(57)【要約】【課題】  画像の光学濃度及び耐擦過性を高いレベルで両立することができるインクを提供すること。【解決手段】  樹脂で分散されてなる顔料と界面活性剤と水溶性有機溶剤と水とを含有するインクであって、インク中の、前記顔料の含有量が、前記樹脂の含有量に対して、質量比率で３倍より大きく、前記界面活性剤が、一般式（１）で表され、かつ、グリフィン法によって求められるＨＬＢ値が１１以下であるフッ素系界面活性剤を含有し、前記水溶性有機溶剤が、特定の群Ａから選択される少なくとも何れかの水溶性有機溶剤を含有し、かつ、前記群Ａの水溶性有機溶剤の総含有量が、前記群Ａ以外の水溶性有機溶剤の総含有量より大きいことを特徴とするインク。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂で分散されてなる顔料と界面活性剤と水溶性有機溶剤と水とを含有するインクであって、
インク中の、前記顔料の含有量が、前記樹脂の含有量に対して、質量比率で３倍より大きく、
前記界面活性剤が、下記一般式（１）で表され、かつ、グリフィン法によって求められるＨＬＢ値が１１以下であるフッ素系界面活性剤を含有し、
前記水溶性有機溶剤が、下記の群Ａから選択される少なくとも何れかの水溶性有機溶剤を含有し、かつ、前記群Ａの水溶性有機溶剤の総含有量が、前記群Ａ以外の水溶性有機溶剤の総含有量より大きいことを特徴とするインク。
一般式（１）
Ｒ１（ＣＲ２Ｒ３）ｎＣＨ２ＣＨ２（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｍＯＨ
（一般式（１）において、Ｒ１はフッ素原子又は水素原子であり、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ独立にフッ素原子又は水素原子であり、Ｒ２及びＲ３のうち少なくとも何れかはフッ素原子である。ｎは１以上３０以下であり、ｍは１以上６０以下である。）
（群Ａ）
グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、重量平均分子量が１０，０００以下であるポリエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、ジグリセロール
【請求項２】
前記インクが、下記の群Ｂから選択される少なくとも何れかの添加剤を含有する請求項１に記載のインク。
（群Ｂ）
テトリトール、ペンチトール、ヘキシトール、ヘプチトール、オクチトール、重量平均分子量が１０，０００より大きく１００，０００以下であるポリエチレングリコール
【請求項３】
インク全質量を基準とした、前記群Ａの水溶性有機溶剤の総含有量が、前記群Ａ以外の水溶性有機溶剤の総含有量に対して、質量比率で３倍以上である請求項１又は２に記載のインク。
【請求項４】
前記フッ素系界面活性剤以外の界面活性剤の含有量が、インク全質量を基準として０．１質量％以下である請求項１乃至３の何れか１項に記載のインク。
【請求項５】
インクを収容するインク収容部を有するインクカートリッジであって、前記インク収容部に収容されたインクが、請求項１乃至４の何れか１項に記載のインクであることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項６】
記録媒体を搬送する搬送工程と、前記記録媒体にインクを付与するインク付与工程とを有する画像記録方法であって、
前記インクが、請求項１乃至４の何れか１項に記載のインクであることを特徴とする画像記録方法。
【請求項７】
前記インク付与工程の後に、前記インクが付与された記録媒体の表面温度を７０℃以上とする加熱工程を有する請求項６に記載の画像記録方法。
【請求項８】
前記インク付与工程において、前記インクが２０Ｎ／ｍ以上の張力がかかっている前記記録媒体に付与される請求項６又は７に記載の画像記録方法。
【請求項９】
前記搬送工程における、前記記録媒体を搬送する速度が、５０ｍ／分以上である請求項６乃至８の何れか１項に記載の画像記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインク、係るインクを用いたインクカートリッジ及び画像記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像記録方法において、画像の耐擦過性を向上させることを目的に、色材として樹脂で分散された顔料（以下、「樹脂分散顔料」とする）を含有するインクが用いられている。ところが、樹脂分散顔料を含有するインクは、画像の耐擦過性は比較的高いものの、画像の光学濃度が低いという課題があった。そこで、樹脂分散顔料を含有するインクの水分量を低減する事で水分蒸発を促進し、顔料の紙面上凝集を加速する事で光学濃度を向上する検討がなされている（特許文献１）。特許文献１には、樹脂分散顔料と共に湿潤剤や浸透剤などの各種有機溶剤を含有するインクが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２６８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者らが検討したところ、特許文献１に記載のインクは、画像の光学濃度はある程度改善するものの、求められるレベルには達していなかった。更に、インク中水分量を低下させる為に湿潤剤や浸透剤を含む各種有機溶剤を多量に含有することで、画像の光学濃度の低下、および耐擦過性が低下してしまうことも分かった。
