JPH10272768A - インクジェット用インクセット - Google Patents

インクジェット用インクセット

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JPH10272768A
JPH10272768A JP10062362A JP6236298A JPH10272768A JP H10272768 A JPH10272768 A JP H10272768A JP 10062362 A JP10062362 A JP 10062362A JP 6236298 A JP6236298 A JP 6236298A JP H10272768 A JPH10272768 A JP H10272768A
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JP
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ink
water
black
weight
inks
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Application number
JP10062362A
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English (en)
Inventor
Joseph W Tsang
ジョセフ・ダブリュー・ツァング
John R Moffat
ジョン・アール・モファット
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HP Inc
Original Assignee
Hewlett Packard Co
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Publication date
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    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C09D11/40—Ink-sets specially adapted for multi-colour inkjet printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】耐水性、耐汚れ性等の諸特性を最適化し、イン
クのにじみを防ぐインクセット。 【解決手段】官能基と結合して巨大分子発色団(MMC)を
形成する黒色顔料からなるマイクロエマルション黒色イ
ンクとシアン、黄色又はマゼンダの１つの水性カラーイ
ンクを備え、インクは染料ベースで無機塩又は有機酸を
有し、５以下のpHに維持される。インクは化学的に改質
された水不溶性顔料からもなる。インクセットのMMCイ
ンク又は顔料インクは実質的に水不溶性有機油、有機共
溶媒及び水からなり、任意に両親媒性物質、高分子量の
コロイドを含むマイクロエマルションである。黒色より
もカラーの方がインク強度が高いため、にじみを防ぐ。
高いインク強度のインクが低いイオン強度のインクと接
触するとマイクロエマルションのイオン強度の急激な変
化によっって溶解された顔料の凝集を起こす。この結
果、プリント媒体に析出し、他のインクとの拡散を防
ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒューレット・パ
ッカード・カンパニーのDeskJet（登録商標）プリンタ
等のプリンタでのサーマルインクジェットプリンティン
グに使用するインク組成物に関する。
【０００２】
【従来技術】サーマルインクジェットプリンタは、コン
ピュータと併用される他方式のプリンタに比べ、低コス
ト、高品質及び比較的ノイズのないオプションをもたら
すものである。該プリンタは、プレナムから入るインク
の出口を備えたチャンバに抵抗素子を用いている。プレ
ナムは、インク貯蔵用容器に接続されている。複数の抵
抗素子は、プリントヘッドにおいてプリミティブと呼ば
れる特定パターンで配置される。各抵抗素子は、ノズル
プレートにあるノズルと連結し、それを通してインクが
プリント媒体の方へ噴射されるのである。プリントヘッ
ドと貯蔵器をまとめて組立てたものがインクジェットペ
ンを構成する。
【０００３】動作において、各抵抗素子が導電性トレー
スを通してマイクロプロセッサに接続されており、この
状態で、電流搬送信号が選択された１以上の素子を発熱
させる。この加熱によってチャンバにインクのバブルが
生成され、これがノズルを通してプリント媒体の方へ噴
射されるのである。この方法では、与えられたプリミテ
ィブの特定順に複数の抵抗素子を活性化して、媒体上に
英数字を形成し、区画塗りつぶしを行い、且つその他の
プリント能力を実現するのである。
【０００４】サーマルインクジェットプリントに用いら
れるインクジェット用インクは、典型的には、着色剤と
ベヒクルから成り、そのベヒクルは、しばしば、水と他
の比較的低表面張力の液体を含有する。
【０００５】インクがノズルを詰まらせないためには、
ノズルの密集公差(tight tolerances)（典型的には直径
