(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と、顔料と、顔料分散用樹脂と、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオールジ（ポリオキシエチレン）エーテルと、１，３−ブタンジオールと、トリエチレングリコールモノブチルエーテルと、２−ピロリドンと、グリセリンとを含有するインクジェット用記録液であって、
顔料分散用樹脂は水溶性のスチレン−アクリル樹脂であり、
顔料分散用樹脂と顔料との質量比（樹脂含有量／顔料含有量）が０．３〜０．６であり、
顔料分散用樹脂のうち顔料に付着していない遊離樹脂と顔料との質量比（遊離樹脂量／顔料含有量）が０〜０．１であり、
表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が４６ｍＮ／ｍ以上であることを特徴とするインクジェット用記録液。
【請求項２】
顔料分散用樹脂の分子量は１０，０００以上であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット用記録液。
【請求項３】
記録媒体に記録液を吐出する記録ヘッドを有するインクジェット記録装置であって、
記録ヘッドから請求項１又は２に記載のインクジェット用記録液を吐出することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
記録ヘッドは、記録媒体の搬送方向と直交する方向に延びるライン型記録ヘッドであることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録液を記録媒体に吐出することにより記録媒体に画像を形成するインクジェット記録方式に使用可能なインクジェット用記録液及びそれを用いるインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクジェット記録装置は、記録媒体を搬送しつつ、搬送中の記録媒体に記録ヘッドから記録液を吐出することにより記録媒体に画像を形成するものである。近年、インクジェット記録装置の高速処理化に伴い、記録媒体の搬送速度及び記録液の吐出速度が高速化している。
【０００３】
記録液の吐出速度の高速化に起因して、吐出された記録液の液滴が丸くまとまらずに長く伸びる現象（尾引き現象）や分離する現象（分滴現象）が起きる。その結果、記録媒体への記録液の付着位置がずれる現象（サテライト現象）が起きて画像が乱れるという問題が生じ得る。
【０００４】
特許文献１には、水不溶性ポリマー粒子を含有するインクジェット記録用水系インクにおいて、ポリマー粒子の平均粒径、遊離ポリマーの含有量、顔料の含有量、顔料と顔料に吸着したポリマーとの重量比をそれぞれ所定範囲に制限することにより、写像性及び印字濃度を高レベルでバランスよく達成した印刷物を得ることが記載されている。しかし、記録液の吐出速度の高速化に起因する尾引き現象、分滴現象、サテライト現象により画像が乱れるという問題に対処し得る技術は記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−８４５０１号公報（段落０００６、０００７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、たとえ高速で吐出されても、液滴のまとまりが良く、画像の乱れが抑制され得るインクジェット用記録液の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明の一局面は、水と、顔料と、顔料分散用樹脂とを含有するインクジェット用記録液であって、顔料分散用樹脂は水溶性であり、顔料分散用樹脂と顔料との質量比（樹脂含有量／顔料含有量）が０．３〜０．６であり、顔料分散用樹脂のうち顔料に付着していない遊離樹脂と顔料との質量比（遊離樹脂量／顔料含有量）が０〜０．１であり、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が４６ｍＮ／ｍ以上であることを特徴とするインクジェット用記録液である。
【０００８】
前記インクジェット用記録液において、顔料分散用樹脂の分子量は１０，０００以上であることが画像濃度の観点から好ましい。
【０００９】
また、本発明の他の一局面は、記録媒体に記録液を吐出する記録ヘッドを有するインクジェット記録装置であって、記録ヘッドから前記インクジェット用記録液を吐出することを特徴とするインクジェット記録装置である。
【００１０】
前記インクジェット記録装置において、記録ヘッドは、記録媒体の搬送方向と直交する方向に延びるライン型記録ヘッドであることがインクジェット記録装置の高速処理化の観点から好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、インクジェット用記録液がたとえ高速で吐出されても、液滴のまとまりが良いので、画像の乱れが抑制され得るという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成図である。
【図２】前記インクジェット記録装置の記録ヘッドに設けられたドット形成部の拡大縦断面図である。
【図３】表面寿命と表面張力との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
