JP2002088280A

JP2002088280A - インクジェットインク、それを用いたインクジェット記録方法および記録装置

Info

Publication number: JP2002088280A
Application number: JP2000276009A
Authority: JP
Inventors: Kenji Oshima; 賢司大島
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-09-12
Filing date: 2000-09-12
Publication date: 2002-03-27

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、優れた印字性能を有するインクジ
ェットインク、それを用いたインクジェット記録方法お
よび記録装置を提供する事を目的とする。【解決手段】本発明のインクジェットインクは、非水
溶媒中に、少なくとも前記溶媒に不溶な色材と、前記溶
媒に可溶な樹脂を含有し、１０⁶Ω・ｍ以上の体積抵抗
率を有するインクジェットインクであって、前記樹脂と
して、２５℃における前記溶媒に対する溶解度が２０重
量％以上である物を配合する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットイ
ンク、それを用いたインクジェット記録方法および記録
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクを記録媒体に飛翔させ記録ドット
を形成することにより印字を行うインクジェット記録法
は、カラー化が容易で普通紙に直接記録できるノンイン
パクト記録法として関心を集めており、この方式を用い
たプリンターが種々実用化されている。インクジェット
記録法の一つとして、記録媒体に対向して配置された複
数の記録電極と記録媒体の背面に配置された対向電極と
に電圧を印加し、両電極間に生じた電位差により、記録
電極上に供給されたインクに静電力を作用させ、インク
を記録媒体上に飛翔させる、静電型のインクジェット記
録法がある。これらの静電インクジェットプリンター
は、例えば、”インクジェット記録技術”、株式会社ト
リケップス発行（１９８９年）に紹介されている。

【０００３】このような静電インクジェット方式により
構成された、ドロップオンデマンド型のフルカラー記録
ヘッドの一例が、例えば特開昭５８−２１５２５３号公
報、電気通信学会論文誌，Ｖｏｌ．Ｊ６８−Ｃ，２（１
９８５年）第９３ページから第１００ページに開示、発
表されている。この方式は、従来のインクジェットヘッ
ドにおけるノズルの代わりに、内壁に多数の記録電極を
有する細長いスリット状のインク吐出口を用いている。
このため、インクの目詰まりに対する心配が少なく、ま
たヘッドの構成が単純であることにより製造コストの低
減が期待でき、記録媒体の幅方向の広範囲をカバーでき
る長さの、いわゆる長尺ラインヘッドを実現するために
も有効な方法である。この静電型インクジェットヘッド
においては、有機溶剤に染料を溶解した油性インクが好
適に用いられ、インクの構成材料に関しては詳細に開示
されてはいないが、電気通信学会論文誌，Ｖｏｌ．Ｊ６
８−Ｃ，２，ｐｐ．９３−１００，（１９８５年）に見
られる例では、体積抵抗率（電気抵抗率）が１０⁵〜１
０⁶Ω・ｍ、表面張力が２２ｍＮ／ｍ、粘度が３．１〜
６．９ｃＰの物性値を有するインクが用いられている。
しかしながら、このような油性インクは、他のインジェ
ット方式において一般に用いられている水性インクと比
較し表面張力が低いために、記録紙への浸透性が非常に
大きく、特に普通紙に印字を行う場合において、印字濃
度の低下やにじみ、裏写りを生じやすいという問題があ
った。

【０００４】これに対して、例えば特開平９−１１４７
５号公報、特開平９−１１８０１５号公報、特開平９−
１９３３８９号公報等には、帯電された色材粒子（トナ
ー）が電気絶縁性の高い液体中に分散されたインクを用
い、記録電極と対向電極との間に形成された静電界によ
り、色材粒子を電気泳動により記録電極先端の吐出部に
集中させ、色材が高濃度に濃縮された形でインク滴を飛
翔させる静電インクジェットヘッドが開示されている。
この場合、通常、記録電極には色材の帯電極性と同極性
の電位を、対向電極には色材の帯電極性と逆極性の電位
を与える。この方式では、その吐出原理の詳細は明らか
にされていないが、前述の方式とは異なり、インクの構
成成分が均一な状態で多量の液体成分を含んだまま吐出
されるのではなく、色材が凝集され液体成分が少ない状
態でインクが吐出されることにより、上述の問題点が解
決される。また、顔料を色材として用いることにより、
従来の染料を用いたインクジェットヘッドに比べ、印字
画像の耐水性、耐光性に関しても有利な結果が得られ
る。

【０００５】この様な色材凝集型の静電インクジェット
インクにおいては、印字濃度が高く、にじみや裏写りを
生じない良好な印字特性を得るためには、まず第１にイ
ンクの体積抵抗率が十分大きい事が必要である。この事
により記録電極と対向電極により形成されインクに印加
された電界を色材粒子に到達させる事が可能となる。ま
た、インクの体積抵抗率が低いと、記録電極により印加
される電圧により、インクが電荷注入を受け帯電してし
まい、静電反発力によりインクが多量の液体成分を含ん
だまま吐出してしまう傾向が強くなる。次に、色材粒子
を十分な速度で電気泳動により吐出口部に集中させる必
要があるため、色材粒子が十分な帯電量を有している
事、すなわち色材粒子が正極性もしくは負極性の高いゼ
ータ電位を有している事が必要である。また、吐出性能
と色材粒子の沈降防止との兼ね合いから、色材粒子の平
均粒径は、０．１〜４μｍ程度が好ましいとされる。

