JPH08218014A - インクジェットプリンタ用インク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクジェットプリンタ用インクに関し、色
が鮮やかで、普通紙等の被記録媒体に印字しても耐水性
が強く、ノズルの目詰まりが起こらず、しかも色材の選
択が簡易なインクを提供することを目的とする。 【構成】 少なくとも２種類の、互いにＲｆ値（ペーパ
ー分配クロマトグラフィにおいて測定される移動率）を
異にする色材を混合して含んでなるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクジェットプリンタ
用インクに関し、さらに詳しく述べると、非接触ノンイ
ンパクトの記録を行うために有用な、少なくとも１色
（黒色を含む）のインクを使用した、すなわち、単色記
録用又は多色記録用のインクジェットプリンタのための
インクに関する。本発明のインクは、１色のインクに、
少なくとも２種類のＲｆ値を異にする色材を混合して、
耐水性を高くするとともに、色調を鮮明にし、目詰まり
もしなくしているので、各種のインクジェットプリンタ
において有利に使用することができる。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方法は、種々のイン
ク（記録液）吐出方式、例えば、静電吸引方式、インク
を加熱して発泡させ、その圧力を利用する方式、圧電素
子を用いてインクに機械的振動また変位を与える方式等
により、インクの小滴を発生、飛翔させ、それらの一部
もしくは全部を紙等の被記録媒体に付着させて、記録を
行うものであるが、騒音の発生がなく、高速印字、多色
印字の行なえる記録方法として、注目されている。

【０００３】従来、このようなインクジェット記録方式
を利用したプリンタに用いるインクは、色材として、直
接染料、酸性染料、塩基性染料等の染料を使用してき
た。この場合、一般に色の鮮やかさは直接染料、酸性染
料、塩基性染料の順に良くなるが、色材の耐水性につい
ては逆に低下する傾向がある。また、色の鮮やかさ、耐
水性と、色材の分子量との関係については、分子量が大
きくかつ分子を構成する原子の結合の鎖が長くなると、
色材の耐水性が良くなるが、色材の光吸収の波長分散が
大きくなるために記録された色がぼやけてくる現象があ
る。そのうえに、使用する色材の溶媒への溶解度が低い
ため、インクジェットヘッドでのインクの目詰まりを起
こしてしまう。また、色材の分子量が小さいと、色は鮮
やかで、ヘッドにおける目詰まりも起こしにくい代わり
に、特殊な染料処理を行うか、さもなければ被記録媒体
に特殊なインク受容層を設けないと、耐水性を高めるこ
とは困難である。そこで、耐水性の強いものと弱いもの
を適当に混合すればよいという発想が思いつかれるが、
一般に耐水性が高いとされる直接染料にも、耐水性の弱
いものがあり、したがって、一旦インクとして調合し、
印字してみなければ、色材の耐水性はわからないという
不都合がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、した
がって、色が鮮やかで、普通紙等の被記録媒体に印字し
ても耐水性が強く、かつ、インクジェットヘッドでの目
詰まりが起こらず、しかも調製に使用する色材の選択が
簡易なインクジェットプリンタ用インクを提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した目的は、本発明
によれば、１色のインクに、少なくとも２種類の、互い
にＲｆ値（ペーパー分配クロマトグラフィにおいて測定
される移動率）を異にする色材を混合して含んでなるこ
とを特徴とするインクジェットプリンタ用インクによっ
て達成することができる。

【０００６】本発明によるインクジェットプリンタ用イ
ンクは、好ましくは、少なくとも１種類の０．８もしく
はそれ以上のＲｆ値を有する色材と、少なくとも１種類
の０．８未満のＲｆ値を有する色材とを混合して含んで
なる。インクの調製に用いる色材は、以下に詳述するよ
うに、この技術分野において色材として通常用いられて
いる染料及び顔料の群から任意に選択して使用すること
ができ、したがって、染料だけからなっていても、顔料
だけからなっていても、あるいは染料及び顔料の組み合
わせからなっていてもい。

【０００７】例えば、インクが少なくとも２種類の染料
を混合した色材からなる場合には、好ましくは、０．８
もしくはそれ以上のＲｆ値を有する染料（以下、「基準
色」ともいう）と０．８未満のＲｆ値を有する染料（以
下、「混合色」ともいう）の混合比は６：４〜３：７で
ある。これは、以下に実施例で明らかにするように、耐
水性の強い染料（混合色）でも、全染料分の最低４０％
は含ませないと耐水性を高める効果がみられず、また、
この混合色を７０％より多量に含ませると、耐目詰まり
性が、基準色単独に較べて低下するからである。