近年、インクジェット記録技術は急速に進歩しており、画質面においては、例えば写真用紙を使用した場合、銀塩写真に匹敵する高精細な画質を得ることが可能となっている。しかし、インクジェット記録方式は、記録媒体に対して非接触的に配置された記録ヘッドから記録液を飛翔させて記録媒体に画像を形成する方式なので、記録媒体の搬送方向に記録液の付着位置ずれ、すなわちサテライト現象が起こり得る。このサテライト現象は様々な要因で起こり得るが、一般には、吐出された記録液の尾引き現象や分滴現象が要因で起こることが多い。サテライト現象はインクジェット記録装置の処理速度が高速になるほど顕著化するため、特に高速・高画質を特長とするライン型記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置において重要な問題となっている。
【００１４】
サテライト現象を抑制する因子の１つは、吐出された記録液の液滴が速やかにまとまることである。液滴のまとまりは、吐出された記録液の液滴の表面張力、すなわち動的表面張力に依存し、動的表面張力が高いほど液滴のまとまりが良好となる。
【００１５】
本発明者等は、水と、顔料と、顔料分散用樹脂とを含有するインクジェット用記録液において、顔料分散用樹脂が記録液の物性に大きな影響を与えることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本実施形態に係るインクジェット用記録液は、水と、顔料と、顔料分散用樹脂とを含有し、顔料分散用樹脂は水溶性であり、記録液中に溶解している。顔料分散用樹脂と顔料との質量比（樹脂含有量／顔料含有量）は０．３〜０．６である。顔料分散用樹脂のうち顔料に付着していない遊離樹脂と顔料との質量比（遊離樹脂量／顔料含有量）は０〜０．１である。なお、この比が「０」ということは、顔料に付着していない遊離の顔料分散用樹脂が記録液中に存在しないということであり、理想の状態である。表面寿命が１０ｍｓのときの記録液の動的表面張力は４６ｍＮ／ｍ以上である。
【００１６】
本実施形態に係るインクジェット用記録液においては、顔料に対する樹脂量及び顔料に対する遊離樹脂量が相対的に少なくされている。その結果、記録液の動的表面張力が相対的に高くなり、表面寿命が１０ｍｓのときの記録液の動的表面張力を４６ｍＮ／ｍ以上とすることができる。なお、記録液の動的表面張力の上限は、理論上、水の表面張力（約７２ｍＮ／ｍ）である。
【００１７】
ここで、遊離樹脂とは、記録液中に溶解している顔料分散用樹脂のうち、顔料に付着していない樹脂のことである。遊離樹脂の溶解状態としては、樹脂中の酸成分がイオン化してフリーのアニオンになって溶解し記録液中で漂っている状態や、イオン化したアニオンが対イオン（例えばカリウムイオン等のカチオン）とイオン結合して溶解し記録液中で漂っている状態等が挙げられる。
【００１８】
なお、顔料分散用樹脂と顔料との質量比（樹脂含有量／顔料含有量）が０．３〜０．６であり、遊離樹脂と顔料との質量比（遊離樹脂量／顔料含有量）が０〜０．１であることから、遊離樹脂と顔料分散用樹脂との質量比（遊離樹脂量／樹脂含有量）は、０〜０．３３３となる。
【００１９】
顔料分散用樹脂と顔料との質量比（樹脂含有量／顔料含有量）が０．３未満になると、記録液が記録媒体に付着したときに、顔料が記録媒体の内部に浸透する傾向が大きくなり、画像濃度が不足する可能性がある。一方、顔料分散用樹脂と顔料との質量比（樹脂含有量／顔料含有量）が０．６を超えると、表面寿命が１０ｍｓのときの記録液の動的表面張力が４６ｍＮ／ｍ未満に低下する可能性がある。
【００２０】
遊離樹脂と顔料との質量比（遊離樹脂量／顔料含有量）が０．１を超えると、表面寿命が１０ｍｓのときの記録液の動的表面張力が４６ｍＮ／ｍ未満に低下する可能性がある。
【００２１】
表面寿命が１０ｍｓのときの記録液の動的表面張力が４６ｍＮ／ｍ未満になると、吐出された記録液の液滴のまとまりが不良となり、サテライト現象が起き易くなる。
【００２２】
本実施形態に係るインクジェット用記録液においては、顔料分散用樹脂の分子量は１０，０００以上であることが画像濃度の観点から好ましい。顔料分散用樹脂の分子量が１０，０００以上であると、記録液が記録媒体に付着したときに、顔料分散用樹脂が記録媒体の内部に浸透せずに表面に留まる傾向が大きくなり、そして顔料分散用樹脂は顔料に付着しているので、顔料が記録媒体の表面に多く留まって画像濃度が高くなるからである。
【００２３】
本実施形態では、液滴のまとまりを表す指標として、液滴の動的表面張力を採用する。吐出された記録液の液滴は振動しており、液滴の表面はまだ記録液中の各成分が十分に拡散しておらず平衡状態に達していないからである。
【００２４】
図３に示すように、動的表面張力とは、一般に、液表面（気−液界面）が形成された直後の液表面が非平衡状態にあるときの表面張力をいう。液表面が形成されてからの経過時間が表面寿命であり、表面寿命が増大するに連れて液表面は記録液中の各成分が拡散して平衡状態に近づき、表面張力が低下していき、静的表面張力に収束する。静的表面張力とは、一般に、表面寿命が長く、液表面が平衡状態に達したときの表面張力をいう。吐出時は記録液がマイクロ秒オーダーで振動していることから、液滴のまとまりは表面寿命が短い動的表面張力を使って規定することが実際の状況に近くより適切であると考えられる。したがって、この動的表面張力が高いほど、液滴のまとまりが良好となり、本実施形態では、表面寿命が１０ｍｓのときの記録液の動的表面張力が４６ｍＮ／ｍ以上あることを条件としている。本実施形態において、「表面寿命が１０ｍｓのとき」としたのは、動的表面張力を十分満足に精度よく測定できる最も短い表面寿命の１つだからである。
