction liquid applying step in parallel. Each component used in the reaction liquid will be described in detail below.

[反応剤]
反応液は、インクと接触することでインクと反応し、インク中の成分(樹脂、界面活性剤、自己分散顔料などのアニオン性基を有する成分)を凝集させるものであり、反応剤を含有する。反応剤が存在することで、記録媒体においてインクと反応剤が接触した際、インク中のアニオン性基を有する成分の存在状態を不安定化させ、インクの凝集を促進することができる。反応剤としては、例えば、多価金属イオン、カチオン性樹脂などのカチオン性成分や、有機酸などを挙げることができるが、反応剤として、以下の(i)及び(ii)からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いることを要する。つまり、反応剤は、(i)20℃における水への溶解度が3.0g/100mL以上108.0g/100mL以下の多価金属塩、及び、(ii)20℃におけるpKaが3.2以上4.6以下の酸型の有機酸、からなる群より選ばれる少なくとも1種である。反応剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
[Reactants]
The reaction liquid reacts with the ink by contacting with the ink, and aggregates the components in the ink (components having anionic groups such as resins, surfactants, and self-dispersing pigments), and contains a reactant. The presence of the reactant can destabilize the state of the components having anionic groups in the ink when the ink and the reactant come into contact with each other on the recording medium, and promote the aggregation of the ink. Examples of the reactant include cationic components such as polyvalent metal ions and cationic resins, and organic acids, but it is necessary to use at least one type selected from the group consisting of the following (i) and (ii). That is, the reactant is at least one type selected from the group consisting of (i) polyvalent metal salts having a solubility in water at 20° C. of 3.0 g/100 mL or more and 108.0 g/100 mL or less, and (ii) acid-type organic acids having a pKa of 3.2 or more and 4.6 or less at 20° C. The reactant may be used alone or in combination of two or more types.

多価金属塩とは、多価金属イオンとアニオンとが結合して構成される化合物である。多価金属塩は、水和物であってもよい。多価金属塩を構成する多価金属イオンとしては、例えば、Ca2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+、及びZn2+などの2価の金属イオンや、Fe3+、Cr3+、Y3+、及びAl3+などの3価の金属イオンを挙げることができる。アニオンとしては、例えば、O2-、Cl、Br、I、ClO、ClO 、ClO 、ClO 、NO 、NO 、SO 2-、CO 2-、HCO 、PO 3-、HPO 2-、及びHPO などの無機アニオン;HCOO、(COO、COOH(COO)、CHCOO、CCOO、CHCH(OH)COO、C(COO、CCOO、C(COO、及びCHSO などの有機アニオン;を挙げることができる。上記の(i)を満たす多価金属塩としては、例えば、酸化バリウム(3.5g/100mL)、乳酸カルシウム(4.4g/100mL)、酢酸カルシウム(31.1g/100mL)、硫酸マグネシウム(33.7g/100mL)、酢酸マグネシウム(53.4g/100mL)、及び硝酸ベリリウム(108.0g/100mL)などを挙げることができる。 Polyvalent metal salt is a compound that is formed by combining polyvalent metal ions and anions.Polyvalent metal salt may be a hydrate.The polyvalent metal ions that constitute polyvalent metal salt include, for example, divalent metal ions such as Ca2 + , Cu2 + , Ni2 + , Mg2 + , Sr2 + , Ba2+ , and Zn2 + , and trivalent metal ions such as Fe3 + , Cr3 + , Y3+ , and Al3 + . Examples of the anion include inorganic anions such as O 2− , Cl , Br , I , ClO , ClO 2 , ClO 3 , ClO 4 , NO 2 , NO 3 , SO 4 2− , CO 3 2− , HCO 3 , PO 4 3− , HPO 4 2− , and H 2 PO 4 ; HCOO , (COO ) 2 , COOH(COO ), CH 3 COO , C 2 H 5 COO , CH 3 CH(OH)COO , C 2 H 4 (COO ) 2 , C 6 H 5 COO , C 6 H 4 (COO ) 2 , and CH 3SO3- and other organic anions. Examples of polyvalent metal salts that satisfy the above (i) include barium oxide (3.5 g/100 mL), calcium lactate (4.4 g /100 mL), calcium acetate (31.1 g/100 mL), magnesium sulfate (33.7 g/100 mL), magnesium acetate (53.4 g/100 mL), and beryllium nitrate (108.0 g/100 mL).

反応剤として上記の多価金属塩を用いる場合、水性反応液中の、多価金属塩由来の多価金属イオンの濃度(mol/g)は、0.003mol/g以上0.020mol/g以下であることが好ましい。多価金属イオンの濃度は、反応液中の多価金属塩が実質的に全て解離した濃度であり、記録媒体の表面で顔料との反応が完全に進行した場合を想定している。前記濃度が0.003mol/g未満であると、インクの成分と反応しうる多価金属イオンが少なすぎて、インクの成分の凝集が十分に進まず、画像の滲みが十分に抑制できない場合がある。一方、前記濃度が0.020mol/g超であると、インクの成分と反応しうる多価金属イオンが多くなるため、インクの成分を急激に凝集させてしまい、記録した画像の表面に凹凸が発生しやすくなる。そのため、画像の発色性が十分に得られない場合がある。なかでも、反応液は、20℃における水への溶解度(g/100mL)が3.0g/100mL以上50.0g/100mL以下の多価金属塩を含有することが好ましい。前記溶解度が50.0g/100mL超であると、画像の発色性が十分に得られない場合がある。また、反応液中の、多価金属塩の含有量(質量%)は、反応液全質量を基準として、1.0質量%以上20.0質量%以下であることが好ましい。本明細書における、多価金属塩が水和物である場合の反応液中の「多価金属塩の含有量(質量%)」は、水和物としての水を除外した「多価金属塩の無水物の含有量(質量%)」を意味する。 When the polyvalent metal salt is used as the reactant, the concentration (mol/g) of the polyvalent metal ions derived from the polyvalent metal salt in the aqueous reaction solution is preferably 0.003 mol/g or more and 0.020 mol/g or less. The concentration of the polyvalent metal ions is the concentration at which the polyvalent metal salt in the reaction solution is substantially completely dissociated, and assumes that the reaction with the pigment on the surface of the recording medium has progressed completely. If the concentration is less than 0.003 mol/g, the amount of polyvalent metal ions capable of reacting with the ink components is too small, and the ink components do not aggregate sufficiently, and the bleeding of the image may not be sufficiently suppressed. On the other hand, if the concentration is more than 0.020 mol/g, the amount of polyvalent metal ions capable of reacting with the ink components increases, causing the ink components to aggregate rapidly, and making it easier for unevenness to occur on the surface of the recorded image. As a result, the color development of the image may not be sufficient. In particular, the reaction liquid preferably contains a polyvalent metal salt having a solubility in water at 20° C. (g/100 mL) of 3.0 g/100 mL or more and 50.0 g/100 mL or less. If the solubility exceeds 50.0 g/100 mL, the color development of the image may not be sufficient. In addition, the content (mass %) of the polyvalent metal salt in the reaction liquid is preferably 1.0 mass % or more and 20.0 mass % or less based on the total mass of the reaction liquid. In this specification, when the polyvalent metal salt is a hydrate, the "content (mass %) of the polyvalent metal salt in the reaction liquid means the "content (mass %) of the anhydride of the polyvalent metal salt" excluding water as the hydrate.

有機酸を含有する反応液は、酸性領域(pH7.0未満、好ましくはpH2.0~5.0)に緩衝能を有することによって、インク中に存在する成分のアニオン性基を効率よく酸型にして凝集させるものである。反応剤として、20℃における酸解離定数を表すpKaが3.2以上4.6以下の酸型の有機酸を用いることができる。但し、有機酸が複数の酸解離定数を持つ場合は、pKaの値、つまり第1酸解離定数を用いる。上記を満たすような有機酸としては、例えば、リンゴ酸(pKa=3.2)、コハク酸(pKa=4.0)、グルタル酸(pKa=4.1)、レブリン酸(pKa=4.4)、及びプロピオン酸(pKa=4.6)などを挙げることができる。 The reaction liquid containing an organic acid has a buffering ability in the acidic region (less than pH 7.0, preferably pH 2.0 to 5.0), and thus efficiently converts the anionic groups of the components present in the ink into an acid form and causes them to aggregate. As the reactant, an acid-form organic acid having a pKa of 3.2 or more and 4.6 or less, which represents the acid dissociation constant at 20° C., can be used. However, when the organic acid has multiple acid dissociation constants, the value of pKa 1 , that is, the first acid dissociation constant, is used. Examples of organic acids that satisfy the above conditions include malic acid (pKa 1 = 3.2), succinic acid (pKa 1 = 4.0), glutaric acid (pKa 1 = 4.1), levulinic acid (pKa 1 = 4.4), and propionic acid (pKa = 4.6).

反応剤として有機酸を用いる場合、水性反応液中の、有機酸由来の水素イオンの濃度(mol/g)は、0.006mol/g以上0.040mol/g以下であることが好ましい。有機酸由来の水素イオンの濃度は、反応液中の有機酸が実質的に全てプロトンを放出した際の濃度であり、記録媒体の表面で顔料との反応が完全に進行した場合を想定している。前記濃度が0.006mol/g未満であると、インクの成分のアニオン性基を酸型にしうる水素イオンが少なすぎて、インクの成分の凝集が十分に進まず、画像の滲みが十分に抑制できない場合がある。一方、前記濃度が0.040mol/g超であると、インクの成分のアニオン性基を酸型にしうる水素イオンが多くなるため、インクの成分を急激に凝集してしまい、記録した画像の表面に凹凸が発生しやすくなる。そのため、画像の発色性が十分に得られない場合がある。なかでも、反応液は、20℃におけるpKaが3.5以上4.6以下の酸型の有機酸を含有することが好ましい。前記pKaが3.5未満であると、画像の発色性が十分に得られない場合がある。また、反応液中の、有機酸の含有量(質量%)は、反応液全質量を基準として、1.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。 When an organic acid is used as a reactant, the concentration (mol/g) of hydrogen ions derived from the organic acid in the aqueous reaction solution is preferably 0.006 mol/g or more and 0.040 mol/g or less. The concentration of hydrogen ions derived from the organic acid is the concentration when substantially all of the organic acid in the reaction solution releases protons, and assumes the case where the reaction with the pigment on the surface of the recording medium has progressed completely. If the concentration is less than 0.006 mol/g, there are too few hydrogen ions that can turn the anionic groups of the ink components into an acid form, so that the ink components do not aggregate sufficiently, and the bleeding of the image may not be sufficiently suppressed. On the other hand, if the concentration is more than 0.040 mol/g, there are too many hydrogen ions that can turn the anionic groups of the ink components into an acid form, so that the ink components aggregate rapidly and unevenness is likely to occur on the surface of the recorded image. Therefore, the color development of the image may not be sufficient. In particular, it is preferable that the reaction solution contains an acid-type organic acid whose pKa at 20°C is 3.5 to 4.6. If the pKa is less than 3.5, the color development of the image may not be sufficient. In addition, the content (mass %) of the organic acid in the reaction solution is preferably 1.0 mass % or more and 50.0 mass % or less based on the total mass of the reaction solution.

