(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オンデマンド型インクジェットプリンタによりインク液滴をベック平滑度８０ｓ以下の非コート紙である記録媒体上に噴射させ、記録ドットを形成するものであって、前記オンデマンド型インクジェットプリンタのノズル及び記録媒体の間の相対速度が１０ｉｐｓ以上となる記録速度で記録を行う場合のインクジェット記録方法において、
２５℃における粘度が５〜１５ｍＰａ・ｓであり、前記記録媒体に対する吸収係数が０．９〜０．３（ｍｌ／ｍ２）／（ｍｓ）０．５である顔料を色材とするインク組成物を用いることを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項２】
２５℃における表面張力が３５ｍＮ／ｍ以上のインク組成物を用いることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録方法。
【請求項３】
水、ポリエチレングリコール及び顔料を必須成分とし、好ましくはグリセリンを含有するインク組成物を用いることを特徴とする請求項１または２記載のインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電（ピエゾ）素子を用いたオンデマンド型インクジェット記録装置、特に非コート紙に高速度で記録するインクジェット記録装置の記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェット記録においては、インク滴の過剰な浸透、にじみを防止して濃度及び彩度の高い印刷を実現し、更には耐水性、保存特性を向上するために、特殊な基体（インクジェット専用紙）が使用されることが通例であった。これに関しては既に多くの報告がなされているが、例えばUSP 5,854,649号、USP 5,853,899号、特開平11-192778号、特開平11-129610号、特開平11-078223号、特開平11-078221号、特開平11-034485号、特開平11-028861号、特開平11-020300号、特許2845832号、特表平11-506991号公報等には、特定の水溶性レジンを塗工することでインク吸着性を向上することが記載されており、例えばUSP 5,516,364号、特開平11-192775号、特開平11-157207号、特開平11-129606号、特開平11-048604号、特開平11-034481号、特許2938917号、特許2887098号、特許2883299号、特許2877740号公報等には、特定のクレイ、アルミナ等無機材料を含有することで、同様にインク吸着性を向上し、高品質の印刷を行うことが記載されている。
【０００３】
併行して高画質な印刷を実現するためのインクジェット用インク組成物に関しても多数の報告がなされている。その一部を例示すると、特許2136873号、特許2116198号、特許2037450号、特許2037453号、特許2894568号、特許2710138号、特許2792135号、特許2841678号、特許1927399号公報等には、にじみの少ない印刷、あるいは耐水性を可能にするインク等が記載されている。
【０００４】
用紙及びインクの物理特性の関連性に関しても多くの報告があり、特開平10-330666号、特開平10-316915号、特開平10-272828号、特開平10-237370号、特開平11-129460号、特許2618361号、特許2801295号、特許2529154号、特許2516218号、特許2825224号公報等には、最適な印刷を得るための用紙のステキヒトサイズ度、用紙及びインクのブリストー濡れ時間、吸収係数、インクの蒸発速度に関する報告等が記載されている。
【０００５】
上記のインク及び用紙（基体）に関する一般的な解説書としては、例えば「インクジェット記録の高画質、高速化技術と関連材料の開発」、技術情報協会、１９９９年出版、「印刷・情報記録における紙の特性と印刷適性および分析、評価」、技術情報協会、１９９９年出版等がある。
【０００６】
これに対して、近年インクジェット用に特別に製造された専用紙ではなく、一般的な用紙（普通紙）に対しても高品質の印刷を実施したいとの需要が高まってきた。これは、用紙の価格低減のみならず、従来他の印刷方法で処理されていた分野（オフセット、フレキソ印刷等インキ印刷分野、レーザプリンタ、感熱記録等ノンインパクトプリンタ分野、インパクトプリンタ分野等）にもインクジェット記録方法を適用する場合不可避的に遭遇する課題である。特に、定型文書、伝票、帳票等の多数の事務書類を高速で印刷する事務用分野に関しては、普通紙の利用及び高速印刷が不可欠の用件であり、従来の専用紙を想定したインクジェット用インク及び記録方法では実現は極めて困難であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
水及び水溶性溶剤を溶媒としたインクにおいては、紙のセルロース繊維への浸透、吸着に起因するにじみ、裏移り（ブリードスルー）等の印刷品質を低下させる現象が原理的に阻止できない。このため、前述のように基本的な方策として用紙（基体）を処理することにより印刷品質を維持する方法が採られてきたが、本発明の意図する普通紙（非コート紙）印刷には適合しない。また、特に普通紙に対してインクの乾燥性（セット性）とにじみは通常相反的な性質であり、にじみを防止すると、乾燥性が低下し高速の印刷が不可能になった。同様に、インクの印刷濃度とにじみは相関があり、適当な高い濃度を実現するインク量においては、にじみが過剰でかつ裏移りを生じ易く、品質の悪い印刷しか得られなかった。
