JP7271174B2 - インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置 - Google Patents

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、商業印刷分野やオフィス印刷分野で使用する機会が増えている。商業印刷分野やオフィス印刷分野で使用されるインクジェット記録装置には、高速で画像を記録するために、予備吐出などの回復動作の回数を少なくすることが求められている。予備吐出とは、インクの吐出頻度の低い吐出口で、インクの粘度上昇による吐出性の低下を抑制するために行う、吐出口の回復処理のひとつである。インクの吐出頻度の低い吐出口で、インクの粘度上昇による吐出性の低下を抑制するために、記録ヘッドを含むインク循環路内でインクを循環させることが知られている（特許文献１参照）。

特開２０１０－７７２５９号公報

本発明者らは、特許文献１に記載のように、記録ヘッドを含むインク循環路内でインクを循環させることが可能なインクジェット記録装置を使用して、長期間にわたって画像を記録した。その結果、画像に濃度ムラが生じる場合があることがわかった。

したがって、本発明の目的は、長期間にわたって画像を記録する場合でも、画像の濃度ムラを抑制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、前記インクジェット記録方法を使用するインクジェット記録装置を提供することにある。

本発明は、第１インクが循環するインク循環路、前記インク循環路に第２インクを供給するインク供給路、及び前記インク循環路に連通する記録ヘッドを具備するインクジェット記録装置を使用して、前記記録ヘッドから前記第１インク及び前記第２インクを含む水性インクを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、前記第１インク中の水の含有量（質量％）、及び前記第２インク中の水の含有量（質量％）の差が、２．００質量％以上であり、前記第１インクが、顔料を含有し、かつ、前記第２インクよりも水の含有量が小さい濃縮インクであり、前記第２インクが、ＬｏｇＰ値が－１．１０以上である第１水溶性有機溶剤、及び界面活性剤を含有することを特徴とするインクジェット記録方法に関する。

また、本発明は、第１インクが循環するインク循環路、前記インク循環路に第２インクを供給するインク供給路、前記インク循環路に連通する記録ヘッド、並びに前記第１インク及び前記第２インクを含む水性インクを具備するインクジェット記録装置であって、前記第１インク中の水の含有量（質量％）、及び前記第２インク中の水の含有量（質量％）の差が、２．００質量％以上であり、前記第１インクが、顔料を含有し、かつ、前記第２インクよりも水の含有量が小さい濃縮インクであり、前記第２インクが、ＬｏｇＰ値が－１．１０以上である第１水溶性有機溶剤、及び界面活性剤を含有することを特徴とするインクジェット記録装置に関する。

本発明によれば、長期間にわたって画像を記録する場合でも、画像の濃度ムラを抑制できるインクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置を提供することができる。

記録ヘッドを含むインク循環路内のインクを循環させることが可能なインクジェット記録装置の一例を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に述べる。本発明においては、以下、水性インクは、「インク」と記載することがある。各種の物性値は、特に断りのない限り、温度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」を表すものとする。第１インク、及び第２インクは、いずれも水性インクである。

インクジェット記録装置は、インクを循環するインク循環路、インク循環路にインクを供給するインク供給路、及びインク循環路に連通する記録ヘッドを具備する。これにより、記録ヘッドを含むインク循環路内のインクを循環させることが可能となる。このインクジェット記録装置を使用して長期間にわたって画像を記録すると、インク循環路内で長期間にわたってインクが循環することとなる。そのため、吐出口などから、循環しているインク中の水が蒸発しやすい。これにより、インク循環路に新たに供給されるインクと比べて、循環しているインクは、インク中の水の含有量が小さくなり、濃縮される。したがって、インクジェット記録装置内のインク循環路、及びインク供給路で、インク中の水の含有量が異なるインクが存在することになる。本発明においては、便宜上、インク循環路内で循環しているインクを第１インク、インク循環路に供給されるインクを第２インクと表現する。

本発明者らの検討の結果、インクジェット記録装置内のインク循環路、及びインク供給路でインク中の水の含有量が異なる第１インク、及び第２インクが存在する場合、記録される画像に濃度ムラが生じることがわかった。特に、第１インク中の水の含有量、及び第２インク中の水の含有量の差が２．００質量％以上である場合、画像の濃度ムラという課題が顕著に生じることもわかった。さらに、第１インクが顔料を含有する場合、画像の濃度ムラという課題が顕著に生じることもわかった。その理由は、以下の通りである。なお、第１インク、及び第２インクの水の含有量の差は、カールフィッシャー法により各インクの水の含有量を測定することにより算出できる。

