JP2003327881A - インクジェット記録用インク、並びに該インクを備えたインクカートリッジ及び記録装置 - Google Patents
インクジェット記録用インク、並びに該インクを備えたインクカートリッジ及び記録装置Info
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Abstract
を含有するインクジェット記録用インクにおいて、耐水
性のさらなる向上を図る。 【解決手段】 水溶性物質を、アミノ基及び4級アンモ
ニウム基が導入された化合物とする。または、水溶性物
質を、アミノ基を有する化合物及び4級アンモニウム基
を有する化合物を成分とする混合物や、アミノ基を有す
る化合物、4級アンモニウム基を有する化合物、並びに
アミノ基及び4級アンモニウム基が導入された化合物を
成分とする混合物とする。
Description
録に好適なインクジェット記録用インク、インクカート
リッジ及び記録装置に関する技術分野に属する。
れるインクとして、色材(染料又は顔料)と、保湿剤
と、水とを含有したものがよく知られている。ところ
が、色材を含有したインクにより記録紙等の記録媒体上
に画像を形成すると、その画像の耐水性、すなわち画像
が水に濡れると色材が水中に染み出してしまうことが問
題となる。特に普通紙(広範な市販の紙で、とりわけ電
子写真方式の複写機に用いられる紙であって、インクジ
ェット記録用として最適な構造、組成、特性等を有する
ように意図して製造されてはいない紙)に記録した場合
は、耐水性が非常に悪くなる。
439号公報、特開平11−293167号公報及び特
開平11−315231号公報に示されているように、
インクに、アミノ基を有する加水分解性シラン化合物
(有機ケイ素化合物)を含有させることにより、記録媒
体上の画像の耐水性を向上させるようにすることが提案
されている。このようにインクにシラン化合物を含有さ
せることによって、インク滴が記録媒体上に付着して水
分(溶媒)が蒸発したり記録媒体内に浸透したりしたと
きには、上記記録媒体上に残ったシラン化合物が縮重合
反応し、この縮重合反応したシラン化合物が色材を取り
囲むことになる。その結果、記録媒体上の画像が水に濡
れても、色材がその水中に染み出すことを防止するよう
にしている。
記載のインクでは画像の耐水性が十分ではなく、記録媒
体上の画像が水に濡れたときに色材がその水中に染み出
すことがあった。特に、色材がマジェンタ染料であると
きには、インクの耐水性が大幅に低下してしまうことが
確認された。
たものであり、その目的とするところは、水がない状態
で縮重合反応する水溶性物質とを含有するインクジェッ
ト記録用インクにおいて、耐水性のさらなる向上を図る
ことにある。
に、第1の発明は、色材と、保湿剤と、水と、この水が
ない状態で縮重合反応する水溶性物質とを含有するイン
クジェット記録用インクに係り、上記水溶性物質を、ア
ミノ基を有する化合物、及び4級アンモニウム基を有す
る化合物を成分とする混合物とする。
た画像の耐水性が大幅に向上する。
アミノ基を有する化合物であるのに対し、第1の発明に
係るインクでは、水溶性物質をアミノ基を有する化合物
及び4級アンモニウム基を有する化合物を成分とする混
合物とする。ここで、アミノ基と色材との相互作用は比
較的弱いため、従来のインクでは、水溶性物質の縮重合
反応が行われたときに、一部の色材(染料又は顔料)が
上記水溶性物質の縮重合物に取り囲まれない場合があっ
たものと考えられる。これに対し、4級アンモニウム基
はイオン化されていることで、色材との相互作用がアミ
ノ基よりも強い。このため、第1の発明に係るインクで
は、4級アンモニウム基を有する化合物がインク中にお
いて色材の近傍に位置することで、水溶性物質の縮重合
反応が行われたときには、アミノ基を有する化合物の縮
重合物には取り囲まれなかった色材が、4級アンモニウ
ム基を有する化合物の縮重合物に取り囲まれるようにな
ると考えられる。その結果、全ての色材が上記水溶性物
質の縮重合物に取り囲まれることとなり、十分な耐水性
が得られるものと考えられる。
溶性物質を、4級アンモニウム基を有する化合物とすれ
ば、耐水性の更なる向上が期待できる。しかしながら、
4級アンモニウム基と色材との相互作用が強いことか
ら、水溶性物質を4級アンモニウム基を有する化合物単
独としてしまうと、インク中に、色材と4級アンモニウ
ム基を有する化合物との凝集物が発生してしまう。この
ため、水溶性物質は、アミノ基を有する化合物及び4級
アンモニウム基を有する化合物を成分とする混合物とす
るのが好ましい。
合物及び4級アンモニウム基を有する化合物を成分とす
る混合物としても、色材と4級アンモニウム基を有する
化合物との凝集物が発生してしまう虞はある。
2の発明の如く、水溶性物質を、アミノ基及び4級アン
モニウム基が導入された化合物とするのがよい。
ト記録用インクは、水溶性物質を、アミノ基及び4級ア
ンモニウム基が導入された化合物とする。
び4級アンモニウム基が導入された化合物であることか
ら、インク中において、その水溶性物質と色材との相互
作用は、4級アンモニウム基を有する化合物単独に比べ
て弱くなり、凝集物が発生してしまうことが防止され
る。
含有することで、この水溶性物質がインク中において色
材の近傍に位置することになる。その結果、水溶性物質
の縮重合反応が行われたときには、全ての色材が上記水
溶性物質の縮重合物に取り囲まれることとなり、十分な
耐水性が得られるものと考えられる。
記録用インクでは、十分な耐水性と、インクの安定性と
が両立する。
