JP2005298609A - Ink for inkjet and inkjet recording method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、間欠吐出の安定性に優れたインクジェット用のインク、当該インクを用い、間欠吐出の安定性を向上させたインクジェット記録方法に関する。 The present invention relates to an inkjet ink having excellent intermittent ejection stability, and an inkjet recording method using the ink to improve intermittent ejection stability.
従来、インクジェット用インクの間欠吐出の安定性を向上させることを目的として、水の蒸発に伴う目詰りを防止するために、保湿剤として、尿素や尿素誘導体等をインク中に添加することが一般に行われている(特許文献1)。又、上記インクの間欠吐出の安定性を向上させることを目的として、染料の水や各種溶媒への溶解性を高めるために、染料の溶解助剤として尿素や尿素誘導体等をインク中に添加することが一般に行われている(特許文献2)。 Conventionally, for the purpose of improving the stability of intermittent ejection of ink jet ink, it is common to add urea, urea derivatives, or the like as a moisturizing agent in the ink in order to prevent clogging associated with water evaporation. (Patent Document 1). In addition, for the purpose of improving the stability of intermittent ink discharge, urea, urea derivatives, etc. are added to the ink as a dye dissolution aid in order to increase the solubility of the dye in water and various solvents. Is generally performed (Patent Document 2).
しかし、染料のなかには、尿素の分解によって発生するアンモニウムイオンにより染料の色味変化や染料の凝集を生ずるものも多く、尿素を添加したインクを長期間保存しておくと、染料の凝集による沈殿物が発生し、インクジェット記録装置のインク吐出口或いはインク供給管内等で目詰りを生ずることがあるという問題があった。 However, some dyes cause dye color change or dye aggregation due to ammonium ions generated by urea decomposition, and if ink containing urea is stored for a long period of time, precipitates due to dye aggregation Occurs, and there is a problem that clogging may occur in an ink discharge port or an ink supply pipe of the ink jet recording apparatus.
従って本発明の目的は、従来のインクジェット記録で用いられている尿素や尿素誘導体を添加したインクと同様に良好な間欠吐出性に優れ、且つ染料の色味変化、及び染料の凝集による沈殿物の発生を生ずることのない長期保存安定性に優れたインクジェット用インク及び該インクを用いたインクジェット記録方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide excellent intermittent ejection properties as well as inks added with urea and urea derivatives used in conventional ink jet recording, and change in the color of the dye and the precipitation due to the aggregation of the dye. An object of the present invention is to provide an inkjet ink excellent in long-term storage stability that does not cause generation, and an inkjet recording method using the ink.
上記目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明は、水溶性有機溶剤A及びHOCH2(CH2)nCH2OH(n=1から6)で表される水溶性有機溶剤Bを各々6質量%以上と、2種以上の染料とを含有するインクジェット用インクにおいて、上記水溶性有機溶剤Aが上記2種以上の染料全てに対して良溶媒である関係にあり、上記水溶性有機溶剤Bが上記2種以上の染料全てに対して貧溶媒である関係にあることを特徴とするインクジェット用インクを提供する。 The above object is achieved by the present invention described below. That is, in the present invention, the water-soluble organic solvent A and the water-soluble organic solvent B represented by HOCH 2 (CH 2 ) n CH 2 OH (n = 1 to 6) are each 6 mass% or more, and two or more kinds. In an inkjet ink containing a dye, the water-soluble organic solvent A is a good solvent for all of the two or more dyes, and the water-soluble organic solvent B is used for all of the two or more dyes. An ink-jet ink is provided that is a poor solvent.
上記本発明においては、上記水溶性有機溶剤Aが、グリセリンであること;上記水溶性有機溶剤Bが、1,5−ペンタンジオールであること;上記染料の一つが下記構造Iの染料であることが好ましい。
(式中、R1及びR2は各々独立に置換若しくは未置換のアルキル基、アリール基、アリールアルキル基、又は水素の何れかを表す。R3及びR5はそれぞれ独立に、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、又はそれらの塩の基、又はこれらの基で置換されたアルキル基を表す。R4及びR6はそれぞれ独立に、R3及びR5に対して定義した以外の基を表す。p及びrは、それぞれ独立に1乃至5の整数を表し、q及びsは、それぞれ独立に0乃至4の整数を表す。又、p+qが5以下の値を有し、r+sが5以下の値を有す。)
In the present invention, the water-soluble organic solvent A is glycerin; the water-soluble organic solvent B is 1,5-pentanediol; one of the dyes is a dye having the following structure I Is preferred.
(Wherein R 1 and R 2 each independently represents a substituted or unsubstituted alkyl group, aryl group, arylalkyl group, or hydrogen. R 3 and R 5 each independently represent a carboxyl group, a sulfone group, or a sulfone group. An acid group, a phosphoric acid group, or a salt group thereof, or an alkyl group substituted with these groups, R 4 and R 6 are each independently a group other than those defined for R 3 and R 5 P and r each independently represent an integer of 1 to 5, q and s each independently represent an integer of 0 to 4. Further, p + q has a value of 5 or less, and r + s is 5 It has the following values.)
又、上記本発明においては、上記染料の更に別の一つが下記構造IIの染料であること;
(上記式中、Mはアルカリ金属(例えばLi、Na、K、Rb、Cs、Fr等)又はアンモニウムである。又、R7はOH、COOM、R8COOM(R8はC4〜C9のアルキル基)を表し、x、y、zはそれぞれ独立に0、1、2、3又は4である。)
In the present invention, another one of the dyes is a dye having the following structure II;
(In the above formula, M is an alkali metal (eg, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, etc.) or ammonium, and R 7 is OH, COOM, R 8 COOM (R 8 is a C4 to C9 alkyl). Group), x, y and z are each independently 0, 1, 2, 3 or 4.)