長期間にわたって循環している第１インクは、吐出口などからインク中の水が蒸発することで、インク中の水の含有量が小さくなり、濃縮される。一方で、インク循環路に供給される第２インクは、循環している第１インクと異なり、濃縮していないインクである。濃縮している第１インク、及び濃縮していない第２インクは混ざりにくいため、混ざっていない状態のインクが記録ヘッドから吐出されると、記録される画像に濃度ムラが生じてしまう。特に、第１インクが顔料を含有する場合、インク中の水の含有量が小さくなることで、顔料と顔料が近づきやすくなるため、インク中の顔料が凝集しやすい。そのため、第１インク、及び第２インクが混ざっていない状態で記録ヘッドからインクが吐出すると、顔料の凝集物が付着する領域と、付着しない領域で画像の濃度が大きく異なり、記録される画像の濃度ムラを認識しやすい。

そこで、本発明者らは、濃縮している第１インク、及び濃縮していない第２インクが混ざりにくいことで生じる、画像の濃度ムラを抑制するため、第２インクに、ＬｏｇＰ値が－１．１０以上である第１水溶性有機溶剤、及び界面活性剤を含有させることとした。その理由は以下の通りである。

ＬｏｇＰ値とは、水溶性有機溶剤の極性を示す指標である。この値が大きいと、極性は低くなり、この値が小さいと、極性は高くなる。ＬｏｇＰ値が－１．１０以上である第１水溶性有機溶剤は、疎水性が高いため、顔料との親和性が高い。したがって、第２インク中の第１水溶性有機溶剤が第１インク中の顔料の凝集物に近づくことで、第１インク、及び第２インクが混ざりやすくなる。また、インクを循環させることで、インクにせん断力が加わり、第１インク中の顔料の凝集物がほぐれて、動きやすくなる。さらに、インクの循環により、顔料の凝集物に近づいている第２インク中の第１水溶性有機溶剤が動くことで、第１水溶性有機溶剤とともに顔料の凝集物もほぐれて、より動きやすくなる。

界面活性剤は、一般に、顔料と親和性の高い疎水性部位を有するとともに、水と親和性の高い親水性部位も有する。第２インクに、さらに界面活性剤を含有させることで、顔料を速やかに分散させることができ、第１インク、及び第２インクがより混ざりやすくなる。このように、第２インク中の第１水溶性有機溶剤、及び界面活性剤により第１インク中の顔料の凝集物を速やかに分散させることができ、第１インク、及び第２インクがより混ざりやすくなるため、画像の濃度ムラを有効に抑制できる。

＜インクジェット記録方法＞
本発明のインクジェット記録方法は、記録ヘッドからインクを吐出して記録媒体に画像を記録する。インクを吐出する方式としては、インクに力学的エネルギーを付与する方式や、インクに熱エネルギーを付与する方式が挙げられる。本発明においては、インクに熱エネルギーを付与してインクを吐出する方式を採用することが好ましい。

＜インクジェット記録装置＞
記録ヘッドとしては、シリアル型の記録ヘッド（シリアルヘッド）や、ライン型の記録ヘッド（ラインヘッド）を用いることができる。なかでも記録ヘッドは、ラインヘッドであることが好ましい。ラインヘッドは、インクを吐出する吐出口が記録媒体の幅全域にわたって配置されているため、高速に画像を記録することが可能となる。

図１は、記録ヘッドを含むインク循環路内のインクを循環させることが可能なインクジェット記録装置の一例を示す模式図である。メインタンク１及びサブタンク３は、いずれもインク収容部としての機能を持つ。メインタンク１からインク供給路２を介してサブタンク３へ送られたインクは、インクを循環させる手段としての循環ポンプ４により図中の矢印方向に向かって、インク循環路５内を流れ、フィルタ６を通過して、記録ヘッド７へと送られる。画像データに基づいて記録ヘッド７からインクを吐出する場合は、記録ヘッド７内のインク流路８をインクが流れ、吐出口面９に形成された吐出口からインクが吐出することで、記録媒体（不図示）に画像が記録される。また、予備吐出データに基づいて記録ヘッド７からインクを排出することもできる。画像記録や予備吐出などのために装置外に排出されなかったインクは、再びインク循環路５に戻り、サブタンク３に送られる。このようにして、インクはサブタンク３から記録ヘッド７までの間を循環することで、記録ヘッドを含むインク循環路内のインクを循環させることができる。循環の際の流速（流量）は、装置の構成に応じて適宜に決定すればよいが、例えば、１～５０ｍＬ／分とすることが好ましく、１～１０ｍＬ／分とすることがさらに好ましい。

