JP2002060662A - インクジェット用インク組成物及びその記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速、高信頼性印字品質および高耐候性を図
ったオンデマンドインクジェット記録方式に用いるイン
ク組成物及び記録方法の提供。 【解決手段】 オンデマンド型インクジェットプリンタ
によりインク液滴を膜厚８０〜２００μｍの非コート紙
記録媒体上に噴射させ、記録ドットを形成するために用
いられるインクジェット用インク組成物において、少な
くとも顔料、水およびグリコールエーテルを含有し、該
インク組成物の２５℃／６０ＲＨ％における重量減少率
が３０分でインク総量の５〜２５％、かつ２４時間で、
残存量がインク総量の１０〜４０％となるインクジェッ
ト用インク組成物とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、普通紙に高速記録
を行うためのインクジェット記録装置に用いられるイン
ク組成物及び記録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりインクジェット記録用インク組
成物としては、水溶性液体インク組成物が広く使われて
いる。しかし、オフィスで一般に使われているコピー用
紙等の普通紙に印字を行うと、印字したインクが紙の繊
維に沿って広がるため、ドット形状が不定形となりいわ
ゆるにじみが発生した。

【０００３】にじみと乾燥性を改善する目的で種々の改
良がなされている。例えば特公昭60-34992号公報には、
多量の界面活性剤によりインクの表面張力を低下させ乾
燥性を高めることが提案されている。また、特開昭58-1
08271号公報には室温で固体のワックス等を素材とした
ホットメルト型インク組成物を用いて記録する方法等が
記載されている。米国特許第4,391,369号、4,484,948号
には、紙質に関係なく良好な印刷品質を提供するインク
組成物が記述されている。

【０００４】一方、インクジェット記録においては、イ
ンク滴の過剰な浸透、にじみを防止して濃度及び彩度の
高い印刷を実現し、更には耐水性、保存特性を向上する
ために、特殊な基体（インクジェット専用紙）が使用さ
れることが通例であった。これに関しては既に多くの報
告がなされているが、例えばUSP 5,854,649号、USP 5,8
53,899号、特開平11-192778号、特開平11-129610号、特
開平11-078223号、特開平11-078221号、特開平11-03448
5号、特開平11-028861号、特開平11-020300号、特許2,8
45,832号、特表平11-506991号公報等には、特定の水溶
性レジンを塗工することでインク吸着性を向上すること
が記載されており、例えばUSP 5,516,364号、特開平11-
192775号、特開平11-157207号、特開平11-129606号、特
開平11-048604号、特開平11-034481号、特許2、938,917
号，特許2,887,098号、特許2,883,299号、特許2,877,74
0号公報等には、特定のクレイ、アルミナ等無機材料を
含有することで、同様にインク吸着性を向上し高品質の
印刷を行うことが記載されている。

【０００５】近年インクジェット用に特別に製造された
専用紙ではなく、一般的な用紙（普通紙）に対しても高
品質の印刷を実施したいとの需要が高まってきた。これ
は、用紙の価格低減のみならず、従来他の印刷方法で処
理されていた分野（オフセット、フレキソ印刷等インキ
印刷分野、レーザプリンタ、感熱記録等ノンインパクト
プリンタ分野、インパクトプリンタ分野等）にもインク
ジェット記録方法を適用する場合不可避的に遭遇する課
題である。特に定型文書、伝票、帳票等の多数の事務書
類を高速で印刷する事務用分野に関しては、普通紙の利
用及び高速印刷が不可欠の用件であり、従来の専用紙を
想定したインクジェット用インク及び記録方法では実現
は極めて困難であった。

【０００６】水溶性液体インク組成物としては、特開平
2-233781号公報に、水溶性媒体と染料を用いた記録液に
ジエチレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリ
コールからなる水溶性有機溶剤を４〜２０重量パーセン
ト保湿剤として含有する記録液が示されている。特許第
2516218号公報は、染料、湿潤剤および水を含有する組
成物が、動的表面張力と粘度の和が４２〜４９とし、こ
れを用いてステキヒトサイズ度が１０以上の紙に印字す
る記録方法を示している。特許第2801295号公報では、
染料濃度を最適化してステキヒトサイズ度０〜１５の被
記録材に記録を行う方法が開示されている。特許番号第
2529154号には、蒸発速度が酢酸ブチルの１０分の１よ
り小さい非水性溶媒を使用したインクジェット組成物が
示されている。

【０００７】他方、印刷物の耐候性を向上するために、
インクの着色剤として顔料を用いることが一般的で、レ
ーザプリンタ、溶融転写型プリンタ、液体インクジェッ
トプリンタ及びソリッドインクジェットプリンタ等の各
種のプリンタ用インクとして使用されている。

【０００８】例えば、顔料インクに関して、特開平3−3
7278号、特開平4−339871号、特開平5−16343号、特開
平5−105832号、特開平6−49400号、特開平6−228479
号、特開平6−228480号、特開平6−306319号、特開平7
−109432号、特開平7−196968号、特開平7−278477号、
特開平7−306319号、特開平7−316479号、特開平7−331
141号、特開平8−295836号公報等多くの報告がなされて
いる。しかし、一般に普及しているインクジェット記録
用記録液は、ほとんどが水性媒体と染料を用いた記録液
であった。これは、顔料を用いた場合は、顔料の分散を
安定に保つことができるように構成材料を込み合わせる
ことが難しく、記録液を長期安定保存することが困難な
ためである。