又、本発明は、上記本発明のインクジェット用インクを昇温させた後、吐出させることを特徴とするインクジェット記録方法を提供する。該方法においては、上記昇温させた到達温度が25℃以上であることが好ましい。 The present invention also provides an ink jet recording method, wherein the ink jet ink of the present invention is heated and then discharged. In this method, it is preferable that the reached temperature is 25 ° C. or higher.
本発明によれば、従来の尿素又はその誘導体を添加したインクと同様の間欠吐出の安定性を有し、且つ染料の色味変化、及び染料の凝集による沈殿物の発生を生ずることのない長期保存安定性に優れたインクジェット用インクが提供され、又、本発明のインクを用いたインクジェット記録方法によれば、前記特性を有する記録を的確に行うことができる。 According to the present invention, it has the same intermittent ejection stability as that of a conventional ink to which urea or a derivative thereof is added, and it does not cause precipitation due to dye color change and dye aggregation. An ink jet ink excellent in storage stability is provided, and according to the ink jet recording method using the ink of the present invention, recording having the above characteristics can be performed accurately.
次に発明を実施するための最良の形態を挙げて本発明を更に詳しく説明する。 本発明のインクは、水溶性有機溶剤A及びHOCH2(CH2)nCH2OH(n=1から6)で表される水溶性有機溶剤Bを各々6質量%以上と、2種以上の染料とを含有するインクジェット用インクにおいて、上記水溶性有機溶剤Aが上記2種以上の染料全てに対して良溶媒である関係にあり、上記水溶性有機溶剤Bが上記2種以上の染料全てに対して貧溶媒である関係にあることを特徴とするインクジェット用インクである。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to the best mode for carrying out the invention. In the ink of the present invention, the water-soluble organic solvent A and the water-soluble organic solvent B represented by HOCH 2 (CH 2 ) n CH 2 OH (n = 1 to 6) are each 6 mass% or more, and two or more kinds. In an inkjet ink containing a dye, the water-soluble organic solvent A is a good solvent for all of the two or more dyes, and the water-soluble organic solvent B is used for all of the two or more dyes. In contrast, the ink for ink-jet recording is characterized by being a poor solvent.
以下、本発明を構成する材料について夫々説明する。本発明のインクは、水溶性有機溶剤A及びHOCH2(CH2)nCH2OH(n=1から6)で表される水溶性有機溶剤Bを各々6質量%以上含有することを特徴とする。ここで、水溶性有機溶剤Aは、後述する2種以上の染料に対して良溶媒となるものであればよい。この水溶性有機溶剤Aは、組み合わせる2種以上の染料との組み合わせにより、使用可能な溶剤が変わってくる。選択される染料によっては、同じ溶剤であっても良溶媒にも貧溶媒にもなり得るためである。このため、水溶性有機溶剤Aは組み合わせる2種以上の染料とセットで上記要件を満たすように選択する必要がある。ただし、当該要件を満たすのであれば、水溶性有機溶剤Aは特に限定されない。しかし、このように水溶性有機溶剤Aは特に限定はされないが、2種の染料を適当に選択することにより、グリセリンを用いることが、特に、本発明の目的である間欠吐出性の安定性の向上効果を大きく発揮させることができるので好ましい。 Hereinafter, each of the materials constituting the present invention will be described. The ink of the present invention contains 6% by mass or more of a water-soluble organic solvent A and a water-soluble organic solvent B represented by HOCH 2 (CH 2 ) n CH 2 OH (n = 1 to 6). To do. Here, the water-soluble organic solvent A should just be a good solvent with respect to the 2 or more types of dye mentioned later. The water-soluble organic solvent A can be used depending on the combination of two or more dyes to be combined. This is because, depending on the selected dye, even the same solvent can be a good solvent or a poor solvent. For this reason, it is necessary to select the water-soluble organic solvent A so as to satisfy the above requirements with a set of two or more dyes to be combined. However, the water-soluble organic solvent A is not particularly limited as long as the requirement is satisfied. However, although the water-soluble organic solvent A is not particularly limited as described above, it is particularly preferable to use glycerin by appropriately selecting two kinds of dyes, particularly for the intermittent ejection stability which is the object of the present invention. Since the improvement effect can be exhibited greatly, it is preferable.
本発明において用いる水溶性有機溶剤Aの好ましい含有量は、質量基準で6%以上が好ましく、20%以内であることが好ましい。又、15%以内であることが更に好ましい。水溶性有機溶剤Aの含有量が6%未満では、本発明の目的である間欠吐出性の安定性の効果が充分に得られず、20%を超えた場合は、本発明の目的である間欠吐出性の安定性の効果が充分に得られにくいためである。 A preferable content of the water-soluble organic solvent A used in the present invention is preferably 6% or more, and preferably 20% or less on a mass basis. Further, it is more preferably within 15%. If the content of the water-soluble organic solvent A is less than 6%, the effect of the stability of intermittent discharge, which is the object of the present invention, cannot be obtained sufficiently, and if it exceeds 20%, the intermittent function is the object of the present invention. This is because it is difficult to sufficiently obtain the effect of stability of the discharge property.
又、本発明で使用するHOCH2(CH2)nCH2OH(n=1から6)で表される水溶性有機溶剤Bとしては、1,5−ペンタンジオールが好ましく、質量基準で6%以上が好ましく、20%以内で使用されるのが好ましい。又、15%以内で使用されるのが更に好ましい。水溶性有機溶剤Bの含有量が6%未満では、本発明の目的である間欠吐出性の安定性の効果が充分に得られず、20%を超えた場合は、本発明の目的である間欠吐出性の安定性の効果が充分に得られにくいためである。 The water-soluble organic solvent B represented by HOCH 2 (CH 2 ) n CH 2 OH (n = 1 to 6) used in the present invention is preferably 1,5-pentanediol, and is 6% on a mass basis. The above is preferable, and it is preferably used within 20%. Further, it is more preferably used within 15%. If the content of the water-soluble organic solvent B is less than 6%, the effect of the stability of intermittent discharge, which is the object of the present invention, cannot be sufficiently obtained, and if it exceeds 20%, the intermittent function is the object of the present invention. This is because it is difficult to sufficiently obtain the effect of stability of the discharge property.
