JP2006199922A - インクジェット用インクセット、インクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット及びインクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット用インクセット、インクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット及びインクジェット記録装置 Download PDF

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純 吉澤
Kunihiko Nakamura
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Yoshihide Aikawa
嘉秀 相川
Tomohiro Yamashita
知洋 山下
Masanori Jinno
雅典 神納
Kumiko Mafune
久実子 真船
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日出樹 高山
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Abstract

【課題】 インクジェット用インクとして要求される耐環境ガス性、画像濃度、及び固着回復性が共に優れ、且つ、得られるカラー画像の耐候性に優れたインクジェット用インクセットを提供すること。
【解決手段】 複数のインクジェット用インクで構成されるインクジェット用インクセットであって、
特定の色材を含有するインクジェット用シアンインク、特定の色材を含有するインクジェット用マゼンタインク、特定の色材を含有するインクジェット用イエローインク、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。
【選択図】 なし

Description

本発明は、インクジェット用インクセットとして、耐環境ガス性、画像濃度、固着回復性が共に優れるインクセット、前記インクジェット用インクセットを用いたインクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット及びインクジェット記録装置に関する。
インクジェット記録方法は、インク小滴を普通紙、及び、光沢メディア等の記録媒体上に付与して、画像を形成する記録方法であり、その低価格化、記録速度の向上により、急速に普及が進んでいる。又、その記録物の高画質化が進んだことに加えて、デジタルカメラの急速な普及に伴い、銀塩写真に匹敵する写真画像の出力方法として広く一般的になっている。
近年、インク滴の極小液滴化や、多色インクの導入に伴う色域の向上等により、今まで以上に高画質化が進んでいる。しかしその反面、色材やインクに対する要求はより大きくなり、発色性の向上や、固着回復性(長期間インクを使用せず、インクが記録ヘッドで固まった場合に吸引等の回復動作で回復する性能)、連続吐出性等の信頼性においてより厳しい特性が要求されている。
一方で、銀塩写真と比較した場合のインクジェット記録方式の問題点には、得られた記録物の耐候性が挙げられる。一般に、インクジェット記録方式により得られた記録物は銀塩写真と比較して、その耐候性が低く、記録物が光、湿度、熱、空気中に存在する環境ガス等に長時間さらされた際に、記録物上の色材が劣化し、画像の色調変化や褪色が発生しやすいといった問題があった。
インクジェット記録方式により得られる記録物において問題となる耐候性の中でも、耐光性に関しては、これまでに数多くの技術開発が行われている。インクジェット記録方式で多用されるシアンインク、マゼンタインク、イエローインクの中でも、特に耐光性が低いイエローインクやマゼンタインクについては、記録物の耐光性を向上させるための色材に関する提案が数多くある。例えば、イエローインクについては、C.I.ダイレクトイエロー86や、C.I.ダイレクトイエロー173を色材として用いることに関する提案がある(例えば、特許文献1及び2参照)。又、マゼンタインクについては、新規モノアゾ染料や新規アントラピリドン染料を色材として用いることに関する提案がある(例えば、特許文献3及び4参照)。
又、耐候性の中でも、空気中に存在する微量のオゾン、NOx、SOなどの環境ガスに対する耐候性、即ち耐環境ガス性は、前記した耐光性と同様に解決すべき問題である。耐環境ガス性は、最も環境ガスの影響を受けやすいシアンインクの色材に関する提案が数多くある。例えば、新規フタロシアニン染料を色材として用いることに関する開示がある(例えば、特許文献5及び6参照)。
更に、インクジェット記録方法に用いられる各色のインクにおけるカラーバランスを考慮したインクセットに関する提案がある。例えば、耐候性の中でも耐光性を向上するために、各色のインクに堅牢性が高い特徴を有する、特定の染料を用いることに関する提案がある(例えば、特許文献7〜10参照)。又、耐候性の中でも耐環境ガス性、特に耐オゾン性を向上すること関する提案がある(例えば、特許文献11及び12参照)。
特開平04−233975号公報 特開平02−233781号公報 特開平05−073791号公報 特開平11−209673号公報 特開2002−249677号公報 特開2000−303009号公報 特開2001−288392号公報 特開2002−338853号公報 特開2002−294111号公報 特開2003−138169号公報 特開2003−238850号公報 特開2003−286423号公報
耐候性が高いインクを得ようとする場合、色材そのものの耐候性を高めていくアプローチがある。即ち、色材の構造を工夫することによって、光や環境ガスに強い色材を得る。そして、その色材を用いることで、耐候性に優れたインクが得られるわけである。
しかしながら、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、の原色のインクに用いられる色材それぞれについて、いたずらに耐候性が強い色材を得たとしても、得られたカラー画像の耐候性が必ずしも高い訳ではないことがわかってきた。つまり、インクセットを構成するそれぞれの色ごとに求められる耐候性があり、それらがバランス良く組み合わされることによって、インクセットとしてトータルで耐候性に優れた画像を得ることが可能になる。
従って、本発明の目的は、インクジェット用インクとして要求される耐環境ガス性、画像濃度、及び固着回復性が共に優れ、且つ、得られるカラー画像の耐候性に優れたインクジェット用インクセットを提供することにある。
又、本発明の別の目的は、前記インクジェット用インクセットを用いたインクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット及びインクジェット記録装置を提供することにある。
上記の目的は、下記の本発明によって達成される。即ち、本発明にかかるインクジェット用インクセットは、複数のインクジェット用インクで構成されるインクジェット用インクセットであって、少なくとも色材として、下記式(1)で表される化合物又はその塩を含有するインクジェット用シアンインク、少なくとも色材として、下記式(2)で表される化合物又はその塩を含有するインクジェット用マゼンタインク、少なくとも色材として、下記式(3)で表される化合物又はその塩、及びC.I.ダイレクトイエロー132を含有するインクジェット用イエローインク、を含むことを特徴とする。
式(1)
Figure 2006199922
(式(1)中、Mはアルカリ金属又はアンモニウムであり、R、Rはそれぞれ独立に水素原子、スルホン酸基、カルボキシル基(但し、R、Rが同時に水素原子となる場合を除く)であり、Yは塩素原子、ヒドロキシル基、アミノ基、モノ又はジアルキルアミノ基であり、l、m、nはそれぞれl=0〜2、m=1〜3、n=1〜3(但し、l+m+n=3〜4)であり、置換基の置換位置は4位若しくは4’位である。)
式(2)
Figure 2006199922
(式(2)中、Rは水素原子、アルキル基、ヒドロキシ低級アルキル基、シクロヘキシル基、モノ又はジアルキルアミノアルキル基、又はシアノ低級アルキル基であり、R、R、R、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、又はカルボキシル基(但し、R、R、R、R及びRのすべてが水素原子である場合を除く)である。)
式(3)
Figure 2006199922
(式(3)中、Mはそれぞれ独立に水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、有機アミンのカチオン又はアンモニウムイオンであり、nはそれぞれ独立に1又は2である。)
本発明の別の実施態様にかかるインクジェット記録方法は、インクをインクジェット方法で吐出する工程を有するインクジェット記録方法において、前記インクが、上記構成のインクジェット用インクセットを構成するインクであることを特徴とする。
本発明の別の実施態様にかかるインクカートリッジは、インクを収容するインク収容部を備えたインクカートリッジにおいて、前記インクが、上記構成のインクジェット用インクセットを構成するインクであることを特徴とする。
本発明の別の実施態様にかかる記録ユニットは、インクを収容するインク収容部と、インクを吐出するための記録ヘッドとを備えた記録ユニットにおいて、前記インクが、上記構成のインクジェット用インクセットを構成するインクであることを特徴とする。
