JPH10130558A - Water-based pigment-based ink and ink-jet printer - Google Patents
Water-based pigment-based ink and ink-jet printerInfo
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- JPH10130558A JPH10130558A JP871397A JP871397A JPH10130558A JP H10130558 A JPH10130558 A JP H10130558A JP 871397 A JP871397 A JP 871397A JP 871397 A JP871397 A JP 871397A JP H10130558 A JPH10130558 A JP H10130558A
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- pigment
- water
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット式記
録装置において好適に使用することのできる水性顔料系
インク及びこの水性顔料インクを用いる多色印字用イン
クジェットプリンタに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aqueous pigment ink which can be suitably used in an ink jet recording apparatus and an ink jet printer for multicolor printing using the aqueous pigment ink.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、微小な径のノズルからインクを噴
射させて印字を行うインクジェットプリンタが広く使用
されている。この記録方式は、液体インクを微小な径の
ノズル(オリフィス)から飛翔粒子として記録媒体に向
けて噴出させることにより記録媒体上にインクの飛翔粒
子を付着させて文字、画像等を形成するものである。2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet printer which performs printing by ejecting ink from a nozzle having a small diameter has been widely used. This recording method forms characters, images, and the like by ejecting liquid ink from a nozzle (orifice) having a small diameter as flying particles toward a recording medium so that the flying particles of the ink adhere to the recording medium. is there.
【0003】この種のインクジェットプリンタにおい
て、従来、各種の染料を水又は有機溶剤に溶解させた染
料系のインクを用いるのが一般的であった。しかしなが
ら、染料系のインクは耐光性や耐水性で劣ることから、
記録画像に耐光性や耐水性が要求される場合には好まし
くなかった。そこで、近年は、染料系のインクに代え
て、顔料系のインクを用いることが提案されている。顔
料系のインクをインクジェットプリンタで用いる場合に
は、顔料系のインクに特定の添加材を含ませたり、或い
は顔料系のインクを特定の組成とすることにより分散安
定性を向上させることが提案されている。即ち、顔料系
のインクでは本来顔料が水との親和性に劣るため、顔料
成分がインク液内で凝縮や沈降を生じるのであるが、上
記のような添加材を含有させたり特定組成とすることに
より凝縮や沈降を抑制することができるのである。In this type of ink jet printer, conventionally, a dye-based ink in which various dyes are dissolved in water or an organic solvent has been generally used. However, dye-based inks are inferior in light resistance and water resistance,
It is not preferable when light resistance and water resistance are required for the recorded image. Therefore, in recent years, it has been proposed to use pigment-based ink instead of dye-based ink. When a pigment-based ink is used in an inkjet printer, it has been proposed to include a specific additive in the pigment-based ink or to improve the dispersion stability by making the pigment-based ink have a specific composition. ing. In other words, in pigment-based inks, the pigment is inherently inferior in affinity with water, so that the pigment component is condensed or sedimented in the ink liquid. Thus, condensation and sedimentation can be suppressed.
【0004】特開平7−292302号公報では、顔料
粒子を含むインクを噴出することで非接触ノンインパク
トの記録を行う装置に使用される記録液が開示されてい
る。この公報では、記録液中に占める25℃における不
揮発成分(A)と色材成分(B)との重量割合の差C
(=A−B)が0.01≦10となるようにするのが好ましい
ことを開示している。さらに、黒インクを含む複数のカ
ラーインクを使用することを開示しており、それぞれの
記録液に占める25℃における不揮発成分(A)と色材
成分(B)との比(=B/A)が0.5 以下としている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-292302 discloses a recording liquid used in an apparatus for performing non-contact non-impact recording by ejecting ink containing pigment particles. In this publication, a difference C in the weight ratio between the nonvolatile component (A) and the color material component (B) at 25 ° C. in the recording liquid is described.
It is disclosed that (= AB) preferably satisfies 0.01 ≦ 10. Furthermore, it discloses that a plurality of color inks including a black ink is used, and the ratio of the non-volatile component (A) to the color material component (B) at 25 ° C. in each recording liquid (= B / A). Is 0.5 or less.
【0005】また、再公表特許WO95/21897 号公報で
は、不水溶性着色材、水溶性有機溶剤、及び水を含んで
なる水性インク組成物であって、実質的に分散剤を含有
せず、前記水不溶性着色剤は水に対する溶解度が20℃に
おいて1重量%以下のものであり、かつ前記水溶性有機
溶剤に可溶であり、インク組成物中で前記水不溶性着色
剤は分散状態にある、インク組成物が提案されている。[0005] Also, republished patent WO95 / 21897 discloses an aqueous ink composition comprising a water-insoluble coloring material, a water-soluble organic solvent, and water, which contains substantially no dispersant. The water-insoluble colorant has a solubility in water of 1% by weight or less at 20 ° C. and is soluble in the water-soluble organic solvent, and the water-insoluble colorant is in a dispersed state in the ink composition. Ink compositions have been proposed.
【0006】このように、顔料系のインクについて、分
散剤としての添加材の割合を特定の条件に設定したり、
或いは、分散剤を実質的に含有せずに溶解度を特定範囲
に規定することでインク組成物を構成することが従来提
案されている。As described above, for a pigment-based ink, the ratio of an additive as a dispersant can be set under specific conditions,
Alternatively, it has been conventionally proposed to constitute an ink composition by defining the solubility within a specific range without substantially containing a dispersant.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来は
染料或いは顔料を高沸点溶剤と水とで溶解、分解させて
使用しているが、染料の場合は耐光性、耐水性に問題が
あり、顔料の場合は凝集の問題や沈降し易いといった問
題があった。このように、顔料系のインクは染料系のイ
ンクに比べると、耐光性や耐水性の点では優れている
が、水との親和性に劣るため顔料成分のインク液内での
凝集や沈降が生じ易く、したがって、従来の顔料系イン
クをそのままインクジェットプリンタにおいて使用する
と、インクジェットヘッドのノズル(オリフィス)から
の吐出安定性に著しい障害を起こし、印字不良を生ずる
という問題があった。この傾向は、熱エネルギを使うタ
イプでも、パルス圧力を使うタイプでもオリフィス周辺
にインク残滓が生じ安定した吐出を妨げることによる。As described above, conventionally, dyes or pigments are dissolved and decomposed with a high boiling point solvent and water and used. However, in the case of dyes, there are problems in light resistance and water resistance. In the case of pigments, there were problems such as aggregation and sedimentation. As described above, pigment-based inks are superior to dye-based inks in terms of light resistance and water resistance, but have poor affinity for water, so that aggregation and sedimentation of pigment components in the ink liquid are reduced. Therefore, when the conventional pigment-based ink is used as it is in an ink-jet printer, there is a problem that the stability of ejection from a nozzle (orifice) of the ink-jet head is significantly impaired, resulting in poor printing. This tendency is due to the fact that ink residue is generated around the orifice to prevent stable ejection regardless of the type using thermal energy or the type using pulse pressure.
