JPH03160068A - 画像記録用インク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、微小液滴インクまたは霧状インクを記録ヘッ
ドから噴出させ、記録用媒体に記録を行う・インクジェ
ットもしくはインクミスト記録方法に用いる画像記録用
インクに関し、特にビジネスもしくはパーソナル分野で
用いる高速かつ高品位なモノクロおよびカラーの記録が
可能で、目づまりの心配のない、保存安定性に優れた画
像記録用インクに関する。

［従来の技術］ 従来、インクジェット記録方式としては、コンティニュ
アスタイプとオンデマンドタイプの２つに大別すること
ができ、前者は荷電制御型（Ｈｅｒｔｚ方式）、後者は
電気機械変換式（Ｋｙ　ｓ　ｅｒ方式）、電気熱変換方
式（バブルジェット、サーマルインクジェット）、静電
吸引式（スリットジェット、電界制御式）がある。

また、インクミスト記録方法としては、超音波エネルギ
ーにより記録インクを霧化させ、発生した霧状インクに
電荷を与え、帯電インクミストを静電気的に紙に記録す
る方法がある。

この様なジェット記録方式に用いるインクとしては、主
として水系インクと非水系インクがあるが、臭気・安全
性・にじみの面で水系インクが主流を占めている。

水系インクは、各種の水溶性染料または顔料を水または
水と水溶性有機溶剤からなる液媒体に溶解または分散さ
せ、必要に応じて各種添加剤が添加されたものが現在使
用されている。

これらジェット記録の長所として、 ■直接記録であるためプロセスが簡単 ■無騒音 ■カラー化が容易 ■高速記録が可能 ■普通紙が使用できるため低ランニングコストが可能 ■微小インクを用いるため高解像度の記録が可能 以上の特徴を有しており以前からその将来性が注目され
ていた。

近年、パーソナルコンピューターを始めとするＯＡ機器
用プワンタとして上記特徴を有したジェットプリンタの
本格的な製品化時代の到来であると考えられる。

しかし、製品としてはまだ成長期の入口に足をふみ入れ
た段階であり、解決しなければならない技術的課題も多
いのが現状である。

上記記録方法において、方式の違いによって要求項目が
若干異なるものの、共通して要求される項目として、 １）にじみがなく高品位な記録画像が得られること ２）インクの乾燥・定着速度が速く、尾引きのないこと ３）ノズル及びインク流通経路で目づまりせず吐出が安
定していること ４）インクの分散安定性・保存性・安全性がよいこと ５）記録濃度が高いこと ６）印刷物の耐光性がよいこと 等が特に重要である。

現在、上記の要求項目の全てを満足させるために記録用
インク及び装置の両面から精力的な検討がなされており
、要求性能によってはかなりの改良が認められてきてい
る。

しかし、一番の普及を妨げている要因としてはオフィス
や家庭で一般的に使用されている普通紙（国内において
はコピー用紙、国外においてはコピー用紙およびボンド
紙を普通紙と呼ぶことにする）に対して印字品質・置像
品質が悪いことがあげられる。　（そのため苦肉の策と
して、指定紙が用意されている） すなわち、画像形成インクが記録紙に付着した際、乾燥
性が悪く、また図１に示す如く、毛細管現象により記録
紙のセルロース繊維に沿ってインクが流れる為に印字・
画像の品質が著しく低下する。そのためこれらの欠点が
改良された画像形成用インクが強く望まれていろ。

この様な観点から、従来種々の普通紙記録用インクが提
案されている。

例えば、特許出願公開昭５５−２９５４６号公報には、
特定の界面活性剤を添加し、表面張力を下げてインクの
紙への吸収性を高めたものが提案されており、特許出願
公開昭５６−５７８６２号公報には、強塩基物質を添加
し高ＰＨ（ペーハー）とし、普通紙の耐水処理剤である
サイズ剤やバルプ材を化学的に溶解し、ドットの広がり
と吸収性を制御する方法および特許出願公開昭５８−１
３６７５号公報には、インク中に分子量４万以上のポリ
ビニルビロリドンを入れ、ドットの広がりと紙への吸収
性を制御する方法が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしこのような従来の提案のものでは、次のような問
題があった。

普通紙に対して高速印刷を行った場合、それぞれ一定の
効果は認められるものの、界面活性剤を含むインクでは
、インクがしみこむために定着速度は速くなるが、表面
張力が低いために紙の繊維に沿ったインクの拡散が改良
されずにじみが生じ、印字品質が劣化する。また界面活
性剤による泡立ちが生じるためノズル内に気泡が入りや
すく、安定した吐出が得られない等の問題点があった。

また、強塩基物質を含むインクでは、インクの吸収性・
定着性は高いが、乾燥性は充分ではなく、尾引きおよび
紙の繊維に沿ったインクの拡散が改良されずにじみが生
じ、満足できる印字品質が得られないという問題があっ
た。

