JP6843637B2

JP6843637B2 - インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置

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Publication number: JP6843637B2
Application number: JP2017018697A
Authority: JP
Inventors: 修平瀧口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2016-02-03
Filing date: 2017-02-03
Publication date: 2021-03-17
Anticipated expiration: 2037-02-03
Also published as: JP2017136846A

Description

本発明は、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置に関する。

近年、インクジェット記録装置は、低電力、低コスト、及び省スペースという利点を活かし、オフィスなどでの利用が増加しつつある。従来から、インクジェット記録装置には、紙送り方向（主走査方向）に対して直交する方向（副走査方向）に記録ヘッドを繰り返し移動させて画像を記録するシリアル方式の記録ヘッド（いわゆるシリアルヘッド）が採用されている。近年では、インクジェット記録装置のさらなる利用拡大を目指して、シリアルヘッドではなく、吐出口の配列幅を記録媒体の最大幅相当まで延ばした記録ヘッド、すなわち、ラインヘッドを用いることが提案されている（特許文献１）。シリアル方式とは異なり、ラインヘッド方式では記録ヘッドの移動は行わずに、記録媒体の搬送のみが行われるため、記録速度の向上に有利である。

一方、記録速度の向上に伴い、複数の記録媒体に連続して記録を行う連続記録時においては、記録物における記録箇所が乾燥する前に、そこへ次の記録物が接触することによる汚れ（スミア）の発生が懸念される。インクの定着性向上を図る手段として、インクの動的表面張力の変化を制御することが提案されている（特許文献２）。

特開２０１０−１４３１４７号公報特開２００８−００１８９１号公報

ラインヘッド方式では、ヘッドを固定して使用するため、予備吐出を複数のページ間に、又は記録媒体上に行うことになる。ページ間で予備吐出を行うと記録速度が低下し、記録媒体上に予備吐出を行うと画像品位が低下する。したがって、予備吐出を行わないでもインクを安定に吐出しうる時間を長くする必要があるため、ラインヘッド方式はシリアルヘッド方式と比較して、インクの間欠吐出安定性により大きな課題を有している。一方で、上述の通り、ラインヘッド方式では、記録速度の向上に伴い、連続記録時における汚れ（スミア）の発生が懸念される。

本発明者らの検討の結果、記録速度の向上を図るためにラインヘッド方式を採用し、かつ、インクの間欠吐出安定性の向上を達成するためにラインヘッドの吐出口と記録媒体との間を加湿する工程を採用したインクジェット記録方法を行うこととした。さらに、この方法において、本発明者らは、スミアを低減するために短い寿命時間における動的表面張力を制御したインクを使用した。そのような記録方法を実行したところ、新たな弊害として、画像を記録した記録媒体における記録面とは反対側の面（裏面）から画像が透けて見える現象（以下、「裏抜け」という）が発生した。この現象は、ラインヘッドの吐出口と記録媒体との間を加湿することで記録媒体の内部まで濡れた状態となり、それによって、インクの浸透がより促進されたことが主な原因であると考えられる。

したがって、本発明の目的は、ラインヘッドを用いて画像を記録する場合に、スミア、及び裏抜けが抑制された画像を記録することが可能であり、インクの間欠吐出安定性が良好な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、上記インクジェット記録方法に用いることができるインクジェット記録装置を提供することにある。

上記の目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明によれば、インクジェット方式のラインヘッドから水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録する工程を有するインクジェット記録方法であって、前記ラインヘッドの吐出口と前記記録媒体との間を加湿する工程を有し、前記水性インクが、硬化型インクではなく、ＤＢＰ吸油量が１４０ｍＬ／１００ｇ以上２００ｍＬ／１００ｇ以下であるカーボンブラックを含有し、かつ、前記水性インクの寿命時間１０ｍ秒における２５℃での動的表面張力が４５ｍＮ／ｍ以下であり、前記加湿する工程では、前記ラインヘッドの前記吐出口と前記記録媒体との間に加湿空気を供給することにより、前記ラインヘッドの前記吐出口と前記記録媒体との間を、温度３５℃以下かつ絶対湿度０．０１３ｋｇ／ｋｇＤＡ以上の雰囲気とす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。

本発明によれば、ラインヘッドを用いて画像を記録する場合に、スミア、及び裏抜けが抑制された画像を記録することが可能であり、インクの間欠吐出安定性が良好な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、上記インクジェット記録方法に用いることができるインクジェット記録装置を提供することができる。

ラインヘッドを備えたインクジェット記録装置の一例の概略構成を示す模式的側面図である。ヘッドカートリッジの吐出口面を示す斜視図である。ヘッドカートリッジにおける一記録素子基板の吐出口付近の構造を示す部分破断斜視図である。ラインヘッド及び加湿部を備えたインクジェット記録装置の一例の概略構成を示す模式図である。インクをラインヘッドに供給する供給機構及び回復機構の一例を示す模式図である。

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インクのことを、単に「インク」と記載することがある。また、物性値は、特に断りのない限り、常温（２５℃）における値とする。

＜インクジェット記録方法＞
近年、記録媒体の搬送方向の幅（最大用紙幅）の全幅にわたってインクを吐出する吐出口（ノズル）が配置されたライン型の記録ヘッド（以下、「ラインヘッド」とも記す）を採用した記録装置が開発されている。ラインヘッドを用いる場合には次のような利点がある。すなわち、ラインヘッドでは、記録ヘッドを往復移動させる必要がなく、最大用紙幅に対応した数のノズルが存在する。したがって、記録媒体の単位領域が記録ヘッド直下を１回のみ通過する、すなわち「１パス」で画像を記録可能であり、記録に要する時間を短縮化することができる。また、高速で記録した場合であっても１ノズル当たりの吐出回数を減少させることができる。したがって、吐出周波数を低く抑えることができるため、記録ヘッドの１のノズルの使用頻度や、熱エネルギーを利用する吐出方式の場合の温度上昇をシリアルヘッドに比して抑制することができる。

しかし、先述したように、ラインヘッド方式はシリアルヘッド方式と比較し、インクの間欠吐出安定性がより高いレベルで求められる。ラインヘッド方式で記録を行う場合、ヘッドを走査せず固定して使用するため、予備吐出を複数のページ間で、又は記録媒体上に行うことになる。ページ間で予備吐出する場合は、ページ間隔を広げたり、ページ間の送り速度を下げたりして予備吐出を行うことになるため、記録速度が低下する。また、記録媒体上へ予備吐出する場合は、記録媒体上に視認できるドットが増えるため、画像品位が低下する。したがって、ラインヘッド方式で一定レベルの記録速度と画像品位を維持するためには、シリアルヘッド方式と比較して予備吐出の頻度や予備吐出の吐出回数を少なくする必要があるため、よりレベルの高い間欠吐出安定性が求められる。

そこで、本発明者らは、インクの間欠吐出安定性を向上させるため、ラインヘッドの吐出口と記録媒体との間を加湿することに着目した。インクの間欠吐出安定性が低下する主な要因は、ノズル先端のインクが蒸発し、インクの粘度が高くなることであると考えられる。したがって、ラインヘッドの吐出口と記録媒体の間を加湿することで、ノズル先端のインクの蒸発を抑制し、インクの粘度上昇を抑制できると推測される。

一方、ラインヘッド方式はシリアルヘッド方式と比較して、より高いレベルのスミア抑制が求められる。その理由は、以下に述べる現象が生じるためである。ラインヘッド方式の場合、複数の記録媒体に連続して記録を行うとき、１枚目の記録物における記録箇所が乾燥する前に、そこへ次の記録物が接触するため、汚れ（スミア）が発生しやすい。本発明者らは、記録媒体に付与された後のインクの記録媒体への浸透が早くなると、スミアが抑制される傾向にあることを踏まえ、短い時間におけるインクの動的表面張力を下げることに着目した。