【0008】また、多色印字用インクジェットプリンタ
においては、黒インクを含む複数のカラーインクを使用
する。すなわち、黒、イエロー、マゼンタ、シアンのイ
ンクを使用する。最近、黒色のインクの顔料として、耐
光性、耐水性が優れているカーボンブラックが使用され
始めている。しかし、カーボンブラックをインクジェッ
トプリンタで使用すると、他の色のなかに黒色があるカ
ラー表示の場合、黒が幾らか赤茶けて見え、多色表示の
品質が低下する。In a multi-color printing ink jet printer, a plurality of color inks including a black ink is used. That is, black, yellow, magenta, and cyan inks are used. Recently, carbon black, which has excellent light resistance and water resistance, has begun to be used as a pigment for black ink. However, when carbon black is used in an ink jet printer, in the case of color display in which black is included in other colors, the black appears somewhat reddish and the quality of multicolor display deteriorates.
【0009】本発明の目的は、インクジェットプリンタ
における駆動条件の変動や長期間の使用に際しても、目
詰まり等がなく常時安定した吐出を行うことのできる水
性顔料系インク及びインクジェットプリンタを提供する
ことである。本発明の他の目的は、明るさや鮮明さの点
で良好な色調を有し、耐光性や耐水性に優れ、滲まず、
他の色との境界に入り込むことのない水性顔料系インク
及びインクジェットプリンタを提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an aqueous pigment ink and an ink jet printer which can always perform stable discharge without clogging even when the driving conditions of the ink jet printer fluctuate or when the ink jet printer is used for a long time. is there. Another object of the present invention is to have a good color tone in terms of brightness and clarity, to be excellent in light resistance and water resistance, and to prevent bleeding.
An object of the present invention is to provide an aqueous pigment-based ink and an ink jet printer that do not enter a boundary between other colors.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】顔料を含むインクにおい
て水との親和性を改善する試みとして、一般的には、分
散剤を添加することが行われる。分散剤としてはポリマ
ーが好適であり、しかもポリマーが顔料に対して1.2
〜5倍の重量比率をもっていることが望ましい。また、
顔料粒子のインク液内での凝縮や沈降を抑制するために
は、更に顔料粒子の最大粒径を0.1μm以下とするの
が望ましい。In an attempt to improve the affinity for water in a pigment-containing ink, a dispersant is generally added. As the dispersant, a polymer is preferable, and the polymer is used in an amount of 1.2 to the pigment.
It is desirable to have a weight ratio of up to 5 times. Also,
In order to suppress the condensation and the sedimentation of the pigment particles in the ink liquid, it is desirable that the maximum particle size of the pigment particles be 0.1 μm or less.
【0011】そこで、本発明では、少なくとも水と顔料
と分散剤と蛍光顔料とを含み、顔料粒子の平均粒径が
0.1μm以下であり、分散剤の顔料に対する重量比率
が1.2〜5倍であり、蛍光顔料がインク量に対し0.
1重量%〜3重量%添加されていることを特徴とする水
性顔料系インクを提供する。顔料を色材として使用する
と、染料に比べ光の透過性がないため、一般には鮮やか
に見えないが、本発明による水性顔料系インクでは、蛍
光顔料を適当量、即ちインク量に対し0.1重量%〜3
重量%添加しているので、染料系インクと同レベルにま
で彩度が上がり、印字品質を向上することができる。従
って、色調や採光性に優れたものであり、彩度を約5%
程度向上させることができる。また、このような組成の
顔料系インクをインクジェットプリンタに使用すると、
耐光性及び耐水性に優れた印字が得られ、しかも顔料粒
子の凝縮、沈降を抑制することにより、インク飛翔の液
滴を噴出させる際に安定して吐出することができる。Therefore, in the present invention, at least water, a pigment, a dispersant and a fluorescent pigment are contained, the average particle size of the pigment particles is 0.1 μm or less, and the weight ratio of the dispersant to the pigment is 1.2 to 5%. Twice the amount of the fluorescent pigment with respect to the ink amount.
An aqueous pigment-based ink characterized by being added in an amount of 1% by weight to 3% by weight is provided. When a pigment is used as a coloring material, the pigment does not transmit light as compared with a dye, so that the pigment does not generally look vivid. % By weight to 3
Since the amount is added by weight, the saturation is increased to the same level as that of the dye-based ink, and the printing quality can be improved. Therefore, it is excellent in color tone and lighting, and has a saturation of about 5%.
To some extent. In addition, when a pigment-based ink having such a composition is used in an inkjet printer,
Printing excellent in light fastness and water fastness is obtained, and by suppressing the condensation and sedimentation of pigment particles, it is possible to discharge ink droplets stably when ejected.