メインタンクに収容することが可能なインクの容量（ｇ）は、８０ｇ以上６００ｇ以下であることが好ましい。記録ヘッドやインク循環路を含む、メインタンク以外の装置部分のインクの容量（ｇ）は、１４０ｇ以上１５０ｇ以下であることが好ましい。

画像データに基づく記録の前に予備加熱を行う場合、吐出口などからインク中の水が特に蒸発しやすく、インクジェット記録装置内のインク循環路、及びインク供給路で第１インク、及び第２インクの水の含有量の差が大きくなりやすい。予備加熱は、インクを吐出するための記録素子近傍に存在する加熱素子などによる加熱である。記録ヘッドから吐出されるインクの温度（℃）は、４０℃以上であることが好ましく、４５℃以下であることが好ましい。

さらに、インク循環路内でインクを循環させながら脱気を行う場合、吐出口などからインク中の水が特に蒸発しやすく、インクジェット記録装置内のインク循環路、及びインク供給路で第１インク、及び第２インクの水の含有量の差が大きくなりやすい。インクジェット記録装置内でインクを脱気させる手法としては、インク収容部を減圧する方法などが挙げられる。インク収容部を減圧する方法としては、メインタンクやサブタンクを減圧する方法や、メインタンクやサブタンクとは別のインク収容部をインク循環路内に設けて、そのインク収容部を減圧する方法などが挙げられる。液体の表面積を増やすとともに、気泡を抜けやすくするため、スターラーなどを用いてインク収容部内のインクを撹拌したり、インク収容部を振動させたりしてもよい。なかでも、インクを脱気させる手法としては、サブタンクを減圧する方法であることが好ましく、サブタンクに接続した脱気ポンプにより減圧する方法であることがさらに好ましい。

＜インク＞
第１インクは、顔料を含有する。第２インクは、ＬｏｇＰ値が－１．１０以上である第１水溶性有機溶剤、及び界面活性剤を含有する。

第１インクは、第２インクよりも水の含有量が小さい濃縮インクであることが好ましい。第１インク、及び第２インクは、水以外の成分がほぼ同じであることが好ましい。つまり、第１インク、及び第２インクは、いずれも顔料、第１水溶性有機溶剤、及び界面活性剤を含有することが好ましい。さらに、第１インク、及び第２インクの水以外の成分の含有量は、ほぼ同じであることが好ましく、第１インク、及び第２インクの水以外の成分の含有量の差は、±０．５０％以下であることが好ましい。特に、第１インクが第１水溶性有機溶剤、及び界面活性剤を含有することで、循環している第１インク中での顔料の凝集を抑制できるため、供給される第２インクと混ざりやすくなり、画像の濃度ムラを有効に抑制できる。

以下、インク中の各成分の含有量や比率を記載しているが、これらの値は、濃縮されていない第２インクの値である。水以外の成分の含有量は、第１インク、及び第２インクでほぼ同じであるため、第１インク、及び第２インクの水以外の成分の含有量や比率の好ましい範囲もほぼ同じである。

（顔料）
インクは、顔料を含有する。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。分散方法が異なる顔料を併用することも可能である。

インク中の顔料の含有量は、インク全質量を基準として、０．１０質量％以上１５．００質量％以下であることが好ましく、１．００質量％以上１１．００質量％以下であることがより好ましい。

（水溶性有機溶剤）
水溶性有機溶剤の極性を示す指標とするＬｏｇＰ（Ｌｏｇ Ｐｏｗ）値について説明する。ＬｏｇＰ値とは、水とオクタノール（１－オクタノール）の分配係数のことをいう。ＬｏｇＰ値は対象物質の水へのなじみやすさに関連する物性値であり、この値が大きいほど極性は低くなる。ＬｏｇＰ値は、ＬｏｇＰ＝Ｌｏｇ_１０Ｃ_ｏ／Ｃ_ｗ（Ｃ_ｏはオクタノール相中の対象物質の濃度を表し、Ｃ_ｗは水相中の対象物質の濃度を表す）の関係式により算出される。ＬｏｇＰ値は、ＪＩＳ Ｚ ７２６０－１０７に記載の方法で実験的に求めることもできる。また、商品名「ＡＣＤ／ＰｈｙｓＣｈｅｍ Ｓｕｉｔｅ」（ＡＣＤ／Ｌａｂｓ製）などの市販の計算ソフトを利用して求めることもできる。後述する実施例においては、商品名「ＡＣＤ／ＰｈｙｓＣｈｅｍ Ｓｕｉｔｅ Ｖｅｒｓｉｏｎ １２．００」（ＡＣＤ／Ｌａｂｓ製）を使用して求めた値を採用した。