多価金属塩由来の多価金属イオンの濃度は、例えば、ICP発光分析やイオン電極で測定することができる。イオン電極を用いる場合は、反応液中の多価金属塩に則したイオン電極を用いて測定することができる。また、有機酸由来の水素イオンの濃度は、イオンクロマトグラフィーで測定することができる。 The concentration of polyvalent metal ions derived from polyvalent metal salts can be measured, for example, by ICP emission spectrometry or an ion electrode. When using an ion electrode, it can be measured using an ion electrode that is appropriate for the polyvalent metal salt in the reaction solution. In addition, the concentration of hydrogen ions derived from organic acids can be measured by ion chromatography.

反応液は、本発明の効果が損なわれない限り、特定の多価金属塩及び特定の有機酸とは異なる、その他の反応剤を含有してもよい。その他の反応剤としては、例えば、カチオン性樹脂を用いることができる。カチオン性樹脂としては、例えば、1~3級アミンの構造を有する樹脂、4級アンモニウム塩の構造を有する樹脂などを挙げることができる。具体的には、ビニルアミン、アリルアミン、ビニルイミダゾール、ビニルピリジン、ジメチルアミノエチルメタクリレート、エチレンイミン、グアニジン、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド、アルキルアミン・エピクロロヒドリン縮合体などの構造を有する樹脂を挙げることができる。反応液中での溶解性を高めるために、カチオン性樹脂と酸性化合物とを併用したり、カチオン性樹脂の4級化処理を施したりすることもできる。また、反応液中の、カチオン性樹脂の含有量(質量%)は、反応液全質量を基準として、0.1質量%以上10.0質量%以下であることが好ましい。 The reaction liquid may contain other reactants other than the specific polyvalent metal salt and the specific organic acid, as long as the effect of the present invention is not impaired. For example, a cationic resin can be used as the other reactant. Examples of the cationic resin include resins having a structure of primary to tertiary amines and resins having a structure of quaternary ammonium salts. Specific examples of the cationic resin include resins having structures such as vinylamine, allylamine, vinylimidazole, vinylpyridine, dimethylaminoethyl methacrylate, ethyleneimine, guanidine, diallyldimethylammonium chloride, and alkylamine-epichlorohydrin condensates. In order to increase the solubility in the reaction liquid, the cationic resin may be used in combination with an acidic compound, or the cationic resin may be subjected to a quaternary treatment. In addition, the content (mass%) of the cationic resin in the reaction liquid is preferably 0.1 mass% or more and 10.0 mass% or less based on the total mass of the reaction liquid.

[水性媒体]
反応液は、水性媒体として少なくとも水を含有する水性反応液である。水としては、脱イオン水やイオン交換水を用いることが好ましい。反応液中の、水の含有量(質量%)は、反応液全質量を基準として、50.0質量%以上95.0質量%以下であることが好ましい。また、反応液中の、水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、反応液全質量を基準として、5.0質量%以上40.0質量%以下であることが好ましく、15.0質量%以上30.0質量%以下であることがさらに好ましい。水溶性有機溶剤としては、アルコール類、(ポリ)アルキレングリコール類、グリコールエーテル類、含窒素化合物類、含硫黄化合物類などのインクジェット用のインクに使用可能なものをいずれも用いることができる。
[Aqueous medium]
The reaction liquid is an aqueous reaction liquid containing at least water as an aqueous medium. As the water, deionized water or ion-exchanged water is preferably used. The content (mass%) of water in the reaction liquid is preferably 50.0 mass% or more and 95.0 mass% or less based on the total mass of the reaction liquid. The content (mass%) of water-soluble organic solvent in the reaction liquid is preferably 5.0 mass% or more and 40.0 mass% or less, more preferably 15.0 mass% or more and 30.0 mass% or less based on the total mass of the reaction liquid. As the water-soluble organic solvent, any of those usable for inkjet inks, such as alcohols, (poly)alkylene glycols, glycol ethers, nitrogen-containing compounds, and sulfur-containing compounds, can be used.

反応液は、水溶性有機溶剤を含有し、水溶性有機溶剤の20℃における比誘電率が15.0以上であることが好ましい。水溶性有機溶剤の比誘電率が15.0未満であると、反応剤として用いる多価金属塩や酸型の有機酸の解離状態が不安定になりやすく、記録ヘッドの内壁面の保護膜の溶解が生じやすい場合がある。前記比誘電率は、45.0以下であることが好ましい。 The reaction liquid contains a water-soluble organic solvent, and the relative dielectric constant of the water-soluble organic solvent at 20°C is preferably 15.0 or more. If the relative dielectric constant of the water-soluble organic solvent is less than 15.0, the dissociation state of the polyvalent metal salt or acid-type organic acid used as the reactant is likely to become unstable, and the protective film on the inner wall surface of the recording head may be easily dissolved. The relative dielectric constant is preferably 45.0 or less.

水溶性有機溶剤の比誘電率は、誘電率計(例えば、商品名「BI-870」、BROOKHAVEN INSTRUMENTS CORPORATION製など)を使用し、周波数10kHzの条件で測定することができる。反応液が複数の水溶性有機溶剤を含有する場合、比誘電率は平均比誘電率として算出できる。ここで、平均比誘電率とは、各有機溶剤の比誘電率に、反応液中の、有機溶剤の合計量に占める各有機溶剤の割合(質量%)を乗じた値を算出し、積算した値である。例えば、1,2-ブタンジオール(24.8)10質量%、及び、プロピレングリコール(29.5)5.0質量%を含有する反応液の平均比誘電率は、以下のように算出できる。ここで、括弧内の数字は、20℃における比誘電率の測定値である。
(平均比誘電率)=24.8×10.0/15.0+29.5×5.0/15.0=26.4
The dielectric constant of the water-soluble organic solvent can be measured using a dielectric constant meter (for example, trade name "BI-870" manufactured by BROOKHAVEN INSTRUMENTS CORPORATION) at a frequency of 10 kHz. When the reaction solution contains a plurality of water-soluble organic solvents, the dielectric constant can be calculated as an average dielectric constant. Here, the average dielectric constant is a value calculated by multiplying the dielectric constant of each organic solvent by the proportion (mass%) of each organic solvent in the total amount of organic solvents in the reaction solution, and integrating the values. For example, the average dielectric constant of a reaction solution containing 10 mass% of 1,2-butanediol (24.8) and 5.0 mass% of propylene glycol (29.5) can be calculated as follows. Here, the numbers in parentheses are the measured values of the dielectric constant at 20°C.
(Average relative dielectric constant) = 24.8 x 10.0/15.0 + 29.5 x 5.0/15.0 = 26.4

20℃で固体の水溶性有機溶剤の比誘電率は、50質量%水溶液の比誘電率を測定し、下記式(1)から算出した値とする。通常「水溶性有機溶剤」とは液体を指すものであるが、本発明においては、20℃で固体であるものも水溶性有機溶剤に含めることとする。
εsol=2ε50%-εwater・・・(1)
εsol:20℃で固体の水溶性有機溶剤の比誘電率
ε50%:20℃で固体の水溶性有機溶剤の50質量%水溶液の比誘電率
εwater:水の比誘電率
The dielectric constant of a water-soluble organic solvent that is a solid at 20° C. is a value calculated from the dielectric constant of a 50% by mass aqueous solution by measuring the dielectric constant according to the following formula (1). Although the term "water-soluble organic solvent" usually refers to a liquid, in the present invention, water-soluble organic solvents that are solid at 20° C. are also included in the water-soluble organic solvents.
ε sol = 2ε 50%water ... (1)
ε sol : relative dielectric constant of a water-soluble organic solvent in a solid state at 20°C ε 50% : relative dielectric constant of a 50% by mass aqueous solution of a water-soluble organic solvent in a solid state at 20°C ε water : relative dielectric constant of water

水性インクや反応液に汎用であり、20℃で固体である水溶性有機溶剤としては、例えば、1,6-ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、エチレン尿素、尿素、数平均分子量1,000のポリエチレングリコールなどを挙げることができる。ここで、20℃で固体の水溶性有機溶剤の比誘電率を、50質量%水溶液の比誘電率から求める理由は次の通りである。20℃で固体の水溶性有機溶剤のうち、水性インクの構成成分となり得るもののなかには、50質量%を超えるような高濃度の水溶液を調製することが困難なものがある。一方、10質量%以下であるような低濃度の水溶液では、水の比誘電率が支配的となり、当該水溶性有機溶剤の確からしい(実効的な)比誘電率の値を得ることができない。そこで、本発明者らが検討を行った結果、20℃で固体の水溶性有機溶剤のうち、インクや反応液に用いることが可能なほとんどのもので測定対象の水溶液を調製することができ、かつ、求められる比誘電率も本発明の効果と整合することが判明した。このような理由から、50質量%水溶液を利用することとした。20℃で固体の水溶性有機溶剤であって、水への溶解度が低いために50質量%水溶液を調製できないものについては、飽和濃度の水溶液を利用し、上記εsolを求める場合に準じて算出した比誘電率の値を便宜的に用いることとする。 Examples of water-soluble organic solvents that are generally used in aqueous inks and reaction liquids and are solid at 20° C. include 1,6-hexanediol, trimethylolpropane, ethylene urea, urea, and polyethylene glycol with a number-average molecular weight of 1,000. The reason for determining the dielectric constant of a water-soluble organic solvent that is solid at 20° C. from the dielectric constant of a 50% by mass aqueous solution is as follows. Among water-soluble organic solvents that are solid at 20° C. and can be used as components of aqueous inks, it is difficult to prepare an aqueous solution with a high concentration of more than 50% by mass. On the other hand, in an aqueous solution with a low concentration of 10% by mass or less, the dielectric constant of water becomes dominant, and it is not possible to obtain a reliable (effective) value of the dielectric constant of the water-soluble organic solvent. As a result of the inventors' investigation, it was found that, among water-soluble organic solvents that are solid at 20° C., most of those that can be used in inks and reaction liquids can be used to prepare aqueous solutions to be measured, and the dielectric constant that is determined is consistent with the effect of the present invention. For these reasons, it was decided to use a 50% by mass aqueous solution. For a water-soluble organic solvent that is solid at 20° C. and has low solubility in water and therefore cannot be prepared into a 50% by mass aqueous solution, an aqueous solution of the solvent at a saturated concentration is used, and the value of the relative dielectric constant calculated in accordance with the above-mentioned case of calculating ε sol is used for convenience.