【0012】顔料粒子の平均粒径が0.1μm以下であ
れば、目詰まりの発生は殆どない。更に安定した記録液
を得るには、顔料粒子の平均粒径で50nm以下とする
のが望ましい。水性インク組成物中における顔料と分散
剤とが比率で同等或いは顔料の比率が分散剤を上回る場
合、1週間程度で沈降が発生する。また、分散剤の比率
が5倍を越えるとインクの粘度が急激に上昇してインク
ジェット用のインクとして使用できなくなる。したがっ
て、分散剤としてのポリマーが顔料に対して1.2〜5
倍の重量比率をもつものと規定した。When the average particle size of the pigment particles is 0.1 μm or less, almost no clogging occurs. In order to obtain a more stable recording liquid, the average particle diameter of the pigment particles is desirably 50 nm or less. When the ratio of the pigment to the dispersant in the aqueous ink composition is equal or the ratio of the pigment exceeds the dispersant, sedimentation occurs in about one week. On the other hand, if the ratio of the dispersant exceeds 5 times, the viscosity of the ink rapidly increases, and the ink cannot be used as an inkjet ink. Therefore, the polymer as a dispersant is 1.2 to 5 with respect to the pigment.
It was defined as having twice the weight ratio.
【0013】インクに添加する分散剤としてのポリマー
は、特に、ポリブチル・ブチラール樹脂、セルロース誘
導体、スチレン−アクリルの共重合樹脂、マイレン酸・
スチレン共重合体、塩基性アミノ基を有する疎水性ポリ
マーと酸性官能基を有する親水性ポリマーのブロックポ
リマー、のグループから選択された1つ又は複数からな
ることを特徴とする。The polymer as a dispersant added to the ink is, for example, a polybutyl butyral resin, a cellulose derivative, a styrene-acrylic copolymer resin, a maleic acid.
It is characterized by comprising one or more selected from the group consisting of a styrene copolymer, a block polymer of a hydrophobic polymer having a basic amino group and a hydrophilic polymer having an acidic functional group.
【0014】また、水性顔料系インクは、重量比率で1
〜20%の水溶性有機溶剤を含有することができる。好
ましくは、水溶性有機溶剤が、ジエチレングリコール等
の多価アルコールの単一溶剤又は混合溶媒である。ま
た、本発明によるインクジェットプリンタは、複数の色
のインクタンクと、複数の色のインクを噴射するノズル
を有する印字ヘッドとを備え、各インクタンクは、少な
くとも水と顔料と分散剤とを含み、顔料粒子の平均粒径
が0.1μm以下であり、分散剤の顔料に対する重量比
率が1.2〜5倍である水性顔料系インクを含み、前記
印字ヘッドのノズルのノズル径は、顔料の色に応じて2
0μm〜50μmの範囲内で変えられていることを特徴
とする。The aqueous pigment-based ink has a weight ratio of 1%.
It can contain up to 20% of a water-soluble organic solvent. Preferably, the water-soluble organic solvent is a single solvent or a mixed solvent of a polyhydric alcohol such as diethylene glycol. Further, the ink jet printer according to the present invention includes a plurality of ink tanks, a print head having a nozzle for ejecting a plurality of colors of ink, each ink tank contains at least water, a pigment and a dispersant, An aqueous pigment-based ink in which the average particle diameter of the pigment particles is 0.1 μm or less and the weight ratio of the dispersant to the pigment is 1.2 to 5 times, and the nozzle diameter of the print head nozzle is the color of the pigment According to 2
It is characterized in that it is changed within a range of 0 μm to 50 μm.
【0015】例えば、イエローのようにインクの顔料の
粒子径が20nmと小さいものは、インクジェットヘッ
ドのノズル径を20μm程度と小さくする。また、シア
ンやマゼンタのように、インクの顔料の粒子径が35〜
36nmと大きいものは、ヘッドのノズル径を50μm
程度と大きくする。これにより、ノズルから噴出される
インク飛翔の液滴径(液滴の体積)を、顔料の粒子径の
大きい小さいに係わらず、概ね一定とすることができ
る。For example, when the particle diameter of the pigment of the ink is as small as 20 nm, such as yellow, the nozzle diameter of the ink jet head is reduced to about 20 μm. Further, as in cyan and magenta, the particle size of the pigment of the ink is 35 to
For those as large as 36 nm, the nozzle diameter of the head is 50 μm
Increase to about. This makes it possible to keep the droplet diameter (volume of the droplet) of the ink ejected from the nozzle substantially constant irrespective of whether the pigment particle size is large or small.
【0016】この場合、さらに、蛍光顔料がインク量に
対し0.1重量%〜3重量%添加されている。また、前
記ノズルのノズル径は、イエローとブラックの顔料に対
してほぼ同じであり、マゼンタとシアンの顔料に対して
ほぼ同じであり、イエローとブラックのグループと、マ
ゼンタとシアンのグループとで変えられている。さら
に、本発明によるインクジェットプリンタは、複数の色
のインクタンクと、複数の色のインクを噴射するノズル
を有する印字ヘッドとを備え、各インクタンクは、少な
くとも水と顔料と分散剤とを含み、顔料粒子の平均粒径
が0.1μm以下であり、分散剤の顔料に対する重量比
率が1.2〜5倍である水性顔料系インクを含み、さら
に、ノズルから噴射されるインク液滴の大きさを少なく
とも3段階に変えるための手段を備えることを特徴とす
る。In this case, the fluorescent pigment is further added in an amount of 0.1% by weight to 3% by weight based on the ink amount. The nozzle diameters of the nozzles are substantially the same for the yellow and black pigments, substantially the same for the magenta and cyan pigments, and are different for the yellow and black groups and the magenta and cyan groups. Have been. Further, the inkjet printer according to the present invention includes a plurality of color ink tanks, a print head having nozzles for ejecting a plurality of color inks, each ink tank includes at least water, a pigment and a dispersant, Including an aqueous pigment-based ink in which the average particle size of the pigment particles is 0.1 μm or less, the weight ratio of the dispersant to the pigment is 1.2 to 5 times, and the size of the ink droplet ejected from the nozzle In at least three stages.