【０００６】具体的には、例えば特開平９−１９３３８
９号公報等には、電気抵抗率が１０ ⁸Ω・ｍ以上の誘電
性液体中に、前記誘電性液体に対するゼータ電位が６０
ｍＶ以上であり、かつ平均粒径が０．０１及至５μｍの
範囲内にある現像剤粒子（少なくとも着色材成分を有す
る固形樹脂粒子）を分散させる事により、１０⁶Ω・ｍ
以上、最も好ましくは１０⁸Ω・ｍ以上の電気抵抗率を
有するように調整されたインクの使用が開示されてい
る。この様なインクは、例えば、絶縁性液体として１０
⁸Ω・ｍ以上の体積抵抗率を有する炭化水素系溶剤、色
材として、カーボンブラック顔料および有機顔料、並び
に、樹脂やワックスからなるバインダ中もしくは表面に
顔料を含有するものを用い、樹脂、分散剤、帯電制御剤
等を加えた系で色材分散体を作製する事により調製する
事が可能と考えられるが、好適なインクの組成と材料、
作製方法およびインク物性値の詳細は開示されていな
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような色材凝集
型の静電インクジェットインクにおいては、色材の記録
媒体への結着性を高める事、および色材の分散性を向上
させる事を目的として、溶媒に可溶な樹脂をインクに配
合する事が望ましい。しかしながら、このような樹脂の
配合により、記録電極およびインク吐出部への色材を中
心とした固着物が生成し易くなり、インクの吐出が不安
定になるという問題があった。また、樹脂の配合によ
り、色材の凝集に伴い吐出部近傍のインクが高粘度化
し、同様にインクの吐出が不安定になったり、インク吐
出の応答周波数が低下するという問題があった。

【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決する物で
あり、優れた印字性能を有するインクジェットインク、
それを用いたインクジェット記録方法および記録装置を
提供する事を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
インクは、非水溶媒中に、少なくとも前記溶媒に不溶な
色材と、前記溶媒に可溶な樹脂を含有し、１０⁶Ω・ｍ
以上の体積抵抗率を有するインクジェットインクであっ
て、前記樹脂として、２５℃における前記溶媒に対する
溶解度が２０重量％以上である物を配合する構成とし
た。

【００１０】本発明によれば、優れた印字性能を有する
インクジェットインク、およびそれを用いた静電型イン
クジェット記録方法および装置を実現する事が出来る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、非水溶媒中に、少なくとも溶媒に不溶な色材と、溶
媒に可溶な樹脂を含有し、１０⁶Ω・ｍ以上の体積抵抗
率を有するインクジェットインクであって、樹脂の２５
℃における溶媒に対する溶解度が２０重量％以上である
事を特徴とするインクジェットインクであり、記録電極
およびインク吐出部における固着物の生成を抑制すると
共に、インクの高粘度化を防止するという作用を有す
る。

【００１２】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１において、インク中の溶媒に可溶な樹脂の濃度が２〜
１５重量％であるインクジェットインクであり、インク
の高粘度化を抑制しつつ、色材の記録媒体への定着性を
確保するという作用を有する。

【００１３】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１，２において、インク中の溶媒に不溶な色材の濃度が
１〜６重量％であるインクジェットインクであり、記録
ヘッドによる印字を行った場合に、インクの高粘度化を
抑制しつつ、記録紙に十分な印字濃度のドットを形成す
るという作用を有する。

【００１４】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１，２において、非水溶媒が２５℃において１０¹⁰Ω・
ｍ以上の体積抵抗率、および１５０〜３５０℃の範囲の
沸点を有する脂肪族炭化水素系溶剤であるインクジェッ
トインクであり、インクの体積抵抗率を十分な値に保
ち、かつインクの室温における蒸発速度を適当な範囲と
し、かつインクの臭気を抑制するという作用を有する。

【００１５】本発明の請求項５に記載の発明は、２５℃
において１０¹⁰Ω・ｍ以上の体積抵抗率、および１５０
〜３５０℃の範囲の沸点を有する脂肪族炭化水素系溶剤
を溶媒とし、少なくとも溶媒に不溶な色材を１〜６重量
パーセントと、２５℃における溶媒に対する溶解度が２
０重量％以上である樹脂を２〜１５重量％含有する事を
特徴とするインクジェットインクであり、記録ヘッドに
よる印字を行った場合に、記録紙に十分な印字濃度の印
字ドットを形成し、かつ記録電極およびインク吐出部に
おける固着物の生成を抑制すると共に、インクの高粘度
化を防止し、色材の記録媒体への十分な定着性を確保
し、さらに、インクの体積抵抗率を十分な値に保ち、か
つインクの室温における蒸発速度を適当な範囲とし、か
つインクの臭気を抑制するという作用を有する。

【００１６】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
１〜５いずれか１記載のインクジェットインクを記録電
極が配置された記録ヘッドに導入し、記録電極と記録電
極に対向して配置された対向電極との間に電圧を印加し
インクに静電力を作用させることで、記録ヘッドより前
記インクを飛翔させ記録電極と対向電極との間に配置さ
れた記録媒体上にドットを形成し記録を行う事を特徴と
する静電型インクジェット記録方法であり、インクが上
記請求項１〜５の作用で説明した特性を有しているの
で、インクの吐出が安定であると共に、インク吐出の応
答周波数の低下を抑制することが可能であり、高速で安
定に、高濃度で記録媒体への十分な定着性を有する記録
画像の形成を可能にするという作用を有する。

