JP2006249396A - 記録用インク、並びに、インクカートリッジ、インク記録物、インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少なくとも着色剤、湿潤剤、水、及びポリエーテル変性シリコーン化合物又はシリコーンエマルジョンを含む記録用インクであって、前記記録用インクにおける25℃での粘度が5mPa・sec以上であり、かつ該記録用インクにおける25℃でのpHが8.0〜9.5であると共に、該記録用インクを保存前の25℃での表面張力γ1(mN/m)と、70℃にて1週間保存した後の記録用インクの25℃での表面張力γ2(mN/m)とが、次式、表面張力増加率=〔(γ2−γ1)/γ1〕×100≦15%を満たすことを特徴とする記録用インクである。
【選択図】 なし
Description
前記水系インクを用いたインクジェット記録では、液体インクが記録媒体に浸透することで定着するため、吸収特性の向上、着色成分の紙面への定着、着色成分の保護機能を持つインクジェット専用紙が開発されている。しかし、前記インクジェット専用紙は抄紙後の多段の塗布工程が経るためコストが高く、また、加工薬剤を多く使用しているので普通紙に比べてリサイクル性も劣っている。そこで、普通紙上で充分な画質を得ることが望まれ、種々の検討がなされている。
例えば、ジメチルポリシロキサンエマルジョン含有物等のシリコーンエマルジョンを添加すること(特許文献1、特許文献6、及び特許文献7参照)、シリコーン系界面活性剤を添加すること(特許文献2〜5、及び特許文献8参照)、などが提案されている。
また、顔料インクを使用する場合には、マーカーペン等で画像が擦り取られるのを防止できる、耐擦性の向上が望まれている。また、光沢紙上での光沢性の更なる向上が望まれているのが現状である。
<1> 少なくとも着色剤、湿潤剤、水、及びポリエーテル変性シリコーン化合物を含む記録用インクであって、
前記記録用インクにおける25℃での粘度が5mPa・sec以上であり、かつ該記録用インクにおける25℃でのpHが8.0〜9.5であると共に、該記録用インクを保存前の25℃での表面張力γ1(mN/m)と、70℃にて1週間保存した後の記録用インクの25℃での表面張力γ2(mN/m)とが、次式、表面張力増加率=〔(γ2−γ1)/γ1〕×100≦15%を満たすことを特徴とする記録用インクである。
<2> ポリエーテル変性シリコーン化合物の記録用インクにおける含有量が0.5質量%以上である前記<1>に記載の記録用インクである。
<3> 少なくとも着色剤、湿潤剤、水、及びシリコーンエマルジョンを含む記録用インクであって、
前記記録用インクにおける25℃での粘度が5mPa・sec以上であり、かつ該記録用インクにおける25℃でのpHが8.0〜9.5であることを特徴とする記録用インクである。
<4> シリコーンエマルジョンの記録用インクにおける含有量が0.1〜10質量%である前記<3>に記載の記録用インクである。
<5> 記録用インクを保存前の25℃での表面張力が35mN/m以下である前記<1>から<4>のいずれかに記載の記録用インクである。
<6> 着色剤が、ポリマー微粒子に水不溶乃至水難溶性の色材を含有させてなるポリマーエマルジョンである前記<1>から<5>のいずれかに記載の記録用インクである。
<7> 着色剤が顔料であり、かつ該顔料の記録用インクにおける含有量が5質量%以上である前記<1>から<6>のいずれかに記載の記録用インクである。
<8> 湿潤剤が、グリセリン、1,3−ブタンジオール、トリエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、プロピレングリコール、1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン及び3−メチル1,3−ブタンジオールから選択される少なくとも1種である前記<1>から<7>のいずれかに記載の記録用インクである。
<9> 界面活性剤を含有し、該界面活性剤がノニオン性界面活性剤である前記<1>から<8>のいずれかに記載の記録用インクである。
<10> シアンインク、マゼンタインク、イエローインク及びブラックインクから選択される少なくとも1種である前記<1>から<9>のいずれかに記載の記録用インクである。
<11> 前記<1>から<10>のいずれかに記載の記録用インクを容器中に収容してなることを特徴とするインクカートリッジである。
<12> 前記<1>から<10>のいずれかに記載の記録用インクに刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔手段を少なくとも有することを特徴とするインクジェット記録装置である。
<13> 刺激が、熱、圧力、振動及び光から選択される少なくとも1種である前記<12>に記載のインクジェット記録装置である。
<14> インクを適時吐出させてクリーニングする吐出手段と、吐出したインクを受けるインク受けに固着したインクを掻き落とす掻き落とし手段とを有する前記<12>から<13>のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
<15> 前記<1>から<10>のいずれかに記載の記録用インクに刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔工程を少なくとも含むことを特徴とするインクジェット記録方法である。
<16> 刺激が、熱、圧力、振動及び光から選択される少なくとも1種である前記<15>に記載のインクジェット記録方法である。
<17> 両面印刷が可能である前記<15>から<16>のいずれかインクジェット記録方法である。
<18> 記録媒体上に前記<1>から<10>のいずれかに記載の記録用インクを用いて記録された画像を有してなることを特徴とするインク記録物である。