【０００９】このように、水性媒体に可溶である染料を
用いた記録液と異なり、顔料を用いた記録液は、顔料が
水性媒体に不溶であり固体状態であるため、記録ヘッド
のノズル孔における目詰まりが発生しやすく、多量のポ
リアルキレングリコールやグリセリン等の保湿剤が必要
となる。例えば、特開平3-157464号公報には、顔料を用
いた記録液が示されているが保湿剤は水１００部に対し
て３０〜８０部使用することが好ましいとされていた。
顔料凝集を防止するために多量の保湿剤を添加する手法
も試みられているが、記録液の粘度が高くなり吐出性が
低下してしまう。特公平5-30870号公報では、粘度が上
昇せずにペン先の耐乾燥性を向上させるため、トリメチ
ルペンタンジオールモノイソブチレートとエチレングリ
コールモノブチルエーテルを含む水性顔料インキを開示
した。特公平6-21250号公報では、ジアルキルエーテル
を含有することにより定着速度が速い記録液を示してい
る。特開平11-228884号公報では、顔料、保湿剤および
水性媒体からなるインク１００ｇ中、残存水分量が、
０.５〜１０ｇであることを特徴としている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、水系
インクを印刷に用いた場合、インク吸収性のない被記録
体に対しては印刷が困難で、専用紙を使用する場合にも
大型のインク乾燥装置が必要である。また、にじみの問
題から高精細印刷は困難で解像度に限界があるため用途
が限られる。速乾性の利点から溶剤インクが使用される
場合があるが、可燃性および環境安全性の点から望まし
いとは言えない。ホットメルトタイプの油性インクは高
速印刷は可能であるが、インクの性質上印字ドットが厚
いもので１０〜２０ミクロン程度になり、耐擦性が低く
印刷後の信頼性を得るのが難しかった。

【００１１】有機顔料を着色剤として用いたインクジェ
ット記録方式は、特に耐候性の点で染料を用いたインク
ジェット記録方式に比べて多くの利点があるので、ＯＡ
機器、一般家庭用プリンタ、ファクシミリ等オフィスプ
リンタにとどまらず室内外用ポスター、大型看板、車、
ガラス、エレベータ、壁および建物の装飾、さらには布
へのプリントなどへ応用が期待されている。しかし前記
のように高信頼性印字品質が得られないという問題が製
品化の隘路となっていた。

【００１２】本発明は、高速な乾燥により非コート紙に
良好な品質の記録物を与えるインクジェットプリンタ用
インク組成物及びその印字機構を提供するにある。本発
明の更に重要な目的は、微細なノズルからインク滴を噴
射させるに十分な、吐出安定性に優れた高速インクジェ
ットプリンタ用顔料インク組成物を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の要旨は、オンデマンド型インクジェットプリンタに
よりインク液滴を膜厚８０〜２００μｍの非コート紙記
録媒体上に噴射させ、記録ドットを形成するために用い
られるインクジェット用インク組成物において、少なく
とも顔料、水およびグリコールエーテルを含有し、この
インク組成物の２５℃／６０ＲＨ％における重量減少率
が３０分でインク総量の５〜２５％、かつ２４時間で、
残存量がインク総量の１０〜４０％となるようにした。

【００１４】上記インクジェット用インク組成物は、２
５℃における粘度が３〜６mPa.sおよび表面張力が３０
〜４５mN/mであって、好ましくは水とグリコールエーテ
ルの混合比を３０：１から６：１まで変化させたときの
粘度の変化が１mPa.s、表面張力の変化が６ｍＮ／ｍ以
内となっているとよい。

【００１５】また、前記インク組成物に含有されるグリ
コールエーテルは、エチレングリコール系エーテルおよ
び／またはプロピレングリコール系エーテルを使用する
のが好ましく、これらを１〜１０重量パーセント含有す
るのがよい。

【００１６】そして、上記インク組成物はノズル及び用
紙の間の相対速度が１０ｉｐｓ以上となる記録速度で印
刷した場合に良好な印刷品質を得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の特徴であるインク組成物
の重量減少および残存量について、以下説明する。

【００１８】従来インクジェット記録においては、プリ
ントの高乾燥性とノズル部分の乾燥による詰まりを両立
するために種々の工夫がなされてきた。例えば、湿潤剤
と称される高沸点の溶剤を適当量混合することにより、
主溶媒（例えば水）が蒸発した後にもこの溶剤が残存す
ることでノズルの詰まりを防止出来た。すなわち蒸発速
度を適当に制御することで所望の特性を達成すること
は、本分野では周知である。しかしながら、インクジェ
ット印刷における他の不具合のひとつとして、印刷開始
直後に吐出が遅延して十分な印刷ができない現象が暫々
認められた（印刷初期の遅延現象）。図１に従来インク
の印刷による不具合を示す。図の円で囲まれた部分にお
いて、印刷遅延が認められる。この現象に関しては多く
の素材が選定され個別に対処されてきたが、特に本発明
で目的とする普通紙に高速度で記録する分野には、未だ
十分な検討がなされていなかった。

【００１９】本発明者らはこの現象とインク組成物の特
性を種々検討した。

【００２０】検討の結果、従来湿潤剤で問題とされてい
た長時間放置後の蒸発量ではなく、短時間（図中のｔ
ａ）時の減少率Ｄがある値以上の場合、顕著に印刷初期
の遅延現象を生じたことがわかった。また、蒸発を押さ
える目的で過剰量を添加した場合は、長時間時の残存量
Ｒが無用に多量となり易かった。これに対し、本発明の
インク組成物は、初期蒸発量およびほぼ減少が平衡状態
になる２４時間後の残存率の両方を一定の範囲に保つこ
とにより、印刷物の高乾燥性とノズル部分の乾燥による
詰まりを両立し、さらに印刷物に適度な光沢があり指触
感にも優れることを見出した。そして、図２に示すよう
に本発明のインク組成物の印刷によれば、印刷初期の遅
延現象が生じないことが明らかとなった。