【００１７】本発明の請求項７に記載の発明は、少なく
とも記録電極が配置された記録ヘッドと、記録電極に対
向して配置された対向電極とを有し、請求項１〜５いず
れか１記載のインクジェットインクを記録電極が配置さ
れた記録ヘッドに導入し、記録電極と記録電極に対向し
て配置された対向電極との間に電圧を印加しインクに静
電力を作用させることで、記録ヘッドよりインクを飛翔
させ記録電極と対向電極との間に配置された記録媒体上
に印字ドットを形成し記録を行う事を特徴とする静電型
インクジェット記録装置であり、インクが上記請求項１
〜５の作用で説明した特性を有しているので、インクの
吐出が安定であると共に、応答周波数の低下を抑制する
ことが可能であり、高速かつ安定に、高濃度で記録媒体
への十分な定着性を有する記録画像の形成を可能にする
という作用を有する。

【００１８】以下、本発明の実施の形態について説明す
る。

【００１９】本発明のインクジェットインクは、前述の
ように、非水溶媒中に、少なくとも前記溶媒に不溶な色
材と、前記溶媒に可溶な樹脂を含有し、１０⁶Ω・ｍ以
上の体積抵抗率を有するインクジェットインクであっ
て、前記樹脂の２５℃における前記溶媒に対する溶解度
が２０重量％以上である事を特徴とするものである。ま
ず、本発明のインクを構成する材料について説明する。

【００２０】本発明における非水溶媒は、低誘電率、高
電気絶縁性である必要があるため、炭化水素系溶剤を主
成分とする事が好ましい。分散媒に要求される特性とし
て、まず第１に、にじみが少なく十分な印字濃度の記録
画像を得るために色材、樹脂、その他の添加剤を混合し
た後にインクの体積抵抗率が１０⁶Ω・ｍ、より好まし
くは１０⁷Ω・ｍより低くならないようにする必要があ
り、１０⁹Ω・ｍ以上、より好ましくは１０¹⁰Ω・ｍ以
上の体積抵抗率を有しているものを用いる。また、誘電
率としては３．０以下の物が好ましい。

【００２１】その他の要求特性としては、インク吐出口
における分散媒の蒸発を出来るだけ小さくでき、かつ印
字後のインクの速やかな乾燥、定着を行うために、室温
において適当な範囲の蒸発速度を有していること、また
引火を防止するため、少なくとも室温以上の引火点を有
していること、さらに、環境および人体に対する安全性
が高いことが挙げられる。

【００２２】本発明のインクにおける炭化水素系溶剤を
主成分とする非水溶媒は、以上の様な要求特性を満た
し、後述のような樹脂との組み合わせにおいて十分な樹
脂の溶解性を確保できる範囲であれば、特に限定される
物ではないが、炭化水素系溶剤として特に好ましい物と
して、沸点が１５０〜３５０℃の範囲にある高純度の脂
肪族炭化水素溶剤が挙げられ、市販品としてはエクソン
化学製のアイソパーＧ，Ｈ，Ｌ，Ｍ，Ｖ（商品名）、ノ
ーパー１２，１３，１５（商品名）、出光石油化学製の
ＩＰソルベント１６２０，２０２８（商品名）、日本石
油化学製のアイソゾール３００，４００（商品名）、丸
善石油化学製のマルカゾールＲ（商品名）等がある。こ
れらの製品は、極めて純度の高い脂肪族飽和炭化水素溶
剤であり、引火点は４０℃以上、２５℃における粘度は
３ｃＳｔ以下、２５℃における表面張力は２２．５〜２
８．０ｍＮ／ｍ、２５℃における比抵抗は１０¹⁰Ω・ｍ
以上である。さらに、反応性が低く安定であり、低毒性
で安全性が高く、臭気も少ないという特徴がある。本発
明においては、この様な炭化水素系溶剤を単独で、もし
くは混合物として用いても良く、さらに、前述のような
要求特性を満たし、後述のような樹脂との組み合わせに
おいて十分な樹脂の溶解性を確保できる範囲であれば、
炭化水素系溶剤と相溶性を有する炭化水素系以外の溶
剤、例えばシリコンオイル等との混合物を用いても良
い。

【００２３】本発明のインクにおける非水溶媒の性状は
上記のような物であるが、インク化に際し、前記のよう
なインク物性の要求特性を満たす範囲で、アルコール類
等の炭化水素系溶剤以外の溶剤、また炭化水素系溶剤に
可溶性の物質を添加する事が可能である。

【００２４】本発明のインクジェットインクにおける、
溶媒に不溶な色材としては、顔料、もしくは顔料を溶媒
に不溶性の樹脂等に分散させたもの、もしくは顔料表面
に樹脂をグラフト化したもの等を用いる事が出来る。顔
料としては、種々の無機および有機顔料を用いることが
出来、例えば、カーボンブラック、β−ナフトール系ア
ゾ顔料、ピラゾロン系アゾ顔料、アセト酢酸アリリド系
アゾ顔料、縮合アゾ顔料、ジスアゾ顔料、アントラピリ
ジン顔料、インダンスレン顔料、フタロシアニン系顔
料、キナクリドン顔料、インジゴ顔料、イソインドリノ
ン顔料、ジオキサジン顔料、ペリレン顔料、フタロペリ
ノン顔料、キノフタロン顔料、二酸化チタン等がある。
また、溶媒に不溶性の樹脂としては、種々公知の天然も
しくは合成樹脂を用いることが出来るが、例えばアクリ
ル樹脂、エポキシ樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、塩
化ビニル−酢酸ビニル樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂
等がある。これらの樹脂に顔料を分散させる手法として
は、電子写真用トナーの製造プロセスに見られるよう
な、種々公知の方法を用いれば良い。その他、ロジンエ
ステル樹脂や塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂等に顔料微粒
子を分散させた加工顔料が市販されており、これを用い
ても良い。本発明のインクにおける、色材の濃度は、イ
ンクの総量に対して１〜６重量％、特に好ましくは２〜
５重量％の範囲であることが好ましい。色材の濃度が１
重量％より少なくなると、十分な印字濃度が得られず、
また、６重量％より多くなると、インク粘度の増大、お
よび色材の固着が生じやすくなることにより、安定なイ
ンク吐出が行えなくなる傾向が生じ、いずれも好ましく
ない。

