JP2001270241A - インクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速、普通紙印刷を目的としたピエゾ型オン
デマンドインクジェット記録装置における最適な記録方
法の提供。 【解決手段】 圧電素子を用いた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ベック平滑度８０
ｓ以下の非コート紙記録媒体上に噴射させ、記録ドット
を形成するインクジェット記録方法において、記録媒体
に対する初期吸収係数が０．９〜０.３(ｍｌ／ｍ²)／
(ｍｓ)^0.5である顔料を色材としたインク組成物を用い
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、圧電（ピエゾ）素
子を用いたオンデマンド型インクジェット記録装置、特
に非コート紙に高速度で記録するインクジェット記録装
置の記録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、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
5,853,899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
-034485号、特開平11-028861号、特開平11-020300号、
特許2845832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2938
917号、特許2887098号、特許2883299号、特許2877740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。

【０００３】併行して高画質な印刷を実現するためのイ
ンクジェット用インク組成物に関しても多数の報告がな
されている。その一部を例示すると、特許2136873号、
特許2116198号、特許2037450号、特許2037453号、特許2
894568号、特許2710138号、特許2792135号、特許284167
8号、特許1927399号公報等には、にじみの少ない印刷、
あるいは耐水性を可能にするインク等が記載されてい
る。

【０００４】用紙及びインクの物理特性の関連性に関し
ても多くの報告があり、特開平10-330666号、特開平10-
316915号、特開平10-272828号、特開平10-237370号、特
開平11-129460号、特許2618361号、特許2801295号、特
許2529154号、特許2516218号、特許2825224号公報等に
は、最適な印刷を得るための用紙のステキヒトサイズ
度、用紙及びインクのブリストー濡れ時間、吸収係数、
インクの蒸発速度に関する報告等が記載されている。

【０００５】上記のインク及び用紙（基体）に関する一
般的な解説書としては、例えば「インクジェット記録の
高画質、高速化技術と関連材料の開発」、技術情報協
会、１９９９年出版、「印刷・情報記録における紙の特
性と印刷適性および分析、評価」、技術情報協会、１９
９９年出版等がある。

【０００６】これに対して、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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】水及び水溶性溶剤を溶
媒としたインクにおいては、紙のセルロース繊維への浸
透、吸着に起因するにじみ、裏移り（ブリードスルー）
等の印刷品質を低下させる現象が原理的に阻止できな
い。このため、前述のように基本的な方策として用紙
（基体）を処理することにより印刷品質を維持する方法
が採られてきたが、本発明の意図する普通紙（非コート
紙）印刷には適合しない。また、特に普通紙に対してイ
ンクの乾燥性（セット性）とにじみは通常相反的な性質
であり、にじみを防止すると、乾燥性が低下し高速の印
刷が不可能になった。同様に、インクの印刷濃度とにじ
みは相関があり、適当な高い濃度を実現するインク量に
おいては、にじみが過剰でかつ裏移りを生じ易く、品質
の悪い印刷しか得られなかった。

【０００８】本発明は、これら従来同時に達成すること
は不可能とされてきた事項を可能にするインクジェット
用インク組成物及び記録方法を提供するものである。

【０００９】

【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
よりインク液滴をベック平滑度８０ｓ以下の非コート紙
記録媒体上に噴射させ、記録ドットを形成するインクジ
ェット記録方法において、 該記録媒体に対する初期吸
収係数が０．９〜０.３(ｍｌ／ｍ²)／(ｍｓ)^0.5の顔料
を色材とするインク組成物を用いることにある。

【００１０】好ましくは、２５℃における静的表面張力
が３５mN/m以上のインク組成物を用いる。更に好ましく
は、 水、ポリエチレングリコール及び顔料を必須成分
とし、好ましくはグリセリンを含有するインク組成物を
用いること、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にある。

【００１１】

【発明の実施の形態】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。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。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。

【００１２】ここで、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、表面平滑度に
着目した。これらにはベック平滑度、スムースター平滑
度、チャップマン平滑度等がありＴＡＰＰＩ−Ｔ４７
９、ＪＩＳ Ｐ８１１９等に規定されている。ベック平
滑度、スムースター平滑度および王研式平滑度試験機に
よる平滑度はいずれも空気流速ないしは圧力変化を測定
するもので互いに変換可能である。