本発明者らは、ラインヘッド方式を用い、ラインヘッドの吐出口と記録媒体との間を加湿し、インクの短い時間における動的表面張力を下げる検討を行ったところ、この組み合わせの場合、新たに裏抜けの現象が発生することがわかった。この理由は以下のように推測される。ラインヘッドの吐出口と記録媒体との間を加湿したことにより、記録媒体の表面だけでなく内部まで湿った状態となる。湿った記録媒体は、湿っていない記録媒体と比較して、インクの浸透速度が速くなる。そのため、短い時間における動的表面張力が低く浸透しやすいインクを使用することによって、そのインクの記録媒体の厚さ方向への浸透がさらに促進され、裏抜けが発生したと推測される。

そこで、本発明者らが検討した結果、インクの色材として、ＤＢＰ吸油量の高いカーボンブラックを用いることで、裏抜けを抑制できることがわかった。この理由に関して、本発明者らは以下のように推測している。

カーボンブラックは、一次粒子の状態で個々に分散されているのではなく、これらの一次粒子が数個から数十個で連なって房状のストラクチャーを形成して分散されている。カーボンブラックのストラクチャーは、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量の特性により規定することができ、ＤＢＰ吸油量の高いカーボンブラックはストラクチャーが大きく、ＤＢＰ吸油量の低いカーボンブラックはストラクチャーが小さい。すなわち、ＤＢＰ吸油量の高いカーボンブラックは、ＤＢＰ吸油量の低いカーボンブラックと比較して、一次粒子の凝集構造が発達しており、上記発達した凝集構造の隙間に液媒体がより多く含まれる。したがって、ＤＢＰ吸油量の高いカーボンブラックは、インクが記録媒体に付与された後、水の蒸発が進むと局所的に水溶性有機溶剤の比率が高くなり、カーボンブラックの凝集が促進されるため、裏抜けを抑制する効果が得られたと考えられる。

以上より、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ラインヘッドから水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録する工程と、ラインヘッドの吐出口と記録媒体との間を加湿する工程とを有する。このインクジェット記録方法では、ラインヘッドから吐出させる水性インクとして、ＤＢＰ吸油量が１４０ｍＬ／１００ｇ以上であるカーボンブラックを含有し、かつ、寿命時間１０ｍ秒における動的表面張力が４５ｍＮ／ｍ以下である水性インクを用いる。上記工程を有するインクジェット記録方法に上記水性インクを用いることで、ラインヘッドにおける高速記録下においても、インクの間欠吐出安定性が良好であり、さらには、スミア、及び裏抜けが抑制された画像を記録することが可能となる。

以下、本発明のインクジェット記録方法に用いるインクを構成する各成分やインクの物性などについて詳細に説明する。

［インク］
本発明のインクジェット記録方法では、インクジェット方式のラインヘッドから水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録する工程を有する。水性インクを吐出するインクジェット方式のラインヘッドを備えたインクジェット記録装置を使用して、インクを記録媒体に付与することができる。インクをインクジェット方式のラインヘッドから吐出する方式としては、インクに熱エネルギー又は力学的エネルギーを付与する方法を挙げることができる。本方法においては、インクに熱エネルギーを付与してインクジェット方式のラインヘッドからインクを吐出する方式を採用することが好ましい。本発明で用いるインクは、いわゆる「硬化型インク」である必要はない。したがって、本発明で用いるインクは、外部エネルギーの付加により重合しうる重合性モノマーなどの化合物を含有しなくてもよい。

（カーボンブラック）
本発明のインクジェット記録方法に用いられるインクは、ＤＢＰ吸油量が１４０ｍＬ／１００ｇ以上であるカーボンブラックを含有する。インク中のカーボンブラックの含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、１．００質量％以上１０．００質量％以下であることが好ましい。カーボンブラックとしては、インクジェット用のインクに使用可能なものであれば、いずれも用いることができる。カーボンブラックとしては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、及びチャンネルブラックなどを挙げることができる。また、インクには、調色などの目的のために染料などを併用してもよい。

カーボンブラックの分散方法としては、分散剤として樹脂を用いる樹脂分散タイプのカーボンブラックや、カーボンブラック粒子の表面に親水性基が直接又は他の原子団を介して結合した自己分散型のカーボンブラックを挙げることができる。インクには、これらのカーボンブラックの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることが可能であり、分散方法の異なるカーボンブラックを併用することも可能である。

自己分散顔料のアニオン性基としては、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基などを挙げることができる。また、他の原子団は、顔料の粒子表面とイオン性基とのスペーサの機能を持つものであり、分子量が１，０００以下であることが好ましい。他の原子団としては、炭素数１乃至６程度のアルキレン基；フェニレン基、ナフチレン基などのアリーレン基；エステル基；イミノ基；アミド基；スルホニル基；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。

親水性基としては、アニオン性基を挙げることができる。アニオン性基は酸型（Ｈ型）及び塩型のいずれであっても良いが、塩型のほうが好ましい。塩型の場合のカウンターイオンとしては、アルカリ金属、アンモニウム、及び有機アンモニウムからなる群から選ばれる少なくとも１種が好ましい。カウンターイオンとして、ナトリウムイオン、カリウムイオン、及びアンモニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも１種がより好ましい。

樹脂分散タイプのカーボンブラックの具体例としては、以下のものを挙げることができる。例えば、樹脂分散剤を使用した樹脂分散型、カーボンブラック粒子の表面を樹脂で被覆したマイクロカプセル型、及びカーボンブラック粒子の表面に樹脂由来の有機基が化学的に結合した樹脂結合型、などのカーボンブラックがある。樹脂としては、（メタ）アクリル酸などのアニオン性基を有するユニットと、芳香環や脂肪族基を有するモノマーなどのアニオン性基を有しないユニットとを少なくとも有する、アクリル樹脂を用いることが好ましい。

本発明のインクジェット記録方法では、インクに含有させるカーボンブラックが、酸化処理された自己分散カーボンブラックを含むことが好ましい。酸化処理された自己分散カーボンブラック（酸化カーボンブラック）は、カーボンブラック粒子を酸化処理することで得ることができる。酸化処理された自己分散カーボンブラックは、他のカーボンブラックと比較して、カーボンブラック粒子に酸化処理を行うことでカーボンブラック粒子の表面が荒れた状態となる。液媒体中では、酸化処理された自己分散カーボンブラックの荒れた表面の隙間により多く液媒体が含まれることになるため、インクが記録媒体に付与された後のカーボンブラックの凝集が促進され、裏抜けをさらに抑制できると推測される。カーボンブラックの酸化処理の方法としては、例えば、原料となるカーボンブラックの表面に、オゾン、次亜塩素酸及びその塩、並びに過硫酸及びその塩などを作用させて、カーボンブラックを酸化させる方法を挙げることができる。

本発明のインクジェット記録方法では、インクに含有させるカーボンブラックが、オゾンにより酸化処理された自己分散カーボンブラックを含むことがさらに好ましい。オゾンにより酸化処理されたカーボンブラック（オゾン酸化カーボンブラック）は、カーボンブラック粒子の表面にオゾンを作用させて、カーボンブラックを酸化させて得ることができる。カーボンブラックの表面に酸化剤を用いて酸化処理を行うと、酸化剤に含まれるクロロ基などのマイナスに分極しやすい物質がカーボンブラック粒子の表面に微量ながら導入され、これにより親水性が極僅かに高まる。したがって、オゾンによる酸化処理では、前記物質が混入しにくいことから、親水性も高まりにくいので、カーボンブラックの凝集がより促進され、裏抜けをさらに抑制できると推測される。