【0017】好ましくは、ノズルから噴射されるインク
液滴の大きさを変えるための手段は、インク液滴を噴射
するために印加されるパルス電圧の高さ、パルス電圧の
幅、パルス電圧のパルスの立ち上がり時間の少なくとも
1つを変える手段を含む。さらに、本発明によるインク
ジェットプリンタは、黒色を含む複数の色のインクタン
クと、複数の色のインクを噴射するノズルを有する印字
ヘッドとを備え、各インクタンクは、少なくとも水と顔
料と分散剤とを含み、顔料粒子の平均粒径が0.1μm
以下であり、分散剤の顔料に対する重量比率が1.2〜
5倍である水性顔料系インクを含み、さらに、黒色のイ
ンクは、カーボンブラックとシアン系の顔料とを含むこ
とを特徴とする。この場合にも、前記分散剤は、ポリブ
チル・ブチラール樹脂、セルロース誘導体、スチレン−
アクリルの共重合樹脂、マイレン酸・スチレン共重合
体、塩基性アミノ基を有する疎水性ポリマーと酸性官能
基を有する親水性ポリマーのブロックポリマー、のグル
ープから選択された1つ又は複数からなるのが好まし
い。そして、重量比率で1〜20%の水溶性有機溶剤を
さらに含有している。水溶性有機溶剤が、多価アルコー
ルの単一溶剤又は混合溶媒である。さらに、カラーイン
クの色相のバランスの中心に黒インクを合わせた。Preferably, the means for changing the size of the ink droplet ejected from the nozzle includes a height of a pulse voltage, a width of the pulse voltage, and a pulse of the pulse voltage applied to eject the ink droplet. Means for changing at least one of the rise times. Furthermore, the ink jet printer according to the present invention includes an ink tank of a plurality of colors including black, and a print head having nozzles for ejecting inks of a plurality of colors, and each ink tank has at least water, a pigment, and a dispersant. And the average particle size of the pigment particles is 0.1 μm
The weight ratio of the dispersant to the pigment is 1.2 to
The ink includes an aqueous pigment-based ink that is five times as large, and the black ink includes carbon black and a cyan-based pigment. Also in this case, the dispersant is a polybutyl butyral resin, a cellulose derivative, styrene-
It consists of one or more selected from the group of acrylic copolymer resin, maleic acid-styrene copolymer, hydrophobic polymer having a basic amino group and hydrophilic polymer having an acidic functional group. preferable. Further, the composition further contains a water-soluble organic solvent in a weight ratio of 1 to 20%. The water-soluble organic solvent is a polyhydric alcohol single solvent or a mixed solvent. Further, the black ink was adjusted to the center of the hue balance of the color ink.
【0018】また、インクジェットプリンタ用の黒色の
インクであって、カーボンブラックとシアン系の顔料と
を含むことを特徴とする黒色のインクが提供される。Further, there is provided a black ink for an ink jet printer, wherein the black ink contains carbon black and a cyan pigment.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】図1及び図2は、本発明の実施例
による多色印字用インクジェットプリンタの印字ヘッド
10を示す斜視図である。印字ヘッド10は、ブラック
用ノズル12B、シアン用ノズル12C、マゼンタ用ノ
ズル12M、イエロー用ノズル12Y、並びに、インク
タンク16B、16C、16M、16Yを含む。これら
のノズルはノズルプレートとして形成されることができ
る。印字ヘッド10は図示しないキャリアに支持されて
矢印Pの方向に移動可能であり、各色の複数のノズル1
2B、12C、12M、12Yは移動方向Pと垂直な方
向に列状に配列されている。1 and 2 are perspective views showing a print head 10 of an ink jet printer for multicolor printing according to an embodiment of the present invention. The print head 10 includes a black nozzle 12B, a cyan nozzle 12C, a magenta nozzle 12M, a yellow nozzle 12Y, and ink tanks 16B, 16C, 16M, and 16Y. These nozzles can be formed as nozzle plates. The print head 10 is supported by a carrier (not shown) and is movable in the direction of arrow P.
2B, 12C, 12M, and 12Y are arranged in rows in a direction perpendicular to the movement direction P.
【0020】印字ヘッド10はノズル本体壁42と可撓
性の壁44との間に形成されたインク室46を有し、可
撓性の壁44に取りつけられた圧電アクチュエータ48
によってインク室46を膨張収縮させることによって、
インクはノズル12からインク液滴49として印刷用紙
50に向かって噴射させる。印刷用紙50に付着したイ
ンク液滴は52で示されている。飛翔中のインク液滴4
9の大きさがDで示され、印刷用紙50に付着したイン
ク液滴49の大きさがdで示されている。The print head 10 has an ink chamber 46 formed between the nozzle body wall 42 and the flexible wall 44, and a piezoelectric actuator 48 mounted on the flexible wall 44.
By expanding and contracting the ink chamber 46 by
The ink is ejected from the nozzles 12 toward the printing paper 50 as ink droplets 49. Ink droplets adhering to the printing paper 50 are indicated by 52. Ink droplet 4 in flight
The size of 9 is indicated by D, and the size of the ink droplet 49 attached to the printing paper 50 is indicated by d.
【0021】4色(ブラック、シアン、マゼンタ、イエ
ロー)のインクはそれぞれのインクタンク16B、16
C、16M、16Yに入れられており、インクタンク1
6B、16C、16M、16Yはそれぞれの供給通路1
8を介して印字ヘッド10へ連通されている。各色のノ
ズル12B、12C、12M、12Yのノズル径は、顔
料の色に応じて20μm〜50μmの範囲内で変えられ
ている。The four color (black, cyan, magenta, and yellow) inks are stored in the respective ink tanks 16B and 16B.
C, 16M, 16Y, and ink tank 1
6B, 16C, 16M, and 16Y are the respective supply passages 1
The print head 10 communicates with the print head 10 via the print head 8. The nozzle diameters of the nozzles 12B, 12C, 12M, and 12Y for each color are changed in the range of 20 μm to 50 μm according to the color of the pigment.