【００２５】
動的表面張力は、例えば、三洋貿易株式会社から「ＢＰ１００」の商品名で商業的に入手し得るバブルプレッシャー動的表面張力計を用いて測定できる。この動的表面張力計は、液表面が形成されてからの経過時間（表面寿命）とそれに連れて変化する表面張力との関係を求めるものである。
【００２６】
［インクジェット記録装置］
図１に示すように、本実施形態に係るインクジェット記録装置１は、他の機器から伝送されてきた画像情報に基づき、インクジェット用記録液を用いて記録媒体Ｘに画像を形成するインクジェットプリンタである。
【００２７】
インクジェット記録装置１は、図示していない給紙カセットに例えばＰＰＣ用紙等の記録媒体Ｘを積層状態で収容する用紙収納部を備えている。記録媒体Ｘは、給紙ローラ２の回転によって最上位にあるものから１枚ずつ繰り出され、搬送ローラ対３…３によって用紙搬送部に供給される。
【００２８】
用紙搬送部は、一対のローラ間に水平に巻き掛けられた無端状の搬送ベルト７を備えている。搬送ローラ対３…３によって供給された記録媒体Ｘは、搬送ベルト７の走行によって画像形成部に搬送される。
【００２９】
画像形成部は、搬送ベルト７の上方において、搬送ベルト７により搬送される記録媒体Ｘの幅と同じかそれ以上の長さを有する長尺なライン型記録ヘッド５を備えている。この記録ヘッド５は、記録媒体Ｘの搬送方向と直交する方向に延びてインクジェット記録装置１に固定されている。記録ヘッド５は、記録液を収容し、後述するように、搬送ベルト７ないし記録媒体Ｘと対向する下面にドット形成部のノズルが多数配列されており、記録媒体Ｘの全幅に亘って記録液をノズルから同時一斉に吐出することにより、記録媒体Ｘに画像を高速で形成することができる。したがって、このインクジェット記録装置１は、高速・高画質を特長とするライン型記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置であり、高速処理化に十分対応し得るものである。記録ヘッド５は、その下面（ノズル面）と搬送ベルト７上の記録媒体Ｘとの距離が約１ｍｍになるように、記録媒体Ｘに対して非接触的に配置され、固定されている。
【００３０】
搬送ベルト７の上方において、記録ヘッド５よりも記録媒体Ｘの搬送方向の上流側に、搬送ベルト７により搬送される記録媒体Ｘの先端を検知するための検知センサ４が備えられている。このセンサ４の記録媒体Ｘの先端の検知時刻を基準として記録ヘッド５に記録液の吐出指令が出力される。
【００３１】
搬送ベルト７によって搬送されている途中に、記録ヘッド５によって記録液が付着されて画像が形成された記録媒体Ｘは、引き続き搬送ベルト７によって搬送され、搬送ベルト７の終端部で上下一対の排出ローラ８，８に受け渡されて、搬送ベルト７から排出される。
【００３２】
図２は、前記インクジェット記録装置１の記録ヘッド５に多数配列されたドット形成部５０のうちの１つを拡大して示す縦断面図である。
【００３３】
この記録ヘッド５は、記録媒体Ｘの搬送方向と直交する方向に延びる長尺なライン型記録ヘッドである。詳しくは図示しないが、この記録ヘッド５は、３つのサブヘッド（分割ヘッド）が、記録媒体Ｘの搬送方向と直交する方向に順に連結された構造を有している。そして、各サブヘッドは、その下面（ノズル面）に、平面視で台形状のノズル集合エリアが、記録媒体Ｘの搬送方向と直交する方向に順に４つ（台形の上底と下底とが交互に逆向きになるように）配置された構造を有している。そして、各ノズル集合エリアにおいて、図２に示すドット形成部５０及びノズル５３が記録媒体Ｘの搬送方向に４列に並んでいる。同一列内の隣接するノズル５３，５３間のピッチを１５０ｄｐｉとし、隣接する列間でノズル５３の位置を記録媒体Ｘの搬送方向と直交する方向に４分の１ピッチづつずらすことにより、６００ｄｐｉの画像の形成が実現されている。ノズル集合エリアの１列当たりのドット形成部５０及びノズル５３の数を１６６個としているので、１つのノズル集合エリア全体（４列）では６６４個のノズル５３が配列されている。したがって、記録ヘッド５の全体では、７９６８個（６６４個×４×３）のノズル５３が設けられている。
【００３４】
ドット形成部５０は、平面視で長円形状の加圧室５２を備え、この加圧室５２の一端部が、ノズル流路５４を介して、記録ヘッド５の下面に形成されたノズル５３と連通し、他端部が、絞り通路５５を介して、記録液共通供給路５６と連通している。ノズル５３は、上側開口５３ｂの径が下側開口５３ａの径よりも大きい逆円錐台形状である。
【００３５】
ドット形成部５０は、加圧室５２が形成された第１基板５１ａと、ノズル流路５４の上部５４ａ及び絞り通路５５が形成された第２基板５１ｂと、ノズル流路５４の下部５４ｂ及び記録液共通供給路５６が形成された第３基板５１ｃと、ノズル５３が形成された第４基板５１ｄとが積層された構成である。積層された第１〜第４基板５１ａ〜５１ｄによって当該記録ヘッド５の基板５１が提供されている。
【００３６】
基板５１の上面には、共通電極５７を内部に有する薄板状の圧電素子５８と、各ドット形成部５０の加圧室５２に対応する個別電極５９とが積層された構成の圧電アクチュエータＡＣが備えられている。この圧電アクチュエータＡＣの駆動によって加圧室５２内の記録液に圧力波が伝達され、この圧力波によってノズル流路５４及びノズル５３内の記録液が振動して、記録液がノズル５３の下側開口５３ａから記録媒体Ｘに向けて吐出される。