【０００８】
本発明は、これら従来同時に達成することは不可能とされてきた事項を可能にするインクジェット用インク組成物及び記録方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の要旨は、オンデマンド型インクジェットプリンタによりインク液滴をベック平滑度８０ｓ以下の非コート紙である記録媒体上に噴射させ、記録ドットを形成するものであって、前記オンデマンド型インクジェットプリンタのノズル及び記録媒体の間の相対速度が１０ｉｐｓ以上となる記録速度で記録を行う場合のインクジェット記録方法において、２５℃における粘度が５〜１５ｍＰａ・ｓであり、前記記録媒体に対する吸収係数が０．９〜０．３（ｍｌ／ｍ２）／（ｍｓ）０．５である顔料を色材とするインク組成物を用いることにある。
【００１０】
好ましくは、２５℃における静的表面張力が３５ｍＮ／ｍ以上のインク組成物を用いる。更に好ましくは、水、ポリエチレングリコール及び顔料を必須成分とし、好ましくはグリセリンを含有するインク組成物を用いることにある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
用紙の分類として、通商産業省の生産統計に使用されている方法がよく使用される。これによると、大別して印刷情報用紙、包装用紙、衛生用紙、雑用紙に区分され、印刷情報用紙には非塗工用紙、微塗工用紙、塗工用紙、特殊印刷用紙、情報用紙の区分がある。本発明の目的とする用途の用紙は、非塗工用紙、特殊印刷用紙及び情報用紙の一部に属する。用紙の組成は多岐に渡っており、パルプ素材、塗料の種類及び量、製造方法で多様であり、又紙を評価区分する多数の方法がある。例えば、紙の密度、厚さ、表裏差、縦目/横目（漉き方向）、細孔の空隙率、透気性、吸水/吸油性、サイズ度、表面粗さ、光沢度、ｐＨ、表面強度、剥離強度、剛度、折り強度、帯電性等があり、各々印刷品質に影響する。
【００１２】
ここで、本発明者は、本発明の意図する分野の用紙を一般的に規定する方法として、表面平滑度に着目した。これらにはベック平滑度、スムースター平滑度、チャップマン平滑度等がありＴＡＰＰＩ−Ｔ４７９、ＪＩＳ Ｐ８１１９等に規定されている。ベック平滑度、スムースター平滑度および王研式平滑度試験機による平滑度はいずれも空気流速ないしは圧力変化を測定するもので互いに変換可能である。
【００１３】
本発明の意図する用紙はいずれも非コート紙でかつベック平滑度が８０ｓ以下のものである。非コート紙とは実質的な塗料（填料）の量が両面で１２ｇ／ｍ2以下（上述の生産統計の定義で微塗工紙以下）の用紙を意味している。これらに該当しない用紙等に関するインクジェット印刷は本発明の目的の範囲外である。
【００１４】
本発明の用紙としては、例えば上級印刷紙、中級印刷紙、下級印刷紙、薄様印刷紙、微塗工印刷用紙、色上質紙等特殊印刷用紙、フォーム用紙、ＰＰＣ用紙、その他情報用紙等があり、具体的には下記する用紙及びこれらを用いた各種の変性/加工用紙があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。
【００１５】
ＯＫ上質紙、ニューＯＫ上質紙、サンフラワー、フェニックス、ＯＫロイヤルホワイト、輸出上質紙（ＮＰＰ、ＮＣＰ、ＮＷＰ、ロイヤルホワイト）、ＯＫフォーム、ＯＫＨ、ＮＩＰ−Ｎ、ＯＫエバーライト、ＯＫエバーライトＷ、ＯＫスターライト、ＯＫスノーライト、白苫用紙、ＯＫニューライト、ＯＫマガジンペーパー、ＯＫクリームエバーライト、ＯＫハイパルキー、ＯＫハイマガジンペーパー、ＯＫスカイライト、ＯＫ上質紙Ｌ、エバーライトＲ、ＯＫブライト、ＯＫロイヤルライトＳ、ロイヤルライトＨ、ニューライトＲ、ニューライトＲＳ、ロイヤルライトＮ、クリーンヒットＭ、クリーヒットＤ、クリーンヒットＳ、ＪＪ、ＯＫＦ、ＯＫＨ、ＮＩＰ、ＫＳフォーム、３８００用紙、ＫＩＰ−Ｎ（以上新王子製紙製）、連続伝票用紙、上質ＮＩＰ用紙、金王、東光、輸出上質紙、特需上質紙、ピレーヌ、ハイランド、アンデス、ロッキー、軽量オフ輪、アルプス、ヒマラヤ、セーヌ、ハイセラスター、イースターＤＸ、ピレーヌＤＸ、スーパーピレーヌＤＸ、アンデスＤＸ、スーパーアンデスＤＸ、セーヌＤＸ、スーパーセーヌＤＸ、ゴールデンフォーム、シルバーフォーム、エクセレントフォーム、シルバーリサイクルＮＩＰ、ＫＲＦスーパー、ＳＫＦ、ＧＯＬＦ−ＮＩＰ、ＰＰＣ用紙（以上日本製紙）、パール、金菱、ダイヤフォーム、ルビーライトＯ、ルビーライト、ルビーライトＬ、三菱ＮＩＰ（以上三菱製紙製）、金毬Ｖ、金毬ＳＷ、白象、高級出版用紙、ＨＮＦセミ上質紙、シロマリ、トクギンマリ、キンマリＬ、アルファスーパー、セミ上ＫＬ、ハイベーター、ベータースーパー、シロマリＬ、ハイガンマー、ガンマスーパー、ＨＮＫ、ＨＮＦ（以上北越製紙製）、しらおい、ＤＳＫ、ＨＡＫＵＲＯ、シャロン、特雪獅子、白獅子、リビアン、スーパー商伝用紙、ＡＡヘンリー、ＢＢヘンリー、ＣＣヘンリー、ＤＤヘンリー、ＥＥヘンリー、ＥＥヘンリーＳ、ＤＳＫ、ＤＳＫ３８、ＤＳＫ−Ｎ（以上大昭和製紙製）、銀環、金環、金陽（Ｗ）、ブリッジ、キャピタル、エクセレントフォーム、シルバーフォーム、ＫＲＦ、ＦＰＬＢ、ＫＣＲ（以上日本製紙）、せんだいＭＰ上質紙、錦江、雷鳥上質、掛紙、色紙原紙、連続伝