50mm）が必要である。さらに、インクカートリッジの寿
命を上回る約1000万回の発射に耐えなければならない抵
抗素子の反復点火のため、抵抗素子の汚染が招来される
ことがある。最後に、インク組成物は、プリント媒体、
特に紙と相互作用して過度に拡がらずにその紙に浸透で
きなければならず、且つインク組成物は、紙上での汚れ
（スミア）に耐性があり且つ耐水性でなければならな
い。
【０００６】ヒューレット・パッカード・カンパニー製
のDeskJet（登録商標）プリンタ等の市販のサーマルイ
ンクジェットカラープリンタでは、カラースペクトル
は、黄色、マゼンタ及びシアンインクを様々な比率で組
み合わせることで得ている。一組の色インクを組み合わ
せて得られる色の範囲をインクセットの色階(ガムッ
ト、gamut)と呼ぶ。色階は、常に、理論的に利用できる
色範囲のサブセットである。
【０００７】理論的に利用可能なスペクトルが得られな
い１つの理由は、特定インクの強度は、プリント媒体上
に現れる時、特定レベル以上に効果的に向上することが
できない。それ故、その範囲にあってプリント媒体に供
給できる以上に高い強度の特定着色剤を必要とする色を
作り出すことはできない。着色剤の光学濃度を上げるこ
とで、利用し得る特定の色の強度が上げられ、これによ
って結果的に色階が比較的大きくなる。着色剤の光学濃
度は、プリント媒体上に現れる時は、インク中の着色剤
の濃度及び媒体に噴射可能なインク体積を含む多くの因
子に依存する。典型的には、インク調製についての他の
重要な局面を犠牲にしないで紙上の強度を強めるべく着
色剤の濃度を上げることはできない。
【０００８】色階が低減される別の原因は、着色剤のあ
るものは、特に媒体が紙である時、プリント媒体中に浸
透することである。これが起こると、プリント領域にお
ける着色剤の見掛けの強度は、プリント媒体の表面に噴
射される着色剤の量に基づいて予想されるより低くな
る。この問題を緩和する方法は、着色剤が紙表面上に確
実に残るようにすること又は着色剤が紙の繊維中に深く
浸透するのを防ぐことである。
【０００９】前述の特性の１つ以上を保有しているイン
クは既知である。しかし、これら特性の全てを有するイ
ンク組成物は、ほとんど知られていない。何故なら、１
つの特性の改善によって、しばしば、別の特性が失われ
るからである。従って、市販されいるインクは、前述の
それぞれの特性において少なくとも適切な性能を明示す
るインクを得ようとする試みの妥協を象徴するものであ
る。
【００１０】近年、カラーインクジェットプリンタ利用
の導入とその後の増加のため、カラーインク間のにじみ
に対する軽減方法が研究されている。多数の対処法が用
いられており、それらには、(1)塩の添加、(2)有機酸の
添加、及び(3)マイクロエマルションインクが含まれ
る。前述のアプローチは、着色剤として、イオン性着色
剤であるところの巨大分子発色団(macromolecular chro
mophores、MMC)を採用してきた。イオン性着色剤は、そ
の表面が（酸性又は塩基性の）イオン性官能基をそこに
置換できるよう処理されている水不溶性顔料を含む。こ
の処理によって、大きい即ち巨大分子の顔料粒子が水溶
性になる。そのように処理した粒子は、巨大分子発色団
(MMC)と呼ばれる。
【００１１】塩の添加は、塩析(salt-out)効果に帰着す
るもので、且つ溶液にNaCl等の塩の添加でその溶液の化
学ポテンシャル、特にイオン強度が著しく増大されると
いう事実に基づくものである。巨大分子発色団(MMC)の
ような十分帯電した粒子が比較的高いイオン強度（例え
ば、１つの溶液では低いイオン強度で他では高いイオン
強度のMMC）を有する別の溶液の界面で接触している
時、塩析効果が起こり、これがMMCの急速な凝集（フロ
キュレーション）の原因となるのである。この点で、MM
Cが溶液から沈殿し、従って隣接した部分へのにじみを
軽減するのである。
【００１２】有機酸の添加は、結果的に溶解効果を限定
することになり、且つ、有機酸がカラーインクにかなり
の量で存在する時、有機酸は主としてその溶液のpHとイ
オン強度を高めるという事実を基づいている。界面で接
触すると、アニオン性MMCは、特にカルボキシル化MMCの
場合、イオン性よりかなり低い水溶性の遊離酸に変換さ
れる。これらのMMCは、溶液から急速に沈殿し、その結
果、隣接した部分へのにじみを軽減する。
【００１３】MMCが両親媒性物質及び界面活性剤とその
中で会合されているマイクロエマルションインクは、米
国特許第５，１０６，４１６号と米国特許第５，１１
６，４０９号（MMCが水溶性染料のもの）に開示され、
さらに、米国特許第５，５３１，８１６号（MMCが水不
溶性顔料のもの）に開示されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】諸研究は、他の必要な
特性における性能を犠牲にしないで、低いにじみ、高い
エッジ尖鋭度、高い光学濃度、速い乾燥時間、十分な耐
水性及び優れた耐汚れ性のような諸特性が改善されたイ
ンク調合物を開発することに継続して実施される。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明によって、染料ベ
ースまたは顔料ベースであっても、ブラックインクに比
べて高いイオン強度が備わるカラーインクと共に黒色マ