また、分子量４万以上のポリビニルビロリドンを含むイ
ンクでは、ノズルの目づまりに対するマージンが非常に
低く、にじみに関しても充分な改良ができず、また乾燥
性が悪いため尾引きが生じるという問題があった。

以上のように普通紙に対して、しみこみ依存性の高いイ
ンクでは上記１）から６）を満足することはできないこ
とがわかった。

そこで、本発明はこのような問題点を解決するもので、
本発明の第１の目的は、記録ヘッドから微小液滴インク
もしくは霧状インクを噴出させ、記録用媒体上に該イン
クを付着させ印刷を行うインクジェットまたはインクミ
スト記録方法において、普通紙に対して印字・画像のに
じみが生じない高濃度な印刷を可能にする画像記録用イ
ンクを提供することにある。

本発明の第２の目的は、乾燥・定着性が良好で尾引きの
ない、高速およびプロセスカラーを重ねることによるフ
ルカラー記録を可能にする画像記録用インクを提供する
ことにある。

本発明の第３の目的は、ノズル内・インク流通経路で目
づまりの生じない吐出安定性に優れた画像形成用インク
を提供することにある。

本発明の第４の目的は、○ＨＰ用紙に対して高印字品質
の記録が可能な画像記録用インクを提供することにある
。

本発明の第５の目的は、耐水性・耐光性に優れ、しかも
保存安定性にも優れた画像記録用インクを提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の画像形成用インクは、記録ヘッドから微小イン
クもしくは霧状インクを噴出させ、記録用媒体に該イン
クを付着させ印刷を行うインクジェットまたはインクミ
スト記録方法に用いる画像記録用インクの最低造膜温度
が４０゜Ｃ以上であることを特徴とする。

また、固着剤として少なくとも、ワックスエマルジョン
、樹脂エマルジョン、ラテックス、有機超微粒子、無機
超微粒子を含有することを特徴とする。

［実施例］ 本発明者は、画像記録用インクの最低造膜温度（Ｍｉｎ
ｉｍｕｎ　　Ｆｉｌｍ　　ｆｏｒｍｉｎｇＴｅｍｐｅｒ
ａｔｕｒｅ）が４０℃以上であればノズルやインク流通
経路で溶媒の乾燥によりたとえ皮膜を形成したとしても
容易に分散媒に再分散できることが判明し、従来の目づ
まり防止剤の添加も必要なく、にじみのない・安定した
吐出が得られることを見いだした。

また、画像記録用インクにワックスエマルジョン、樹脂
エマルジョン、ラテックス、有機超微粒子、無機超微粒
子を添加し、これら粒子の表面に着色剤（染料・顔料）
を吸着させたまま紙に付着させることにより紙の繊維上
にドット形状を保持したまま皮膜を形成し、乾燥・定着
する事を見いだした。

すなわち、固着剤粒子と着色剤との分子間力・化学結合
力・イオン結合力・表面張力と固着剤粒子の融着と紙と
の付着力とによりにじみ・乾燥性・定着性を解決した。

本発明に使用する着色剤としては、従来のインクに使用
されている水溶性染料・油溶性染料・有機顔料・無機顔
料で他のインク成分添加により、色調の変化、沈澱物の
生成のないものならどのような染料・顔料でも使用でき
る。

具体的には、 ［ブラック染料］ ダイレクトブラック　＃１９ （Ｃ．Ｉ．３５２５５） ダイレクトブラック　＃１５４ フードブラック　　　＃２ （Ｃ．Ｉ．２７７５５） ソルベントブラック　＃３ ソルベントブラック　＃２２ ソルベントブラック　＃２３ 〔イエロー染料】 アシヅドイエロー　　＃２３ （Ｃ．Ｉ．．１９１４０） ソルベントイエロー　＃１９ ソルベントイエロー　＃２１ ソルベントイエロー　＃６１ ソルベントイエロー　＃８０ ［マゼンタ染料コ アシッドレヅド　　　＃８７ （Ｃ．Ｌ　　４５３８０） アシッドレッド　　　＃１０６ （Ｃ．Ｉ．４５１００） ソルベントレッド　　＃８ ソルベントレッド　　＃４９ ソルベントレッド　　＃８１ ソルベントレッド　　＃８２ ソルベントレッド　　＃８３ ソルベントレッド　　＃８４ ソルベントレッド　　＃１００ ソルベントレッド　　＃１０９ ソルベントレッド　　＃１２１ ［シアン染料］ アッシドプルー　　　＃９ （Ｃ．　　Ｉ．　　４２０９０） ダイレクトブルー　　＃８６ （Ｃ．Ｉ．７４１８０） ソルベントブルー　　＃１１ ソルベントブルー　　＃１２ ソルベントプルー　　＃２５ ソルベントブルー　　＃３６ ソルベントブルー　　＃５５ ソルベントブルー　　＃７３ 等が挙げられる。