ンクは、水溶性物質を、アミノ基を有する化合物、4級
アンモニウム基を有する化合物、並びにアミノ基及び4
級アンモニウム基が導入された化合物を成分とする混合
物とする。
な耐水性とインクの安定性とが両立する。
合物及び4級アンモニウム基を有する化合物を成分とす
る混合物とした場合、水溶性物質をアミノ基及び4級ア
ンモニウム基が導入された化合物とした場合、並びに、
水溶性物質をアミノ基を有する化合物、4級アンモニウ
ム基を有する化合物、及びアミノ基及び4級アンモニウ
ム基が導入された化合物を成分とする混合物とした場合
のいずれにおいても、インク中における4級アンモニウ
ム基の含有割合が多すぎるときには、上述したように、
凝集物が発生する虞がある。そこで、上記4級アンモニ
ウム基の含有量は、水溶性物質をアミノ基を有する化合
物とした従来のインクにおいて、縮重合物に取り囲まれ
ない色材の量に相当する量とするのが好ましい。こうす
ることで、十分な耐水性が得られる一方、凝集物の発生
が防止される。具体的に、インク中におけるアミノ基と
4級アンモニウム基との割合は、モル比で1:1〜1:
0.01程度とするのが好ましい。アミノ基に対する4
級アンモニウム基のモル比が、1よりも大きいときには
凝集物が発生してしまう虞があるためである。また、ア
ミノ基に対する4級アンモニウム基のモル比が、0.0
1よりも小さいときには、耐水性の向上効果が得られな
い虞があるためである。尚、アミノ基に対する4級アン
モニウム基のモル比は、0.1〜0.2程度とするのが
より好ましい。
質を、アミノ基を有する加水分解性シラン化合物、及び
4級アンモニウム基を有する加水分解性シラン化合物を
成分とする混合物とするのがよい。
を、アミノ基及び4級アンモニウム基が導入された加水
分解性シラン化合物とするのがよい。
質を、アミノ基を有する加水分解性シラン化合物、4級
アンモニウム基を有する加水分解性シラン化合物、並び
にアミノ基及び4級アンモニウム基が導入された加水分
解性シラン化合物を成分とする混合物とするのがよい。
せる点で非常に好ましく、第1〜第3の発明の作用効果
を有効に発揮させることができる。
有させることが好ましい。
らなるインクの溶媒は、インクが記録媒体(例えば紙)
上に付着した後、速やかに該記録媒体内に浸透するよう
になる。これにより、水溶性物質の縮重合反応が速やか
に行われて色材を確実に取り囲む。その結果、画像の耐
水性がより一層向上する。
この水がない状態で縮重合反応する水溶性物質とを含有
するインクジェット記録用インクに係り、上記水溶性物
質を、アミノ基及び4級アンモニウム基を含有する物質
とするものである。
3の発明と同様に、水溶性物質に4級アンモニウム基が
含有されることで、水溶性物質の縮重合反応が行われた
ときには全ての色材がその縮重合物に取り囲まれ、これ
により、十分な耐水性が得られるようになると考えられ
る。
水と、この水がない状態で縮重合反応する水溶性物質と
を含有するインクジェット記録用インクに係り、上記水
溶性物質を、アミノ基、及び該アミノ基よりも上記色材
との相互作用の強い基を含有する物質とするものであ
る。
も色材との相互作用の強い基(官能基)を含有させるこ
とにより、この水溶性物質は、上述したように、インク
中において色材の近傍に位置するようになる。これによ
り、水溶性物質の縮重合反応が行われたときには、全て
の色材がその縮重合物に確実に取り囲まれるようになる
と考えられる。その結果、上記第1〜第3の発明と同様
に、十分な耐水性が得られるものと考えられる。
この水がない状態で縮重合反応する水溶性物質とを含有
するインクジェット記録用インクを備えたインクカート
リッジに係り、上記水溶性物質を、アミノ基及び4級ア
ンモニウム基を含有する物質とする。これにより、上記
第1〜第3の発明と同様の作用効果が得られる。
をさらに含有させることによって、保湿剤と浸透剤と水
とからなるインクの溶媒を速やかに記録媒体内に浸透さ
せて、耐水性をさらに向上させることが好ましい。
水と、この水がない状態で縮重合反応する水溶性物質と
を含有するインクジェット記録用インクを備え、該イン
クを記録媒体に吐出して記録を行う記録装置に係り、上
記水溶性物質を、アミノ基及び4級アンモニウム基を含
有する物質とする。これにより、上記第1〜第3の発明
と同様の作用効果が得られる。
透剤をさらに含有させることによって、保湿剤と浸透剤
と水とからなるインクの溶媒を速やかに記録媒体内に浸
透させて、耐水性をさらに向上させることが好ましい。
ンクジェット記録用インク、並びに該インクを備えたイ
ンクカートリッジ及び記録装置によれば、インク成分で
ある水溶性物質に、アミノ基よりも色材との相互作用の
強い官能基、例えば4級アンモニウム基を含有させるこ
とで、耐水性を飛躍的に向上させることができる。
インクジェット記録用インクを備えたインクジェット式
記録装置Aの概略を示し、この記録装置Aは、上面に上
記インクを有するインクカートリッジ35が装着されか
つ該インクを後述の如く記録媒体としての記録紙41に
吐出するインクジェットヘッド1を備えている。このイ
ンクジェットヘッド1はキャリッジ31に支持固定さ
れ、このキャリッジ31には、図示を省略するキャリッ
ジモータが設けられ、このキャリッジモータにより上記
インクジェットヘッド1及びキャリッジ31が主走査方
向(図1及び図2に示すX方向)に延びるキャリッジ軸
32にガイドされてその方向に往復動するようになって
いる。
ータによって回転駆動される2つの搬送ローラ42に挟
まれていて、この搬送モータ及び各搬送ローラ42によ
り、上記インクジェットヘッド1の下側において上記主