【００１３】本発明の意図する用紙はいずれも非コート
紙でかつベック平滑度が８０ｓ以下のものである。非コ
ート紙とは実質的な塗料（填料）の量が両面で１２ｇ／
ｍ²以下（上述の生産統計の定義で微塗工紙以下）の用
紙を意味している。これらに該当しない用紙等に関する
インクジェット印刷は本発明の目的の範囲外である。

【００１４】本発明の用紙としては、例えば上級印刷
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。

【００１５】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）、Ｏ
Ｋフォーム、ＯＫＨ、ＮＩＰ−Ｎ、ＯＫエバーライト、
ＯＫエバーライトＷ、ＯＫスターライト、ＯＫスノーラ
イト、白苫用紙、ＯＫニューライト、ＯＫマガジンペー
パー、ＯＫクリームエバーライト、ＯＫハイパルキー、
ＯＫハイマガジンペーパー、ＯＫスカイライト、ＯＫ上
質紙Ｌ、エバーライトＲ、ＯＫブライト、ＯＫロイヤル
ライトＳ、ロイヤルライトＨ、ニューライトＲ、ニュー
ライトＲＳ、ロイヤルライトＮ、クリーンヒットＭ、ク
リーヒットＤ、クリーンヒットＳ、ＪＪ、ＯＫＦ、ＯＫ
Ｈ、ＮＩＰ、ＫＳフォーム、３８００用紙、ＫＩＰ−Ｎ
（以上新王子製紙製）、連続伝票用紙、上質ＮＩＰ用
紙、金王、東光、輸出上質紙、特需上質紙、ピレーヌ、
ハイランド、アンデス、ロッキー、軽量オフ輪、アルプ
ス、ヒマラヤ、セーヌ、ハイセラスター、イースターＤ
Ｘ、ピレーヌＤＸ、スーパーピレーヌＤＸ、アンデスＤ
Ｘ、スーパーアンデスＤＸ、セーヌＤＸ、スーパーセー
ヌＤＸ、ゴールデンフォーム、シルバーフォーム、エク
セレントフォーム、シルバーリサイクルＮＩＰ、ＫＲＦ
スーパー、ＳＫＦ、ＧＯＬＦ−ＮＩＰ、ＰＰＣ用紙（以
上日本製紙）、パール、金菱、ダイヤフォーム、ルビー
ライトＯ、ルビーライト、ルビーライトＬ、三菱ＮＩＰ
（以上三菱製紙製）、金毬Ｖ、金毬ＳＷ、白象、高級出
版用紙、ＨＮＦセミ上質紙、シロマリ、トクギンマリ、
キンマリＬ、アルファスーパー、セミ上ＫＬ、ハイベー
ター、ベータースーパー、シロマリＬ、ハイガンマー、
ガンマスーパー、ＨＮＫ、ＨＮＦ（以上北越製紙製）、
しらおい、ＤＳＫ、ＨＡＫＵＲＯ、シャロン、特雪獅
子、白獅子、リビアン、スーパー商伝用紙、ＡＡヘンリ
ー、ＢＢヘンリー、ＣＣヘンリー、ＤＤヘンリー、ＥＥ
ヘンリー、ＥＥヘンリーＳ、ＤＳＫ、ＤＳＫ３８、ＤＳ
Ｋ−Ｎ（以上大昭和製紙製）、銀環、金環、金陽
（Ｗ）、ブリッジ、キャピタル、エクセレントフォー
ム、シルバーフォーム、ＫＲＦ、ＦＰＬＢ、ＫＣＲ（以
上日本製紙）、せんだいＭＰ上質紙、錦江、雷鳥上質、
掛紙、色紙原紙、連続伝票用紙、シャトン、エミネ、Ｒ
ＣＰ、せんだいフォーム、雷鳥フォーム（以上中越パル
プ製）、ＯＰ金桜（以上チューエツ）、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ＰＰ
Ｃ（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）。

【００１６】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。例えば、４
０ｋｇ紙、５５ｋｇ紙、７０ｋｇ紙、９０ｋｇ紙、１３
５ｋｇ紙等の上質紙および色上質紙、Xerox４０２４、
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。