票用紙、シャトン、エミネ、ＲＣＰ、せんだいフォーム、雷鳥フォーム（以上中越パルプ製）、ＯＰ金桜（以上チューエツ）、金砂、参考書用紙、交換証用紙（白）、フォーム印刷用紙、ＫＲＦ、白フォーム、カラーフォーム、(Ｋ)ＮＩＰ、ファインＰＰＣ（以上紀州製紙製）、たいおう、ブライトフォーム、カント、カントホワイト、ダンテ、ＣＭ用紙、ダンテコミック、ハイネ、文庫本用紙、ハイネＳ、ニューＡＤ用紙、ユトリロエクセル、エクセルスーパーＡ、カントエクセル、エクセルスーパーＢ、ダンテエクセル、ハイネエクセル、エクセルスーパーＣ、エクセルスーパーＤ、ＡＤエクセル、エクセルスーパーＥ、ニューブライトフォーム、ニューブライトＮＩＰ（以上大王製紙製）、日輪、月輪、雲嶺、銀河、白雲、ワイス、月輪エース、白雲エース、雲岑エース（以上日本紙業製）、たいおう、ブライトフォーム、ブライトニップ（以上名古屋パルプ）、牡丹Ａ、金鳩、特牡丹、白牡丹Ａ、白牡丹Ｃ、銀鳩、スーパー白牡丹Ａ、淡クリーム白牡丹、特中質紙、白鳩、���ーパー中質紙、青鳩、赤鳩、金鳩Ｍスノービジョン、スノービジョン、金鳩スノービジョン、白鳩Ｍ、スーパーＤＸ、はまなすＯ、赤鳩Ｍ、ＨＫスーパー印刷紙（以上本州製紙製）、スターリンデン（Ａ・ＡＷ）、スターエルム、スターメイプル、スターローレル、スターポプラ、ＭＯＰ、スターチェリーＩ、チェリーＩスーパー、チェリーＩＩスーパー、スターチェリーＩＩＩ、スターチェリーＩＶ、チェリーＩＩＩスーパー、チェリーＩＶスーパー（以上丸住製紙製）、ＳＨＦ（以上東洋パルプ製）、ＴＲＰ（以上東海パルプ製）。
【００１６】
記録媒体としては、ＪＩＳ  Ｐ８１２２「紙のステキヒトサイズ度試験方法」によりサイズ度２以上の用紙が特に制限なく使用可能である。例えば、４０ｋｇ紙、５５ｋｇ紙、７０ｋｇ紙、９０ｋｇ紙、１３５ｋｇ紙等の上質紙および色上質紙、Xerox４０２４、インクジェット普通紙および専用紙、再生紙および伝票用紙等があげられる。
【００１７】
本発明の記録媒体は、また表面粗さ係数によっても定義可能である。厳密ではないが、例えば平均表面粗さＲｚ１０μｍ以上の用紙がほぼこれに該当する。
【００１８】
本発明の記録媒体の膜厚は特に制限はないが、例えば膜厚８０〜２００μｍの用紙がほぼ該当する。通常普通紙として広範に使用される膜厚９５〜１１５μｍの用紙が本発明の目的に特に好ましい。
【００１９】
本発明の対象とする記録媒体としては、非コート紙が望ましく、例えば用紙の元素成分の比率（ＥＤＸ測定）で言えば、炭素元素１００に対して、アルミニウム、けい素元素数が各々１５０、２００以下であることが望ましい。
【００２０】
本発明の用紙の規定としては、更に例えばステキヒトサイズ度５５ｓ以下等の定義も可能である。
【００２１】
本発明の主旨は、ベック平滑度で規定される物性とインクジェット記録の関係にあり、記録媒体は紙に限定されず、同様の特性を有する金属、プラスチック、その他可能な媒体全てに適用出来る。
【００２２】
紙に対する液体の浸透は繊維の空隙への毛細管浸透と繊維自身の膨潤が併行する複雑な現象であるが、円筒形毛細管モデルに基づく下記Lucas−Washburnの式が解析に広く使用されている。液体の浸透深さＨは、液体の表面張力γ、粘度η、細管の半径ｒ、浸透時間ｔ及び液体と毛細管の接触角θを用いて、下式で示される。
【００２３】
【数１】
0004310564.tif 000002
【００２４】
上記式は縦軸Ｈ、横軸ｔ0.5でプロットすると、原点を通過する直線となるが、実際の系では図１に示すように、ある程度の浸透時間ｔ0で折れ曲がる挙動を示すことが多い。
【００２５】
この切片（図中のＫｒ）を粗さ指数、傾き（図中のＫａ）を吸収係数、ｔ0を濡れ時間と称することがある。この切片の命名は、インクが初期段階では用紙の表面凹凸に湿潤するのみで基体に浸透を開始するには一定時間（ｔ0）を要するとの解釈に基づいている。本発明の吸収係数は図と同様のプロットにおいて、浸透深さ（インク吸収量）（縦軸）をｍｌ／ｍ2単位、浸透時間（横軸）を(ｍｓ)0.5単位とした場合の傾き（Ｋａ）と定義される。
【００２６】
本発明は、上述の用紙条件において、吸収速度を１.５(ｍｌ／ｍ2)／(ｍｓ)0.5以下、特に好ましくは０．９〜０．３ (ｍｌ／ｍ2)／(ｍｓ)0.5とすることである。速度が０．９(ｍｌ／ｍ2)／(ｍｓ)0.5を超えると浸透が過剰となり、インクは不要な裏移り（裏面にまでインクが達する）現象を生じ、本発明の非コート紙には実質的に使用出来ない。また、０.３(ｍｌ／ｍ2)／(ｍｓ)0.5未満ではインクは浸透による乾燥（セット）に長時間を要し、特別の乾燥後処理工程を具備しない限り、実質的に高速の印刷は不可能である。
【００２７】
本発明の記録方法によれば、前述した吸収係数Ｋａの値と共に粗さ指数Ｋｒについても特定の範囲、特にＫｒが２０ｍｌ／ｍ2以下の領域が目的に合致している。インクジェット用専用紙を用いる等本発明の目的としない場合には、Ｋｒは２０ｍｌ／ｍ2を越すことが通例である。本発明の目的とする系においては、濡れ時間ｔ0は通常極めて短く、５０ｍｓ以下と実際上ほぼ０に近いことが通例である。
【００２８】
なお、浸透速度の測定にはブリストー法、これを自動化した動的走査吸液測定法等がある。本発明の主旨は吸収係数で規定される物性とインクジェット記録の関係にあり、記録媒体は紙に限定されず、同様の特性を有する金属、プラスチック、その他可能な媒体全てに適用出来る。
【００２９】