【００２１】図３はこれを示す概念図である。図は２種
のインク組成物の１００％からの重量減少を示し、曲線
１が本発明インク、２が従来インクに相当する。従来の
インクのように、通常の高沸点溶剤を単に混入しても初
期の蒸発を抑制する効果がなく（殆ど主溶媒、例えば水
の蒸発速度と同等）、目的とする減少率よりは過剰の蒸
発となりやすかった（図中のＤ₂）。これに対して本発
明のインクではこれが適当な範囲にあり（図中の
Ｄ₁）、印刷初期の遅延現象を効果的に抑制でき、また
残存量Ｒ₁も適当な範囲に低下できる。つまり本発明は
従来の湿潤剤の添加とは全く異なった、非コート紙に高
速度で記録する観点に立脚することに注意する必要があ
る。具体的にはｔａ＝３０分とした場合に、５％≦Ｄ₁
≦２５％、ｔｂ＝２４ｈとした場合に、１０％≦Ｒ₁≦
４０％（２５℃，６０ＲＨ％）である。なお、減少率下
限は６０％で、これはインク残存率４０％に相当し、長
時間で残存するインク量が過大となる限度である。

【００２２】本発明は更にこの目的を達成するに十分な
化合物の種類及びその最適の添加範囲も見出している。
吐出が遅延する現象と重量減少率が相関する理由につい
ては明確ではないが、例えば図４に示すように、開放し
たノズルの大気に触れる部分のインク組成物中から、高
蒸発性成分（通常は主溶剤、例えば水）がわずかながら
も蒸発してインクの粘度を増加する等の変化を生じ、こ
れが吐出を妨げることが考えられる。図中、３はノズル
の断面を示し、４はヘッド中のインク、５はこのインク
の表面部分の高粘度（あるいは特性の変化した）部分を
示している。

【００２３】図５には本発明のインク組成物及び従来の
インク組成物の具体的な実験結果の例を示す。前述した
ように、本発明のインク組成物の重量減少率は従来イン
ク組成物と異なる特定の範囲に限定されていることが明
瞭に判別出来る。

【００２４】本発明のインク組成物の残存量について、
以下詳細に説明する。

【００２５】本発明のインクジェット用インク組成物
は、２５℃／６０ＲＨ％、無風状態で２４時間放置し
て、残存量がインク総量の１０〜４０％つまり、減少率
が６０〜９０％であることが特徴である。この残存量
は、インクの乾燥を示す指標である。一般に同値が小さ
いインクは乾燥しやすい。間欠印字特性を向上させるに
はこの値が大きく、乾燥しにくいことが望ましい。しか
し、残存量がインク総量の４０％を超えると記録後のイ
ンクの乾燥性が不十分で、高速で普通紙に印刷した場
合、指触感が悪く指の接触だけで印刷物が汚れ品質が低
下する。一方、印字の定着性、堅牢性からは、インクの
残存量は小さい方が望ましいが、１０％より小さいと噴
射が極度に不安定になり、さらに印刷物の光沢がなく品
質に劣る。１０〜４０％であるインク組成物は印刷物の
高乾燥性とノズル部分の乾燥による詰まりを両立し、さ
らに印刷物に適度な光沢があり指触感にも優れる。

【００２６】本発明の目的を達成する重要な特性とし
て、２５℃における粘度を３〜６mPa.s、表面張力を３
０〜４５mN/mに調整する方法があげられる。ポリエチレ
ングリコール等の（ポリ）アルキレングリコールやグリ
セリン等の多価アルコールは蒸発速度が遅いことから、
湿潤剤として有効である。アルキレングリコールは特に
望ましい。

【００２７】具体的には、３mPa・S未満の粘度では適当
なインク量およびドット径を得ることができず、６mPa・
Sを超える粘度では安定したインクジェット記録を行う
ことが困難である。また、３０mN/m未満の表面張力では
被記録体へのインクの浸透速度が速く、裏移り（記録紙
裏側へのインクのしみだし）し、４５mN/mを越えると転
写（インク接触部汚染）が生じやすくなるため、高速印
刷には適さない。

【００２８】本発明の目的を達成する成分としては（ポ
リ）アルキレングリコールを１〜５０重量パーセント含
有することが望ましい。１重量パーセント未満では主成
分の水の粘度増加が少なく、５０重量パーセントを超え
るとインクの粘度が著しく増加しインクの吐出量が減少
して印字濃度の低下が生じたり、被記録材へのインクの
浸透性が低下して乾燥性が悪くなり印刷品質が低下した
りする。

【００２９】さらに、本発明の目的を達成する成分とし
てはグリコールエーテルが適していることを見出した。
一般にグリコールエーテル類は、低粘度であるために記
録液の粘度を上昇させずにボールペンのペン先やインク
ジェットのノズルの乾燥を防止する目的で添加される。
また、界面活性剤のエーテル類に比べてインク組成物の
発泡を著しく引き起こすこと無しに噴射が可能な表面張
力に調整できる。例えば前述したように、開放したノズ
ルの大気に触れる部分のインク組成物中から、高蒸発性
成分（通常は主溶剤、例えば水）がわずかながらも蒸発
してインクの粘度を増加し、表面張力を低下させる等の
変化を生じ、これが吐出を妨げることが考えられる。し
かし、水とグリコールエーテルの混合比を３０：１から
６：１まで変化させたときの粘度の変化が1 mPa.sおよ
び表面張力の変化が６mN/m以内にすることによりこの現
象を回避できることを見出した。

【００３０】特に望ましいグリコールエーテルは、メチ
ルグリコール、メチルジグリコール、メチルトリグリコ
ール、メチルポリグリコール、ブチルグリコール、ブチ
ルジグリコール、ブチルトリグリコール、イソブチルグ
リコール、（以上日本乳化剤製）等のエチレングリコー
ル系エーテルおよびメチルプロピレングリコール、メチ
ルプロピレンジグリコール、メチルプロピレントリグリ
コール、プロピルプロピレングリコール、 プロピルプ
ロピレンジグリコール、ブチルプロピレングリコール、
ブチルプロピレンジグリコール、フェニルプロピレング
リコール（以上日本乳化剤製）等のプロピレングリコー
ル系エーテルから選ばれるエーテルを１〜１０重量パー
セント含むことが望ましい。1０重量パーセントを超え
ると表面張力が低下し、印刷品質が低下する。