また顔料としては、通常の有機／無機顔料を微粒子化分
散した物が用いられ、Ｍ料粒径が０．　　１μｍ以下に
微粒子化されている物が好適である。

染料・顔料の添加量としては、０．５重量％未満では十
分な色調・濃度が得られず、１０重量％を越えると目づ
まりが起こりやすくなるために０．５重量％〜１０重量
％が好ましい。

本発明に用いる溶媒は、水または水と水溶性有機溶剤と
の混合溶媒が用いられる。

水としては、蒸留純水を使用するのが好ましい水と混合
して使用される水溶性有機溶剤としては、炭素数１〜４
アルキルアルコール類、ケトン類、エーテル類、ポリア
ルキレングリコール類、アルキレングリコール類、グリ
セリン、多価アルコールの低級アルキルエーテル等が用
いられる。

これら水溶性有機溶剤は単独で使用することも可能であ
るが、適正なインク物性を付与するために、２種または
それ以上の溶剤を混合して使用することもできる。

本発明に使用する固着剤としては、酢酸ビニル系・アク
リル系・スチレン系・オレフィン系等の単独重合または
共璽合樹脂エマルジョン、パラフィンワックス・マイク
ロクリスタリンワックス・ポリエチレンワックス・カル
ナバワックス等の天然・合成のワックスエマルジョン、
アルキッド系・エボシキエステル系コロイダルディスバ
ージョン、スチレン・メタクワレート・アクリレート等
の有機超微粒子、コロイダルシリカ等の無機超微粒子が
使用される。

最低造膜温度（Ｍ−Ｆ−Ｔ）は、固着剤の種類、量、重
合度、粒子径、可塑剤の有無、共重合によって変化する
ため４０゜Ｃ以上に最適化することによって得られる。

本発明のインク物性としては、２０゜Ｃでの粘度が１．
２ｃｐよりも低いと高速印刷において、乾燥性に問題を
生じ、１０ｃｐよりも大きいと目づまり、吐出安定性に
問題を生じるために１．２〜１０ｃｐが好ましい。

本発明の基本構成は以上の通りであるが、その他、従来
公知の分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整
剤、比抵抗調整剤、ｐＨ調整剤、防カビ剤等を必要に応
じて添加することができる。

また、熱エネルギーの作用によりインクを吐出するタイ
プのインクジェット方式に使用する場合には熱的な物性
（例えば、比熱、熱膨張係数、熱伝導率等）が調整され
る。

以下、実施例・比較例を挙げることにより本発明を具体
的に説明するが、本例が本発明を限定するものではない
。

実施例１ 以下の実施例中に示すインク組成物ｆｆｉ（％）はすべ
て重量％である。

ダイレクトブラック　＃１９　　　　３％有機超微粒子
（日本ペイント製）　９７％（固形分濃度２０％） 上記の各成分を容器の中で充分混合撹拌し、ボアサイズ
０．５μｍのメンブレンフィルターで濾過し、記録用イ
ンクを作製した。

実施例２ カーボンブラック（顔料）　　　　　　５％有機超微粒
子（日本ペイント製）　８０％（固形分濃度２０％） 蒸留純水　　　　　　　　　　　　１０％上記成分を混
合撹拌後、ボールミルで顔料粒径が０．　　１μｍ以下
になるまで分敗し、記録用インクを作製した。

実施例３ ダイレクトブラック＃１　５４　　　　　３％アクリル
ースチレン系エマルジョン５０％（固形分濃度４０％　
大日本インキ化学工業製）蒸留純水　　　　　　　　　
　　　４７％上記の各成分を容器の中で充分混合撹拌し
、ボアサイズ０．５μｍのメンブレンフィルターで濾過
し、記録用インクを作製した。

実施例４ アシッドプルー＃９　　　　　　　　３％ワックスエマ
ルジョン　　　　　　３０％（固形分濃度４０％　東邦
化学工業＆？）蒸留純水　　　　　　　　　　　　６７
％上記の各成分を容器の中で充分混合撹拌し、ボアサイ
ズ０．５μｍのメンプレンフィルターで濾過し、記録用
インクを作製した。

実施例５ アシッドレッド＃８７　　　　　　　　３％アクリル／
コロイダルシリカエマルジョン（固形分濃度４０％　大
日本化学工業製）５０％ 蒸留純水　　　　　　　　　　　　　４７％上記の各成
分を容器の中で充分混合撹拌し、ボアサイズ０．５μｍ
のメンブレンフィルタ１で濾過し、記録用インクを作製
した。