本発明のインク組成物の表面張力は特に限定する必要はないが、本発明者は、多数のインクに関して上述の浸透速度とインク物性の相関性を調べた結果、特にインクの静的表面張力と浸透速度に顕著な相関性のあることを見出した。すなわち、２５℃の静的表面張力が３５mN/m以上のインクにおいて、特に好ましく浸透性と乾燥性の両立が図れる。３５mN/m未満のインクにおいては、浸透性が表面張力の低下と共に顕著に増大し、本発明の非コート紙に対しては、著しいにじみ、裏移りを生じて使用出来ない。前述のLucas−Washburnの式における表面張力γと浸透深さの関係と全く異なる相関である（γ大がＨ小）が、これはγの小さいインクの場合θが更に小さくなる（cosθ小）効果の方が大きいためと推定される。３５mN/mという特別のしきい値が出現する理由は明確ではないが、本発明の非コート紙の場合には紙を構成するセルロースの報告されている臨界表面張力値である４５mN/mに近いことと関係している可能性がある。本発明は静的表面張力に関してのみ記載したが、同様の事項が動的な表面張力の場合にも得られることも推定される。
【００３０】
本発明のインク組成物としては、限定なく各種の材料が使用される。一般的に着色剤、溶剤の主材料に、補助的に結着剤、粘度、表面張力、ｐＨ等の物性調整剤、防カビ剤、その他を添加して構成する。着色剤は染料又は顔料であり、溶剤は水、水溶性有機溶剤が主として使用されるが、非水系溶剤も可能である。これら溶剤は単に溶媒としての機能以外に乾燥防止剤（湿潤剤）、浸透剤（表面張力低下剤）、粘度、蒸発速度制御剤等の作用を有する場合もあり、様々な粘度、表面張力、溶解性、沸点、蒸発速度、引火点等を示す材料が使用される。
【００３１】
例えば、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ＮＭＰ、乳酸ナトリウム、ＤＭＳＯ、ポリオキシエチレンアルキルフェノール、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、エチレングリコールアルキルエーテル、ジエチレングリコールアルキルエーテル、エタノール、プロパノール等のアルコール等がある。物性調整剤としては、ＫＯＨ等の金属水酸化物、各種界面活性剤、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、りん酸、強酸のアルコールアミン塩、アンモニウム塩、低級カルボン酸、グリコール酸、乳酸等のヒドロキシカルボン酸、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、チアベンダゾール、ベンズイミダゾール等の防かび剤、キレート化剤、脱酸素剤、消泡剤、導電性付与剤等各種の添加剤が用途に応じて使用できる。本発明においては特に水、ポリエチレングリコール、グリセリン及び顔料を必須成分とするインク組成物が好適に使用出来る。
【００３２】
ポリエチレングリコール等の（ポリ）アルキレングリコールやグリセリン等の多価アルコールは蒸発速度が遅いことから、従来湿潤剤として用いられてきた。本発明では、粘度調整剤さらには水を主成分とする水性インクの粘度増加剤として平均分子量６００〜７００００のポリエチレングリコールが特に望ましいことを見出した。
【００３３】
本発明の目的を達成する成分としては平均分子量６００〜６０００のポリエチレングリコールを７．５〜４０重量％含有することが望ましい。平均分子量６００未満では主成分の水の粘度増加が少なく、良好な粘度範囲になるまで添加すると良好な印刷物が得られない。添加量４０重量％を越えると被記録材へのインクの浸透性が低下して乾燥性が悪くなり印刷品質が低下する。特に好ましいのは平均分子量６０００である。また、平均分子量２００００〜７００００のポリエチレングリコールを１〜１０重量％含有することが望ましい。平均分子量７００００を越えると、インクの粘度が著しく増加しインクの吐出量が減少して印字濃度の低下が生じる。
【００３４】
例えば、ポリエチレングリコール６００、１０００、１５４０、２０００、４０００、６０００、２００００、７００００（以上和光純薬製）、ＰＥＧ＃６００、ＰＥＧ＃６０００（以上、日本油脂）等が使用できる。
【００３５】
ポリエチレングリコールは少なくとも１種、または２種以上を混合して用いることができる。
【００３６】
さらに、本発明の目的を達成する成分としてはグリコールエーテルが適している。一般にグリコールエーテル類は、低粘度であるために記録液の粘度を上昇させずにボールペンのペン先やインクジェットのノズルの乾燥を防止する目的で添加された。しかし、水およびポリエチレングリコールと混合することにより安定した噴射が可能な粘度に調整できることを見出した。
【００３７】
具体的なグリコールエーテル類としては、メチルグリコール、メチルジグリコール、メチルトリグリコール、メチルポリグリコール、イソプロピルグリコール、ブチルグリコール、ブチルジグリコール、ブチルトリグリコール、イソブチルグリコール、イソブチルジグリコール（以上、日本乳化剤製）等のエチレングリコール系エーテルおよびメチルプロピレングリコール、メチルプロピレンジグリコール、メチルプロピレントリグリコール、プロピルプロピレングリコール、 プロピルプロピレンジグリコール、ブチルプロピレングリコール、ブチルプロピレンジグリコール、フェニルプロピレングリコール（以上、日本乳化剤製）等のプロピレングリコール系エーテルから選ばれるエーテルを０〜３０重量％含むことが望ましい。３０重量％を超えると表面張力が低下し、印刷品質が低下する。