[その他の成分]
反応液は、必要に応じて、各種その他の成分を含有してもよい。その他の成分としては、インクに含有させることが可能な後述のその他の成分と同様のものを挙げることができる。
[Other ingredients]
The reaction liquid may contain various other components as necessary. Examples of the other components include the same components as those that can be contained in the ink, which will be described later.

[反応液の物性]
反応液は、インクジェット方式に適用する水性反応液である。したがって、信頼性の観点から、その物性値を適切に制御することが好ましい。具体的には、25℃における反応液の表面張力は、20mN/m以上60mN/m以下であることが好ましい。また、25℃における反応液の粘度は、1.0mPa・s以上10.0mPa・s以下であることが好ましい。25℃における反応液のpHは、5.0以上9.5以下であることが好ましく、6.0以上9.0以下であることがさらに好ましい。
[Properties of reaction solution]
The reaction liquid is an aqueous reaction liquid applied to the inkjet method. Therefore, from the viewpoint of reliability, it is preferable to appropriately control the physical property values. Specifically, the surface tension of the reaction liquid at 25°C is preferably 20 mN/m or more and 60 mN/m or less. In addition, the viscosity of the reaction liquid at 25°C is preferably 1.0 mPa·s or more and 10.0 mPa·s or less. The pH of the reaction liquid at 25°C is preferably 5.0 or more and 9.5 or less, more preferably 6.0 or more and 9.0 or less.

<インク>
本発明の記録方法は、記録媒体の反応液が付与される領域の少なくとも一部に重なるように、水性インクを記録媒体に付与するインク付与工程を有する。インクは、好ましくは色材を含有するインクジェット用の水性インクである。以下、インクを構成する各成分などについて詳細に説明する。
<Ink>
The recording method of the present invention includes an ink application step of applying a water-based ink to the recording medium so as to overlap at least a part of the region of the recording medium to which the reaction liquid is applied. The ink is preferably a water-based ink for inkjet use that contains a coloring material. Each component constituting the ink will be described in detail below.

[色材]
インクは、色材を含有することが好ましい。色材としては、顔料や染料を用いることができる。なかでも、反応液との反応性の観点から、アニオン性基の作用によって分散される色材を含有することが好ましい。インク中の、色材の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上15.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以上10.0質量%以下であることがさらに好ましい。
[Colorant]
The ink preferably contains a coloring material. Pigments and dyes can be used as the coloring material. In particular, from the viewpoint of reactivity with the reaction liquid, it is preferable that the ink contains a coloring material that is dispersed by the action of an anionic group. The content (mass %) of the coloring material in the ink is preferably 0.1 mass % or more and 15.0 mass % or less, and more preferably 1.0 mass % or more and 10.0 mass % or less, based on the total mass of the ink.

顔料の具体例としては、カーボンブラック、酸化チタンなどの無機顔料;アゾ、フタロシアニン、キナクリドン、イソインドリノン、イミダゾロン、ジケトピロロピロール、ジオキサジンなどの有機顔料を挙げることができる。顔料は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Specific examples of pigments include inorganic pigments such as carbon black and titanium oxide; and organic pigments such as azo, phthalocyanine, quinacridone, isoindolinone, imidazolone, diketopyrrolopyrrole, and dioxazine. One type of pigment may be used alone, or two or more types may be used in combination.

顔料の分散方式としては、分散剤として樹脂を用いた樹脂分散顔料や、顔料の粒子表面に親水性基が結合している自己分散顔料などを用いることができる。また、顔料の粒子表面に樹脂を含む有機基を化学的に結合させた樹脂結合型顔料や、顔料の粒子の表面を樹脂などで被覆したマイクロカプセル顔料などを用いることができる。これらのうちの分散方式の異なる顔料を組み合わせて使用することも可能である。なかでも、樹脂結合型顔料やマイクロカプセル顔料ではなく、分散剤としての樹脂を顔料の粒子表面に物理吸着させた樹脂分散顔料を用いることが好ましい。つまり、顔料は、アニオン性基を有する樹脂(樹脂分散剤)によって分散されていることが好ましい。 As a method for dispersing pigments, resin-dispersed pigments using resin as a dispersant, and self-dispersed pigments in which hydrophilic groups are bonded to the pigment particle surface can be used. In addition, resin-bonded pigments in which organic groups containing resin are chemically bonded to the pigment particle surface, and microencapsulated pigments in which the pigment particle surface is coated with resin can be used. It is also possible to use a combination of pigments with different dispersion methods. In particular, it is preferable to use resin-dispersed pigments in which a resin as a dispersant is physically adsorbed onto the pigment particle surface, rather than resin-bonded pigments or microencapsulated pigments. In other words, it is preferable that the pigment is dispersed by a resin (resin dispersant) having an anionic group.

顔料を水性媒体中に分散させるための樹脂分散剤としては、アニオン性基の作用によって顔料を水性媒体中に分散させうるものを用いることが好ましい。樹脂分散剤としては、アニオン性基を有する樹脂を用いることができ、後述するような樹脂、なかでも水溶性樹脂を用いることができる。インク中の、顔料の含有量(質量%)は、樹脂分散剤の含有量に対する質量比率で、0.3倍以上10.0倍以下であることが好ましい。 As a resin dispersant for dispersing the pigment in an aqueous medium, it is preferable to use one that can disperse the pigment in an aqueous medium by the action of anionic groups. As a resin dispersant, a resin having an anionic group can be used, and a resin such as that described below, especially a water-soluble resin, can be used. The content (mass %) of the pigment in the ink is preferably 0.3 to 10.0 times the mass ratio of the content of the resin dispersant.

自己分散顔料としては、カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基などのアニオン性基が、顔料の粒子表面に直接又は他の原子団(-R-)を介して結合しているものを用いることができる。アニオン性基は、酸型及び塩型のいずれであってもよく、塩型である場合は、その一部が解離した状態及び全てが解離した状態のいずれであってもよい。アニオン性基が塩型である場合において、カウンターイオンとなるカチオンとしては、アルカリ金属カチオン、アンモニウム、有機アンモニウムなどを挙げることができる。他の原子団(-R-)の具体例としては、炭素数1乃至12の直鎖又は分岐のアルキレン基;フェニレン基やナフチレン基などのアリーレン基;カルボニル基;イミノ基;アミド基;スルホニル基;エステル基;エーテル基などを挙げることができる。また、これらの基を組み合わせた基であってもよい。 As the self-dispersing pigment, an anionic group such as a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, or a phosphonic acid group can be bonded to the particle surface of the pigment directly or via another atomic group (-R-). The anionic group may be either an acid type or a salt type, and if it is a salt type, it may be either partially dissociated or completely dissociated. When the anionic group is a salt type, examples of the cation that serves as the counter ion include an alkali metal cation, ammonium, and organic ammonium. Specific examples of the other atomic group (-R-) include a linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms; an arylene group such as a phenylene group or a naphthylene group; a carbonyl group; an imino group; an amide group; a sulfonyl group; an ester group; and an ether group. A group that is a combination of these groups may also be used.

染料としては、アニオン性基を有するものを用いることが好ましい。染料の具体例としては、アゾ、トリフェニルメタン、(アザ)フタロシアニン、キサンテン、アントラピリドンなどの染料を挙げることができる。染料は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。色材は、顔料であることが好ましく、樹脂分散顔料や自己分散顔料であることがさらに好ましい。 It is preferable to use a dye having an anionic group. Specific examples of dyes include azo, triphenylmethane, (aza)phthalocyanine, xanthene, and anthrapyridone dyes. A single type of dye may be used alone, or two or more types may be used in combination. The coloring material is preferably a pigment, and more preferably a resin-dispersed pigment or a self-dispersed pigment.

[樹脂]
インクには、樹脂を含有させることができる。樹脂を含有するインクを用いることで、耐擦過性が向上した画像を記録することができる。インク中の、樹脂の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上20.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上15.0質量%以下であることがさらに好ましい。
[resin]
The ink may contain a resin. By using an ink containing a resin, an image with improved abrasion resistance can be recorded. The content (mass %) of the resin in the ink is preferably 0.1 mass % or more and 20.0 mass % or less, and more preferably 0.5 mass % or more and 15.0 mass % or less, based on the total mass of the ink.

樹脂は、(i)顔料の分散状態を安定化させるため、すなわち、樹脂分散剤やその補助としてインクに添加することができる。また、(ii)記録される画像の各種特性を向上させるためにインクに添加することができる。樹脂の形態としては、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体、及びこれらの組み合わせなどを挙げることができる。また、樹脂は、水性媒体に溶解しうる水溶性樹脂であってもよく、水性媒体中に分散する樹脂粒子であってもよい。樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The resin can be added to the ink (i) to stabilize the dispersion state of the pigment, that is, as a resin dispersant or its auxiliary. Also, (ii) to improve various properties of the recorded image. Examples of the resin form include block copolymers, random copolymers, graft copolymers, and combinations of these. Also, the resin may be a water-soluble resin that can be dissolved in an aqueous medium, or may be resin particles that are dispersed in an aqueous medium. The resin may be used alone or in combination of two or more types.

〔樹脂の組成〕
樹脂としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂などを挙げることができる。なかでも、アクリル系樹脂やウレタン系樹脂が好ましく、(メタ)アクリル酸や(メタ)アクリレートに由来するユニットで構成されるアクリル系樹脂がさらに好ましい。
[Resin Composition]
Examples of the resin include acrylic resins, urethane resins, olefin resins, etc. Among them, acrylic resins and urethane resins are preferred, and acrylic resins composed of units derived from (meth)acrylic acid or (meth)acrylate are more preferred.