【００２５】上記の様な色材の紙等の記録媒体への定着
性を向上させる事、すなわち定着用バインダーとしての
機能、加えて、色材を溶媒中に微粒子分散させる事、す
なわち分散剤としての機能を主たる目的として、溶媒に
可溶な樹脂を加える。このような樹脂は、バインダーと
しての効果を発揮させるためには、樹脂単体では室温で
固体であるか、もしくは非常に高粘度の液体である物が
好ましく、また溶媒への溶解性を確保するため、溶媒と
の親和性が高い化学構造（構成単位）を有している事が
必要である。このような要求を満たす物であれば、樹脂
の種類は特に限定される物ではないが、例えば炭化水素
系樹脂、アルキド系樹脂、アクリル系樹脂等が好適な物
として挙げられる。このような樹脂の濃度は、上述のよ
うな色材の分散性および定着性を確保するためには、イ
ンクの総量に対して２〜１５重量％、より好ましくは３
〜１０重量％の範囲である事が好ましい。樹脂の濃度が
２重量％より少なくなると、記録媒体への色材の定着性
を向上させる効果が小さくなり、１５重量％より多いと
インクの粘度が増大する事により、色材の泳動速度低下
とインク流動性の低下を生じ、安定なインク吐出と良好
な印字結果が得られなくなる傾向が生じ何れも好ましく
ない。しかしながら、このような樹脂を配合することに
より、前述のように、記録電極およびインク吐出部へ色
材を中心とした固着物が生成し易くなり、インクの吐出
が不安定になるという問題や、色材の凝集に伴い吐出部
近傍のインクが高粘度化し、同様にインクの吐出が不安
定になったり、インク吐出の応答周波数が低下する場合
があった。そこで、本発明者はこのような問題を改善す
るため、溶媒に対する樹脂の溶解性に着目し検討を行っ
た結果、２５℃における溶媒に対する溶解度が２０重量
％以上である樹脂を用いる事で、前期問題点を解決でき
る事を見いだした。このような構成を用いれば、色材の
凝集に伴う記録電極やインク吐出部への固着物の生成
や、インクの高粘度化を抑制できるため、十分な印字定
着性を確保しつつ、吐出安定性が高く良好な印字結果を
得ることができる。

【００２６】なお、本発明における溶解度とは、２５℃
において、樹脂を溶媒と混合かく拌する事により、固
形、もしくは膨潤状態の樹脂が残存せず、透明な均一混
合溶液となった状態において、その時の均一混合溶液の
濃度を意味し、溶液に対する溶解した樹脂の重量比であ
り、単位は重量％である。

【００２７】さらに、本発明におけるインクジェットイ
ンクには、色材を任意の極性および電荷量に帯電させる
ために、帯電制御剤を加える事が好ましい。帯電制御剤
としては、ナフテン酸、オクチル酸、ステアリン酸等を
脂肪酸成分とする金属石鹸、アルキル硫酸の金属塩、ア
ルキルリン酸の金属塩、脂肪酸、レシチン等を用いるこ
とが出来、また、前記のような溶媒に可溶性の樹脂も帯
電制御剤として機能する場合がある。色材を正極性に帯
電させる場合には金属石鹸が特に好ましく、特に、高純
度の脂肪族炭化水素溶剤に対しても高い溶解性を有して
いること、および顔料を帯電させる効果が高い事から、
ナフテン酸およびオクチル酸を脂肪酸成分とする金属石
鹸が特に好ましい。これら金属石鹸の金属原子として
は、マンガン、鉛、亜鉛、カルシウム、アルミニウム、
ジルコニウム、銅、鉄等が使用可能である。好ましい金
属石鹸の具体例としては、ナフテン酸マンガン、ナフテ
ン酸鉄、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸ジルコニウ
ム、オクチル酸マンガン、オクチル酸鉄、オクチル酸ニ
ッケル、オクチル酸ジルコニウム等がある。顔料および
樹脂の構造や表面処理の影響により、特に帯電制御剤を
加えなくても、色材が帯電する場合もあるが、このよう
な帯電制御剤を用いると、より確実かつ効果的に色材を
帯電させる事が可能となると共に、その添加量により色
材の帯電量やゼータ電位およびインクの体積抵抗率を調
整する事が可能となる。本発明における帯電制御剤の濃
度は、インクの総量に対して０．００１〜２．０重量％
の範囲であることが好ましい。金属石鹸の濃度が０．０
０１重量％より少ないと、色材に十分な帯電量を付与す
る効果が小さく、２．０重量％より多いとインクの体積
抵抗率低下のため、印字濃度が低下する傾向が生じるた
め、何れも好ましくない。

【００２８】本発明における基本的な構成材料は以上の
ような物であるが、このほかに顔料分散剤、界面活性
剤、ワックス、染料等の添加剤を適宜加えても良い。た
だし、このとき、インクの体積抵抗率が１０⁶Ω・ｍ、
好ましくは１０⁷Ω・ｍより低くならないように注意す
る必要がある。