【００１７】本発明の記録媒体は、また表面粗さ係数に
よっても定義可能である。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。

【００１８】本発明の記録媒体の膜厚は特に制限はない
が、例えば膜厚８０〜２００μｍの用紙がほぼ該当す
る。通常普通紙として広範に使用される膜厚９５〜１１
５μｍの用紙が本発明の目的に特に好ましい。

【００１９】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（Ｅ
ＤＸ測定）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。

【００２０】本発明の用紙の規定としては、更に例えば
ステキヒトサイズ度５５ｓ以下等の定義も可能である。

【００２１】本発明の主旨は、ベック平滑度で規定され
る物性とインクジェット記録の関係にあり、記録媒体は
紙に限定されず、同様の特性を有する金属、プラスチッ
ク、その他可能な媒体全てに適用出来る。

【００２２】紙に対する液体の浸透は繊維の空隙への毛
細管浸透と繊維自身の膨潤が併行する複雑な現象である
が、円筒形毛細管モデルに基づく下記Lucas−Washburn
の式が解析に広く使用されている。液体の浸透深さＨ
は、液体の表面張力γ、粘度η、細管の半径ｒ、浸透時
間ｔ及び液体と毛細管の接触角θを用いて、下式で示さ
れる。

【００２３】

【数１】

【００２４】上記式は縦軸Ｈ、横軸ｔ^{0 . 5}でプロットす
ると、原点を通過する直線となるが、実際の系では図１
に示すように、ある程度の浸透時間ｔ₀で折れ曲がる挙
動を示すことが多い。

【００２５】この切片（図中のＫｒ）を粗さ指数、傾き
（図中のＫａ）を吸収係数、ｔ₀を濡れ時間と称するこ
とがある。この切片の命名は、インクが初期段階では用
紙の表面凹凸に湿潤するのみで基体に浸透を開始するに
は一定時間（ｔ₀）を要するとの解釈に基づいている。
本発明の吸収係数は図と同様のプロットにおいて、浸透
深さ（インク吸収量）（縦軸）をｍｌ／ｍ²単位、浸透
時間（横軸）を(ｍｓ)^{0 . 5}単位とした場合の傾き（Ｋ
ａ）と定義される。

【００２６】本発明は、上述の用紙条件において、吸収
速度を１.５(ｍｌ／ｍ²)／(ｍｓ)^{0. 5}以下、特に好まし
くは０．９〜０．３ (ｍｌ／ｍ²)／(ｍｓ)^0.5とするこ
とである。速度が０．９(ｍｌ／ｍ²)／(ｍｓ)^0.5を超え
ると浸透が過剰となり、インクは不要な裏移り（裏面に
までインクが達する）現象を生じ、本発明の非コート紙
には実質的に使用出来ない。また、０.３(ｍｌ／ｍ²)／
(ｍｓ)^0.5未満ではインクは浸透による乾燥（セット）
に長時間を要し、特別の乾燥後処理工程を具備しない限
り、実質的に高速の印刷は不可能である。

【００２７】本発明の記録方法によれば、前述した吸収
係数Ｋａの値と共に粗さ指数Ｋｒについても特定の範
囲、特にＫｒが２０ｍｌ／ｍ²以下の領域が目的に合致
している。インクジェット用専用紙を用いる等本発明の
目的としない場合には、Ｋｒは２０ｍｌ／ｍ²を越すこ
とが通例である。本発明の目的とする系においては、濡
れ時間ｔ₀は通常極めて短く、５０ｍｓ以下と実際上ほ
ぼ０に近いことが通例である。

【００２８】なお、浸透速度の測定にはブリストー法、
これを自動化した動的走査吸液測定法等がある。本発明
の主旨は吸収係数で規定される物性とインクジェット記
録の関係にあり、記録媒体は紙に限定されず、同様の特
性を有する金属、プラスチック、その他可能な媒体全て
に適用出来る。