【０００５】
したがって本発明の目的は、樹脂分散顔料を含有しつつ、画像の光学濃度及び耐擦過性を高いレベルで両立することができるインクを提供することである。また、本発明の別の目的は、上記本発明のインクを用いたインクカートリッジ及び画像記録方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明にかかるインクは、樹脂で分散されてなる顔料と界面活性剤と水溶性有機溶剤と水とを含有し、インク中の、前記顔料の含有量が、前記樹脂の含有量に対して、質量比率で３倍より大きく、前記界面活性剤が、下記一般式（１）で表され、かつ、グリフィン法によって求められるＨＬＢ値が１１以下であるフッ素系界面活性剤を含有し、前記水溶性有機溶剤が、下記の群Ａから選択される少なくとも何れかの水溶性有機溶剤を含有し、かつ、前記群Ａの水溶性有機溶剤の総含有量が、前記群Ａ以外の水溶性有機溶剤の総含有量より大きいことを特徴とする。
一般式（１）
Ｒ１（ＣＲ２Ｒ３）ｎＣＨ２ＣＨ２（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｍＯＨ
（一般式（１）において、Ｒ１はフッ素原子又は水素原子であり、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ独立にフッ素原子又は水素原子であり、Ｒ２及びＲ３のうち少なくとも何れかはフッ素原子である。ｎは１以上３０以下であり、ｍは１以上６０以下である。）
（群Ａ）
グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、重量平均分子量が１０，０００以下であるポリエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、ジグリセロール
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、画像の光学濃度及び耐擦過性を高いレベルで両立することができるインクを提供することができる。また、本発明の別の実施態様によれば、前記インクを用いたインクカートリッジ及び画像記録方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の画像記録方法に用いられる画像記録装置の一例を示す模式図である。
【図２】記録媒体の吸収係数Ｋａを説明するための吸収曲線の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、好適な実施の形態を挙げて、本発明を詳細に説明する。
【００１０】
本発明者らが、樹脂分散顔料を含有するインクに関し、画像の光学濃度及び耐擦過性を高いレベルで両立する方法について検討を行った結果、本発明の構成、即ち、インク中の、顔料の含有量が、分散樹脂の含有量に対して、質量比率で３倍より大きく、更に、特定の界面活性剤を含有し、かつ、特定の水溶性有機溶剤を特定の含有量の関係を満足するように用いる、という方法に至ったのである。係る構成によって本発明の効果が得られるメカニズムは以下のように考えられる。
【００１１】
本発明者らが検討したところ、インク中に特定のフッ素系界面活性剤を用いた場合に、他の界面活性剤を用いた場合と比較して、画像の光学濃度及び耐擦過性が向上することが分かった。これは、特定のフッ素系界面活性剤が、他の界面活性剤と比較して、インクの記録媒体に対する接触角を小さくする作用を示すことによると考えられる。特定のフッ素系界面活性剤を用いることにより、記録媒体に対するインクの接触角が小さくなり、記録媒体の表面に対して水平方向により広がりやすくなるので、記録媒体の表面近傍に顔料及び樹脂が留まりやすくなり、画像の光学濃度及び耐擦過性が向上するものと考えられる。本発明者らの検討によると、全てのフッ素系界面活性剤が上記作用を示す訳ではなく、下記一般式（１）で表され、かつ、グリフィン法によって求められるＨＬＢ値（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ−Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）が１１以下であるフッ素系界面活性剤が特に効果的に上記作用を示すことが分かった。
一般式（１）
Ｒ１（ＣＲ２Ｒ３）ｎＣＨ２ＣＨ２（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｍＯＨ
（一般式（１）において、Ｒ１はフッ素原子又は水素原子であり、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ独立にフッ素原子又は水素原子であり、Ｒ２及びＲ３のうち少なくとも何れかはフッ素である。ｎは１以上３０以下であり、ｍは１以上６０以下である。）
【００１２】
ところが、記録媒体の種類によっては、この特定のフッ素系界面活性剤を用いるだけでは十分に画像の光学濃度及び耐擦過性が向上しない場合があった。例えば、普通紙のようなインクの吸収性が高い記録媒体を用いた場合は、記録媒体の表面近傍に顔料及び樹脂が十分に留まりにくく、高いレベルの画像の光学濃度及び耐擦過性が得られない場合があった。
【００１３】