又、水溶性有機溶剤AとHOCH2(CH2)nCH2OH(n=1から6)で表される水溶性有機溶剤Bとの好ましい比率は、質量基準で3:1〜1:3の範囲内である。 A preferred ratio of the water-soluble organic solvent A and the water-soluble organic solvent B represented by HOCH 2 (CH 2 ) n CH 2 OH (n = 1 to 6) is 3: 1 to 1: 3 on a mass basis. Is within the range.
本発明では、水溶性有機溶剤A及びHOCH2(CH2)nCH2OH(n=1から6)で表される水溶性有機溶剤Bを各々6質量%以上含有していれば、更に他の水溶性有機溶剤を含有させることができる。本発明で使用することができる水溶性有機溶剤としては、具体的には、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−ペンタノール等の炭素数1〜5のアルキルアルコール類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のオキシエチレン又はオキシプロピレン共重合体;エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2,6−ヘキサントリオール等のアルキレン基が2〜6個の炭素原子を含むアルキレングリコール類;トリメチロールプロパン;エチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル、ジエチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル、トリエチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル等の低級アルキルエーテル類;トリエチレングリコールジメチル(又はエチル)エーテル、テトラエチレングリコールジメチル(又はエチル)エーテル等の多価アルコールの低級ジアルキルエーテル類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類;スルホラン、N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。上記のごとき水溶性有機溶剤は、単独でも或いは混合物としても使用することができる。 In the present invention, the water-soluble organic solvent A and the water-soluble organic solvent B represented by HOCH 2 (CH 2 ) n CH 2 OH (n = 1 to 6) are contained in an amount of 6% by mass or more. The water-soluble organic solvent can be contained. Specific examples of water-soluble organic solvents that can be used in the present invention include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, and tert-butyl alcohol. Alkyl alcohols having 1 to 5 carbon atoms such as dimethylformamide and dimethylacetamide; ketones or ketoalcohols such as acetone and diacetone alcohol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane Oxyethylene such as diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol or the like; Xylene-propylene copolymers; alkylene glycols containing 2 to 6 carbon atoms in alkylene groups such as ethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, triethylene glycol, 1,2,6-hexanetriol; trimethylolpropane; Lower alkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, diethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, triethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether; triethylene glycol dimethyl (or ethyl) ether, tetraethylene glycol dimethyl (or ethyl) ) Lower dialkyl ethers of polyhydric alcohols such as ether; alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine; Ruhoran, N- methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone. The water-soluble organic solvents as described above can be used alone or as a mixture.
本発明のインク中に含有される上記したような水溶性有機溶剤の含有量は、特に限定されないが、インク全質量に対して、好ましくは50質量%以下の範囲である。特に、水溶性有機溶剤AとHOCH2(CH2)nCH2OH(n=1から6)で表される水溶性有機溶剤Bの和と上記水溶性有機溶剤との比が質量基準で1:2以下の範囲となるようにすることが好ましい。 The content of the water-soluble organic solvent as described above contained in the ink of the present invention is not particularly limited, but is preferably in the range of 50% by mass or less with respect to the total mass of the ink. In particular, the ratio of the sum of the water-soluble organic solvent A and the water-soluble organic solvent B represented by HOCH 2 (CH 2 ) n CH 2 OH (n = 1 to 6) to the water-soluble organic solvent is 1 on a mass basis. : It is preferable to be in the range of 2 or less.
又、本発明は、2種以上の染料を含有し、上記水溶性有機溶剤Aが上記2種以上の染料全てに対して良溶媒である関係にあり、上記水溶性有機溶剤Bが上記2種以上の染料全てに対して貧溶媒である関係にあることの要件を備えたものであれば特に限定はないが、以下の構造Iで表される構造を有する染料を当該2種以上の染料の一つとして、特に好ましく使用することができる。 Further, the present invention contains two or more dyes, the water-soluble organic solvent A is a good solvent for all of the two or more dyes, and the water-soluble organic solvent B is the two kinds. The dye is not particularly limited as long as it has a requirement that it is a poor solvent for all of the above dyes, but a dye having the structure represented by the following structure I is used for the two or more dyes. As one, it can be used particularly preferably.
(式中、R1及びR2は各々独立に置換若しくは未置換のアルキル基、アリール基、アリールアルキル基、又は水素の何れかを表す。R3及びR5はそれぞれ独立に、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、又はそれらの塩の基、又はこれらの基で置換されたアルキル基を表す。R4及びR6はそれぞれ独立に、R3及びR5に対して定義した以外の基を表す。p及びrは、それぞれ独立に1乃至5の整数を表し、q及びsは、それぞれ独立に0乃至4の整数を表す。又、p+qが5以下の値を有し、r+sが5以下の値を有す。) (Wherein R 1 and R 2 each independently represents a substituted or unsubstituted alkyl group, aryl group, arylalkyl group, or hydrogen. R 3 and R 5 each independently represent a carboxyl group, a sulfone group, or a sulfone group. An acid group, a phosphoric acid group, or a salt group thereof, or an alkyl group substituted with these groups, R 4 and R 6 are each independently a group other than those defined for R 3 and R 5 P and r each independently represent an integer of 1 to 5, q and s each independently represent an integer of 0 to 4. Further, p + q has a value of 5 or less, and r + s is 5 It has the following values.)
ここで、上記染料の好ましい例として、下記表1に記載の染料が挙げられるが、当然、本発明は、以下の例示の染料に限られるわけではない。 Here, preferable examples of the dye include the dyes shown in Table 1 below, but the present invention is not limited to the following exemplified dyes.
