JP2000290552A

JP2000290552A - インクジェット記録用インク

Info

Publication number: JP2000290552A
Application number: JP9621199A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ueki; 弘之植木; Mitsuru Kishimoto; 充岸本; Kiyokore Ikeda; 潔是池田; Masamichi Aoki; 正道青木
Original assignee: Oki Data Corp
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1999-04-02
Filing date: 1999-04-02
Publication date: 2000-10-17

Abstract

(57)【要約】【課題】保存安定性、光学濃度、耐水性を向上し、さ
らに黒色再現性を向上するインクジェット記録用インク
を提供する。【解決手段】少なくとも式【化１】（式Ｉ中、Ａｒ¹，Ａｒ²はそれぞれフェニル基またはナ
フチル基を表す）で示される第１の染料と、式【化２】（式II中、ＡはＣＯＯＭまたはＳＯ₃Ｍを示し、Ｍはア
ルカリ金属、アンモニウム類、有機アミン類およびＨか
ら選ばれる。ｍは０〜１、ｎは０〜２で置換基の数を表
す）で示される第２の染料とを含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学濃度が高く、
耐水性、保存安定性に優れたインクジェット記録用イン
ク組成物およびこれを用いたインクジェット記録装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録用インクは、各種染
料を水、有機溶剤、またはこれらの混合物に溶解させた
ものが一般的であるが、インクジェット記録方式には光
学濃度が高く、鮮明な高品質な画像や高速印字、印刷物
の耐水性、耐光性などの要望で様々な工夫がされてい
る。

【０００３】高速印字を実現するためには、インクの記
録媒体への速やかな定着が必要である。そのためにグリ
コールエーテル類、ノニオン性界面活性剤、またはその
両方を添加することなどが行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような高
速印字を可能にするインクは表面に特殊な加工を施して
いない普通紙に印字した際は、インクが紙の中に浸透す
るために発色性が低下してしまう傾向があり、光学濃度
が高く鮮明な画像を得ることが難しいという問題点があ
る。

【０００５】そこで、光学濃度を向上するためにむやみ
に染料濃度を増加させると、印字ヘッドの微細なオリフ
ィス等での目詰まりなどが生じ易くなり、インク吐出の
信頼性に問題が生じることがある。このため、高い光学
濃度の要求に用いられるインクには溶解度の高い染料が
要求される。しかし、水への溶解度が高いことは、言い
換えれば水に溶けやすいことであり、結果として記録媒
体に印字した際の耐水性が劣ることがある。そこで、耐
水性を向上させた染料を用いることも検討されるが、こ
のような染料はインクの溶媒に対して溶解しにくい傾向
があり、印字ヘッドのオリフィス等の目詰まりを生じさ
せやすいという問題があった。

【０００６】一方、インクジェット記録用インク組成物
には、真の黒色再現性が求められる。しかし、既存の染
料の色相は青味を帯びている傾向があり、本来の黒色、
例えばカーボンブラックの黒色とは異なるものである。

【０００７】以上に述べたように、充分な耐水性を有
し、光学濃度が高く、かつ黒色再現性に優れたインクが
求められているが、その全てを満足できるインクは依然
として開発されていない。

【０００８】そこで本発明は、このような問題点を解決
し、保存安定性、光学濃度、耐水性が向上したインクジ
ェット記録用インクを提供することを目的とする。さら
に、黒色再現性が向上したインクジェット記録用インク
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るインクジェット記録用インクは、少な
くとも式

【００１０】

【化６】（式Ｉ中、Ａｒ¹，Ａｒ²はそれぞれフェニル基またはナ
フチル基を表す）で示される第１の染料と、式

【００１１】

【化７】（式II中、ＡはＣＯＯＭまたはＳＯ₃Ｍを示し、Ｍはア
ルカリ金属、アンモニウム類、有機アミン類およびＨか
ら選ばれる。ｍは０〜１、ｎは０〜２で置換基の数を表
す）で示される第２の染料とを含有する。

【００１２】このとき、前記第１の染料と前記第２の染
料とを同じ重量の比率で含有することができる。また、
湿潤剤を総量で３０重量％以下含有することができる。
さらに、水溶性高分子化合物として２５℃において固体
であるものを用いることができる。