アクリル系樹脂としては、親水性ユニット及び疎水性ユニットを構成ユニットとして有するものが好ましい。なかでも、(メタ)アクリル酸に由来する親水性ユニットと、芳香環を有するモノマー、及び(メタ)アクリル酸エステル系モノマーからなる群より選ばれる少なくとも1種のモノマーに由来する疎水性ユニットと、を有する樹脂が好ましい。特に、(メタ)アクリル酸に由来する親水性ユニットと、スチレン、及びα-メチルスチレンからなる群より選ばれる少なくとも1種のモノマーに由来する疎水性ユニットとを有する樹脂が好ましい。これらの樹脂は、顔料との相互作用が生じやすいため、顔料を分散させるための樹脂分散剤として好適に利用することができる。 As the acrylic resin, one having a hydrophilic unit and a hydrophobic unit as constituent units is preferable. Among them, a resin having a hydrophilic unit derived from (meth)acrylic acid and a hydrophobic unit derived from at least one monomer selected from the group consisting of a monomer having an aromatic ring and a (meth)acrylic acid ester monomer is preferable. In particular, a resin having a hydrophilic unit derived from (meth)acrylic acid and a hydrophobic unit derived from at least one monomer selected from the group consisting of styrene and α-methylstyrene is preferable. These resins are easily interacted with pigments, and therefore can be suitably used as a resin dispersant for dispersing pigments.

親水性ユニットは、アニオン性基などの親水性基を有するユニットである。親水性ユニットは、例えば、親水性基を有する親水性モノマーを重合することで形成することができる。親水性基を有する親水性モノマーの具体例としては、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などのカルボン酸基を有する酸性モノマー、これらの酸性モノマーの無水物や塩などのアニオン性モノマーなどを挙げることができる。酸性モノマーの塩を構成するカチオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、有機アンモニウムなどのイオンを挙げることができる。疎水性ユニットは、アニオン性基などの親水性基を有しないユニットである。疎水性ユニットは、例えば、アニオン性基などの親水性基を有しない、疎水性モノマーを重合することで形成することができる。疎水性モノマーの具体例としては、スチレン、α-メチルスチレン、(メタ)アクリル酸ベンジルなどの芳香環を有するモノマー;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルなどの(メタ)アクリル酸エステル系モノマー;などを挙げることができる。 The hydrophilic unit is a unit having a hydrophilic group such as an anionic group. The hydrophilic unit can be formed, for example, by polymerizing a hydrophilic monomer having a hydrophilic group. Specific examples of hydrophilic monomers having a hydrophilic group include acidic monomers having a carboxylic acid group such as (meth)acrylic acid, itaconic acid, maleic acid, and fumaric acid, and anionic monomers such as anhydrides and salts of these acidic monomers. Examples of cations constituting the salts of acidic monomers include ions of lithium, sodium, potassium, ammonium, and organic ammonium. The hydrophobic unit is a unit that does not have a hydrophilic group such as an anionic group. The hydrophobic unit can be formed, for example, by polymerizing a hydrophobic monomer that does not have a hydrophilic group such as an anionic group. Specific examples of hydrophobic monomers include monomers having an aromatic ring such as styrene, α-methylstyrene, and benzyl (meth)acrylate; (meth)acrylic acid ester monomers such as methyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, and 2-ethylhexyl (meth)acrylate; and the like.

ウレタン系樹脂は、例えば、ポリイソシアネートとポリオールとを反応させて得ることができる。また、鎖延長剤をさらに反応させたものであってもよい。オレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン及びポリプロピレンなどを挙げることができる。 Urethane-based resins can be obtained, for example, by reacting polyisocyanate with polyol. They may also be obtained by further reacting a chain extender. Examples of olefin-based resins include polyethylene and polypropylene.

〔樹脂の性状〕
本明細書において「樹脂が水溶性である」とは、その樹脂を酸価と当量のアルカリで中和した場合に、動的光散乱法により粒子径を測定しうる粒子を形成しない状態で水性媒体中に存在することを意味する。樹脂が水溶性であるか否かについては、以下に示す方法にしたがって判断することができる。まず、酸価相当のアルカリ(水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど)により中和された樹脂を含む液体(樹脂固形分:10質量%)を用意する。次いで、用意した液体を純水で10倍(体積基準)に希釈して試料溶液を調製する。そして、試料溶液中の樹脂の粒子径を動的光散乱法により測定した場合に、粒子径を有する粒子が測定されない場合に、その樹脂は水溶性であると判断することができる。この際の測定条件は、例えば、SetZero:30秒、測定回数:3回、測定時間:180秒、とすることができる。また、粒度分布測定装置としては、動的光散乱法による粒度分析計(例えば、商品名「UPA-EX150」、日機装製)などを使用することができる。勿論、使用する粒度分布測定装置や測定条件などは上記に限られるものではない。
[Resin properties]
In this specification, "a resin is water-soluble" means that when the resin is neutralized with an alkali equivalent to the acid value, the resin is present in an aqueous medium in a state in which no particles whose particle size can be measured by a dynamic light scattering method are formed. Whether or not a resin is water-soluble can be determined according to the following method. First, a liquid (resin solid content: 10 mass%) containing a resin neutralized with an alkali (sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc.) equivalent to the acid value is prepared. Next, the prepared liquid is diluted 10 times (volume basis) with pure water to prepare a sample solution. Then, when the particle size of the resin in the sample solution is measured by a dynamic light scattering method, if no particles having a particle size are measured, the resin can be determined to be water-soluble. The measurement conditions at this time can be, for example, SetZero: 30 seconds, number of measurements: 3 times, and measurement time: 180 seconds. In addition, as a particle size distribution measurement device, a particle size analyzer using a dynamic light scattering method (for example, the product name "UPA-EX150", manufactured by Nikkiso) can be used. Of course, the particle size distribution measurement device and measurement conditions used are not limited to those described above.

水溶性樹脂の酸価は、100mgKOH/g以上250mgKOH/g以下であることが好ましい。水溶性樹脂の重量平均分子量は、3,000以上15,000以下であることが好ましい。 The acid value of the water-soluble resin is preferably 100 mgKOH/g or more and 250 mgKOH/g or less. The weight average molecular weight of the water-soluble resin is preferably 3,000 or more and 15,000 or less.

樹脂粒子を構成する樹脂の酸価は、5mgKOH/g以上100mgKOH/g以下であることが好ましい。樹脂粒子を構成する樹脂の重量平均分子量は、1,000以上3,000,000以下であることが好ましく、100,000以上3,000,000以下であることがさらに好ましい。動的光散乱法により測定される樹脂粒子の体積基準の累積50%粒子径(D50)は、50nm以上500nm以下であることが好ましい。樹脂粒子の体積基準の累積50%粒子径は、粒子径積算曲線において、測定された粒子の総体積を基準として、小粒子径側から積算して50%となる粒子の直径である。樹脂粒子の体積基準の累積50%粒子径は、上記の動的光散乱法による粒度分析計、及び測定条件で測定することができる。樹脂粒子のガラス転移温度は、40℃以上120℃以下であることが好ましく、50℃以上100℃以下であることがさらに好ましい。樹脂粒子のガラス転移温度(℃)は、示差走査熱量計(DSC)を使用して測定することができる。樹脂粒子は色材を内包するものである必要はない。 The acid value of the resin constituting the resin particles is preferably 5 mgKOH/g or more and 100 mgKOH/g or less. The weight average molecular weight of the resin constituting the resin particles is preferably 1,000 or more and 3,000,000 or less, more preferably 100,000 or more and 3,000,000 or less. The volume-based cumulative 50% particle diameter (D 50 ) of the resin particles measured by dynamic light scattering is preferably 50 nm or more and 500 nm or less. The volume-based cumulative 50% particle diameter of the resin particles is the diameter of the particles that is 50% when integrated from the small particle diameter side based on the total volume of the measured particles in the particle diameter integration curve. The volume-based cumulative 50% particle diameter of the resin particles can be measured using the particle size analyzer and measurement conditions using the dynamic light scattering method described above. The glass transition temperature of the resin particles is preferably 40°C or more and 120°C or less, more preferably 50°C or more and 100°C or less. The glass transition temperature (° C.) of the resin particles can be measured using a differential scanning calorimeter (DSC). The resin particles do not necessarily contain a coloring material.

[ワックス粒子]
インクには、ワックスで形成される粒子(ワックス粒子)を含有させることができる。ワックス粒子を含有するインクを用いることで、耐擦過性がさらに向上した画像を記録することができる。本明細書におけるワックスとは、ワックス以外の成分が配合された組成物であっても、ワックスそのものであってもよい。ワックス粒子は、界面活性剤や水溶性樹脂などの分散剤によって分散されるものであってもよい。ワックスは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。インク中の、ワックス粒子の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上10.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以上5.0質量%以下であることがさらに好ましい。
[Wax particles]
The ink may contain particles formed of wax (wax particles). By using an ink containing wax particles, an image with further improved abrasion resistance can be recorded. In this specification, the wax may be a composition containing components other than wax, or the wax itself. The wax particles may be dispersed by a dispersant such as a surfactant or a water-soluble resin. The wax may be used alone or in combination of two or more kinds. The content (mass %) of the wax particles in the ink is preferably 0.1 mass % or more and 10.0 mass % or less, and more preferably 1.0 mass % or more and 5.0 mass % or less, based on the total mass of the ink.

ワックス(蝋)は、狭義には、水に不溶な高級1価又は2価アルコールと、脂肪酸とのエステルであり、動物系ワックス及び植物系ワックスは含まれるが、油脂及び脂肪は含まない。広義には、高融点の脂肪、鉱物系ワックス、石油系ワックス、及び各種ワックスの配合物や変性物が含まれる。本発明の記録方法では、広義のワックスであれば特に制限なく用いることができる。広義のワックスは、天然ワックス、合成ワックス、これらの配合物(配合ワックス)、及びこれらの変性物(変性ワックス)に分類することができる。 In the narrow sense, wax is an ester of a water-insoluble higher monohydric or dihydric alcohol and a fatty acid, and includes animal waxes and vegetable waxes, but does not include oils and fats. In the broad sense, wax includes high-melting-point fats, mineral waxes, petroleum waxes, and blends and modified products of various waxes. In the recording method of the present invention, any wax in the broad sense can be used without particular restrictions. Wax in the broad sense can be classified into natural waxes, synthetic waxes, blends of these (blended waxes), and modified products of these (modified waxes).