イクロエマルションベースのインクジェット・インクを
用いることにより、カラーのにじみ、エッジ尖鋭度、光
学濃度、乾燥時間、耐水性及び耐汚れ性が改善される、
インクジェットプリントに用いられるインクジェット・
インクのセットが提供される。
【００１６】カラーインクとブラックの改質顔料ベース
のインクとの間の相互作用によって、プリント品質が向
上し、ハロー効果（halo effect）が低減され且つにじ
みが制御される。ハロー効果は、表面張力を含む種々の
化学ポテンシャルを有する２つのインクが互いに隣り合
ってプリントされる時に生ずるものである。２つのイン
ク間の界面では、光学濃度の減損が明らかに見られ、結
果的に「ハロー」が出現する。本願発明は、このハロー
効果を緩和するものである。
【００１７】本願発明の実施に際して適切に用いられる
着色剤は、全て化学的に改質された水溶性顔料を含む。
化学的改質（chemical modification）というアプロー
チは、両親媒性高分子及び同様の界面活性剤等の添加剤
を溶解して水不溶性着色剤を可溶化する必要がある従来
の顔料分散方法とは異なるものである。水溶液において
は、化学的に改質された発色団は、両親媒性高分子及び
界面活性剤等の他の可溶化添加剤を用いなくても優れた
水溶性を備えている。プリント媒体上にプリントされる
これらの水溶性発色団から調製したブラックインクは、
Laser-Jet（登録商標）のトナーとインクに通常見られ
るような高い黒色光学濃度を立証するものである。
【００１８】本願発明の黒色インクジェットインクは、
(a)実質的に水不溶性の有機油と少なくとも１つの第１
の有機共溶媒と少なくとも１つの第１の両親媒性物質と
任意選択で高分子量のコロイドとを含有するベヒクル
と、(b)水不溶性有機発色団（顔料）の化学改質によっ
て調製した本質的に水溶性の着色剤と、(c)バランスを
とる量の水を含む。これら成分全ては、マイクロエマル
ションとしてインク組成物に存在し、それによってイン
ク組成物の諸特性が改善される。
【００１９】カラーインクジェット用インクは、(a)0〜
50重量％の少なくとも１つの第２の有機共溶媒と0〜約4
0重量％の少なくとも１つの第２の両親媒性物質を含有
する第２のベヒクルと、(b)実質的に染料、顔料又はMMC
（巨大分子発色団）を含有する約0.5〜20重量％の少な
くとも１つのノンブラック着色剤（シアン、黄色、マゼ
ンタ）と、(c)無機塩又は有機酸等のカラーインクのイ
オン強度を高めるための薬剤と、(d)バランスをとる量
の水を含む。
【００２０】加えて、さらに本発明に従い、開示したイ
ンクを使い且つインクの諸特性を活用するインクジェッ
トプリントの方法が提供される。
【００２１】
【発明の実施の形態】定義によれば、古典的マイクロエ
マルションは、溶液中で膨潤されたミセルから成る。本
願発明においては、マイクロエマルションは、油（実質
的に水不溶性の有機化合物）と両親媒性物質／界面活性
剤と有機共溶媒と水とから成る安定な等方性溶液として
定義される。ミセルの属性とは無関係にそれらはマイク
ロエマルションの所望の物理的構造が形成される程の十
分高い濃度で存在しなければならない。従来、このマイ
クロエマルションの最小濃度は、臨界マイクロエマルシ
ョン濃度(cmc)と呼ばれてきた。溶液中のミセルの濃度
がcmcを下回る場合、マイクロエマルションは生成しな
い。特定理論のどれにも拘らずに推定されることは、水
溶性の発色団即ち着色剤は、これらのマイクロエマルシ
ョンの水性相に溶解されるということである。
【００２２】水溶性染料をベースとしたインクでは、カ
ラーからカラーへのにじみの制御は、インク組成物に適
当な両親媒性物質と界面活性剤とを使うことによって実
証されている（例えば、米国特許第５，１０６，４１６
号及び米国特許第５，１１６，４０９号参照）。染料と
ミセルとマイクロエマルションの相互作用によって、そ
うでなければカラーの界面で混じり合うことになる横方
向移動、すなわち、色のにじみを大幅に低減する。この
相互作用は、高分子量のコロイドの添加でさらに改善さ
れる（米国特許第５，１３３，８０３号参照）。
【００２３】インクセットの構成要素の幾つかが、その
インクのイオン強度を高めるべく無機塩又は有機酸を含
有するインクからなり、その他の構成要素が低イオン強
度の水性媒質に溶解されている化学的に改質された顔料
(巨大分子発色団、MMC)を含むインクセットを用いれ
ば、にじみの軽減は、そのMMCの沈殿によって達成する
ことができる。さらに、MMCは、もはやベヒクル中に浸
透できず、従って結果的にカラー密度とエッジ尖鋭度が
改善されるのである。典型的な実施例では、MMCベース
のブラックインクと染料ベースのカラーインクを用いる
ことから成るであろうが、根元的なフロキュレーション
誘導プロセスは、ブラックの改質顔料をベースとしたイ
ンクとカラー染料ベースのインクを用いるインクセット
に限定されるものではない。同様に、本発明は、任意の
化学的に改質された顔料から作られるインクと任意の染
料から作られるインクとを含む全てのインクセットを取
り扱うものである。
【００２４】本願発明に開示されたインクセットの染料
ベースの成分は、これも添加無機塩又は多価電解質分子
（即ち、多くの電荷中心を有する単一分子）を含有する