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、温度２５℃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。インクに含有させる水溶性有機溶剤としては、温度２５℃での蒸気圧が水より低いものが好ましい。水溶性有機溶剤の具体例としては、以下に示すものなどが挙げられる（括弧内の数値は、ＬｏｇＰ値を表す）。数平均分子量が１，０００であるポリエチレングリコール（－６．３５）、数平均分子量が４００であるポリエチレングリコール（－２．８２）、数平均分子量が２００であるポリエチレングリコール（－１．８８）、テトラエチレングリコール（－１．８８）、ビスヒドロキシエチルスルホン（－１．８６）、グリセリン（－１．８５）、尿素（－１．６６）、トリエチレングリコール（－１．６５）、ジエチレングリコール（－１．４１）、１，２，６－ヘキサントリオール（－１．３９）、エチレングリコール（－１．３６）、エチレン尿素（－１．２４）、１，３－プロパンジオール（－１．０９）、２－ピロリドン（－１．０９）、１，２－プロパンジオール（－１．０１）、トリメチロールプロパン（－０．９７）、１，４－ブタンジオール（－０．７７）、トリエチレングリコールモノエチルエーテル（－０．６６）、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（－０．６４）、γ－ブチロラクトン（－０．６３）、δ－バレロラクタム（－０．５７）、１，５－ペンタンジオール（－０．５６）、３－メチル－１，５－ペンタンジオール（－０．２１）、δ－バレロラクトン（－０．１０）、１，６－ヘキサンジオール（－０．０５）、イソプロパノール（０．１８）、トリエチレングリコールモノブチルエーテル（０．３６）、１，２－ヘキサンジオール（０．５２）、エチレングリコールモノブチルエーテル（０．８３）、１－ペンタノール（１．３５）、１，２－オクタンジオール（１．５４）、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル（１．６６）などが挙げられる。

［第１水溶性有機溶剤］
インクは、ＬｏｇＰ値が－１．１０以上である第１水溶性有機溶剤を含有する。第１水溶性有機溶剤のＬｏｇＰ値は、１．７０以下であることが好ましく、０．６０以下であることがさらに好ましい。

第１水溶性有機溶剤の具体例としては、以下に示すものなどが挙げられる（括弧内の数値は、ＬｏｇＰ値を表す）。１，３－プロパンジオール（－１．０９）、２－ピロリドン（－１．０９）、１，２－プロパンジオール（－１．０１）、トリメチロールプロパン（－０．９７）、１，４－ブタンジオール（－０．７７）、トリエチレングリコールモノエチルエーテル（－０．６６）、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（－０．６４）、γ－ブチロラクトン（－０．６３）、δ－バレロラクタム（－０．５７）、１，５－ペンタンジオール（－０．５６）、３－メチル－１，５－ペンタンジオール（－０．２１）、δ－バレロラクトン（－０．１０）、１，６－ヘキサンジオール（－０．０５）、イソプロパノール（０．１８）、トリエチレングリコールモノブチルエーテル（０．３６）、１，２－ヘキサンジオール（０．５２）、エチレングリコールモノブチルエーテル（０．８３）、１－ペンタノール（１．３５）、１，２－オクタンジオール（１．５４）、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル（１．６６）などが挙げられる。

なかでも、第１水溶性有機溶剤は、アルカンジオール、及びグリコールエーテルからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。水溶性有機溶剤の中でも、アルカンジオール、及びグリコールエーテルは、浸透性が高い。そのため、アルカンジオールやグリコールエーテルは、顔料の凝集物に近づきやすいとともに、第１インク、及び第２インクの間でも移動しやすいため、第１インク、及び第２インクが速やかに混ざる。これにより、画像の濃度ムラをさらに有効に抑制できる。

また、アルカンジオールの炭素数は、水溶性の観点から、８以下であることが好ましい。炭素数が８を超えると、アルカンジオールが立体的に大きくなるため、顔料の凝集物に近づきにくくなる。さらに、第１インク、及び第２インクの間でアルカンジオールが移動しにくくなるため、第１インク、及び第２インクが速やかに混ざりにくい。これにより、画像の濃度ムラを十分に抑制できない場合がある。

グリコールエーテルは、Ｒ_３－（ＯＲ_４）_ｎ－ＯＨで表される。Ｒ_３は、アルキル基であり、Ｒ_４は、アルキレン基である。Ｒ_３の炭素数は、２以上４以下であることが好ましく、Ｒ_４の炭素数は、２又は３であることが好ましく、ｎは、１以上３以下であることが好ましい。グリコールエーテルが立体的に大きくなると、顔料の凝集物に近づきにくくなる。さらに、第１インク、及び第２インクの間でグリコールエーテルが移動しにくくなるため、第１インク、及び第２インクが速やかに混ざりにくい。これにより、画像の濃度ムラを十分に抑制できない場合がある。