【００１３】上記本発明のインクジェット記録用インク
は、前記第１の染料および前記第２の染料に加えて、式

【００１４】

【化８】（式III中、ＡはＣＯＯＭまたはＳＯ₃Ｍを示し、Ｍはア
ルカリ金属、アンモニウム類、有機アミン類およびＨか
ら選ばれる。ｎは０〜２で置換基の数を表す）で示され
る第３の染料とを含有することができる。

【００１５】また、上記本発明のインクジェット記録用
インクは、前記第１の染料および前記第２の染料に加え
て、式

【００１６】

【化９】（式IV中、ＡはＣＯＯＭまたはＳＯ₃Ｍを示し、Ｍはア
ルカリ金属、アンモニウム類、有機アミン類およびＨか
ら選ばれる。ｎは０〜２で置換基の数を表す）で示され
る第４の染料とを含有することができる。

【００１７】さらに、上記本発明のインクジェット記録
用インクは、前記第１の染料および前記第２の染料に加
えて、式

【００１８】

【化１０】（式Ｖ中、ＡはＣＯＯＭまたはＳＯ₃Ｍを示し、Ｍはア
ルカリ金属、アンモニウム類、有機アミン類およびＨか
ら選ばれる）で示される第５の染料とを含有することが
できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】( 第１の実施の形態 )以下に本発
明のインク組成物について説明する。

【００２０】本発明のインクに用いる２種類の黒色染料
のうち、第１の黒色染料の組成を式Ｉに示し、第２の黒
色染料の組成を式IIに示す。

【００２１】

【化１１】

【化１２】上記の黒色染料の添加量はインク組成物の組成によって
異なるが、目詰まり、印字濃度等を考慮して、２種類の
染料の総和の下限は０．１重量％が望ましく、より好ま
しくは１重量％である。また、上限は２０重量％が望ま
しく、より好ましくは１０重量％である。

【００２２】その理由を説明する。染料の添加量を増加
すると固形成分である染料自身の溶解性が低下し、総量
で２０重量％を越えるとノズルの目詰まりを生じる。目
詰まりの防止をより良好にするためには総量の上限は１
０重量％が望ましい。しかし、インクであるので必ず染
料を含む必要があり、その添加量の下限は印字結果の光
学濃度（ＯＤ値）などから決定される。インクの用途、
要求特性、染料の種類等にもよるが、その総量の下限は
０．１重量％が望ましく、必要な記録濃度を得るために
は１重量％がより好ましい。

【００２３】本発明のインク組成物には、様々な目的の
ために多用な薬品を用いることができる。粘度調整剤の
ために用いられる水溶性高分子化合物としては、ポリビ
ニルアルコール、ポリエチレングリコール、カルボキシ
メチルセルロース、ポリビニルピロリドンなどがある。
これら粘度調整剤の添加量の下限は０．１重量％が好ま
しい。また、上限は２０重量％が好ましく、より好まし
くは３重量％である。

【００２４】湿潤剤として用いられる水溶性有機溶剤は
水と相溶性があり、粘度調整剤などの水に対する溶解度
の低い溶剤や染料の溶解度を向上し、またはインクの乾
燥によるノズル詰まりを防ぐために用いるもので非常に
重要な成分であり、本発明ではエチレングリコール、ジ
エチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコー
ルなどの多価アルコール類、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エチルエーテ
ル、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、ジエチレングリコー
ルモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ
−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
などのグリコールエーテル類、２−ピロリドン、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドンなどから適宜選択することがで
き、インク全量に対する使用量の下限は１重量％が好ま
しく、上限は４０重量％が好ましい。

【００２５】また、このインクには表面張力調整剤とし
て界面活性剤を添加することも可能であり、その例とし
てアニオン界面活性剤、両性界面活性剤、カチオン界面
活性剤、非イオン界面活性剤などがある。

【００２６】さらにまた、ｐＨ調整剤として水酸化リチ
ウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの無機塩
類、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどの
アミン類を添加してもよい。

【００２７】その他の添加剤として、防腐剤、防黴剤、
キレート剤等を必要に応じて適宜添加することができ
る。

【００２８】つぎに、第１の実施の形態における実施例
および比較例について説明するが、本発明はこれらの実
施例および比較例に示した湿潤剤、粘度調整剤、染料等
の種類や組み合わせに限定されるものではない。