【００２９】本発明のインク組成物の表面張力は特に限
定する必要はないが、本発明者は、多数のインクに関し
て上述の浸透速度とインク物性の相関性を調べた結果、
特にインクの静的表面張力と浸透速度に顕著な相関性の
あることを見出した。すなわち、２５℃の静的表面張力
が３５mN/m以上のインクにおいて、特に好ましく浸透性
と乾燥性の両立が図れる。３５mN/m未満のインクにおい
ては、浸透性が表面張力の低下と共に顕著に増大し、本
発明の非コート紙に対しては、著しいにじみ、裏移りを
生じて使用出来ない。前述のLucas−Washburnの式にお
ける表面張力γと浸透深さの関係と全く異なる相関であ
る（γ大がＨ小）が、これはγの小さいインクの場合θ
が更に小さくなる（cosθ小）効果の方が大きいためと
推定される。３５mN/mという特別のしきい値が出現する
理由は明確ではないが、本発明の非コート紙の場合には
紙を構成するセルロースの報告されている臨界表面張力
値である４５mN/mに近いことと関係している可能性があ
る。本発明は静的表面張力に関してのみ記載したが、同
様の事項が動的な表面張力の場合にも得られることも推
定される。

【００３０】本発明のインク組成物としては、限定なく
各種の材料が使用される。一般的に着色剤、溶剤の主材
料に、補助的に結着剤、粘度、表面張力、ｐＨ等の物性
調整剤、防カビ剤、その他を添加して構成する。着色剤
は染料又は顔料であり、溶剤は水、水溶性有機溶剤が主
として使用されるが、非水系溶剤も可能である。これら
溶剤は単に溶媒としての機能以外に乾燥防止剤（湿潤
剤）、浸透剤（表面張力低下剤）、粘度、蒸発速度制御
剤等の作用を有する場合もあり、様々な粘度、表面張
力、溶解性、沸点、蒸発速度、引火点等を示す材料が使
用される。

【００３１】例えば、ジ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、ＮＭＰ、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、エチレングリ
コールアルキルエーテル、ジエチレングリコールアルキ
ルエーテル、エタノール、プロパノール等のアルコール
等がある。物性調整剤としては、ＫＯＨ等の金属水酸化
物、各種界面活性剤、ジエタノールアミン、トリエタノ
ールアミン等のアルコールアミン類、りん酸、強酸のア
ルコールアミン塩、アンモニウム塩、低級カルボン酸、
グリコール酸、乳酸等のヒドロキシカルボン酸、安息香
酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、チアベンダゾー
ル、ベンズイミダゾール等の防かび剤、キレート化剤、
脱酸素剤、消泡剤、導電性付与剤等各種の添加剤が用途
に応じて使用できる。本発明においては特に水、ポリエ
チレングリコール、グリセリン及び顔料を必須成分とす
るインク組成物が好適に使用出来る。

【００３２】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、従来湿潤剤として用いられてき
た。本発明では、粘度調整剤さらには水を主成分とする
水性インクの粘度増加剤として平均分子量６００〜７０
０００のポリエチレングリコールが特に望ましいことを
見出した。

【００３３】本発明の目的を達成する成分としては平均
分子量６００〜６０００のポリエチレングリコールを
７．５〜４０重量％含有することが望ましい。平均分子
量６００未満では主成分の水の粘度増加が少なく、良好
な粘度範囲になるまで添加すると良好な印刷物が得られ
ない。添加量４０重量％を越えると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す
る。特に好ましいのは平均分子量６０００である。ま
た、平均分子量２００００〜７００００のポリエチレン
グリコールを１〜１０重量％含有することが望ましい。
平均分子量７００００を越えると、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
じる。

【００３４】例えば、ポリエチレングリコール６００、
１０００、１５４０、２０００、４０００、６０００、
２００００、７００００（以上和光純薬製）、ＰＥＧ＃
６００、ＰＥＧ＃６０００（以上、日本油脂）等が使用
できる。

【００３５】ポリエチレングリコールは少なくとも１
種、または２種以上を混合して用いることができる。

【００３６】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。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た。しかし、水およ
びポリエチレングリコールと混合することにより安定し
た噴射が可能な粘度に調整できることを見出した。

【００３７】具体的なグリコールエーテル類としては、
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、イソプロピルグリコ
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、イソブチルジ
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０〜３０重量％
含むことが望ましい。３０重量％を超えると表面張力が
低下し、印刷品質が低下する。