前記記録用インクにおける25℃での粘度が5mPa・sec以上であり、かつ該記録用インクにおける25℃でのpHが8.0〜9.5であると共に、該記録用インクを保存前の25℃での表面張力γ1(mN/m)と、70℃にて1週間保存した後の記録用インクの25℃での表面張力γ2(mN/m)とが、次式、表面張力増加率=〔(γ2−γ1)/γ1〕×100≦15%を満たす。
本発明の記録用インクは、第2形態では、少なくとも着色剤、湿潤剤、水、及びシリコーンエマルジョンを含んでなり、
前記記録用インクにおける25℃での粘度が5mPa・sec以上であり、かつ該記録用インクにおける25℃でのpHが8.0〜9.5である。
前記第1形態及び第2形態に係る記録用インクにおいては、上記構成により、普通紙に高速で印字した際にも、フェザリングやカラーブリードが少なく、良好な色調の高品位画像が得られ、耐水性、耐光性等の画像堅牢性に優れ、保存安定性や吐出安定性に優れ、耐擦性が向上し、光沢紙での優れた光沢性を有する高品質な記録が可能である。
本発明の記録用インクは、第1形態では、少なくとも着色剤、湿潤剤、水、及びポリエーテル変性シリコーン化合物を含んでなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。このようにポリエーテル変性シリコーン化合物を、高顔料濃度で、高粘度のインクに添加することによって、普通紙での画像濃度アップ、光沢度アップ、高乾燥性に効果がある。
前記記録用インクにおける25℃でのpHは8.0〜9.5であり、8.2〜9.0が好ましく、8.2〜8.8がより好ましい。前記pHが8.0未満であると、顔料の沈殿が生じやすくなることがあり、9.5を超えると、表面張力の保存による増加が生じることがある。
また、前記記録用インクを保存前の25℃での表面張力は35mN/m以下が好ましく、24〜30mN/mがより好ましい。前記表面張力が35mN/mを超えると、インクの記録媒体への浸透が遅くなり、乾燥が遅くなり、印字直後のマーカーペン使用による汚れが発生したり、また、両面印字の速度を遅くしなければならなくなることがある。
なお、保存前のインクの表面張力とは、インク作製直後乃至室温保存で1週間以内のインクの表面張力を意味する。
前記ポリエーテル変性シリコーン化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、下記構造式で表されるポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのSi部側鎖に導入した化合物、などが挙げられる。
前記ポリエーテル変性シリコーン化合物の含有量は、0.5質量%以上が好ましく、0.5〜5質量%がより好ましい。前記含有量が0.5質量%未満であると、インクの保存性が低下してしまうことがある。
前記シリコーンエマルジョンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジメチルポリシロキサンのエマルジョン、デカメチルシクロペンタンシロキサンのエマルジョン、などが挙げられ、これらの粒径の異なるものを適宜用いることができる。なお、シリコーンエマルジョンと他のエマルジョンとの混合物、シリコーンエマルジョンの含有物を用いることもできる。
前記シリコーンエマルジョンの前記記録インクにおける含有量は、0.1〜10質量%が好ましく、0.5〜5質量%がより好ましい。前記含有量が0.1質量%未満であると、定着性改良効果が得られないことがあり、10質量%を超えると、機械とのマッチング性(ワイピング性)に問題が生じることがある。
−着色剤−
前記着色剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、主として顔料が用いられるが、色調調整の目的で同時に染料を耐候性を劣化させない範囲内で含有しても構わない。
前記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエロー、カーボンブラック、などが挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックなどが好ましい。なお、前記カーボンブラックとしては、例えば、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたものが挙げられる。
前記黒色用のものとしては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料、などが挙げられる。
その他顔料(例えば、カーボン)の表面を樹脂等で処理し、水中に分散可能としたグラフト顔料や、顔料(例えば、カーボン)の表面にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加し水中に分散可能とした加工顔料等が使用できる。
また、顔料をマイクロカプセルに包含させ、該顔料を水中に分散可能なのものとしたものであっても良い。
また、この形態のインクは乾燥後の再分散性に優れるため、長期間印字を休止し、インクジェットヘッドのノズル付近のインクの水分が蒸発した場合も目詰まりを起こさず簡単なクリーニング動作で容易に良好な印字が行えるようになる。またこの自己分散型の顔料は、後述する界面活性剤及び浸透剤と組み合わせた時に、特に相乗効果が大きく、より信頼性の高い、高品位な画像を得ることが可能となる。
ここで、前記顔料を含有させたポリマーエマルジョンとは、ポリマー微粒子中に顔料を封入したもの、及びポリマー微粒子の表面に顔料を吸着させたものの少なくともいずれかである。この場合、全ての顔料が封入及び/又は吸着している必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲で該顔料がエマルジョン中に分散にしていてもよい。