酸化処理された自己分散カーボンブラックにおけるカーボンブラック粒子の表面に導入される親水性基としては、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基などのアニオン性基を挙げることができる。アニオン性基のカウンターイオンとしては、アルカリ金属、アンモニウム、及び有機アンモニウムからなる群から選ばれる少なくとも１種が好ましく、ナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモニウムイオンがより好ましい。

インクに用いられるカーボンブラックは、ＤＢＰ吸油量が１４０ｍＬ／１００ｇ以上であることが必須である。さらには、ＤＢＰ吸油量が１４５ｍＬ／１００ｇ以上であることが好ましく、１５５ｍＬ／１００ｇ以上であることがより好ましく、１６０ｍＬ／１００ｇ以上であることが特に好ましい。この範囲であれば、ラインヘッドの吐出口と記録媒体との間を加湿しつつ、寿命時間１０ｍ秒（ミリ秒）における動的表面張力が低く浸透しやすいインクを使用しても、裏抜けの抑制が実現可能となる。カーボンブラックのＤＢＰ吸油量の上限は、特に制限されないが、２００ｍＬ／１００ｇ以下であることが好ましく、１８０ｍＬ／１００ｇ以下であることがさらに好ましい。

カーボンブラックのＤＢＰ（ジブチルフタレート）吸油量（ｍＬ／１００ｇ）は、ＡＳＴＭＤ−２４１４に準拠して測定することができる。カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、カーボンブラックのストラクチャーと相関がある。実施例で使用したカーボンブラックのＤＢＰ吸油量についても、ＡＳＴＭＤ−２４１４に準拠して測定した。

（水性媒体）
インクは、水性媒体として少なくとも水を含有する。水としては、脱イオン水（イオン交換水）を用いることが好ましい。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、４０．００質量％以上９５．００質量％以下であることが好ましい。さらには、６０．００質量％以上９５．００質量％以下であることが好ましく、７５．００質量％以上９５．００質量％以下であることが好ましい。

インクには、水性媒体として、さらに水溶性有機溶剤を含有させることができる。水溶性有機溶剤としては、インクジェット用のインクに使用可能なものであれば、その種類は特に限定されない。複数種の水溶性有機溶剤を組み合わせて使用することもできる。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、３．００質量％以上５０．００質量％以下であることが好ましく、５．００質量％以上３０．００質量％以下であることが好ましい。この水溶性有機溶剤の含有量は、後述する比誘電率が２７．０以下である水溶性有機溶剤Ａを含む値である。

（比誘電率が２７．０以下である水溶性有機溶剤Ａ）
インクは、水溶性有機溶剤として、２５℃における比誘電率が２７．０以下の水溶性有機溶剤Ａを含有することが好ましい。インクに比誘電率が２７．０以下の水溶性有機溶剤Ａが含有されていると、インクが記録媒体に付与された後のカーボンブラックの凝集がより早くなる。特に、インク中の比誘電率が２７．０以下の水溶性有機溶剤Ａの含有量（質量％）が、インク中のカーボンブラックの含有量（質量％）に対する質量比率で、０．２０倍以上であることが好ましい。前記質量比率が０．２０倍以上であると、カーボンブラックの凝集がさらに早くなるため、裏抜けがより効果的に抑制される。前記質量比率は、１０．００倍以下であることが好ましく、５．００倍以下であることがさらに好ましい。

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」（ＢＲＯＯＫＨＡＶＥＮＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ製）など）を用いて、周波数１０ｋＨｚの条件で測定することができる。本明細書において、水溶性有機溶剤の比誘電率は、２５℃で測定した値である。後述する実施例では、前記誘電率計を用いて、水溶性有機溶剤の２５℃における比誘電率を測定した。２５℃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、２５℃（常温）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。
ε_sol＝２ε_50%−ε_water ・・・（１）
ε_sol：２５℃で固体の水溶性有機溶剤の比誘電率
ε_50%：２５℃で固体の水溶性有機溶剤の５０質量％水溶液の比誘電率
ε_water：水の比誘電率

ここで、２５℃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。２５℃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、２５℃で固体の水溶性有機溶剤のうち、インクに用いることが可能な殆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。２５℃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ε_sol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。

水性インクに汎用であり、２５℃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、及び数平均分子量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。

水溶性有機溶剤の具体例としては、メチルアルコール（３３．１）、エチルアルコール（２３．８）、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール（１８．３）、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、及びｔｅｒｔ−ブチルアルコールなどの炭素数１乃至４の１価アルコール類；１，２−プロパンジオール（２８．８）、１，３−ブタンジオール（３０．０）、１，４−ブタンジオール（３１．１）、１，５−ペンタンジオール（２７．０）、１，２−ヘキサンジオール（１４．８）、１，６−ヘキサンジオール（７．１）、２−メチル−１，３−プロパンジオール（２８．３）、３−メチル−１，３−ブタンジオール（２４．０）、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール（１８．５）、及び３−メチル−１，５−ペンタンジオール（２３．９）などの２価アルコール類；１，２，６−ヘキサントリオール（２８．５）、グリセリン（４２．３）、トリメチロールプロパン（３３．７）、及びトリメチロールエタンなどの多価アルコール類；エチレングリコール（４０．４）、ジエチレングリコール（３１．７）、トリエチレングリコール（２２．７）、テトラエチレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、及びチオジグリコールなどのアルキレングリコール類；ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル（９．８）、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル（９．４）、及びトリプロピレングリコールモノメチルエーテル（８．５）などのグリコールエーテル類；数平均分子量２００のポリエチレングリコール（１８．９）、同６００のポリエチレングリコール（１１．４）、同１，０００のポリエチレングリコール（４．６）、及びポリプロピレングリコールなどの数平均分子量２００乃至１，０００のポリアルキレングリコール類；２−ピロリドン（２８．０）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（３２．０）、１−（２−ヒドロキシエチル）−２−ピロリドン（３７．６）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｎ−メチルモルホリン、１−（ヒドロキシメチル）−５，５−ジメチルヒダントイン（２３．７）、トリエタノールアミン（３１．９）、γ−ブチロラクトン（４１．９）、尿素（１１０．３）、及びエチレン尿素（４９．７）などの含窒素化合物類；並びにジメチルスルホキシド（４８．９）、及びビス（２−ヒドロキシエチルスルホン）などの含硫黄化合物類などを挙げることができる。上記の水溶性有機溶剤の具体例における括弧内の数値は比誘電率を示す。インクに含有させる水溶性有機溶剤としては、比誘電率が３．０以上であるもの、２５℃における蒸気圧が水よりも低いものを用いることが好ましい。

水溶性有機溶剤Ａの具体例としては、上記の水溶性有機溶剤のうち、比誘電率が２７．０以下のものを挙げることができる。比誘電率が２７．０以下である水溶性有機溶剤Ａの好適な具体例としては、括弧内に比誘電率を示すと、３−メチル−１，５−ペンタンジオール（２３．９）、１，５−ペンタンジオール（２７．０）、トリエチレングリコール（２２．７）、１，２−ヘキサンジオール（１４．８）、トリエチレングリコールモノブチルエーテル（９．８）、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル（９．４）、１，６−ヘキサンジオール（７．１）、及び数平均分子量が２００、６００、又は１，０００のポリエチレングリコール（それぞれ１８．９、１１．４、４．６）などを挙げることができる。これらの比誘電率が２７．０以下の水溶性有機溶剤Ａは、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。本発明において、水溶性有機溶剤Ａの含有量には、後述するような添加剤は含まないものとする。添加剤は、一般的にインク中の含有量もかなり少なく、本発明の効果への影響も小さいためである。