【００３８】
さらに吐出性を良くする目的でグリセリン０〜２０重量％添加しても良い。田だし、２０重量％を越えると印刷物ににじみが生じやすくなる。
【００３９】
特性向上のために水溶性溶剤を添加しても良い。例えば、 アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のケトンおよび低級アルコール類やエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコールおよびジプロピレングリコール等のグリコール類、アセテート類、チオジグリコール、 Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１、３−ジメチルイミダゾリジノン、アミノアルコール等の含窒素化合物類を単独又は混合溶剤として使用しても良い。
【００４０】
本発明の目的を達成する成分である色材としては、特に有機顔料が望ましい。染料を色材とするインク組成物は製造は容易で多くの長所を有するものの、本発明の目的とする普通紙への高速印刷に関しては、画像の滲み、耐水性の不足等から使用は困難である。本発明に使用される顔料としては上記ビヒクルに良分散して耐候性に優れたものが望ましい。本発明に特に使用される顔料の発色性（添加濃度当たりの色濃度）は必ずしも高くなく、加えて均質の微粒子分散体の製造が困難なため、高濃度とすると過剰に溶融粘度が増大する現象があって、インクジェット用インクとしては従来実用化されていなかった。特に限定されるわけではないが、本発明には例えばカラーインデックスに記載される下記の番号の有機又は無機顔料が使用できる。顔料の色調はフルカラー印刷、スポット（部分的）カラー印刷、多色（マルチカラー）印刷等の種類により、適宜選択される。
【００４１】
赤あるいはマゼンタ顔料としては、Pigment Red 3、5、19、22、31、38、43、48：1、48：2、48：3、48：4、48：5、49：1、53：1、57：1、57：2、58：4、63：1、81、81：1、81：2、81：3、81：4、88、104、108、112、122、123、144、146、149、166、168、169、170、177、178、179、184、185、208、216、226、257、Pigment Violet 3、19、23、29、30、37、50、88、Pigment Orange 13、16、20、36、青またはシアン顔料としては、pigment Blue 1、15、15：1、15：2、15：3、15：4、15：6、16、17−1、22、27、28、29、36、60、緑顔料としては、Pigment Green 7、26、36、50、黄顔料としては、Pigment Yellow 1、3、12、13、14、17、34、35、37、55、74、81、83、93、94、95、97、108、109、110、137、138、139、153、154、155、157、166、167、168、180、185、193、黒顔料としては、Pigment Black 7、28、26などが目的に応じて使用できる。
【００４２】
具体的に商品名を示すと、例えば、クロモファインイエロー2080、5900、5930、AF−1300、2700L、クロモファインオレンジ3700L、6730、クロモファインスカーレット6750、クロモファインマゼンタ6880、6886、6891N、6790、6887、クロモファインバイオレット RE、クロモファインレッド6820、6830、クロモファインブルーHS−3、5187、5108、5197、5085N、SR−5020、5026、5050、4920、4927、4937、4824、4933GN−EP、4940、4973、5205、5208、5214、5221、5000P、クロモファイングリーン2GN、2GO、2G−550D、5310、5370、6830、クロモファインブラックA−1103、セイカファストエロー10GH、A−3、2035、2054、2200、2270、2300、2400（B）、2500、2600、ZAY−260、2700（B）、2770、セイカファストレッド8040、C405（F）、CA120、LR−116、1531B、8060R、1547、ZAW−262、1537B、GY、4R−4016、3820、3891、ZA−215、セイカファストカーミン6B1476T−7、1483LT、3840、3870、セイカファストボルドー10B−430、セイカライトローズR40、セイカライトバイオレットB800、7805、セイカファストマルーン460N、セイカファストオレンジ900、2900、セイカライトブルーC718、A612、シアニンブルー4933M、4933GN−EP、4940、4973（以上大日精化工業製）、KET Yellow 401、402、403、404、405、406、416、424、KET Orange 501、KET Red 301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、336、337、338、346、KET Blue 101、102、103、104、105、106、111、118、124、KET Green 201（以上大日本インキ化学製）、Colortex Yellow 301、314、315、316、P−624、314、U10GN、U3GN、UNN、UA−414、U263、Finecol