本発明の別の実施態様にかかるインクジェット記録装置は、インクを収容するインク収容部と、インクを吐出するための記録ヘッドとを備えたインクジェット記録装置において、前記インクが、上記構成のインクジェット用インクセットを構成するインクであることを特徴とするインクジェット記録装置。
本発明によれば、インクジェット用インクとして要求される耐環境ガス性、画像濃度、及び固着回復性が共に優れ、且つ、得られるカラー画像の耐候性に優れたインクジェット用インクセットを提供することができる。
又、本発明の別の実施態様によれば、前記インクジェット用インクセットを用いたインクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット及びインクジェット記録装置を提供することができる。
以下、好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。尚、本発明においては、化合物が塩である場合は、インク中では塩はイオンに解離して存在しているが、便宜上、「塩を含有する」と表現する。
<インク>
以下、本発明にかかるインクジェット用インクセット(以下、単にインクセットと呼ぶこともある)を構成する各インク等について詳細に述べる。
(色材)
〔シアンインク用色材〕
シアンインクに用いられる色材は、少なくとも下記式(1)で表される化合物又はその塩を含有することが必須である。
式(1)
Figure 2006199922
(式(1)中、Mはアルカリ金属又はアンモニウムであり、R、Rはそれぞれ独立に水素原子、スルホン酸基、カルボキシル基(但し、R、Rが同時に水素原子となる場合を除く)であり、Yは塩素原子、ヒドロキシル基、アミノ基、モノ又はジアルキルアミノ基であり、l、m、nはそれぞれl=0〜2、m=1〜3、n=1〜3(但し、l+m+n=3〜4)であり、置換基の置換位置は4位若しくは4’位である。)
本発明において用いる色材は、式(1)における4位及び4’位のみに、無置換スルファモイル基(−SONH)又は置換スルファモイル基(式(10)で表される基)を選択的に導入したフタロシアニン誘導体である。本発明者らは、かかる化合物を含有するインクを用いて得られた記録物が、極めて耐環境ガス性に優れることを見出した。
式(1)で表される化合物又はその塩の合成には、4−スルホフタル酸誘導体、又は、4−スルホフタル酸誘導体及び(無水)フタル酸誘導体を、金属化合物の存在下で反応させることで得られるフタロシアニン化合物を原料に用いる。更に、前記フタロシアニン化合物におけるスルホン酸基をクロロスルホン酸基に変換した後、有機アミンの存在下でアミノ化剤を反応させて得られる。
式(10)
Figure 2006199922
式(10)で表される置換スルファモイル基の好ましい具体例を以下に示す。勿論、本発明に用いられる置換スルファモイル基は、これに限られるものではない。尚、式(10)で表される置換スルファモイル基は、遊離酸の形で示す。中でも、例示置換基C1が置換した化合物が、その発色性と耐環境ガス性のバランスから最も好ましい化合物である。
Figure 2006199922
シアンインクにおける式(1)で表される化合物又はその塩の含有量(質量%)は、シアンインク全質量に対して0.1質量%以上10.0質量%以下であることが好ましい。含有量が0.1質量%未満である場合、十分な画像濃度が得られないことがあり、含有量が10.0質量%を超える場合、固着回復性が得られないことがある等、良好なインクジェット特性が得られなくなることがあるためである。
又、近年、高品位の記録物を得るために、同一の色調を有し、且つ、色材濃度が異なる複数のインクを組み合わせて用いて画像形成を行うことがある。具体的には、色材の含有量が相対的に多いインク(所謂濃インク)と、色材の含有量が相対的に少ないインク(所謂淡インク、フォトインク)とを組み合わせて用いて画像形成を行うことがある。この場合濃インクとして、高い画像濃度を達成するためには、式(1)で表される化合物又はその塩の含有量(質量%)が、インク全質量に対して3.0質量%以上であることが好ましく、より高い画像濃度を達成するためには、4.5%質量%以上であることが好ましい。又、フォト(淡)インクとして用いる場合には、式(1)で表される化合物又はその塩の含有量(質量%)が、インク全質量に対して0.5質量%〜3.0質量%であることが好ましく、更には、1.0質量%〜2.0質量%であることが好ましい。
〔マゼンタインク用色材〕
マゼンタインクに用いられる色材は、少なくとも下記式(2)で表される化合物又はその塩を含有することが必須である。
式(2)
Figure 2006199922
(式(2)中、Rは水素原子、アルキル基、ヒドロキシ低級アルキル基、シクロヘキシル基、モノ又はジアルキルアミノアルキル基、又はシアノ低級アルキル基であり、R、R、R、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、又はカルボキシル基(但し、R、R、R、R及びRのすべてが水素原子である場合を除く)である。)
式(2)で表される化合物又はその塩の具体例を以下に示す。勿論、本発明に用いられる色材は、これに限られるものではない。中でも、例示化合物M6が、最も好ましい化合物である。
Figure 2006199922
マゼンタインクにおける式(2)で表される化合物又はその塩の含有量(質量%)は、マゼンタインク全質量に対して0.1質量%以上10.0質量%以下であることが好ましい。含有量が0.1質量%未満である場合、十分な画像濃度が得られないことがあり、含有量が10.0質量%を超える場合、固着回復性が得られないことがある等、良好なインクジェット特性が得られなくなることがあるためである。特に、濃インクとして高い画像濃度を達成するためには、式(2)で表される化合物又はその塩の含有量(質量%)が、インク全質量に対して3.0質量%以上であることが好ましく、より高い画像濃度を達成するためには、4.5%質量%以上であることが好ましい。又、フォト(淡)インクとして用いる場合には、式(2)で表される化合物又はその塩の含有量(質量%)が、インク全質量に対して0.5質量%〜3.0質量%であることが好ましく、更には、1.0質量%〜2.0質量%であることが好ましい。
〔イエローインク用色材〕
イエローインクに用いられる色材は、少なくとも下記式(3)で表される化合物又はその塩を含有することが必須である。
式(3)
Figure 2006199922
(式(3)中、Mはそれぞれ独立に水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、有機アミンのカチオン又はアンモニウムイオンであり、nはそれぞれ独立に1又は2である。)
前記式(3)において、Mはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、有機アミンのカチオン又はアンモニウムイオンである。アルカリ金属の具体例は、例えば、ナトリウム、カリウム、リチウム等が挙げられる。アルカリ土類金属の具体例は、例えば、カルシウム、マグネシウム等が挙げられる。有機アミンの具体例は、例えば、メチルアミン、エチルアミン、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、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン等が挙げられる。本発明においては、前記したMの中でも、以下のものが好ましい。水素原子、ナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属、アンモニウムイオン、モノエタノールアミンイオン、ジエタノールアミンイオン、トリエタノールアミンイオン等のアルカノールアミンイオン等。
前記式(3)で表される化合物又はその塩の具体例は、下記表1の構造となる化合物が挙げられる。勿論、本発明はこれに限られるものではない。尚、表1においては、便宜上、下記式(11)に示すようにA環、B環として、スルホン基の置換位置を示す。スルホン基の置換位置は下記式(11)で定義した通りである。
Figure 2006199922
式(11)
Figure 2006199922
式(3)で表される化合物又はその塩の好ましい具体例は、下記例示化合物1が挙げられる。勿論、本発明はこれに限られるものではない。
例示化合物Y1
Figure 2006199922
本発明においては、イエローインクの色材として、式(3)で表される化合物又はその塩とC.I.ダイレクトイエロー132を組み合わせて用いることが好ましい。発色性に優れたC.I.ダイレクトイエロー132を式(3)で表される化合物又はその塩と組み合わせて用いることで、色材の含有量を低減し、吐出安定性や記録ヘッド先端での目詰まり防止等のインクジェット用インクとして必要な信頼性を満足したインクを得ることが可能となる。又、この場合、イエローインクにおける式(3)で表される化合物又はその塩及びC.I.ダイレクトイエロー132の含有量の合計(質量%)は、イエローインク全質量に対して0.1質量%以上3.5質量%以下であることが好ましい。含有量が0.1質量%未満である場合、十分な画像濃度が得られないことがあり、含有量が3.5質量%を超える場合、固着回復性が得られないことがある等、良好なインクジェット特性が得られなくなることがあるためである。
式(3)の化合物又はその塩の含有量とC.I.ダイレクトイエロー132の含有量の比率は、イエローインクに含有される色材の含有量の合計に対して、式(3)の化合物又はその塩の含有量(質量%)が30質量%以下であることが好ましく、更には、20質量%以下であることが好ましい。このような比率とすることで、本発明のイエローインクを含むインクセットを用いて画像を形成する場合、環境ガスに対するイエロー、マゼンタ、シアンの褪色バランスが良好で、且つ、イエローインク単色での褪色も抑制されたインクを得ることができる。