【００３８】さらに吐出性を良くする目的でグリセリン
０〜２０重量％添加しても良い。田だし、２０重量％を
越えると印刷物ににじみが生じやすくなる。

【００３９】特性向上のために水溶性溶剤を添加しても
良い。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グリコール
類、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。

【００４０】本発明の目的を達成する成分である色材と
しては、特に有機顔料が望ましい。染料を色材とするイ
ンク組成物は製造は容易で多くの長所を有するものの、
本発明の目的とする普通紙への高速印刷に関しては、画
像の滲み、耐水性の不足等から使用は困難である。本発
明に使用される顔料としては上記ビヒクルに良分散して
耐候性に優れたものが望ましい。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。顔料の色調はフルカ
ラー印刷、スポット（部分的）カラー印刷、多色（マル
チカラー）印刷等の種類により、適宜選択される。

【００４１】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。

【００４２】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。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、AMBE-4（以上オリエント化学
製）、JA Black 25W、GA Black 2821、GA Yellow 1、GA
Magenta1、GA Cyan 2（以上御国色素製）CAB-O-JET20
0、 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％以上の
高濃度で分散されているものが特に望ましい。

【００４３】添加量は顔料濃度１〜１０重量％が適量で
ある。１重量％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。

【００４４】本発明のインク組成物の蒸発速度は特に限
定する必要はないが、オンデマンド型インクジェット記
録方法に用いるインク組成物として、適当なインク蒸発
速度を有することが好ましい。本発明者は各種のインク
の蒸発速度（蒸発量）とインクジェット記録の安定性を
比較検討した結果、２５℃／６０ＲＨ％の大気条件下で
の蒸発による重量減少が３０分で２〜２５重量％である
インク組成物が特に好ましいことを見出した。測定は、
５０μｌのインク２滴（約１００ｍｇ）をスライドガラ
ス上に滴下し、ほぼ無風状態で上記環境下に放置し、重
量変化をミクロ天秤にて測定する方法をとった。本発明
の蒸発速度はこの測定条件下で定義した。重量減少が２
重量％未満では、インクジェット記録後のプリントの乾
燥が不良で、例えば用紙重ね時に転写を生じやすく、又
重量減少が２５重量％を超える場合にはインクの乾燥が
著しくノズル詰まり、吐出不良を生じやすく記録工程の
信頼性が低下する。

【００４５】本発明のインク組成物の粘度は特に限定す
ることはないが、２５℃の静的粘度は３〜１５mPa・sの
範囲が安定な吐出特性を維持する上で好ましい。３mPa・
s未満の粘度では、インク滴の形状、周波数特性が不良
となりやすく、１５mPa・sを超える粘度では吐出が困難
で安定しにくい。本発明のインク組成物は使用する温度
条件でニュートン流体挙動を示すことが望ましいが、通
常測定に使用されるシェア速度（約１００ｒｐｍ前後）
で上記条件に合致すれば、見かけの粘度が多少のシェア
速度依存性が存在しても問題とはならない。

【００４６】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１０ｉ
ｐｓ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。

【００４７】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。

【００４８】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１ｉ
ｐｓ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５ｉｐｓ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。

【００４９】本発明の高速度をより効果的に実施するた
めに、加熱、乾燥工程等を付加することも可能である。
しかしながら、本発明の効果は特にこれら乾燥加熱工程
を用いなくとも十分実用的な印刷特性を実現出来る点に
大きな特長がある。

【００５０】本発明のインク組成物は、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、このインク組成物は、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、
木材、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る。

【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〕６８重量部の精製水と平均分子量７
０、０００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７０、０００）を２重量
部、グリセリン（和光純薬製）を２０重量部、及び表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
１０重量部を混合し、これに対して黒顔料水分散液（オ
リエント化学製Micropigmo、顔料含有量２０重量％）を
１０重量部混合し、組成物全３００gをホモジナイザ
（日立工機製ＨＧ３０）を用いて、回転数２,０００ｒ
ｐｍ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６種を得
た。