【００３１】この他に例えば、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ジエチレングリコールおよびジプ
ロピレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタ
メチレングリコール、ポリエチレングリコール（以上和
光純薬製）等が使用できる。

【００３２】さらに吐出性を良くする目的でグリセリン
を添加しても良い。尿素も乾燥を防止するので効果的で
ある。

【００３３】具体的にはＰＥＧ２００、ＰＥＧ３００、
ＰＥＧ４００、ＰＥＧ６００、ＰＥＧ１０００、ＰＥＧ
１５４０、ＰＥＧ２０００、ＰＥＧ４０００、ＰＥＧ１
１０００、ＰＥＧ２００００、ユニオールＤ２５０、Ｄ
４００、Ｄ７００、Ｄ１０００、Ｄ１２００、Ｄ２００
０、Ｄ３０００、Ｄ４０００、ＴＧ３３０、ＴＧ１００
０、ＴＧ３０００、ＴＧ４０００、ユニルーブ５０ＭＢ
−２、５０ＭＢ−５、５０ＭＢ−１１、５０ＭＢ−２
６、５０ＭＢ−７２、５０ＭＢ−１６８、５０Ｄ−２
５、７５ＤＥ−２５、７５ＤＥ−６０、７５ＤＥ−１７
０、７５ＤＥ−２５０、７５ＤＥ−２６２０、７５ＤＥ
−３８００、７５ＤＥ−５０００等（以上日本油脂）が
挙げられる。

【００３４】また、これらを少なくとも１種、または２
種以上を混合して用いることができる。

【００３５】特にエチレングリコールは低粘度であるた
め必要量添加してもインク組成物の粘度を上昇せず、重
量減少率を抑制する効果に優れているので好ましい。

【００３６】特性向上のために水溶性溶剤を添加しても
良い。

【００３７】例えば、 アセトン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、メタノール、エタノー
ル、イソプロパノール等のケトンおよび低級アルコール
類やエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエ
チレングリコールおよびジプロピレングリコール等のア
セテート類、チオジグリコール、 Ｎ−メチル−２−ピ
ロリドン、１、３−ジメチルイミダゾリジノン、アミノ
アルコール、 乳酸ナトリウム、ＤＭＳＯ、ポリオキシ
エチレンアルキルフェノール、ポリオキシエチレン脂肪
酸エステル等の含窒素化合物類を単独又は混合溶剤とし
て使用しても良い。また、ポリエチレングリコールビス
フェノールＡエーテル、ポリプロピレングリコールビス
フェノールＡエーテル、ポリエチレングリコールモノメ
チルエーテル、ポリエチレングリコールグリセリルエー
テル、特殊ポリエチレングリコール、ポリエチレングリ
コールジメチルエーテル（以上日本油脂）等も使用でき
る。

【００３８】本発明の目的を達成する必須成分である顔
料としては上記ビヒクルに良分散して耐候性に優れた顔
料が望ましい。本発明に特に使用される顔料の発色性
（添加濃度当たりの色濃度）は必ずしも高くなく、加え
て均質の微粒子分散体の製造が困難なため、高濃度とす
ると過剰に溶融粘度が増大する現象があって、インクジ
ェット用インクとしては従来実用化されていなかった。
特に限定されるわけではないが、本発明には例えばカラ
ーインデックスに記載される下記の番号の有機又は無機
顔料が使用できる。

【００３９】赤あるいはマゼンタ顔料としては、Pigmen
t Red 3、5、19、22、31、38、43、48：1、48：2、48：
3、48：4、48：5、49：1、53：1、57：1、57：2、58：
4、63：1、81、81：1、81：2、81：3、81：4、88、10
4、108、112、122、123、144、146、149、166、168、16
9、170、177、178、179、184、185、208、216、226、25
7、Pigment Violet 3、19、23、29、30、37、50、88、P
igment Orange 13、16、20、36、青またはシアン顔料と
しては、pigment Blue 1、15、15：1、15：2、15：3、1
5：4、15：6、16、17−1、22、27、28、29、36、60、緑
顔料としては、Pigment Green 7、26、36、50、黄顔料
としては、Pigment Yellow 1、3、12、13、14、17、3
4、35、37、55、74、81、83、93、94、95、97、108、10
9、110、137、138、139、153、154、155、157、166、16
7、168、180、185、193、黒顔料としては、Pigment Bla
ck 7、28、26などが目的に応じて使用できる。