【００２９】表１の各実施例および比較例に示したイン
ク組成物を容器に秤量して溶解させ、０．４５μｍの口
径のメンブランフィルタを用いて加圧濾過し、インクを
得た。表１において、数値は重量％を表し、残量はイオ
ン交換水である。

【００３０】

【表１】表１に示した組成のインクのそれぞれについて、以下の
試験を行った。

【００３１】試験１：保存安定性インクを直径７．５ｃｍのシャーレに０．２ｍｌ量り取
り、室温、大気開放下に放置して、染料や粘度調整剤の
固形成分の析出の有無を評価した。粘度調整剤として用
いるポリエチレングリコール＃２００００（２５℃にお
いて固体）や染料の固形成分は、インクの保存安定性が
良いと析出を抑制することができる。判定基準は以下の
通りであり、結果、の場合にインクジェット記録用
インクの要求特性を満たしている。７日以内に析出が生じた場合：× ７〜１４日以内に析出が生じた場合：○ １４日以上析出が生じない場合：◎ 試験２：光学濃度インクを１０００倍に希釈し、日立製作所製Ｕ−３４１
０型自記分光光度計で吸光度を測定し、ＯＤ値を算出し
た。判定基準は以下の通りであり、結果、、の場
合にインクジェット記録用インクの要求特性を満たして
いる。ＯＤ値が１．５未満：× ＯＤ値が１．５〜２：△ ＯＤ値が２〜３．５：○ ＯＤ値が３．５以上：◎ 試験３：耐水性セイコーエプソン製ＭＪ−５００Ｃ型インクジェットプ
リンタを用いてゼロックス４０２４紙、ゼロックス４２
００紙に黒ベタを印字した後に２４時間放置し、印字物
を常温で５分間イオン交換水に浸漬して取り出して自然
乾燥させた。Ｘ−Ｒｉｔｅ製９３８型分光濃度計を用い
て、印字物のＯＤ値を浸漬前と浸漬後に測定し、浸漬前
のＯＤ値に対する浸漬後のＯＤ値の割合を示した。判定
基準は以下の通りであり、結果、、の場合にイン
クジェット記録用インクの要求特性を満たしている。３０％未満：× ３０〜６０％：△ ６０〜８０％：○ ８０〜１００％：◎ 上記の試験１、試験２および試験３の結果を表２に示
す。

【００３２】

【表２】表２からわかるように、実施例１〜実施例１３の組成の
インクは、保存安定性、光学濃度および耐水性に関し
て、インクジェット記録用インクの要求特性を充分に満
足することができる。また、インクの湿潤や溶解安定化
などの目的に用いられる様々な水溶性有機溶剤の組み合
わせを広範囲に選択することができる。

【００３３】試験結果をさらに検討すると以下のことが
わかる。第１の黒色染料を添加すると光学濃度が向上する（比
較例１〜４）。第１の黒色染料の添加量を増加すると保存安定性が向
上する（実施例３，１２、比較例１）。第２の黒色染料を添加すると耐水性が向上する（比較
例１〜４）。第１の黒色染料と第２の黒色染料とをほぼ同量配合す
ると光学濃度が向上する（実施例１〜３，４〜８，１
３，９〜１２）。第１の黒色染料と第２の黒色染料との最適な配合量は
それぞれ３％である（実施例１，４，１０）。水溶性有機溶剤である湿潤剤を３５％以上含有すると
耐水性が低下する（実施例５，６）。第１の黒色染料の量が多いと耐水性が低下する（実施
例５，１３）。

【００３４】上記の結果から、第１の黒色染料は光学濃
度および保存安定性を向上させ、第２の黒色染料は耐水
性を向上させることがわかる。また、第１の黒色染料と
第２の黒色染料との配合は、同量（３％ずつ）としたと
きに光学濃度が向上する。

【００３５】また、式Ｉに示した第１の黒色染料は、式
IIに示した第２の黒色染料よりも溶解性が高い。このた
め、第１の黒色染料の含有量が多い場合には耐水性が低
下するので、第１の黒色染料と湿潤剤との配合を考慮す
る必要がある。しかし、第１の黒色染料の相溶性によっ
て固形成分の析出を抑制することができるので、保存安
定性が向上する。