【００５３】インク組成物の吸収係数は動的走査吸液計
（協和精工製、ＫＭ３５０−Ｄ）、粘度は回転粘度計
（トキメック製ＥＤＬモデル）、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）、ベック平滑度
は王研式透気度平滑度試験機（旭精工製KY-5）で測定し
た。いずれも測定温度は２５℃である。吸収係数Ｋａ
は、吸収量を縦軸浸透深さ（吸収量）Ｈ、横軸(浸透時
間)^0.5でプロットした点を直線近似し、粗さ指数Ｋｒ
（切片）及び吸収係数Ｋａ（勾配）を算定して求めた。

【００５４】評価用に５５ｋｇ紙（小林記録紙製、ＮＩ
Ｐ紙）を記録媒体として、ダイレクト刷版作成機（日立
工機製ＳＪ０２Ａ）のヘッド部分を摘出して固定した印
刷試験機を使用し、インク吐出速度３ｋＨｚ、用紙送り
速度を１０ｉｐｓとして、解像度３００（×６００）ｄ
ｐｉで１０ｉｐｓの印刷を行った。該記録媒体のベック
平滑度は４６.５ｓである。印刷結果は下記３項にて、
簡易評価した。 （１）裏移り：インクが裏面に滲み出す状態を目視観察
（インク滲み評価） （２）転写：印刷後１ｓ以内に、別の用紙に圧着する工
程により、インクが転写するかどうかを目視観察（セッ
ト性評価） （３）耐水性：印刷後５ｓ以内に、流水に晒してインク
の流出等の変化を目視観察表中、◎は優秀、○は良好、
×は使用不可を意味している。実施例１〜６のインク組
成物はいずれも吸収係数０．９〜０.３(ｍｌ／(ｍ²・ｍ
ｓ^1/2))を示した。

【００５５】表面張力は２５mN/m以上、粘度は５mPa・s
以上である。印刷評価結果はいずれも優秀〜良好で、普
通紙に対して良好な印刷が可能なことが判った。

【００５６】以上の結果を表１に示す。

【００５７】

【表１】

【００５８】〔実施例７〕５０重量部の精製水、ジプロ
ピレングリコール５０重量部及び実施例１と同様の黒顔
料水分散液１０重量部を混合し、実施例１と同様にイン
ク組成物を製造し、同様の評価を行った。結果は表１に
記載した。

【００５９】吸収係数は０．９(ｍｌ／(ｍ²・ｍ
ｓ^1/2))、静的粘度は７.３mPa・s、表面張力は４０.３mN
/mである。印刷結果は各評価とも問題無く、普通紙に良
好な印刷が可能であった。 〔比較例１〜３〕表１に示す組成の精製水６８重量部、
ポリエチレングリコール７０、０００を２重量部、グリ
セリン２重量部、ジエチレングリコールモノブチルエー
テル又はエチレングリコールイソブチルエーテル１０重
量部を混合し、これに顔料水分散液を１０又は２０重量
部添加したインク組成物３種を製造し、実施例１と同様
の測定、評価を行った。

【００６０】いずれの場合も吸収係数は２(ｍｌ／(ｍ²
・ｍｓ^1/2))を超える値を示し、転写（乾燥性）、耐水
性は優秀であったが、裏移り（インク滲み）は不良で多
量のインクが裏面にドット状にしみ出し、普通紙印刷に
は使用不可能であった。これらのインク組成物の表面張
力はいずれも３５mN/m未満であった。 〔実施例８〜１８〕表２に示す組成で、精製水、ポリエ
チレングリコール（分子量６,０００）、ポリアルキレ
ングリコールモノアルキルエーテル及び顔料分散液（キ
ャボットスペシャルティケミカルズ製ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥ
Ｔ３００）を用いて１１種の本発明のインク組成物を製
造した。

【００６１】そして、実施例１と同様の測定及び評価を
行った結果を表２中に示した。

【００６２】

【表２】

【００６３】いずれも０.３〜０．９(ｍｌ／(ｍ²・ｍｓ
^1/2))の吸収係数を示し、印刷結果も各項目とも優秀〜
良好であった。本発明のインク組成物が普通紙印刷に好
適なことが判った。 〔実施例１９〜２０〕及び〔比較例４〜５〕表３に示す
組成で本発明のインク組成物１９、２０を製造した。更
に比較のために市販のインクＡ及びＢを使用した。