【０００８】また、インクが少なくとも１種類の染料と
少なくとも１種類の顔料とを混合した色材からなる場合
には、好ましくは、染料に対する顔料の混合比は５０％
以下である。これは、顔料を染料に併用する場合、例え
ば染料の１０％のようなかなり少量でも併用の効果を達
成することができるけれども、混合比率を５０％よりも
多量とすると、耐目詰まり性が顕著に低下するからであ
る。

【０００９】本発明によるインクジェットプリンタ用イ
ンクは、色材としての染料及び（又は）顔料と、それを
溶解もしくは分散させるための溶媒とを主成分として含
有し、また、インクの特性等を改良するなどの目的で各
種の添加剤を含有する。主成分として用いられる色材を
構成する染料及び（又は）顔料は、多くの公知な染料及
び顔料の群のなかから、所望とするインクの調製に適し
た性質を有するものを任意に選択して使用することがで
きる。適当な染料及び顔料の例は、以下に記載するもの
に限定されるわけではないけれども、次のようなものを
包含する。

【００１０】 色 染 料 イエロー Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３（ＡＹ２３） Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー４４（ＤＹ４４） Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１４２（ＤＹ１４２） マゼンタ Ｃ．Ｉ．アシッドレッド２８９（ＡＲ２８９） Ｃ．Ｉ．アシッドレッド２４９（ＡＲ２４９） Ｃ．Ｉ．アシッドレッド３５（ＡＲ３５） Ｃ．Ｉ．アシッドレッド８７（ＡＲ８７） Ｃ．Ｉ．アシッドレッド２７６（ＡＲ２７６） Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド７９（ＤＲ７９） シアン Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９（ＡＢ９） Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー８６（ＤＢ８６） Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１６８（ＤＢ１６８） ブラック Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２４（ＡＢｋ２４） Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２６（ＡＢｋ２６） Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２（ＡＢｋ２） Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１９（ＤＢｋ１９） Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１５４（ＤＢｋ１５４）

【００１１】 色 顔 料 イエロー Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３（ＰＹ１３） マゼンタ Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７（ＰＲ１７） シアン Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー５６（ＰＢ５６）

【００１２】これらの色材とともに主成分として用いら
れる溶媒は、それに色材を溶解もしくは分散させるとと
もに、目詰まりを伴わずにノズルからの飛翔に適した液
滴を形成するためのものである。適当な溶媒は、水の単
独であるかもしくは、水単独での目詰まり傾向を防止し
た、水と水溶性の有機溶剤との混合物である。本発明に
おいて使用することのできる有機溶剤の一例を示すと、
メタノール、エタノール、（ノルマル）プロピルアルコ
ール、イソプロピルアルコール等の１価アルコール、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、ブチレング
リコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール等の２価アルコール、グリ
セリン等の３価アルコール、ポリエチレングリコール、
ポリブチレングリコール等のポリアルキレングリコー
ル、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−
２−イミダゾリジノン等の含窒素複素環式化合物、エチ
レングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコ
ールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノ
メチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエー
テル、その他がある。これらの有機溶剤は、単独で使用
しても、あるいは２種類以上を混合して使用してもよ
い。

【００１３】上記した溶媒は、本発明のインク中におい
て広い範囲で使用することができ、しかし、好ましく
は、５〜８０重量部の範囲である。溶媒の使用量は、そ
れが５重量部未満であると、インクの乾燥が速く、イン
ク中の色材が析出してノズルを通過することができず、
また、８０重量部よりも多量であると、インクの粘度が
高くなり、ノズルから吐出するのが困難となる。インク
中の溶媒の使用量は、さらに好ましくは、５〜５０重量
部の範囲である。

【００１４】本発明のインクジェットプリンタ用インク
は、上記した色材及び溶媒に加えて、常用の添加剤を必
要に応じて含有することができる。適当な添加剤の一例
として、例えば、分散剤、界面活性剤（カチオン系、ア
ニオン系、ノニオン系等）、粘度調整剤（ポリビニルア
ルコール、セルロース類、水溶性樹脂等）、表面張力調
整剤（ジエタノールアミン、トリエタノールアミン
等）、殺菌剤、防カビ剤、その他をあげることができ
る。