そこで本発明者らは水溶性有機溶剤の種類に着目して更に検討を行った。その結果、上記特定のフッ素系界面活性剤と共に、特定の水溶性有機溶剤をインク中に含有させること、更に、インク中の、顔料の含有量／分散樹脂の含有量が３倍より大きくなるようにすることで、普通紙のようなインクの吸収性が高い記録媒体を用いた場合でも、記録媒体の表面近傍に顔料や樹脂粒子を留まらせることができることが分かった。ここでいう特定の水溶性有機溶剤とは、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、重量平均分子量が１０，０００以下であるポリエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール及びジグリセロールから選択される少なくとも１種の水溶性有機溶剤（以下、「群Ａの水溶性有機溶剤」ともいう）である。本発明者らは、種々の実験の結果から、これらの水溶性有機溶剤とフッ素系界面活性剤を組合せて用いることで画像の光学濃度及び耐擦過性が向上することを導き出した。上記特定のフッ素系界面活性剤と上記群Ａの水溶性有機溶剤を組合せることによって画像の光学濃度及び耐擦過性が向上する理由は明らかではないが、本発明者らは、上記群Ａの水溶性有機溶剤が何れも、分子構造中に２つ以上のヒドロキシル基を有し、かつ、分子構造の両末端の炭素原子にヒドロキシル基を有していること、及び、分子構造の対称性が高いことが影響しているのではないかと推測している。また、上記顔料の含有量／分散樹脂の含有量が３倍より小さいと、顔料の分散安定性が高まり、上記群Ａの水溶性有機溶剤を併用したとしても、記録媒体にインクが付与された際に、顔料が凝集し難くなってしまい、高い画像の光学濃度が得られないと推測している。
【００１４】
本発明者らの更なる検討の結果、インク全質量を基準とした、上記群Ａの水溶性有機溶剤の合計の含有量が、上記群Ａ以外の水溶性有機溶剤の合計の含有量よりも大きい場合に、上記画像の光学濃度及び耐擦過性が向上する効果が高いレベルで得られることが分かった。
【００１５】
これまで述べてきた通り、樹脂分散顔料を含有するインクの顔料の含有量／分散樹脂の含有量を３倍より大きくし、上記特定のフッ素系界面活性剤と上記群Ａの水溶性有機溶剤を含有させ、更に、上記特定の水溶性有機溶剤とそれ以外の水溶性有機溶剤の含有量を特定の関係にすることで、記録媒体の種類によらず、記録媒体の表面近傍に顔料及び樹脂粒子を留まらせることができる。このように、各構成が相乗的に効果を及ぼし合うことによって、画像の光学濃度及び耐擦過性を高いレベルで両立するという本発明の効果を達成することが可能となる。
【００１６】
［インク］
本発明のインクは、樹脂分散顔料（以下、単に「顔料」ともいう）と一般式（１）で表され、かつ、ＨＬＢ値が１１以下であるフッ素系界面活性剤（以下、単に「一般式（１）で表される界面活性剤」ともいう）と水溶性有機溶剤と水とを含有する。以下、本発明のインクに用いることができる成分について、それぞれ説明する。
【００１７】
＜樹脂分散顔料＞
本発明のインクは、ポリウレタン樹脂とは異なる樹脂によって分散された顔料（樹脂分散顔料）を含有する。
【００１８】
（顔料）
本発明のインクに使用することができる顔料としては、カーボンブラックなどの無機顔料及び有機顔料が挙げられ、インクジェット用インクに使用可能なものとして公知の顔料を何れも使用することができる。インク中の顔料の含有量（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、更には、１．０質量％以上８．０質量％以下であることが好ましい。含有量が１．０質量％より小さいと、画像の光学濃度が十分に得られない場合がある。含有量が８．０質量％より大きいと、耐固着性などのインクジェット特性が十分に得られない場合がある。
【００１９】
（樹脂によって分散された顔料か否かの判断方法）
樹脂によって分散された顔料か否かを判断する方法は以下の通りである。インクを濃縮又は希釈して全固形分の含有量が１０質量％程度になるように調製した液体を１２，０００ｒｐｍで１時間の条件で遠心分離する。これにより、水溶性有機溶剤や分散に寄与しない樹脂などが液層に含まれることになるため、顔料を含む沈降成分を回収する。このとき、顔料を含む沈降成分に樹脂が含まれている場合は、樹脂によって分散された顔料であると判断することができる。そして、顔料を含む沈降成分に主成分として含まれている樹脂が、顔料の分散に寄与する樹脂（樹脂分散剤）であり、液層に主成分として含まれている樹脂が、顔料の分散に寄与しない樹脂である。
【００２０】
（樹脂分散剤）
本発明のインクに使用することができる樹脂分散剤は、インクジェット用のインクに従来から用いられているものを何れも好ましく使用することができる。本発明においては、樹脂分散剤は水溶性のものであることが好ましい。本発明において樹脂が水溶性であることとは、該樹脂を酸価と当量のアルカリで中和した場合に粒径を有さないものであることとする。樹脂分散剤を調製する際のモノマーとしては、具体的には、以下のものが挙げられ、これらのうち少なくとも２つのモノマーを用いて合成した樹脂が挙げられる。このとき、少なくとも１つは親水性のモノマーであることが好ましい。用いることができるモノマーとしては、スチレン、ビニルナフタレン、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマール酸、酢酸ビニル、ビニルピロリドン、アクリルアミド、又はこれらの誘導体などが挙げられる。中でも、親水性のモノマーとして、アクリル酸又はメタクリル酸を用いることが特に好ましい。特に、本発明においては、少なくともアクリル酸及び（メタ）アクリル酸のそれぞれに由来するユニットを有する共重合体がより好ましい。また、樹脂の形態は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体、又はこれらの塩などが挙げられる。さらに、ロジン、シェラック、デンプンなどの天然樹脂を用いてもよい。