更に、上記染料の更に別の一つが下記構造IIで表される構造を有する染料を当該2種以上の染料の更なる別の一つとして、特に好ましく使用することができる。
(上記式中、Mはアルカリ金属(例えばLi、Na、K、Rb、Cs、Fr等)又はアンモニウムである。又、R7はOH、COOM、R8COOM(R8はC4〜C9のアルキル基)を表し、x、y、zはそれぞれ独立に0、1、2、3又は4である。)
Furthermore, a dye having a structure represented by the following structure II as another one of the above dyes can be particularly preferably used as another one of the two or more kinds of dyes.
(In the above formula, M is an alkali metal (eg, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, etc.) or ammonium, and R 7 is OH, COOM, R 8 COOM (R 8 is a C4 to C9 alkyl). Group), x, y and z are each independently 0, 1, 2, 3 or 4.)
ここで、貧溶媒及び良溶媒の定義であるが、本発明においては、25℃環境下で粉状の染料を24時間、密閉状態で攪拌させた場合に染料が5質量%未満しか溶解しない溶媒を貧溶媒、5質量%以上溶解する溶媒を良溶媒と定義する。染料がどれくらい溶解しているかについては、例えば、水に染料を1質量%、5質量%、10質量%と溶解させた染料水溶液でその染料の吸光度を測ることにより検量線を作り、そこから例えば染料を10質量%含有させ上記要件で溶解させた溶液を濾過したものの吸光度を測定することにより、吸光度の比率から簡単に求めることができる。上記2種類の染料のインク中における好ましい含有量は、染料トータルで、質量換算で0.1〜10質量%である。 Here, although it is a definition of a poor solvent and a good solvent, in this invention, when a powdery dye is stirred in a sealed state for 24 hours in a 25 ° C. environment, the solvent dissolves less than 5% by mass of the dye. Is a poor solvent, and a solvent that dissolves 5% by mass or more is defined as a good solvent. About how much the dye is dissolved, for example, a calibration curve is made by measuring the absorbance of the dye with an aqueous dye solution in which 1%, 5%, and 10% by weight of the dye is dissolved in water. By measuring the absorbance of a filtered solution containing 10% by mass of the dye and dissolved under the above requirements, it can be easily determined from the absorbance ratio. A preferable content of the two types of dyes in the ink is 0.1 to 10% by mass in terms of mass in terms of total dyes.
又、本発明のインクに含有される水の含有量は、インク全質量に対して、好ましくは50〜95質量%の範囲である。更に、本発明のインクは、所望の物性値を有するインクとするために、上記した成分の他に必要に応じて、界面活性剤、消泡剤、防腐剤、防カビ剤等を添加することができる。 Further, the content of water contained in the ink of the present invention is preferably in the range of 50 to 95% by mass with respect to the total mass of the ink. Further, the ink of the present invention may be added with a surfactant, an antifoaming agent, an antiseptic, an antifungal agent or the like as necessary in addition to the above-described components in order to obtain an ink having a desired physical property value. Can do.
本発明のインクは、温度調整機能を有するインクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタに使用されると、更に効果的であるという特徴を有する。本発明のインクが間欠吐出の安定性に効果的であるメカニズムの詳細は不明であるが、水溶性有機溶剤A及びHOCH2(CH2)nCH2OH(n=1から6)で表される水溶性有機溶剤Bを本発明に規定する量を含有しており、更に、2種以上の染料を含有し、上記水溶性有機溶剤Aが上記2種以上の染料全てに対して良溶媒である関係にあり、上記水溶性有機溶剤Bが上記2種以上の染料全てに対して貧溶媒である関係にある場合、ノズル近傍で吐出に影響しないような薄膜を構成しインクの蒸発を抑えているためであると考えている。温度調整機能を有し、上記インクを昇温させた状態で吐出させると、更にこの現象が顕著になるため、当該温度調整機能を有するインクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタに使用されると、更に効果的であると推測している。 The ink of the present invention is more effective when used in an ink jet printer having an ink jet head having a temperature adjusting function. Although the details of the mechanism by which the ink of the present invention is effective for the stability of intermittent ejection are unclear, it is represented by water-soluble organic solvent A and HOCH 2 (CH 2 ) n CH 2 OH (n = 1 to 6). The water-soluble organic solvent B contains an amount specified in the present invention, and further contains two or more dyes, and the water-soluble organic solvent A is a good solvent for all the two or more dyes. When there is a relationship and the water-soluble organic solvent B is a poor solvent for all of the two or more dyes, a thin film that does not affect ejection is formed in the vicinity of the nozzle to suppress ink evaporation. I think that is because. This phenomenon becomes more prominent when the ink is ejected in a state of having a temperature adjustment function and the temperature is raised. Therefore, it is more effective when used in an ink jet printer having an ink jet head having the temperature adjustment function. I guess that.
本発明の別の形態として、上記インクジェット用インクを昇温させた状態で吐出させることを特徴とするインクジェット記録方法がある。又、上記昇温させた到達温度が25℃以上である場合特に効果的であり、上記昇温させた到達温度が25℃以上であることを特徴とするインクジェット記録方法が特に好ましい形態である。 As another embodiment of the present invention, there is an ink jet recording method in which the ink jet ink is discharged in a heated state. In addition, the ink jet recording method is particularly effective when the temperature reached is 25 ° C. or higher, and the ink jet recording method is characterized in that the temperature reached is 25 ° C. or higher.
当該インクジェット記録方法を達成するインクジェット用インクを昇温(温調)させた状態で吐出させることができる、インクジェット記録装置の例を図1に、インクジェットカートリッジの例を図2に、ヘッドの例を図3に挙げる。 FIG. 1 shows an example of an ink jet recording apparatus, FIG. 2 shows an example of an ink jet cartridge, and FIG. 2 shows an example of a head that can discharge ink jet ink that achieves the ink jet recording method in a heated (temperature-controlled) state. Listed in FIG.