〔ブラックインク用色材〕
ブラックインクに用いられる色材は、少なくとも下記式(4)で表される化合物又はその塩、下記式(5)で表される化合物又はその塩、及び、下記式(6)で表される化合物と下記式(7)で表される化合物との縮合染料又はその塩、並びに、前記縮合染料又はその塩の還元によって得られる染料(縮合後又は還元後の染料の対イオンは、水素イオン、アルカリ金属イオン、有機アミンのカチオン、アンモニウムイオンである)で表される染料からなる群から選ばれる少なくとも1種を含有する。
式(4)
Figure 2006199922
(式(4)中、R、R、R、Rはそれぞれ独立に水素原子、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、スルホン酸基、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、スルホン酸基若しくはカルボキシル基で置換されているアルコキシ基、カルボキシル基又はスルホン酸基で更に置換されてもよい炭素数1〜4のアルコキシ基、フェニル基、アルキル基、又はアシル基によって置換されているアミノ基であり、nは0又は1である。)
式(5)
Figure 2006199922
(式(5)中、R、Rはそれぞれ独立に水素原子、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、スルホン酸基、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基であり、R、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ヒドロキシル基、ヒドロキシル基若しくは炭素数1〜4のアルコキシ基で置換されても良い炭素数1〜4のアルキル基、ヒドロキシル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、スルホン酸基若しくはカルボキシル基で置換されてもよい炭素数1〜4のアルコキシ基、アルキル基若しくはアシル基によって置換されているアミノ基であり、nは0又は1である。)
式(6)
Figure 2006199922
(式(6)中、Mは水素原子又はアルカリ金属である。)
式(7)
Figure 2006199922
(式(7)中、R、R、R、R、Rはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、スルホン酸基、カルボキシル基、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基である。)
尚、式(4)及び式(5)において、n=0とは、下記例示化合物Bk1のように、SOHの位置がHであることを示す。
式(4)で表される化合物又はその塩の好ましい具体例は、下記例示化合物Bk1が挙げられる。又、式(5)で表される化合物又はその塩の好ましい具体例は、下記例示化合物Bk2である。更に、式(6)で表される化合物と式(7)で表される化合物の縮合染料の好ましい具体例は、C.I.ダイレクトオレンジ39である。勿論、本発明はこれに限られるものではない。
例示化合物Bk1
Figure 2006199922
例示化合物Bk2
Figure 2006199922
ブラックインクにおける色材の含有量(質量%)は、ブラックインク全質量に対して0.1質量%以上10.0質量%以下であることが好ましい。含有量が0.1質量%未満である場合、十分な画像濃度が得られないことがあり、含有量が10.0質量%を超える場合、固着回復性が得られないことがある等、良好なインクジェット特性が得られなくなることがあるためである。特に、高い画像濃度を達成するためには、色材の含有量(質量%)が、インク全質量に対して3.0%質量%以上10.0質量%以下であることが好ましく、より高い画像濃度を達成するためには、4.5%質量%以上10.0質量%以下であることが好ましい。
又、上記したような本発明の効果を十分に得るためには、ブラックインクにおける式(4)で表される化合物又はその塩の含有量(質量%)が、ブラックインク全質量に対して0.1質量%以上3.0質量%以下であることが好ましく、更には、0.5質量%以上であることが好ましい。又、式(4)で表される化合物又はその塩の含有量、及びその他の色材の含有量の合計、の比率が2:1以上1:10以下であることが好ましい。
本発明においては、ブラックインクの色材として、式(4)で表される化合物又はその塩と、他の色材を組み合わせて用いると、高い画像濃度が得られ、Cが小さく、黒らしい黒インクを得ることができるために好ましい。尚、Cとは、彩度であり、鮮やかさの度合いを示す。このCが小さいほどニュートラルな色相を示す。この場合、式(4)で表される化合物又はその塩と組み合わせて用いる色材は、式(5)で表される化合物又はその塩、下記式(6)で表される化合物と下記式(7)で表される化合物との縮合染料又はその塩、並びに、前記縮合染料又はその塩の還元によって得られる染料(縮合後又は還元後の染料の対イオンは、水素イオン、アルカリ金属イオン、有機アミンのカチオン、アンモニウムイオンである)からなる群から選ばれる少なくとも1種、であることが好ましい。特には、例示化合物Bk1、例示化合物Bk2、及びC.I.ダイレクトオレンジ39を組み合わせて用いることが好ましい。上記したような本発明の効果を十分に得るためには、式(4)で表される化合物又はその塩の含有量、及び式(5)で表される化合物又はその塩の含有量、の比率が2:1以上1:5以下であることが好ましい。又、式(4)で表される化合物又はその塩の含有量、及び式(6)で表される化合物と式(7)で表される化合物との縮合染料又はその塩、並びに、前記縮合染料又はその塩の還元によって得られる染料(縮合後又は還元後の染料の対イオンは、水素イオン、アルカリ金属イオン、有機アミンのカチオン、アンモニウムイオンである)からなる群から選ばれる少なくとも1種の含有量、の比率が2:1以上1:5以下であることが好ましい。
〔レッドインク用色材〕
レッドインクの色材には、少なくとも、C.I.フードイエロー3を含有することが好ましい。これは、この色材が、発色性に優れており、画像形成を行う場合に、色域が広く、鮮やかな画像を形成できるためである。
〔グリーンインク用色材〕
グリーンインクの色材には、少なくとも下記一般式(8)で表される化合物又はその塩、及び、下記一般式(9)で表される化合物又はその塩を含有することが好ましい。これは、これらの色材が、発色性に優れており、画像形成を行う場合に、色域が広く、鮮やかな画像を形成できるためである。
一般式(8)
Figure 2006199922
(式(8)中、R、Rはそれぞれ独立に、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、又は水素原子の何れかであり、R、Rはそれぞれ独立に、カルボキシル基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、及びこれらの基で置換されたアルキル基であり、R、Rはそれぞれ独立に、R、Rに対して定義した以外の基であり、p、rはそれぞれ独立に1〜5の整数であり、q、sはそれぞれ独立に0〜4の整数であり、且つ、p+q≦5、r+s≦5である。)
式(9)
Figure 2006199922
(式(9)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り、RはOH、COOM、RCOOM(Rは炭素数4〜9のアルキル基、Mはアルカリ金属又はアンモニウム)であり、x、y、zはそれぞれ独立に0〜4の整数である。)
式(8)で表される化合物又はその塩の好ましい具体例は、下記例示化合物Gr用Y1が挙げられる。
例示化合物Gr用Y1
Figure 2006199922
〔色材の検証方法〕
本発明において用いられる色材の検証には、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いた下記(1)〜(3)の検証方法が適用できる。
(1)ピークの保持時間
(2)(1)のピークにおける最大吸収波長
(3)(1)のピークにおけるマススペクトルのM/Z(posi、nega)
(水性媒体)
本発明のインクセットを構成する各インクは、水、或いは水と各種水溶性有機溶剤との混合溶媒である水性媒体を使用することができる。水溶性有機溶剤は、水溶性であれば特に制限はなく、アルコール、多価アルコール、ポリグリコール、グリコールエーテル、含窒素極性溶媒、含硫黄極性溶媒等を仕様することができる。