走査方向と垂直な副走査方向(図1及び図2に示すY方
向)に搬送されるようになっている。
ッジ軸32及びキャリッジモータ、並びに各搬送ローラ
42及び搬送モータにより、インクジェットヘッド1と
記録紙41とを相対移動させるようにしている。
4に示すように、インクを供給するための供給口3a及
びインクを吐出するための吐出口3bを有する複数の圧
力室用凹部3が形成されたヘッド本体2を備えている。
このヘッド本体2の各凹部3は、該ヘッド本体2の上面
に上記主走査方向に延びるように開口されていて、互い
に上記副走査方向に略等間隔をあけた状態で並設されて
いる。上記各凹部3の開口の全長は約1250μmに、
幅は約130μmにそれぞれ設定されている。尚、上記
各凹部3の開口の両端部は、略半円形状をなしている。
約200μm厚の感光性ガラス製の圧力室部品6で構成
され、各凹部3の底壁部は、この圧力室部品6の下面に
接着固定されかつ6枚のステンレス鋼薄板を積層してな
るインク流路部品7で構成されている。このインク流路
部品7内には、上記各凹部3の供給口3aとそれぞれ接
続された複数のオリフィス8と、この各オリフィス8と
接続されかつ上記副走査方向に延びる1つの供給用イン
ク流路11と、上記吐出口3bとそれぞれ接続された複
数の吐出用インク流路12とが形成されている。
において板厚が他よりも小さい上から2番目のステンレ
ス鋼薄板に形成されており、その径は約38μmに設定
されている。また、上記供給用インク流路11は上記イ
ンクカートリッジ35と接続されており、このインクカ
ートリッジ35より供給用インク流路11内にインクが
供給されるようになっている。
滴を上記記録紙41に向けて吐出するための複数のノズ
ル14が形成されたステンレス鋼からなるノズル板9が
接着固定されている。このノズル板9の下面は、撥水膜
9aで被覆されている。上記各ノズル14は、上記吐出
用インク流路12とそれぞれ接続されていて、この吐出
用インク流路12を介して上記各凹部3の吐出口3bに
それぞれ連通されており、インクジェットヘッド1の下
面において、上記副走査方向に列状に並ぶように設けら
れている。尚、上記各ノズル14は、ノズル径がノズル
先端側に向かって小さくなるテーパ部と、該テーパ部の
ノズル先端側に連続して設けられたストレート部とから
なり、このストレート部のノズル径は約20μmに設定
されている。
圧電アクチュエータ21がそれぞれ設けられている。こ
の各圧電アクチュエータ21は、上記ヘッド本体2の上
面に接着固定された状態で該ヘッド本体2の各凹部3を
塞いで該凹部3と共に圧力室4を構成するCr製振動板
22を有している。この振動板22は、全ての圧電アク
チュエータ21に共通の1つのものからなっていて、後
述の全圧電素子23に共通の共通電極としての役割をも
果たしている。
上記振動板22の上記圧力室4と反対側面(上面)にお
いて圧力室4に対応する部分(凹部3開口に対向する部
分)にCu製の中間層25を介してそれぞれ設けられか
つチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)からなる圧電素子2
3と、この各圧電素子23の上記振動板22と反対側面
(上面)にそれぞれ接合され、該振動板22と共に各圧
電素子23に電圧(駆動電圧)をそれぞれ印加するため
のPt製個別電極24とを有している。
電極24及び各中間層25は、全て薄膜で形成されてな
っており、振動板22の厚みは約6μmに、各圧電素子
23の厚みは8μm以下(例えば約3μm)に、各個別
電極24の厚みは約0.2μmに、各中間層25の厚み
は約3μmにそれぞれ設定されている。
動板22と各個別電極24とを介して各圧電素子23に
駆動電圧を印加することにより該振動板22の圧力室4
に対応する部分(凹部3開口部分)を変形させること
で、該圧力室4内のインクを吐出口3bないしノズル1
4から吐出させるようになっている。すなわち、振動板
22と個別電極24との間にパルス状の電圧を印加する
と、そのパルス電圧の立ち上がりにより圧電素子23が
圧電効果によりその厚み方向と垂直な幅方向に収縮する
のに対し、振動板22、個別電極24及び中間層25は
収縮しないので、いわゆるバイメタル効果により振動板
22の圧力室4に対応する部分が圧力室4側へ凸状に撓
んで変形する。この撓み変形により圧力室4内の圧力が
高まり、この圧力で圧力室4内のインクが吐出口3b及
び吐出用インク流路12を経由してノズル14から押し
出される。そして、上記パルス電圧の立ち下がりにより
圧電素子23が伸長して振動板22の圧力室4に対応す
る部分が元の状態に復帰し、このとき、上記ノズル14
から押し出されていたインクがインク流路12内のイン
クから引きちぎられて、インク滴(例えば3pl)とし
て記録紙41へ吐出され、該記録紙41面にドット状に
付着することとなる。また、上記振動板22が凸状に撓
んで変形した状態から元の状態に復帰する際に、圧力室
4内には上記インクカートリッジ35より供給用インク
流路11及び供給口3aを介してインクが充填される。
尚、各圧電素子23に印加するパルス電圧としては、上
記のように押し引きタイプのものでなくても、第1の電
圧から該第1の電圧よりも低い第2の電圧まで立ち下が
った後に上記第1の電圧まで立ち上がる引き押しタイプ
のものであってもよい。
は、インクジェットヘッド1及びキャリッジ31を主走
査方向において記録紙41の一端から他端まで略一定速
度で移動させているときに所定時間(例えば50μs程
度:駆動周波数20kHz)毎に行われ(但し、インク