本発明のインクジェット記録方法においては、さらに、種々の画像特性やインクの信頼性などを考慮して、水の含有量や、水溶性有機溶剤の種類とその含有量を決定することができる。比誘電率が２７．０以下の水溶性有機溶剤Ａに加えて、比誘電率が２７．０超の水溶性有機溶剤もインクに含有させることができる。

（その他の成分）
水性インクには、上記成分の他に、樹脂、界面活性剤、ｐＨ調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、顔料凝集剤、蒸発促進剤などの種々の添加剤を含有させてよい。但し、樹脂を使用する場合、裏抜け抑制の観点から、その含有量は少量とすることが好ましい。具体的には、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、０．５０質量％以下であることが好ましく、０．１０質量％以下であることがさらに好ましい。

（インクの物性）
本発明のインクジェット記録方法に用いられるインクは、寿命時間１０ｍ秒における動的表面張力が４５ｍＮ／ｍ以下であることを要する。インクに含有させることが可能な界面活性剤や水溶性有機溶剤の種類及び含有量を適切に選択することで、上述のような動的表面張力の特性をインクに持たせることができる。界面活性剤により動的表面張力を調整する場合には、アセチレングリコール系界面活性剤やポリオキシエチレンアルキルエーテルなどのノニオン性界面活性剤を用いることが好ましい。インクの寿命時間１０ｍ秒における動的表面張力は、２８ｍＮ／ｍ以上であることが好ましい。

インクの寿命時間１０ｍ秒における動的表面張力は、最大泡圧法によって測定することができる。最大泡圧法は、測定する液体中に浸したプローブ（細管）の先端部分で形成された気泡を放出するために必要な最大圧力を測定し、測定した最大圧力から液体の表面張力を求める方法である。寿命時間は、最大泡圧法において、プローブの先端部分で気泡を形成する際に、気泡が先端部分から離れて新しい気泡の表面が形成された時点から、最大泡圧時（気泡の曲率半径とプローブ先端部分の半径が等しくなる時点）までの時間である。本明細書において、インクの寿命時間１０ｍ秒における動的表面張力は、２５℃で測定した値である。

インクの２５℃における粘度は、１．０ｍＰａ・ｓ以上５．０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、１．０ｍＰａ・ｓ以上３．０ｍＰａ・ｓ以下であることがさらに好ましい。また、インクの２５℃における静的表面張力は、２８ｍＮ／ｍ以上４５ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。さらに、インクの２５℃におけるｐＨは、５以上９以下であることが好ましい。

［反応液］
本発明のインクジェット記録方法として、インク中のカーボンブラックを凝集させる反応液を用いることもできる。反応液を用いれば、裏抜けの抑制においてさらに効果的である。反応液は、水性媒体として少なくとも水を含有する、水性の反応液であることが好ましい。

反応液を用いる場合のインクジェット記録方法は、さらに、インク中のカーボンブラックを凝集させる反応液を記録媒体に付与する工程を有する。この場合、反応液、及び反応液を記録媒体に付与する機構を備えるインクジェット記録装置を用いることができる。反応液を記録媒体に付与する方式としては、インクと同様に、インクジェット方式のラインヘッドから吐出する吐出方式や、ローラーを用いたローラーコーティング方式及びバーコーターを用いたバーコーティング方式などの塗布方式などを挙げることができる。これらのうち、上記吐出方式が好ましい。インクジェット記録方法において、反応液を用いる場合、インクと反応液の記録媒体への付与順序は、特に限定されないが、記録媒体に反応液を付与した後、インクを付与する順序を含むことが好ましい。

反応液には、インク中のカーボンブラックを凝集させる成分として、従来公知の有機酸、多価金属イオン、及びカチオン性化合物などを含有させることができる。反応液はこれらの成分を２種類以上含有してもよい。

有機酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、及び酪酸などのモノカルボン酸又はその塩；シュウ酸、マロン酸、コハク酸、及びグルタル酸などのジカルボン酸又はその塩若しくはその水素塩；クエン酸などのトリカルボン酸又はその塩若しくはその水素塩；リンゴ酸及び酒石酸などのヒドロキシカルボン酸又はその塩などを挙げることができる。なかでも、炭素原子数３以下のアルキル鎖を有するカルボン酸が、水溶性が高いために好ましい。塩を形成するカチオンとしては、リチウム、ナトリウム、及びカリウムなどのアルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、並びに有機アンモニウムイオンなどを挙げることができる。

多価金属イオンは、二価以上の金属イオンであれば好適に用いることができる。二価の金属イオンとしては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、及びラジウムなどのアルカリ土類金属のイオンを挙げることができる。また、三価以上の金属イオンとしては、アルミニウム、イットリウム、ジルコニウム、鉄、及びその他の遷移金属のイオンを挙げることができる。多価金属イオンは、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物；塩酸、硝酸、及び硫酸などの鉱酸の塩；スルホン酸基を有する有機酸の塩などの形態で用いられてもよく、解離して生じるイオンとして用いられてもよい。

カチオン性化合物は、塩の形態で反応液中に含有させることができる。反応液中のカチオン性化合物は、記録媒体上で接触した水性インク中のカーボンブラックのアニオン性基とイオン反応を生じることで、カーボンブラックを凝集させる作用を有する。カチオン性化合物としては、下記一般式（１）で表される第４級アルキルアンモニウム塩が好ましい。

一般式（１）中、Ｒ¹〜Ｒ³は、それぞれ独立に、炭素原子数１以上３以下のアルキル基を表し、Ｒ⁴は、炭素原子数８以上１６以下のアルキル基を表す。Ｒ¹〜Ｒ⁴のアルキル基は、置換基を有してもよく、直鎖でも分岐鎖でもよい。Ｘ^-は、無機酸イオン、有機酸イオン、又は水酸化物イオンを表す。一般式（１）で表される第４級アルキルアンモニウム塩は、調製したものであっても、市販品であってもよい。第４級アルキルアンモニウム塩の市販品としては、例えば、商品名「カチオーゲンＥＳ−ＯＷ」及び「カチオーゲンＥＳ−Ｌ」（いずれも第一工業製薬製）などを挙げることができる。

反応液及びインクの反応物が記録ヘッドの吐出口近傍に固着すると、正常な吐出が妨げられる。したがって、反応物の固着抑制の観点から、インク中のカーボンブラックを凝集させる成分としてカチオン性化合物を含有する反応液を用いることが好ましい。

（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、水性の反応液であることが好ましい。反応液には、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用いることができる。水としては、脱イオン水（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、４０．００質量％以上９５．００質量％以下であることが好ましい。

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、１．００質量％以上５０．００質量％以下であることが好ましい。反応液に含有させる水溶性有機溶剤としては、前述のインクに含有させる水溶性有機溶剤と同様のものを用いることができる。

（その他の成分）
反応液には、上記成分の他に、上記のインクの説明で挙げた、水、水溶性有機溶剤、樹脂、界面活性剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、及び還元防止剤などを含有してもよい。