Yellow T−13、T−05、Pigment Yellow1705、Colortex Orange 202、Colortex Red101、103、115、116、D3B、P−625、102、H−1024、105C、UFN、UCN、UBN、U3BN、URN、UGN、UG276、U456、U457、105C、USN、Colortex Maroon601、Colortex BrownB610N、Colortex Violet600、Pigment Red 122、Colortex Blue516、517、518、519、A818、P−908、510、Colortex Green402、403、Colortex Black 702、U905（以上山陽色素製）、Lionol Yellow1405G、Lionol Blue FG7330、FG7350、FG7400G、FG7405G、ES、ESP−S（以上東洋インキ製）、Toner Magenta E02、Permanent  RubinF6B、Toner Yellow HG、Permanent Yellow GG−02、Hostapeam BlueB2G（以上ヘキストインダストリ製）、カーボンブラック＃2600、＃2400、＃2350、＃2200、＃1000、＃990、＃980、＃970、＃960、＃950、＃850、MCF88、＃750、＃650、MA600、MA7、MA8、MA11、MA100、MA100R、MA77、＃52、＃50、＃47、＃45、＃45L、＃40、＃33、＃32、＃30、＃25、＃20、＃10、＃5、＃44、CF9、（以上三菱化学製）などが挙げられる。また、顔料を予め水や溶剤に高濃度分散した分散液を使用することもできる。例えば、MICROPIGMO WMBK-5、WMBE-5、WMRD-5、WMYW-5、AMBK-2、AMYW-2、AMBE-4（以上オリエント化学製）、JA Black 25W、GA Black 2821、GA Yellow 1、GA Magenta1、GA Cyan 2（以上御国色素製）CAB-O-JET200、 CAB-O-JET300（以上キャボットスペシャルティケミカルズ）などが挙げられ、顔料濃度が１０重量％以上の高濃度で分散されているものが特に望ましい。
【００４３】
添加量は顔料濃度１〜１０重量％が適量である。１重量％未満では画像品質が低下し、１０重量部より多いとインク粘度特性に悪影響を与える。また色の調整等で２種類以上の着色剤を適時混合して使用できる。本発明のインク組成物に更に機能性を発現するため、光安定化剤、表面処理剤、界面活性剤、粘度低下剤、酸化防止剤、老化防止剤、架橋促進剤、酸素吸収剤、可塑剤、防腐剤、防錆剤、蒸発促進剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、保湿剤、分散剤、染料等を混合することができる。
上記した顔料及びその他の成分の混合、分散には、スターラー、ビーズミル、ホモジナイザが最適であるが周知の各種の撹拌、粉砕又は分散装置が特に制限無く使用できる。
【００４４】
本発明のインク組成物の蒸発速度は特に限定する必要はないが、オンデマンド型インクジェット記録方法に用いるインク組成物として、適当なインク蒸発速度を有することが好ましい。本発明者は各種のインクの蒸発速度（蒸発量）とインクジェット記録の安定性を比較検討した結果、２５℃／６０ＲＨ％の大気条件下での蒸発による重量減少が３０分で２〜２５重量％であるインク組成物が特に好ましいことを見出した。測定は、５０μｌのインク２滴（約１００ｍｇ）をスライドガラス上に滴下し、ほぼ無風状態で上記環境下に放置し、重量変化をミクロ天秤にて測定する方法をとった。本発明の蒸発速度はこの測定条件下で定義した。重量減少が２重量％未満では、インクジェット記録後のプリントの乾燥が不良で、例えば用紙重ね時に転写を生じやすく、又重量減少が２５重量％を超える場合にはインクの乾燥が著しくノズル詰まり、吐出不良を生じやすく記録工程の信頼性が低下する。
【００４５】
本発明のインク組成物の粘度は特に限定することはないが、２５℃の静的粘度は５〜１５ｍＰａ・ｓの範囲が安定な吐出特性を維持する上で好ましい。５ｍＰａ・ｓ未満の粘度では、インク滴の形状、周波数特性が不良となりやすく、１５ｍＰａ・ｓを超える粘度では吐出が困難で安定しにくい。本発明のインク組成物は使用する温度条件でニュートン流体挙動を示すことが望ましいが、通常測定に使用されるシェア速度（約１００ｒｐｍ前後）で上記条件に合致すれば、見かけの粘度が多少のシェア速度依存性が存在しても問題とはならない。
【００４６】
本発明の目的とする分野のプリンタの印刷速度は、従来のインクジェット記録より著しく高速であることが特徴である。速度に関して明瞭な限定はないが、本発明のインク組成物を効果的に使用するには、ノズル及び用紙の間の相対速度が１０ｉｐｓ（ｉｎｃｈ／ｓ）以上となる記録速度が特に好ましい。高速に記録するには、インク滴が記録媒体上に付着後直ちに定着（セット）することが必要であり、不十分の場合には、付着したインク溜が重ねられた他の用紙の裏面に転写する、記録装置中の送りロールに付着する、記録ドットが乱れる等の致命的な不具合を生じてしまう。記録速度１０ｉｐｓを実現するには、例えば記録後約１ｓ以内に記録が定着することが必要である。すなわち、本発明によれば、約１ｓ以内に実質的に記録は取り扱い可能（手が触ふれる等）となる。
【００４７】