【００３７】
ここで、このドット形成部５０の仕様に関し、好ましい具体的数値の１例を以下に示す。
・加圧室５２の面積：０．２ｍｍ２
・加圧室５２の幅：２００μｍ
・加圧室５２の深さ：１００μｍ
・ノズル５３の長さ：３０μｍ
・ノズル５３の下側開口５３ａの半径：１０μｍ
・ノズル流路５４の直径：２００μｍ
・ノズル流路５４の長さ：８００μｍ
・絞り通路５５の直径：３０μｍ
・絞り通路５５の長さ：４０μｍ
【００３８】
なお、図１に例示したインクジェット記録装置１は、単一の記録ヘッド５を有し、画像を単色で形成するものであったが、これに限らず、例えば、Ｙ（イエロー）インク、Ｍ（マゼンタ）インク、Ｃ（シアン）インク、Ｋ（黒）インク毎に個別の記録ヘッド５を記録媒体Ｘの搬送方向に複数（４本）並べ、画像をフルカラーで形成するものでもよい。
【００３９】
また、インクジェット記録装置１は、所望の高速処理化が実現するのであれば、ライン型記録ヘッドではなく、記録ヘッドが記録媒体Ｘに対して走査するシリアル型記録ヘッドを備えるものでもよい。
【００４０】
［インクジェット記録方法］
以上のような構成のインクジェット記録装置１を用い、記録ヘッド５に、後述する本実施形態に係るインクジェット用記録液を収容することにより、搬送ベルト７によって記録媒体Ｘを搬送しつつ、搬送中の記録媒体Ｘに記録ヘッド５から記録液を吐出して記録媒体Ｘに記録液を付着させ、画像を形成する、本実施形態に係るインクジェット記録方法を実施することができる。
【００４１】
［インクジェット用記録液］
本実施形態に係るインクジェット用記録液（インクジェット用インク）は、少なくとも、水、顔料、及び顔料を分散させるための樹脂（顔料分散用樹脂）を含有する。その他、必要に応じて、湿潤剤、浸透促進剤、ｐＨ調整剤、レベリング剤、粘度調整剤、消泡剤、防腐剤等の種々の添加剤を含有してもよい。そして、本実施形態に係る記録液は、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が４６ｍＮ／ｍ以上である。顔料分散用樹脂は水溶性である。顔料分散用樹脂と顔料との質量比（樹脂含有量／顔料含有量）は０．３〜０．６である。顔料分散用樹脂のうち顔料に付着していない遊離樹脂と顔料との質量比（遊離樹脂量／顔料含有量）は０〜０．１である。顔料分散用樹脂の分子量は１０，０００以上であることが画像濃度の観点から好ましい。
【００４２】
本実施形態で使用可能な顔料としては、不溶性アゾ顔料、溶性アゾ顔料、フタロシアニンブルー、イソインドリノン、キナクリドン、ジオキサジンバイオレット、ベリノン・ベタリン等の有機顔料や、カーボンブラック、二酸化チタン等の無機顔料といった着色剤顔料成分、あるいは、白土、タルク、クレー、ケイソウ土、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、アルミナホワイト、シリカ、カオリン、水酸化アルミニウム等の体質顔料等が挙げられる。
【００４３】
より具体的に示すと、イエロー（Ｙ）顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１（ファストイエローＧ），３，１２（ジスアゾイエローＡＡＡ），１３，１４，１７，２３，２４，３４，３５，３７，４２（黄色酸化鉄），５３，５５，７４，８１，８３（ジスアゾイエローＨＲ），９５，９７，９８，１００，１０１，１０４，１０８，１０９，１１０，１１７，１２０，１２８，１３８，１５０，１５３等が挙げられる。必要に応じて、これらを１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４４】
マゼンタ（Ｍ）顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１，２，３，５，１７，２２（ブリリアントファーストスカーレット），２３，３１，３８，４８：２（パーマネントレッド２Ｂ（Ｂａ）），４８：２（パーマネントレッド２Ｂ（Ｃａ）），４８：３（パーマネントレッド２Ｂ（Ｓｒ）），４８：４（パーマネントレッド２Ｂ（Ｍｎ）），４９：１，５２：２，５３：１，５７：１（ブリリアントカーミン６Ｂ），６０：１，６３：１，６３：２，６４：１，８１（ローダミン６Ｇレーキ），８３，８８，９２，１０１（べんがら），１０４，１０５，１０６，１０８（カドミウムレッド），１１２，１１４，１２２（ジメチルキナクリドン），１２３，１４６，１４９，１６６，１６８，１７０，１７２，１７７，１７８，１７９，１８５，１９０，１９３，２０９，２１９等が挙げられる。必要に応じて、これらを１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４５】
シアン（Ｃ）顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１，２，１５（銅フタロシアニンブルーＲ），１５：１，１５：２，１５：３（フタロシアニンブルーＧ），１５：４，１５：６（フタロシアニンブルーＥ），１６，１７：１，５６，６０，６３等が挙げられる。必要に応じて、これらを１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４６】