【００３６】そこで、染料、湿潤剤などの配合を考慮す
ると、第１の黒色染料と第２の黒色染料とを同量（３％
ずつ）配合し、湿潤剤を総量で３０％以下含有したとき
に、実施例４，５に示したように、保存安定性、光学濃
度および耐水性の全てにおいて最も良好な結果が得られ
る。

【００３７】第１の実施の形態で得たインクジェット記
録用インクをインクジェットプリンタに用いると、特に
普通紙での高品位な印字が可能となり、信頼性の高いイ
ンクジェット記録装置を得ることができる。

【００３８】( 第２の実施の形態 )第１の実施の形態に
おいては、２種類の黒色染料の組み合わせによって信頼
性の高いインクを得ることができることを示した。しか
し、場合によっては３種類以上の染料を組み合わせるこ
とができ、黒色以外の染料を添加することもできる。例
えば第１の実施の形態で用いたインクは充分に黒色再現
性が良いが、インクジェット記録装置で低解像度の印字
を行った場合には青味がかって見えることがある。そこ
で、第２の実施の形態では、青色の補色である黄色の染
料を１種類添加するインク組成を示す。

【００３９】本発明のインクに用いる３種類の黄色染料
のうち、第１の黄色染料の組成を式IIIに示し、第２の
黄色染料の組成を式IVに示し、第３の黄色染料の組成を
式Ｖに示す。

【００４０】

【化１３】

【化１４】

【化１５】上記の黄色染料の添加量はインク組成物の組成によって
異なるが、目詰まり、印字濃度等を考慮して、いずれか
１種類の染料の下限を０．１重量％とすることが望まし
い。また、添加量の上限は５重量％とすることが望まし
く、より好ましくは１重量％である。

【００４１】その理由を説明する。黄色染料を５重量％
以上添加すると、多くの場合カーボンブラックのような
黒色にはならない。また、インク中の染料成分が増加す
ることによってノズルが目詰まりしやすくなり、安定吐
出の信頼性が損なわれる。これらのことを防止しつつ、
必要な記録濃度、色合いおよびインクの信頼性を得るた
めには、添加量の上限は１重量％が望ましい。また、黄
色染料を添加することによる効果を得るためには、添加
量の下限は０．１重量％が望ましい。

【００４２】以下に第２の実施の形態における実施例お
よび比較例について説明するが、本発明はこれらの実施
例および比較例に示した湿潤剤、粘度調整剤、染料等の
種類や組み合わせに限定されるものではない。

【００４３】表３の各実施例および比較例に示したイン
ク組成物を容器に秤量して溶解させ、０．４５μｍの口
径のメンブランフィルタを用いて加圧濾過し、インクを
得た。表３において、数値は重量％を表し、残量はイオ
ン交換水である。

【００４４】

【表３】表３に示した組成のインクのそれぞれについて、以下の
試験を行った。

【００４５】試験４：黒色再現性セイコーエプソン製ＭＪ−５００Ｃ型インクジェットプ
リンタを用いてゼロックス４０２４紙に黒ベタを印字し
た後に２４時間放置し、Ｘ−Ｒｉｔｅ製９３８型分光濃
度計を用いて、印字物のａ＊，ｂ＊（色度）を測定し、
ａ＊，ｂ＊が０に近いほど黒色再現性が良いと判断す
る。具体的には、横軸にａ＊、縦軸にｂ＊の値をとった
グラフを用いて、Ｃ＊＝（ａ＊²＋ｂ＊²）^1/2で表され
る彩度Ｃ＊を計算し、Ｃ＊の値が小さいほど黒色に近い
と判断する。この試験４の結果およびＣ＊の計算結果を
表４に示す。

【００４６】

【表４】表４からわかるように、実施例１４〜実施例１７はいず
れも比較例５よりもＣ＊の値が小さく、黒色再現性が良
好である。また、第２の黄色染料を用いた実施例１５，
１６が、より良好な結果となった。

【００４７】このように、第１の実施の形態で用いた２
種類の黒色染料に第２の実施の形態で用いた３種類の黄
色染料のうちいずれか１種類を添加することによって、
インクの黒色再現性を向上することができる。また、添
加する染料の種類は１種類に限られず、必要に応じて様
々な染料を広範囲に選択して組み合わせることができ
る。