前記ポリマーエマルジョンを形成するポリマーとしては、例えば、ビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリウレタン系ポリマー、特開2000−53897号公報、特開2001−139849号公報に開示されているポリマー等が挙げられる。これらの中でも、ビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマーが特に好ましい。
前記酸性染料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、食用染料として知られているものなどが挙げられ、例えば、C.I.アシッド・イエロー17、23、42、44、79、142;C.I.アシッド・レッド1、8、13、14、18、26、27、35、37、42、52、82、87、89、92、97、106、111、114、115、134、186、249、254、289;C.I.アシッド・ブルー9、29、45、92、249;C.I.アシッド・ブラック1、2、7、24、26、94;C.I.フード・イエロー2、3、4;C.I.フード・レッド7、9、14;C.I.フード・ブラック1、2、などが挙げられる。
前記湿潤剤としては、特に制限はなく、目的応じて適宜選択することができ、例えば、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、テトラエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、ポリエチレングリコール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオールなどが挙げられる。これらの中でも、特にグリセリンは、水分蒸発に伴い粘度が急激に上昇するが、着色剤の凝集を押さえ、粒径が大きくなるのを防ぐ効果が高いため、該多価アルコールの一つがグリセリンであり、かつグリセリンの含有量が湿潤剤全体の50質量%以下であることが好ましい。
前記界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アニオン性界面活性剤又はノニオン性界面活性剤が好適に用いられる。色材の種類や湿潤剤、水溶性有機溶剤の組合せによって、分散安定性を損なわない界面活性剤を選択する。
前記アニオン性界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、琥珀酸エステルスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩などが挙げられる。
前記ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミドなどが挙げられる。
このような界面活性剤としては、市販品を用いることができ、例えば、日光ケミカルズ(株)、日本エマルジョン(株)、日本触媒(株)、東邦化学(株)、花王(株)、アデカ(株)、ライオン(株)、青木油脂(株)、三洋化成(株)などから容易に入手することができる。
なお、前記界面活性剤は、これらに限定されるものではなく、単独で用いても、複数のものを混合して用いてもよい。単独では記録液中で容易に溶解しない場合も、混合することで可溶化され、安定に存在することができる。
ただし、前記構造式(1)中、R1は、炭素数6〜14の分岐していてもよいアルキル基、又は炭素数6〜14の分岐していてもよいパーフルオロアルキル基を表す。R2は、水素原子、又は分岐していてもよい炭素数1〜4のアルキル基を表す。hは、5〜20の整数を表す。
ただし、前記構造式(2)中、R1は、炭素数6〜14の分岐していてもよいアルキル基を表す。R2は、水素原子、又は分岐していてもよい炭素数1〜4のアルキル基を表す。hは、5〜20の整数を表す。
前記炭素数8〜11のポリオール化合物及びグリコールエーテル化合物のいずれかとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、などが挙げられる。
前記消泡剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル消泡剤、脂肪酸エステル消泡剤などが好適に挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、破泡効果に優れる点でシリコーン系消泡剤が好ましい。
前記消泡剤が前記記録用インク中に含有されていると、特に経時の保存安定性や吐出安定性に優れ、前記含有量が、0.001質量%未満であると、含有効果が十分でないことがあり、3質量%を超えると、目詰まりの原因となり易く、前記記録用インクの信頼性が悪くなることがある。
該pH調製剤としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物;水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物、第4級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、等が挙げられる。
前記フェノール系酸化防止剤(ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む)としては、例えば、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−[β−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]2,4,8,10−テトライキサスピロ[5,5]ウンデカン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス[メチレン−3−(3',5'−ジ−tert−ブチル−4'−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、などが挙げられる。