任意の水性染料で作った任意のインクを包含するものと
する。これには、Deskjet（登録商標）500、600及び800
シリーズのプリンタ用のカラーインクが含まれる。水性
染料ベースのインクは、当業者には周知であり且つ他の
多くの特許に適切に開示されている。この理由から、下
記に述べる説明は、化学的に改質された顔料から作られ
るインクに焦点を絞る。
【００２５】本願明細書における濃度は、別途指定され
ない限り、全て重量パーセントで表示する。全成分の純
度は、インクジェット用インクとして正常な商業用実務
に用いられるものである。
【００２６】MMCベースのブラックインク 本願発明の実施に有用なブラック顔料ベースのインクの
典型的な調製は、油（約0.1〜50重量％）、共溶媒（0〜
約50重量％）、着色剤（約0.5〜20重量％）、両親媒性
物質（0〜約40重量％）、高分子量のコロイド（0〜約3
重量％）及び水を含む。該インクは、油、着色剤、両親
媒性物質又は界面活性剤、共溶媒及び水を少なくとも含
んでいなければならない。
【００２７】該インクの他の成分全てと相容し得る実質
的に水不溶性の有機溶媒はどれも本願発明の実施におけ
る油として用いてよい。有用な油の種類には、限定する
ものではないが、グリコールエーテル類、フェニルエー
テル類、ポリ（グリコール）エーテル類、アルキルエー
テル類、アリールエーテル類、アルキルアリールエーテ
ル類、アルキルエステル類、アリールエステル類、ポリ
（グリコール）エステル類、アルキルフェニルポリエチ
レンオキシド類、脂肪族ポリエチレンオキシド(PEO)類
（TERGITOLs及びBRIJsは、それぞれ、Union Carbide及
びICI Americaから市販）、水不溶性アセチレン型ポリ
エチレンオキシド（Air Products & Chemicals, Inc.か
ら入手可能な、不溶性SURFYNOLs）、ポリエチレンオキ
シド・ブロック共重合体（BASFから入手できる、PLURON
ICs）、PEOエステル類、PEOジエステル類、PEOアミン
類、PEOアミド類及びジメチコン・コポリオール類があ
る。BRIJs、TRITONs、TERGITOLs、PLURONICs及びSURFYN
OLsは、米国特許第５，１０６，４１６号にさらに詳し
く開示されている。後述するように、これらの種類の油
の多くは、発明の実施における界面活性剤としても同様
に有用である分子を包含する。油として有用な分子の実
例と界面活性剤又は両親媒性物質として有用な分子の例
とを区別する主なる特長は、界面活性剤（又は両親媒性
物質）の分子は、典型的に、油より長い炭素の鎖長を有
し且つより水溶性であるということである。さらに、両
親媒性物質又は界面活性剤は、他の共界面活性剤が無い
場合はさらに水溶性であり、従って好ましいものであ
る。本発明の実施において好ましく用いられるところ
の、実質的に水不溶性有機油の特定例としては、限定す
るものではないが、エチレングリコールフェニルエーテ
ル(EPH)とプロピレングリコールフェニルエーテル(PPH)
がある。最も好ましい油は、EPHである。油の濃度は、
約0.1〜50重量％の範囲にあり、好ましくは2.5重量％で
あってよい。水における油の溶解度は、約3.0重量％
（水中のEPHの最大濃度）以下でなければならない。
【００２８】共溶媒は、両親媒性物質／界面活性剤の別
成分として即ち置換体として用いてよい。このことは、
本発明のいくつかの実施例では、ミセルは、共溶媒の分
子を含んでいてもよいことを意味する。本発明の実施に
使われる共溶媒の種類には、限定するものではないが、
脂肪族アルコール類、芳香族アルコール類、ジオール
類、グリコールエーテル類、ポリ（グリコール）エーテ
ル類、カプロラクタム類、ホルムアミド類、アセトアミ
ド類及び長鎖アルコール類がある。本発明の実施に用い
られる化合物の例としては、限定するものではないが、
30炭素以下の第１級脂肪族アルコール、30炭素以下の第
１級芳香族アルコール、30炭素以下の第２級脂肪族アル
コール、30炭素以下の第２級芳香族アルコール、30炭素
以下の1,2-アルコール類、30炭素以下の1,3-アルコール
類、30炭素以下の1,ω-アルコール類、エチレングリコ
ールアルキルエーテル類、プロピレングリコールアルキ
ルエーテル類、ポリ（エチレングリコール）アルキルエ
ーテル類、ポリ（エチレングリコール）アルキルエーテ
ル類の比較的高い同族体、ポリ（プロピレングリコー
ル）アルキルエーテル類、ポリ（プロピレングリコー
ル）アルキルエーテル類の比較的高い同族体、N-アルキ
ルカプロラクタム類、未置換カプロラクタム類、置換ホ
ルムアミド類、未置換ホルムアミド類、置換アセトアミ
ド類及び未置換アセトアミド類がある。本発明の実施に
おいて好ましく用いられる共溶媒の特定例には、限定す
るものではないが、1,5-ペンタンジオール、2-ピロリド
ン、2-エチル-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオー
ル、ジエチレングリコール、3-メトキシブタノール及び
1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンがある。共溶媒の濃
度は、０〜約５０重量％の範囲にあり、好ましくは約0.