【００４８】第２の実施の形態で得たインクジェット記
録用インクをインクジェットプリンタに用いると、特に
普通紙での高品位な印字が可能となり、信頼性の高いイ
ンクジェット記録装置を得ることができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
係る発明は、式Ｉで示される第１の染料と式IIで示され
る第２の染料とを含有することによって、第１の染料を
添加することによる光学濃度および保存安定性の向上と
第２の染料を添加することによる耐水性の向上とをどち
らも満足することができるという効果を有する。また、
請求項２および３に係る発明は、第１の染料と第２の染
料とを同じ重量の比率で含有することおよび湿潤剤を総
量で３０重量％以下含有することによって、請求項１に
係る発明の効果をより高めることができるという効果を
有する。このように、染料および湿潤剤の配合を考慮す
ることによって、印字ヘッドのオリフィス等に目詰まり
を生じず、光学濃度が高く、印刷物の耐水性に優れ、保
存安定性が良好な信頼性の高いインクを得ることができ
るという効果を有する。

【００５０】また、本発明の請求項４に係る発明は、水
溶性高分子化合物として２５℃において固体であるもの
を粘度調整剤として用いることによって、少量で希望す
る粘度を得て耐水性を保持することができるという効果
を有する。

【００５１】さらに、本発明の請求項５ないし７に係る
発明は、第１の染料と第２の染料との組み合わせに式II
I〜式Ｖのいずれかで示される第３〜第５の染料のいず
れかを添加することによって、黒色再現性に優れ、印字
ヘッドのオリフィス等に目詰まりを生じず、光学濃度が
高く、印刷物の耐水性に優れ、保存安定性が良好な信頼
性の高いインクを得ることができるという効果を有す
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池田潔是東京都港区芝浦４丁目11番地22号株式会社沖データ内 (72)発明者青木正道東京都港区芝浦４丁目11番地22号株式会社沖データ内Ｆターム(参考） 2C056 EA13 FC01 4J039 AB02 AD06 AD23 AE07 BC38 BC51 BC52 BE02 BE15 BE22 CA06 EA19 EA29 EA38 EA44 GA24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも式【化１】（式Ｉ中、Ａｒ¹，Ａｒ²はそれぞれフェニル基またはナ
フチル基を表す）で示される第１の染料と、式【化２】（式II中、ＡはＣＯＯＭまたはＳＯ₃Ｍを示し、Ｍはア
ルカリ金属、アンモニウム類、有機アミン類およびＨか
ら選ばれる。ｍは０〜１、ｎは０〜２で置換基の数を表
す）で示される第２の染料とを含有する、インクジェッ
ト記録用インク。
【請求項２】前記第１の染料と前記第２の染料とを同
じ重量の比率で含有する、請求項１に記載のインクジェ
ット記録用インク。
【請求項３】湿潤剤を総量で３０重量％以下含有す
る、請求項１または２に記載のインクジェット記録用イ
ンク。
【請求項４】２５℃において固体である水溶性高分子
化合物を含有する、請求項１ないし３のいずれか１項に
記載のインクジェット記録用インク。
【請求項５】さらに、式【化３】（式III中、ＡはＣＯＯＭまたはＳＯ₃Ｍを示し、Ｍはア
ルカリ金属、アンモニウム類、有機アミン類およびＨか
ら選ばれる。ｎは０〜２で置換基の数を表す）で示され
る第３の染料とを含有する、請求項１に記載のインクジ
ェット記録用インク。
【請求項６】さらに、式【化４】（式IV中、ＡはＣＯＯＭまたはＳＯ₃Ｍを示し、Ｍはア
ルカリ金属、アンモニウム類、有機アミン類およびＨか
ら選ばれる。ｎは０〜２で置換基の数を表す）で示され
る第４の染料とを含有する、請求項１に記載のインクジ
ェット記録用インク。
【請求項７】さらに、式【化５】（式Ｖ中、ＡはＣＯＯＭまたはＳＯ₃Ｍを示し、Ｍはア
ルカリ金属、アンモニウム類、有機アミン類およびＨか
ら選ばれる）で示される第５の染料とを含有する、請求
項１に記載のインクジェット記録用インク。