ジェットヘッド1が記録紙41におけるインク滴を着弾
させない箇所に達したときには電圧が印加されない)、
このことで、記録紙41の所定位置にインク滴を着弾さ
せる。そして、1走査分の記録が終了すると、搬送モー
タ及び各搬送ローラ42により記録紙41を副走査方向
に所定量搬送し、再度、インクジェットヘッド1及びキ
ャリッジ31を主走査方向に移動させながらインク滴を
吐出させて、新たな1走査分の記録を行う。この動作を
繰り返すことによって、記録紙41全体に所望の画像が
形成される。
と、上記インクジェットヘッド1のノズル14等での乾
きを抑制する保湿剤と、該インク(溶媒)の記録紙41
内への浸透性を高める浸透剤と、水と、この水がない状
態で縮重合反応する水溶性物質とを含有している。
であってもよいが、水溶性の酸性染料又は直接染料であ
ることが好ましい。
ましい。つまり、黒顔料としては、カーボンブラック表
面をジアゾニウム塩で処理したものや、ポリマーをグラ
フト重合して表面処理したものが好適である。
タレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、リグニスルホ
ン酸、ジオクチルスルホサクシネート、ポリオキシエチ
レンアルキルアミン、又は脂肪酸エステル等の界面活性
剤で処理したものが好ましい。具体的には、シアン顔料
では、例えばピグメントブルー15:3、ピグメントブ
ルー15:4、又はアルミニウムフタロシアニン等が挙
げられる。また、マジェンタ顔料では、例えばピグメン
トレッド122、又はピグメントバイオレット19等が
挙げられる。さらに、イエロー顔料としては、例えばピ
グメントイエロー74、ピグメントイエロー109、ピ
グメントイエロー110、又はピグメントイエロー12
8等が挙げられる。
ンジオール等の多価アルコール、又は2−ピロリドンや
N−メチル−2−ピロリドンのような水溶性の窒素複素
環化合物であることが望ましい。
ブチルエーテル、2−ブトキシエタノール等のような、
多価アルコールのモノアルキルエーテルであることが好
ましい。
ッド1のノズル14から吐出されたインク滴が記録紙4
1上に付着して、水分(溶媒)が蒸発したり記録紙41
内に浸透したりしたときに上記記録紙41上で縮重合反
応をし、このときに色材を取り囲むことにより、記録紙
41上の画像が水に濡れても、色材がその水中に染み出
すのを防止して、その画像の耐水性を向上させる働きを
するものである。具体的には、加水分解性シラン化合物
や、加水分解性チタン化合物等が一例として挙げられ
る。この内でも、安定性の観点から、加水分解性シラン
化合物が特に好ましい。
アンモニウム基とが導入された加水分解性シラン化合物
とするのがよい。具体的には、アミノ基を有する加水分
解性シラン化合物及び4級アンモニウム基を有する加水
分解性シラン化合物の混合物と、窒素原子を有しない加
水分解性シランとを加水分解することにより得られる有
機ケイ素化合物とするのがよい。
分解性シラン化合物としては、具体的に以下の「化1」
〜「化7」の化合物が一例として挙げられる。尚、これ
らの化合物は一般に販売されているものであり、容易に
入手可能である。
化合物としては、具体的に以下の「化8」〜「化19」
の化合物が一例として挙げられる。尚、これらの化合物
は一般に販売されているものであり、容易に入手可能で
ある。
ンクジェット記録用インクが、色材と、保湿剤と、浸透
剤と、水と、この水がない状態で縮重合反応する水溶性
物質としての加水分解性シラン化合物とを含有している
ため、このインクを用いて記録装置Aにより記録紙41
に画像を形成した場合には、インク滴が記録紙41上に
付着したときに、保湿剤と浸透剤と水とからなる溶媒が
この記録紙41内に浸透するようになる。これにより、
シラン化合物が縮重合反応してこの縮重合反応したシラ
ン化合物が色材を取り囲むことになり、記録紙41上の
画像が水に濡れても、色材がその水中に染み出すことが
防止される。
記シラン化合物に、アミノ基及び4級アンモニウム基が
導入されていることで、耐水性を大幅に向上させること
ができる。これは、4級アンモニウム基はイオン化され
ていることから、色材との相互作用が比較的強い。この
ことにより、上記シラン化合物がインク中において色材
の近傍に位置するようになると考えられ、シラン化合物
が縮重合反応したときに、色材が確実に取り込まれるも
のと考えられる。その結果、全ての色材が上記シラン化
合物の縮重合物に取り囲まれることとなり、十分な耐水
性が得られると考えられる。
ン化合物とする従来のインクでは、色材がマジェンタ染
料(酸性染料)であるときに、インクの耐水性が大幅に
低下してしまったが、本実施形態の如く、シラン化合物
に4級アンモニウム基を導入させることによって、色材
がマジェンタ染料であるときにも十分な耐水性が得られ
ることになる。尚、色材がマジェンタ染料以外の色の染
料や、顔料の場合においても、十分な耐水性が得られる
ことは勿論である。
ノ基と4級アンモニウム基との含有割合は、モル比で
1:1〜1:0.01程度とするのが好ましい。これ
は、アミノ基に対する4級アンモニウム基のモル比が、
1よりも大きいときには、4級アンモニウム基と色材と
の相互作用が強いことに起因して、インク中において
(インクが記録紙41に付着する前の状態において)、
色材と上記シラン化合物との凝集物が発生してしまう虞
があるためである。一方、アミノ基に対する4級アンモ
ニウム基のモル比が0.01よりも小さいときには、耐
水性の向上効果が得られない虞があるためである。尚、
アミノ基に対する4級アンモニウム基のモル比は、0.