天然ワックスとしては、蜜蝋、鯨蝋、羊毛蝋(ラノリン)などの動物系ワックス;木蝋、カルナバワックス、サトウキビワックス、パームワックス、キャンデリラワックス、ライスワックスなどの植物系ワックス;モンタンワックスなどの鉱物系ワックス;パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトローラタムなどの石油系ワックス;を挙げることができる。合成ワックスとしては、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリオレフィンワックス(例:ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス)などの炭化水素系ワックスを挙げることができる。配合ワックスは、上記の各種ワックスの混合物である。変性ワックスは、上記の各種ワックスを、酸化、水素添加、アルコール変性、アクリル変性、ウレタン変性などの変性処理をしたものである。上記のワックスの1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。ワックスは、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、及びこれらの変性物や配合物からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。なかでも、複数種のワックスの配合物であることがさらに好ましく、石油系ワックス及び合成ワックスの配合物であることが特に好ましい。 Examples of natural waxes include animal waxes such as beeswax, spermaceti, and wool wax (lanolin); vegetable waxes such as wood wax, carnauba wax, sugarcane wax, palm wax, candelilla wax, and rice wax; mineral waxes such as montan wax; and petroleum waxes such as paraffin wax, microcrystalline wax, and petrolatum. Examples of synthetic waxes include hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax and polyolefin wax (e.g., polyethylene wax and polypropylene wax). The blended wax is a mixture of the above-mentioned various waxes. The modified wax is a wax obtained by subjecting the above-mentioned various waxes to a modification treatment such as oxidation, hydrogenation, alcohol modification, acrylic modification, and urethane modification. One of the above waxes may be used alone, or two or more may be used in combination. The wax is preferably at least one selected from the group consisting of microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax, polyolefin wax, paraffin wax, and modified or blended products thereof. Among these, a blend of multiple types of wax is more preferable, and a blend of petroleum-based wax and synthetic wax is especially preferable.

ワックスは、常温(25℃)で固体であることが好ましい。ワックスの融点(℃)は、40℃以上120℃以下であることが好ましく、50℃以上100℃以下であることがさらに好ましい。ワックスの融点は、JIS K2235:1991(石油ワックス)の5.3.1(融点試験方法)に記載の試験法に準拠して測定することができる。マイクロクリスタリンワックス、ペトローラタム、及び複数種のワックスの混合物の場合は、5.3.2に記載の試験法を利用すると、より精度よく測定することができる。ワックスの融点は、分子量(大きいほど高融点)、分子構造(直鎖だと高融点、分岐があると下がる)、結晶性(高いほど高融点)、密度(高いほど高融点)など特性の影響を受けやすい。このため、これらの特性を制御することで、所望の融点を有するワックスとすることができる。インク中のワックスの融点は、例えば、インクを超遠心分離処理して分取したワックスを洗浄及び乾燥した後、上記の試験法に準拠して測定することができる。 The wax is preferably solid at room temperature (25°C). The melting point (°C) of the wax is preferably 40°C or higher and 120°C or lower, and more preferably 50°C or higher and 100°C or lower. The melting point of the wax can be measured in accordance with the test method described in 5.3.1 (melting point test method) of JIS K2235:1991 (petroleum wax). In the case of microcrystalline wax, petrolatum, and a mixture of multiple types of wax, the test method described in 5.3.2 can be used to measure more accurately. The melting point of the wax is easily affected by characteristics such as molecular weight (the higher the molecular weight, the higher the melting point), molecular structure (the higher the melting point if the chain is straight, and the lower the melting point if the chain is branched), crystallinity (the higher the crystallinity, the higher the melting point), and density (the higher the crystallinity, the higher the melting point). Therefore, by controlling these characteristics, it is possible to obtain a wax having a desired melting point. The melting point of the wax in the ink can be measured in accordance with the above test method, for example, after the ink is subjected to ultracentrifugation, the wax separated is washed and dried.

[水性媒体]
本発明の記録方法で用いるインクは、水性媒体として少なくとも水を含有する水性のインクである。インクには、水、又は水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を含有させることができる。水としては、脱イオン水やイオン交換水を用いることが好ましい。水性インク中の、水の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、50.0質量%以上95.0質量%以下であることが好ましい。また、水性インク中の、水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、3.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。水溶性有機溶剤としては、アルコール類、(ポリ)アルキレングリコール類、グリコールエーテル類、含窒素溶剤類、含硫黄溶剤類などのインクジェット用のインクに使用可能なものをいずれも用いることができる。水溶性有機溶剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
[Aqueous medium]
The ink used in the recording method of the present invention is an aqueous ink containing at least water as an aqueous medium. The ink can contain water or an aqueous medium that is a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent. As the water, deionized water or ion-exchanged water is preferably used. The content (mass%) of water in the aqueous ink is preferably 50.0 mass% or more and 95.0 mass% or less based on the total mass of the ink. In addition, the content (mass%) of the water-soluble organic solvent in the aqueous ink is preferably 3.0 mass% or more and 50.0 mass% or less based on the total mass of the ink. As the water-soluble organic solvent, any of those usable for inkjet inks, such as alcohols, (poly)alkylene glycols, glycol ethers, nitrogen-containing solvents, and sulfur-containing solvents, can be used. The water-soluble organic solvent may be used alone or in combination of two or more.

[その他の成分]
インクは、必要に応じて、各種その他の成分を含有してもよい。その他の成分としては、消泡剤、界面活性剤、pH調整剤、粘度調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤など種々の添加剤を挙げることができる。但し、インクは、反応液に含有させる反応剤を含有しないことが好ましい。
[Other ingredients]
The ink may contain various other components as necessary. Examples of other components include various additives such as defoamers, surfactants, pH adjusters, viscosity adjusters, rust inhibitors, preservatives, antifungal agents, antioxidants, and reduction inhibitors. However, it is preferable that the ink does not contain a reactant to be contained in the reaction liquid.

[インクの物性]
インクは、インクジェット方式に適用する水性インクである。したがって、信頼性の観点から、その物性値を適切に制御することが好ましい。具体的には、25℃における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い。また、25℃におけるインクの粘度は、1.0mPa・s以上10.0mPa・s以下であることが好ましい。25℃におけるインクのpHは、7.0以上9.5以下であることが好ましく、8.0以上9.5以下であることがさらに好ましい。
[Ink properties]
The ink is a water-based ink applied to an inkjet method. Therefore, from the viewpoint of reliability, it is preferable to appropriately control the physical property values. Specifically, the surface tension of the ink at 25° C. is preferably 20 mN/m or more and 60 mN/m or less. In addition, the viscosity of the ink at 25° C. is preferably 1.0 mPa·s or more and 10.0 mPa·s or less. The pH of the ink at 25° C. is preferably 7.0 or more and 9.5 or less, and more preferably 8.0 or more and 9.5 or less.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。成分量に関して「部」及び「%」と記載しているものは特に断らない限り質量基準である。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited in any way to the following examples as long as it does not deviate from the gist of the invention. Unless otherwise specified, the terms "parts" and "%" used to describe the amounts of components are based on mass.

<反応液の調製>
表1~表3に示す各成分(単位:%)を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのセルロースアセテートフィルター(アドバンテック製)にて加圧ろ過を行い、各反応液を調製した。表1~表3中、「Capstone FS3100」は、LEHVOSS Group製のフッ素系のノニオン性界面活性剤の商品名である。「アセチレノールE100」は川研ファインケミカル製の炭化水素系のノニオン性界面活性剤の商品名である。ポリエチレングリコールに付した数値は、ポリエチレングリコールの数平均分子量である。反応剤である1価又は多価金属塩に付した括弧内の2つの数値は、それぞれ、20℃における水への溶解度(g/100mL)の値、及び分子量を示す。「塩化ナトリウム」は、1価の金属塩であり、表1~表3中、「塩化ナトリウム」よりも上に記載の化合物は、全て2価の金属塩である。有機酸に付した括弧内の2つの数値は、それぞれ、20℃におけるpKa(複数のpKaを有する化合物の場合はpKa)の値、及び分子量を示す。マロン酸、リンゴ酸、コハク酸、プロピオン酸、2,2-ジメチルプロパン酸、及びギ酸は、有機酸である。水溶性有機溶剤に付した括弧内の数値は、20℃における比誘電率の値を示す。また、各反応液が複数の水溶性有機溶剤を含有する場合は、表1~表3の(平均)比誘電率の欄に、上記の方法で算出した平均比誘電率の値を記載した。
<Preparation of reaction solution>
Each component (unit: %) shown in Tables 1 to 3 was mixed and thoroughly stirred, and then pressure filtered with a cellulose acetate filter (manufactured by Advantec) having a pore size of 3.0 μm to prepare each reaction solution. In Tables 1 to 3, "Capstone FS3100" is the trade name of a fluorine-based nonionic surfactant manufactured by LEHVOSS Group. "Acetylenol E100" is the trade name of a hydrocarbon-based nonionic surfactant manufactured by Kawaken Fine Chemicals. The numerical value attached to polyethylene glycol is the number average molecular weight of polyethylene glycol. The two numerical values in parentheses attached to the monovalent or polyvalent metal salt, which is the reactant, indicate the value of solubility in water at 20° C. (g/100 mL) and the molecular weight, respectively. "Sodium chloride" is a monovalent metal salt, and all of the compounds listed above "sodium chloride" in Tables 1 to 3 are divalent metal salts. The two numbers in parentheses attached to the organic acids indicate the pKa value (pKa 1 in the case of a compound having multiple pKas) and the molecular weight at 20° C., respectively. Malonic acid, malic acid, succinic acid, propionic acid, 2,2-dimethylpropanoic acid, and formic acid are organic acids. The number in parentheses attached to the water-soluble organic solvents indicates the relative dielectric constant value at 20° C. Furthermore, when each reaction solution contains multiple water-soluble organic solvents, the average relative dielectric constant value calculated by the above method is shown in the (average) relative dielectric constant column of Tables 1 to 3.

表1~表3中、多価金属塩由来の多価金属イオンの濃度は、ICP発光分析によって測定した。測定装置としては、マルチ型ICP発光装置(商品名「5900ICP OES」、アジレントテクノロジー製)を用いた。また、有機酸由来の水素イオンの濃度は、イオンクロマトグラフィーによって、有機酸が解離した後の陰イオン成分を定量することにより算出した。測定装置としては、イオンクロマトグラフ(商品名「Prominence HIC-SP」、サプレッサ方式、島津製作所製)を用いた。 In Tables 1 to 3, the concentrations of polyvalent metal ions derived from polyvalent metal salts were measured by ICP emission analysis. A multi-type ICP emission device (product name "5900ICP OES", manufactured by Agilent Technologies) was used as the measuring device. The concentration of hydrogen ions derived from organic acids was calculated by quantifying the anion components after dissociation of the organic acids using ion chromatography. An ion chromatograph (product name "Prominence HIC-SP", suppressor type, manufactured by Shimadzu Corporation) was used as the measuring device.