前記アミン系酸化防止剤としては、例えば、フェニル−β−ナフチルアミン、α−ナフチルアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、フェノチアジン、N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2,4−ジメチル−6−tert−ブチル−フェノール、ブチルヒドロキシアニソール、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、テトラキス[メチレン−3(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ジヒドロキフェニル)プロピオネート]メタン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、等が挙げられる。
前記硫黄系酸化防止剤としては、例えば、ジラウリル3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ラウリルステアリルチオジプロピオネート、ジミリスチル3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリルβ,β’−チオジプロピオネート、2−メルカプトベンゾイミダゾール、ジラウリルサルファイド等が挙げられる。
前記リン系酸化防止剤としては、トリフェニルフォスファイト、オクタデシルフォスファイト、トリイソデシルフォスファイト、トリラウリルトリチオフォスファイト、トリノニルフェニルフォスファイト、等が挙げられる。
前記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシルオキシベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、等が挙げられる。
前記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、2−(2'−ヒドロキシ−5'−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−5'−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−4'−オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−3'−tert−ブチル−5'−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、等が挙げられる。
前記サリチレート系紫外線吸収剤としては、例えば、フェニルサリチレート、p−tert−ブチルフェニルサリチレート、p−オクチルフェニルサリチレート、等が挙げられる。
前記シアノアクリレート系紫外線吸収剤としては、例えば、エチル−2−シアノ−3,3'−ジフェニルアクリレート、メチル−2−シアノ−3−メチル−3−(p−メトキシフェニル)アクリレート、ブチル−2−シアノ−3−メチル−3−(p−メトキシフェニル)アクリレート、等が挙げられる。
前記ニッケル錯塩系紫外線吸収剤としては、例えば、ニッケルビス(オクチルフェニル)サルファイド、2,2’−チオビス(4−tert−オクチルフェレート)−n−ブチルアミンニッケル(II)、2,2’−チオビス(4−tert−オクチルフェレート)−2−エチルヘキシルアミンニッケル(II)、2,2’−チオビス(4−tert−オクチルフェレート)トリエタノールアミンニッケル(II)、等が挙げられる。
本発明のインクカートリッジは、本発明の前記記録用インクを容器中に収容してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材等を有してなる。
前記容器としては、特に制限はなく、目的に応じてその形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で
形成されたインク袋を少なくとも有するもの、などが好適に挙げられる。
前記インクカートリッジにおけるインクの収容量は15g以上が好ましい。前記収容量が15g未満であると、本発明のインクジェット記録装置のように印写枚数の多い場合は、カートリッジ交換頻度が高くなり、本発明の目的及び作用効果を奏し得ないことがある。また、本発明のインクジェット記録装置によれば、このような大容量のインクタンクを用いた場合でも、保存により接液不良となりエアリークが起きて泡発生に至らないように改良が施されている。
インクカートリッジ10は、図1に示すように、インク注入口42からインク袋41内に充填され、排気した後、該インク注入口42は融着により閉じられる。使用時には、ゴム部材からなるインク排出口43に装置本体の針を刺して装置に供給される。
インク袋41は、透気性のないアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成されている。このインク袋41は、図2に示すように、通常、プラスチックス製のカートリッジケース44内に収容され、各種インクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いられるようになっている。
本発明のインクジェット記録装置は、インク飛翔手段を少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、刺激発生手段、制御手段等を有してなる。
本発明のインクジェット記録方法は、インク飛翔工程を少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、刺激発生工程、制御工程等を含んでなる。