インク中の第１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、０．５０質量％以上１５．００質量％以下であることが好ましい。第１水溶性有機溶剤の含有量が０．５０質量％未満であると、第１水溶性有機溶剤が少ないため、顔料の凝集物に第１水溶性有機溶剤が近づきにくく、画像の濃度ムラを十分に抑制できない場合がある。第１水溶性有機溶剤の含有量が１５．００質量％を超えると、第１水溶性有機溶剤が多いため、顔料の粒子表面に、疎水性の高い第１水溶性有機溶剤がより付着する。第１水溶性有機溶剤を介して顔料が凝集しやすいため、画像の濃度ムラを十分に抑制できない場合がある。

第１水溶性有機溶剤の含有量（質量％）は、顔料の含有量（質量％）に対する質量比率（倍）で、０．１０倍以上３．００倍以下であることが好ましく、０．１０倍以上２．５０倍以下であることがさらに好ましい。

なお、インクが、ＬｏｇＰ値が－１．１０以上の第１水溶性有機溶剤を含有すれば、さらにＬｏｇＰ値が－１．１０未満の水溶性有機溶剤も併用して用いることができる。インク中の全水溶性有機溶剤の含有量（質量％）に占める、第１水溶性有機溶剤の含有量（質量％）の割合（％）は、１．００％以上５０．００％以下であることが好ましい。

（界面活性剤）
インクは、界面活性剤を含有する。界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤などを用いることができる。なかでも、界面活性剤は、インクの信頼性の観点から、ノニオン性界面活性剤であることが好ましい。

ノニオン性界面活性剤としては、アセチレングリコール系、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系などの炭化水素系の界面活性剤、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物などのフッ素系の界面活性剤、ポリエーテル変性シロキサン化合物などのシリコーン系の界面活性剤などが挙げられる。なかでも、ノニオン性界面活性剤としては、炭化水素系の界面活性剤であることが好ましく、アセチレングリコール系の界面活性剤であることがさらに好ましい。

なかでも、界面活性剤は、下記一般式（１）で表される化合物であることが好ましい。下記一般式（１）で表される化合物は、ｘ＋ｙが０．０の場合、アセチレングリコール系の界面活性剤であり、ｘ＋ｙが０．０を超えて１０．０以下である場合、エチレンオキサイドが付加したアセチレングリコール系の界面活性剤である。一般式（１）で表される化合物は、炭素と炭素の間の三重結合を中心に対称の構造を有しており、かつ親水性部分と疎水性部分のバランスに優れているため、界面、特に顔料の粒子表面にすばやく配向する。そのため、第１水溶性有機溶剤が顔料の凝集物に近づきやすくなり、界面活性剤が顔料の粒子表面にすばやく配向することで、顔料が速やかに分散できる。これにより、第１インク、及び第２インクがより混ざりやすくなり、画像の濃度ムラをさらに有効に抑制できる。

（一般式（１）中、Ｒ_１及びＲ_２は、それぞれ独立に、炭素数１以上４以下のアルキル基であり、ｘ＋ｙは、０．０以上１０．０以下である。）

一般式（１）中、Ｒ_１及びＲ_２が、それぞれ独立に、炭素数１以上４以下のアルキル基であることで、顔料の粒子表面にすばやく配向することができる。一般式（１）中、Ｒ_１の炭素数は４であり、Ｒ_２の炭素数は１であることが好ましい。

一般式（１）中、ｘ＋ｙは、０．０以上１０．０以下であることが好ましい。ｘ＋ｙが１０．０を超えると、化合物内にエチレンオキサイド基が多いため、親水性が高まり、顔料の粒子表面にすばやく配向しにくい。これにより、第１インク、及び第２インクが混ざりにくくなり、画像の濃度ムラを十分に抑制できない場合がある。一般式（１）中、ｘ＋ｙは、４．０以上８．０以下であることがさらに好ましい。

インク中の界面活性剤の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．１０質量％以上１．００質量％以下であることが好ましい。さらに、界面活性剤の含有量（質量％）は、第１水溶性有機溶剤の含有量（質量％）に対する質量比率（倍）で、０．０３倍以上であることが好ましい。前記質量比率が０．０３倍未満であると、第１水溶性有機溶剤に対して界面活性剤が少なく、インク中で顔料が分散されにくいため、画像の濃度ムラを十分に抑制できない場合がある。前記質量比率は、１．５０倍以下であることが好ましく、１．００倍以下であることがより好ましく、０．５０倍以下であることがさらに好ましい。