1〜15重量％であってよい。
【００２９】便宜上、界面活性剤の例は、次のカテゴリ
に分けられる。(1)非イオン性と両性、(2)イオン性。前
者の種類には、TERGITOLs；TRITONs（Union Carbideか
ら入手可能なアルキルフェニルポリエチレンオキシドの
界面活性剤）；BRIJs；PLURONICs；SURFYNOLs；PEOエス
テル；PEOジエステル；PEOアミン；プロトン化PEOアミ
ン；PEOアミド；及びジメチコン共重合体がある。置換
アミンオキシドのようなイオン性界面活性剤は、本発明
の実施において有用である。米国特許第５，１０６，４
１６号は、上に挙げたほとんどの界面活性剤をさらに詳
しく開示している。非イオン性両親媒性物質／界面活性
剤は、イオン性界面活性剤より好ましいものである。本
発明の実施において好ましく用いられる両親媒性物質／
界面活性剤の特定例としては、限定するものではない
が、イソー−ヘキサデシルエチレンオキシド20（ICI Ame
ricaからARLASOLVE 200として市販）、SURFYNOL CT-111
及びTERGITOL 15-S-7がある。両親媒性物質／界面活性
剤の濃度は、0〜約40重量％の範囲にあり、好ましくは
2.5重量％であってよい。
【００３０】本発明における使用に適している着色剤は
全て化学的に改質された水溶性顔料を含む。ブラック顔
料はすぐあとに説明する。一方、カラー顔料は以下にカ
ラーインクの関連する部分で説明する。化学的改質は顔
料粒子に水溶性を与える。典型的な化学プロセスでは、
得られる表面は、アニオン発色団としてはカルボン酸塩
及び／又はスルホン酸塩の官能基を包含し、そしてカチ
オン発色団としてはアンモニウム又はホスホニウムの官
能基を包含する。選択したプロセスによっては、発色団
は、性質上、アニオン性でもカチオン性でもよい。例え
ば、スルホン酸官能基化のような酸性官能基は、発煙硫
酸を使った消耗型（exhaustive）徹底的なスルホン化か
ら生じ、一方、カルボン酸基は、化学的又は触媒酸化的
反応から生ずる。逆に、アンモニウムを含有する塩基性
発色団は、還元的アミド化反応から生ずる。
【００３１】これらの水溶性ブラック発色団は、Cabot
Corp.及びOrient Chemicalのような着色剤販売業者から
市販されている。顔料の多くは、本発明の実施に有用で
ある。次の顔料は本発明の実施に有用である。但し、こ
の一覧は発明を限定しようとするものではない。次の顔
料は、Cabotから市販：Monarch（登録商標）1400、Mona
rch（登録商標）1300、Monarch（登録商標）1100、Mona
rch（登録商標）1000、Monarch（登録商標）900、Monar
ch（登録商標）880、Monarch（登録商標）800、及びMon
arch（登録商標）700。次の顔料は、Columbianから市
販：Raven 7000、Raven 5750、Raven 5250、Raven 500
0、及びRaven 3500。次の顔料は、Degussaから市販：Co
lor Black FW 200、Color Black FW 2、Color Black FW
2V、Color Black FW 1、Color Black FW 18、Color Bl
ack S 160、Color Black S 170、Special Black 6、Spe
cial Black 5、Special Black 4A、Special Black 4、P
rintex U、Printex V、Printex 140U、及びPrintex 140
V。次の顔料は、DuPontから市販：Tipure（登録商標）R
-101。
【００３２】アニオン発色団としては、対イオンは、全
てのアルカリ金属イオン、アルカリ土類イオン、未置換
アンモニウムイオン及び置換アンモニウムイオンを含
む。カチオン発色団としては、対イオンは、全てのハラ
イド、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、スルホン酸塩、カル
ボン酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、ホウ酸塩、四ホウ酸
塩、四フッ化ホウ素酸塩、メタンスルホン酸塩、メチル
ベンゼンスルホン酸塩、亜リン酸塩、ホスホン酸塩、ヘ
キサフルオロホスホン酸塩、過塩素酸塩、タングステン
酸塩、モリブデン酸塩及びケイ酸塩イオンを含む。
【００３３】好ましい顔料は、化学処理された、約5〜1
2,000nmの範囲の平均直径を有するカーボンブラック粒
子である。この種類の着色剤は、溶媒接近可能官能基が
誘導されて着色剤を水溶性にする可溶化基を生成する化
学反応から生ずる。得られるこの巨大分子の発色団(MM
C)は、周知の且つ商業上使用されている水溶性の酸性及
び塩基性染料のそれと類似の溶解度を有するものであ
る。
【００３４】光学濃度を改良するために、天然又は合成
源から誘導した0〜約3重量％の間の高分子量コロイドを
任意にインク組成物に添加してよい。高分子量コロイド
の添加により、プリント品質が改善される。本発明の実
施において用いられる高分子量コロイドの例としては、
限定するものではないが、アルギン酸塩、マンヌロン酸
塩、カラジーナン（carageenan）、グアーガム（quar g
um）、キサンタンガム（xanthan gum）、デキストラ
ン、キチン、キトサン、カルボキシメチルセルロース、
ニトロメチルセルロース及びそれらの全ての誘導体があ
る。これらのコロイドは、米国特許第５，１３３，８０
３号に開示されている。本発明の実施に使われる好まし
い高分子量コロイドには、限定するものではないが、低