【００２９】次に、インクの作成方法について説明す
る。インクの作製は、種々の一般的な顔料系インク、ト
ナー等の作製プロセスと同様に行うことができ、例え
ば、樹脂、金属石鹸、分散剤その他の補助添加剤を適当
な粘度範囲になるように溶媒に混合溶解した物に顔料を
加え、ビーズミル、アトライター、ボールミル、ペイン
トシェイカー等の分散機を用いて、数時間から数十時間
程度混合粉砕する事により、数百ｎｍ〜数μｍ程度の色
材が分散されたインクの濃縮液を作製した後、使用する
際の所定濃度まで分散倍で希釈しインクを作製する方法
がある。

【００３０】上記の様な材料および作製方法により、非
水溶媒中に、少なくとも前記溶媒に不溶な色材と、前記
溶媒に可溶な樹脂を含有し、１０⁶Ω・ｍ以上の体積抵
抗率を有するインクジェットインクであって、前記樹脂
として、前記溶媒に常温で２０重量パーセント以上可溶
である物を配合する構成としたインクを作製する事によ
り、優れた印字性能を有するインクジェットインクを実
現することができる。

【００３１】

【実施例】次に、本発明を具体例により説明する。

【００３２】（実施例１）エクソン化学製の高純度脂肪
族炭化水素溶剤であるアイソパーＧ（商品名）、８１．
１６ｇに、脂環族飽和炭化水素樹脂（ガラス転移点５５
℃、重量平均分子量１０００、以下、樹脂Ａと記す）１
２．０ｇ、高分子系顔料分散剤０．７６ｇ、帯電制御剤
であるオクチル酸ジルコニウム０．０８ｇを加え、樹脂
Ａおよび顔料分散剤、オクチル酸ジルコニウムが完全に
溶解するまで室温で混合撹拌した。

【００３３】ここで、前記樹脂Ａは、常温ではペレット
状の固形樹脂であるが、炭化水素系溶剤に対し高い溶解
性を有し、アイソパーＧに対しては２５℃で３０重量％
可溶であった（溶解度３０重量％）。ここで、上述した
ように溶解とは、樹脂を溶媒と混合かく拌する事によ
り、固形、もしくは膨潤状態の樹脂が残存せず、透明な
均一混合溶液となった状態を意味する。

【００３４】この混合溶液と、色材としてフタロシアニ
ンブルー顔料であるＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：
３、６．０ｇをジルコニア製ビーズと共にメノウ製の粉
砕容器に入れ、ペイントシェイカーで４時間混合粉砕
し、色材濃度６．０％の顔料分散液を作製した。この顔
料分散液を、アイソパーＧで希釈することにより、下記
のような組成の顔料分散インクＡを作製した。

【００３５】アイソパーＧ９０．５８重量％ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：３３．０重量％樹脂Ａ（脂環族飽和炭化水素樹脂）６．０重量％高分子系顔料分散剤０．３８重量％オクチル酸ジルコニウム０．０４重量％インクＡの体積抵抗率は１０⁷Ω・ｍ以上であり、顔料
は正極性に帯電していた。ここで、体積抵抗率の測定に
は、キースレー６５１７型高抵抗系（商品名）および東
洋真空工業１型液体電気抵抗測定用電極（商品名）を用
い２５℃の恒温槽中で行った。顔料の帯電状態は、大塚
電子製ＥＬＳ−６０００型ゼータ電位計（商品名）によ
り顔料のゼータ電位を測定する事により調べた。これら
の物性値の測定条件は以下の実施例についても同様であ
る。

【００３６】このインクＡを次のような静電型インクジ
ェットヘッドを用いて吐出、印字評価した。

【００３７】ここで、図１は、本実施例におけるインク
の評価に用いた静電型インクジェットヘッドの構成を示
す斜視図である。

【００３８】図１において、１はインクジェットヘッ
ド、２はインクに記録信号となる電圧パルスを与えてイ
ンク液滴を吐出させるための金属製の記録電極、３は複
数の記録電極２が形成された電極基板、４はプラスチッ
ク製のヘッドブロック上板、５は同じくプラスチック製
のヘッドブロック下板、６はヘッドブロック上板４とヘ
ッドブロック下板５によって形成され、インクタンク
（図示せず）とインク流路（図示せず）で連結されたイ
ンク充填部、７はヘッドブロック上板４端部とヘッドブ
ロック下板５端部によって形成されたスリット状の開口
部、８はインク中の色材を効率的に記録電極先端部近傍
に泳動させるための泳動電極、９は記録電極２に対向し
て配置された金属製の対向電極、１０は対向電極に密着
する形で、インクジェットヘッド１の長手方向と垂直に
移動可能に配置された記録紙である。インク流路（図示
せず）から供給されたインク（図示せず）はインク充填
部６に充填され、開口部７においてインクブロック上板
４と電極基板３および記録電極２先端との間でメニスカ
スを形成する。本実施例においては、ヘッドブロック上
板４端部と電極基板３との間の間隔すなわちスリット幅
は約１５０μｍ、記録電極２の幅は約６０μｍ、記録電
極２の配列間隔は約８５μｍ、記録電極２先端と記録紙
との間隔は０．７ｍｍとした物を用いた。このような構
成のインクジェットヘッドにおいて、プラス帯電性の色
材を分散させたインクを用いる場合には、対向電極９に
は常に一定のマイナス電圧を印加し、さらに泳動電極８
に一定のプラス電圧を印加しながら、記録紙１０をイン
クジェットヘッド１の長手方向と垂直に移動させなが
ら、記録電極２に記録信号となるプラスの電圧パルスを
一定の周波数で印加することで、記録電極２の先端より
対向電極９に向かって静電引力によりインク滴を吐出さ
せ、記録紙状に一定の周期のドットを形成する。