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ー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−ブチルアルコール等の炭素数1〜4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;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ポリアルキレングリコール類;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、トリエチレングリコール、1,2,6−ヘキサントリオ−ル、チオジグリコール、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;ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の低級アルキルエーテルアセテート;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)エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類;トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等の多価アルコール;グリセリン、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を用いることができる。上記水溶性有機溶剤は、単独で用いても、或いは混合物として用いても良い。
本発明においては、上記の水溶性有機溶剤の中でも特に、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、2−ピロリドン、尿素、エチレン尿素を用いることで、様々な環境におけるインクの連続吐出性や長期放置における固着回復性を良好なものとすることができるため、好ましい。又、上記した水溶性有機溶剤を少なくとも3種を組み合わせて用いることで、本発明の効果をより効率的に得ることができるインクとすることが可能となる。特に、上記した水溶性有機溶剤を組み合わせて用いることで、インクの粘度上昇をより効果的に抑制し、高速な記録に対応することが可能となる。又、本発明においては、インクセットを構成する各インクの粘度が、2.0mPa・s〜2.7mPa・sである場合、高速な印字に適用するインクことができるために好ましい。
(その他の添加剤)
更に、本発明においては必要に応じて、インクセットを構成する各インクに、界面活性剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤、及び、水溶性ポリマー等、種々の添加剤を含有させてもよい。
特に、クエン酸3ナトリウムやプロキセルGXL(アビシア製)等の添加剤は、長期に渡るインクの信頼性を得ることができるために好ましい。
(インクセット)
本発明におけるインクセットとは、インクカートリッジが複数一体になっているインクカートリッジ自体は無論のこと、単独のインクカートリッジを複数組み合わせて使用する場合も含み、更に、前記インクカートリッジ及び記録ヘッドを一体としたものも含まれる。特に本発明においては、インクセットを構成するシアンインク、マゼンタインク及びイエローインクの複数のインクが一体になっているインクカートリッジであるインクセットの形態であることが好ましい。
又、前記インクカートリッジを、更に、別のブラックインクを収容するインクカートリッジと組み合わせて用いる場合や、ブラックインク、フォト(淡)シアンインク及びフォト(淡)マゼンタインクをそれぞれ収容するインクカートリッジを一体にしたインクカートリッジと組み合わせて用いる場合も、本発明のインクセットの一例として挙げられる。
更に、本発明のインクセットにおいて、単独のインクカートリッジを複数組み合わせて用いる場合の具体例には、以下の形態のものが挙げられる。シアンインク、マゼンタインク及びイエローインクをそれぞれ収容する独立したインクカートリッジとして組み合わせて用いる場合。前記独立したインクカートリッジと、更に別のブラックインクを収容するインクカートリッジとを組み合わせて用いる場合。ブラックインク、フォト(淡)シアンインク及びフォト(淡)マゼンタインクをそれぞれ収容するインクカートリッジを組み合わせて用いる場合。レッドインクを収容する単独のインクカートリッジを追加して用いる場合。グリーンインクを収容する単独のインクカートリッジを追加して用いる場合。
<記録媒体>
本発明のインクを用いて画像を形成する際に用いる記録媒体は、インクを付与して記録を行う記録媒体であれば何れのものでも使用することができる。
本発明は、色材や顔料等の色材をインク受容層内の多孔質構造を形成する微粒子に吸着させて、少なくともこの吸着した微粒子から画像が形成される記録媒体に適用され、インクジェット法を利用する場合に特に好適である。このようなインクジェット用の記録媒体は支持体上のインク受容層に形成された空隙によりインクを吸収するいわゆる吸収タイプであることが好ましい。
吸収タイプのインク受容層は、微粒子を主体とし、必要に応じて、バインダーやその他の添加剤を含有する多孔質層として構成される。微粒子の具体例は、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、カオリン、アルミナあるいはアルミナ水和物等の酸化アルミニウム、珪藻土、酸化チタン、ハイドロタルサイト、酸化亜鉛等の無機顔料や尿素ホルマリン樹脂、エチレン樹脂、スチレン樹脂等の有機顔料が挙げられ、これらの1種以上が使用される。バインダーとして好適に使用されているものには水溶性高分子やラテックスを挙げることができる。例えば、ポリビニルアルコール又はその変性体、澱粉又はその変性体、ゼラチン又はその変性体、アラビアゴム、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロオイルメチルセルロース等のセルロース誘導体、SBRラテックス、NBRラテックス、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体ラテックス、官能基変性重合体ラテックス、エチレン酢酸ビニル共重合体等のビニル系共重合体ラテックス、ポリビニルピロリドン、無水マレイン酸又はその共重合体、アクリル酸エステル共重合体等が使用され、必要に応じて2種以上を組み合わせて用いることができる。その他、添加剤を使用することもでき、例えば、必要に応じて分散剤、増粘剤、pH調整剤、潤滑剤、流動性変性剤、界面活性剤、消泡剤、離型剤、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等が使用される。
特に、本発明において好ましく用いられる記録媒体は、平均粒子径が1μm以下である微粒子を主体として、インク受容層を形成した記録媒体が好ましい。前記微粒子の具体例は、シリカ微粒子や酸化アルミニウム微粒子等が挙げられる。シリカ微粒子として好ましいものは、コロイダルシリカに代表されるシリカ微粒子である。コロイダルシリカ自体は市場より入手可能であるが、特には、例えば特許第2803134号、同2881847号公報に掲載されたものが好ましい。酸化アルミ微粒子として好ましいものは、アルミナ水和物微粒子等である。このようなアルミナ系顔料の一つとして下記式により表されるアルミナ水和物を挙げることができる。
Al3−n(OH)2n
(上記式中、nは1、2又は3の整数の何れかを表し、mは0〜10、好ましくは0〜5の値を表す。但し、mとnは同時には0にはならない。mHOは、多くの場合mHO結晶格子の形成に関与しない脱離可能な水相をも表すものであるため、mは整数又は整数でない値を取ることもできる。又この種の材料を加熱するとmは0の値に達することがありうる。)
アルミナ水和物は、米国特許第4,242,271号、米国特許第4,202,870号に記載のアルミニウムアルコキシドの加水分解、アルミン酸ナトリウムの加水分解、又、特公昭57−44605号公報に記載のアルミン酸ナトリウム等の水溶液に硫酸ナトリウム、塩化アルミニウム等の水溶液を加えて中和を行う方法等、公知の方法で製造することができる。
記録媒体は上記したインク受容層を支持するための支持体を有することが好ましい。支持体は、インク受容層が、上記多孔質の微粒子で形成することが可能であって、且つインクジェットプリンタ等の搬送機構によって搬送可能な剛度を与えるものであれば、特に制限はなく、何れのものでも使用できる。具体的には、例えば、天然セルロース繊維を主体としてパルプ原料から成る紙支持体、ポリエステル(例:ポリエチレンテレフタラート)、セルローストリアセテート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリイミド等の材料からなるプラスチック支持体、基紙の少なくとも一方に白色顔料等を添加したポリオレフィン樹脂被樹脂被覆層を有する樹脂被覆紙(例:RCペーパー)が挙げられる。
<インクジェット記録方法>
本発明にかかるインクは、インクをインクジェット方法で吐出する工程を有するインクジェット記録方法に用いることが特に好適である。インクジェット記録方法は、インクに力学的エネルギーを作用させてインクを吐出させる記録方法、及びインクに熱エネルギーを作用させてインクを吐出させる記録方法等がある。特に、本発明においては、熱エネルギーを利用するインクジェット記録方法を好ましく用いることができる。
<インクカートリッジ>
本発明にかかるインクを用いて記録を行うのに好適なインクカートリッジは、これらのインクを収容するインク収容部を備えたインクカートリッジが挙げられる。
<記録ユニット>
本発明にかかるインクを用いて記録を行うのに好適な記録ユニットは、これらのインクを収容するインク収容部と、記録ヘッドとを備えた記録ユニットが挙げられる。特に、前記記録ヘッドが、記録信号に対応した熱エネルギーをインクに作用させ、前記エネルギーによりインク液滴を発生させる記録ユニットが挙げられる。
<インクジェット記録装置>
本発明にかかるインクを用いて記録を行うのに好適な記録装置は、これらのインクが収容されるインク収容部を有する記録ヘッドの室内のインクに、記録信号に対応した熱エネルギーを与え、前記エネルギーによりインク液滴を発生させる装置が挙げられる。