界面活性剤の含有量（質量％）は、顔料の含有量（質量％）に対する質量比率（倍）で、０．０２倍以上であることが好ましく、０．０５倍以上０．２０倍以下であることがさらに好ましい。

（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性のインクである。水性媒体はさらに、第１水溶性有機溶剤以外の水溶性有機溶剤を含有してもよい。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。水溶性有機溶剤としては特に限定されるものではなく、第１水溶性有機溶剤以外のアルコール類、グリコール類、グリコールエーテル類、及び含窒素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。また、これらの水溶性有機溶剤の１種又は２種以上をインクに含有させることができる。

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、５０．００質量％以上９５．００質量％以下であることが好ましい。また、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い。水溶性有機溶剤の含有量が３．００質量％未満であると、インクをインクジェット記録装置に用いる場合に耐固着性などの信頼性が十分に得られない場合がある。また、水溶性有機溶剤の含有量が５０．００質量％超であると、インクの保存安定性が十分に得られない場合がある。

（その他の成分）
インクには、必要に応じて、ｐＨ調整剤、消泡剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、及びキレート剤などの種々の添加剤を含有させてもよい。なお、これらの添加剤は、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。このため、本発明においては、これらの添加剤は「水溶性有機溶剤」に含めず、ＬｏｇＰ値を算出する対象としない。

（インクの物性）
本発明においては、インクの温度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３．５ｍＰａ・ｓ以下であることがさらに好ましい。また、インクの温度２５℃における静的表面張力は、２８．０ｍＮ／ｍ以上４５．０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。さらに、インクのｐＨは、７．０以上９．０以下であることが好ましい。

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。なお、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）
水５．５ｇに濃塩酸５．０ｇを溶かした溶液に、温度５℃で、４－アミノ－１，２－ベンゼンジカルボン酸１．６ｇを加えた。温度１０℃以下を維持するために、アイスバスで撹拌しながら、上記で得られた溶液に、水９．０ｇに亜硝酸ナトリウム１．８ｇを溶かした溶液を加えた。１５分撹拌後、比表面積が２２０ｍ^２／ｇであり、ＤＢＰ吸油量が１０５ｍＬ／１００ｇであるカーボンブラック６．０ｇを加え、混合した。さらに、１５分撹拌後、得られたスラリーをろ紙（標準用ろ紙Ｎｏ．２、アドバンテック製）でろ過し、カーボンブラックを十分に水洗し、温度１１０℃のオーブンで乾燥させた。得られたカーボンブラックに水を添加して、カーボンブラックの含有量（固形分）が１０．０％である顔料分散液１を得た。顔料分散液１には、粒子表面に－Ｃ_６Ｈ_３－（ＣＯＯＮａ）_２基が結合している自己分散顔料が含まれていた。その後、イオン交換法を用いて、ナトリウムイオンをカリウムイオンに置換した。

（顔料分散液２）
顔料２０．０ｇ、処理剤８．０ｍｍｏｌ、硝酸８．０ｍｍｏｌ、及び水２００．０ｍＬを混合した。顔料としてはＣ．Ｉ．ピグメントイエロー７４（Ｈａｎｓａ ｙｅｌｌｏｗ ５ＧＸＢ、クラリアント製）、処理剤としてはｐ－アミノフタル酸を用いた。シルヴァーソン混合機を用い、温度２５℃、６，０００ｒｐｍ、３０分の条件で混合した。得られた混合物に、少量の水に亜硝酸カリウム８．０ｍｍｏｌを溶解させた水溶液をゆっくり添加した。水溶液の添加により、混合物の温度は６０℃に達した。温度６０℃で、混合物を１時間反応させた。その後、１．０ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウム水溶液を用いて、混合物のｐＨを１０に調製した。そして３０分後、混合物に水２０．０ｍＬを加え、スペクトラムメンブランを用いて低分子物の除去、及び脱塩を行った。さらに、混合物を水で希釈し、自己分散顔料が含まれる顔料分散液２（顔料の含有量が１０．０％）を得た。顔料分散液２には、粒子表面に－Ｃ_６Ｈ_３－（ＣＯＯＫ）_２基が結合している自己分散顔料が含まれていた。

（顔料分散液３）
顔料分散液２の調製において、処理剤の量を４．０ｍｍｏｌ、顔料の種類をＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２（Ｉｎｋ Ｊｅｔ Ｍａｇｅｎｔａ Ｅ ０２、ＢＡＳＦ製）に変更した。それ以外は、顔料分散液２の調製と同様の手順で、顔料分散液３（顔料の含有量が１０．０％）を得た。顔料分散液３には、粒子表面に－Ｃ_６Ｈ_３－（ＣＯＯＫ）_２基が結合している自己分散顔料が含まれていた。