【００１５】本発明によるインクジェットプリンタ用イ
ンクは、少なくとも１色（黒色を含む）のインクを使用
するところの、従来の単色記録用又は多色記録用のイン
クジェットプリンタにおいて広くかつ有利に使用するこ
とができる。プリンタの一例として、シリアルタイプの
カラーインクジェットプリンタなどをあげることができ
る。例えば、シリアルタイプのカラーインクジェットプ
リンタは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４
種類のインクを持ち、各インクはそれぞれインクカート
リッジに保持されている。これらのインクは、それぞれ
インク滴を記録紙に吐出する手段（例えば、圧電素子、
発熱体、音波発生体等）を有する記録ヘッドに供給さ
れ、その手段の作用により、記録紙上に吐出され、ドッ
トを形成する。インク滴の吐出タイミング、ヘッドの走
査、及びこの走査と垂直な記録紙の走査により、記録紙
上にドットのパターンが形成でき、任意の文字や図形を
記録することができる。また、カラー中間色は、イエロ
ー、マゼンタ、シアンの各色インクドットを適当に重ね
合わせて表現することができる。すなわち、赤はマゼン
タとイエロー、青はマゼンタとシアン、緑はイエローと
シアンを重ね合わせることにより表現することができ
る。

【００１６】

【作用】本発明者らは、色材を選択する簡易な方法とし
て、先ず、色材のＲｆ値を求め、そのＲｆ値が０．８以
上の色材と、０．８未満の色材とを混合したインクを用
いることによって、色鮮やかで、普通紙に印字してもそ
の耐水性が強く、かつ、インクジェットヘッドでの目詰
まりが起こらないインクジェット用インクを提供できる
ということを見い出した。

【００１７】ここで、Ｒｆ値とは、ペーパー分配クロマ
トグラフィにおいて測定される色材の移動率の値を示
し、その値は、色材の分子量、溶媒への溶解度、そして
紙のセルロースとの結着性と密接な関係がある。一般
に、Ｒｆ値の高い色材は、分子量が小さく、溶媒への溶
解度が高い代わりに、セルロースとの結着性が弱く、耐
水性がなく、逆に、Ｒｆ値の低い色材は、分子量が大き
く、耐水性が強い代わりに、溶媒への溶解度が低く、目
詰まりしやすい。すなわち、Ｒｆ値の高い色材と低い色
材とをうまく混合することによって、両者の良い点を引
き出すことができるわけである。

【００１８】

【実施例】以下、本発明をそのいくつかの実施例につい
て具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に
限定されないことを理解されたい。

【００１９】例１ 色材の移動率（Ｒｆ値）の測定 本発明において色材として使用することが意図される各
種の染料及び顔料の移動率（Ｒｆ値）をペーパー分配ク
ロマトグラフィを使用して次のようにして測定した。

【００２０】選ばれた色材を水及びジエチレングリコー
ルからなる混合溶媒（重量比５５／４５）に５重量％の
濃度で溶解して試験溶液を調製した。この試験溶液の２
μｌを、図１に略示するたんざく状のロ紙片、トーヨー
・フィルター・ペーパーＮｏ．５０（商品名、東洋ロ紙
社製）１の端にスポット状に滴加した（原点Ｐを参照さ
れたい）。次いで、密閉容器内で、前記ロ紙片の試料の
ついているほうの端を上記混合溶媒からなる展開液に浸
して所定時間の展開（溶媒の浸透）を行った。この展開
過程で原点Ｐからロ紙片上を移動した色材の移動距離Ｂ
及び原点Ｐからの展開液の展開距離Ａを測定した。そし
て、これらの測定値Ａ及びＢから、次式に従って移動率
（Ｒｆ値）を求めた。

【００２１】移動率＝Ｒｆ＝Ｂ〔試料をつけた原点Ｐか
ら色材のスポットの中心までの距離〕／Ａ〔原点から展
開液の前端までの距離〕 得られた測定結果を以下に示す。 色材（染料又は顔料） Ｒｆ値 Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３（ＡＹ２３）） ０．９０ Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー４４（ＤＹ４４） ０．９０ Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１４２（ＤＹ１４２） ０．７６ Ｃ．Ｉ．アシッドレッド２８９（ＡＲ２８９） ０．９９ Ｃ．Ｉ．アシッドレッド２４９（ＡＲ２４９） ０．９４ Ｃ．Ｉ．アシッドレッド２７６（ＡＲ２７６） ０．７４ Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド７９（ＤＲ７９） ０．７８ Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９（ＡＢ９） ０．９９ Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー８６（ＤＢ８６） ０．８６ Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１６８（ＤＢ１６８） ０．７５ Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２４（ＡＢｋ２４） ０．９３ Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２６（ＡＢｋ２６） ０．９０ Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１９（ＤＢｋ１９） ０．７７ Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１５４（ＤＢｋ１５４） ０．７２ Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３（ＰＹ１３） ０．０６ Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７（ＰＲ１７） ０．０４ Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー５６（ＰＢ５６） ０．０３