【００２１】
樹脂分散剤は、ＧＰＣにより得られるポリスチレン換算の重量平均分子量が１，０００以上３０，０００以下の範囲のものが好ましく、特には３，０００以上１５，０００以下の範囲のものが好ましい。また、本発明において、樹脂分散剤の酸価は５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましく、８０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下がより好ましい。この範囲内であることで、樹脂分散剤による顔料の分散安定性が向上し、好ましいインクの吐出安定性が得られる。尚、樹脂の酸価は、電位差滴定により求められる。また、樹脂分散剤の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．１質量％以上５．０質量％以下、更には、０．５質量％以上３．０質量％以下であることが好ましい。また、インク中の顔料の含有量（質量％）が、樹脂の含有量（質量％）に対する質量比率で、０．３倍以上５．０倍以下、更には、０．５倍以上２．０倍以下であることが好ましい。尚、本発明においては、質量比率を算出する際の成分の含有量は、インク全質量を基準としたものである。
【００２２】
本発明において、インク中の、顔料の含有量は、分散樹脂の含有量に対して、質量比率で３倍より大きい。更には、顔料の含有量／分散樹脂の含有量が３．３倍以上であることが好ましく、４倍以上１０倍以下であることが好ましい。
【００２３】
（樹脂分散顔料の含有量）
インク中の樹脂分散顔料の含有量は、インク全質量を基準として、０．１質量％以上５．０質量％以下であることが好ましく、１．０質量％以上４．０質量％以下であることがより好ましい。含有量が１．０質量％より小さいと、画像の光学濃度の向上効果が十分に得られない−場合がある。含有量が４．０質量％より大きいと、耐固着性などが十分に得られない場合がある。
【００２４】
＜界面活性剤＞
本発明のインクは、下記一般式（１）で表され、かつ、ＨＬＢ値が１１以下である界面活性剤を含有する。
一般式（１）
Ｒ１（ＣＲ２Ｒ３）ｎＣＨ２ＣＨ２（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｍＯＨ
（一般式（１）において、Ｒ１はフッ素原子又は水素原子であり、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ独立にフッ素原子又は水素原子であり、Ｒ２及びＲ３のうち少なくとも何れかはフッ素である。ｎは１以上３０以下であり、ｍは１以上６０以下である。）
【００２５】
上述の通り、前記フッ素系界面活性剤のグリフィン法によって求められるＨＬＢ値は、１１以下である必要がある。本発明においては、ＨＬＢ値が６以上１１以下であることがより好ましい。尚、グリフィン法によって求められるＨＬＢ値は「２０×親水部の式量の総和／分子量」で定義されるが、上記一般式（１）においては“ＣＨ２ＣＨ２（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｍＯＨ”の部分を上記定義における「親水部」として計算を行った。
【００２６】
上記一般式（１）で表され、かつ、ＨＬＢ値が１１以下であるフッ素系界面活性剤としては、例えば、ＦＳ−３１００、ＦＳ−３０、ＦＳＯ、ＦＳＮ−１００（デュポン製）、メガファックＦ−４４４（ＤＩＣ製）、ＤＳＮ４０３Ｎ（ダイキン工業製）が挙げられる。
【００２７】
一般式（１）で表される界面活性剤の含有量が、インク全質量を基準として、０．１質量％以上５．０質量％以下であることが好ましい。
【００２８】
また、本発明においては、インクが更に、一般式（１）で表される界面活性剤とは異なる界面活性剤を含有してもよい。例えば、アセチレングリコール及びアセチレングリコールにエチレンオキシドを付加したノニオン性界面活性剤などを更に含有していてもよい。その場合は、一般式（１）で表される面活性剤以外の界面活性剤の含有量が、インク全質量を基準として０．１質量％以下であることが好ましい。
【００２９】
＜水及び水溶性有機溶剤＞
本発明のインクは、水及び水溶性有機溶剤を含有する。水は脱イオン水（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は、インク全質量を基準として、５０質量％以上９０質量％以下であることが好ましい
本発明において、「水溶性有機溶剤」とは、「水に対する２０℃における溶解度が５００ｇ／ｌ以上である有機溶剤」を意味する。水溶性有機溶剤としては、インクに使用可能なものとして公知のものを何れも用いることができる。例えば、アルコール類、グリコール類、アルキレングリコール類、ポリエチレングリコール類、含窒素化合物類、含硫黄化合物類などが挙げられる。これらの水溶性有機溶剤は、必要に応じて１種又は２種以上を用いることができる。インク中における水溶性有機溶剤の含有量が、インク全質量を基準として、５０質量％以下であることが好ましく、５質量％以上４５質量％以下がより好ましい。