本発明のインクジェット記録方法は、本発明のインクジェット記録装置により好適に実施することができ、前記インク飛翔工程は前記インク飛翔手段により好適に行うことができる。また、前記その他の工程は、前記その他の手段により好適に行うことができる。
前記インク飛翔工程は、前記本発明の記録用インクに、刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を形成する工程である。
前記インク飛翔手段は、前記本発明の記録用インクに、刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を形成する手段である。該インク飛翔手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、各種のヘッド(インク吐出ヘッド)が挙げられ、特に複数のノズル列を有するヘッドと、液体保管用タンクから供給される液体を収容して前記ヘッドに液体を供給するサブタンクとを有するものが好ましい。
前記サブタンクは、該サブタンク内に負圧を発生するための負圧発生手段と、該サブタンク内を大気開放するための大気開放手段と、電気抵抗の差によりインクの有無を検知する検知手段とを有するものが好ましい。
したがって、本発明のインクジェット記録装置には、インクを適時吐出させてクリーニングする吐出手段と、吐出したインクを受けるインク受けに固着したインクを掻き落とす掻き落とし手段とを有することが好ましい。
また、前記インクジェット記録方法においては、両面印刷が可能である。
記録ヘッド14を構成するインクジェット記録用ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを記録用インクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。
また、キャリッジ13には、記録ヘッド14に各色のインクを供給するための各色のサブタンク15を搭載している。サブタンク15には、図示しない記録用インク供給チューブを介して、インクカートリッジ装填部6に装填された本発明のインクカートリッジ10から本発明の前記記録用インクが供給されて補充される。
そして、サブタンク15内の記録用インクの残量が少なくなってきたことが検知されると、インクカートリッジ10から所要量の記録用インクがサブタンク15に補給される。
なお、この場合は一つの記録ヘッドに2個の別のサブタンクより2色を供給し4個のサブタンク2ヘッドでYMC及び黒の4色印写する場合の図であるが、2列のノズル列を有するヘッドを4個設けそれぞれに1個ずつの別色のサブタンクを用意し2列のノズル列を有する4個のヘッド、4個のサブタンクでYMC及び黒の4色を印写するようにしてもよい。
このインク供給装置は、前述したようにキャリッジ13に搭載されて各記録ヘッド14(14a、14b)にインクを供給する液体容器であるサブタンク15と、このサブタンク15に供給チューブ16を介してインクを供給補充するためのメインタンク(インクカートリッジ)10とによって構成される。
1つのサブタンク15は、インクを収容するインク収容部100を形成する容器本体(ケース本体)101に、インク収容部100の開口(サブタンク15の一面)を封止する可撓性を有するフィルム状部材(可撓性フィルム状部材)102を接着又は溶着などで貼り付け、更にインク収容部100内部にはケース本体101とフィルム状部材102との間にフィルム状部材102を外方に付勢するための弾性部材であるバネ(スプリング)103を設けている。
また、フィルム状部材102の厚さは、10〜100μmが好ましい。厚さが10μm未満であると、経時的劣化による破損などが生じ易くなることがあり、100μmを超えると、可撓性が低下して負圧の効率的な発生が困難になることがある。
さらに、フィルム状部材102にはバネ103に対応して凸部形状となる膨らみ部102aを形成してその外面に補強部材104を貼り付けている。このように、可撓性フィルム状部材102に凸部を設けることで弾性部材(ここではバネ)103を安定して保持することができる。この場合、可撓性フィルム状部材102は、シート状のフィルム部材を凸形状に成形して作製することで、容易に凸部を形成することができる。
図11及び図12に示すように、まず、モータ231が正転すると、モータギヤ232、ポンプギヤ234、中間ギヤ235、中間ギヤ236、中間ギヤ237までが回転し、チューブポンプ220が作動してポンプとチューブ219で連結された一番右(記録領域側)のキャップ内を吸引する。その他のギヤは、一方向クラッチ237が不連結となり作動しない。
モータ231が逆転すると、一方向クラッチ237が連結されモータ〜カム軸までが回転する。チューブポンプ220は逆転するが、ポンプとしては作動しない構造となっている。
カム軸221にはキャリッジロックカム227とキャップカム222B及び222Aとワイパカム224及びワイパクリーナカム228及びホームポジションセンサ用カム241が一体的に回転するように取付けられている。
キャリッジロック215は圧縮ばね(不図示)により上方(ロック方向)に付勢されている。キャリッジロックカム227のカム面と接触したキャリッジロックアーム217によりキャリッジロック215は上下させられる。
キャップ72A及び72B、キャップホルダ212Aは、キャップカム222A及び222Bにより上下させられる。
ワイパー73は、ワイパカム228により上下させられる。
ワイパークリーナ218は、バネによりワイパー73から離れる方向に付勢されていて、ワイパークリーナカム218によりワイパー方向に動作する。ワイパー73はワイパークリーナ218と空吐出受けに挟まれながら下降することにより、ワイパー73のインクが空吐出内へ掻き落とされる。