以下に、インクジェット記録装置の機構部の概略構成を説明する。記録装置本体は、各機構の役割から、給紙部、用紙搬送部、キャリッジ部、排紙部、クリーニング部及びこれらを保護し、意匠性を持たす外装部から構成されている。以下、これらの概略を説明していく。
図1は、記録装置の斜視図である。又、図2及び図3は、記録装置本体の内部機構を説明するための図であり、図2は右上部からの斜視図、図3は記録装置本体の側断面図をそれぞれ示したものである。
記録装置において給紙を行う際には、まず給紙トレイM2060を含む給紙部において記録媒体の所定枚数のみが給紙ローラM2080と分離ローラM2041から構成されるニップ部に送られる。送られた記録媒体はニップ部で分離され、最上位の記録媒体のみが搬送される。用紙搬送部に送られた記録媒体は、ピンチローラホルダM3000及びペーパーガイドフラッパーM3030に案内されて、搬送ローラM3060とピンチローラM3070とのローラ対に送られる。搬送ローラM3060とピンチローラM3070とからなるローラ対は、LFモータE0002の駆動により回転され、この回転により記録媒体がプラテンM3040上を搬送される。
キャリッジ部では記録媒体に画像を形成する場合、記録ヘッドH1001(図4)を目的の画像形成位置に配置させ、電気基板E0014からの信号に従って、記録媒体に対しインクを吐出する。記録ヘッドH1001についての詳細な構成は後述するが、記録ヘッドH1001により記録を行いながらキャリッジM4000が列方向に走査する記録主走査と、搬送ローラM3060により記録媒体が行方向に搬送される副走査とを交互に繰り返すことにより、記録媒体上に画像を形成していく構成となっている。
最後に画像を形成された記録媒体は、排紙部で第1の排紙ローラM3110と拍車M3120とのニップに挟まれ、搬送されて排紙トレイM3160に排出される。
尚、クリーニング部において、画像記録前後の記録ヘッドH1001をクリーニングする目的のために、キャップM5010を記録ヘッドH1001のインク吐出口に密着させた状態で、ポンプM5000を作用させると、記録ヘッドH1001から不要なインク等が吸引されるようになっている。又、キャップM5010を開けた状態で、キャップM5010に残っているインクを吸引することにより、残インクによる固着及びその後の弊害が起こらないように配慮されている。
(記録ヘッド構成)
ヘッドカートリッジH1000の構成について説明する。ヘッドカートリッジH1000は、記録ヘッドH1001と、インクタンクH1900を搭載する手段、及びインクタンクH1900から記録ヘッドにインクを供給するための手段を有しており、キャリッジM4000に対して着脱可能に搭載される。
図4は、ヘッドカートリッジH1000に対し、インクタンクH1900を装着する様子を示した図である。記録装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、淡マゼンタ、淡シアン、及びグリーンインクによって画像を形成し、従ってインクタンクH1900も7色分が独立に用意されている。上記において、少なくとも一種のインクに、本発明にかかるインクを用いる。そして、図に示すように、それぞれがヘッドカートリッジH1000に対して着脱自在となっている。尚、インクタンクH1900の着脱は、キャリッジM4000にヘッドカートリッジH1000が搭載された状態で行えるようになっている。
図5は、ヘッドカートリッジH1000の分解斜視図を示したものである。図において、ヘッドカートリッジH1000は、第1の記録素子基板H1100及び第2の記録素子基板H1101、第1のプレートH1200、第2のプレートH1400、電気配線基板H1300、タンクホルダーH1500、流路形成部材H1600、フィルタH1700、シールゴムH1800などから構成されている。
第1の記録素子基板H1100及び第2の記録素子基板H1101はSi基板であり、その片面にインクを吐出するための複数の記録素子(ノズル)がフォトリソ技術により形成されている。各記録素子に電力を供給するAl等の電気配線は、成膜技術により形成されており、個々の記録素子に対応した複数のインク流路も又、フォトリソグラフィ技術により形成されている。更に、複数のインク流路にインクを供給するためのインク供給口が裏面に開口するように形成されている。
図6は、第1の記録素子基板H1100及び第2の記録素子基板H1101の構成を説明するための正面拡大図である。H2000〜H2600は、それぞれ異なるインク色に対応する記録素子の列(以下ノズル列ともいう)であり、第1の記録素子基板H1100には、イエローインクの供給されるノズル列H2000、マゼンタインクの供給されるノズル列H2100、及びシアンインクの供給されるノズル列H2200の3色分のノズル列が構成されている。第2の記録素子基板H1101には、淡シアンインクの供給されるノズル列H2300、ブラックインクの供給されるノズル列H2400、グリーンインクの供給されるノズル列H2500、及び淡マゼンタインクの供給されるノズル列H2600の4色分のノズル列が構成されている。
各ノズル列は、記録媒体の搬送方向に1200dpi(dot/inch;参考値)の間隔で並ぶ768個のノズルによって構成され、約2ピコリットルのインク滴を吐出させる。各ノズル吐出口における開口面積は、およそ100平方μmに設定されている。又、第1の記録素子基板H1100及び第2の記録素子基板H1101は第1のプレートH1200に接着固定されており、ここには、第1の記録素子基板H1100及び第2の記録素子基板H1101にインクを供給するためのインク供給口H1201が形成されている。
更に、第1のプレートH1200には、開口部を有する第2のプレートH1400が接着固定されており、この第2のプレートH1400は、電気配線基板H1300と第1の記録素子基板H1100及び第2の記録素子基板H1101とが電気的に接続されるように、電気配線基板H1300を保持している。
電気配線基板H1300は、第1の記録素子基板H1100及び第2の記録素子基板H1101に形成されている各ノズルからインクを吐出するための電気信号を印加するものであり、第1の記録素子基板H1100及び第2の記録素子基板H1101に対応する電気配線と、この電気配線端部に位置し記録装置本体からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子H1301とを有している。外部信号入力端子H1301は、タンクホルダーH1500の背面側に位置決め固定されている。
一方、インクタンクH1900を保持するタンクホルダーH1500には、流路形成部材H1600が例えば超音波溶着により固定され、インクタンクH1900から第1のプレートH1200に通じるインク流路H1501を形成している。
インクタンクH1900と係合するインク流路H1501のインクタンク側端部には、フィルタH1700が設けられており、外部からの塵埃の侵入を防止し得るようになっている。又、インクタンクH1900との係合部にはシールゴムH1800が装着され、係合部からのインクの蒸発を防止し得るようになっている。
更に、前述のようにタンクホルダーH1500、流路形成部材H1600、フィルタH1700及びシールゴムH1800から構成されるタンクホルダー部と、第1の記録素子基板H1100及び第2の記録素子基板H1101、第1のプレートH1200、電気配線基板H1300及び第2のプレートH1400から構成される記録ヘッド部H1001とを、接着等で結合することにより、ヘッドカートリッジH1000が構成されている。
尚、ここでは記録ヘッドの一形態として、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じさせるための熱エネルギーを生成する電気熱変換体(記録素子)を用いて記録を行うバブルジェット(登録商標)方式の記録ヘッドについて一例を挙げて述べた。
この代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第4,723,129号明細書、同第4,740,796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は、所謂オンデマンド型、コンティニュアス型の何れにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)が保持されているシートや液流路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を超える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体(インク)内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体(インク)を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長・収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体(インク)の吐出が達成でき、より好ましい。
又、第二の力学的エネルギーを利用したインクジェット記録装置の形態として、複数のノズルを有するノズル形成基板と、ノズルに対向して配置される圧電材料と導電材料からなる圧力発生素子と、この圧力発生素子の周囲を満たすインクを備え、印加電圧により圧力発生素子を変位させ、インクの小液滴をノズルから吐出させるオンデマンドインクジェット記録ヘッドを挙げることができる。