粘度のアルギン酸ナトリウムが含まれる。本発明のイン
クにおける高分子量成分コロイドの好ましい濃度は、約
0.25重量％である。
【００３５】好ましいインク組成物は、油、界面活性
剤、共溶媒及び改質顔料から成る。好ましい油は、5重
量％未満で存在するEPH又はPPHである。界面活性剤は、
約0.1〜3重量％の間で存在するBRIJ、PLURONIC又はTERG
ITOLである。共溶媒は、1,5-ペンタンジオール、ジエチ
レングリコール及び2-ピロリドンの混合物であり、該混
合物は、約5〜20重量％%の組成の全体を包含する。改質
顔料は、約3〜10重量％の間の量で存在する巨大分子発
色団（MMC）である。それらの成分を結合させ、そして
機械的にかき混ぜるか又は低電力音波処理を使って攪拌
する。どちらの混合法も安定なマイクロエマルションを
生成することはよく知られている。
【００３６】本発明の要件に矛盾しないで、様々な種類
の添加剤をインクに用いて、特定用途に使えるようイン
ク組成物の諸特性を最適化してよい。例えば、当業者に
周知のように、殺生物剤をインク組成に使って微生物の
成長を阻害してよく、EDTAのような金属イオン封鎖剤(s
equestering agent)を含有させて重金属不純物の有害な
影響を排除してよく、さらに緩衝液を用いてインクのpH
を制御してもよい。粘度調節剤及び他のアクリル又は非
アクリル系高分子のようなその他の既知添加剤を添加し
てインク組成の各種特性を所望のように改善してもよ
い。
【００３７】カラーインク本発明のインクジェット用イ
ンクセットに用いられるカラー（ノンブラック）イン
ク、典型的には、シアン、黄色、マゼンタは、インクジ
ェットプリント用としてよく知られている水溶性の染料
と顔料の何れかを含んでよい。用いられるベヒクルは、
水溶性染料又は顔料のどちらが使われことによって決ま
る。
【００３８】水溶性染料の例には、スルホン酸塩とカル
ボン酸塩の染料がある。これらは、よく知られており、
且つ米国特許第５，３４２，４３９号及び米国特許第
４，９６３，１８９号を含む他の特許で広範囲に議論さ
れている。
【００３９】次の顔料は発明の実施に有用であるが、但
し、この一覧は発明を限定しようとするものではない。
次の顔料は、BASFから入手可能：Paliogen（登録商標）
Orange, Heliogen（登録商標） Blue L 6901F, Heliog
en（登録商標） Blue NBD 7010, Heliogen（登録商標）
Blue K 7090, Heliogen（登録商標） Blue L7101F,Pal
iogen（登録商標） Blue L 6470, Heliogen（登録商
標） Green K 8683, 及びHeliogen（登録商標） Green
L 9140。次の顔料はCiba-Geigyから入手可能：Chromoph
tal（登録商標） Yellow 3G, Chromophtal（登録商標）
Yellow GR, Chromophtal（登録商標） Yellow 8G, Igr
azin（登録商標） Yelolow 5GT, Igralite（登録商標）
Rubine 4BL, Manastral（登録商標） Magenta, Monas
tral（登録商標） Scarlet, Monastral（登録商標） Vi
olet R, Monastral（登録商標）Red B, 及びMonastral
（登録商標） Violet Maroon B。次の顔料はHeubachか
ら入手可能：Dalamar（登録商標） Yellow YT-858-DとH
eucophthal（登録商標） Blue G XBT-583D。次の顔料は
Hoechstから入手可能：Permanent Yellow GR, Permanen
t Yellow G, Permanent Yellow DHG, Permanent Yellow
NCG-71, PermanentYellow GG, Hansa Yellow RA, Hans
a Brilliant Yellow 5GX-02, Hansa Yellow-X, Novoper
m（登録商標） Yellow HR, Novoperm（登録商標） Yell
ow FGL, Hansa Brilliant Yellow 10GX, Permanent Yel
low G3R-01, Hostaperm（登録商標）Yellow H4G, Hosta
perm（登録商標） Yellow H3G, Hostaperm（登録商標）
Orange GR, Hostaperm（登録商標） Scarlet GO,及びP
ermanent Rubine F6B。次の顔料はMobayから入手可能：
Quindo（登録商標） Magenta, Indofast（登録商標）
Brilliant Scarlet, Quindo（登録商標） Red R6700, Q
uindo（登録商標） Red R6713,及び Indofast（登録商
標） Violet。次の顔料はSun Chemから入手可能：L74-1
357 Yellow, L75-1331 Yellow,及びL75-2577 Yellow。
【００４０】ブラック顔料ベースのインクの場合のよう
に、低イオン強度マイクロエマルションの（例えば、非
イオン性の）極めて安定なMMCベースのカラーインクを
作ることができる。にじみの緩和は、米国特許第５，１
０６，４１６号及び米国特許第５，１１６，４０９号に
開示されたような着色剤−ミセルの相互作用によって、
且つフロキュレーションメカニズムによらずに達成され
る。
【００４１】顔料は、ブラック顔料の場合のように、化
学的に改質され、しかもカチオン性又はアニオン性のど