【００４０】具体的に商品名を示すと、例えば、クロモ
ファインイエロー2080、5900、5930、AF−1300、2700
L、クロモファインオレンジ3700L、6730、クロモファイ
ンスカーレット6750、クロモファインマゼンタ6880、68
86、6891N、6790、6887、クロモファインバイオレット
RE、クロモファインレッド6820、6830、クロモファイン
ブルーHS−3、5187、5108、5197、5085N、SR−5020、50
26、5050、4920、4927、4937、4824、4933GN−EP、494
0、4973、5205、5208、5214、5221、5000P、クロモファ
イングリーン2GN、2GO、2G−550D、5310、5370、6830、
クロモファインブラックA−1103、セイカファストエロ
ー10GH、A−3、2035、2054、2200、2270、2300、2400
（B）、2500、2600、ZAY−260、2700（B）、2770、セイ
カファストレッド8040、C405（F）、CA120、LR−116、1
531B、8060R、1547、ZAW−262、1537B、GY、4R−4016、
3820、3891、ZA−215、セイカファストカーミン6B1476T
−7、1483LT、3840、3870、セイカファストボルドー10B
−430、セイカライトローズR40、セイカライトバイオレ
ットB800、7805、セイカファストマルーン460N、セイカ
ファストオレンジ900、2900、セイカライトブルーC71
8、A612、シアニンブルー4933M、4933GN−EP、4940、49
73（以上大日精化工業製）、KET Yellow 401、402、40
3、404、405、406、416、424、KET Orange 501、KET Re
d 301、302、303、304、305、306、307、308、309、31
0、336、337、338、346、KET Blue 101、102、103、10
4、105、106、111、118、124、KET Green 201（以上大
日本インキ化学製）、Colortex Yellow 301、314、31
5、316、P−624、314、U10GN、U3GN、UNN、UA−414、U2
63、Finecol Yellow T−13、T−05、Pigment Yellow170
5、Colortex Orange 202、Colortex Red101、103、11
5、116、D3B、P−625、102、H−1024、105C、UFN、UC
N、UBN、U3BN、URN、UGN、UG276、U456、U457、105C、U
SN、Colortex Maroon601、Colortex BrownB610N、Color
tex Violet600、PigmentRed 122、Colortex Blue516、5
17、518、519、A818、P−908、510、Colortex Green40
2、403、Colortex Black 702、U905（以上山陽色素
製）、Lionol Yellow1405G、Lionol Blue FG7330、FG73
50、FG7400G、FG7405G、ES、ESP−S（以上東洋インキ
製）、Toner Magenta E02、Permanent RubinF6B、Tone
r Yellow HG、Permanent Yellow GG−02、Hostapeam Bl
ueB2G（以上ヘキストインダストリ製）、カーボンブラ
ック＃2600、＃2400、＃2350、＃2200、＃1000、＃99
0、＃980、＃970、＃960、＃950、＃850、MCF88、＃75
0、＃650、MA600、MA7、MA8、MA11、MA100、MA100R、MA
77、＃52、＃50、＃47、＃45、＃45L、＃40、＃33、＃3
2、＃30、＃25、＃20、＃10、＃5、＃44、CF9、（以上
三菱化学製）などが挙げられる。

【００４１】また、顔料を予め水や溶剤に高濃度分散し
た分散液を使用することもできる。例えば、MICROPIGMO
WMBK-5、WMBE-5、WMRD-5、WMYW-5、AMBK-2、AMYW-2、A
MBE-4（以上オリエント化学製）、JA Black 25W、GA Bl
ack 2821、GA Yellow 1、GAMagenta1、GA Cyan 2（以上
御国色素製）CAB-O-JET200、CAB-O-JET300（以上キャボ
ットスペシャルティケミカルズ）などが挙げられ、顔料
濃度が１０重量パーセント以上の高濃度で分散されてい
るものが特に望ましい。

【００４２】添加量は顔料濃度２〜１０重量パーセント
が適量である。２重量パーセント未満では画像品質が低
下し、１０重量部より多いとインク粘度特性に悪影響を
与える。また色の調整等で２種類以上の着色剤を適時混
合して使用できる。本発明のインク組成物に更に機能性
を発現するため、光安定化剤、表面処理剤、界面活性
剤、粘度低下剤、酸化防止剤、老化防止剤、架橋促進
剤、酸素吸収剤、可塑剤、防腐剤、防錆剤、蒸発促進
剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、保湿剤、分散剤、染料等を混
合することができる。上記したビヒクル、顔料及びその
他の成分の混合、分散には、スターラー、ビーズミル、
ホモジナイザが最適であるが周知の各種の撹拌、粉砕又
は分散装置が特に制限無く使用できる。

【００４３】本発明の目的とする用途の用紙は、非塗工
用紙、特殊印刷用紙及び情報用紙の一部に属する。８０
〜２００μｍの非コート紙が望ましい。用紙の分類とし
て、通商産業省の生産統計に使用されている分類方法が
よく使用される。これによると、大別して印刷情報用
紙、包装用紙、衛生用紙、雑用紙に区分され、印刷情報
用紙には非塗工用紙、微塗工用紙、塗工用紙、特殊印刷
用紙、情報用紙の区分がある。用紙の組成は多岐に渡っ
ており、パルプ素材、塗料の種類及び量、製造方法で多
様であり、又紙を評価区分する多数の方法がある。例え
ば紙の密度、厚さ、表裏差、縦目/横目（漉き方向）、
細孔の空隙率、透気性、吸水/吸油性、サイズ度、表面
粗さ、光沢度、ｐＨ、表面強度、剥離強度、剛度、折り
強度、帯電性等があり、各々印刷品質に影響する。本発
明者は、本発明の意図する分野の用紙を一般的に規定す
る方法として、用紙の厚みに着目した。