維持ユニット本体にはセンサ(ホトインタラプタ/不図示)が固定されており、ホームポジションカムにてキャップが最下端にきた時にHPレバー(不図示)を動作させセンサが開状態になってモーター(ポンプ以外の)ホームポジションを検知する(それ以外は、HPレバーは動作せずにセンサは常時閉)構成となっている。
電源ON時には、キャップ72A及び72B、キャップホルダ212A及び212Bの位置に関係なく上下し(移動開始までは位置検出を行わない)、キャップのホーム位置(上昇途中)を検知した後に、定められた量を移動して最下端へ移動する。その後、キャリッジが左右に移動して位置検知後キャップ位置に戻り、キャッピングされる。
しかし、インク中にポリエーテル変性シリコーン化合物、又はシリコーンエマルジョンを添加することにより、表面張力が低くなり、かつ、滑剤効果を有するためにインクの堆積が少なく、流れやすくなるので、掻き落とし機構を設けた本発明のインクジェット記録装置に好適に用いられる。
本発明のインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法により記録された記録物は、本発明のインク記録物である。本発明のインク記録物は、記録媒体上に本発明の前記記録用インクを用いて形成された画像を有してなる。
前記記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、普通紙、光沢紙、特殊紙、布、フィルム、OHPシート、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記インク記録物は、高画質で滲みがなく、経時安定性に優れ、各種の印字乃至画像の記録された資料等として各種用途に好適に使用することができる。
−ジメチルキナクリドン顔料含有ポリマー微粒子分散体の調製−
特開2001−139849号公報に開示されている調製例3を参考にして、顔料をピグメントレッド122に変更して、マゼンタのポリマー微粒子分散体を調製した。
得られたポリマー微粒子について、粒度分布測定装置(マイクロトラックUPA、日機装株式会社製)で測定した平均粒子径(D50%)は127nmであった。
−マゼンタ顔料インクの調製−
下記のインク組成を混合攪拌した。その後、平均孔径0.8μmのメンブレンフィルターで濾過して、マゼンタ顔料インクを調製した。
<インク組成>
・調製例1のジメチルキナクリドン顔料含有ポリマー微粒子・・・10.0質量%(固形分7.5質量%)
・グリセリン・・・7.5質量%
・メチルブタンジオール・・・22.5質量%
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール・・・2質量%
・ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤(信越化学工業株式会社製、製品名:KF−618)・・・1.5質量%
・ベンズイソチアゾリン系防腐防カビ剤・・・0.05質量%
・シリコーン樹脂系消泡剤・・・0.1質量%
・水・・・残部
−マゼンタ顔料インクの調製−
実施例1において、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤(信越化学工業株式会社製、製品名:KF−618)を、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤(信越化学工業株式会社製、製品名:KF−642)に代えた以外は、実施例1と同様にして、マゼンタ顔料インクを調製した。
−マゼンタ顔料インクの調製−
実施例1において、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤(信越化学工業株式会社製、製品名:KF−618)を、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤(信越化学工業株式会社製、製品名:KF−643)に代えた以外は、実施例1と同様にして、マゼンタ顔料インクを調製した。
−マゼンタ顔料インクの調製−
実施例1において、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤(信越化学工業株式会社製、製品名:KF−618)を、ノニオン系のポリオキシアルキレン誘導体界面活性剤(ポリオキシエチレン基鎖3〜9と、アルキル基鎖13〜18を有する化合物)に代えた以外は、実施例1と同様にして、マゼンタ顔料インクを調製した。
−マゼンタ顔料インクの調製−
実施例1において、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤(信越化学工業株式会社製、製品名:KF−618)を、ノニオン系のフッ素系界面活性剤(化審法7−1326)に代えた以外は、実施例1と同様にして、マゼンタ顔料インクを調製した。
−マゼンタ顔料インクの調製−
実施例1において、調製例1のジメチルキナクリドン顔料含有ポリマー微粒子の含有量を5質量%とした以外は、実施例1と同様にして、マゼンタ顔料インクを調製した。
−マゼンタ顔料インクの調製−
実施例1において、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤(信越化学工業株式会社製、製品名:KF−618)の含有量を0.4質量%とした以外は、実施例1と同様にして、マゼンタ顔料インクを調製した。
この参考例1では、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤の含有量が0.4質量%と少ないため、表面張力が高くなり(30mN/m以上)、保存による表面張力の増加が大きく、紙への浸透性がなくなり、画像濃度が低下した。
pHは、METER MODEL HM3A(東亜電波工業株式会社製)使用して、25℃で測定した。