【００３９】このインクジェットヘッドを用いて、イン
クＡについて、対向電極電圧−１．２ｋＶ、記録電極電
圧＋４００Ｖ、泳動電極電圧＋２００Ｖの条件でコピー
用紙に連続してドット印字を行い、吐出の安定性、記録
周波数への応答性と印字濃度（光学濃度）を評価した。
光学濃度の測定には、グレタグ濃度計Ｄ１９Ｃ（商品
名）を用いた。この結果、光学濃度１．４以上という、
市販のインクジェットプリンター同等以上の印字濃度
で、滲みの少ない均一なドットがを２ｋＨｚの記録周波
数でドット抜けなく安定に記録する事が可能であった。
また、５万ドットの印字を、インクジェットヘッドを解
放した状態での１０分間の休止を挟んで１０回繰り返し
た後のインクジェットヘッドにつき、記録電極先端部近
傍の様子を光学顕微鏡により観察したところ、色材の固
着ははほとんど見られなかった。

【００４０】さらに上記のようにして作製した印字物に
対して、記録画像の定着性を評価するため、次のような
定着強度試験を行った。まず、印字面を内側にして印字
部の中央付近が折り曲げ部となるように記録紙を二つ折
りにし、その折り曲げた部分の上に直径約３ｃｍの金属
製円筒を、その長手方向が印字物の折り曲げた方の端と
交差する様に乗せた。次に、金属製円筒の上部を掴み、
軽く力を加えながら印字物の折り曲げた部分の上を、折
り曲げた方の端と平行に１０往復なぞった。その後、印
字面の折り曲げた部分を開き、印字面の折り曲げていた
部分の様子を目視および光学顕微鏡により観察した。そ
の結果、目視では印字面の剥離は確認されず、また光学
顕微鏡観察においても顕著な顔料の剥離は確認されなか
った。

【００４１】比較のため、市販の水性カラーインクジェ
ットプリンターおよび市販のカラーレーザープリンター
について、上記実施例と同じ普通紙にべた印字を行った
印字物について、上記実施例と同様に印字部の定着強度
試験を行った。ここで、水性カラーインクジェットプリ
ンターは染料インクを用いており、印字部の印字濃度
は、実施例１の印字物に比べ低かった。また、カラーレ
ーザープリンターは、乾式トナーを用いており、熱定着
機構を備え、普通紙印字物の印字濃度は、実施例１と同
等以上であった。その結果、市販の水性カラーインクジ
ェットプリンターの印字物においては、目視および光学
顕微鏡観察において、印字面の剥離は確認されなかっ
た。市販のカラーレーザープリンターの印字物において
は、目視では折り曲げた部分が細線状に白くなっている
のが確認され、光学顕微鏡観察では、顕著な色材（トナ
ー）の剥離により、紙面が露出しているのが確認され
た。

【００４２】（表１）は、実施例１および以降に示す実
施例および比較例におけるインク組成および印字評価結
果の一覧である。

【００４３】

【表１】

【００４４】ここで、印字性能の項は、光学濃度１．４
以上のドットが、ドット抜けの発生確率が市販のインク
ジェットプリンターと同様の０．０５％未満で印字でき
る記録周波数が、２ｋＨｚ以上であった場合は○（良
好）、１ｋＨｚ以上２ｋＨｚ未満であった場合は△、１
ｋＨｚ以下もしくは安定印字が行えなかった場合、もし
くは光学濃度が１．４未満であった場合は×（不良）と
した。

【００４５】また、定着性の項は、上記のような定着強
度試験により、目視および光学顕微鏡観察により顔料の
剥離がほとんど見られなかった場合もしくは微少と判断
された場合（市販のカラーレーザープリンターを上回
る、もしくは市販のインクジェットプリンター同等の定
着強度）を○（良好）、目視により折り曲げ部が細線状
に白くなっているのが確認された場合や、光学顕微鏡観
察により顕著な顔料の剥離が確認された場合（市販のカ
ラーレーザープリンターの印字物と同等以下の定着強
度）を×（不良）とした。

【００４６】更に、固着物の項は、前述の繰り返し条件
で吐出を行った後の記録電極先端部近傍の様子を光学顕
微鏡により観察した時、色材の固着が全く確認されなか
った場合、もしくは微少であった場合を○（良好）、固
着が明瞭に確認された場合を×（不良）とした。

【００４７】（実施例２）実施例１における樹脂Ａの代
わりに、ｐ−ｔ−ブチルスチレン／イソブチルメタクリ
レート／２−エチルヘキシルアクリレート共重合体樹脂
（ガラス転移点５６℃、重量平均分子量５００００、以
下樹脂Ｂと記す）を用いた以外は、実施例１と同様の方
法および配合比でインクＢを作製した。

【００４８】ここで、樹脂Ｂは、常温ではフレーク状の
固形樹脂であるが、炭化水素系溶剤に対し高い溶解性を
有し、アイソパーＧに対しては２５℃で２０重量％可溶
であった（溶解度２０重量％）。

【００４９】インクＢは、インクＡと同様に、体積抵抗
率は１０⁷Ω・ｍ以上であり、顔料は正極性に帯電して
いた。

【００５０】インクＢにつき、実施例１と同様に印字評
価および定着性試験、固着物の観察を行った結果を（表
１）に記載した。このように、インクＡと同様に良好な
特性を有していた。

【００５１】（実施例３）実施例１における樹脂Ａの代
わりに、大日本インキ化学工業製の塗料用アクリル樹脂
（以下、樹脂Ｃと記す）を用いた以外は、実施例１と同
様の方法および配合比でインクＣを作製した。