【００３０】
本発明においては、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、重量平均分子量が１０，０００以下であるポリエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、ジグリセロールからなる群Ａから選択される少なくとも何れかの水溶性有機溶剤を含有し、かつ、前記群Ａの水溶性有機溶剤の総含有量が、前記群Ａ以外の水溶性有機溶剤の総含有量より大きい必要がある。更には、インク全質量を基準とした、前記群Ａの水溶性有機溶剤の総含有量が、前記群Ａ以外の水溶性有機溶剤の総含有量に対して、質量比率で、３倍以上が好ましく、１０倍以上がより好ましい。
【００３１】
また、本発明においては、前記群Ａの水溶性有機溶剤の総含有量が、インク全質量を基準として、５０質量％以下であることが好ましく、５質量％以上４５質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以上４０質量％以下であることが特に好ましい。
【００３２】
＜添加剤＞
本発明のインクは、必要に応じて、上記以外の界面活性剤、ｐＨ調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、及びキレート化剤などの種々の添加剤を含有してもよい。
【００３３】
中でも、特に、下記の群Ｂから選択される少なくとも何れかの添加剤（以下、「群Ｂの添加剤」ともいう）を含有することが好ましい。
（群Ｂ）
テトリトール、ペンチトール、ヘキシトール、ヘプチトール、オクチトール、重量平均分子量が１０，０００より大きく１００，０００以下であるポリエチレングリコール
インク中に、上記群Ｂの添加剤を更に含有することで、高いレベルの光学濃度、耐擦過性を維持したまま吐出安定性を向上することができる。
【００３４】
上記群Ｂのうち、テトリトール、ペンチトール、ヘキシトール、ヘプチトール、オクチトールの合計の含有量は、インク全質量を基準として３質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、５質量％以上１０質量％以下であることが特に好ましい。また、上記群Ｂのうち、重量平均分子量が１０，０００より大きく１００，０００以下であるポリエチレングリコールの含有量は、インク全質量を基準として０．０００１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．００１質量％以上５質量％以下であることが特に好ましい。インクの粘度が２ｃＰ以上１０ｃＰ以下となることが好ましい。
【００３５】
［インクカートリッジ］
本発明のインクカートリッジは、インクを収容するインク収容部を備えてなり、前記インク収容部に、上記で説明した本発明のインクが収容されてなるものである。インクカートリッジの構造としては、インク収容部が、液体のインクを収容するインク収容室、及び負圧によりその内部にインクを保持する負圧発生部材を収容する負圧発生部材収容室で構成されるものが挙げられる。又は、液体のインクを収容するインク収容室を持たず、収容量の全量を負圧発生部材により保持する構成のインク収容部であるインクカートリッジであってもよい。更には、インク収容部と記録ヘッドとを有するように構成された形態のインクカートリッジとしてもよい。
【００３６】
［画像記録方法］
本発明の画像記録方法は、上述したインクを記録媒体に付与するインク付与工程を有する。更に、記録媒体を搬送する搬送工程と、インクが付与された記録媒体を加熱する加熱工程とを有することが好ましい。
【００３７】
図１は、本発明の画像記録方法に用いられる画像記録装置の一例を示す模式図である。図１に示す画像記録装置においては、ロール状に巻かれた記録媒体を用いて記録を行い再度ロール状に巻き取る形態を示しており、ロール状に巻かれた記録媒体を保持して供給するためのユニットである記録媒体供給手段１、記録媒体にインクを付与するためのユニットであるインク付与手段２、記録媒体を加熱するためのユニットである加熱手段３、画像が記録された記録媒体を巻き取るためのユニットである記録媒体回収手段４の各ユニットを備える。記録媒体は図中の実線で示した記録媒体搬送経路に沿ってローラー対やベルトなどからなる搬送手段で搬送され、上記各ユニットで処理がなされる。また、記録媒体回収手段４でロール状に巻き取った記録媒体を別の装置などに供給して、記録媒体を所望の大きさに切断したり、製本したりするなどの処理を行ってもよい。
【００３８】
本発明においては、記録媒体を搬送する搬送工程における、記録媒体を搬送する速度が、５０ｍ／分以上であることが好ましい。更には１００ｍ／分以上であることが好ましい。
【００３９】