黒（Ｋ）顔料としては、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、チャンネルブラック等のカーボンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７）類や、アニリンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１）等の有機顔料、あるいは、銅酸化物、鉄酸化物（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１１）、酸化チタン等の金属類等が挙げられる。必要に応じて、これらを１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４７】
これらの顔料の記録液中の含有量は、その種類や使用目的等に応じて様々に変化するが、例えば、着色力と記録液の粘性（顔料の含有量が高くなるほど記録液の粘性が高くなって記録ヘッドのノズルから吐出され難くなる）とのバランスから、記録液中において０．１〜２０質量％、より好ましくは１〜１０質量％、さらに好ましくは３〜７質量％である。
【００４８】
顔料の平均粒子径は、３０〜３００ｎｍが好ましく、５０〜１５０ｎｍがより好ましく、１００ｎｍ程度がさらに好ましい。顔料の平均粒子径は、例えば動的光散乱式粒径分布測定装置（堀場製作所社製の「ＬＢ−５５０」）や、粒度分布測定装置（シスメックス社製の「ゼータサイザーナノ」）等を用いて測定することができる。
【００４９】
本実施形態で使用可能な顔料分散用樹脂としては、例えば、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸ハーフエステル共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体等の水溶性樹脂が挙げられる。必要に応じて、これらを１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００５０】
本実施形態では、顔料分散用樹脂は水溶性であり、インクジェット用記録液中に溶解している。本実施形態では、特に、スチレン−アクリル酸共重合体が好ましい。また、樹脂の酸価は１５０〜２５０の範囲が好ましい。酸価が過度に低いと、顔料分散性が低下し、顔料の微粒子化が困難となり、発色力・着色力が不足する。一方、酸価が過度に高いと、記録液の保存安定性が低下する。
【００５１】
これらの顔料分散用樹脂の記録液中の含有量は、一般に、０．１〜１０質量％、より好ましくは０．５〜８質量％、さらに好ましくは１．０〜６質量％である。
【００５２】
本実施形態では、顔料分散用樹脂と顔料との質量比（樹脂含有量／顔料含有量）が重要であり、０．３〜０．６の範囲内、好ましくは０．３〜０．５の範囲内又は０．４〜０．６の範囲内、より好ましくは０．４〜０．５の範囲内である。この比が０．３未満になると、記録液が記録媒体に付着したときに、顔料が記録媒体の内部に浸透する傾向が大きくなり、画像濃度が不足する可能性がある。一方、この比が０．６を超えると、表面寿命が１０ｍｓのときの記録液の動的表面張力が４６ｍＮ／ｍ未満に低下する可能性があり、表面寿命が１０ｍｓのときの記録液の動的表面張力が４６ｍＮ／ｍ未満となった場合には、吐出された記録液の液滴のまとまりが不良となり、サテライト現象が起き易くなる。
【００５３】
また、本実施形態では、顔料分散用樹脂のうち顔料に付着していない遊離樹脂と顔料との質量比（遊離樹脂量／顔料含有量）も重要であり、０〜０．１の範囲内、好ましくは０〜０．０７の範囲内又は０．０３〜０．１の範囲内、より好ましくは０．０３〜０．０７の範囲内である。この比が０．１を超えると、表面寿命が１０ｍｓのときの記録液の動的表面張力が４６ｍＮ／ｍ未満に低下する可能性があり、表面寿命が１０ｍｓのときの記録液の動的表面張力が４６ｍＮ／ｍ未満となった場合には、吐出された記録液の液滴のまとまりが不良となり、サテライト現象が起き易くなる。
【００５４】
また、本実施形態では、顔料分散用樹脂の分子量は１０，０００以上であることが好ましい。より好ましくは１２，０００以上、さらに好ましくは１６，０００以上である。顔料分散用樹脂の分子量が１０，０００以上であると、記録液が記録媒体に付着したときに、顔料分散用樹脂が記録媒体の内部に浸透せずに表面に留まる傾向が大きくなり、そして顔料分散用樹脂は顔料に付着しているので、顔料が記録媒体の表面に多く留まって画像濃度が高くなるからである。
【００５５】
本実施形態で記録液に使用可能な添加剤のうち、湿潤剤又は浸透促進剤としては、例えば、エチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコール、へキシレングリコール、オクタンジオール、チオジグリコール、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２−エチル−２−メチル−１，３−プロパンジオール、２−ブチル−２−エチル−１，３−ブタンジオール、２，４−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオールトリメチロールプロパン、２−メチル−１，３−プロパンジオール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、２−ピロリドン等が挙げられる。必要に応じて、これらを１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００５６】