【００５２】樹脂Ｃは、炭化水素系溶剤に対して高い溶
解性を有しており、アイソパーＧを溶媒とする５０重量
％の溶液状態（溶解度５０重量％）で供給されており、
樹脂単体での物性は不明であるが、アイソパーＧを揮発
させることにより固化し、塗膜を形成する。インクの調
合に際しては、インク中Ｃの樹脂固形分が実施例１と同
様に６重量％となるように樹脂溶液を配合した。

【００５３】インクＣは、インクＡと同様に、体積抵抗
率は１０⁷Ω・ｍ以上であり、顔料は正極性に帯電して
いた。

【００５４】インクＣにつき、実施例１と同様に印字評
価および定着性試験、固着物の観察を行った結果を（表
１）に記載した。このように、インクＡと同様に良好な
特性を有していた。

【００５５】（比較例１）実施例１における樹脂Ａの代
わりに、ｐ−メチルスチレン／イソブチルメタクリレー
ト／２−エチルヘキシルアクリレート共重合体樹脂（ガ
ラス転移点５５℃、重量平均分子量８００００、以下樹
脂Ｄと記す）を用いた以外は、実施例１と同様の配合比
のインクＤを作製した。

【００５６】ここで、樹脂Ｄは、常温ではフレーク状の
固形樹脂であるが、炭化水素系溶剤に対する溶解性は樹
脂Ａ〜Ｃと比較すると低く、アイソパーＧに溶解可能な
濃度は２５℃で１１重量％であった（溶解度１１重量
％）。

【００５７】インクＤは、インクＡと同様に、体積抵抗
率は１０⁷Ω・ｍ以上であり、顔料は正極性に帯電して
いた。

【００５８】インクＤにつき、実施例１と同様に印字評
価および定着性試験、固着物の観察を行った結果を（表
１）に記載した。インクＡと比較すると、記録応答周波
数が低く、良好な印字性能が得られなかった。また、印
字評価後のインクジェットヘッドの記録電極先端部付近
に固着物が確認された。

【００５９】（比較例２）実施例１における樹脂Ａの代
わりに、淡色ロジン系樹脂（ガラス転移点４０℃、以下
樹脂Ｅと記す）を用いた以外は、実施例１と同様の配合
比のインクＥを作製した。ここで、樹脂Ｅは、常温では
ブロック状の固形樹脂であるが、炭化水素系溶剤に対す
る溶解性は樹脂Ａ〜Ｃと比較すると低く、アイソパーＧ
に溶解可能な濃度は２５℃で９重量％であった（溶解度
９重量％）。

【００６０】インクＥは、インクＡと同様に、体積抵抗
率は１０⁷Ω・ｍ以上であり、顔料は正極性に帯電して
いた。

【００６１】インクＥにつき、実施例１と同様に印字評
価および定着性試験、固着物の観察を行った結果を（表
１）に記載した。インクＡと比較すると、記録応答周波
数が低く、良好な印字性能が得られなかった。また、印
字評価後のインクジェットヘッドの記録電極先端部付近
に固着物が確認された。

【００６２】（比較例３）実施例１におけるアイソパー
Ｇの代わりに、丸善石油化学製の高純度脂肪族炭化水素
溶剤であるマルカゾルＲと東レ・ダウ・コーニング・シ
リコーン製のシリコンオイルであるＳＨ２００−１ＣＳ
との重量比で８：２の混合液を用いた以外は、実施例１
と同様の配合比のインクＦを作製した。

【００６３】ここで、前記混合液は、アイソパーＧと比
較し樹脂Ａの溶解力が低く、樹脂Ａが前記混合液に溶解
可能な濃度は２５℃で１２重量％であった（溶解度１２
重量％）。

【００６４】インクＦは、インクＡと同様に、体積抵抗
率は１０⁷Ω・ｍ以上であり、顔料は正極性に帯電して
いた。

【００６５】インクＦにつき、実施例１と同様に印字評
価および定着性試験、固着物の観察を行った結果を（表
１）に記載した。このように、インクＡと比較すると、
記録応答周波数が低く、良好な印字性能が得られなかっ
た。また、印字評価後のインクジェットヘッドの記録電
極先端部付近に少量の固着物が確認された。

【００６６】（比較例４）実施例２におけるアイソパー
Ｇの代わりに、出光石油化学製の高純度脂肪族炭化水素
溶剤であるＩＰソルベント２０２８を用いた以外は、実
施例２と同様の配合比のインクＧを作製した。

【００６７】ここで、ＩＰソルベント２０２８は、アイ
ソパーＧと比較し平均分子量が高いため、アイソパーＧ
と比較して樹脂Ｂの溶解力が低く、樹脂Ｂが溶解可能な
濃度は２５℃で１０重量％であった（溶解度１０重量
％）。

【００６８】インクＧは、インクＢと同様に、体積抵抗
率は１０⁷Ω・ｍ以上であり、顔料は正極性に帯電して
いた。

【００６９】インクＧにつき、実施例１と同様に印字評
価および定着性試験を行った結果を（表１）に記載し
た。インクＢと比較すると、記録応答周波数が低く、良
好な印字性能が得られなかった。また、印字評価後のイ
ンクジェットヘッドの記録電極先端部付近に固着物が確
認された。

【００７０】（実施例４〜６）実施例１における樹脂Ａ
の配合比を、それぞれ２、１０、１５重量％とした以外
は、実施例１と同様の方法および配合でインクＨ、Ｉ、
Ｊを作製した。

【００７１】インクＨ、Ｉ、Ｊは、インクＡと同様に、
体積抵抗率は１０⁷Ω・ｍ以上であり、顔料は正極性に
帯電していた。

【００７２】インクＨ、Ｉ、Ｊにつき、実施例１と同様
に印字評価および定着性試験を行った結果を（表１）に
記載した。このように、インクＡと同様に良好な特性を
有していた。