［加湿工程］
本発明のインクジェット記録方法においては、画像を記録する際に、好ましくは画像を記録する以前に、ラインヘッドの吐出口と記録媒体との間を加湿する工程（以下、「加湿工程」とも記す）を行う。加湿工程では、ノズル先端のインクの蒸発を抑制し、インクの粘度上昇を抑制できる程度に加湿を行うことが好ましく、その方法としては、例えば、ラインヘッドの吐出口と記録媒体との間に加湿空気を供給する方法などを挙げることができる。なかでも、加湿工程を、ラインヘッドの吐出口と記録媒体との間に加湿空気を供給することで行い、ラインヘッドの吐出口と記録媒体との間を、温度３５℃以下かつ絶対湿度０．０１３ｋｇ／ｋｇＤＡ以上の雰囲気とする条件で行うことが好ましい。ここで、前記絶対湿度は、質量絶対湿度のことであり、その単位ｋｇ／ｋｇＤＡにより表されるように、乾き空気（ＤｒｙＡｉｒ）の質量（ｋｇ）に対して、湿り空気中に含まれる水蒸気の質量（ｋｇ）を示す。温度の下限は１５℃以上であることが好ましい。これらの前提条件として、相対湿度が１００％未満であることが好ましい。

加湿工程は、ノズル先端のインクの蒸発を抑制し、インクの粘度上昇を抑制できればよいため、上述の方法に限定されるものではない。また、インクジェット記録方法は、さらに上述の加湿工程に加えて、画像を記録する以前にノズル先端のインクの蒸発を抑制し、インクの粘度上昇を抑制できるように、画像を記録する前に、記録媒体を加湿するプレ加湿工程を有してもよい。

本発明のインクジェット記録方法では、記録を行わないときは、ラインヘッドの吐出口をキャッピングすることができる。このキャッピングにより、ラインヘッドの各吐出口近傍におけるインク中の液体成分の蒸発を防止することができる。また、本発明のインクジェット記録方法では、吐出回復処理として、記録開始前など、このキャッピング状態で加圧回復又は吸引回復を行うことができる。加圧回復は、ポンプなどの手段により加圧することで、ラインヘッドのインク流路内のインクを吐出口から排出するものである。また、吸引回復は、ポンプなどの手段によりキャップ内を減圧することで、ラインヘッドのインク流路内のインクを排出するものである。加圧及び吸引の両方による回復処理を行なってもよい。さらにその後、各ラインヘッドの吐出口が形成された面に残ったインクなどの付着物をワイピング部材で拭き取るワイピングを行うことも可能である。

本発明のインクジェット記録方法で用いるインクは、いわゆる「硬化型インク」である必要はない。したがって、本発明のインクジェット記録方法では、インクを硬化するための工程を実施する必要もない。

＜インクジェット記録装置＞
本発明のインクジェット記録装置は、水性インクを吐出して記録媒体に付与するインクジェット方式のラインヘッドを備える。このインクジェット記録装置は、さらに、ラインヘッドの吐出口と記録媒体との間を加湿する加湿部を備える。ラインヘッドから吐出されるインクは、ＤＢＰ吸油量が１４０ｍＬ／１００ｇ以上であるカーボンブラックを含有し、かつ、寿命時間１０ｍ秒における動的表面張力が４５ｍＮ／ｍ以下のものである。このインクジェット記録装置に用いられるインクは、前述のインクジェット記録方法に用いられる水性インクと同様である。本発明のインクジェット記録装置は、前述のインクジェット記録方法に用いることができる。

本発明のインクジェット記録装置は、前述のインク及びそれを収容するためのインク収容部、並びにラインヘッドから前述のインクを吐出して記録媒体に画像を記録するための画像記録部などを備えることもできる。また、本発明のインクジェット記録装置は、反応液及びそれを収容するための反応液収容部、並びに反応液を記録媒体に付与する機構を備えていてもよい。

以下、図面を参照しつつ、本発明のインクジェット記録装置の詳細について説明する。以下に挙げる図面は、本発明のインクジェット記録装置の一例を表す図であり、本発明のインクジェット記録装置は、以下の記載によって限定されるものではない。

図１は本発明を適用可能なラインヘッドを備えたインクジェット記録装置の概略構成を示す模式的側面図である。この記録装置は、記録媒体の搬送方向（同図中、矢印Ａ方向）に沿って所定位置に配置された複数のラインヘッド（ヘッド群）１０１ｇよりインクを吐出して記録を行うインクジェット方式を採用するものである。

ヘッド群１０１ｇの各ラインヘッド（記録ヘッド１０１Ｂｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、及び１０１Ｙのそれぞれ）は、図中矢印Ａ方向に搬送される記録媒体１０３の幅方向に１２００ｄｐｉの密度で約１４０００個の吐出口が配列されている。

記録媒体１０３は搬送モータにより駆動される一対のレジストローラー１１４の回転によってＡ方向に搬送され、一対のガイド板１１５により案内されて、その先端のレジ合わせが行われた後、搬送ベルト１１１によって搬送される。エンドレスベルトである搬送ベルト１１１は２個のローラー１１２、１１３によって保持されており、その上側部分の上下方向の変位は、プラテン１０４によって規制されている。ローラー１１３が回転駆動されることにより、記録媒体１０３が搬送される。搬送ベルト１１１に対する記録媒体１０３の吸着は、静電吸着により行われる。ローラー１１３は不図示のモータなどの駆動源により記録媒体１０３を矢印Ａ方向に回転駆動する。搬送ベルト１１１によって搬送される間にヘッド群１０１ｇによって記録が行われた記録媒体１０３は、ストッカ１１６へ排出される。

ヘッド群１０１ｇの各記録ヘッドは、ブラックインク用のヘッド１０１Ｂｋ、カラーインク用の各ヘッド（１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ）が記録媒体１０３の搬送方向Ａに沿って図示の通りに配置されている。カラーインク用の各ヘッドは、シアンインク用のヘッド１０１Ｃ、マゼンタインク用のヘッド１０１Ｍ、イエローインク用のヘッド１０１Ｙで構成される。ブラックインクには、前述のカーボンブラックを含有するインクを用いることができる。そして、各記録ヘッドにより各色のインクを吐出することによってブラックのテキストや、フルカラーの写真画質などの画像の記録が可能となる。

図２は図１に示すインクジェット記録装置に搭載可能な記録ヘッド群１０１ｇのうち、一色あたりのヘッドカートリッジＨの構成例を示している。図２に示すように、ヘッドカートリッジＨは、インクを吐出するための記録素子基板１２０と、記録素子基板１２０に電力を供給及び制御信号を伝達するためのフレキシブルケーブル１３０を備える。図２中の矢印はインクの吐出方向を示している。

図３は、図２に示すヘッドカートリッジＨにおける一記録素子基板１２０の吐出口付近の構造を示している。図３に示すように、記録素子基板１２０は、基板１２３と、吐出口１２２や吐出口１２２へのインク流路を形成する流路壁１２６が設けられた流路形成部材とを備える。この流路形成部材は、吐出口プレート１２５及び樹脂被膜層１２７で構成されている。基板１２３には、インクを加熱するためのヒータ１２１及びサブヒータ（不図示）と、インク収容部（サブタンクＴ２）から供給されるインクを供給するためのインク供給口１２４と、ヘッドの温度を検出する温度センサ１２８が設けられている。

温度センサ１２８はダイオードであり、温度に応じて順方向電圧が変化する性質を利用している。インクの温度を直接検出することは困難であるため、一般には、記録ヘッド基板の温度を検出し、これを記録ヘッドの温度として用いている。記録ヘッドの温度を検出するための構成としては、ダイオードセンサ以外に、例えば金属薄膜センサなど、ダイオード以外の温度検出手段を用いてもよい。また、キャリッジ基板上にはサーミスタが取り付けられており、環境温度を読み取ることができる。