1〜0.2程度とするのがより好ましい。こうしたシラ
ン化合物におけるアミノ基と4級アンモニウム基との含
有割合は、シラン化合物(有機ケイ素化合物)を生成す
る際に、アミノ基を有する加水分解性シラン化合物の量
と4級アンモニウム基を有する加水分解性シラン化合物
の量とを調節することによって、任意に設定可能であ
る。
重合反応する水溶性物質を、アミノ基と4級アンモニウ
ム基とが導入された加水分解性シラン化合物としたが、
上記水溶性物質は、アミノ基を有する加水分解性シラン
化合物と、4級アンモニウム基を有する加水分解性シラ
ン化合物とを成分とする混合物であってもよい。
上させることができる。つまり、上述したように、4級
アンモニウム基と色材との相互作用が比較的強いことか
ら、インク中において、アミノ基を有するシラン化合物
は必ずしも色材の近傍に位置しないが、4級アンモニウ
ム基を有するシラン化合物は色材の近傍に位置するよう
になると考えられる。このため、水溶性物質の縮重合反
応が行われたときには、アミノ基を有するシラン化合物
の縮重合物に取り囲まれなかった色材が、4級アンモニ
ウム基を有するシラン化合物の縮重合物に取り囲まれる
ようになると考えられる。その結果、全ての色材が上記
シラン化合物の縮重合物に取り囲まれることとなり、十
分な耐水性が得られると考えられる。
する加水分解性シラン化合物と、4級アンモニウム基を
有する加水分解性シラン化合物とを成分とする混合物と
したときにおいても、インク中における4級アンモニウ
ム基の含有割合が多すぎるときには、上述したように凝
集物が発生する虞があるため、インク中におけるアミノ
基と4級アンモニウム基との含有割合がモル比で1:1
〜1:0.01程度となるように、アミノ基を有する加
水分解性シラン化合物の量と4級アンモニウム基を有す
る加水分解性シラン化合物の量とを調整することが好ま
しい。
は、インク中において、色材と4級アンモニウム基を有
するシラン化合物との凝集物が発生してしまう可能性は
残される。このため、本実施形態のように、水溶性物質
をアミノ基と4級アンモニウム基とが導入されたシラン
化合物とした方が、凝集物の発生を確実に防止する一方
で耐水性も向上させることができ、より好ましい。
性物質は、アミノ基を有する加水分解性シラン化合物
と、4級アンモニウム基を有する加水分解性シラン化合
物と、アミノ基と4級アンモニウム基とが導入された加
水分解性シラン化合物とを成分とする混合物であっても
よい。
物に、4級アンモニウム基を導入させることとしたが、
4級アンモニウム基に限らず、少なくともアミノ基より
も色材との相互作用の強い官能基であれば、どのような
官能基であってもよい。例えば、スルホニウム基、ホス
ホニウム基、イオドニウム基、ジアゼピニウム基等が上
げられる。
おいても同様である。つまり、水溶性物質を、少なくと
もアミノ基を有する加水分解性シラン化合物と、アミノ
基よりも色材との相互作用の強い官能基を有する加水分
解性シラン化合物とを成分とする混合物としてもよい。
で縮重合反応する水溶性物質として、加水分解性シラン
化合物を含有させたが、インクジェットヘッド1のノズ
ル14から吐出されたインク滴が記録紙41上に付着し
て水分(溶媒)が蒸発したり記録紙41内に浸透したり
したときに縮重合反応して色材を取り囲むものであれ
ば、どのようなものであってもよい。
を含有させたが、浸透剤は本実施形態に係るインクの必
須の成分ではない。但し、インクに浸透剤を含有させた
方が、インクの溶媒が速やかに記録紙41内に浸透する
ようになり、これにより、画像の耐水性をより一層向上
させることができる。
する。
量百分率である)からなる35種類のインクジェット記
録用インクを作製した(実施例1〜実施例35)。
いて、保湿剤としてグリセリンを含有させた。
4,35においては染料を含有させる一方、実施例29
〜33においては顔料を含有させた。尚、染料として
は、基本的にC.I.アシッドレッド289を含有さ
せ、実施例26〜28においては異なる色の染料を含有
させた。
溶性物質として、実施例1〜33においては、アミノ基
及び4級アンモニウム基が導入された有機ケイ素化合物
(A)とする一方、実施例34,35においては、アミ
ノ基を有する有機ケイ素化合物(B)及び4級アンモニ
ウム基を有する有機ケイ素化合物(C)を成分とする混
合物とした。
化合物(A1)は、次の製法により作成したものであ
る。つまり、冷却器を取り付けた反応容器内に、120
g(6.67モル)の水を入れ、これを撹拌しながら、
7.7g(0.02モル)の「化1」で表される4級ア
ンモニウム基を有するシラン化合物と、35g(0.2
0モル)の「化8」で表されるアミノ基を有するシラン
化合物と、16.7g(0.11モル)のテトラメトキ
シシランとの混合物を一滴ずつ加えた。その全量滴下後
に、反応容器の温度を60℃に高めて1時間撹拌を続
け、その後、反応容器の温度を90℃に高めた上で、2
時間撹拌しながら反応を継続させた。反応後に、生成し
たメタノールを蒸留により除いた。こうして生成したア
ミノ基と4級アンモニウム基とが導入された有機ケイ素
化合物が、実施例1における有機ケイ素化合物(A1)
である。尚、有機ケイ素化合物におけるアミノ基と4級
アンモニウム基とのモル比は1:0.1である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A1) …5% 純水 …78%。
で表されるアミノ基を有するシラン化合物31.5g
(0.18モル)を、「化9」で表されるアミノ基を有
するシラン化合物34.8g(0.18モル)に代え
て、上記の製法により生成したものが、実施例2におけ
る有機ケイ素化合物(A2)である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A2) …5% 純水 …78%。
で表されるシラン化合物31.5g(0.18モル)
を、「化10」で表されるアミノ基を有するシラン化合
物40.0g(0.18モル)に代えて、上記の製法に
より生成したものが、実施例3における有機ケイ素化合
物(A3)である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A3) …5% 純水 …78%。
で表されるシラン化合物31.5g(0.18モル)
を、「化11」で表されるアミノ基を有するシラン化合
物50.1g(0.18モル)に代えて、上記の製法に
より生成したものが、実施例4における有機ケイ素化合
物(A4)である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A4) …5% 純水 …78%。
で表されるシラン化合物31.5g(0.18モル)
を、「化12」で表されるアミノ基を有するシラン化合
物34.8g(0.18モル)に代えて、上記の製法に
より生成したものが、実施例5における有機ケイ素化合
物(A5)である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A5) …5% 純水 …78%。
で表されるシラン化合物31.5g(0.18モル)