【００２２】例２ 染料の組合わせからなる色材を用いたインク 前記例１においてＲｆ値を測定した染料のうちで、ＡＹ
２３、ＡＲ２８９、ＡＢ９及びＡＢｋ２４は、色が鮮や
かであり、目詰まりもしにくいが、耐水性に劣ると認め
られている。これらのＲｆ≧０．８の染料を基準色とし
て、いかにしたら耐水性を向上させ得るかを本例におい
て研究した。本発明者らは、経験則から、基準色にＲｆ
＜０．８の染料（混合色）を併用するのが有効であると
いう知見を得ていたので、いかなる混合比が耐水性の向
上に有効であるかを確認するため、色材としてＡＹ２３
（基準色）及びＤＹ１４２（混合色）を下記の第１表に
示すようにいろいろな割合で混合するとともに、下記に
示す組成でインクを調合した。

【００２３】 色材 ４重量％ ジエチレングリコール １０重量％ 蒸留水 ８６重量％ 得られたインクのそれぞれを解像度３６０dpi 、インク
噴射量５０plの印字評価機における普通紙のベタ印刷に
供し、プリンタノズルにおけるインクの耐目詰まり性な
らびに得られたプリントサンプルの耐水性及び色調を下
記の基準に従って評価した。

【００２４】耐水性の評価 プリントサンプルを１分間水中に浸し、次いで室温（約
２５℃）でほぼ一日乾燥した。乾燥後の印字の色の変化
を３段階：良い（色落ちなし）、普通（僅かな色落ちあ
り）及び悪い（著しい色落ちあり）で評価した。

【００２５】耐目詰まり性の評価 プリントサンプルの作成後、使用したプリンタのノズル
の目詰まりの状態を目視により３段階：良い（目詰まり
なし）、普通（僅かな目詰まりあり）及び悪い（著しい
目詰まりあり）で評価した。

【００２６】色調の評価 プリントサンプルの色調（色の鮮やかさ）を目視により
３段階：良い、普通及び悪いで評価した。得られた結果
を、次の第１表に示す。 第 １ 表 混合比 耐水性 耐目詰まり性 色調 （基準色：混合色） １０：０ 悪い 良い 良い ９：１ 悪い 良い 良い ８：２ 悪い 良い 良い ７：３ 悪い 良い 良い ６：４ 普通 良い 良い ５：５ 良い 良い 良い ４：６ 良い 良い 良い ３：７ 良い 普通 良い ２：８ 良い 悪い 普通 １：９ 良い 悪い 普通 ０：１０ 良い 悪い 悪い ───────────────────────────────

【００２７】上記第１表に記載の結果から理解されるよ
うに、２種類の染料ＡＹ２３及びＤＹ１４２の混合比は
６：４〜３：７であるのが望ましく、６：４未満では耐
水性の向上を認めることができず、また、３：７超では
耐目詰まり性の低下を回避することができない。

【００２８】例３ 染料の組合わせからなる色材を用いたインク 下記の第２表に記載の染料を単独もくしは５：５の混合
比で混合して色材とするとともに、下記に示す組成でイ
ンクを調合した。 色材 ４重量％ ジエチレングリコール １０重量％ 蒸留水 ８６重量％ 得られたインクのそれぞれを前記例２と同様な手法で普
通紙のベタ印刷に供し、得られたプリントサンプルの耐
水性を下記の基準に従って評価した。

【００２９】耐水性の評価 プリントサンプルを１分間水中に浸し、次いで室温（約
２５℃）でほぼ１日乾燥した。乾燥後の印字の色の変化
を次の５段階で評価した。 ５：全く判らない。 ４：色が少し落ちている。 ３：色落ちが良く判る。 ２：殆ど色が落ちている。 １：色が全く落ちている。 得られた結果を、次の第２表に示す。