本実施形態で記録液に使用可能なｐＨ調整剤としては、例えば、塩酸、リン酸、酢酸、コハク酸、炭酸等の酸及びその塩や、トリエタノールアミン等の塩基や、アルカリ金属水酸化物等が挙げられる。必要に応じて、これらを１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００５７】
本実施形態で記録液に使用可能なレベリング剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤等が挙げられる。必要に応じて、これらを１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００５８】
本実施形態で記録液に使用可能な消泡剤としては、例えば、シリコン系エマルション、ポリエーテル系変性シリコンエマルション、ポリオレフィン−ポリエーテル変性エマルション等が挙げられる。必要に応じて、これらを１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００５９】
これらの添加剤の記録液中における含有量は、その種類等に応じて様々に変化するが、例えば、記録液中においてそれぞれ０．１〜２０質量％、好ましくは、１〜１０質量％の範囲である。
【００６０】
記録液の粘度は、例えば振動式粘度計（エー・アンド・ディ社製の「ＳＶ−１０」）等の粘度計を用いて測定することができる。
【００６１】
本実施形態に係るインクジェット用記録液は、以上の原料（水、顔料、顔料分散用樹脂、添加剤等）を、例えば湿式のメディア型分散機やプロペラ式撹拌機等を用いて（その他、ボールミル、サンドミル、ロールミル、アジテータ、超音波ホモジナイザー、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等も用いることができる）、十分に攪拌し、混ぜ合わせ、分散させた後、遠心分離や濾過することにより調製することができる。
【００６２】
湿式のメディア型分散機としては、例えば、メディア径が０．２〜１．０ｍｍのジルコニアビーズを使用した場合でも、各メディアに最適な分散エネルギーを与える機構を備えた湿式分散機が好ましい。例えば、浅田鉄工社製の「ナノグレンミル」、三井鉱山社製の「ＭＳＣミル」、シンマルエンタープライゼス社製の「ダイノミル」等が好ましく使用可能である。そして、分散処理後の液を遠心分離して異物やゴミ等の粗大粒子を除去し、濾過して微小粒子を除去し、最終的に、本実施形態に係るインクジェット用記録液を得ることができる。
【００６３】
なお、記録液を調製するために、予め、高濃度の顔料分散体（記録液中の顔料濃度の数倍の顔料濃度の液）を作製しておいてもよい。
【００６４】
本実施形態に係るインクジェット用記録液においては、顔料は、例えばスチレン−アクリル酸共重合体等で構成される顔料分散用樹脂で包まれている（顔料分散用樹脂が顔料の表面に付着している）。顔料の平均粒子径は、３０〜３００ｎｍ程度であり、このような顔料粒子が、顔料粒子間の静電反発力により安定して記録液中に分散している。ただし、記録液中に溶解している顔料分散用樹脂の全部が顔料に付着しているわけではなく、一部が顔料に付着せずに遊離している（前述したように、理想は遊離樹脂が記録液中に存在しない状態である。）。本実施形態に係るインクジェット用記録液においては、顔料に付着していない遊離の顔料分散用樹脂の量が重要なパラメータの１つであるが、その測定方法は次の実施例で詳しく説明する。
【００６５】
本実施形態に係るインクジェット用記録液においては、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が４６ｍＮ／ｍ以上であることが重要である。これは、前述したように、顔料分散用樹脂と顔料との質量比（樹脂含有量／顔料含有量）や、遊離樹脂と顔料との質量比（遊離樹脂量／顔料含有量）によって実現する他、必要に応じて添加する、湿潤剤、浸透促進剤、ｐＨ調整剤、レベリング剤、粘度調整剤、消泡剤、防腐剤等の種々の添加剤の種類や含有量を適宜調整することにより実現することができる。表面寿命が１０ｍｓのときの記録液の動的表面張力を４６ｍＮ／ｍ以上とすることにより、吐出された記録液の液滴のまとまりが良好となり、サテライト現象が起き難くなる。
【実施例】
【００６６】
以下、本発明の実施例を説述することにより、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例によって限定されるものではない。
【００６７】
［記録液の調製］
まず、表１に示す組成で、記録液の調製に用いる顔料分散体１〜４を作製した。顔料分散体１〜４は、それぞれ、顔料分散用樹脂と顔料との質量比（樹脂含有量／顔料含有量）が、０．３、０．４、０．５、１．０である。
【００６８】
【表１】
0005478338.tif 000002
【００６９】
スチレン−アクリル樹脂（スチレン−アクリル酸共重合体）は、水溶性の顔料分散用樹脂であり、次の３種類をそれぞれ別々に用いた。これらを水酸化カリウム（ＫＯＨ）で当量に中和し、顔料分散体中に溶解させた。
・高分子量タイプ１：ＢＡＳＦ社製の「ジョンクリル６９０」（分子量：１６５００、酸価：２４０）