インクはインク供給口１２４から吐出口１２２までのインク流路中に充填される。インクを吐出する際には、ヒータ１２１でインクを加熱し、インクに膜沸騰を発生させて、生成した気泡の圧力によって吐出口１２２付近のインクを飛翔させる。

次に、上述のインクジェット記録方法における加湿工程に用いることが可能な加湿部の構成について説明する。図４は、ラインヘッド及び加湿部を備えたインクジェット記録装置の画像記録部１の一例の概略構成を示す模式図である。

図４に示すインクジェット記録装置は、画像記録部１において、上述の図１に示すヘッド群１０１ｇの各記録ヘッドのように、異なるインク色にそれぞれ対応した複数のラインヘッド（記録ヘッド）１０１を備える。また、このインクジェット記録装置は、画像記録部１において、ラインヘッド１０１の吐出口と記録媒体１０３との間を加湿する加湿部１０２を備えている。この加湿部１０２は、ラインヘッド１０１の吐出口と記録媒体１０３との間（いわゆる紙間）に加湿空気を供給する。この加湿空気はラインヘッド１０１の吐出口と記録媒体１０３との間だけでなく、筐体１ｂの中の略閉空間の全体に行き渡るように供給され、この空間の全体に渡って加湿空気により温度と湿度が所望の雰囲気となるように調整されていてもよい。また、ラインヘッド１０１の搬送方向における上流側には、記録媒体１０３がラインヘッド１０１を含む画像形成位置に進入する以前にその記録媒体１０３を加湿するプレ加湿部（不図示）を設けてもよい。

インクジェット記録装置が設置される周囲の環境によっては、上述の加湿工程により設定されるような温湿度の条件になる場合もある。しかし、外部環境の温湿度は常に変動しているため、定常的に所望の温湿度の条件を満たしているとは限らない。したがって、本発明で設定するような温湿度の条件にするために加湿工程を行うことは、本発明の効果を安定して得るうえで有効であることに変わりはない。

本発明のインクジェット記録装置は、さらに、インクや、任意に用いられる反応液をラインヘッドに供給する供給機構を備えていてもよい。図５は、インクをラインヘッドに供給する供給機構の一例を示す模式図である。図５に示すように、インクは、サブタンクＴ２に貯蔵されており、ポンプＰ１によって、サブタンクＴ２からインク供給路を経てラインヘッドＨ１０００へと供給される。ラインヘッドＨ１０００から溢れたインクはサブタンクＴ２へと戻される。バルブＶ１は、回復動作時にインク液室を加圧又は開放する切り替えのために設けられている。加圧回復時はバルブＶ１を閉じ、ポンプＰ１で加圧することによって流路及びノズル内の泡の一部が除去される。サブタンクＴ２内のインク液面は、ラインヘッドＨ１０００の吐出口面Ｈ１００１との水頭差を一定の範囲で保持するように構成されており、ラインヘッドＨ１０００の吐出口面Ｈ１００１の負圧を適正な範囲で維持する。サブタンクＴ２内のインクが不足した場合は、ポンプＰ２により、メインタンクＴ１からサブタンクＴ２へとインクが送られる。

ノズルＨ１００内のインクを加圧して流動させるには、バルブＶ１を閉じ、バルブＶ２を開いた状態としてポンプＰ１で加圧する。これにより、ラインヘッドＨ１０００のノズルＨ１００から増粘したインクが排出される。一方、ノズルＨ１００内のインクを吸引して流動させるには、バルブＶ１を閉じ、バルブＶ２を開いた状態で吐出口面Ｈ１００１にキャップＣ１０を密着させ、ポンプＰ３で吸引する。これにより、ラインヘッドＨ１０００のノズルＨ１００から増粘したインク（廃インク７５）が排出される。

本発明のインクジェット記録装置は、各ラインヘッドやキャップを図５中の上下方向に移動させる機構（移動機構）を備えていてもよい。その移動機構で各ラインヘッドを図５中の上方に移動させ、キャップＣ１０を対応するラインヘッドの下側にスライドさせた後、各ラインヘッドを下降させることにより、それぞれのラインヘッドの吐出口をキャッピングすることができる。また、インクジェット記録装置は、ラインヘッドの吐出口面に残ったインクなどの付着物をワイピング部材で拭き取る払拭機構を備えていてもよい。この払拭機構によるワイピングでラインヘッドの吐出口面の状態を回復することができる。

本発明のインクジェット記録方法により画像を記録する対象の記録媒体としては、どのようなものを用いてもよい。なかでも、普通紙や非コート紙などのコート層を有しない記録媒体、及び、光沢紙やアート紙などのコート層を有する記録媒体のような、浸透性を有する紙を用いることが好ましい。特に、普通紙や非コート紙などの、コート層を有しない記録媒体を用いることが好ましい。

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。

＜顔料分散液の調製＞
（顔料分散液１）
特表２００３−５３５９４９号公報の実施例３の記載を参考にし、オゾンガスを用いて顔料を酸化処理して自己分散顔料を調製した。具体的には、まず、顔料をイオン交換水に予備分散させた後、オゾン処理を行った。顔料としては、カーボンブラック（ＤＢＰ吸油量１５０ｍＬ／１００ｇ）を用いた。次いで、水酸化カリウムを添加して混合物のｐＨを７程度に調整しながら、液−液衝突型の分散機を用いて混合物を循環させた。その後、適量の水を添加して顔料の含有量を調整し、顔料の含有量が１０．０％である顔料分散液１を得た。

（顔料分散液２）
顔料の表面をオゾンにより酸化処理する原料顔料として、ＤＢＰ吸油量が１４０ｍＬ／１００ｇのカーボンブラックを用いた以外は、顔料分散液１と同様の手順で、顔料の含有量が１０．０％である顔料分散液２を得た。

（顔料分散液３）
顔料の表面をオゾンにより酸化処理する原料顔料として、ＤＢＰ吸油量が１５８ｍＬ／１００ｇのカーボンブラックを用いた以外は、顔料分散液１と同様の手順で、顔料の含有量が１０．０％である顔料分散液３を得た。

（顔料分散液４）
顔料の表面をオゾンにより酸化処理する原料顔料として、ＤＢＰ吸油量が１６０ｍＬ／１００ｇのカーボンブラックを用いた以外は、顔料分散液１と同様の手順で、顔料の含有量が１０．０％である顔料分散液４を得た。

（顔料分散液５）
国際公開第００／０５８４１１号の実施例１の記載を参考にし、酸化剤を用いて顔料を酸化処理して、自己分散顔料を調製した。顔料としては、カーボンブラック（ＤＢＰ吸油量１５０ｍＬ／１００ｇ）を用い、酸化剤として次亜塩素酸カリウムを用いた。その後、適量の水を添加して顔料の含有量を調整し、顔料の含有量が１０．０％である顔料分散液５を得た。