図1は、本発明が実施若しくは適用される好適なインクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。図1において、5001はインクタンク(IT)であり、5012はそれに結合された記録ヘッド(IJH)である。図2に示すように、5001のインクタンクと5012の記録ヘッドで一体型の交換可能なカートリッジ(IJC)を形成するものである。5014は、そのカートリッジ(IJC)をプリンター本体に取り付けるためのキャリッジ(HC)であり、5003はそのキャリッジを副走査方向に走査するためのガイドである。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a preferred ink jet recording apparatus to which the present invention is implemented or applied. In FIG. 1, 5001 is an ink tank (IT), and 5012 is a recording head (IJH) coupled thereto. As shown in FIG. 2, an integral replaceable cartridge (IJC) is formed by 5001 ink tanks and 5012 recording heads.
5000は、Pで示す被印字物を主走査方向に走査させるためのプラテンローラである。5024は、装置内の環境温度を測定するための温度センサーである。尚、キャリッジ5014には、記録ヘッド5012に対して駆動のための信号パルス電流やヘッド温調用電流を流すためのフレキシブルケーブル(図示せず)が、プリンターをコントロールするための電気回路(上記温度センサー5012等)を具備したプリント板(図示せず)に接続されている。
図2は、交換可能なカートリッジを示し、5029はインク滴を吐出するためのノズル部である。更に、上記構成のインクジェット記録装置IJRAを詳細に説明する。この記録装置IJRAは駆動モータ5013の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア5011、5009を介して回転するリードスクリュー5005の螺旋溝5004に対して係合するキャリッジHCはピン(不図示)を有し、矢印a、b方向に往復移動される。5002は紙押え板であり、キャリッジ移動方向にわたって紙をプラテン5000に対して押圧する。5007、5008はフォトカプラでキャリッジHCのレバー5006のこの域での存在を確認してモータ5013の回転方向切換等を行うためのホームポジション検知手段である。5016は記録ヘッドの前面をキャップするキャップ部材5022を支持する部材で、5015はこのキャップ内を吸引する吸引手段であり、キャップ内開口5023を介して記録ヘッド5012の吸引回復を行う。
FIG. 2 shows a replaceable cartridge, and
5017は、クリーニングブレードで、5019はこのブレード5017を前後方向に移動可能にする部材であり、本体支持板5018にこれらは支持されている。ブレードは、この形態でなく周知のクリーニングブレードが本例に適用できることはいうまでもない。又、5021は、吸引回復の吸引を開始するためのレバーで、キャリッジHCと係合するカム5020の移動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切換等の公知の伝達手段で移動制御される。
これらのキャッピング、クリーニング、吸引回復は、キャリッジHCがホームポジション側領域にきたときに、リードスクリュー5005の作用によってそれらの対応位置で所望の処理が行えるように構成されているが、周知のタイミングで所望の作動を行うようにすれば、本例には何れも適用できる。
These capping, cleaning, and suction recovery are configured such that when the carriage HC comes to the home position side region, desired processing can be performed at the corresponding position by the action of the
図3は記録ヘッド5012の詳細を示すものであり、支持体5300の上面に半導体製造プロセスにより形成されたヒータボード5100が設けられている。このヒータボード5100に同一の半導体製造プロセスで形成された、記録ヘッド5012を保温し、温調するための温調用ヒータ(昇温用ヒータ)5110が設けられている。符号5200は前記支持体5300上に配設された配線基板であって、該配線基板5200と温調用ヒータ5110及び吐出用(メイン)ヒータ5113とがワイヤーボンディング等により配線されている(配線は不図示)。又、温調用ヒータ5110は、支持体5300等にヒータボード5100とは別のプロセスにより形成されたヒータ部材を貼りつけたものでもよい。
FIG. 3 shows details of the
5114は吐出用ヒータ5113によって加熱されて発生したバブルである。5115は吐出されたインク液滴を示す。5112は吐出用のインクが記録ヘッド内に流入するための共通液室である。
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、下記実施例により限定されるものではない。尚、文中、「部」、「%」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。 EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited by the following Example, unless the summary is exceeded. In the text, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.
[実施例1]
以下の成分を混合し、充分攪拌して溶解した後、ポアサイズ0.2μmのミクロフィルター(富士フィルム製)にて加圧濾過し、本発明のインクを調製した。
・グリセリン 10部
・1,5−ペンタンジオール 10部
・下記構造I−1の染料のリチウム塩とナトリウム塩の混合物(モル比 Li
塩:Na塩=2:1) 3部
・下記構造II−1の染料 1部
・水 76部
[Example 1]
The following components were mixed, sufficiently stirred and dissolved, and then filtered under pressure with a microfilter having a pore size of 0.2 μm (manufactured by Fuji Film) to prepare the ink of the present invention.