・高分子量タイプ２：ＢＡＳＦ社製の「ジョンクリル６７」（分子量：１２５００、酸価：２１３）
・低分子量タイプ：ＢＡＳＦ社製の「ジョンクリル６８２」（分子量：１７００、酸価：２３８）
【００７０】
「オルフィン（登録商標）Ｅ１０１０」は、レベリング剤であり、日信化学工業社製の２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオールジ（ポリオキシエチレン）エーテルである。
【００７１】
これらの原料を、浅田鉄工社製の湿式メディア型分散機「ナノグレンミル」（ジルコニアビーズの直径は０．５ｍｍと１．０ｍｍの２種類：ビーズ径が小さいほど微粒子化が促進され、顔料への顔料分散用樹脂の付着度合いが強くなる。つまり記録液中の遊離樹脂量を少なくできる。）を用いて、ベッセル内にセットし、分散処理後の顔料の平均粒子径が１００ｎｍ程度となるように、十分に攪拌し、混ぜ合わせ、分散させた。分散処理後の液を遠心分離して粗大粒子を除去し、顔料分散体を得た。得られた顔料分散体をイオン交換水で３００倍に希釈し、得られた希釈液を粒度分布測定装置（シスメックス社製の「ゼータサイザーナノ」）を用いて測定したところ、顔料の平均粒子径は９０〜１１０ｎｍであった。また、ジルコニアビーズの直径を０．５ｍｍと１．０ｍｍとに変えることにより、記録液中の遊離樹脂量を変化させた。
【００７２】
次に、得られた顔料分散体を用い、表２に示す組成で、記録液を調製した。記録液中の顔料の含有量は４質量％である。したがって、顔料分散体１〜４を用いた場合、記録液中の顔料分散用樹脂の含有量は、それぞれ、１．２質量％、１．６質量％、２．０質量％、４．０質量％である。
【００７３】
【表２】
0005478338.tif 000003
【００７４】
１，３−ブタンジオール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、２−ピロリドン及びグリセリンは、湿潤剤又は浸透促進剤である。
【００７５】
これらの原料を、セントラル科学貿易社製のプロペラ式撹拌機「ポリミックススターラーＰＸ−ＳＲ９０Ｅ」を用いて、５００ｒｐｍの回転数で、６０分間、常温で十分に撹拌し、混ぜ合わせ、分散させた。分散処理後の液を孔径５μｍのフィルターで加圧濾過して微小粒子を除去することにより、インクジェット用記録液を得た。
【００７６】
得られたインクジェット用記録液を用いて以下の測定及び評価を行った。結果を表３（顔料分散用樹脂が高分子量タイプ１）、表４（顔料分散用樹脂が高分子量タイプ２）、表５（顔料分散用樹脂が低分子量タイプ）に示す。
【００７７】
［記録液中の遊離樹脂量の測定］
調製した記録液１０ｇをセルに入れ、遠心分離機（ナノシーズ社製の「ＮＳ−Ｃ１００」）を用いて５０００ｒｐｍで２４時間運転した。その後、セル中の記録液の上澄み溶液が透明であることを目視で確認し、上澄み溶液を完全に採取した。採取した上澄み溶液を秤量した後、１５０℃の減圧オーブンにて完全に固化させ、固化した樹脂の重さを秤量した。秤量した重さ（Ｗ）ｇを記録液１０ｇ中の遊離樹脂（カリウムイオンとイオン結合した状態のもの）の量とした。これから、次式：Ａ（質量％）＝｛（Ｗ／１０）×１００｝により、記録液中の遊離樹脂量Ａ（質量％）が算出される。
【００７８】
［液滴のまとまり］
図１に示すインクジェット記録装置（京セラミタ社製の実験機）を用いて液滴のまとまりを評価した。インクジェット記録装置の記録ヘッドからの記録液の吐出速度は１０ｍ／秒程度と高速であり、かつ液滴の直径は十数μｍと微小であるため、液滴を反射光でビデオ撮影しようとすると、高速高感度のハイスピードカメラ等を使用しない限り困難である。そこで、液滴に対してＣＣＤカメラと対向する位置に設置したＬＥＤをパルス点灯させることにより、液滴の影を撮影することにした。そのような条件下での撮影により、記録ヘッドのノズルから記録液が吐出される様子を安定して撮影することができた。パルス点灯させたＬＥＤ光により、ノズルから記録液が垂下して伸び、ノズルから離れ、分裂しながら複数の液滴にまとまっていく様子を撮影することができた。ＬＥＤをパルス的に点灯させながら撮影を繰り返すことにより、吐出速度を求めることもできた。このような方法により、吐出された記録液の液滴形成過程の観察及び吐出速度の測定を行った。そして、ＬＥＤをパルス的に点灯させながらノズルから吐出された液滴の飛翔状態を観察したときの液滴のまとまりを次の基準で評価した。
・○：吐出速度７ｍ／ｓのときでも液滴の後端部がミスト状になったり分滴したりしなかった。
・△：吐出速度７ｍ／ｓのときには液滴の後端部がミスト状になったり分滴したりしたが、吐出速度６ｍ／ｓのときには液滴の後端部がミスト状になったり分滴したりしなかった。
・×：吐出速度６ｍ／ｓのときでも液滴の後端部がミスト状になったり分滴したりした。
【００７９】
［サテライトの有無］
図１に示すインクジェット記録装置（京セラミタ社製の実験機）を用い、３ｃｍ×３ｃｍの領域に、１画素当たり１１ｐＬに相当する量の記録液を吐出して、光沢紙（写真用コート紙）に均一画像を形成し、そのドットの印字状態を顕微鏡で観察し、次の基準で評価した。
・○：ドット径が乱れていなかった。
・×：記録液の付着位置ずれ（サテライト現象）によりドット径が乱れていた。
【００８０】
［画像濃度］