Figure 2024076998000001
Figure 2024076998000001

Figure 2024076998000002
Figure 2024076998000002

Figure 2024076998000003
Figure 2024076998000003

<顔料分散液の調製>
(顔料分散液1)
酸価150mgKOH/g、重量平均分子量8,000のスチレン-アクリル酸エチル-アクリル酸共重合体(樹脂1)を用意した。樹脂1 20.0部を、その酸価と等モルの水酸化カリウムで中和した後、適量の純水を加え、樹脂(固形分)の含有量が20.0%である樹脂1の水溶液を調製した。顔料(C.I.ピグメントブルー15:3)10.0部、樹脂1の水溶液15.0部、及び純水75.0部を混合して混合物を得た。得られた混合物及び0.3mm径のジルコニアビーズ200部をバッチ式の縦型サンドミル(アイメックス製)に入れ、水冷しながら5時間分散させた。遠心分離して粗大粒子を除去した後、ポアサイズ3.0μmのセルロースアセテートフィルター(アドバンテック製)にて加圧ろ過して、顔料の含有量が10.0%、樹脂分散剤(樹脂1)の含有量が3.0%の顔料分散液1を調製した。
<Preparation of Pigment Dispersion>
(Pigment Dispersion 1)
A styrene-ethyl acrylate-acrylic acid copolymer (resin 1) with an acid value of 150 mgKOH/g and a weight average molecular weight of 8,000 was prepared. 20.0 parts of resin 1 were neutralized with potassium hydroxide in an amount equimolar to the acid value, and then an appropriate amount of pure water was added to prepare an aqueous solution of resin 1 with a resin (solid content) content of 20.0%. 10.0 parts of pigment (C.I. Pigment Blue 15:3), 15.0 parts of the aqueous solution of resin 1, and 75.0 parts of pure water were mixed to obtain a mixture. The obtained mixture and 200 parts of zirconia beads with a diameter of 0.3 mm were placed in a batch-type vertical sand mill (manufactured by Imex) and dispersed for 5 hours while cooling with water. After centrifuging to remove coarse particles, the mixture was pressure-filtered with a cellulose acetate filter (manufactured by Advantec) with a pore size of 3.0 μm to prepare a pigment dispersion 1 with a pigment content of 10.0% and a resin dispersant (resin 1) content of 3.0%.

(顔料分散液2)
顔料をC.I.ピグメントレッド122に変更したこと以外は、前述の顔料分散液1と同様の手順で、顔料の含有量が10.0%、樹脂分散剤(樹脂1)の含有量が3.0%の顔料分散液2を調製した。
(Pigment Dispersion 2)
A pigment dispersion 2 having a pigment content of 10.0% and a resin dispersant (resin 1) content of 3.0% was prepared in the same manner as in the pigment dispersion 1 described above, except that the pigment was changed to C.I. Pigment Red 122.

(顔料分散液3)
顔料をC.I.ピグメントイエロー74に変更したこと以外は、前述の顔料分散液1と同様の手順で、顔料の含有量が10.0%、樹脂分散剤(樹脂1)の含有量が3.0%の顔料分散液3を調製した。
(Pigment Dispersion 3)
A pigment dispersion 3 having a pigment content of 10.0% and a resin dispersant (resin 1) content of 3.0% was prepared in the same manner as in the pigment dispersion 1 described above, except that the pigment was changed to C.I. Pigment Yellow 74.

(顔料分散液4)
顔料をカーボンブラックに変更したこと以外は、前述の顔料分散液1と同様の手順で、顔料の含有量が10.0%、樹脂分散剤(樹脂1)の含有量が3.0%の顔料分散液4を調製した。
(Pigment Dispersion 4)
Pigment dispersion 4 having a pigment content of 10.0% and a resin dispersant (resin 1) content of 3.0% was prepared in the same manner as in the above-mentioned pigment dispersion 1, except that the pigment was changed to carbon black.

<樹脂粒子の調製>
(樹脂粒子1)
撹拌機、還流冷却装置、及び窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコに、イオン交換水74.0部、及び過硫酸カリウム0.2部を入れて混合した。また、エチルメタクリレート24.0部、メタクリル酸1.5部、及び反応性界面活性剤0.3部を混合して乳化物を調製した。反応性界面活性剤としては、商品名「アデカリアソープER20」(ADEKA製、ノニオン性界面活性剤、エチレンオキサイド基の付加モル数:20)を用いた。窒素雰囲気下、調製した乳化物を上記の四つ口フラスコ内に1時間かけて滴下し、80℃で撹拌しながら2時間重合反応を行った。25℃まで冷却した後、イオン交換水、及び樹脂粒子の酸価と等モルの水酸化カリウムを含む水溶液を添加して、樹脂粒子(固形分)の含有量が25.0%である樹脂粒子1の水分散液を調製した。
<Preparation of Resin Particles>
(Resin Particles 1)
In a four-neck flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a nitrogen gas inlet tube, 74.0 parts of ion-exchanged water and 0.2 parts of potassium persulfate were mixed. In addition, 24.0 parts of ethyl methacrylate, 1.5 parts of methacrylic acid, and 0.3 parts of a reactive surfactant were mixed to prepare an emulsion. As the reactive surfactant, the product name "ADEKA REASOAP ER20" (manufactured by ADEKA, nonionic surfactant, number of moles of ethylene oxide group added: 20) was used. Under a nitrogen atmosphere, the prepared emulsion was dropped into the four-neck flask over 1 hour, and polymerization reaction was carried out for 2 hours while stirring at 80 ° C. After cooling to 25 ° C., ion-exchanged water and an aqueous solution containing potassium hydroxide equimolar to the acid value of the resin particles were added to prepare an aqueous dispersion of resin particles 1 having a resin particle (solid content) content of 25.0%.

(樹脂粒子2)
撹拌機、還流冷却装置、及び窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコに、イオン交換水81.8部、及び過硫酸カリウム0.2部を入れて混合した。また、エチルメタクリレート16.1部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート1.6部、及び上記の反応性界面活性剤0.3部を混合して乳化物を調製した。メトキシポリエチレングリコールメタクリレートとしては、商品名「ブレンマーPME1000」(日油製、エチレンオキサイド基の付加モル数:約23)を使用した。窒素雰囲気下、調製した乳化物を上記の四つ口フラスコ内に1時間かけて滴下し、80℃で撹拌しながら2時間重合反応を行った。25℃まで冷却した後、イオン交換水を添加して、樹脂粒子(固形分)の含有量が25.0%である樹脂粒子2の水分散液を調製した。
(Resin Particles 2)
In a four-neck flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a nitrogen gas inlet tube, 81.8 parts of ion-exchanged water and 0.2 parts of potassium persulfate were mixed. In addition, 16.1 parts of ethyl methacrylate, 1.6 parts of methoxypolyethylene glycol methacrylate, and 0.3 parts of the above-mentioned reactive surfactant were mixed to prepare an emulsion. As the methoxypolyethylene glycol methacrylate, the product name "Blenmer PME1000" (manufactured by NOF Corp., number of moles of ethylene oxide group added: about 23) was used. Under a nitrogen atmosphere, the prepared emulsion was dropped into the four-neck flask over 1 hour, and polymerization reaction was carried out for 2 hours while stirring at 80 ° C. After cooling to 25 ° C., ion-exchanged water was added to prepare an aqueous dispersion of resin particles 2 with a resin particle (solid content) content of 25.0%.

<インクの調製>
表4に示す各成分(単位:%)を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのセルロースアセテートフィルター(アドバンテック製)にて加圧ろ過を行い、各インクを調製した。
<Ink Preparation>
The components (unit: %) shown in Table 4 were mixed and thoroughly stirred, and then pressure filtered through a cellulose acetate filter (manufactured by Advantec) having a pore size of 3.0 μm to prepare each ink.

Figure 2024076998000004
Figure 2024076998000004

<記録媒体の準備>
以下の記録媒体1~4を準備した。
記録媒体1:商品名「スコッチカル グラフィックフィルム IJ1220-10」(3M製、基材:ポリ塩化ビニル、ブリストー法において接触開始から30msec1/2までの水の吸収量は0mL/m以上10mL/m以下の範囲内である)
記録媒体2:商品名「LLソフトターポリン LLBASF135」(桜井株式会社製、基材:ポリエステルおよび塩ビ、ブリストー法において接触開始から30msec1/2までの水の吸収量は0mL/m以上10mL/m以下の範囲内である)
記録媒体3:商品名「プリンテリアOW PROY400F」(リンテックサインシステム社製、基材:ポリオレフィン、ブリストー法において接触開始から30msec1/2までの水の吸収量は0mL/m以上10mL/m以下の範囲内である)
記録媒体4:商品名「キヤノン写真用紙・光沢 プロ[プラチナグレード]PT-201」(キヤノン製、ブリストー法において接触開始から30msec1/2までの水の吸収量は10mL/m超である)
<Preparing the recording medium>
The following recording media 1 to 4 were prepared.
Recording medium 1: Product name "Scotchcal Graphic Film IJ1220-10" (manufactured by 3M, substrate: polyvinyl chloride, water absorption amount from start of contact to 30 msec 1/2 in the Bristow method is in the range of 0 mL/ m2 to 10 mL/ m2 )
Recording medium 2: Product name "LL Soft Tarpaulin LLBASF135" (manufactured by Sakurai Co., Ltd., base material: polyester and PVC, water absorption amount from start of contact to 30 msec 1/2 in the Bristow method is in the range of 0 mL/ m2 to 10 mL/ m2 )
Recording medium 3: Product name "Printeria OW PROY400F" (manufactured by Lintec Sign Systems, substrate: polyolefin, water absorption amount from start of contact to 30 msec 1/2 in the Bristow method is in the range of 0 mL/ m2 or more and 10 mL/ m2 or less)
Recording medium 4: Product name "Canon Photo Paper Glossy Pro [Platinum Grade] PT-201" (manufactured by Canon, the amount of water absorbed from the start of contact to 30 msec 1/2 in the Bristow method is more than 10 mL/ m2 )