【0022】例えば、イエローのようにインクの顔料の
粒子径が20nmと小さいものは、イエローのノズル1
2Yのノズル径は20μm程度と小さくする。ブラック
の顔料の粒子径も20nm程度であるので、ブラックの
ノズル12Bのノズル径も20μm程度とする。また、
シアンやマゼンタのように、インクの顔料の粒子径が3
5〜36nmと大きいものは、シアンやマゼンタのノズ
ル12C、20Mのノズル径を50μm程度と大きくす
る。これにより、ノズルから噴出されるインク飛翔の液
滴径(液滴の体積)を、顔料の粒子径の大きい小さいに
係わらず、概ね一定とすることができる。For example, when the pigment particle size of the ink is as small as 20 nm, such as yellow, the yellow nozzle 1
The nozzle diameter of 2Y is made as small as about 20 μm. Since the particle diameter of the black pigment is also about 20 nm, the nozzle diameter of the black nozzle 12B is also about 20 μm. Also,
Ink particles such as cyan and magenta have a particle size of 3
When the diameter is as large as 5 to 36 nm, the nozzle diameter of the cyan or magenta nozzles 12C and 20M is increased to about 50 μm. This makes it possible to keep the droplet diameter (volume of the droplet) of the ink ejected from the nozzle substantially constant irrespective of whether the pigment particle size is large or small.
【0023】次に、水性顔料系インクのさらなる例につ
いて説明する。下記の表1で示す組成をもった水性顔料
系インクを4種類(比較例1〜3及び実施例1)のサン
プルを作製した。これらの各サンプルのインクについ
て、彩度及び粘度を測定し、その結果を表1に示した。
各サンプルとも、顔料としてフタロシアニンブルーを用
い、分散剤としてポリマー(メタクリル酸−b−2−フ
ェニルエチルメタクリレート)を用いた。Next, further examples of the aqueous pigment-based ink will be described. Four types (Comparative Examples 1 to 3 and Example 1) of aqueous pigment-based inks having the compositions shown in Table 1 below were prepared. The chroma and the viscosity of the ink of each of these samples were measured, and the results are shown in Table 1.
In each sample, phthalocyanine blue was used as a pigment, and a polymer (methacrylic acid-b-2-phenylethyl methacrylate) was used as a dispersant.
【0024】[0024]
【表1】 [Table 1]
【0025】すべてのサンプルについて、顔料を4重量
%、アルコール類を5重量%、グリコール(ジエチレン
グリコール)を10重量%とした。比較例1〜3では蛍
光顔料を含まないものとし、実施例では蛍光顔料を2重
量%含ませた。また、分散剤は、比較例1及び実施例1
では6重量%、比較例2では20重量%、比較例3では
22重量%とした。For all samples, the pigment was 4% by weight, the alcohols were 5% by weight, and the glycol (diethylene glycol) was 10% by weight. Comparative Examples 1 to 3 did not contain a fluorescent pigment, and Examples contained 2% by weight of a fluorescent pigment. Further, the dispersant was prepared in Comparative Example 1 and Example 1
In Comparative Example 2, 20% by weight, and Comparative Example 3 in 22% by weight.
【0026】比較例1〜3では蛍光顔料を含まないため
彩度(JIS標準色票による彩度)は71〜72と低
く、実施例1では2重量%の蛍光顔料を含み彩度は80
と高く良好な彩度を示していることが分かる。使用可能
な蛍光顔料の例は、例えば下記の化学式及び構造式に示
される通りである。In Comparative Examples 1 to 3, since no fluorescent pigment was contained, the saturation (saturation according to JIS standard color chart) was as low as 71 to 72, and in Example 1, the pigment contained 2% by weight of the fluorescent pigment and had a saturation of 80.
It can be seen that the color saturation is high and good. Examples of usable fluorescent pigments are, for example, as shown in the following chemical formulas and structural formulas.
【0027】[0027]
【化1】 Embedded image
【0028】[0028]
【化2】 Embedded image
【0029】[0029]
【化3】 Embedded image
【0030】[0030]
【化4】 Embedded image
【0031】[0031]
【化5】 Embedded image
【0032】また比較例1及び比較例2は分散剤がそれ
ぞれ6重量%及び20重量%で、顔料に対し1.2倍〜
5倍の範囲内であり、粘度(CPS)は3.8及び6.
3とインクジェットプリンタに用いるインクとして適当
な粘度の範囲内であることが分かる。しかし、比較例3
では分散剤が22重量%と顔料に対する重量比率が5倍
の範囲を越え粘度(CPS)が16と高すぎ、インクジ
ェットプリンタ用のインクとして不適切なものであっ
た。一方、実施例1では分散剤が6重量%と顔料に対し
1.2倍〜5倍の範囲内であり、粘度(CPS)が3.
9でありインクジェット印字用のインクとして適当な粘
度の範囲内であった。In Comparative Examples 1 and 2, the dispersant was 6% by weight and 20% by weight, respectively, and was 1.2 times as large as the pigment.
The viscosity (CPS) is within 3.8 and 6.
3, it can be seen that the viscosity is within a range suitable for the ink used in the ink jet printer. However, Comparative Example 3
In this case, the weight ratio of the dispersing agent to the pigment exceeded 22 times the range of 5 times and the viscosity (CPS) was too high at 16, which was unsuitable as an ink for an ink jet printer. On the other hand, in Example 1, the dispersant was 6% by weight, which was in the range of 1.2 to 5 times the pigment, and the viscosity (CPS) was 3.
9, which was within the range of viscosity suitable for ink-jet printing ink.
【0033】本発明では、水性顔料系インクは、少なく
とも水と顔料と分散剤と蛍光顔料とを含み、顔料粒子の
平均粒径が0.1μm以下であり、分散剤の顔料に対す
る重量比率が1.2〜5倍である。これを基本的な構成
とする。上記実施例では、この基本的な構成にさらに蛍
光顔料が添加されている。ただし、以後の実施例におい
ては、この基本的な構成にさらに別の特徴が含まれてい
るものである。ただし、蛍光顔料が添加されていてもよ
いことは言うまでもない。In the present invention, the aqueous pigment-based ink contains at least water, a pigment, a dispersant, and a fluorescent pigment, has an average pigment particle size of 0.1 μm or less, and has a weight ratio of the dispersant to the pigment of 1%. 0.2 to 5 times. This is a basic configuration. In the above embodiment, a fluorescent pigment is further added to this basic configuration. However, in the following embodiments, another feature is included in this basic configuration. However, it goes without saying that a fluorescent pigment may be added.