（顔料分散液４）
顔料分散液２の調製において、処理剤の量を１．６ｍｍｏｌ、顔料の種類をＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３（Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ Ｂｌｕｅ Ｂ２Ｇ、クラリアント製）に変更した。それ以外は、顔料分散液２の調製と同様の手順で、顔料分散液４（顔料の含有量が１０．０％）を得た。顔料分散液４には、粒子表面に－Ｃ_６Ｈ_３－（ＣＯＯＫ）_２基が結合している自己分散顔料が含まれていた。

（顔料分散液５）
顔料１０．０部、樹脂を含む液体１５．０部、及びイオン交換水７５．０部を混合した。顔料としてはカーボンブラックを用いた。樹脂を含む液体としては、スチレン－アクリル酸エチル－アクリル酸共重合体を、共重合体の酸価に対して等モル量の水酸化カリウム水溶液で中和し、樹脂の含有量が２０．０％である液体を用いた。スチレン－アクリル酸エチル－アクリル酸共重合体は、酸価が１５０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、重量平均分子量が８，０００である。この混合物を、粒径０．３ｍｍのジルコニアビーズ２００．０部を充填したバッチ式縦型サンドミル（アイメックス製）を用いて、水で冷やしながら５時間分散した。その後、この分散液を遠心分離処理して粗大粒子を除去し、ポアサイズ３．０μｍのセルロースアセテートフィルタ（アドバンテック製）にて加圧ろ過を行った。前記の方法により、顔料が樹脂によって水中に分散された状態の顔料分散液５（顔料の含有量が１０．０％、樹脂の含有量が３．０％）を得た。

＜インクの調製＞
表２～４に記載の各成分を混合した。その際、表１に記載のノニオン性界面活性剤を用いた。十分撹拌した後、ポアサイズ１．２μｍのフィルタにて加圧ろ過を行い、インクを得た。表２～４において、括弧内に示す数値は、ＬｏｇＰ値である。また、調製後のインク１～３１は、濃縮されていないインク（第２インク）であり、それぞれ第２インク１～３１とする。

＜評価＞
図１に示す主要部を有するインクジェット記録装置のメインタンク１に各インクを充填した。メインタンクの容量は、２００ｇであり、メインタンク以外の容量は、１４５ｇであった。図１に示す循環ポンプ４を用いて、５ｍＬ／分の速度（流量）でインクを循環させることにより、インクを一定期間濃縮した。濃縮されたインクをそれぞれ第１インク１～３１とする。参考例３及び４は、循環ポンプ４を用いなかったため、第１インク３０、及び第１インク１は、濃縮されていなかった。

第１インク、及び第２インクの水の含有量の差は、以下のように算出した。記録ヘッドから抜き取った第１インクと、メインタンクから抜き取った第２インクのそれぞれの水の含有量を、カールフィッシャー水分計（ＭＫＣ－５１０、京都電子工業製）を用いて、測定した。その際、滴定試薬として、ＨＹＤＲＡＮＡＬ－Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ５３４８０５－１Ｌ－Ｒを用いた。第１インク、第２インクの各インクの水の含有量の値から、第１インク、及び第２インクの水の含有量の差を算出した。

本発明においては、Ａ又はＢを許容できるレベルとし、Ｃを許容できないレベルとした。評価結果は、表５に記載する。なお、インクの組成が同じであるものの、インクの循環の有無が異なる実施例１、及び参考例４は、画像の濃度ムラにおいていずれもＡランクであった。しかし、記録ヘッドを数ヵ月程度放置した後に、目詰まりした吐出口を吸引して固着したインクを除去する評価を行ったところ、インクを循環しない参考例４と比べて、インクを循環する実施例１は、相対的に良好な結果となった。

（画像の濃度ムラ）
記録ヘッドとしては、ノズル数１０２４個、ノズル列１列当たりのノズル密度６００ｄｐｉ、１ノズル当たりのインク吐出量５ｎｇの記録素子基板を千鳥状に配置した、ラインヘッドを使用した。第１インク及び第２インクの水の含有量の差が表５に記載の値となるまで、インクを循環させた後、メインタンクに濃縮されていない第２インクを充填した。その後、１／６００インチ×１／６００インチの単位領域にインク滴を３滴付与する条件で、Ａ４サイズの記録媒体の全面にベタ画像を１枚記録した。記録媒体としては、普通紙（高品位専用紙ＨＲ－１０１Ｓ、キヤノン製）を使用した。ベタ画像を目視又はルーペで確認し、以下の評価基準にしたがって、画像の濃度ムラを評価した。
Ａ：目視でもルーペで１０倍に拡大しても、画像の濃度ムラが確認されなかった
Ｂ：目視では、画像の濃度ムラが確認されなかったものの、ルーペで１０倍に拡大すると、画像の濃度ムラが確認された
Ｃ：目視で、画像の濃度ムラが確認された。