10 parts of glycerin 10 parts of 1,5-pentanediol A mixture of a lithium salt and a sodium salt of a dye having the following structure I-1 (molar ratio Li
Salt: Na salt = 2: 1) 3 parts, dye of the following structure II-1 1 part, water 76 parts
[ただし、(m=1、n=2)、(m=1、n=3)、(m=2、n=1)、(m=2、n=2)、(m=3、n=0)、(m=3、n=1)、(m=4、n=0)の混合物。] [However, (m = 1, n = 2), (m = 1, n = 3), (m = 2, n = 1), (m = 2, n = 2), (m = 3, n = 0), (m = 3, n = 1), (m = 4, n = 0). ]
尚、上記構造I−1の染料のリチウム塩とナトリウム塩の混合物(モル比 Li塩:Na塩=2:1)の粉状染料5gを、グリセリン20g中に含有させた後に25℃環境下で24時間、密閉状態で攪拌させた後、その吸光度を測定することにより溶解度を測定したところ、その溶解度は20%(本測定法における上限値)であった。又、同様に1,5−ペンタンジオールに対する溶解度を測定したところ、その溶解度は1.5%であった。次に、同様な方法で上記構造II−1の染料についてのグリセリンに対する溶解度を測定したところ16.5%、1,5−ペンタンジオールに対する溶解度を測定したところ0.9%であった。これより、上記構造I−1の染料のリチウム塩とナトリウム塩の混合物(モル比 Li塩:Na塩=2:1)及び上記構造II−1の染料にとって、ともにグリセリンは良溶媒となり、1,5−ペンタンジオールはともに貧溶媒となるということを確認した。 In addition, after containing 5 g of a powdery dye of a mixture of a lithium salt and a sodium salt of the dye of the above structure I-1 (molar ratio Li salt: Na salt = 2: 1) in 20 g of glycerin, at 25 ° C. After stirring in a sealed state for 24 hours, the solubility was measured by measuring the absorbance, and the solubility was 20% (upper limit value in this measurement method). Similarly, when the solubility in 1,5-pentanediol was measured, the solubility was 1.5%. Next, when the solubility in glycerin of the dye having the above structure II-1 was measured by the same method, it was 16.5%, and the solubility in 1,5-pentanediol was 0.9%. From this, glycerin is a good solvent for the mixture of the lithium salt and sodium salt of the dye of structure I-1 (molar ratio Li salt: Na salt = 2: 1) and the dye of structure II-1; It was confirmed that both 5-pentanediol was a poor solvent.
[実施例2]
以下の成分を混合し、充分攪拌して溶解した後、ポアサイズ0.2μmのミクロフィルター(富士フィルム製)にて加圧濾過し、本発明のインクを調製した。
・グリセリン 10部
・1,5−ペンタンジオール 6部
・エチレングリコール 8部
・上記構造I−1の染料のリチウム塩とナトリウム塩の混合物(モル比 Li
塩:Na塩=2:1) 3部
・上記構造II−1の染料 1部
・水 72部
[Example 2]
The following components were mixed, sufficiently stirred and dissolved, and then filtered under pressure with a microfilter having a pore size of 0.2 μm (manufactured by Fuji Film) to prepare the ink of the present invention.
-Glycerol 10 parts-1,5-pentanediol 6 parts-Ethylene glycol 8 parts-Mixture of lithium salt and sodium salt of the dye of the above structure I-1 (molar ratio Li
Salt: Na salt = 2: 1) 3 parts, dye of structure II-1 1 part, water 72 parts
尚、上記構造I−1の染料のリチウム塩とナトリウム塩の混合物(モル比 Li塩:Na塩=2:1)の粉状染料5gを、エチレングリコール20g中に含有させた後に25℃環境下で24時間、密閉状態で攪拌させた後、その吸光度を測定することにより溶解度を測定したところ、その溶解度は20%(本測定法における上限値)であった。又、同様な方法で上記構造II−1の染料についてのエチレングリコールに対する溶解度を測定したところ20%(本測定法における上限値)であった。 In addition, after containing 5 g of a powdery dye of a mixture of a lithium salt and a sodium salt of the dye of the above structure I-1 (molar ratio Li salt: Na salt = 2: 1) in 20 g of ethylene glycol, it was placed in a 25 ° C. environment. After stirring for 24 hours in a sealed state, the solubility was measured by measuring the absorbance, and the solubility was 20% (upper limit value in this measurement method). Further, when the solubility in ethylene glycol of the dye having the above structure II-1 was measured by the same method, it was 20% (upper limit value in this measurement method).
[実施例3]
以下の成分を混合し、充分攪拌して溶解した後、ポアサイズ0.2μmのミクロフィルター(富士フィルム製)にて加圧濾過し、本発明のインクを調製した。
・グリセリン 6部
・1,5−ペンタンジオール 10部
・エチレングリコール 9部
・上記構造I−1の染料のリチウム塩とナトリウム塩の混合物(モル比 Li
塩:Na塩=2:1) 3部
・上記構造II−1の染料 1部
・水 71部
[Example 3]
The following components were mixed, sufficiently stirred and dissolved, and then filtered under pressure with a microfilter having a pore size of 0.2 μm (manufactured by Fuji Film) to prepare the ink of the present invention.
6 parts of glycerin 10 parts of 1,5-pentanediol 9 parts of ethylene glycol A mixture of the lithium salt and sodium salt of the dye of the above structure I-1 (molar ratio Li
Salt: Na salt = 2: 1) 3 parts, dye of structure II-1 1 part, water 71 parts
[比較例1]
以下の成分を混合し、充分攪拌して溶解した後、ポアサイズ0.2μmのミクロフィルター(富士フィルム製)にて加圧濾過し、比較例のインクを調製した。
・グリセリン 25部
・上記構造I−1の染料のリチウム塩とナトリウム塩の混合物(モル比 Li
塩:Na塩=2:1) 3部
・上記構造II−1の染料 1部
・水 71部
[Comparative Example 1]
The following components were mixed, sufficiently stirred and dissolved, and then filtered under pressure with a microfilter (manufactured by Fuji Film) having a pore size of 0.2 μm to prepare a comparative ink.
-Glycerin 25 parts-Lithium salt and sodium salt mixture of the dye of structure I-1 (molar ratio Li
Salt: Na salt = 2: 1) 3 parts, dye of structure II-1 1 part, water 71 parts
[比較例2]
以下の成分を混合し、充分攪拌して溶解した後、ポアサイズ0.2μmのミクロフィルター(富士フィルム製)にて加圧濾過し、比較例のインクを調製した。
・1,5−ペンタンジオール 25部
・上記構造I−1の染料のリチウム塩とナトリウム塩の混合物(モル比 Li
塩:Na塩=2:1) 3部
・上記構造II−1の染料 1部
・水 71部
[Comparative Example 2]
The following components were mixed, sufficiently stirred and dissolved, and then filtered under pressure with a microfilter (manufactured by Fuji Film) having a pore size of 0.2 μm to prepare a comparative ink.