又、インクジェット記録装置は、上述のようにヘッドとインクタンクとが別体となったものに限らず、それらが分離不能に一体になったものを用いるものでもよい。又、インクタンクはヘッドに対し分離可能又は分離不能に一体化されてキャリッジに搭載されるもののほか、装置の固定部位に設けられて、インク供給部材、例えばチューブを介して記録ヘッドにインクを供給する形態のものでもよい。更に、記録ヘッドに対し好ましい負圧を作用させるための構成をインクタンクに設ける場合には、インクタンクのインク収納部に吸収体を配置した形態、あるいは可撓性のインク収容袋とこれに対しその内容積を拡張する方向の付勢力を作用するばね部とを有した形態などを採用することができる。又、記録装置は、上述のようにシリアル記録方式を採るもののほか、記録媒体の全幅に対応した範囲にわたって記録素子を整列させてなるラインプリンタの形態をとるものであってもよい。
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。尚、特に指定のない限り、実施例、比較例のインク成分は「質量部」を意味する。
<色材の合成>
(例示化合物C1の合成)
(1)銅フタロシアニンテトラスルホン酸テトラナトリウム塩(式(12))の合成
式(12)
Figure 2006199922
スルホラン、4−スルホフタル酸モノナトリウム塩、塩化アンモニウム、尿素、モリブデン酸アンモニウム、塩化銅(II)を混合し、攪拌した後、メタノールで洗浄を行った。その後、水を加え、水酸化ナトリウム水溶液を用いて、溶液のpHを11に調整した。得られた溶液に攪拌下で塩酸水溶液を加え、更に塩化ナトリウムを徐々に加え、結晶を析出させた。得られた結晶を濾別したものを、20%塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、続いてメタノールを加え、析出した結晶を濾別し、70%メタノール水溶液で洗浄した後に乾燥させ、式(12)の銅フタロシアニンテトラスルホン酸テトラナトリウム塩を青色結晶として得た。
(2)銅フタロシアニンテトラスルホン酸クロライド(式(13))の合成
式(13)
Figure 2006199922
クロロスルホン酸中に、上記で得られた銅フタロシアニンテトラスルホン酸テトラナトリウム塩(式(12))を徐々に加え、更に、塩化チオニルを滴下し、反応を行った。その後、反応液を冷却し、析出した結晶を濾過し、銅フタロシアニンテトラスルホン酸クロライドのウェットケーキを得た。
(3)下記式(14)で表される化合物の合成
式(14)で表される化合物は、式(10)において、Yがアミノ基、R、Rが2、5位に置換したスルホン酸基である化合物である。
式(14)
Figure 2006199922
氷水中に、リパールOH、塩化シアヌル、アニリン−2,5−ジスルホン酸モノナトリウム塩を加え、水酸化ナトリウム水溶液を添加しながら反応を行った。次に、反応液に、水酸化ナトリウム水溶液を添加して、反応液のpHを10に調整した。この反応液に、28%アンモニア水、エチレンジアミンを加え、反応を行った。得られた反応液に、塩化ナトリウム、濃塩酸を滴下して、結晶を析出させた。析出した結晶を濾過分取し、20%塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、ウェットケーキを得た。得られたウェットケーキに、メタノール及び水を加え、更に濾過し、メタノールで洗浄を行った後、乾燥させて、式(14)で表される化合物を得た。
(4)例示化合物C1の合成
氷水中に、(2)で得られた銅フタロシアニンテトラスルホン酸クロライド(式(13))のウェットケーキを加え、攪拌を行って懸濁させ、更に、アンモニア水、(3)で得られた式(14)で表される化合物を添加して、反応を行った。これに、水、塩化ナトリウムを加えて、結晶を析出させた。得られた結晶を濾過し、塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、再度濾過を行った後、洗浄、乾燥させて、青色結晶として例示化合物C1を得た。上記反応から、この化合物は例示化合物C1で表される化合物であり、式(1)における置換基数の平均がl=0、m=1.0〜2.0、n=2.0〜3.0の範囲で示される色材であると推定される。
(例示化合物M1の合成)
キシレン中で、下記式(13)で表される化合物、炭酸ナトリウム、ベンゾイル酢酸エチルエステルとを反応させ、反応物を濾過、洗浄した。これを、N,N−ジメチルホルムアミド中で、メタアミノアセトアニリド、酢酸銅、炭酸ナトリウムを順次添加して反応を行い、反応物を濾過、洗浄した。更にこれを、発煙硫酸中でスルホン化を行った後、濾過、洗浄し、これを、水酸化ナトリウムの存在下で、シアヌルクロライドと縮合反応を行った。この反応液中に、アンスラニル酸を添加し、水酸化ナトリウムの存在下で縮合反応を行った。これを濾過、洗浄を行うことにより、例示化合物M1を得た。
式(13)
Figure 2006199922
(例示化合物Y1の合成)
ジアゾ化した4−ニトロ−4’−アミノスチルベン−2,2−ジスルホン酸と3−アミノナフタレン−1−スルホン酸とをカップリングさせ、これをトリアゾール化し、ニトロ基をアミノ基に還元する公知の方法で製造したアミノスチルベン−トリアゾールを水に溶解し、亜硝酸ナトリウム、塩酸を滴下し、ジアゾ化を行った。これを、下記式(14)で表される化合物の水溶液に滴下して、カップリングした後、塩化ナトリウムで塩析した。この化合物を、亜硝酸ナトリウム水溶液でジアゾ化を行い、この混濁液に、6−アミノナフタレン−2−スルホン酸水溶液を添加し、これをトリアゾール化したものを塩化ナトリウムで塩析することにより、例示化合物Y1を得た。
式(14)
Figure 2006199922
(例示化合物Bk1の合成)
下記式(15)で表される化合物を、水酸化ナトリウムを添加した水に加えて溶解し、更に亜硝酸ナトリウム水溶液を添加し、ジアゾ化を行った。このジアゾ混濁液を、6−アミノ−1−ヒドロキシナフタレン−3、5−ジスルホン酸のアルカリ水溶液に滴下してカップリング反応を行い、塩化ナトリウムで塩析した後、濾過、洗浄を行った。次いで、前記化合物を、水酸化ナトリウムを添加した水に加えて溶解し、塩酸、亜硝酸ナトリウムを添加してジアゾ化を行った。このジアゾ混濁液に、8−アミノ−1−ヒドロキシナフタレン−3,6−ジスルホン酸を添加し、炭酸ナトリウムを添加して、終夜攪拌し反応液Aを得た。次に、1−アミノ−2−ベンゼンスルホン酸を、水酸化ナトリウムを添加した水に加えて溶解し、更に亜硝酸ナトリウム水溶液を添加し、ジアゾ化を行った。このジアゾ混濁液を、6−アミノ−1−ヒドロキシナフタレン−3−スルホン酸のアルカリ水溶液に滴下してカップリング反応を行い、塩化ナトリウムで塩析した後、濾過、洗浄を行った。次いで、前記化合物を、水酸化ナトリウムを添加した水に加えて溶解し、塩酸、亜硝酸ナトリウムを添加してジアゾ化を行った。このジアゾ混濁液を上記反応液に添加してカップリング反応を行い、塩化ナトリウムで塩析した後、濾過、洗浄を行うことにより、例示化合物Bk1を得た。
式(15)
Figure 2006199922
(例示化合物Bk2の合成)
下記式(16)で表される化合物を、炭酸ナトリウムを添加した水に加えて溶解し、更に塩酸、亜硝酸ナトリウムを添加し、ジアゾ化を行った。このジアゾ混濁液に、6−フェニルアミノ−1−ヒドロキシナフタレン−3−スルホン酸水溶液を添加し、炭酸ナトリウムの存在下で溶解し、溶液を得た。次に、2−アミノスルホン酸を、水酸化ナトリウムの存在下で溶解し、塩酸、亜硝酸ナトリウムを添加して、ジアゾ化を行った。次に、6−アミノ−1−ヒドロキシナフタレン−3−スルホン酸を、水酸化ナトリウムの存在下で溶解し、無水酢酸を添加し、アセチル化を行った。ここに上記ジアゾ混濁液を炭酸ナトリウムの存在下で滴下して、カップリング反応を行い、反応液を得た。この反応液に、水酸化ナトリウム、次いで塩化ナトリウムを添加して塩析を行い、化合物を得た。この化合物を水酸化ナトリウムの存在下で、水に溶解させ、塩酸、亜硝酸ナトリウムを添加し、ジアゾ化を行った。このジアゾ混濁液に、炭酸ナトリウムの存在下で、溶液を滴下し、カップリング反応を完結させ、反応液を得た。この反応液を塩化ナトリウムで塩析した後、濾過を行うことにより、式(16)で表される化合物を得た。N,N−ジメチルホルムアミドに、2−ニトロ−4−クレゾール、トルエン、水酸化カリウムを添加し、トルエンとの共沸により水を留去し、プロパンスルトンを滴下した後、水酸化ナトリウムを添加し、これを濃縮後、オートクレーブにて、パラジウムカーボンを添加し、水素ガスを封入し溶液を得た。これを、塩酸、亜硝酸ナトリウムを添加することでジアゾ化を行い、上記反応液を滴下し、水酸化ナトリウムの存在下でカップリング反応を完結させ、反応液を得た。この反応液を、塩酸、亜硝酸ナトリウム添加によりジアゾ化を行い、このジアゾ混濁液を式(16)で表される化合物を溶解した水溶液に添加し、カップリング反応を完結させた。これを塩化ナトリウムにより塩析した後、濾過、洗浄を行うことにより、例示化合物Bk2を得た。
式(16)
Figure 2006199922
(ブラック顔料の合成)
5.5gの水に5gの濃塩酸を溶かした溶液に、5℃に冷却した状態でp−アミノ安息香酸4.65gを加えた。次に、この溶液が入った容器をアイスバスに入れて液を撹拌することにより溶液を常に10℃以下に保った状態とし、これに、5℃の水9gに亜硝酸ナトリウム1.8gを溶かした溶液を加えた。この溶液を更に15分撹拌後、比表面積が220m/gでDBP吸油量が105ml/100gであるカーボンブラック20gを撹拌下で加えた。その後、更に15分撹拌した。得られたスラリーをろ紙(商品名:標準用濾紙No.2;アドバンテック製)でろ過した後、粒子を十分に水洗し、110℃のオーブンで乾燥させ、自己分散型カーボンブラックを調製した。更に、上記で得られた自己分散型カーボンブラックに水を加えて顔料濃度が10質量%となるように分散させ、分散液を調製した。上記の方法により、カーボンブラック粒子表面に−C−COONa基が導入されてなる自己分散型カーボンブラックが水中に分散された状態の顔料分散液を得た。