Claims (19)

1. 第１インクが循環するインク循環路、前記インク循環路に第２インクを供給するインク供給路、及び前記インク循環路に連通する記録ヘッドを具備するインクジェット記録装置を使用して、前記記録ヘッドから前記第１インク及び前記第２インクを含む水性インクを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、
   前記第１インク中の水の含有量（質量％）、及び前記第２インク中の水の含有量（質量％）の差が、２．００質量％以上であり、
   前記第１インクが、顔料を含有し、かつ、前記第２インクよりも水の含有量が小さい濃縮インクであり、
   前記第２インクが、ＬｏｇＰ値が－１．１０以上である第１水溶性有機溶剤、及び界面活性剤を含有することを特徴とするインクジェット記録方法。
2. 前記第１インク中の前記顔料の含有量（質量％）が、０．１０質量％以上１５．００質量％以下である請求項１に記載のインクジェット記録方法。
3. 前記第１インク中の前記顔料が、樹脂によって分散されてなる請求項１又は２に記載のインクジェット記録方法。
4. 前記第２インク中の前記第１水溶性有機溶剤の含有量（質量％）が、インク全質量を基準として、０．５０質量％以上１５．００質量％以下である請求項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。
5. 前記第１水溶性有機溶剤が、アルカンジオール、及びグリコールエーテルからなる群より選択される少なくとも１種である請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
6. 前記アルカンジオールの炭素数が、８以下である請求項５に記載のインクジェット記録方法。
7. 前記グリコールエーテルが、Ｒ_３－（ＯＲ_４）_ｎ－ＯＨ（式中、Ｒ_３は炭素数が２以上４以下のアルキル基であり、Ｒ_４は炭素数が２又は３のアルキレン基であり、ｎは１以上３以下である）で表される化合物である請求項５又は６に記載のインクジェット記録方法。
8. 前記第２インク中の前記界面活性剤の含有量（質量％）が、インク全質量を基準として、０．１０質量％以上１．００質量％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。
9. 前記界面活性剤が、アセチレングリコール系のノニオン性界面活性剤である請求項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。
10. 前記アセチレングリコール系のノニオン性界面活性剤が、下記一般式（１）で表される化合物である請求項９に記載のインクジェット記録方法。
    

    

    
    （一般式（１）中、Ｒ_１及びＲ_２は、それぞれ独立に、炭素数１以上４以下のアルキル基であり、ｘ＋ｙは、０．０以上１０．０以下である。）
11. 前記第２インク中の前記界面活性剤の含有量（質量％）が、前記第２インク中の前記第１水溶性有機溶剤の含有量（質量％）に対する質量比率（倍）で、０．０３倍以上である請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
12. 前記第２インク中の前記界面活性剤の含有量（質量％）が、前記第２インク中の前記第１水溶性有機溶剤の含有量（質量％）に対する質量比率（倍）で、１．５０倍以下である請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
13. 前記第２インクがさらに、顔料を含有する請求項１乃至１２のいずれか１項にインクジェット記録方法。
14. 前記第２インク中の前記顔料の含有量（質量％）が、０．１０質量％以上１５．００質量％以下である請求項１３に記載のインクジェット記録方法。
15. 前記記録ヘッドが、ラインヘッドである請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
16. 前記インク循環路における前記第１インクの流速が、１～５０ｍＬ／分である請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
17. 前記インク循環路における前記第１インクの流速が、１～１０ｍＬ／分である請求項１６に記載のインクジェット記録方法。
18. 前記インク供給路は、インク収容部から前記インク循環路に前記第２インクを供給する請求項１乃至１７のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
19. 第１インクが循環するインク循環路、前記インク循環路に第２インクを供給するインク供給路、前記インク循環路に連通する記録ヘッド、並びに前記第１インク及び前記第２インクを含む水性インクを具備するインクジェット記録装置であって、
    前記第１インク中の水の含有量（質量％）、及び前記第２インク中の水の含有量（質量％）の差が、２．００質量％以上であり、
    前記第１インクが、顔料を含有し、かつ、前記第２インクよりも水の含有量が小さい濃縮インクであり、
    前記第２インクが、ＬｏｇＰ値が－１．１０以上である第１水溶性有機溶剤、及び界面活性剤を含有することを特徴とするインクジェット記録装置。

Images