【００４４】本発明の用紙としては、例えば、級印刷
紙、中級印刷紙、下級印刷紙、薄様印刷紙、微塗工印刷
用紙、色上質紙等特殊印刷用紙、フォーム用紙、ＰＰＣ
用紙、その他情報用紙等があり、具体的には下記する用
紙及びこれらを用いた各種の変性/加工用紙があるが、
本発明は特にこれらに限定されるものではない。上質紙
および色上質紙、再生紙、複写用紙・色もの、ＯＣＲ用
紙、ノーカーボン紙・色もの、ユポ６０、８０、１１０
ミクロン、ユポコート７０、９０ミクロン等の合成紙、
その他片面アート紙６８ｋｇ、コート紙９０ｋｇ、フォ
ームマット紙７０、９０、１１０ｋｇ、発泡ＰＥＴ３８
ミクロン、みつおりくん（以上小林記録紙）、ＯＫ上質
紙、ニューＯＫ上質紙、サンフラワー、フェニックス、
ＯＫロイヤルホワイト、輸出上質紙（ＮＰＰ、ＮＣＰ、
ＮＷＰ、ロイヤルホワイト）ＯＫ書籍用紙、ＯＫクリー
ム書籍用紙、クリーム上質紙、ＯＫ地図用紙、ＯＫいし
かり、きゅうれい、ＯＫフォーム、ＯＫＨ、ＮＩＰ−Ｎ
（以上新王子製紙）、金王、東光、輸出上質紙、特需上
質紙、書籍用紙、書籍用紙Ｌ、淡クリーム書籍用紙、小
理教科書用紙、、連続伝票用紙、上質ＮＩＰ用紙、銀
環、金陽、金陽（Ｗ）、ブリッジ、キャピタル、銀環書
籍、ハープ、ハープクリーム、ＳＫカラー、証券用紙、
オペラクリーム、オペラ、ＫＹＰカルテ、シルビアＨ
Ｎ、エクセレントフォーム（以上日本製紙）、パール、
金菱、ウスクリーム上質紙、特製書籍用紙、スーパー書
籍用紙、書籍用紙、ダイヤフォーム（以上三菱製紙）、
金毯Ｖ、金毯ＳＷ、白象、高級出版用紙、クリーム金
毯、クリーム白象、証券・金券用紙、書籍用紙、地図用
紙、複写用紙、ＨＮＦ（以上北越製紙）しおらい、電話
帳表紙、書籍用紙、クリームしおらい、クリームしおら
い中ラフ、クリームしおらい大ラフ、ＤＳＫ（以上大昭
和製紙）、せんだいＭＰ上質紙、錦江、雷鳥上質、掛
紙、色紙原紙、辞典用紙、クリーム書籍、白色書籍、ク
リーム上質紙、地図用紙、連続伝票用紙（以上中越パル
プ）、ＯＰ金桜（チューエツ）、金砂、参考書用紙、交
換証用紙（白）、フォーム印刷用紙、ＫＲＦ、白フォー
ム、カラーフォーム、(Ｋ)ＮＩＰ、ファインＰＰＣ（以
上紀州製紙製）、たいおう、ブライトフォーム、カン
ト、カントホワイト、ダンテ、ＣＭ用紙、ダンテコミッ
ク、ハイネ、文庫本用紙、ハイネＳ、ニューＡＤ用紙、
ユトリロエクセル、エクセルスーパーＡ、カントエクセ
ル、エクセルスーパーＢ、ダンテエクセル、ハイネエク
セル、エクセルスーパーＣ、エクセルスーパーＤ、ＡＤ
エクセル、エクセルスーパーＥ、ニューブライトフォー
ム、ニューブライトＮＩＰ（以上大王製紙製）、日輪、
月輪、雲嶺、銀河、白雲、ワイス、月輪エース、白雲エ
ース、雲岑エース（以上日本紙業製）、たいおう、ブラ
イトフォーム、ブライトニップ（以上名古屋パルプ）、
牡丹Ａ、金鳩、特牡丹、白牡丹Ａ、白牡丹Ｃ、銀鳩、ス
ーパー白牡丹Ａ、淡クリーム白牡丹、特中質紙、白鳩、
スーパー中質紙、青鳩、赤鳩、金鳩Ｍスノービジョン、
スノービジョン、金鳩スノービジョン、白鳩Ｍ、スーパ
ーＤＸ、はまなすＯ、赤鳩Ｍ、ＨＫスーパー印刷紙（以
上本州製紙製）、スターリンデン（Ａ・ＡＷ）、スター
エルム、スターメイプル、スターローレル、スターポプ
ラ、ＭＯＰ、スターチェリーＩ、チェリーＩスーパー、
チェリーＩＩスーパー、スターチェリーＩＩＩ、スター
チェリーＩＶ、チェリーＩＩＩスーパー、チェリーＩＶ
スーパー（以上丸住製紙製）、ＳＨＦ（以上東洋パルプ
製）、ＴＲＰ（以上東海パルプ製）。

【００４５】記録媒体としては、ＪＩＳ Ｐ８１２２
「紙のステキヒトサイズ度試験方法」によりサイズ度２
以上の用紙が特に制限なく使用可能である。

【００４６】更に、上質紙および色上質紙、Ｘｅｒｏｘ
４０２４、インクジェット普通紙および専用紙、再生紙
および伝票用紙等があげられる。通常普通紙として広範
に使用される膜厚９５〜１１５μｍの用紙が本発明の目
的に特に好ましい。

【００４７】本発明の対象とする記録媒体としては、非
コート紙が望ましく、例えば用紙の元素成分の比率で言
えば、炭素元素１００に対して、アルミニウム、けい素
元素数が各々１５０、２００以下であることが望まし
い。表面粗さ係数は、厳密ではないが例えば平均表面粗
さＲｚ１０μｍ以上の用紙がほぼこれに該当する。

【００４８】本発明の目的とする分野のプリンタの印刷
速度は、従来のインクジェット記録より著しく高速であ
ることが特徴である。速度に関して明瞭な限定はない
が、本発明のインク組成物を効果的に使用するには、ノ
ズル及び用紙の間の相対速度が１０ips（inch/s）以上
となる記録速度が特に好ましい。高速に記録するには、
インク滴が記録媒体上に付着後直ちに定着（セット）す
ることが必要であり、不十分の場合には、付着したイン
ク溜が重ねられた他の用紙の裏面に転写する、記録装置
中の送りロールに付着する、記録ドットが乱れる等の致
命的な不具合を生じてしまう。記録速度１０ipsを実現
するには、例えば記録後、約１s以内に記録が定着する
ことが必要である。すなわち、本発明によれば、約１s
以内に実質的に記録は取り扱い可能（手が触ふれる等）
となる。

【００４９】圧電素子を用いたオンデマンド型インクジ
ェット記録の記録ヘッドあるいは記録方法には、ライン
型記録、シリアル型記録、転写型（シャトル型）記録
等、様々な様式があるが、本発明はこれらに特に限定さ
れることなく使用される。いずれにおいても、ノズル及
び用紙（記録媒体）との相対的な移動速度が１０ips以
上となる工程であり、例えばライン型記録の如く、ヘッ
ド部分が固定され用紙のみ移動する場合は紙移動速度
（紙送り速度）が上記相対速度に該当し、シリアル型記
録、すなわちヘッドが紙送り方向に垂直に移動して順次
記録し間欠的に紙送りが行われる場合は、ヘッド移動速
度（キャリジ速度）が上記相対速度に該当する。用紙が
回転するドラム等に設置されこれに記録を行う、あるい
は一旦ドラムに記録し次いでこれを用紙に転写する転写
型の場合は、移動する用紙ないしはドラム面とノズル間
の相対位置の変化する速度と理解する。いずれの場合
も、記録速度はノズル吐出周波数及び記録解像度に直接
関係する。例えば、ライン型記録の紙送り速度あるいは
シリアル型のヘッド移動速度（すなわち記録速度）Ｖ
は、インク滴の吐出周波数ｆ、記録解像度Ｒにより、Ｖ
＝ｆ×Ｒで示される。従来の５ips以下（通常は１ips以
下）の記録においては従来報告されている多数のインク
組成物がそのまま適用出来る。本発明は少なくとも５ip
s以上、特に好ましくは１０ips以上の高速度記録におい
て、効果的に利用出来る。