【0034】表2はカラー顔料インクの顔料の粒径とイ
ンクジェットヘッドのノズルのノズル径との関係で決ま
る、ノズルから飛翔されるインク液滴の径(体積)を示
すものである。この例では、上記基本的な構成をもつと
ともに、各色の顔料インク、イエロー(インク粒径20
nm)、マゼンタ(インク粒径35nm)、シアン(イ
ンク粒径36nm)、ブラック(インク粒径21nm)
について、ノズル径を15μm、20μm、40μm、
50μm、60μmと変化させた。Table 2 shows the diameter (volume) of the ink droplets ejected from the nozzles, which is determined by the relationship between the particle diameter of the pigment of the color pigment ink and the nozzle diameter of the nozzle of the ink jet head. In this example, in addition to having the above basic configuration, the pigment ink of each color, yellow (ink particle size 20
nm), magenta (ink diameter 35 nm), cyan (ink diameter 36 nm), black (ink diameter 21 nm)
About, nozzle diameter 15μm, 20μm, 40μm,
It was changed to 50 μm and 60 μm.
【0035】[0035]
【表2】 [Table 2]
【0036】好ましいインク液滴の量(体積)は例えば
40pl〜60plの範囲である。したがって、表2の
選択の範囲内では、イエローはノズル径が20μm又は
40μm、マゼンタはノズル径が50μm、シアンはノ
ズル径が50μm、ブラックはノズル径が20μm又は
40μmとするのが適当である。このように、ノズル径
を各カラーのインクごとで変化させることにより、ノズ
ルから噴出されるインク飛翔の液滴径(液滴の体積)
を、顔料粒子径の大きい小さいに係わらず、概ね一定に
できることがわかる。The preferred amount (volume) of ink droplets is, for example, in the range of 40 pl to 60 pl. Therefore, within the range of selection in Table 2, it is appropriate that yellow has a nozzle diameter of 20 μm or 40 μm, magenta has a nozzle diameter of 50 μm, cyan has a nozzle diameter of 50 μm, and black has a nozzle diameter of 20 μm or 40 μm. In this way, by changing the nozzle diameter for each color ink, the droplet diameter (droplet volume) of the ink jetting ejected from the nozzles
Can be made substantially constant regardless of whether the pigment particle size is large or small.
【0037】図3及び図4は、上記基本的な構成をもつ
顔料系のインクを使用したときに、ノズルから噴射され
るインク液滴の大きさを少なくとも3段階に変えるため
の手段を説明する図である。図3はノズルからインク液
滴を噴射させるために圧電アクチュエータ48に印加さ
れるパルス電圧(V)を示す図である。横軸は時間
(T)である。パルス電圧は、パルス電圧の高さV1 、
パルス電圧の幅T1 、立ち上がり時間T2 等のファクタ
ーを含み、これらのファクターの少なくとも1つを変え
ることにより、噴射されるインク液滴の大きさを変える
ことができる。FIGS. 3 and 4 illustrate a means for changing the size of the ink droplet ejected from the nozzle in at least three stages when the pigment-based ink having the above-described basic structure is used. FIG. FIG. 3 is a diagram showing a pulse voltage (V) applied to the piezoelectric actuator 48 to eject ink droplets from the nozzles. The horizontal axis is time (T). The pulse voltage has a pulse voltage height V 1 ,
Including factors such as the pulse voltage width T 1 and the rise time T 2 , by changing at least one of these factors, the size of the ejected ink droplet can be changed.
【0038】図4はパルス電圧の高さV1 と噴射される
インク液滴の直径との関係を示す図である。このよう
に、パルス電圧の高さV1 を変えることにより、ノズル
直径は一定であっても噴射されるインク液滴の直径を変
えることができる。図5はパルス電圧の高さV1 を変え
たときのインク液滴の大きさを示す図である。表3に示
されるように、電圧を60、70、80Vと変えること
により、噴射されるインク液滴の量は20、50、80
plとなり、このときの印刷用紙50に付着したインク
液滴49の直径d(図2)は0.03、0.06、0.
10mmとなった。なお、パルス電圧の幅T1 、立ち上
がり時間T2 を変えることもできる。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the height V 1 of the pulse voltage and the diameter of the ejected ink droplet. Thus, by changing the height V 1 of the pulsed voltage, the nozzle diameter can vary the diameter of the ink droplets ejected be constant. Figure 5 is a diagram illustrating the size of the ink droplet when varying the height V 1 of the pulsed voltage. As shown in Table 3, by changing the voltage to 60, 70, and 80 V, the amount of ejected ink droplets was 20, 50, 80
pl, and the diameter d (FIG. 2) of the ink droplet 49 attached to the printing paper 50 at this time is 0.03, 0.06, 0.
It became 10 mm. Note that the pulse voltage width T 1 and the rise time T 2 can be changed.
【0039】[0039]
【表3】 [Table 3]
【0040】このように、顔料系のインクを使用し、且
つ、ノズルから噴射されるインク液滴の大きさを少なく
とも3段階に変えることにより、非常に優れた階調表示
を行うことができる。すなわち、顔料系のインクを使用
すれば、噴射されたインクは印刷用紙50に付着したと
き及び付着した後で印刷用紙50に滲んだり、広がった
りすることがなく、所定の大きさとなるので、他の色の
インクとの色混合が変化せず、優れた階調表示を行うこ
とができるのである。As described above, by using the pigment-based ink and changing the size of the ink droplet ejected from the nozzle in at least three stages, a very excellent gradation display can be performed. That is, if a pigment-based ink is used, the ejected ink does not spread or spread on the printing paper 50 when it adheres to the printing paper 50 and after it adheres, and has a predetermined size. The color mixture with the ink of the above color does not change, and excellent gradation display can be performed.