圧電素子を用いたオンデマンド型インクジェット記録の記録ヘッドあるいは記録方法には、ライン型記録、シリアル型記録、転写型（シャトル型）記録等、様々な様式があるが、本発明はこれらに特に限定されることなく使用される。いずれにおいても、ノズル及び用紙（記録媒体）との相対的な移動速度が１０ｉｐｓ以上となる工程であり、例えばライン型記録の如く、ヘッド部分が固定され用紙のみ移動する場合は紙移動速度（紙送り速度）が上記相対速度に該当し、シリアル型記録、すなわちヘッドが紙送り方向に垂直に移動して順次記録し間欠的に紙送りが行われる場合は、ヘッド移動速度（キャリジ速度）が上記相対速度に該当する。用紙が回転するドラム等に設置されこれに記録を行う、あるいは一旦ドラムに記録し次いでこれを用紙に転写する転写型の場合は、移動する用紙ないしはドラム面とノズル間の相対位置の変化する速度と理解する。いずれの場合も、記録速度はノズル吐出周波数及び記録解像度に直接関係する。
【００４８】
例えば、ライン型記録の紙送り速度あるいはシリアル型のヘッド移動速度（すなわち記録速度）Ｖは、インク滴の吐出周波数ｆ、記録解像度Ｒにより、Ｖ＝ｆ×Ｒで示される。従来の５ｉｐｓ以下（通常は１ｉｐｓ以下）の記録においては従来報告されている多数のインク組成物がそのまま適用出来る。本発明は少なくとも５ｉｐｓ以上、特に好ましくは１０ｉｐｓ以上の高速度記録において、効果的に利用出来る。
【００４９】
本発明の高速度をより効果的に実施するために、加熱、乾燥工程等を付加することも可能である。しかしながら、本発明の効果は特にこれら乾燥加熱工程を用いなくとも十分実用的な印刷特性を実現出来る点に大きな特長がある。
【００５０】
本発明のインク組成物は、インクジェットプリンタに適用するために、周知の幾つかの要件を満足する。すなわち、このインクは室温で十分な安定性があり、印刷前の保管および印刷後の画質に信頼性がある。記録媒体に付着硬化後は十分な透明性と彩度を有し、かつ均一な薄膜を形成して良好な画質の印刷物を与える。印刷物を重ねておいた状態で、オフセットが発生しないこと、また、環境および人体に配慮した安全性が高い組成物であることが必要である。
【００５１】
更に、このインク組成物は、印刷を必要とするときのみインク小滴を噴射させる、従来公知のインクジェットプリンタ例えば、オフィス用プリンタ、工業用マーキングに使用されているプリンタ、ワイドフォーマット型プリンタ、刷版及び製版用プリンタ、ラベルプリンタおよびこの典型的操作を持つすべてのタイプの高速プリンタにも使用可能である。高速乾燥が可能であるため、記録媒体としては、上述した用紙以外にもプラスチックフィルム、カプセル、ジェル、金属箔、ガラス、木材、布等が使用できる。非接触印刷が可能なだけに媒体の形状は広範なものが使用できる。
【００５２】
次に本発明を実施例により具体的に説明するが、記載例に限定されるものではない。
〔実施例１〜６〕
６８重量部の精製水と平均分子量７０、０００のポリエチレングリコール（和光純薬製、商品名：ポリエチレングリコール７０、０００）を２重量部、グリセリン（和光純薬製）を２０重量部、及び表１に示す各種アルキレングリコールアルキルエーテル各々１０重量部を混合し、これに対して黒顔料水分散液（オリエント化学製Micropigmo、顔料含有量２０重量％）を１０重量部混合し、組成物全３００gをホモジナイザ（日立工機製ＨＧ３０）を用いて、回転数２,０００ｒｐｍで均質な混合物が得られるまで分散し、続いてろ過を行い不純物等を除去し、均質なインク組成物６種を得た。
【００５３】
インク組成物の吸収係数は動的走査吸液計（協和精工製、ＫＭ３５０−Ｄ）、粘度は回転粘度計（トキメック製ＥＤＬモデル）、表面張力は自動表面張力計（協和界面科学社製CVBP-Zモデル）、ベック平滑度は王研式透気度平滑度試験機（旭精工製KY-5）で測定した。いずれも測定温度は２５℃である。吸収係数Ｋａは、吸収量を縦軸浸透深さ（吸収量）Ｈ、横軸(浸透時間)0.5でプロットした点を直線近似し、粗さ指数Ｋｒ（切片）及び吸収係数Ｋａ（勾配）を算定して求めた。
【００５４】
評価用に５５ｋｇ紙（小林記録紙製、ＮＩＰ紙）を記録媒体として、ダイレクト刷版作成機（日立工機製ＳＪ０２Ａ）のヘッド部分を摘出して固定した印刷試験機を使用し、インク吐出速度３ｋＨｚ、用紙送り速度を１０ｉｐｓとして、解像度３００（×６００）ｄｐｉで１０ｉｐｓの印刷を行った。該記録媒体のベック平滑度は４６.５ｓである。印刷結果は下記３項にて、簡易評価した。
（１）裏移り：インクが裏面に滲み出す状態を目視観察（インク滲み評価）
（２）転写：印刷後１ｓ以内に、別の用紙に圧着する工程により、インクが転写するかどうかを目視観察（セット性評価）
（３）耐水性：印刷後５ｓ以内に、流水に晒してインクの流出等の変化を目視観察表中、◎は優秀、○は良好、×は使用不可を意味している。実施例１〜６のインク組成物はいずれも吸収係数０．９〜０.３(ｍｌ／(ｍ2・ｍｓ1/2))を示した。
【００５５】
表面張力は２５mN/m以上、粘度は５mPa・s以上である。印刷評価結果はいずれも優秀〜良好で、普通紙に対して良好な印刷が可能なことが判った。
【００５６】
以上の結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
0004310564.tif 000003
【００５８】
〔実施例７〕
５０重量部の精製水、ジプロピレングリコール５０重量部及び実施例１と同様の黒顔料水分散液１０重量部を混合し、実施例１と同様にインク組成物を製造し、同様の評価を行った。結果は表１に記載した。