【００７３】（比較例５〜７）実施例１における樹脂Ａ
の配合比を、それぞれ０、０．５、２０重量％とした以
外は、実施例１と同様の方法および配合でインクＫ、
Ｌ、Ｍを作製した。

【００７４】インクＫ、Ｍ、Ｌは、インクＡと同様に、
体積抵抗率は１０⁷Ω・ｍ以上であり、顔料は正極性に
帯電していた。

【００７５】インクＫ、Ｍ、Ｌにつき、実施例１と同様
に印字評価および定着性試験を行った結果を（表１）に
記載した。インクＫ、Ｌでは、定着性試験において顔料
の剥離が確認され、また、インクＭでは記録応答周波数
が低く、いずれも良好な結果が得られなかった。

【００７６】（実施例７、８）実施例１におけるフタロ
シアニンブルー顔料の配合比を、それぞれ１、６重量％
とした以外は、実施例１と同様の方法および配合でイン
クＮ、Ｏを作製した。

【００７７】インクＮ、Ｏは、インクＡと同様に、体積
抵抗率は１０⁷Ω・ｍ以上であり、顔料は正極性に帯電
していた。

【００７８】インクＮ、Ｏにつき、実施例１と同様に印
字評価および定着性試験を行った結果を（表１）に記載
した。このように、インクＮ、ＯのいずれもインクＡと
同様に良好な特性を有していた。

【００７９】（比較例８、９）実施例１におけるフタロ
シアニンブルー顔料の配合比を、それぞれ０．４、１０
重量％とした以外は、実施例１と同様の方法および配合
でインクＰ、Ｑを作製した。

【００８０】インクＰ、Ｑは、インクＡと同様に、体積
抵抗率は１０⁷Ω・ｍ以上であり、顔料は正極性に帯電
していた。

【００８１】インクＰ、Ｑにつき、実施例１と同様に印
字評価および定着性試験を行った結果を（表１）に記載
した。インクＰでは、十分な印字濃度を得ることができ
ず、インクＱでは、応答周波数が低く、安定な印字を行
うことができなかった。また、インクＱでは、印字評価
後のインクジェットヘッドの記録電極先端部付近に固着
物が確認された。

【００８２】以上の実施例および比較例で示したよう
に、樹脂として、２５℃における前記溶媒に対する溶解
度が２０重量％以上である物を配合する構成とし、さら
に、樹脂の濃度を２〜１５重量パーセント、色材の濃度
を１〜６重量パーセントの範囲とすることで、記録電極
付近における固着物の生成を抑制しつつ、十分な印字濃
度と定着性を有するのドットを安定かつ高速に印字する
事が可能なインクジェットインクを実現する事ができ
る。

【００８３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、優れた印
字性能と定着性を有するインクジェットインク、それを
用いたインクジェット記録方法および記録装置を実現す
る事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例におけるインクの評価に用いた静電型
インクジェットヘッドの構成を示す斜視図

【符号の説明】

１インクジェットヘッド２記録電極３電極基板４ヘッドブロック上板５ヘッドブロック下板６インク充填部７開口部８泳動電極９対向電極１０記録紙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非水溶媒中に、少なくとも前記溶媒に不溶
な色材と、前記溶媒に可溶な樹脂を含有し、１０⁶Ω・
ｍ以上の体積抵抗率を有するインクジェットインクであ
って、前記樹脂の２５℃における前記溶媒に対する溶解
度が２０重量％以上である事を特徴とするインクジェッ
トインク。
【請求項２】インク中の溶媒に可溶な樹脂の濃度が２〜
１５重量％である事を特徴とする請求項１記載のインク
ジェットインク。
【請求項３】インク中の溶媒に不溶な色材の濃度が１〜
６重量％である事を特徴とする請求項１，２いずれか１
記載のインクジェットインク。
【請求項４】非水溶媒が２５℃において１０¹⁰Ω・ｍ以
上の体積抵抗率、および１５０〜３５０℃の範囲の沸点
を有する脂肪族炭化水素系溶剤である事を特徴とする請
求項１〜３いずれか１記載のインクジェットインク。
【請求項５】２５℃において１０¹⁰Ω・ｍ以上の体積抵
抗率、および１５０〜３５０℃の範囲の沸点を有する脂
肪族炭化水素系溶剤を溶媒とし、少なくとも前記溶媒に
不溶な色材を１〜６重量％と、２５℃における前記溶媒
に対する溶解度が２０重量％以上である樹脂を２〜１５
重量％含有する事を特徴とするインクジェットインク。
【請求項６】請求項１〜５いずれか１記載のインクジェ
ットインクを記録電極が配置された記録ヘッドに導入
し、前記記録電極と前記記録電極に対向して配置された
対向電極との間に電圧を印加し前記インクに静電力を作
用させることで、前記記録ヘッドより前記インクを飛翔
させ前記記録電極と前記対向電極との間に配置された記
録媒体上に印字ドットを形成し記録を行う事を特徴とす
るインクジェット記録方法。
【請求項７】少なくとも記録電極が配置された記録ヘッ
ドと、前記記録電極に対向して配置された対向電極とを
有し、請求項１〜５いずれか１記載のインクジェットイ
ンクを前記記録電極が配置された記録ヘッドに導入し、
前記記録電極と前記記録電極に対向して配置された対向
電極との間に電圧を印加し前記インクに静電力を作用さ
せることで、前記記録ヘッドより前記インクを飛翔させ
前記記録電極と前記対向電極との間に配置された記録媒
体上に印字ドットを形成し記録を行う事を特徴とするイ
ンクジェット記録装置。