【0041】さらに、本発明の他の例では、上記基本的
な構成をもった4色、すなわちイエロー、マゼンタ、シ
アン、ブラックの水性顔料系インクを用い、しかも、黒
色のインクは、カーボンブラックとシアン系の顔料とを
含むものとする。そこで、下記の表4に示したサンプル
を作成し、評価を行った。実施例2及び実施例3ではカ
ーボンブラックにフタロシアニンブルーを複合させた顔
料により黒色のインクとした。一方、比較例4ではカー
ボンブラックのみを用いた。Further, in another example of the present invention, four color inks having the above-mentioned basic structure, namely, yellow, magenta, cyan, and black aqueous pigment inks are used. And a cyan-based pigment. Therefore, samples shown in Table 4 below were prepared and evaluated. In Examples 2 and 3, black ink was obtained using a pigment obtained by combining phthalocyanine blue with carbon black. On the other hand, in Comparative Example 4, only carbon black was used.
【0042】[0042]
【表4】 [Table 4]
【0043】その結果、実施例2及び実施例3では、赤
系の黒ではなくて、カラーインクの色相バランス(a
*、b*)の中心にあった黒色となり、その他の色と混
合しても良好なカラーバランスを実現でき、耐光性、耐
水性、滲み性、ブリード性を有するインクとなった。比
較例4では、赤系の黒となり、その他の色と混合した場
合、黒であるにもかかわらず赤茶けた黒色に見え、カラ
ーバランスが低下した。なお、色相の評価は国際照明委
任会(CIF)が定めたLab表示系によった。As a result, in the second and third embodiments, the hue balance (a
*, B *), the ink was black at the center, and a good color balance could be realized even when mixed with other colors, and the ink had light fastness, water fastness, bleeding and bleeding properties. In Comparative Example 4, the color became reddish black, and when mixed with other colors, it appeared reddish brownish black despite being black, and the color balance was reduced. The evaluation of hue was based on the Lab display system defined by the International Commission on Illumination (CIF).
【0044】以上、添付図面を参照して本発明の実施例
について詳細に説明したが、本発明は上記の実施例に限
定されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内にお
いて種々の形態、変形、修正等が可能であることに留意
すべきである。The embodiments of the present invention have been described above in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various forms and modifications are possible within the spirit and scope of the present invention. It should be noted that variations, modifications, etc. are possible.
【0045】[0045]
【発明の効果】以上に説明したような、本発明によれ
ば、目詰まりのない高信頼性を確保しながら、顔料イン
クと蛍光インクを複合せさたことにより良好な色調、耐
光性、耐水性、滲み性、ブリード性を有するインク水性
顔料インクを得ることができた。また、カラー顔料イン
クを用いて多色印字を行う際に、各色間の滲み性、ブリ
ード性を向上させたインクジェットヘッドを得ることが
できた。As described above, according to the present invention, by combining a pigment ink and a fluorescent ink, good color tone, light fastness, and water fastness are ensured while ensuring high reliability without clogging. Aqueous pigment ink having water-soluble, bleeding and bleeding properties was obtained. Further, when performing multi-color printing using a color pigment ink, an ink jet head having improved bleeding property and bleeding property between each color could be obtained.
【図1】本発明の実施例の多色印字用インクジェットプ
リンタの印字ヘッドを示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view illustrating a print head of an inkjet printer for multicolor printing according to an embodiment of the present invention.
【図2】印字ヘッドの一部を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a part of a print head.
【図3】圧電アクチュエータに印加されるパルス電圧の
波形を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a waveform of a pulse voltage applied to a piezoelectric actuator.
【図4】パルス電圧とインク液滴の径との関係を示す図
である。FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a pulse voltage and a diameter of an ink droplet.
10…ヘッド 12B、12C、12M、12Y…ノズル 16B、16C、16M、16Y…インクタンク 18…供給通路 10 Heads 12B, 12C, 12M, 12Y Nozzles 16B, 16C, 16M, 16Y Ink tank 18 Supply path
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清田 航平 東京都稲城市大字大丸1405番地 富士通ア イソテック株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Kohei Kiyota 1405 Daimaru, Inagi-shi, Tokyo Fujitsu A Isotec Co., Ltd.
Claims (15)
とを含み、顔料粒子の平均粒径が0.1μm以下であ
り、分散剤の顔料に対する重量比率が1.2〜5倍であ
り、蛍光顔料がインク量に対し0.1重量%〜3重量%
添加されていることを特徴とする水性顔料系インク。1. An ink composition comprising at least water, a pigment, a dispersant, and a fluorescent pigment, wherein the average particle size of the pigment particles is 0.1 μm or less, the weight ratio of the dispersant to the pigment is 1.2 to 5 times, 0.1% to 3% by weight of fluorescent pigment based on ink amount
An aqueous pigment-based ink characterized by being added.
樹脂、セルロース誘導体、スチレン−アクリルの共重合
樹脂、マイレン酸・スチレン共重合体、塩基性アミノ基
を有する疎水性ポリマーと酸性官能基を有する親水性ポ
リマーのブロックポリマー、のグループから選択された
1つ又は複数からなることを特徴とする請求項1に記載
の水性顔料系インク。2. The dispersant includes a polybutyl butyral resin, a cellulose derivative, a styrene-acrylic copolymer resin, a maleic acid / styrene copolymer, a hydrophobic polymer having a basic amino group and a hydrophilic polymer having an acidic functional group. The water-based pigment-based ink according to claim 1, comprising one or more selected from the group consisting of a block polymer of a hydrophilic polymer.
をさらに含有していることを特徴とする請求項2に記載
の水性顔料系インク。3. The aqueous pigment-based ink according to claim 2, further comprising 1 to 20% by weight of a water-soluble organic solvent.
一溶剤又は混合溶媒であることを特徴とする請求項3に
記載の水性顔料系インク。4. The aqueous pigment-based ink according to claim 3, wherein the water-soluble organic solvent is a single solvent or a mixed solvent of a polyhydric alcohol.