【００５９】
吸収係数は０．９(ｍｌ／(ｍ2・ｍｓ1/2))、静的粘度は７.３mPa・s、表面張力は４０.３mN/mである。印刷結果は各評価とも問題無く、普通紙に良好な印刷が可能であった。
〔比較例１〜３〕
表１に示す組成の精製水６８重量部、ポリエチレングリコール７０、０００を２重量部、グリセリン２重量部、ジエチレングリコールモノブチルエーテル又はエチレングリコールイソブチルエーテル１０重量部を混合し、これに顔料水分散液を１０又は２０重量部添加したインク組成物３種を製造し、実施例１と同様の測定、評価を行った。
【００６０】
いずれの場合も吸収係数は２(ｍｌ／(ｍ2・ｍｓ1/2))を超える値を示し、転写（乾燥性）、耐水性は優秀であったが、裏移り（インク滲み）は不良で多量のインクが裏面にドット状にしみ出し、普通紙印刷には使用不可能であった。これらのインク組成物の表面張力はいずれも３５mN/m未満であった。
〔実施例８〜１８〕
表２に示す組成で、精製水、ポリエチレングリコール（分子量６,０００）、ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテル及び顔料分散液（キャボットスペシャルティケミカルズ製ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ３００）を用いて１１種の本発明のインク組成物を製造した。
【００６１】
そして、実施例１と同様の測定及び評価を行った結果を表２中に示した。
【００６２】
【表２】
0004310564.tif 000004
【００６３】
いずれも０.３〜０．９(ｍｌ／(ｍ2・ｍｓ1/2))の吸収係数を示し、印刷結果も各項目とも優秀〜良好であった。本発明のインク組成物が普通紙印刷に好適なことが判った。
〔実施例１９〜２０〕及び〔比較例４〜５〕
表３に示す組成で本発明のインク組成物１９、２０を製造した。更に比較のために市販のインクＡ及びＢを使用した。
【００６４】
実施例１と同様の測定及び評価結果を表３中に示した。
【００６５】
【表３】
0004310564.tif 000005
【００６６】
本発明のインク組成物の吸収係数は実施例１９及び２０の順に０.５及び０．８(ｍｌ／(ｍ2・ｍｓ1/2))であり、各項目とも優秀な印刷結果が得られた。
【００６７】
これら本発明のインク組成物２種及び比較インク２種を用いて、１１種類の市販用紙に印刷を行い、ドット面積及びドット形状係数（＝(周長)2／(２π・ドット面積)）を比較した（図２及び図３参照）。ドット形状の測定には倍率２０倍の顕微鏡からＣＣＤカメラにより取り込んだ画像を、自動画像品質評価ソフトウェア（Media Cybemetrics製Image Pro Plus）を用いて解析した。測定ドット数は３０〜１００個である。
【００６８】
結果を表４、表５に示す。
【００６９】
【表４】
0004310564.tif 000006
【００７０】
インクジェット（ＩＪ）専用紙１〜５はいずれも表面にインク受容層が積層した構造であり、普通紙１〜６は非コート紙である。
【００７１】
表４に記載した通り、インクジェット専用紙はいずれもベック平滑度は８０ｓを超す値を示し、普通紙はいずれも８０ｓ以下の値を示すものである。表４にはドット面積の測定結果を示すが、比較例４、５に比べ、本発明のインク組成物１９、２０はいずれも顕著にドット径が小さいこと（すなわち滲みによるドット拡大が少ない）ことが判った。
【００７２】
【表５】
0004310564.tif 000007
【００７３】
表５にはドット形状係数の測定結果を示すが、本発明のインク組成物は形状係数が小さく（すなわち形状がより真円形に近い）、インクドット形状の乱れが少ないことが判った。
【００７４】
インクジェット専用紙の場合はこれらの差違があるとは言え、いずれも微少なドット径（例えば１０、０００μｍ2以下）、ドット形状係数（例えば２以下）で両者ともにほぼ実用に供し得る。しかしながら、ベック平滑度８０ｓ以下の非コート紙の印刷結果を見ると、比較例のインクの場合ドット径は滲みにより１０、０００μｍ2を超す過大な拡大を示し、ドット形状係数も殆ど４を超える著しい乱れ（フェザリング等）を示して到底実用に供し得ない。これに反し、本発明のインク組成物１９、２０はこれら普通紙に対しても実用に供し得る特性を示す大きな長所を示した。
【００７５】
【発明の効果】
本発明のインクジェットプリンタ用インク組成物及び記録方法は、従来のインクジェット用インクでは不可能であった、非コート普通紙上に高速度で良好に印刷可能な方法を提示する。本発明のインク組成物により、平滑度の低い用紙上にドット滲み及び裏移りのない高画質の印刷が可能で、更にこの印刷物は高速度プリンタに適用できる程度の短時間で乾燥（セット）が終了する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  記録媒体に浸透するインク組成物の浸透深さの時間経過を示すモデル図である。
【図２】  実施例１９、２０及び比較例４、５の実験結果を図示した図である。
【図３】  実施例１９、２０及び比較例４、５の実験結果を図示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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