本発明においては、搬送の際に、記録媒体に、張力がかかっていることが好ましい。つまり、画像記録装置が、張力を生じさせる張力付与手段を有することが好ましい。具体的な方法としては、図１における記録媒体供給部１と記録媒体回収部４との間の搬送機構において、記録媒体に張力を生じさせる張力付与部や記録媒体の張力を調整する張力調整部などを設ければよい。記録媒体に張力がかかると、インク中の水による記録媒体の繊維の膨潤が抑制される。記録媒体の繊維が膨潤すると繊維間の空隙が増えるためインクの浸透速度は増加するが、インクの浸透速度が増加するとインクが記録媒体の表面に対して垂直方向に深く浸透しやすくなるため、画像の光学濃度が十分に得られなくなる場合がある。上記の通り、記録媒体に張力をかけることで、インク中の水による記録媒体の繊維の膨潤が抑制されるため、インクの浸透速度の増加による画像の光学濃度の低下を抑制することができる。
【００４０】
記録媒体にかかる張力としては、２０Ｎ／ｍ以上であることが好ましい。２０Ｎ／ｍとすることで、上記インク中の水による記録媒体の繊維の膨潤がより効率的に抑制される。更には、記録媒体にかかる張力が３０Ｎ／ｍ以上であることがより好ましく、４０Ｎ／ｍ以上１００Ｎ／ｍ以下であることが特に好ましい。
【００４１】
以下、インク付与工程及び加熱工程について、それぞれ説明する。
【００４２】
（１）インク付与工程
本発明において、インク付与工程は記録媒体にインクを付与する。インクを記録媒体に付与する方式としては、インクジェット方式を用いることが好ましい。つまり、本発明の画像記録方法は、インクジェット記録方法であることが好ましい。また、インクジェット方式としては、インクに熱エネルギーを作用させて記録ヘッドの吐出口からインクを吐出させる、所謂、サーマルインクジェット方式でも、ピエゾ素子を用いて記録ヘッドの吐出口からインクを吐出させる、所謂、ピエゾインクジェット方式でもよい。
【００４３】
記録ヘッドは、記録媒体の搬送方向と交差する方向に記録ヘッドを走査して記録を行う、所謂、シリアルタイプでも、複数のノズルを使用が想定される記録媒体の最大幅をカバーする範囲に配列させた、所謂、フルラインタイプでもよい。画像をより高速で記録する観点から、記録ヘッドは、フルラインタイプのインクジェット記録ヘッドであることが好ましい。フルラインタイプのインクジェット記録ヘッドは、記録媒体の搬送方向に対して垂直方向にノズル列が並ぶように設けられていることが好ましい。また、フルラインタイプのインクジェット記録ヘッドは、インクの色毎に複数設けられ、それぞれの記録ヘッドが搬送方向に沿って平行に並べられていることが好ましい。
【００４４】
（２）加熱工程
本発明において、加熱工程では、インクが付与された記録媒体の表面温度が７０℃以上となるように加熱することが好ましい。本発明において、「インクが付与された記録媒体の表面温度」とは、インクが記録媒体に付与された時点を０秒としたときに、記録媒体が０．５秒後に搬送された位置における、記録媒体の表面における温度を意味する。具体的には、記録媒体の搬送速度をＶ（ｍ／分）としたときに、記録媒体におけるインクの記録領域Ｘが、インクが付与された位置（フルラインタイプのインクジェット記録ヘッドであれば、記録ヘッドの直下の位置）から、記録媒体の搬送方向に沿って“Ｖ×０．５／６０（ｍ）”移動した位置における、記録媒体の記録領域Ｘの表面における温度を測定すればよい。尚、本発明の実施例においては、記録媒体の表面における温度を非接触赤外温度計  デジタル放射温度センサーＦＴ−Ｈ２０（キーエンス製）を用いて、記録媒体の表面に対して概垂直方向に１０ｃｍの位置から測定した。
【００４５】
本発明においては、インクが付与された記録媒体の表面温度が、８０℃以上であることが好ましい。また、記録媒体が熱によって変形することを防止する観点から、１４０℃以下であることが好ましい。記録媒体を加熱する方法としては、ヒーターを設けて記録媒体の表面側（インクが付与される側）及び／又は裏面側から加熱する方法などが挙げられる。
【００４６】
本発明において、加熱工程における加熱は、インクが付与される前からインクが付与された後にかけて連続して行われていてもよい。本発明においては、インクが記録媒体に付与される前は、加熱されていない、又は、加熱されていたとしても記録媒体の表面温度が７０℃より低いことが好ましく、６０℃以下であることがより好ましく、４０℃以下であることが特に好ましい。
【００４７】
また、加熱工程において、記録媒体を加熱する際に、例えば加圧ローラーなどを使用し、記録媒体を加圧してもよい。加圧することで、画像の定着性を向上することができる。尚、加圧する際は、加熱工程の全てに亘って加圧しなくても、加熱工程の一部において加圧するようにしてもよい。また、多段階に加圧してもよい。尚、加熱工程の後に、更に加圧工程を有していてもよい。
【００４８】
＜記録媒体＞
本発明の画像記録方法において、インクを付与する記録媒体としては、従来、一般的に用いられているものを何れも用いることができる。例えば、浸透性の記録媒体である普通紙や光沢紙；難浸透性の記録媒体である印刷用紙；非浸透性の記録媒体であるガラス、プラスチック、フィルムなどが挙げられる。中でも、記録媒体の水に対する吸収係数Ｋａが、０．３ｍＬ／ｍ２・ｍｓ１／２以上である浸透性の高い記録媒体を用いることが好ましい。
【００４９】