-25 parts of 1,5-pentanediol-Mixture of lithium and sodium salts of the dye of structure I-1 above (molar ratio Li
Salt: Na salt = 2: 1) 3 parts, dye of structure II-1 1 part, water 71 parts
[比較例3]
以下の成分を混合し、充分攪拌して溶解した後、ポアサイズ0.2μmのミクロフィルター(富士フィルム製)にて加圧濾過し、比較例のインクを調製した。
・グリセリン 20部
・1,5−ペンタンジオール 5部
・上記構造I−1の染料のリチウム塩とナトリウム塩の混合物(モル比 Li
塩:Na塩=2:1) 3部
・上記構造II−1の染料 1部
・水 71部
[Comparative Example 3]
The following components were mixed, sufficiently stirred and dissolved, and then filtered under pressure with a microfilter (manufactured by Fuji Film) having a pore size of 0.2 μm to prepare a comparative ink.
-Glycerin 20 parts-1,5-pentanediol 5 parts-Lithium salt and sodium salt mixture (molar ratio Li)
Salt: Na salt = 2: 1) 3 parts, dye of structure II-1 1 part, water 71 parts
[比較例4]
以下の成分を混合し、充分攪拌して溶解した後、ポアサイズ0.2μmのミクロフィルター(富士フィルム製)にて加圧濾過し、比較例のインクを調製した。
・グリセリン 10部
・1,5−ペンタンジオール 10部
・上記構造I−1の染料のリチウム塩とナトリウム塩の混合物(モル比 Li
塩:Na塩=2:1) 4部
・水 76部
[Comparative Example 4]
The following components were mixed, sufficiently stirred and dissolved, and then filtered under pressure with a microfilter (manufactured by Fuji Film) having a pore size of 0.2 μm to prepare a comparative ink.
-Glycerol 10 parts-1,5-pentanediol 10 parts-Lithium salt and sodium salt mixture (molar ratio Li)
Salt: Na salt = 2: 1) 4 parts, water 76 parts
[比較例5]
以下の成分を混合し、充分攪拌して溶解した後、ポアサイズ0.2μmのミクロフィルター(富士フィルム製)にて加圧濾過し、比較例のインクを調製した。
・グリセリン 10部
・1,5−ペンタンジオール 6部
・エチレングリコール 8部
・上記構造I−1の染料のリチウム塩とナトリウム塩の混合物(モル比 Li
塩:Na塩=2:1) 4部
・水 72部
[Comparative Example 5]
The following components were mixed, sufficiently stirred and dissolved, and then filtered under pressure with a microfilter (manufactured by Fuji Film) having a pore size of 0.2 μm to prepare a comparative ink.
-Glycerol 10 parts-1,5-pentanediol 6 parts-Ethylene glycol 8 parts-Mixture of lithium salt and sodium salt of the dye of the above structure I-1 (molar ratio Li
Salt: Na salt = 2: 1) 4 parts, water 72 parts
[比較例6]
以下の成分を混合し、充分攪拌して溶解した後、ポアサイズ0.2μmのミクロフィルター(富士フィルム製)にて加圧濾過し、比較例のインクを調製した。
・グリセリン 6部
・1,5−ペンタンジオール 10部
・エチレングリコール 9部
・上記構造I−1の染料のリチウム塩とナトリウム塩の混合物(モル比 Li
塩:Na塩=2:1) 4部
・水 71部
[Comparative Example 6]
The following components were mixed, sufficiently stirred and dissolved, and then filtered under pressure with a microfilter (manufactured by Fuji Film) having a pore size of 0.2 μm to prepare a comparative ink.
6 parts of glycerin 10 parts of 1,5-pentanediol 9 parts of ethylene glycol A mixture of the lithium salt and sodium salt of the dye of the above structure I-1 (molar ratio Li
Salt: Na salt = 2: 1) 4 parts, 71 parts of water
<評価1>
(間欠吐出安定性評価方法及び評価基準)
上記、実施例1〜3及び比較例1〜6のインクを用いて、インクジェットヘッドにおける間欠吐出安定性の評価を行った。評価は、キヤノン製BJS−950i改造機を用いて行った。先ず、温度15℃、湿度10%の環境下で、インクジェットヘッドのノズル部のインクが温度上昇しない条件で、ある一定の吐出休止時間の間隔で縦罫線を印字し、一定の休止時間を設けた後、最初に吐出されて形成される縦罫線を目視にて下記の基準で評価した。
◎:縦罫線に全く乱れがなく正常に印字できる。
○:縦罫線に目視では確認できない程度の若干の乱れが確認される。
△:縦罫線に目視で確認できる程度の若干の乱れが確認される。
×:縦罫線に不吐出や乱れがはっきりと確認される。
<Evaluation 1>
(Intermittent ejection stability evaluation method and evaluation criteria)
Using the inks of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 6, the intermittent ejection stability of the inkjet head was evaluated. Evaluation was performed using a Canon BJS-950i modified machine. First, in a temperature of 15 ° C. and a humidity of 10%, vertical ruled lines were printed at a certain discharge pause time interval under the condition that the temperature of the ink in the nozzle portion of the inkjet head did not rise, and a fixed pause time was provided. Thereafter, the vertical ruled lines formed by first discharging were visually evaluated according to the following criteria.
A: The vertical ruled lines are not disturbed at all and can be printed normally.
○: A slight disorder that cannot be visually confirmed on the vertical ruled lines is confirmed.
Δ: Slight disturbance to the extent that it can be visually confirmed on the vertical ruled lines is confirmed.
X: Non-ejection and disorder are clearly confirmed on the vertical ruled line.