【００５０】高品質のインクジェット用インクの調製に
は多くの重要な因子のバランスを必要とする。これらの
要件は複雑で、本発明のインクについて必ずしも明瞭に
数値化できるわけではないが、本発明のインクは、イン
クジェットプリンタに適用するために、周知の幾つかの
要件を満足する。すなわち、このインクは室温で十分な
安定性があり、印刷前の保管および印刷後の画質に信頼
性がある。記録媒体に付着硬化後は十分な透明性と彩度
を有し、かつ均一な薄膜を形成して良好な画質の印刷物
を与える。印刷物を重ねておいた状態で、オフセットが
発生しないこと、また、環境および人体に配慮した安全
性が高い組成物であることが必要である。

【００５１】更に、この組成物は、印刷を必要とすると
きのみインク小滴を噴射させる、従来公知のインクジェ
ットプリンタ例えば、オフィス用プリンタ、工業用マー
キングに使用されているプリンタ、ワイドフォーマット
型プリンタ、刷版及び製版用プリンタ、ラベルプリンタ
およびこの典型的操作を持つすべてのタイプの高速プリ
ンタにも使用可能である。高速乾燥が可能であるため、
記録媒体としては、上述した用紙以外にもプラスチック
フィルム、カプセル、ジェル、金属箔、ガラス、アクリ
ル板、木材、天然繊維、合成繊維およびそれらの混紡か
らなる布等が使用できる。非接触印刷が可能なだけに媒
体の形状は広範なものが使用でき、これらに限定される
ものではない。

【００５２】次に本発明を実施例により具体的に説明す
るが、記載例に限定されるものではない。 〔実施例１〜６〕４７重量パーセントの精製水と平均分
子量２００のポリエチレングリコール（和光純薬製、商
品名：ポリエチレングリコール２００）を１５重量パー
セントおよびジプロピレングリコール（和光純薬製）を
３８重量パーセント、これに対して表１に示す各種アル
キレングリコールアルキルエーテル各々１〜１０重量パ
ーセント添加し、さらに顔料として黒顔料分散体（キャ
ボットスペシャルティケミカルズ製、 ＣＡＢ−Ｏ−Ｊ
ＥＴ３００）１０重量パーセントをそれぞれに混合し、
組成物各３００gをホモジナイザ（日立工機製ＨＧ３
０）を用いて、回転数２,０００rpmで均質な混合物が得
られるまで分散し、続いてろ過を行い不純物等を除去
し、均質なインク組成物４種を得た。結果を表１に示
す。

【００５３】

【表１】

【００５４】インク組成物の重量減少および残存量は、
まず、ガラス板にマイクロピペットで５０μlのインク
滴を２滴作り、直ちにインク組成物の重量を測定し、３
０分間２５℃／６０ＲＨ％、無風状態で保管した後再び
重量を測定し減少率を算出したところ５〜２０パーセン
トであった。残存量は２４時間後再び重量を測定し残存
率を算出したところいずれもおよそ４０パーセントであ
った。

【００５５】粘度を回転粘度計（トキメック製ＥＤＬモ
デル）を用いて測定したところ、２５℃で６〜８mPa・s
であった。表面張力は自動表面張力計（協和界面科学社
製CVBP-Zモデル）を用いて測定したところ室温で２８〜
４８mN/mであった。

【００５６】インク組成物を１２ｍｍφの試験管に密閉
し、室温で３日間放置して、顔料の分離（分離割合を％
表示）を観察したところ、分離は見られなかった。

【００５７】このインクをインクジェットプリンタ（日
立工機製、型名：JOLT SJ01A）に入れて９６のノズルか
らすべてインクが噴射していることを確認し、室温で２
４時間放置し、再び噴射を行った際不能になるノズル数
を調べたところ、９６全てが問題なく噴射し、放置後も
吐出が安定していることを確認した。

【００５８】７０ｋｇ紙および１３５ｋｇ紙（小林記録
紙製、ＮＩＰ紙）に印刷した印刷後のインクの裏移り、
転写および耐水性を評価した。表中、◎は優秀、○は良
好、×は使用不可を意味している。実施例１におけるイ
ンク組成物は普通紙に対して良好な印刷が可能なことが
判った。 〔実施例７〕表１に示す組成の精製水８６重量パーセン
ト、ジエチレングリコールモノメチルエーテル２重量パ
ーセント、２−ピロリドン５重量パーセント、Ｎ、Ｎ−
ジメチルエタノールアミン（いずれも和光純薬製）を７
重量パーセント使用し、これに対して顔料分散体を濃度
が全量に対して３０重量パーセントの割合で混合し、実
施例１と同様の方法で均質なインク組成物を得た。実施
例１と同様の方法で評価した結果を表１に示す。