粘度は、RE500形粘度計(東機産業株式会社製)を用いて、標準コーン(円錐角1°34′、外径R=24mm)を、回転速度40〜180rpmの範囲内で適宜調整して回転させ、25℃で測定した。
表面張力は、表面張力測定装置(協和界面科学株式会社製、CBVP−Z)を用い、白金プレートを使用して25℃で測定した静的表面張力である。
各インクを、保存前(作製直後)の25℃での表面張力γ1(mN/m)と、70℃にて1週間保存した後の記録用インクの25℃での表面張力γ2(mN/m)とを、上記表面張力の測定方法により求め、次式、表面張力増加率=〔(γ2−γ1)/γ1〕×100から算出した。
粒径測定は、粒度分布測定装置(マイクロトラックUPA、日機装株式会社製)を用いて測定した。具体的には、各インクを500〜800倍水で希釈してParticle Transparency−YES,Partical Refractive Index−1.51,Spherical Particle−No,Fluid Refractive index−1.33の条件で測定した。
画像濃度は、反射型カラー分光測色濃度計(X−Rite社製)を用いて測定した。
光沢度は、JIS Z8741に準拠して入射角度60°での値を%で示した。
ドット形状は、光学顕微鏡(1500倍)でドットの形状を観察し、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
○:ドットが良好にレベリングし、ドット径が大きく真円に近い。
△:○と×との中間、実使用可能レベルである。
×:レベリングが悪いためドット形状が異形で径が小さい。
また、比較例1及び比較例2では、顕微鏡観察の結果、絹目光沢紙印写のドットのレベリングが悪く、ドット径も小さく、ドット重なり部での凹凸が目立ち、光散乱のため光沢性に劣った。
また、比較例3は、顔料濃度が低く、粘度も低いため、普通紙での画像濃度、彩度が低く、裏抜けも大きかった。
これに対し、実施例1〜3は、普通紙での画像濃度も高く、光沢紙のベタ部光沢度も大きかった。
また、保存性に関しては、表面張力増加率は、実施例1及び実施例3では12.8%と14.8%とやや高かった(70℃、1週間〜4週間)ものの、実施例2は5%以下と良好であった。なお、実施例1及び実施例3についても初期1週間の変化(10%以内)を除けば、その後は、初期よりの変化率が多くても15%以内であり、安定しており、問題なく使用可能である。
−マゼンタ顔料インクの調製−
下記インク組成を混合攪拌した。その後、平均孔径0.8μmのメンブレンフィルターで濾過して、マゼンタ顔料インクを調製した。
<インク組成>
・調製例1のジメチルキナクリドン顔料含有ポリマー微粒子・・・10.0質量%(固形分7.5質量%)
・グリセリン・・・7.5質量%
・メチルブタンジオール・・・22.5質量%
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール・・・2質量%
・ポリオキシアルキレン誘導体界面活性剤(ノニオン系界面活性剤、ポリオキシエチレン基鎖3〜9及びアルキル基鎖13〜18を有する化合物)・・・1.5質量%
・ベンズイソチアゾリン系防腐防カビ剤・・・0.05質量%
・シリコーン樹脂系消泡剤・・・0.1質量%
・ジメチルポリシロキサンエマルジョン含有物(日本ユニカー株式会社製、製品名:LE−45質量%)・・・1質量%(ジメチルポリシロキサンエマルジョンの固形分含有量)
・水・・・残部
−マゼンタ顔料インクの調製−
実施例4において、ジメチルポリシロキサンエマルジョン含有物(日本ユニカー株式会社製、製品名:LE−45)を、ジメチルポリシロキサンエマルジョン含有物(日本ユニカー株式会社製、製品名:FZ−4174)に代えた以外は、実施例4と同様にして、マゼンタ顔料インクを調製した。
−マゼンタ顔料インクの調製−
実施例4において、ジメチルポリシロキサンエマルジョン含有物(日本ユニカー株式会社製、製品名:LE−45)を、ジメチルポリシロキサンエマルジョン含有物(日本ユニカー株式会社製、製品名:LE−463)に代えた以外は、実施例4と同様にして、マゼンタ顔料インクを調製した。
−マゼンタ顔料インクの調製−
実施例4において、ジメチルポリシロキサンエマルジョン含有物(日本ユニカー株式会社製、製品名:LE−45)を、ジメチルポリシロキサンエマルジョン含有物(日本ユニカー株式会社製、製品名:FZ−4157)に代えた以外は、実施例4と同様にして、マゼンタ顔料インクを調製した。
−マゼンタ顔料インクの調製−
実施例4において、ジメチルポリシロキサンエマルジョン含有物(日本ユニカー株式会社製、製品名:LE−45)をジメチルポリシロキサンエマルジョン含有物(日本ユニカー株式会社製、製品名:FZ−4170)に代えた以外は、実施例4と同様にして、マゼンタ顔料インクを調製した。
−マゼンタ顔料インクの調製−
実施例4において、ジメチルポリシロキサンエマルジョン含有物(日本ユニカー株式会社製、製品名:LE−45)をジメチルポリシロキサンエマルジョン含有物(日本ユニカー株式会社製、製品名:FZ−4185)に代えた以外は、実施例4と同様にして、マゼンタ顔料インクを調製した。
−マゼンタ顔料インクの調製−
実施例4において、ジメチルポリシロキサンエマルジョン含有物(日本ユニカー株式会社製、製品名:LE−45)を添加しない以外は、実施例4と同様にして、マゼンタ顔料インクを調製した。
なお、実施例4においてノニオン系界面活性剤のかわりにアニオン系界面活性剤(ECTD)を添加した場合、相対的に、顔料粒径が大きく噴射が相対的に不安定であったが、使用可能であった。
画像濃度は、普通紙2(坪量約70g/m2の相対的に定着性の悪い紙)への印字を反射型カラー分光測色濃度計(X−Rite社製)を用いて測定した。