実施例６ 実施例１に記載の方法により下記の組成を有するインク
を作製した。

ダイレクトブラック＃１５４　　　　　３％アクリル系
エマルジョン 固形分濃度４０％　　　　　　　　５０％（大日本イン
キ化学工業製） 蒸留純水　　　　　　　　　　　　４７％アシッドイエ
ロー　　＃２３ アクリル系エマルジョン 固形分濃度４０％ （大日本インキ化学工業製） 蒸留純水 ３％ ５　０％ ４　７％ アシッドレッド　　　＃８７ ３　％ アクリル系エマルジョン 固形分濃度４０％ （大日本インキ化学工業製） 蒸留純水 ５　０％ ４　７％ アッシドブルー　　　＃９　　　　　３％アクリル系エ
マルジョン 固形分濃度４０％　　　　　　　　５０％（大日本イン
キ化学工業製） 蒸留純水　　　　　　　　　　　　　４７％比較例とし
てＭ−Ｆ−Ｔが４０゜Ｃよりも低いエマルジョンを用い
て下記の各成分を容器の中で充分混合撹拌し、ボアサイ
ズ０．５μｍのメンプレンフィルターで濾過し、記録用
インクを作製した。

ダイレクトブラック＃１５４　　　　　３％アクリル系
エマルジョン　　　　　５０％（固形分濃度４０％　大
日本インキ化学工業製）蒸留純水　　　　　　　　　　
　　　４７％以上のインクを用い、記録方法として ■市販のオンデマンド型インクジェットプリンタ■吐出
オリフィス径５０μｍ、ピエゾ振動子駆動電圧５０Ｖ、
周波数５ＫＨｚの試作マルチヘッド■発熱素子を利用し
たバブルジェットプリンタ（オリフィス径５０μｍ、ヒ
ーターサイズ３０×１５０μｍ、ノズル数２４本、駆動
電圧３０Ｖ、周波数３ＫＨｚ） ■超音波霧化を利用した帯電インクミスト記録方式（超
音波振動子駆動周波数１．５ＭＨｚ、駆動電圧５０Ｖ） 上記４種類の方法により高速記録を行った場合の評価結
果とインク物性測定結果を表１に示す。

＊１．にじみ評価 顕微鏡による１００倍、４００倍での観察と目視による
観察 ■：＃ａ維に沿ったにじみもなく繊維上にドットが保持
されている Ｏ：繊維に沿ったにじみは少しあるが目視ではわからな
い Δ：　目視で若干にじみがわかる ×：　かなりにじんで、エッジがギザギザしている 乾燥・定着性評価 印字３秒後、６秒後、１２秒後に紙のエッジでこする Ｏ：３秒後で尾引きなし Ｏ：６秒後で尾引きなし Δ：　６秒後で尾引きあり ×：　１２秒後に尾引きあり ＊３．目づまり評価 キャップなし室温１ケ月放置 Ｏ：印字可能 ×：印字不可能 ＊４．インク保存性 インクを４０゜Ｃで３ケ月保存し、異物・異臭・凝集・
沈澱の有無 Ｏ：無し ×：　有り 記録濃度 マクベス濃度計による反射０・Ｄ値の測定＊　２． ＊　５． ＊６．耐水性評価 印字物を水中に５分間浸し、 観測 ○：　無し ×：　有り ×：　有り インクの流出を 表１より明らかなように、実施例１〜６の記録インクは
、それぞれの記録方式に共通して良好な結果が得られた
。

また、実施例６の記録インクのブラック、イエロー　シ
アン、マゼンタを各色重ね合わせにより鮮明なフルカラ
ー画像が再現できた。

一方、比較例の記録インク．の場合、ノズルの目づまり
が生じ、信頼性に欠けることがわかる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の画像記録用インクによれ
ば、従来から問題とされていた普通紙に対する，にじみ
、乾燥性・定着性に優れ、かつ目づまり、インク保存性
、印刷物の耐水性にも優れた高速記録・高濃度で鮮明な
記録を可能にするという効果を有する。

また、溶媒に対する容易な再分散を可能にするという効
果も有する。

また、３色のプロセスカラーインクを使用することによ
り（必要に応じてブラックも使用）高解像度なフルカラ
一画像を記録することができる。

４．

【図面の簡単な説明】

第１図は紙の繊維へのインクのにじみを示す模式図。 第２図は本発明のインクドッ トを示す模式図。 １ ・紙の繊維 ２ ・インク 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録ヘッドから微小液滴インクもしくは霧状イン
   クを噴出させ、記録用媒体に該インクを付着させ記録を
   行うインクジェットまたはインクミスト記録方法に用い
   る画像記録用インクの最低造膜温度が４０℃以上である
   ことを特徴とする画像記録用インク。
2. （２）固着剤として少なくとも、ワックスエマルジョン
   、樹脂エマルジョン、ラテックス、有機超微粒子、無機
   超微粒子を含有することを特徴とする請求項１記載の画
   像記録用インク。