尚、本発明において、記録媒体の吸収係数Ｋａを導出する方法として、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」に記載されたブリストー法を用いるものとする。ブリストー法については多くの市販図書に説明があるため、詳細な説明は省略するが、濡れ時間Ｔｗ、吸収係数Ｋａ（ｍＬ／ｍ２・ｍｓ１／２）と粗さ指数Ｖｒ（ｍＬ／ｍ２）により定義される。吸収曲線の例を図２に示す。図２に示した吸収曲線は、液体が記録媒体に接触した後、濡れ時間Ｔｗを経て記録媒体の内部への浸透が始まるという浸透モデルに基づいたものである。濡れ時間Ｔｗの後における直線の傾きが吸収係数Ｋａであり、この吸収係数Ｋａは記録媒体の内部への液体の浸透速度に対応している。なお、濡れ時間Ｔｗは、図２に示すように、吸収係数Ｋａを算出するための最小二乗法による近似直線Ａと、液体の転移量Ｖ、粗さ指数Ｖｒで表されるＶ＝Ｖｒの直線Ｂとの交点ＡＢを求め、この交点ＡＢまでの時間として求める。本発明においては、記録媒体に浸透させる液体として、２５℃の水を用いる。即ち、本発明におけるＫａは、２５℃の水に対する吸収係数である。
【００５０】
尚、本発明のインクジェット記録方法に用いる記録媒体は、所望のサイズに予めカットされたものであっても、また、ロール状に巻かれた記録媒体を用い、画像形成後に所望のサイズにカットされるものであってもよい。上述の通り、記録媒体に張力をかけやすいため、ロール状に巻かれた記録媒体を用いる方が好ましい。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更に詳細に説明する。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。尚、以下の実施例の記載において、「部」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。
【００５２】
［顔料分散体の調製］
＜顔料分散体Ａの調製＞
超音波発生装置の槽内に機械的攪拌装置を備えた５００ｍＬナスフラスコを入れ、この中に分散樹脂：スチレン−アクリル酸ランダム共重合体（酸価：８０ｍｇＫＯＨ／ｇ）を１ｇ、溶媒としてテトラヒドロフラン１２０ｍＬを添加し、超音波をかけながら攪拌した。また別の容器にＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３を５ｇ、テトラヒドロフラン１２０ｍＬを添加し、顔料表面が溶媒で十分濡れるまで遊星式攪拌機（クラボウ製）にて混合した。その後、前記５００ｍｌナスフラスコの中に添加し、分散樹脂とよく混合した。次いで、分散樹脂の中和率が１００％になるだけの水酸化カリウム水溶液を滴下注入することで転相させた後に、６０分間プレミキシングを行い、ナノマイザＮＭ２−Ｌ２００ＡＲ（吉田機械興業製）を用いて、２時間分散を行った。この分散液からロータリエバポレータを用いて、テトラヒドロフランを留去し、濃度調整を行って顔料の含有量が６．０質量％、顔料の含有量／分散樹脂の含有量が５．０倍である顔料分散液Ａを得た。
【００５３】
＜顔料分散体Ｂ〜Ｄの調製＞
分散樹脂の使用量をそれぞれ１．５ｇ、２．０ｇ、２．５ｇにした以外は、上記顔料分散体Ａの調製と同様にして、顔料分散体Ｂ（顔料の含有量／分散樹脂の含有量が３．３倍）、顔料分散体Ｃ（顔料の含有量／分散樹脂の含有量が２．５倍）、顔料分散体Ｄ（顔料の含有量／分散樹脂の含有量が２．０倍）をそれぞれ調製した。
【００５４】
［インクの調製］
下記表１〜５に記載の含有量（何れも単位は質量％）となるように各材料を混合し、十分撹拌して分散し、ガラスフィルターＡＰ２０（ＭＩＬＬＩＰＯＲＥ製）でろ過することで、各インクを調製した。また、界面活性剤を、一般式（１）で表される界面活性剤を「一般式（１）」とし、一般式（１）で表されない界面活性剤を「一般式（１）以外」としてそれぞれ分けて記載した。更に、各表において、水溶性有機溶剤を下記群Ａに含まれる水溶性有機溶剤を「群Ａ」とし、下記群Ａに含まれない水溶性有機溶剤を「群Ａ以外」としてそれぞれ分けて記載した。また、添加剤を下記群Ｂに含まれる添加剤を「群Ｂ」とし、下記群Ｂに含まれない添加剤を「群Ｂ以外」としてそれぞれ分けて記載した。
（群Ａ）
グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、重量平均分子量が１０，０００以下であるポリエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、ジグリセロール
（群Ｂ）
テトリトール、ペンチトール、ヘキシトール、ヘプチトール、オクチトール、重量平均分子量が１０，０００より大きく１００，０００以下であるポリエチレングリコール
また、表中における界面活性剤の略称は以下の通りである。
【００５５】
＜界面活性剤＞
（１）一般式（１）で表されるフッ素系界面活性剤
（１−１）一般式（１）で表され、ＨＬＢ値が１１以下であるフッ素系界面活性剤
・Ｆ−４４４：メガファックＦ−４４４（ＤＩＣ製）［ＨＬＢ値：８．５］
・ＦＳＯ：ゾニールＦＳＯ（デュポン製）［ＨＬＢ値：９．５］
・ＦＳ−３１００：Ｃａｐｓｔｏｎｅ  ＦＳ−３１００（デュポン製）［ＨＬＢ値：９．８］
・ＤＳＮ４０３Ｎ：ユニダインＤＳＮ−４０３Ｎ（ダイキン工業製）［ＨＬＢ値：１０．０］
・ＦＳ−３０：Ｃａｐｓｔｏｎｅ  ＦＳ−３０（デュポン製）［ＨＬＢ値：１１．０］
（１−２）一般式（１）で表され、ＨＬＢ値が１１より大きいフッ素系界面活性剤
・Ｓ−２４２：サーフロンＳ−２４２（ＡＧＣセイミケミカル製）［ＨＬＢ値：１２．０］
・Ｓ−２４３：サーフロンＳ−２４３（ＡＧＣセイミケミカル製）［ＨＬＢ値：１５．０］
【００５６】
（２）一般式（１）以外の界面活性剤
（２−１）一般式（１）以外のフッ素系界面活性剤