図１に示すインクジェット記録装置（京セラミタ社製の実験機）を用い、３ｃｍ×３ｃｍの領域に、１画素当たり１１ｐＬに相当する量の記録液を吐出して、ＰＰＣ用紙（富士ゼロックス社製の「Ｖ９３８」）に均一画像を形成し、形成した均一画像の濃度をグレタグマクベス社製の反射濃度計「ＳｐｅｃｔｒｏＥｙｅＬＴ」を用いて測定し、１０回の平均値を求めた。参考までに、画像濃度の好ましい評価基準は次のようなものである。
・○：１．００以上
・△：０．９７以上、１．００未満
・×：０．９７未満
【００８１】
［動的表面張力］
三洋貿易株式会社から「ＢＰ１００」の商品名で商業的に入手し得るバブルプレッシャー動的表面張力計を用いて記録液の動的表面張力を測定した。すなわち、この動的表面張力計を用いて、液表面が形成されてからの経過時間（表面寿命）とそれに連れて変化する表面張力との関係を求めた。測定条件としては、表面寿命１０〜１０００ｍｓの範囲で測定し、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力を測定値として採用した。
【００８２】
【表３】
0005478338.tif 000004
【００８３】
表３において、記録液１，２は、顔料分散体１を用いて調製したもの、記録液３は、顔料分散体２を用いて調製したもの、記録液４，５は、顔料分散体３を用いて調製したもの、記録液６は、顔料分散体４を用いて調製したものである。記録液２，３，５は、分散機ビーズ径を０．５ｍｍとすることにより、遊離樹脂量を０．４質量％以下にすることができ、その結果、遊離樹脂と顔料との質量比（遊離樹脂量／顔料含有量）を０．１以下とすることができた。顔料の含有量に対する顔料分散用樹脂の含有量及び顔料の含有量に対する遊離樹脂量が相対的に少ない記録液２，３，５は、液滴のまとまり及びサテライトの有無の評価結果が良好であった。それらのうちでも、記録液３，５は、顔料分散用樹脂の含有量が記録液２よりも相対的に高いため（１．６，２．０）、つまり樹脂／顔料比が大きいため（０．４，０．５）、画像濃度も高くなった。顔料の含有量に対する顔料分散用樹脂の含有量及び／又は顔料の含有量に対する遊離樹脂量が相対的に多い記録液１，４，６は、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が低下し、液滴のまとまり及びサテライトの有無の評価結果が不良となった。
【００８４】
【表４】
0005478338.tif 000005
【００８５】
表４において、記録液７，８は、顔料分散体１を用いて調製したもの、記録液９は、顔料分散体２を用いて調製したもの、記録液１０，１１は、顔料分散体３を用いて調製したもの、記録液１２は、顔料分散体４を用いて調製したものである。記録液８，９，１１は、分散機ビーズ径を０．５ｍｍとすることにより、遊離樹脂量を０．４質量％以下にすることができ、その結果、遊離樹脂と顔料との質量比（遊離樹脂量／顔料含有量）を０．１以下とすることができた。顔料の含有量に対する顔料分散用樹脂の含有量及び顔料の含有量に対する遊離樹脂量が相対的に少ない記録液８，９，１１は、液滴のまとまり及びサテライトの有無の評価結果が良好であった。それらのうちでも、記録液９，１１は、顔料分散用樹脂の含有量が記録液８よりも相対的に高いため（１．６，２．０）、つまり樹脂／顔料比が大きいため（０．４，０．５）、画像濃度も高くなった。顔料の含有量に対する顔料分散用樹脂の含有量及び／又は顔料の含有量に対する遊離樹脂量が相対的に多い記録液７，１２は、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が低下し、液滴のまとまり及びサテライトの有無の評価結果が不良となった。記録液１０は、顔料の含有量に対する遊離樹脂量が相対的に多く、表面寿命が１０ｍｓのときの動的表面張力が低かったため、液滴のまとまり及びサテライトの有無の評価結果が不良となった。
【００８６】
【表５】
0005478338.tif 000006
【００８７】
表５において、記録液１３，１４は、顔料分散体１を用いて調製したもの、記録液１５，１６は、顔料分散体３を用いて調製したもの、記録液１７は、顔料分散体４を用いて調製したものである。顔料分散用樹脂が低分子量タイプの記録液１３〜１７は、分散機ビーズ径に拘わらず、いずれも、顔料分散用樹脂が高分子量タイプの記録液１〜１２と比べて、遊離樹脂量が相対的に少ない結果となった。ただし、記録液１７は、顔料分散用樹脂の含有量に依存して、遊離樹脂量が記録液１３〜１６よりも多くなった。その結果、顔料の含有量に対する顔料分散用樹脂の含有量及び顔料の含有量に対する遊離樹脂量が相対的に少ない記録液１３〜１６は、液滴のまとまり及びサテライトの有無の評価結果が良好であった。また、顔料分散用樹脂が低分子量タイプの記録液１３〜１７は、いずれも、顔料分散用樹脂が高分子量タイプの記録液１〜１２と比べて、画像濃度が相対的に低い結果となった。
【００８８】
以上、具体例を挙げて詳細に説明したように、本発明は、インクジェット用記録液がたとえ高速で吐出されても、液滴のまとまりが良いので、画像の乱れが抑制され得るという顕著な利点を有するものである。
【符号の説明】
【００８９】
１    インクジェット記録装置
２    給紙ローラ
３    搬送ローラ
４    検知センサ
５    記録ヘッド
７    搬送ベルト
８    排出ローラ
Ｘ    記録媒体
【図１】
0005478338.tif 000007
【図２】
0005478338.tif 000008
【図３】
0005478338.tif 000009