各インクを、普通紙2(坪量約70g/m2の相対的に定着性の悪い紙)、ハイグレード普通紙(株式会社リコー製)、及び専用光沢紙(リコー絹目光沢紙、株式会社リコー製)へ印写し、印写したベタ画像を1日常温乾燥し、布を一定の圧力下で擦り、布に転写した分の画像濃度を反射型カラー分光測色濃度計(X−Rite社製)で測定した。なお、この値が大きいほど画像の紙への定着性が悪いことになる。
各インクについて、普通紙2(坪量約70g/m2の相対的に定着性の悪い紙)にベタ印字したものを分光測色濃度計(エックスライト社製、Model-938及びModel-939)を使用し、ベタ画像の濃度、L*、a*、b*を測定し、(a*2+b*2)1/2を計算し、彩度を求めた。なお、この値が大きいほど彩度が良好であることを示す。
2 給紙トレイ
3 排紙トレイ
6 インクカートリッジ装填部
7 操作部
8 前カバー
10 インクカートリッジ
11 ガイドロッド
12 ステー
13 キャリッジ
14 記録ヘッド
15 サブタンク
16 供給チューブ
22 用紙
23 給紙コロ
24 分離パッド
25 ガイド
31 搬送ベルト
32 カウンタローラ
33 搬送ガイド
34 押さえ部材
36 帯電ローラ
37 搬送ローラ
38 テンションローラ
41 インク袋
42 インク注入口
43 インク排出口
44 カートリッジ外装
71 維持回復機構(サブシステム)
100 インク収容部
101 ケース本体
102 フィルム状部材
103 バネ(スプリング)
113 連結部材
121 空気流路
126 蓄積部
131 大気開放穴
132 大気開放弁機構
133 ホルダ
134 弁座
135 ボール
136 スプリング
Claims (18)
- 少なくとも着色剤、湿潤剤、水、及びポリエーテル変性シリコーン化合物を含む記録用インクであって、
前記記録用インクにおける25℃での粘度が5mPa・sec以上であり、かつ該記録用インクにおける25℃でのpHが8.0〜9.5であると共に、該記録用インクを保存前の25℃での表面張力γ1(mN/m)と、70℃にて1週間保存した後の記録用インクの25℃での表面張力γ2(mN/m)とが、次式、表面張力増加率=〔(γ2−γ1)/γ1〕×100≦15%を満たすことを特徴とする記録用インク。 - ポリエーテル変性シリコーン化合物の記録用インクにおける含有量が0.5質量%以上である請求項1に記載の記録用インク。
- 少なくとも着色剤、湿潤剤、水、及びシリコーンエマルジョンを含む記録用インクであって、
前記記録用インクにおける25℃での粘度が5mPa・sec以上であり、かつ該記録用インクにおける25℃でのpHが8.0〜9.5であることを特徴とする記録用インク。 - シリコーンエマルジョンの記録用インクにおける含有量が0.1〜10質量%である請求項3に記載の記録用インク。
- 記録用インクを保存前の25℃での表面張力が35mN/m以下である請求項1から4のいずれかに記載の記録用インク。
- 着色剤が、ポリマー微粒子に水不溶乃至水難溶性の色材を含有させてなるポリマーエマルジョンである請求項1から5のいずれかに記載の記録用インク。
- 着色剤が顔料であり、かつ該顔料の記録用インクにおける含有量が5質量%以上である請求項1から6のいずれかに記載の記録用インク。
- 湿潤剤が、グリセリン、1,3−ブタンジオール、トリエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、プロピレングリコール、1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン及び3−メチル1,3−ブタンジオールから選択される少なくとも1種である請求項1から7のいずれかに記載の記録用インク。
- 界面活性剤を含有し、該界面活性剤がノニオン系界面活性剤である請求項1から8のいずれかに記載の記録用インク。
- シアンインク、マゼンタインク、イエローインク及びブラックインクから選択される少なくとも1種である請求項1から9のいずれかに記載の記録用インク。
- 請求項1から10のいずれかに記載の記録用インクを容器中に収容してなることを特徴とするインクカートリッジ。
- 請求項1から10のいずれかに記載の記録用インクに刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔手段を少なくとも有することを特徴とするインクジェット記録装置。
- 刺激が、熱、圧力、振動及び光から選択される少なくとも1種である請求項12に記載のインクジェット記録装置。
- インクを適時吐出させてクリーニングする吐出手段と、吐出したインクを受けるインク受けに固着したインクを掻き落とす掻き落とし手段とを有する請求項12から13のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
- 請求項1から10のいずれかに記載の記録用インクに刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔工程を少なくとも含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
- 刺激が、熱、圧力、振動及び光から選択される少なくとも1種である請求項15に記載のインクジェット記録方法。
- 両面印刷が可能である請求項15から16のいずれかインクジェット記録方法。
- 記録媒体上に請求項1から10のいずれかに記載の記録用インクを用いて記録された画像を有してなることを特徴とするインク記録物。
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A521 | Written amendment |
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