<評価2>
(間欠吐出安定性評価方法及び評価基準)
上記、実施例1〜3及び比較例1〜6のインクを用いて、インクジェットヘッドにおける間欠吐出安定性の評価を行った。評価は、インクジェットヘッドのノズル部のインクが吐出直前に25℃に保たれるキヤノン製BJS−950i改造機を用いて、評価1と同一環境下、同一評価基準で行った。
上記、評価1、評価2の結果を下記表2に示す。
<Evaluation 2>
(Intermittent ejection stability evaluation method and evaluation criteria)
Using the inks of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 6, the intermittent ejection stability of the inkjet head was evaluated. The evaluation was performed under the same evaluation criteria in the same environment as Evaluation 1 using a Canon BJS-950i remodeling machine in which the ink in the nozzle part of the inkjet head was kept at 25 ° C. just before ejection.
The results of Evaluation 1 and Evaluation 2 are shown in Table 2 below.
上記表2から明らかなように、実施例1〜3のインクでは一定の吐出休止時間後にも、正常なインク吐出ができ、これらのインクが間欠吐出安定性に優れていることを確認できた。又、評価2の方法であるインクジェット用インクを吐出直前に昇温させることを特徴とするインクジェット記録方法によって、更に効果的となることも確認できた。 As is apparent from Table 2 above, the inks of Examples 1 to 3 were able to perform normal ink ejection even after a certain ejection pause time, and it was confirmed that these inks were excellent in intermittent ejection stability. It was also confirmed that the ink jet recording method, which is a method of evaluation 2, which is characterized by raising the temperature of the ink jet ink immediately before ejection, is more effective.
本発明によれば、従来のインクジェット記録で用いられている尿素や尿素誘導体を添加したインクと同様に良好な間欠吐出性に優れ、且つ染料の色味変化、及び染料の凝集による沈殿物の発生を生ずることのない長期保存安定性に優れたインクジェット用インク及び該インクを用いたインクジェット記録方法が提供される。 According to the present invention, it is excellent in good intermittent ejection properties as in the case of inks added with urea or urea derivatives used in conventional ink jet recording, and changes in the color of the dye and generation of precipitates due to aggregation of the dye. An inkjet ink excellent in long-term storage stability without causing ink and an inkjet recording method using the ink are provided.
5000:プラテンローラ
5001:インクタンク(IT)
5002:紙押え板
5003:ガイド
5004:螺旋溝
5005:リードスクリュー
5006:レバー
5007:フォトカプラ
5008:フォトカプラ
5009:駆動力伝達ギア
5010:駆動力伝達ギア
5011:駆動力伝達ギア
5012:記録ヘッド(IJH)
5013:駆動モータ
5014:キャリッジ(HC)
5015:キャップ内吸引手段
5016:キャップ支持部材
5017:クリーニングブレード
5018:本体支持板
5019:クリーニングブレード移動可能部材
5020:カム
5022:キャップ部材
5023:キャップ内開口
5024:温度センサー
5029:ノズル部
5100:ヒータボード
5110:温調用ヒータ(昇温用ヒータ)
5112:共通液室
5113:吐出用(メイン)ヒータ
5114:バブル
5115:インク液滴
5200:配線基板
5300:支持体
5000: Platen roller 5001: Ink tank (IT)
5002: Paper pressing plate 5003: Guide 5004: Spiral groove 5005: Lead screw 5006: Lever 5007: Photocoupler 5008: Photocoupler 5009: Driving force transmission gear 5010: Driving force transmission gear 5011: Driving force transmission gear 5012: Recording head ( IJH)
5013: Drive motor 5014: Carriage (HC)
5015: In-cap suction means 5016: Cap support member 5017: Cleaning blade 5018: Main body support plate 5019: Cleaning blade movable member 5020: Cam 5022: Cap member 5023: In-cap opening 5024: Temperature sensor 5029: Nozzle portion 5100: Heater Board 5110: Heating heater (heating heater)
5112: Common liquid chamber 5113: Discharge (main) heater 5114: Bubble 5115: Ink droplet 5200: Wiring substrate 5300: Support
Claims (8)
(式中、R1及びR2は各々独立に置換若しくは未置換のアルキル基、アリール基、アリールアルキル基、又は水素の何れかを表す。R3及びR5はそれぞれ独立に、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、又はそれらの塩の基、又はこれらの基で置換されたアルキル基を表す。R4及びR6はそれぞれ独立に、R3及びR5に対して定義した以外の基を表す。p及びrは、それぞれ独立に1乃至5の整数を表し、q及びsは、それぞれ独立に0乃至4の整数を表す。又、p+qが5以下の値を有し、r+sが5以下の値を有す。) The ink-jet ink according to any one of claims 1 to 3, wherein one of the dyes is a dye having the following structure I.
(Wherein R 1 and R 2 each independently represents a substituted or unsubstituted alkyl group, aryl group, arylalkyl group, or hydrogen. R 3 and R 5 each independently represent a carboxyl group, a sulfone group, or a sulfone group. An acid group, a phosphoric acid group, or a salt group thereof, or an alkyl group substituted with these groups, R 4 and R 6 are each independently a group other than those defined for R 3 and R 5 P and r each independently represent an integer of 1 to 5, q and s each independently represent an integer of 0 to 4. Further, p + q has a value of 5 or less, and r + s is 5 It has the following values.)
(上記式中、Mはアルカリ金属又はアンモニウムである。又、R7はOH、COOM、R8COOM(R8はC4〜C9のアルキル基)を表し、x、y、zはそれぞれ独立に0、1、2、3又は4である。) The inkjet ink according to any one of claims 1 to 3, wherein another one of the dyes is a dye having the following structure II.
(In the above formula, M is an alkali metal or ammonium. R 7 represents OH, COOM, or R 8 COOM (R 8 is a C4 to C9 alkyl group), and x, y, and z are each independently 0. , 1, 2, 3 or 4.)
The inkjet recording method according to claim 6, wherein the temperature reached is 25 ° C. or higher.
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