（顔料分散液６）
５．５ｇの水に５ｇの濃塩酸を溶かした溶液に、５℃に冷却した状態で１．６ｇの４−アミノフタル酸（処理剤）を加えた。次に、この溶液の入った容器をアイスバスに入れて液を撹拌することにより溶液を常に１０℃以下に保ち、これに５℃の水９ｇに２．２ｇの亜硝酸ナトリウムを溶かした溶液を加えた。この溶液をさらに１５分間撹拌後、６ｇのカーボンブラック（ＤＢＰ吸油量１５０ｍＬ／１００ｇのもの）を撹拌下で加えた。その後、さらに１５分間撹拌した。得られたスラリーをろ紙（商品名「標準用濾紙Ｎｏ．２」、アドバンテック製）でろ過し、粒子を十分に水冷し、１１０℃のオーブンで乾燥させた。その後、水を加えて顔料の含有量が１０．０％となるようにして、分散液を得た。さらに、イオン交換法によりナトリウムイオンをカリウムイオンに置換した。このようにして、顔料粒子の表面に、カウンターイオンがカリウムイオンであるフタル酸基が結合している自己分散顔料が水中に分散された状態の顔料分散液６を得た。顔料分散液６中の顔料の含有量は１０．０％であった。

（顔料分散液７）
スチレン／アクリル酸共重合体（組成（質量）比２６：７４）を中和当量１となる水酸化ナトリウムを用いてイオン交換水に溶解させ、樹脂の含有量が２０．０％である樹脂分散剤の水溶液を調製した。この共重合体の重量平均分子量は１０，０００であり、酸価は２００ｍｇＫＯＨ／ｇである。カーボンブラック（ＤＢＰ吸油量１５０ｍＬ／１００ｇのもの）１０．０部、樹脂分散剤の水溶液３０．０部、水６０．０部の混合物をサンドグラインダーに入れ、１時間分散処理を行った。その後、遠心分離処理を行って粗大粒子を除去し、ポアサイズ３．０μｍのミクロフィルター（富士フイルム製）にて加圧ろ過を行い、水を加えて、顔料分散液７を得た。顔料分散液７中の顔料の含有量は１０．０％、樹脂の含有量は６．０％であった。

（顔料分散液８）
ＤＢＰ吸油量が１５０ｍＬ／１００ｇのカーボンブラック５００ｇ、アミノフェニル（２−スルホエチル）スルホン（ＡＰＳＥＳ）４５ｇ、蒸留水９００ｇを反応器に仕込んだ。そして、５５℃、回転数３００ｒｐｍで２０分間撹拌し、混合物を得た。この混合物に２５％の亜硝酸ナトリウム４０ｇを１５分間かけて滴下し、さらに蒸留水５０ｇを加えた。そして、６０℃で２時間反応させた。反応物を蒸留水で希釈しながら取り出し、固形分の含有量が１５．０％となるように調整した。この後、遠心分離により不純物を除去し、分散液Ａを得た。この分散液Ａ中には、ＡＰＳＥＳが結合したカーボンブラックが含まれていた。

次に、この分散液Ａ中のカーボンブラックに結合した基のモル数を求めるために、以下の操作を行った。ナトリウムイオン電極（１５１２Ａ−１０Ｃ；堀場製作所製）を用いて、分散液中のナトリウムイオン濃度を測定し、カーボンブラックの固形分あたりのモル数に換算した。室温で、ペンタエチレンヘキサミン（ＰＥＨＡ）溶液に、固形分の含有量が１５．０％である分散液Ａを強力に撹拌しながら１時間かけて滴下した。このときのＰＥＨＡ溶液中のＰＥＨＡ濃度は、上記で測定したナトリウムイオンのモル数の１〜１０倍量とし、溶液量は分散液Ａと同量とした。この混合物を４８時間撹拌した後、不純物を除去し、分散液Ｂを得た。この分散液Ｂ中には、粒子表面にＡＰＳＥＳを介してＰＥＨＡが結合したカーボンブラックが含まれ、固形分の含有量が１０．０％であった。

重量平均分子量８，０００、酸価１４０ｍｇＫＯＨ／ｇのスチレン−アクリル酸樹脂１９０ｇを、中和当量１となる水酸化カリウムを用いて１，８００ｇの蒸留水に溶解させ、樹脂水溶液を得た。この樹脂水溶液に、上記で得られた固形分の含有量が１０．０％である分散液Ｂの５００ｇを撹拌しながら滴下した。そして、上記の混合物を蒸発皿に移し、１５０℃で１５時間加熱し、液体成分を蒸発させ、その後、乾燥物を室温に冷却した。次に、水酸化カリウムでｐＨを９．０に調整した蒸留水に、この乾燥物を添加し、分散機を用いて分散させた。さらに撹拌下で１．０ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウム水溶液を添加し、液体のｐＨを１０〜１１に調整した。この後、脱塩、不純物と粗大粒子を除去し、さらに、遠心分離処理を行って顔料に結合していない樹脂を除去し、顔料分の含有量が１０．０％、樹脂分の含有量が６．０％の顔料分散液８を調製した。

（顔料分散液９）
特許文献２の顔料分散液Ａの記載を参考にし、酸化剤を用いて顔料を酸化処理して、自己分散顔料を調製した。顔料としては、カーボンブラック（商品名「ＭＡ７７」、三菱化学製、ＤＢＰ吸油量６８ｍＬ／１００ｇ）を用い、酸化剤として次亜塩素酸ナトリウムを用いた。その後、適量の水を添加して顔料の含有量を調整し、顔料の含有量が１０．０％である顔料分散液９を得た。

（顔料分散液１０）
顔料の表面をオゾンにより酸化処理する原料顔料として、ＤＢＰ吸油量が１３８ｍＬ／１００ｇのカーボンブラックを用いた以外は、顔料分散液１と同様の手順で、顔料の含有量が１０．０％である顔料分散液１０を得た。

（顔料分散液１１）
顔料の表面をオゾンにより酸化処理する原料顔料として、ＤＢＰ吸油量が１２８ｍＬ／１００ｇのカーボンブラックを用いた以外は、顔料分散液１と同様の手順で、顔料の含有量が１０．０％である顔料分散液１１を得た。

＜インクの調製＞
表１の上段に示す各成分（単位：％）を混合し、十分に撹拌した後、ポアサイズが２．５μｍであるポリプロピレンフィルター（ポール製）にて加圧ろ過を行って、各インクを調製した。各インクについて、寿命時間１０ｍ秒における動的表面張力を測定した。インクの動的表面張力は、前述の最大泡圧法により動的表面張力を測定する装置（商品名「ＢｕｂｂｌｅＰｒｅｓｓｕｒｅＴｅｓｉｏｍｅｔｅｒＢＰ２」、ＫＲＵＳＳ製）を使用して測定した。

表１中のサーフィノール４６５は、エアープロダクツ製のアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物であり、エチレンオキサイド基の付加モル数が１０の界面活性剤である。エマルミンＣＯ−５０は、三洋化成工業製のポリオキシエチレンオレイルエーテルであり、エチレンオキサイド基の付加モル数が５の界面活性剤である。また、表１中の水溶性有機溶剤には、括弧書で比誘電率を付した。ポリエチレングリコールは数平均分子量６００のものを用いた。表１の下段には、インク中の、比誘電率が２７．０以下の水溶性有機溶剤Ａの含有量Ａ（％）及びカーボンブラックの含有量Ｂ（％）、並びにＡ／Ｂの値（倍）、及び２５℃での寿命時間１０ｍ秒における動的表面張力（ｍＮ／ｍ）を示した。

＜反応液の調製＞
下記に示す各成分を混合し、十分に撹拌した後、ポアサイズが４．５μｍであるポリプロピレンフィルター（ポール製）にて加圧ろ過を行って、反応液を調製した。カチオーゲンＥＳ−ＯＷは第一工業製薬製の第４級アルキルアンモニウム塩（オクチルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート）である。
・カチオーゲンＥＳ−ＯＷ：５．００％
・トリエチレングリコール：１５．００％
・１，５−ペンタンジオール：５．００％
・サーフィノール４６５：１．００％
・イオン交換水：７４．００％