ちらであってもよい。用いられる対イオンは、ブラック
顔料に関して上に示したものと同じ群から選択する。
【００４２】水溶性染料がカラーインクに使われる場合
は、ベヒクルは上に挙げたリストから選択される少なく
とも１つの共溶媒を上に示した濃度範囲で含む。ベヒク
ルはまたそれがカチオン性であれ、アニオン性であれ、
あるいは非イオン性であれ、１つ以上の両親媒性物質を
上に示した濃度範囲で含有する。
【００４３】ベヒクルは、上掲のリストから選択される
少なくとも１つの共溶媒を上に示した濃度範囲で含む。
ベヒクルはまた１以上の両親媒性物質を上に示した濃度
範囲で含有する。
【００４４】上術のように、本発明の要件に矛盾しない
で、様々な種類の添加剤をインクに採用して、特定用途
に使えるようインク組成物の諸特性を最適化してよい。
例えば、当業者に周知のように、殺生物剤をインク組成
に使って微生物の成長を阻害してよく、EDTAのような金
属イオン封鎖剤を含有させて重金属不純物の有害な影響
を排除してよく、さらに緩衝液を用いてインクのpHを制
御してもよい。粘度調節剤及び他のアクリル又は非アク
リル系高分子のようなその他の既知添加剤を添加してイ
ンク組成の各種特性を思うように改善してもよい。
【００４５】にじみを軽減するのに望まれるフレキュレ
ーション（凝集）を達成するためには、その時、そのカ
ラーインクのイオン強度を上げなければならない。これ
は、単純な塩か又は有機酸をカラーインク組成の何れか
又は全てに添加することにより達成される。
【００４６】カラーインクのイオン強度は、ブラックイ
ンクのイオン強度と比べて少なくとも約20%、好ましく
は少なくとも約30%及び最も好ましくは少なくとも約50%
の程度まで向上させることができる。上限は、数百パー
セントまでに及んでよく、且つ前述の塩又は有機酸がペ
ンの材料又は噴射するインクの諸特性に及ぼしたかも知
れない何らかの逆効果によってのみ制限される。イオン
強度の決定は、例えば、伝導率の測定によって実施する
ことができ、、従って過度の実験の構築を考えることは
ない。
【００４７】単純塩には、一価及び多価の塩化物、フッ
化物、臭化物、硝酸塩及びアルカリ金属とアルカリ土類
のトシラートがある。塩の例には、NaCl、CsCl、LiCl、
KCl、MgCl2、CaCl2、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2が含まれる。
塩の量は、カラーインクの全組成をベースとして約0.5
〜10重量％の範囲にある。
【００４８】単純有機酸、モノ及びポリ官能酸及びヒド
ロキシ酸を代わりに使ってもよい。酸の例には、酢酸、
クエン酸、グリコール酸、コハク酸、アジピン酸、酒石
酸、ポリスルホン酸、ポリビニルスルホン酸及び4-モル
ホリンエタンスルホン酸（MES、インクジェット用イン
クの緩衝剤としてしばしば使用）が含まれる。酸の量
は、カラーインクのpHを5未満の値に十分調節できる量
である。
【００４９】コロイドのにじみ軽減（ブラック及びカラ
ーインクの両方に界面活性剤を使用）に加えて、カラー
インクのイオン効果を利用することにより、にじみの軽
減方法がさらに改善される。これは、塩又は有機酸の何
れかの添加によって達成される。添加されるNaClのよう
な塩は、その溶液のpHにではなく、溶液のイオン強度の
みに作用する。一方、有機酸は、その溶液のpHとイオン
強度の両方に影響を及ぼす。両手段とも、MMCベースの
ブラックインクのフロキュレーションには同じ効果を生
ずる。従って、用語「非特異的なイオン性で、pH及びコ
ロイドの効果」は、本願明細書ではこの結果を記述する
のに用いる。
【００５０】上記の諸技術に従って調製したカラーイン
クを化学的に改質された顔料ベースのブラックインクに
隣接してプリントすれば、顔料が凝集する結果となり、
これがブラックインクの溶液から着色剤を沈殿させてカ
ラーインク中へのブラックインクのにじみを防ぐのであ
る。
【００５１】産業上の利用可能性 本発明のインクジェット用インクセットは、サーマルイ
ンクジェットプリンティングにおいて、特に、高いエッ
ジ尖鋭度、高い光学濃度、速い乾燥時間、軽減されたに
じみ、耐水性、及び耐汚れ性のような、ここに開示した
インクの諸特性の改善が求められる場合に、その用途を
見出すものと期待される。
【００５２】以上、ブラックインクのそれに比べてノン
ブラックインクのイオン強度を高める薬剤と共に、(a)
ベヒクル、水溶性の化学的に改質された発色団及び水の
マイクロエマルションを含有するブラックインクと(b)
ノンブラック発色団の水性溶液を含むノンブラックイン
クとから成るサーマルインクジェットプリント用のイン
クジェット用インクセットを開示した。明らかな特質の
種々の変更並びに修正を行ってよく、且つ該変更及び修
正の全ては、本発明の範囲内に帰属するものと考えられ
るということは、当業者には明らかである。
【００５３】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。 （実施態様１）インクジェットプリンタの少なくとも２
つのインクから成るインクジェット用インクセットにお
いて、約0.1〜50重量％の少なくとも１つの実質的に水
不溶性の有機油と0〜約50重量％の少なくとも１つの第
１の有機共溶媒と0〜約40重量％の少なくとも１つの第
１両親媒性物質と0〜約3重量％の少なくとも１つの高分
子量のコロイドとを含有する第１のベヒクルと実質的
に、化学処理されたブラック顔料から誘導される水溶性
のブラック巨大分子発色団から成る、約0.5〜20重量%の
少なくとも１つのブラック着色剤と水とを含有するブラ
ック巨大分子発色団をベースとした第１のインクであっ
て、前記第１のインクは前記の諸成分のマイクロエマル