<評価>
調製した各反応液及び各インクを、それぞれカートリッジに充填し、熱エネルギーによりインクを吐出する記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置(商品名「imagePROGRAF PRO-2000」、キヤノン製)にセットした。この記録装置には、反応液及びインクを付与した記録媒体を乾燥させるための加熱装置を、記録媒体の搬送方向において、記録ヘッドの下流側の位置に組み込んだ。そして、加熱装置の加熱によって、記録媒体の表面温度を80℃とした。記録ヘッドは、図5に示す構成を有するシリアル型の記録ヘッドを使用した。この記録ヘッドは、1つの吐出口につき、吐出口と吐出素子の間で連通する第1流路及び第2流路を具備し、ポンプを利用して第1流路内のインクを第2流路へと循環させるものである。吐出口の密度は1インチ当たり1200個、1滴あたりのインクの吐出量は4.0ngである。また、記録ヘッドの保護膜は、表3に示す構成となるように、前述したALD法で作成した。液体流路13には、ケイ素材料で形成されるオリフィスプレート12上に厚さ約100nmの保護膜15(図7(b))を設けた。また、液体供給口14には、ケイ素材料で形成される基板11に厚さ約100nmの保護膜15(図7(b))を設けた。本実施例では、1/1200インチ×1/1200インチの単位領域に4.0ngのインクを1滴付与する条件で記録した画像を、記録デューティが100%であると定義する。反応液の付与量は上記単位領域に0.8ng、インクの付与量は上記単位領域に4.8ngとした。記録環境は、温度20℃、相対湿度50%とした。記録ヘッド内において液体の循環を行う場合、反応液の循環流量は、4.0mL/minとした。本発明においては、下記の各項目の評価基準で、「A」及び「B」を許容できるレベル、「C」を許容できないレベルとした。評価結果を表6に示す。表6中、「液体の加熱温度」の欄には、記録ヘッドの温調による液体の加熱温度を記載した。また、実施例35では、温調を行わず、「液体の加熱温度」の欄には、「-」と記載した。
<Evaluation>
The prepared reaction liquid and ink were filled in a cartridge, and the cartridge was set in an inkjet recording device (product name "imagePROGRAF PRO-2000", manufactured by Canon) equipped with a recording head that ejects ink by thermal energy. A heating device for drying the recording medium to which the reaction liquid and ink were applied was incorporated in this recording device at a position downstream of the recording head in the conveying direction of the recording medium. The surface temperature of the recording medium was set to 80°C by heating with the heating device. The recording head used was a serial type recording head having the configuration shown in FIG. 5. This recording head has a first flow path and a second flow path that communicate between the ejection port and the ejection element for each ejection port, and circulates the ink in the first flow path to the second flow path using a pump. The density of the ejection ports was 1200 per inch, and the amount of ink ejected per droplet was 4.0 ng. The protective film of the recording head was prepared by the ALD method described above so as to have the configuration shown in Table 3. In the liquid flow path 13, a protective film 15 (FIG. 7(b)) having a thickness of about 100 nm was provided on the orifice plate 12 made of a silicon material. In the liquid supply port 14, a protective film 15 (FIG. 7(b)) having a thickness of about 100 nm was provided on the substrate 11 made of a silicon material. In this embodiment, an image recorded under the condition that one drop of 4.0 ng of ink is applied to a unit area of 1/1200 inch x 1/1200 inch is defined as having a recording duty of 100%. The amount of reaction liquid applied to the unit area was 0.8 ng, and the amount of ink applied to the unit area was 4.8 ng. The recording environment was a temperature of 20° C. and a relative humidity of 50%. When the liquid was circulated in the recording head, the circulation flow rate of the reaction liquid was 4.0 mL/min. In the present invention, in the evaluation criteria for each item below, "A" and "B" were defined as acceptable levels, and "C" was defined as unacceptable levels. The evaluation results are shown in Table 6. In Table 6, the "liquid heating temperature" column lists the liquid heating temperature by temperature control of the print head. In Example 35, no temperature control was performed, and "-" is listed in the "liquid heating temperature" column.

(記録ヘッドの溶解抑制)
表6に記載の反応液を、記録ヘッドの1つの吐出口あたり、反応液を8×1010回、吐出させた。その後、記録ヘッドを分解、洗浄し、乾燥させた後、記録ヘッドの内壁面をSEM-EDS(商品名「S-3400N」、日立ハイテクノロジーズ製)で観察し、内壁面の元素分析を行った。そして、以下に示す評価基準にしたがって、記録ヘッドの溶解抑制を評価した。
A:内壁面に保護膜を形成する金属元素が確認され、保護膜を設けた部材に由来するケイ素元素は確認されなかった。
B:内壁面に保護膜を形成する金属元素が確認され、保護膜を設けた部材に由来するケイ素元素が一部の箇所で確認された。
C:内壁面に保護膜を形成する金属元素が確認されず、保護膜を設けた部材に由来するケイ素元素が全体的に確認された。
(Prevention of dissolution of recording head)
The reaction liquid shown in Table 6 was discharged 8×10 10 times per discharge port of the recording head. The recording head was then disassembled, cleaned, and dried, and the inner wall surface of the recording head was observed with a SEM-EDS (product name "S-3400N", manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) and an elemental analysis of the inner wall surface was performed. The dissolution inhibition of the recording head was evaluated according to the following evaluation criteria.
A: Metal elements forming a protective film on the inner wall surface were confirmed, but silicon elements originating from the member on which the protective film was provided were not confirmed.
B: Metal elements forming a protective film on the inner wall surface were confirmed, and silicon elements derived from the material on which the protective film was formed were confirmed in some places.
C: No metal element forming a protective film on the inner wall surface was found, and silicon element originating from the member on which the protective film was provided was found throughout.

(画像の滲み抑制)
上記の記録装置を用いて、表6に記載の反応液及びインクを同一の記録パスで付与することで、線幅が4pixel(入力線幅:1/600インチ×4=169μm)の細線を記録デューティが200%になるように記録媒体に記録した。記録した線画像について、パーソナル画像品質評価システムPersonal IAS(商品名、Quality Engineering Associates製)を用いて、線幅を測定した(実測の線幅)。(入力線幅との差)=(実測の線幅(μm))-169(μm)の式に基づいて、入力線幅との差を算出し、以下に示す評価基準にしたがって画像の滲み抑制を評価した。
A:入力線幅との差が、120nm以下であった。
B:入力線幅との差が、120nmを超えて140nm以下であった。
C:入力線幅との差が、140nmを超えていた。
(Image bleeding suppression)
Using the above recording device, the reaction liquid and ink shown in Table 6 were applied in the same recording pass to record a thin line having a line width of 4 pixels (input line width: 1/600 inch x 4 = 169 μm) on the recording medium so that the recording duty was 200%. The line width of the recorded line image was measured (actual line width) using a personal image quality evaluation system Personal IAS (product name, manufactured by Quality Engineering Associates). The difference from the input line width was calculated based on the formula (difference from input line width) = (actual line width (μm)) - 169 (μm), and the bleeding suppression of the image was evaluated according to the evaluation criteria shown below.
A: The difference from the input line width was 120 nm or less.
B: The difference from the input line width was more than 120 nm and 140 nm or less.
C: The difference from the input line width exceeded 140 nm.

(画像の発色性)
上記のインクジェット記録装置を用いて、表6に記載の反応液及びインクを付与することで、記録デューティを10~200%の間で、10%刻みで変化させた10種類のベタ画像を記録した。この際、反応液付与工程と、インク付与工程と、を並行して行い、ベタ画像を記録した。各ベタ画像の明度(L)及び彩度(C)を、蛍光分光濃度計(商品名「FD-7」、コニカミノルタ製)を用いて測定した。L、及びCは、CIEで規定されている色差表示法によるものである。そして、表5に示す評価基準にしたがって画像の発色性を評価した。本実施例では、色材がカーボンブラックである場合はブラックインク、色材がC.I.ピグメントブルー15:3である場合はシアンインク、色材がC.I.ピグメントレッド122である場合はマゼンタインク、色材がC.I.ピグメントイエロー74である場合はイエローインクとした。そして、ブラックインクの場合、明度が低いほど、濃い画像であり、発色性が良好であることを意味する。また、カラーインク(シアン、マゼンタ、及びイエローの各インク)の場合、彩度が大きいほど鮮やかな画像であり、発色性が良好であることを意味する。
(Color development of image)
Using the inkjet recording device described above, ten types of solid images were recorded with the recording duty changed in 10% increments between 10% and 200% by applying the reaction liquid and ink shown in Table 6. In this case, the reaction liquid application process and the ink application process were performed in parallel to record the solid images. The lightness (L * ) and chroma (C * ) of each solid image were measured using a fluorescence spectrodensitometer (product name "FD-7", manufactured by Konica Minolta). L * and C * are based on the color difference display method specified by the CIE. The color development of the image was evaluated according to the evaluation criteria shown in Table 5. In this example, black ink was used when the color material was carbon black, cyan ink was used when the color material was C.I. Pigment Blue 15:3, magenta ink was used when the color material was C.I. Pigment Red 122, and yellow ink was used when the color material was C.I. Pigment Yellow 74. In the case of black ink, the lower the lightness, the darker the image and the better the color development, while in the case of color inks (cyan, magenta, and yellow), the higher the saturation, the more vivid the image and the better the color development.

Figure 2024076998000006
Figure 2024076998000006

Claims (11)