・Ｆｔｅｒｇｅｎｔ２５０：フタージェント２５０（ネオス製）［ＨＬＢ値：１０．４］
（２−２）フッ素系界面活性剤以外の界面活性剤
・ＡＥ１００：アセチレングリコール系界面活性剤であるアセチレノールＥ１００（川研ファインケミカル製）［ＨＬＢ値：１６．３］
【００５７】
【表１】
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【００５８】
【表２】
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【００５９】
【表３】
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【００６０】
【表４】
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【００６１】
【表５】
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【００６２】
［画像の評価］
＜画像サンプルの作製＞
記録媒体に対して、ピエゾインクジェットヘッドＫＪ４（京セラ製；ノズル密度６００ｄｐｉ）を搭載した、図１に記載のインクジェット記録装置を用いて、表６に記載の条件（用いるインクの種類、インクを付与する際の記録媒体の表面温度、張力付与手段によって記録媒体にかける張力）で、記録媒体：ＯＫプリンス上質（坪量６４ｇ／ｍ２）（王子製紙製）に対して３ｃｍ×３ｃｍのベタ画像（記録デューティーが１００％）を記録した（画像サンプル１）。また、記録媒体：ＤＬ９０８４（坪量９１ｇ／ｍ２）（三菱製紙製）に対して幅３ｍｍの線３本と幅１７ｍｍの線１本（何れも記録デューティーが１００％）を各線が互いに平行になるように記録した（画像サンプル２）。尚、記録条件は、温度２５℃、相対湿度５５％、インク吐出周波数３９ｋＨｚ、記録媒体の搬送速度１００ｍ／ｓ、記録時のインク吐出体積１ドット当たり約１３ｐｌである。また、表中の「記録媒体にかける張力」が「−」となっているものは、記録媒体に張力付与手段によって、搬送の際にかかる張力以上の特定の張力を付与するような操作を行わないことを意味している。尚、上記インクジェット記録装置では、解像度６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉで１／６００インチ×１／６００インチの単位領域に１３ｎｇのインク滴を１ドット付与する条件を記録デューティーが１００％であると定義される。また、インクを付与する際の記録媒体の表面温度は、非接触赤外温度計  デジタル放射温度センサーＦＴ−Ｈ２０（キーエンス製）によって、記録媒体の表面に対して概垂直方向に１０ｃｍの位置から測定した。
【００６３】
本発明においては下記の各評価項目の評価基準において、ＡＡ〜Ｂが好ましいレベルとし、Ｃは許容できないレベルとした。
【００６４】
＜画像の光学濃度＞
得られた画像サンプル１の光学濃度を反射濃度計ＲＤ１９Ｉ（グレタグマクベス製）を用いて測定した。そして、以下の評価基準で画像の光学濃度を評価した。評価結果を表６に示す。
ＡＡ：光学濃度が、１．１５以上であった
Ａ：光学濃度が、１．１０以上１．１５未満であった
Ｂ：光学濃度が、１．００以上１．１０未満であった
Ｃ：光学濃度が、１．００未満であった。
【００６５】
＜画像の耐擦過性＞
画像サンプル２を記録してから３分以内に、画像上にＯＫトップコート＋（坪量１０５ｇ／ｍ２）（王子製紙製）を重ね、更にその上に５００ｇの錘を接地面積が１２．６ｃｍ２となるように乗せた。そして、画像サンプル２を記録した記録媒体とＯＫトップコート＋の間の相対速度が１０ｃｍ／ｓの速さとなるように１回擦ることで耐擦過性試験を行った。このとき、記録した４本の線上を上記錘の接地面が直角に横切るようにした。その後、ＯＫトップコート＋上の錘が乗っていた１２．６ｃｍ２内に付着したインクをスキャナ（複合機ｉＲ３２４５Ｆ（キヤノン製）６００ｄｐｉ、グレイスケール、写真モード）で読み取り、２５６階調の輝度の１２８より低い部分の面積が占める割合（インク付着面積割合）を算出した。そして、以下の評価基準で画像の耐擦過性を評価した。評価結果を表６に示す。
ＡＡ：インク付着面積割合が１％以下であった
Ａ：インク付着面積割合が１％より大きく３％以下であった
Ｂ：インク付着面積割合が３％より大きく５％以下であった
Ｃ：インク付着面積割合が５％より大きかった。
【００６６】
［吐出安定性の評価］
インクジェットプリンタＰＸ−２０５（エプソン製）のイエローインクタンクに各インクを充填し、Ａ４サイズの画像で黄色（ＲＧＢ２５６階調で｛Ｒ，Ｇ，Ｂ｝＝｛２５５，２５５，０｝）の画像データを、印刷品質標準で連続１０枚印刷して画像サンプルを得た。得られた画像サンプルを目視で観察し、以下の評価基準で吐出安定性を評価した。評価結果を表６に示す。
Ａ：１０枚全ての画像サンプルで、すじ、色ムラが確認できなかった
Ｂ：すじ、色ムラが生じている画像サンプルがあった。
【００６７】
【表６】
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【図１】
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【図２】
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