ションとして存在し、0〜約50重量％の少なくとも１つ
の第２有機共溶媒と0〜約40重量％の少なくとも１つの
第２両親媒性物質とを含む第２のベヒクルと実質的に、
水溶性カラー染料又は化学処理された水溶性のカラー顔
料から成る、約0.5〜20重量％の少なくとも１つのノン
ブラック着色剤と前記ノンブラックインクのイオン強度
を高めるための薬剤と水とを含む第２のインクとを含む
ことを特徴とするインクジェット用インクセット。 （実施態様２）ブラック巨大分子発色団をベースとした
インクと３つのノンブラックインク（シアン、イエロー
及びマゼンタ）とから成る前項(1)記載のインクジェッ
ト用インクセット。 （実施態様３）ブラック又はノンブラックの前記着色剤
は、陰イオンで、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金
属イオン、置換アンモニウムイオン及び未置換アンモニ
ウムイオンから成る群から選択される対イオンと会合さ
れるか又は陽イオンで、ハライド、硫酸塩、硝酸塩、リ
ン酸塩、スルホン酸塩、カルボン酸塩、炭酸塩、炭酸水
素塩、ホウ酸塩、四ホウ酸塩、四フッ化ホウ素酸塩、メ
タンスルホン酸塩、メチルベンゼンスルホン酸塩、亜リ
ン酸塩、ホスホン酸塩、ヘキサフッ化ホスホン酸塩、過
塩素酸塩、タングステン酸塩、モリブデン酸塩及びケイ
酸塩イオンから成る群から選択される対イオンと会合さ
れることを特徴とする前項(1)記載のインクジェット用
インクセット。 （実施態様４）前記有機油は、グリコールエーテル、フ
ェニルエーテル、ポリ（グリコール）エーテル、アルキ
ルエーテル、アリールエーテル、アルキルアリールエー
テル、アルキルエステル、アリールエステル、ポリ（グ
リコール）エステル、アルキルフェニルポリエチレンオ
キシド、ポリエチレンオキシド、水不溶性アセチレン型
ポリエチレンオキシド、ポリエチレンオキシド・ブロッ
ク共重合体、ポリエチレンオキシドエステル、ポリエチ
レンオキシドジエステル、ポリエチレンオキシドアミ
ン、ポリエチレンオキシドアミド、及びジメチコン・コ
ポリオールから成る群から選択される少なくとも１つの
化合物を含むことを特徴とする前項(1)記載のインクジ
ェット用インクセット。 （実施態様５）前記第１有機共溶媒と前記第２有機共溶
媒は、独立にそれぞれ、脂肪族アルコール、芳香族アル
コール、ジオール、グリコールエーテル、ポリ（グリコ
ール）エーテル、カプロラクタム、ホルムアミド、アセ
トアミド及び長鎖アルコールから成る群から選択される
少なくとも１つの化合物を含むことを特徴とする前項
(1)記載のインクジェット用インクセット。 （実施態様６）前記第１両親媒性物質は、イオン性界面
活性剤、非イオン性界面活性剤、イオン性両親媒性物質
及び非イオン性両親媒性物質から成る群から選択される
ことを特徴とするっ前項(1)記載のインクインク用イン
クセット。 （実施態様７）前記の第２両親媒性物質は、カチオン
性、アニオン性及び非イオン性両親媒性物質から成る群
から選択されることを特徴とする前項(1)記載のインク
ジェット用インクセット。 （実施態様８）前記高分子量コロイドは、アルギン酸塩
とその誘導体、マンヌロン酸塩とその誘導体、カラジー
ナンとその誘導体、グアーガムとその誘導体、キサンタ
ンガムとその誘導体、デキストランとその誘導体、キチ
ンとその誘導体、キトサンとその誘導体、カルボキシメ
チルセルロースとその誘導体及びニトロメチルセルロー
スとその誘導体から成る群から選択されることを特徴と
する前項(1)記載のインクジェット用インクセット。 （実施態様９）前記ノンブラックインクのイオン強度を
高めるための前記薬剤は、一価及び多価の塩化物、フッ
化物、臭化物、硝酸塩及びアルカリ金属とアルカリ土類
のトシラートから成る群から選択される無機塩であるか
又は有機酸、モノ及びポリ官能性酸及びヒドキシ酸から
成る群から選択される有機塩である前項(1)記載のイン
クジェット用インクセット。 （実施態様１０）前項(1)の前記インクジェット用イン
クセットを使って媒体上にプリントすることから成るイ
ンクジェットプリント方法。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】インクジェットプリンタの少なくとも２つ
    のインクから成るインクジェット用インクセットにおい
    て、 約0.1〜50重量％の少なくとも１つの実質的に水不溶性
    の有機油と0〜約50重量％の少なくとも１つの第１の有
    機共溶媒と0〜約40重量％の少なくとも１つの第１両親
    媒性物質と0〜約3重量％の少なくとも１つの高分子量の
    コロイドとを含有する第１のベヒクルと実質的に、化学
    処理されたブラック顔料から誘導される水溶性のブラッ
    ク巨大分子発色団から成る、約0.5〜20重量%の少なくと
    も１つのブラック着色剤と水とを含有するブラック巨大
    分子発色団をベースとした第１のインクであって、前記
    第１のインクは前記の諸成分のマイクロエマルションと
    して存在し、 0〜約50重量％の少なくとも１つの第２有機共溶媒と0〜
    約40重量％の少なくとも１つの第２両親媒性物質とを含
    む第２のベヒクルと実質的に、水溶性カラー染料又は化
    学処理された水溶性のカラー顔料から成る、約0.5〜20
    重量％の少なくとも１つのノンブラック着色剤と前記ノ
    ンブラックインクのイオン強度を高めるための薬剤と水
    とを含む第２のインクとを含むことを特徴とするインク
    ジェット用インクセット。
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