水性インク、及び、前記水性インクと反応する反応剤を含有する水性反応液を、記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記水性反応液を前記記録媒体に付与する反応液付与工程と、
前記記録媒体の前記水性反応液が付与される領域の少なくとも一部に重なるように、前記水性インクを付与するインク付与工程と、を有し、
前記水性反応液が、(i)20℃における水への溶解度(g/100mL)が3.0g/100mL以上108.0g/100mL以下の多価金属塩、及び、(ii)20℃におけるpKaが3.2以上4.6以下の酸型の有機酸、からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有し、
前記記録ヘッドの内部には、前記水性反応液を吐出する吐出口を有する液体流路と、前記液体流路に連通する液体供給口とが形成されており、前記液体流路、及び前記液体供給口からなる群より選ばれる少なくとも1種の内壁面が、金属酸化物を含む保護膜で被覆されており、
前記金属酸化物が、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化バナジウム、及び酸化タンタルからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とするインクジェット記録方法。
An inkjet recording method for recording an image on a recording medium by ejecting an aqueous reaction liquid containing an aqueous ink and a reactant that reacts with the aqueous ink from a recording head, comprising the steps of:
a reaction liquid applying step of applying the aqueous reaction liquid to the recording medium;
an ink applying step of applying the aqueous ink so as to overlap at least a portion of an area of the recording medium to which the aqueous reaction liquid is applied,
the aqueous reaction liquid contains at least one selected from the group consisting of: (i) a polyvalent metal salt having a solubility in water (g/100 mL) at 20° C. of 3.0 g/100 mL or more and 108.0 g/100 mL or less; and (ii) an acid-type organic acid having a pKa at 20° C. of 3.2 or more and 4.6 or less;
a liquid flow path having an ejection port for ejecting the aqueous reaction liquid, and a liquid supply port communicating with the liquid flow path are formed inside the recording head, and at least one inner wall surface selected from the group consisting of the liquid flow path and the liquid supply port is coated with a protective film containing a metal oxide,
The ink-jet recording method according to claim 1, wherein the metal oxide is at least one selected from the group consisting of titanium oxide, zirconium oxide, vanadium oxide, and tantalum oxide.
前記水性反応液が、水溶性有機溶剤を含有し、前記水溶性有機溶剤の20℃における比誘電率が、15.0以上である請求項1に記載のインクジェット記録方法。 The inkjet recording method according to claim 1, wherein the aqueous reaction liquid contains a water-soluble organic solvent, and the relative dielectric constant of the water-soluble organic solvent at 20°C is 15.0 or more. 前記水性反応液中の、前記多価金属塩に由来する多価金属イオンの濃度(mol/g)が、0.003mol/g以上0.020mol/g以下である請求項1に記載のインクジェット記録方法。 The inkjet recording method according to claim 1, wherein the concentration (mol/g) of the polyvalent metal ions derived from the polyvalent metal salt in the aqueous reaction liquid is 0.003 mol/g or more and 0.020 mol/g or less. 前記水性反応液が、水への溶解度(g/100mL)が3.0g/100mL以上50.0g/100mL以下の多価金属塩を含有する請求項1に記載のインクジェット記録方法。 The inkjet recording method according to claim 1, wherein the aqueous reaction liquid contains a polyvalent metal salt whose solubility in water (g/100 mL) is 3.0 g/100 mL or more and 50.0 g/100 mL or less. 前記水性反応液中の、前記有機酸に由来する水素イオンの濃度(mol/g)が、0.006mol/g以上0.040mol/g以下である請求項1に記載のインクジェット記録方法。 The inkjet recording method according to claim 1, wherein the concentration (mol/g) of hydrogen ions derived from the organic acid in the aqueous reaction liquid is 0.006 mol/g or more and 0.040 mol/g or less. 前記水性反応液が、pKaが3.5以上4.6以下の酸型の有機酸を含有する請求項1に記載のインクジェット記録方法。 The inkjet recording method according to claim 1, wherein the aqueous reaction liquid contains an acid-type organic acid having a pKa of 3.5 or more and 4.6 or less. 前記記録媒体が、ブリストー法において接触開始から30msec1/2までの水の吸収量が、10mL/m以下である記録媒体である請求項1に記載のインクジェット記録方法。 2. The ink jet recording method according to claim 1, wherein the recording medium has an amount of water absorption of 10 mL/ m2 or less from the start of contact to 30 msec 1/2 in the Bristow method. 前記記録ヘッド内で、前記水性反応液を循環する機構を備える請求項1に記載のインクジェット記録方法。 The inkjet recording method according to claim 1, further comprising a mechanism for circulating the aqueous reaction liquid within the recording head. 前記記録ヘッドが、前記記録ヘッド内の前記水性反応液を加熱する加熱機構を備える請求項1に記載のインクジェット記録方法。 The inkjet recording method according to claim 1, wherein the recording head is provided with a heating mechanism for heating the aqueous reaction liquid in the recording head. 水性インク、及び、前記水性インクと反応する反応剤を含有する水性反応液を、記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録するために用いるインクジェット記録装置であって、
前記水性反応液を前記記録媒体に付与する反応液付与手段と、
前記記録媒体の前記水性反応液が付与される領域の少なくとも一部に重なるように、前記水性インクを付与するインク付与手段と、を備え、
前記水性反応液が、(i)20℃における水への溶解度(g/100mL)が3.0g/100mL以上108.0g/100mL以下の多価金属塩、及び、(ii)20℃におけるpKaが3.2以上4.6以下の酸型の有機酸、からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有し、
前記記録ヘッドの内部には、前記水性反応液を吐出する吐出口を有する液体流路と、前記液体流路に連通する液体供給口とが形成されており、前記液体流路、及び前記液体供給口からなる群より選ばれる少なくとも1種の内壁面が、金属酸化物を含む保護膜で被覆されており、
前記金属酸化物が、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化バナジウム、及び酸化タンタルからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とするインクジェット記録装置。
An inkjet recording apparatus used for recording an image on a recording medium by ejecting from a recording head an aqueous reaction liquid containing an aqueous ink and a reactant that reacts with the aqueous ink, the ink comprising:
a reaction liquid applying means for applying the aqueous reaction liquid to the recording medium;
an ink applying means for applying the water-based ink so as to overlap at least a portion of an area of the recording medium to which the water-based reaction liquid is applied,
the aqueous reaction liquid contains at least one selected from the group consisting of: (i) a polyvalent metal salt having a solubility in water (g/100 mL) at 20° C. of 3.0 g/100 mL or more and 108.0 g/100 mL or less; and (ii) an acid-type organic acid having a pKa at 20° C. of 3.2 or more and 4.6 or less;
a liquid flow path having an ejection port for ejecting the aqueous reaction liquid, and a liquid supply port communicating with the liquid flow path are formed inside the recording head, and at least one inner wall surface selected from the group consisting of the liquid flow path and the liquid supply port is coated with a protective film containing a metal oxide,
The ink-jet recording apparatus is characterized in that the metal oxide is at least one selected from the group consisting of titanium oxide, zirconium oxide, vanadium oxide, and tantalum oxide.
水性インク、及び、前記水性インクと反応する反応剤を含有する水性反応液を、記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法に用いられる、水性インク及び水性反応液のセットであって、
前記インクジェット記録方法が、前記水性反応液を前記記録媒体に付与する反応液付与工程と、
前記記録媒体の前記水性反応液が付与される領域の少なくとも一部に重なるように、前記水性インクを付与するインク付与工程と、を有し、
前記水性反応液が、(i)20℃における水への溶解度(g/100mL)が3.0g/100mL以上108.0g/100mL以下の多価金属塩、及び、(ii)20℃におけるpKaが3.2以上4.6以下の酸型の有機酸、からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有し、
前記記録ヘッドの内部には、前記水性反応液を吐出する吐出口を有する液体流路と、前記液体流路に連通する液体供給口とが形成されており、前記液体流路、及び前記液体供給口からなる群より選ばれる少なくとも1種の内壁面が、金属酸化物を含む保護膜で被覆されており、
前記金属酸化物が、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化バナジウム、及び酸化タンタルからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする水性インク及び水性反応液のセット。
A set of an aqueous ink and an aqueous reaction liquid for use in an inkjet recording method in which an aqueous ink and an aqueous reaction liquid containing a reactant that reacts with the aqueous ink are ejected from a recording head to record an image on a recording medium, comprising:
the inkjet recording method includes a reaction liquid applying step of applying the aqueous reaction liquid to the recording medium;
an ink applying step of applying the aqueous ink so as to overlap at least a portion of an area of the recording medium to which the aqueous reaction liquid is applied,
the aqueous reaction liquid contains at least one selected from the group consisting of: (i) a polyvalent metal salt having a solubility in water (g/100 mL) at 20° C. of 3.0 g/100 mL or more and 108.0 g/100 mL or less; and (ii) an acid-type organic acid having a pKa at 20° C. of 3.2 or more and 4.6 or less;
a liquid flow path having an ejection port for ejecting the aqueous reaction liquid, and a liquid supply port communicating with the liquid flow path are formed inside the recording head, and at least one inner wall surface selected from the group consisting of the liquid flow path and the liquid supply port is coated with a protective film containing a metal oxide,
A set of an aqueous ink and an aqueous reaction liquid, wherein the metal oxide is at least one selected from the group consisting of titanium oxide, zirconium oxide, vanadium oxide, and tantalum oxide.
JP2023197409A 2022-11-25 2023-11-21 Inkjet recording method, inkjet recording apparatus, and set of aqueous ink and aqueous reaction liquid Pending JP2024076998A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022187862 2022-11-25
JP2022187862 2022-11-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024076998A true JP2024076998A (en) 2024-06-06

Family

ID=91332657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023197409A Pending JP2024076998A (en) 2022-11-25 2023-11-21 Inkjet recording method, inkjet recording apparatus, and set of aqueous ink and aqueous reaction liquid

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2024076998A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7699431B2 (en) Ink jet printing apparatus, method of manufacturing ink absorber, and ink absorber
JP2006089559A (en) Ink set for inkjet recording, inkjet recording method and inkjet recording device
JP5490176B2 (en) Image forming method
JP2024076998A (en) Inkjet recording method, inkjet recording apparatus, and set of aqueous ink and aqueous reaction liquid
JP2009062440A (en) Liquid composition for inkjet, ink set for inkjet, ink tank and device of inkjet-recording
JP7091157B2 (en) Inkjet recording method and inkjet recording device
JP6887873B2 (en) Inkjet recording method and inkjet recording device
US10301495B2 (en) Ink jet recording method and ink jet recording apparatus
US20240174881A1 (en) Ink jet recording method and ink jet recording apparatus
JP6890988B2 (en) Inkjet recording method and inkjet recording device
JP2024076999A (en) Inkjet recording method, inkjet recording apparatus, and set of aqueous ink and aqueous reaction liquid
JP2024046610A (en) Inkjet recording method, inkjet recording device, and water-based ink
JP2024076988A (en) Inkjet recording method, inkjet recording apparatus, and set of aqueous ink and reaction liquid
JP2024076615A (en) Inkjet recording method, inkjet recording apparatus, and set of ink and reaction liquid
JP2024059573A (en) Water-based ink, ink-jet recording method, and ink-jet recording apparatus
EP4357425A1 (en) Aqueous ink, ink jet recording method and ink jet recording apparatus
EP4342677A1 (en) Ink jet recording method, ink jet recording apparatus and aqueous ink
JP2024076978A (en) Inkjet recording method, inkjet recording apparatus, and water-based ink
JP2024059572A (en) Water-based ink, ink-jet recording method, and ink-jet recording apparatus
JP2024077000A (en) Inkjet recording method, inkjet recording apparatus, and set of aqueous ink and aqueous reaction liquid
JP7091158B2 (en) Inkjet recording method and inkjet recording device
JP7398602B1 (en) Inkjet processing liquid, inkjet textile printing device, and inkjet textile printing method
EP4357143A1 (en) Ink jet recording method, ink jet recording apparatus, ink storage bag and aqueous ink
JP2024076961A (en) Inkjet recording method, inkjet recording apparatus, and set of aqueous ink and reaction liquid
WO2022208702A1 (en) Ink set for inkjet recording, inkjet recording method, maintenance method, and inkjet recording apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20231213