＜評価＞
本実施例では、１／６００インチ×１／６００インチを１ピクセルと定義し、１ピクセルに２０ｎｇのインクを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。参考例１以外の画像の記録には、上記で調製したインク、反応液、図１〜３を用いて説明した前述のラインヘッド、及び図４を用いて説明した前述の加湿部を備えたインクジェット記録装置を用いた。参考例１の画像の記録には、前述のラインヘッドを、シリアルヘッド（インクジェット記録装置、商品名「ＰＩＸＵＳｉＰ３１００」と同様のもの）に置き換えた構成とする以外は同様のインクジェット記録装置を用いた。加湿工程を行う場合は、加湿空気の供給により、ラインヘッドの吐出口と記録媒体との間（紙間）の雰囲気が、温度３５℃、絶対湿度０．０１５ｋｇ／ｋｇＤＡの加湿空気の条件となるようにした。各例における評価条件として、使用した各インクの番号、並びに反応液及び加湿工程の有無を表２に示す。表２に示す通り、実施例１７では、インクの付与に先立って１ピクセルに１６ｎｇの反応液を付与して画像の記録を行い、また、参考例１及び２、並びに比較例３では、加湿工程を実行せずに試験を行った。本発明においては、以下に示す各項目の評価基準で、「ＡＡＡ」、「ＡＡ」、「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２に示す。

（スミア）
上記で得られたインクを用いて、以下の３種の記録媒体（普通紙）の中央部分に、１５ｃｍ×１５ｃｍのサイズで記録デューティが１００％であるベタ画像を２枚連続で記録した。この際、１枚目の記録媒体のうえに、２枚目の記録媒体が積載されるように排紙した。そして、２枚目の記録媒体の裏面に付着した汚れの状態を目視で確認して、以下の基準にしたがってスミアを評価した。
・商品名「ＨａｍｍｅｒｍｉｌｌＴｉｄａｌＭＰ」（インターナショナルペーパー製）
・商品名「ＳＴＥＩＮＢＥＩＳＣｌａｓｓｉｃＷｈｉｔｅ」（Ｓｔｅｉｎｂｅｉｓ製）
・商品名「ＢｒｉｇｈｔＷｈｉｔｅＩｎｋｊｅｔＰａｐｅｒ」（ヒューレッドパッカード製）
Ａ：１種のみの記録媒体において、２枚目の記録媒体の裏面に汚れが付着していた。
Ｃ：２種以上の記録媒体において、２枚目の記録媒体の裏面に汚れが付着していた。

（裏抜け）
上記で得られたインクを用いて、Ａ４サイズの記録媒体の表側の中央部分に、２ｃｍ×２ｃｍのサイズで記録デューティが１００％であるベタ画像を記録した。記録媒体としては、普通紙（商品名「ＰＢＰＡＰＥＲ」、キヤノン製）を用いた。記録の１日後に、得られた記録物の裏側におけるベタ画像に対応する位置の光学濃度を、反射濃度計（商品名「ＭａｃｂｅｔｈＲＤ−９１８」、マクベス製）を用いて、光源：Ｄ５０、視野：２°の条件で測定し、裏抜けを評価した。裏抜けが顕著になるほど、裏側における光学濃度が高くなる。
ＡＡＡ：裏側の光学濃度が０．１５未満だった。
ＡＡ：裏側の光学濃度が０．１５以上０．２０未満だった。
Ａ：裏側の光学濃度が０．２０以上０．２５未満だった。
Ｂ：裏側の光学濃度が０．２５以上０．３０未満だった。
Ｃ：裏側の光学濃度が０．３０以上だった。

（間欠吐出安定性）
上記で得られたインクを充填した上記インクジェット記録装置を用いた。この記録装置を、温度３０℃、相対湿度１０％の環境下で、吐出口の近傍に存在するインクの温度が上昇しないようにしたまま、５時間以上吐出を行わないで放置した後、同じ環境下でインクを吐出させた。そして、吐出を５秒間休止した後、ヘッドの吸引回復動作及び予備吐出動作を行わないまま、インクを吐出し、記録媒体（高品位専用紙、商品名：ＨＲ−１０１；キヤノン製）に横罫線を記録した。得られた画像を目視で確認して、間欠吐出安定性の評価を行った。
Ａ：罫線の乱れがなかった。
Ｂ：罫線がやや乱れていたが、連続した罫線となっていた。
Ｃ：罫線が大きく乱れており、連続した罫線とはならなかった。

同様のパターンを記録する場合の記録速度について参考例１及び２を比較すると、参考例１のほうが５倍程度速かった。また、比較例１及び２の裏抜けを比較すると、比較例２のほうが劣っていた。

Claims

インクジェット方式のラインヘッドから水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録する工程を有するインクジェット記録方法であって、
前記ラインヘッドの吐出口と前記記録媒体との間を加湿する工程を有し、
前記水性インクが、硬化型インクではなく、ＤＢＰ吸油量が１４０ｍＬ／１００ｇ以上２００ｍＬ／１００ｇ以下であるカーボンブラックを含有し、かつ、前記水性インクの寿命時間１０ｍ秒における２５℃での動的表面張力が４５ｍＮ／ｍ以下であり、
前記加湿する工程では、前記ラインヘッドの前記吐出口と前記記録媒体との間に加湿空気を供給することにより、前記ラインヘッドの前記吐出口と前記記録媒体との間を、温度３５℃以下かつ絶対湿度０．０１３ｋｇ／ｋｇＤＡ以上の雰囲気とすることを特徴とするインクジェット記録方法。
前記カーボンブラックが、酸化処理された自己分散カーボンブラックを含む請求項１に記載のインクジェット記録方法。
前記カーボンブラックが、オゾンにより酸化処理された自己分散カーボンブラックを含む請求項１又は２に記載のインクジェット記録方法。
前記水性インクは、２５℃における比誘電率が２７．０以下の水溶性有機溶剤Ａを含有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
前記水性インク中の前記比誘電率が２７．０以下の水溶性有機溶剤Ａの含有量が、前記水性インク中の前記カーボンブラックの含有量に対する質量比率で、０．２０倍以上である請求項４に記載のインクジェット記録方法。
さらに、前記水性インク中の前記カーボンブラックを凝集させる反応液を前記記録媒体に付与する工程を有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
前記加湿する工程により、前記記録媒体の表面及び内部を湿った状態とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
前記水性インクの寿命時間１０ｍ秒における２５℃での動的表面張力が２８ｍＮ／ｍ以上４５ｍＮ／ｍ以下である請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
前記記録媒体が、コート層を有しない紙である請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
水性インクを吐出して記録媒体に付与するインクジェット方式のラインヘッドを備えるインクジェット記録装置であって、
さらに、前記ラインヘッドの吐出口と前記記録媒体との間を加湿する加湿部を備え、
前記水性インクが、硬化型インクではなく、ＤＢＰ吸油量が１４０ｍＬ／１００ｇ以上２００ｍＬ／１００ｇ以下であるカーボンブラックを含有し、かつ、前記水性インクの寿命時間１０ｍ秒における２５℃での動的表面張力が４５ｍＮ／ｍ以下であり、
前記加湿部は、前記ラインヘッドの前記吐出口と前記記録媒体との間に加湿空気を供給することにより、前記ラインヘッドの前記吐出口と前記記録媒体との間を、温度３５℃以下かつ絶対湿度０．０１３ｋｇ／ｋｇＤＡ以上の雰囲気とするものであることを特徴とするインクジェット記録装置。