を、「化13」で表されるアミノ基を有するシラン化合
物37.3g(0.18モル)に代えて、上記の製法に
より生成したものが、実施例6における有機ケイ素化合
物(A6)である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A6) …5% 純水 …78%。
で表されるシラン化合物31.5g(0.18モル)
を、「化14」で表されるアミノ基を有するシラン化合
物47.8g(0.18モル)に代えて、上記の製法に
より生成したものが、実施例7における有機ケイ素化合
物(A7)である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A7) …5% 純水 …78%。
で表されるシラン化合物31.5g(0.18モル)
を、「化15」で表されるアミノ基を有するシラン化合
物42.4g(0.18モル)に代えて、上記の製法に
より生成したものが、実施例8における有機ケイ素化合
物(A8)である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A8) …5% 純水 …78%。
で表されるシラン化合物31.5g(0.18モル)
を、「化16」で表されるアミノ基を有するシラン化合
物40.0g(0.18モル)に代えて、上記の製法に
より生成したものが、実施例9における有機ケイ素化合
物(A9)である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A9) …5% 純水 …78%。
8」で表されるシラン化合物31.5g(0.18モ
ル)を、「化17」で表されるアミノ基を有するシラン
化合物48.8g(0.18モル)に代えて、上記の製
法により生成したものが、実施例10における有機ケイ
素化合物(A10)である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A10) …5% 純水 …78%。
8」で表されるシラン化合物31.5g(0.18モ
ル)を、「化18」で表されるアミノ基を有するシラン
化合物38.4g(0.18モル)に代えて、上記の製
法により生成したものが、実施例11における有機ケイ
素化合物(A11)である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A11) …5% 純水 …78%。
8」で表されるシラン化合物31.5g(0.18モ
ル)を、「化19」で表されるアミノ基を有するシラン
化合物53.7g(0.18モル)に代えて、上記の製
法により生成したものが、実施例12における有機ケイ
素化合物(A12)である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A12) …5% 純水 …78%。
1」で表される4級アンモニウム基を有するシラン化合
物7.7g(0.02モル)を、「化2」で表される4
級アンモニウム基を有するシラン化合物5.4g(0.
02モル)に代えて、上記の製法により生成したもの
が、実施例13における有機ケイ素化合物(A13)で
ある。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A13) …5% 純水 …78%。
1」で表されるシラン化合物7.7g(0.02モル)
を、「化3」で表される4級アンモニウム基を有するシ
ラン化合物5.7g(0.02モル)に代えて、上記の
製法により生成したものが、実施例14における有機ケ
イ素化合物(A14)である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A14) …5% 純水 …78%。
1」で表されるシラン化合物7.7g(0.02モル)
を、「化4」で表される4級アンモニウム基を有するシ
ラン化合物6.0g(0.02モル)に代えて、上記の
製法により生成したものが、実施例15における有機ケ
イ素化合物(A15)である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A15) …5% 純水 …78%。
1」で表されるシラン化合物7.7g(0.02モル)
を、「化5」で表される4級アンモニウム基を有するシ
ラン化合物7.0g(0.02モル)に代えて、上記の
製法により生成したものが、実施例16における有機ケ
イ素化合物(A16)である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A16) …5% 純水 …78%。
1」で表されるシラン化合物7.7g(0.02モル)
を、「化6」で表される4級アンモニウム基を有するシ
ラン化合物7.7g(0.02モル)に代えて、上記の
製法により生成したものが、実施例17における有機ケ
イ素化合物(A17)である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A17) …5% 純水 …78%。
1」で表されるシラン化合物7.7g(0.02モル)
を、「化7」で表される4級アンモニウム基を有するシ
ラン化合物8.6g(0.02モル)に代えて、上記の
製法により生成したものが、実施例18における有機ケ
イ素化合物(A18)である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A18) …5% 純水 …78%。
1」で表される4級アンモニウム基を有するシラン化合
物7.7g(0.02モル)を3.9g(0.01モ
ル)に代えて、上記の製法により生成したものが、実施
例19における有機ケイ素化合物(A19)である。
尚、有機ケイ素化合物におけるアミノ基と4級アンモニ
ウム基とのモル比は1:0.05である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A19) …5% 純水 …78%。
1」で表される4級アンモニウム基を有するシラン化合
物7.7g(0.02モル)を0.77g(0.002
モル)に代えて、上記の製法により生成したものが、実
施例20における有機ケイ素化合物(A20)である。
尚、有機ケイ素化合物におけるアミノ基と4級アンモニ
ウム基とのモル比は1:0.01である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A20) …5% 純水 …78%。
1」で表される4級アンモニウム基を有するシラン化合
物7.7g(0.02モル)を38.5g(0.10モ
ル)に、テトラメトキシシラン16.7g(0.11モ
ル)を22.7g(0.15モル)にそれぞれ代えて、
上記の製法により生成したものが、実施例21における
有機ケイ素化合物(A21)である。尚、有機ケイ素化
合物におけるアミノ基と4級アンモニウム基とのモル比
は1:0.5である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A21) …5% 純水 …78%。
1」で表される4級アンモニウム基を有する化合物7.