【００５９】重量減少率は２５パーセント、残存率は１
０パーセント、２５℃における粘度は１．８mPa・s、表
面張力は室温で５０mN/mであった。顔料の分離は見られ
なかった。放置後も吐出が安定していることを確認し
た。普通紙に対して良好な印刷が可能なことが判った。 〔比較例１〜６〕表１に示す組成の、精製水１０重量パ
ーセントとエチレングリコール４２重量パーセント、ジ
プロピレングリコール（和光純薬製）を４８重量パーセ
ントこれに対して、表１に示す各種アルキレングリコー
ルアルキルエーテル各々１〜１０重量パーセント添加
し、さらに顔料として黒顔料分散体（キャボットスペシ
ャルティケミカルズ製、ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ３００）1
０重量パーセントをそれぞれに混合したインク類似物６
種を製造し、実施例１と同様の測定、評価を行った。い
ずれの場合も重量減少率は４パーセント以下、残存率が
４０パーセント以上であり普通紙印刷に不適であった。 〔実施例８〜１４〕表２に示す組成の精製水６０重量パ
ーセント、エチレングリコール３５重量パーセント、プ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート５重
量パーセント、これに対してジエチレングリコールモノ
ブチルエーテルおよびトリエチレングリコールモノブチ
ルエーテル（すべて和光純薬製）を各２〜１０重量パー
セント使用し、これに対して顔料分散体を濃度が全量に
対して１０重量パーセントの割合で混合し、実施例１と
同様の方法で均質なインク組成物８種を得た。実施例１
と同様の方法で評価した結果を表２に示す。

【００６０】

【表２】

【００６１】重量減少率は１０〜１４パーセント、残存
率はいずれもおよそ４０パーセント、２５℃における粘
度は３〜５mPa・s、表面張力は室温で３３〜４２mN/mで
あった。水とグリコールエーテルの混合比を３０：１か
ら６：１まで変化させたときの粘度の変化は1 mPa・s、
表面張力の変化が６mN/m以内であった。顔料の分離は見
られなかった。放置後も吐出が安定していることを確認
した。普通紙に対して良好な印刷が可能なことが判っ
た。 〔比較例７〜１２〕表２に示す組成の精製水８０重量パ
ーセント、エチレングリコール１０重量パーセント、プ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１０
重量パーセント、、これに対してエチレングリコールモ
ノイソブチルエーテル（和光純薬製）を２〜１０重量パ
ーセント使用し、これに対して顔料分散体を濃度が全量
に対して３０重量パーセントの割合で混合し、実施例１
と同様の方法で均質なインク類似物４種を得た。市販品
ＡおよびＢの２種類と併せて、実施例１と同様の方法で
評価した結果を表２に示す。

【００６２】重量減少率は比較例７〜１０では２６〜２
８パーセント、残存率はいずれも１０パーセント未満
で、比較例１１および１２は重量減少率がそれぞれ５、
１２パーセント、残存率は４０％以上であった。２５℃
における粘度は約３〜６mPa・s、表面張力は室温で２５
〜３５mN/mであった。水とグリコールエーテルの混合比
を３０：１から６：１まで変化させたときの粘度の変化
は1 mPa・s以内であったが、表面張力の変化が７mN/mで
あった。顔料の分離は見られなかった。放置後ノズルが
乾燥し吐出が不安定であった。比較例１１および１２
は、吐出は安定していたが、普通紙印刷に不適であっ
た。

【００６３】

【発明の効果】本発明のインクジェットプリンタ用イン
ク組成物は、従来水性インクで問題とされていたインク
の速乾性および保存安定性が改善され、さらに色剤とし
て顔料を用いるため、着色剤分散安定性と噴射特性の両
立が図られ、染料を主着色剤としたインクに比べ耐候性
に優れているため、高速性および低価格の要求を満た
し、用途が広いインクの製造が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来のインク組成物の印刷状態を示す写真

【図２】 本発明のインク組成物の印刷状態を示す写真

【図３】 インク重量減少の概念を説明する図

【図４】 ノズル近傍のインクの状態を示す断面図

【図５】 本発明のインク組成物及び従来のインク組成
物の重量減少率を示す図

【符号の説明】

１は本発明のインク組成物、２は従来のインク組成物、
３はノズルの断面、４はノズル内のインク、５はこのイ
ンクの表面部分の高粘度部分を示している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 FC02 2H086 BA02 BA21 BA52 BA53 BA55 BA60 BA61 BA62 4J039 AE07 BA12 BC13 BC14 BE01 BE28 CA06 EA10 EA34 EA44 EA48 GA24

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オンデマンド型インクジェットプリンタに
   よりインク液滴を膜厚８０〜２００μｍの非コート紙記
   録媒体上に噴射させ、記録ドットを形成するために用い
   られるインクジェット用インク組成物において、 少なくとも顔料、水およびグリコールエーテルを含有
   し、前記インクジェット用インク組成物の２５℃／６０
   ＲＨ％における重量減少率が３０分でインク総量の５〜
   ２５％、かつ２４時間で、残存量がインク総量の１０〜
   ４０％であることを特徴とするインクジェット用インク
   組成物。
2. 【請求項２】前記インクジェット用インク組成物の２５
   ℃における粘度が３〜６mPa.sおよび表面張力が３０〜
   ４５ｍＮ／ｍであることを特徴とする請求項１記載のイ
   ンクジェット用インク組成物。
3. 【請求項３】前記インクジェット用インク組成物の水と
   グリコールエーテルの混合比を３０：１から６：１まで
   変化させたときの粘度の変化が１mPa.sおよび表面張力
   の変化が６mN/m以内であることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載のインクジェット用インク組成物。
4. 【請求項４】グリコールエーテルとして、エチレングリ
   コール系エーテルおよび／またはプロピレングリコール
   系エーテルを１〜１０重量パーセント含有することを特
   徴とする請求項１ないし３記載のインクジェット用イン
   ク組成物。
5. 【請求項５】ノズル及び用紙の間の相対速度が１０ｉｐ
   ｓ以上となる記録速度を使用することを特徴とする請求
   項１ないし４記載のインクジェット用インク組成物の記
   録方法。
6. 【請求項６】前記オンデマンド型インクジェットプリン
   タの駆動素子として、圧電素子を用いることを特徴とす
   る請求項５記載のインクジェット用インク組成物の記録
   方法。