インクを噴射するノズルを有する印字ヘッドとを備え、
各インクタンクは、少なくとも水と顔料と分散剤とを含
み、顔料粒子の平均粒径が0.1μm以下であり、分散
剤の顔料に対する重量比率が1.2〜5倍である水性顔
料系インクを含み、前記印字ヘッドのノズルのノズル径
は、顔料の色に応じて20μm〜50μmの範囲内で変
えられていることを特徴とするインクジェットプリン
タ。5. A printing apparatus comprising: a plurality of ink tanks; and a print head having nozzles for ejecting a plurality of color inks.
Each of the ink tanks contains at least water, a pigment, and a dispersant, an aqueous pigment-based ink in which the average particle size of the pigment particles is 0.1 μm or less, and the weight ratio of the dispersant to the pigment is 1.2 to 5 times. Wherein the nozzle diameter of the nozzle of the print head is changed within a range of 20 μm to 50 μm according to the color of the pigment.
1重量%〜3重量%添加されていることを特徴とする請
求項5に記載のインクジェットプリンタ。6. The method according to claim 1, wherein the amount of the fluorescent pigment is 0.1 to the amount of the ink.
The ink jet printer according to claim 5, wherein 1% by weight to 3% by weight is added.
ラックの顔料に対してほぼ同じであり、マゼンタとシア
ンの顔料に対してほぼ同じであり、イエローとブラック
のグループと、マゼンタとシアンのグループとで変えら
れていることを特徴とする請求項5に記載のインクジェ
ットプリンタ。7. The nozzle diameters of the nozzles are substantially the same for the yellow and black pigments, substantially the same for the magenta and cyan pigments, and for the yellow and black groups and the magenta and cyan groups. 6. The ink jet printer according to claim 5, wherein:
インクを噴射するノズルを有する印字ヘッドとを備え、
各インクタンクは、少なくとも水と顔料と分散剤とを含
み、顔料粒子の平均粒径が0.1μm以下であり、分散
剤の顔料に対する重量比率が1.2〜5倍である水性顔
料系インクを含み、さらに、ノズルから噴射されるイン
ク液滴の大きさを少なくとも3段階に変えるための手段
を備えることを特徴とするインクジェットプリンタ。8. A print head having a plurality of color ink tanks and a nozzle for ejecting a plurality of color inks,
Each of the ink tanks contains at least water, a pigment, and a dispersant, an aqueous pigment-based ink in which the average particle size of the pigment particles is 0.1 μm or less, and the weight ratio of the dispersant to the pigment is 1.2 to 5 times. And a means for changing the size of the ink droplet ejected from the nozzle in at least three stages.
さを変えるための手段は、インク液滴を噴射するために
印加されるパルス電圧の高さ、パルス電圧の幅、パルス
電圧のパルスの立ち上がり時間の少なくとも1つを変え
る手段を含むことを特徴とする請求項8に記載のインク
ジェットプリンタ。9. The means for changing the size of the ink droplet ejected from the nozzle includes a height of a pulse voltage, a width of the pulse voltage, and a pulse of the pulse voltage applied to eject the ink droplet. 9. The ink jet printer according to claim 8, further comprising means for changing at least one of the rise times.
と、複数の色のインクを噴射するノズルを有する印字ヘ
ッドとを備え、各インクタンクは、少なくとも水と顔料
と分散剤とを含み、顔料粒子の平均粒径が0.1μm以
下であり、分散剤の顔料に対する重量比率が1.2〜5
倍である水性顔料系インクを含み、さらに、黒色のイン
クは、カーボンブラックとシアン系の顔料とを含むこと
を特徴とするインクジェットプリンタ。10. An ink tank having a plurality of colors including black, and a print head having nozzles for ejecting a plurality of colors of ink, wherein each ink tank contains at least water, a pigment and a dispersant, The average particle size of the particles is 0.1 μm or less, and the weight ratio of the dispersant to the pigment is 1.2 to 5
An ink-jet printer comprising an aqueous pigment-based ink which is twice as large, and wherein the black ink comprises carbon black and a cyan-based pigment.
ル樹脂、セルロース誘導体、スチレン−アクリルの共重
合樹脂、マイレン酸・スチレン共重合体、塩基性アミノ
基を有する疎水性ポリマーと酸性官能基を有する親水性
ポリマーのブロックポリマー、のグループから選択され
た1つ又は複数からなることを特徴とする請求項10に
記載のインクジェットプリンタ。11. The dispersant includes a polybutyl butyral resin, a cellulose derivative, a styrene-acrylic copolymer resin, a maleic acid / styrene copolymer, a hydrophobic polymer having a basic amino group and a hydrophilic polymer having an acidic functional group. The inkjet printer according to claim 10, comprising one or more selected from the group consisting of a block polymer of a hydrophilic polymer.
剤をさらに含有していることを特徴とする請求項11に
記載のインクジェットプリンタ。12. The ink-jet printer according to claim 11, further comprising a water-soluble organic solvent in a weight ratio of 1 to 20%.
単一溶剤又は混合溶媒であることを特徴とする請求項1
2に記載のインクジェットプリンタ。13. The method according to claim 1, wherein the water-soluble organic solvent is a single solvent or a mixed solvent of a polyhydric alcohol.
3. The inkjet printer according to 2.
に黒インクを合わせたことを特徴とする請求項10に記
載のインクジェットプリンタ。14. The ink jet printer according to claim 10, wherein the black ink is adjusted to the center of the hue balance of the color ink.
ンクであって、カーボンブラックとシアン系の顔料とを
含むことを特徴とする黒色のインク。15. A black ink for an ink jet printer, wherein the black ink contains carbon black and a cyan pigment.
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---|---|---|---|
JP871397A JPH10130558A (en) | 1996-09-03 | 1997-01-21 | Water-based pigment-based ink and ink-jet printer |
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JP23320296 | 1996-09-03 | ||
JP871397A JPH10130558A (en) | 1996-09-03 | 1997-01-21 | Water-based pigment-based ink and ink-jet printer |
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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