【００３０】 第 ２ 表 色調 染 料 耐水性 イエロー （１）ＡＹ２３ ３ （２）ＡＹ２３＋ＤＹ４４ ３ （３）ＡＹ２３＋ＤＹ１４２ ４ ──────────────────────────── マゼンタ （４）ＡＲ２８９ ２ （５）ＡＲ２８９＋ＡＲ２４９ ２ （６）ＡＲ２８９＋ＡＲ２７６ ４ （７）ＡＲ２８９＋ＤＲ７９ ４ ──────────────────────────── シアン （８）ＡＢ９ ２ （９）ＡＢ９＋ＤＢ８６ ３ （10）ＡＢ９＋ＤＢ１６８ ４ ──────────────────────────── ブラック （11）ＡＢｋ２４ ３ （12）ＡＢｋ２４＋ＡＢｋ２６ ３ （13）ＡＢｋ２４＋ＤＢｋ１９ ４ （14）ＡＢｋ２４＋ＤＢｋ１５４ ４ ────────────────────────────

【００３１】上記第２表に記載の結果から理解されるよ
うに、直接染料、酸性染料に係わらず、Ｒｆ値が低い染
料（０．８０未満）を混合すると、耐水性の向上効果が
はっきりと現れた。このことにより、インク中に含まれ
る色材を、Ｒｆ値を基準とする方法を用いて選択し、１
色のインクに、色材のＲｆ値が０．８以上のものと、
０．８未満のものを少なくとも１種類ずつ混合すること
により、色鮮やかで、普通紙に印字しても、その耐水性
が強く、かつ、インクジェットヘッドでの目詰まりが起
こらないインクジェット用インクを容易に提供すること
ができることが判る。

【００３２】例４ 染料と顔料の組合わせからなる色材を用いたインク 前記例２に記載の手法を繰り返した。但し、本例では、
ＡＹ２３（基準色）及びＤＹ１４２（混合色）の組合わ
せに代えて、ＡＹ２３（基準色）及びＰＹ１３（混合
色）の組合わせを使用した。得られた結果を、次の第３
表に示す。

【００３３】 第 ３ 表 混合比 耐水性 耐目詰まり性 色調 （基準色：混合色） １０：０ 悪い 良い 良い ９：１ 良い 良い 良い ８：２ 良い 良い 良い ７：３ 良い 良い 良い ６：４ 良い 良い 良い ５：５ 良い 普通 良い ４：６ 良い 悪い 良い ３：７ 良い 悪い 普通 ２：８ 良い 悪い 普通 １：９ 良い 悪い 悪い ０：１０ 良い 悪い 悪い ───────────────────────────────

【００３４】上記第３表に記載の結果から理解されるよ
うに、ＡＹ２３とＰＹ１３を混合したところ、顔料は、
かなり少量でも（染料の１０％）効果をあげることがで
きるが、逆に、混合比率を増やすと、耐目詰まり性が顕
著に低下するため、染料の５０％以下にするのが望まし
い。また、インクに顔料をよく分散する界面活性剤や、
有機溶剤などを前記インク組成に加えると、ますます信
頼性があがり、効果的であった。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明によれば、色鮮やかで、普通紙に印字しても、その耐
水性が強く、かつ、インクジェットヘッドでの目詰まり
が起こらないインクジェット用インクを容易に提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】色材の移動率Ｒｆを測定するための原理を示し
た略示図である。

【符号の説明】

１…ロ紙片 Ｐ…原点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 重治 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 明野 京太 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 梅宮 茂良 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２種類の、互いにＲｆ値（ペ
   ーパー分配クロマトグラフィにおいて測定される移動
   率）を異にする色材を混合して含んでなるインクジェッ
   トプリンタ用インク。
2. 【請求項２】 少なくとも１種類の０．８もしくはそれ
   以上のＲｆ値を有する色材と、少なくとも１種類の０．
   ８未満のＲｆ値を有する色材とを混合して含んでなる請
   求項１に記載のインクジェットプリンタ用インク。
3. 【請求項３】 前記色材が染料及び（又は）顔料の混合
   物である請求項１又は２に記載のインクジェットプリン
   タ用インク。
4. 【請求項４】 少なくとも２種類の染料を混合したもの
   であり、その際、０．８もしくはそれ以上のＲｆ値を有
   する染料と０．８未満のＲｆ値を有する染料の混合比が
   ６：４〜３：７である請求項３に記載のインクジェット
   プリンタ用インク。
5. 【請求項５】 少なくとも１種類の染料と少なくとも１
   種類の顔料とを混合したものであり、その際、染料に対
   する顔料の混合比が５０％以下である請求項３に記載の
   インクジェットプリンタ用インク。