7g(0.02モル)を77g(0.20モル)に、テ
トラメトキシシラン16.7g(0.11モル)を3
0.4g(0.20モル)にそれぞれ代えて、上記の製
法により生成したものが、実施例22における有機ケイ
素化合物(A22)である。尚、有機ケイ素化合物にお
けるアミノ基と4級アンモニウム基とのモル比は1:1
である。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A22) …5% 純水 …78%。
して、浸透剤としてのジエチレングリコールモノブチル
エーテルを5g添加すると共に、純水78gを73gに
代えた。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% ジエチレングリコールモノブチルエーテル …5% 有機ケイ素化合物(A1) …5% 純水 …73%。
して、浸透剤としてのジエチレングリコールモノブチル
エーテルを10g添加すると共に、純水78gを68g
に代えた。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% ジエチレングリコールモノブチルエーテル …10% 有機ケイ素化合物(A1) …5% 純水 …68%。
して、浸透剤としてのジエチレングリコールモノブチル
エーテルを15g添加すると共に、純水78gを63g
に代えた。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% ジエチレングリコールモノブチルエーテル …15% 有機ケイ素化合物(A1) …5% 純水 …63%。
いてC.I.アシッドレッド289を、C.I.ダイレ
クトブラック154に代えた。 C.I.ダイレクトブラック154 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A1) …5% 純水 …78%。
いてC.I.アシッドレッド289を、C.I.ダイレ
クトイエロー132に代えた。 C.I.ダイレクトイエロー132 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A1) …5% 純水 …78%。
いてC.I.アシッドレッド289を、C.I.ダイレ
クトブルー199に代えた。 C.I.ダイレクトブルー199 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A1) …5% 純水 …78%。
いてC.I.アシッドレッド289を、カーボンブラッ
ク(商品名「CAB-O-JETTM-200」:キャボット社製)に
代えた。 カーボンブラック …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A1) …5% 純水 …78%。
いてC.I.アシッドレッド289を、カーボンブラッ
ク(商品名「CAB-O-JETTM-300」:キャボット社製)に
代えた。 カーボンブラック …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A1) …5% 純水 …78%。
いてC.I.アシッドレッド289を、イエロー顔料
(商品名「FUJI SP YELLOW 4223」:富士色素社製)に
代えた。 イエロー顔料 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A1) …5% 純水 …78%。
いてC.I.アシッドレッド289を、マジェンタ顔料
(商品名「FUJI SP MAGENTA 9338」:富士色素社製)に
代えた。 マジェンタ顔料 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A1) …5% 純水 …78%。
いてC.I.アシッドレッド289を、シアン顔料(商
品名「FUJI SP BULE 6403」:富士色素社製)に代え
た。 シアン顔料 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(A1) …5% 純水 …78%。
ように、水溶性物質を、アミノ基を有する有機ケイ素化
合物(B)及び4級アンモニウム基を有する有機ケイ素
化合物(C)を成分とする混合物とした。
物(B)は、次の製法により作成したものである。つま
り、冷却器を取り付けた反応容器内に、120g(6.
67モル)の水を入れ、これを撹拌しながら、35g
(0.20モル)の「化8」で表されるアミノ基を有す
るシラン化合物と、15.2g(0.10モル)のテト
ラメトキシシランとの混合物を一滴ずつ加えた。その全
量滴下後に、反応容器の温度を60℃に高めて1時間撹
拌を続け、その後、反応容器の温度を90℃に高めた上
で、2時間撹拌しながら反応を継続させた。反応後に、
生成したメタノールを蒸留により除いた。こうして生成
したものが、アミノ基を有する有機ケイ素化合物(B)
である。
イ素化合物(C)は、次の製法により作成したものであ
る。つまり、冷却器を取り付けた反応容器内に120g
(6.67モル)の水を入れ、これを撹拌しながら、7
7g(0.20モル)の「化1」で表される4級アンモ
ニウム基を有するシラン化合物と、15.2g(0.1
0モル)のテトラメトキシシランとの混合物を一滴ずつ
加えた。その全量滴下後に、反応容器の温度を60℃に
高めて1時間撹拌を続け、その後、反応容器の温度を9
0℃に高めた上で2時間撹拌しながら反応を継続させ
た。反応後に、生成したメタノールを蒸留により除い
た。こうして生成したものが、実施例34における4級
アンモニウム基を有する有機ケイ素化合物(C)であ
る。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(B) …5% 有機ケイ素化合物(C) …0.5% 純水 …77.5% アミノ基と4級アンモニウム基とのモル比 …1:0.1。
対して、アミノ基を有する有機ケイ素化合物(B)と、
4級アンモニウム基を有する有機ケイ素化合物(C)と
の含有比率を変更した。 C.I.アシッドレッド289 …5% グリセリン …7% ジエチレングリコール …5% 有機ケイ素化合物(B) …5% 有機ケイ素化合物(C) …0.1% 純水 …77.9% アミノ基と4級アンモニウム基とのモル比 …1:0.02。
成物の含有量は質量百分率である)からなる2種類のイ
ンクを作製した(比較例1及び比較例2)。尚、比較例
1は、有機ケイ素化合物として、アミノ基を有する有機
ケイ素化合物(B)を含有させたものであり、比較例2