<インクの調製>
下記表2〜表9に示した各成分を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ0.2μm(顔料ブラックインクの場合はポアサイズ3.0μm)のメンブレンフィルターにて加圧濾過を行い、インクを調製した。得られたインクを下記表10に示す組み合わせで用いて、実施例のインクセットとした。尚、下記表2〜表9において用いている、アセチレノールE100は川研ファインケミカル製のアセチレングリコールエチレンオキサイド付加物(界面活性剤)であり、プロキセルGXLはアビシア製の防カビ剤である。
Figure 2006199922
Figure 2006199922
Figure 2006199922
Figure 2006199922
Figure 2006199922
Figure 2006199922
Figure 2006199922
Figure 2006199922
Figure 2006199922
<評価>
上記で得られたインクセットを用い、インクジェット記録装置として、発熱素子をインク吐出のエネルギー源とするオンデマンド式インクジェットプリンタ(商品名:PIXUS560i、PIXUS80i、PIXUS860i、PIXUS960i、PIXUS990i、PIXUS9900i;全てキヤノン製)を用いて印字を行った。各プリンタに用いられるインクセットにおけるインクの組み合わせ、及びインクカートリッジの構成を下記表11に示す。得られたサンプルに対して、下記(1)〜(5)の評価を行った。評価方法及び評価基準は以下の通りである。評価結果を表12に示す。
Figure 2006199922
(1)耐環境ガス性
インクジェットプリンタのインクカートリッジに各インクを充填し、評価サンプルを印字した。具体的には、イエローインク、マゼンタインク、シアンインクの、それぞれのインク単色の初期反射濃度が1.0のサンプル、及び、イエローインク、マゼンタインク、シアンインクの3色で形成されるコンポジットブラックの初期反射濃度1.0のサンプルを印字した。尚、記録媒体は、インクジェット用光沢メディア(商品名:PR101;キヤノン製)を用いた。
得られたサンプルを、ガス腐食試験機GH−180(山崎精機製)中に置き、温度24℃、湿度60%、オゾン濃度:1.2ppm、NO濃度:1.25ppm、SO濃度:0.3ppm、ガス流量:それぞれ2リットル/min、の条件で432時間暴露を行った。
(I)各単色の濃度残存率
暴露後の各単色の濃度残存率を以下のようにして求めた。反射濃度の測定には、Spectorino(Gretag Macbeth製)を用いた。反射濃度から、濃度残存率を下式により算出し、得られた各単色の濃度残存率の評価を行った。各単色の濃度残存率の評価基準は以下の通りである。
Figure 2006199922
〔評価基準〕
A:濃度残存率が70%以上である。
B:濃度残存率が65%以上、70%未満である。
C:濃度残存率が65%未満である。
(II)褪色カラーバランス
暴露後の褪色カラーバランスを、下式で示すコンポジットブラックの△OD値で評価を行った。△OD値とは、コンポジットブラックのイエロー成分、シアン成分、マゼンタ成分の各色成分におけるそれぞれの濃度残存率の最大値と最小値との差である。△OD値が大きくなると、イエロー成分、シアン成分、マゼンタ成分の一方に色相が大きくずれることとなり、褪色カラーバランスは悪くなる。△OD値を下式により算出し、得られた△OD値から、褪色カラーバランスの評価を行った。褪色カラーバランスの評価基準は以下の通りである。
Figure 2006199922
〔評価基準〕
A:△ODが10未満である。
B:△ODが10以上、15未満である。
C:△ODが15以上である。
(2)固着回復性
記録ヘッドに所定のインクを充填した後、記録ヘッド部を取り外し、吐出口を環境雰囲気下に曝し、温度35℃、湿度10%の環境で2週間放置を行った。その後、再度記録ヘッドをプリンタ本体に装着し、固着回復性の評価を行った。固着回復性の評価基準は以下の通りである。
〔評価基準〕
A:記録ヘッド装着後、吸引2回以内で全ノズルが問題なく吐出可能に回復する。
B:記録ヘッド装着後、吸引3回以上、4回以内で全ノズルが問題なく吐出可能に回復する。
C:記録ヘッド装着後、吸引を5回以上行っても吐出できないノズルが一部存在する。
(3)連続吐出性
インクジェットプリンタのインクカートリッジに各インクを充填し、インクジェット用光沢メディア(商品名:PR101;キヤノン製)に、温度23℃、湿度55%の条件で、A4サイズのベタ画像を連続して3枚印字し、連続吐出性の評価を行った。連続吐出性の評価基準は以下の通りである。
〔評価基準〕
A:全ての画像に問題がない。
B:僅かな部分に印字濃度のムラが生じているところがあるが、許容できる。
C:印字にかすれが生じている部分があり許容できない。
(4)画像濃度
インクジェットプリンタのインクカートリッジに各インクを充填し、インクジェット用光沢メディア(商品名:PR101;キヤノン製)に、100%dutyの印字を行った。得られたサンプルを24時間乾燥させた後、画像濃度の測定を行った。画像濃度の測定には分光光度計(Spectorolino;Gretag Macbeth製)を用いた。画像濃度の評価基準は以下の通りである。
〔評価基準〕
A:画像濃度が2.2以上である。
B:画像濃度が2.1以上、2.2未満である。
C:画像濃度が2.1未満である。
(5)境界にじみ(黒−カラー間のブリーディング)
インクジェットプリンタのインクカートリッジに各インクを充填し、普通紙(商品名:PBペーパー;キヤノン製)に、黒とカラーの画像が隣接するサンプルを印字し、黒−カラー間のブリーディングの程度を観察し、境界にじみの評価を行った。境界にじみの評価基準は以下の通りである。
〔評価基準〕
A:ブリーディングがほとんどなく良好な画像である。
B:画像をルーペで拡大すると、ブリーディングの程度はAよりは見劣りするが、実際の使用上問題ない。
C:目視でブリーディングが認められ、問題がある。
Figure 2006199922
以上のように、本発明のインクジェット用インクセットを用いることで、インクジェット用インクとして要求される耐環境ガス性、画像濃度、及び固着回復性が共に優れ、且つ、得られるカラー画像の耐候性に優れたインクジェット用インクセットを提供することが可能となることがわかる。
特に本発明は、シアンインクが、色材として例示化合物C1を3.5質量%〜6質量%、特には4.5質量%〜6.0質量%、水溶性有機溶剤としてグリセリン、エチレングリコール、2−ピロリドン、尿素をそれぞれ3質量%〜12質量%含有し、インクの粘度が2.0mPa・s〜2.7mPa・sである場合、良好な性能を発揮する。
マゼンタインクが、色材として例示化合物M1を3.5質量%〜6質量%、特には4.5質量%〜6.0質量%、水溶性有機溶剤としてグリセリン、エチレングリコール、2−ピロリドン、尿素をそれぞれ3質量%〜12質量%含有し、インクの粘度が2.0mPa・s〜2.7mPa・sである場合、良好な性能を発揮する。
イエローインクが、色材として例示化合物Y1を0.2質量%〜1質量%、C.I.ダイレクトイエロー132を2.0質量%〜3.0質量%、水溶性有機溶剤としてグリセリン、ジエチレングリコール、2−ピロリドン、尿素又はエチレン尿素をそれぞれ3質量%〜12質量%含有し、インクの粘度が2.0mPa・s〜2.7mPa・sである場合、良好な性能を発揮する。
ブラックインクが色材として例示化合物Bk1を1.0質量%〜2.0質量%、例示化合物Bk2を2.0質量%〜3.0質量%、C.I.ダイレクトオレンジ39を1.0質量%〜2.0質量%、水溶性有機溶剤としてグリセリン、エチレングリコール、エチレン尿素をそれぞれ3質量%〜12質量%含有し、インクの粘度が2.0mPa・s〜2.7mPa・sである場合、良好な性能を発揮する。
フォトシアンインクが、色材として例示化合物C1を0.5質量%〜2.0質量%、水溶性有機溶剤としてグリセリン、エチレングリコール、2−ピロリドンをそれぞれ3質量%〜15質量%含有し、インクの粘度が2.0mPa・s〜2.7mPa・sである場合、良好な性能を発揮する。
フォトマゼンタインクが、色材として例示化合物M1を0.5質量%〜2.0質量%、水溶性有機溶剤としてグリセリン、エチレングリコール、2−ピロリドン、1,5−ペンタンジオールをそれぞれ3質量%〜12質量%含有し、インクの粘度が2.0mPa・s〜2.7mPa・sである場合、良好な性能を発揮する。
レッドインクが、色材としてC.I.フードイエロー3を3.5質量%〜5.0質量%、水溶性有機溶剤としてグリセリン、エチレングリコール、2−ピロリドン、尿素をそれぞれ3質量%〜12質量%含有し、インクの粘度が2.0mPa・s〜2.7mPa・sである場合、良好な性能を発揮する。
グリーンインクが、色材として例示化合物Y2を2.0質量%〜3.0質量%、C.I.ダイレクトブルー199を0.5質量%〜1.5質量%、水溶性有機溶剤としてグリセリン、1,5−ペンタンジオール、エチレン尿素をそれぞれ3質量%〜12質量%含有し、インクの粘度が2.0mPa・s〜2.7mPa・sである場合、良好な性能を発揮する。