【００６４】実施例１と同様の測定及び評価結果を表３
中に示した。

【００６５】

【表３】

【００６６】本発明のインク組成物の吸収係数は実施例
１９及び２０の順に０.５及び０．８(ｍｌ／(ｍ²・ｍｓ
^1/2))であり、各項目とも優秀な印刷結果が得られた。

【００６７】これら本発明のインク組成物２種及び比較
インク２種を用いて、１１種類の市販用紙に印刷を行
い、ドット面積及びドット形状係数（＝(周長)²／(２π
・ドット面積)）を比較した（図２及び図３参照）。ド
ット形状の測定には倍率２０倍の顕微鏡からＣＣＤカメ
ラにより取り込んだ画像を、自動画像品質評価ソフトウ
ェア（Media Cybemetrics製Image Pro Plus）を用いて
解析した。測定ドット数は３０〜１００個である。

【００６８】結果を表４、表５に示す。

【００６９】

【表４】

【００７０】インクジェット（ＩＪ）専用紙１〜５はい
ずれも表面にインク受容層が積層した構造であり、普通
紙１〜６は非コート紙である。

【００７１】表４に記載した通り、インクジェット専用
紙はいずれもベック平滑度は８０ｓを超す値を示し、普
通紙はいずれも８０ｓ以下の値を示すものである。表４
にはドット面積の測定結果を示すが、比較例４、５に比
べ、本発明のインク組成物１９、２０はいずれも顕著に
ドット径が小さいこと（すなわち滲みによるドット拡大
が少ない）ことが判った。

【００７２】

【表５】

【００７３】表５にはドット形状係数の測定結果を示す
が、本発明のインク組成物は形状係数が小さく（すなわ
ち形状がより真円形に近い）、インクドット形状の乱れ
が少ないことが判った。

【００７４】インクジェット専用紙の場合はこれらの差
違があるとは言え、いずれも微少なドット径（例えば１
０、０００μｍ²以下）、ドット形状係数（例えば２以
下）で両者ともにほぼ実用に供し得る。しかしながら、
ベック平滑度８０ｓ以下の非コート紙の印刷結果を見る
と、比較例のインクの場合ドット径は滲みにより１０、
０００μｍ²を超す過大な拡大を示し、ドット形状係数
も殆ど４を超える著しい乱れ（フェザリング等）を示し
て到底実用に供し得ない。これに反し、本発明のインク
組成物１９、２０はこれら普通紙に対しても実用に供し
得る特性を示す大きな長所を示した。

【００７５】

【発明の効果】本発明のインクジェットプリンタ用イン
ク組成物及び記録方法は、従来のインクジェット用イン
クでは不可能であった、非コート普通紙上に高速度で良
好に印刷可能な方法を提示する。本発明のインク組成物
により、平滑度の低い用紙上にドット滲み及び裏移りの
ない高画質の印刷が可能で、更にこの印刷物は高速度プ
リンタに適用できる程度の短時間で乾燥（セット）が終
了する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 記録媒体に浸透するインク組成物の浸透深さ
の時間経過を示すモデル図である。

【図２】 実施例１９、２０及び比較例４、５の実験結
果を図示した図である。

【図３】 実施例１９、２０及び比較例４、５の実験結
果を図示した図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 FC01 2H086 BA01 BA03 BA53 BA55 BA60 4J039 AE07 BC07 BC09 BE01 BE12 CA06 EA10 EA15 EA16 EA17 EA19 EA42 EA47

Claims (4)

【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
   よりインク液滴をベック平滑度８０ｓ以下の非コート紙
   記録媒体上に噴射させ、記録ドットを形成するインクジ
   ェット記録方法において、 該記録媒体に対する吸収係数が０．９ 〜０．３(ｍｌ／
   ｍ²)／(ｍｓ)^0.5である顔料を色材とするインク組成物
   を用いることを特徴とするインクジェット記録方法。
2. 【請求項２】２５℃における表面張力が３５mN/m以上の
   インク組成物を用いることを特徴とする請求項１記載の
   インクジェット記録方法。
3. 【請求項３】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または２記載のインクジェット記録方法。
4. 【請求項４】水、ポリエチレングリコール及び顔料を必
   須成分とし、好ましくはグリセリンを含有するインク組
   成物を用いることを特徴とする請求項１ないし３記載の
   インクジェット記録方法。