は、有機ケイ素化合物として、4級アンモニウム基を有
する有機ケイ素化合物(C)を含有させたものである。
1,2のインクによる耐水試験を行った。この耐水試験
に用いた印字サンプルは、上記の各インクを用いて、市
販のプリンタ(上記実施形態と同様の圧電アクチュエー
タ(但し、圧電素子の厚みは上記実施形態のものよりも
かなり大きい)によりインクを吐出させるもの)で普通
紙(商品名「Xerox4024」:ゼロックス社製)
に15mm角のベタ印字を行ったものである。
を下にして、蒸留水に5分間浸漬することにより行っ
た。耐水性の評価は、OD(Optical Density)値(印
字濃度)によって行うこととし、浸漬前に測定した各印
字サンプルのOD値と、浸漬後、30分間自然乾燥させ
た後に測定した各印字サンプルのOD値との比を、耐水
性(%)とした。尚、OD値はマクベス濃度計により測
定した。表1に、耐水試験の結果を示す。
耐水性が90%以上であるのに対し、比較例1のインク
は、耐水性が90%以下であった。尚、有機ケイ素化合
物を含有しないインクでは、耐水性は60〜70%程度
である。この結果から、各実施例のインクでは十分な耐
水性が得られることが判る。特に、従来のインク(比較
例1のインク)では耐水性が低下したマジェンタ染料の
インクにおいても、十分な耐水性が得られている。
集物が発生してしまい、耐水性の評価が不可能であっ
た。従って、4級アンモニウム基を有する有機ケイ素化
合物のみを含有させたインクは、不適当であることが判
る。
2の各インクを用いて、市販のプリンターで普通紙(商
品名「Xerox4024」:ゼロックス社製)に画像
を形成し、この画像を形成した用紙を純水に浸漬した
後、室温で放置して乾燥させ、画像のにじみ程度を調べ
た。
像では、染料が流れ出て画像全体ににじみが観察され
た。これに対して、各実施例のインクで形成した画像で
は、色材が流れ出すことがなく、また、画像のにじみも
ほとんど観察されなかった。
がない状態で縮重合反応する水溶性物質とを含有するイ
ンクジェット記録用インクにおいて、上記水溶性物質を
アミノ基及び4級アンモニウム基が導入された化合物と
する、または、上記水溶性物質をアミノ基を有する化合
物及び4級アンモニウム基を有する化合物を成分とする
混合物とすることによって、画像の耐水性を飛躍的に向
上することができることが判る。
インクを備えたインクジェット式記録装置を示す概略斜
視図である。
ッドの部分底面図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 色材と、保湿剤と、水と、この水がない
状態で縮重合反応する水溶性物質とを含有するインクジ
ェット記録用インクであって、 上記水溶性物質は、アミノ基を有する化合物、及び4級
アンモニウム基を有する化合物を成分とする混合物であ
ることを特徴とするインクジェット記録用インク。 - 【請求項2】 色材と、保湿剤と、水と、この水がない
状態で縮重合反応する水溶性物質とを含有するインクジ
ェット記録用インクであって、 上記水溶性物質は、アミノ基及び4級アンモニウム基が
導入された化合物であることを特徴とするインクジェッ
ト記録用インク。 - 【請求項3】 色材と、保湿剤と、水と、この水がない
状態で縮重合反応する水溶性物質とを含有するインクジ
ェット記録用インクであって、 上記水溶性物質は、アミノ基を有する化合物、4級アン
モニウム基を有する化合物、並びにアミノ基及び4級ア
ンモニウム基が導入された化合物を成分とする混合物で
あることを特徴とするインクジェット記録用インク。 - 【請求項4】 請求項1において、 水溶性物質は、アミノ基を有する加水分解性シラン化合
物、及び4級アンモニウム基を有する加水分解性シラン
化合物を成分とする混合物であることを特徴とするイン
クジェット記録用インク。 - 【請求項5】 請求項2において、 水溶性物質は、アミノ基及び4級アンモニウム基が導入
された加水分解性シラン化合物であることを特徴とする
インクジェット記録用インク。 - 【請求項6】 請求項3において、 水溶性物質は、アミノ基を有する加水分解性シラン化合
物、4級アンモニウム基を有する加水分解性シラン化合
物、並びにアミノ基及び4級アンモニウム基が導入され
た加水分解性シラン化合物を成分とする混合物であるこ
とを特徴とするインクジェット記録用インク。 - 【請求項7】 請求項1〜請求項3のいずれかにおい
て、 浸透剤を含有していることを特徴とするインクジェット
記録用インク。 - 【請求項8】 色材と、保湿剤と、水と、この水がない
状態で縮重合反応する水溶性物質とを含有するインクジ
ェット記録用インクであって、 上記水溶性物質は、アミノ基及び4級アンモニウム基を
含有する物質であることを特徴とするインクジェット記
録用インク。 - 【請求項9】 色材と、保湿剤と、水と、この水がない
状態で縮重合反応する水溶性物質とを含有するインクジ
ェット記録用インクであって、 上記水溶性物質は、アミノ基、及び該アミノ基よりも上
記色材との相互作用の強い基を含有する物質であること
を特徴とするインクジェット記録用インク。 - 【請求項10】 色材と、保湿剤と、水と、この水がな
い状態で縮重合反応する水溶性物質とを含有するインク
ジェット記録用インクを備えたインクカートリッジであ
って、 上記水溶性物質は、アミノ基及び4級アンモニウム基を
含有する物質であることを特徴とするインクカートリッ
ジ。 - 【請求項11】 請求項10において、 インクは、浸透剤を含有していることを特徴とするイン
クカートリッジ。 - 【請求項12】 色材と、保湿剤と、水と、この水がな
い状態で縮重合反応する水溶性物質とを含有するインク
ジェット記録用インクを備え、該インクを記録媒体に吐
出して記録を行う記録装置であって、 上記水溶性物質は、アミノ基及び4級アンモニウム基を
含有する物質であることを特徴とする記録装置。 - 【請求項13】 請求項12において、 インクは、浸透剤を含有していることを特徴とする記録
装置。
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WO2012165081A1 (ja) * | 2011-06-01 | 2012-12-06 | 宇部日東化成株式会社 | アミノ基を有するシランカップリング剤と金属アルコキシド化合物との縮合物、それを主成分とする積層基板用材料、積層基板および導電性部材、並びにそれらの製造方法 |
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