記録装置の斜視図である。 記録装置の機構部の斜視図である。 記録装置の断面図である。 ヘッドカートリッジにインクカートリッジを装着する状態を示した斜視図である。 ヘッドカートリッジの分解斜視図である。 ヘッドカートリッジにおける記録素子基板を示す正面図である。
符号の説明
M2041 分離ローラ
M2060 給紙トレイ
M2080 給紙ローラ
M3000 ピンチローラホルダ
M3030 ペーパーガイドフラッパー
M3040 プラテン
M3060 搬送ローラ
M3070 ピンチローラ
M3110 排紙ローラ
M3120 拍車
M3160 排紙トレイ
M4000 キャリッジ
M5000 ポンプ
M5010 キャップ
E0002 LFモータ
E0014 電気基板
H1000 ヘッドカートリッジ
H1001 記録ヘッド
H1100 第1の記録素子基板
H1101 第2の記録素子基板
H1200 第1のプレート
H1201 インク供給口
H1300 電気配線基板
H1301 外部信号入力端子
H1400 第2のプレート
H1500 タンクホルダー
H1501 インク流路
H1600 流路形成部材
H1700 フィルタ
H1800 シールゴム
H1900 インクカートリッジ
H2000 イエローノズル列
H2100 マゼンタノズル列
H2200 シアンノズル列
H2300 淡シアンノズル列
H2400 ブラックノズル列
H2500 グリーンノズル列
H2600 淡マゼンタノズル列

Claims (11)

  1. 複数のインクジェット用インクで構成されるインクジェット用インクセットであって、
    少なくとも色材として、下記式(1)で表される化合物又はその塩を含有するインクジェット用シアンインク、
    少なくとも色材として、下記式(2)で表される化合物又はその塩を含有するインクジェット用マゼンタインク、
    少なくとも色材として、下記式(3)で表される化合物又はその塩、及びC.I.ダイレクトイエロー132を含有するインクジェット用イエローインク、
    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。
    式(1)
    Figure 2006199922
    (式(1)中、Mはアルカリ金属又はアンモニウムであり、R、Rはそれぞれ独立に水素原子、スルホン酸基、カルボキシル基(但し、R、Rが同時に水素原子となる場合を除く)であり、Yは塩素原子、ヒドロキシル基、アミノ基、モノ又はジアルキルアミノ基であり、l、m、nはそれぞれl=0〜2、m=1〜3、n=1〜3(但し、l+m+n=3〜4)であり、置換基の置換位置は4位若しくは4’位である。)
    式(2)
    Figure 2006199922
    (式(2)中、Rは水素原子、アルキル基、ヒドロキシ低級アルキル基、シクロヘキシル基、モノ又はジアルキルアミノアルキル基、又はシアノ低級アルキル基であり、R、R、R、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、又はカルボキシル基(但し、R、R、R、R及びRのすべてが水素原子である場合を除く)である。)
    式(3)
    Figure 2006199922
    (式(3)中、Mはそれぞれ独立に水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、有機アミンのカチオン又はアンモニウムイオンであり、nはそれぞれ独立に1又は2である。)
  2. 更に、少なくとも色材としてカーボンブラックを含有するインクジェット用顔料ブラックインクを含む請求項1に記載のインクジェット用インクセット。
  3. 更に、少なくとも色材として、下記式(4)で表される化合物又はその塩、下記式(5)で表される化合物またはその塩、及び、下記式(6)で表される化合物と下記式(7)で表される化合物との縮合染料又はその塩、並びに、前記縮合染料又はその塩の還元によって得られる染料(縮合後又は還元後の染料の対イオンは、水素イオン、アルカリ金属イオン、有機アミンのカチオン、アンモニウムイオンである)からなる群から選ばれる少なくとも1種を含有するインクジェット用ブラックインクを含む請求項1又は2に記載のインクジェット用インクセット。
    式(4)
    Figure 2006199922
    (式(4)中、R、R、R、Rはそれぞれ独立に水素原子、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、スルホン酸基、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、スルホン酸基若しくはカルボキシル基で置換されているアルコキシ基、カルボキシル基又はスルホン酸基で更に置換されてもよい炭素数1〜4のアルコキシ基、フェニル基、アルキル基、又はアシル基によって置換されているアミノ基であり、nは0又は1である。)
    式(5)
    Figure 2006199922
    (式(5)中、R、Rはそれぞれ独立に水素原子、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、スルホン酸基、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基であり、R、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ヒドロキシル基、ヒドロキシル基若しくは炭素数1〜4のアルコキシ基で置換されても良い炭素数1〜4のアルキル基、ヒドロキシル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、スルホン酸基若しくはカルボキシル基で置換されてもよい炭素数1〜4のアルコキシ基、アルキル基若しくはアシル基によって置換されているアミノ基であり、nは0又は1である。)
    式(6)
    Figure 2006199922
    (式(6)中、Mは水素原子又はアルカリ金属である。)
    式(7)
    Figure 2006199922
    (式(7)中、R、R、R、R、Rはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、スルホン酸基、カルボキシル基、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基である。)
  4. 前記インクジェット用マゼンタインク、及び前記インクジェット用シアンインクが、それぞれ色材の含有量が異なる2種類のインクを含む請求項1〜3の何れか1項に記載のインクジェット用インクセット。
  5. 更に、少なくとも色材としてC.I.フードイエロー3を含有するインクジェット用レッドインクを含む請求項1〜4の何れか1項に記載のインクジェット用インクセット。
  6. 更に、少なくとも色材として、下記式(8)で表される化合物又はその塩、及び、下記式(9)で表される化合物又はその塩、を含有するインクジェット用グリーンインクを含む請求項1〜5の何れか1項に記載のインクジェット用インクセット。
    式(8)
    Figure 2006199922
    (式(8)中、R、Rはそれぞれ独立に、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、又は水素原子の何れかであり、R、Rはそれぞれ独立に、カルボキシル基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、及びこれらの基で置換されたアルキル基であり、R、Rはそれぞれ独立に、R、Rに対して定義した以外の基であり、p、rはそれぞれ独立に1〜5の整数であり、q、sはそれぞれ独立に0〜4の整数であり、且つ、p+q≦5、r+s≦5である。)
    式(9)
    Figure 2006199922
    (式(9)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り、RはOH、COOM、RCOOM(Rは炭素数4〜9のアルキル基、Mはアルカリ金属又はアンモニウム)であり、x、y、zはそれぞれ独立に0〜4の整数である。)
  7. インクをインクジェット方法で吐出する工程を有するインクジェット記録方法において、前記インクが、請求項1〜6の何れか1項に記載のインクジェット用インクセットを構成するインクであることを特徴とするインクジェット記録方法。
  8. インクに熱エネルギーを作用させてインクを吐出する請求項7に記載のインクジェット記録方法。
  9. インクを収容するインク収容部を備えたインクカートリッジにおいて、前記インクが、請求項1〜6の何れか1項に記載のインクジェット用インクセットを構成するインクであることを特徴とするインクカートリッジ。
  10. インクを収容するインク収容部と、インクを吐出するための記録ヘッドとを備えた記録ユニットにおいて、前記インクが、請求項1〜6の何れか1項に記載のインクジェット用インクセットを構成するインクであることを特徴とする記録ユニット。
  11. インクを収容するインク収容部と、インクを吐出するための記録ヘッドとを備えたインクジェット記録装置において、前記インクが、請求項1〜6の何れか1項に記載のインクジェット用インクセットを構成するインクであることを特徴とするインクジェット記録装置。
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