JP2007056175A - 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】 無機顔料粒子を有機顔料及びカーボンブラックで被覆した色材粒子、下記構造式(1)及び構造式(2)の少なくともいずれかで表される分散剤、フッ素系界面活性剤、水溶性溶剤、及び水を含有する記録用インクである。
A1-O−(CH2CH2O)j−H ・・・構造式(1)
ただし、A1は、アルキル基、ベンジル基、スチレン化フェノール基、ジスチレン化フェノール基、又はβ−ナフチル基である。jは20〜60の整数を表す。
A1−O−(CH2CH2O)k−SO3M1 ・・・構造式(2)
ただし、A1は、上記構造式(1)と同じ意味を表す。kは5〜30の整数を表す。M1は、アルカリ金属、アンモニウム、ホスホニウム、又はアルカノールアミンである。
【選択図】 図1
Description
しかし、どのような分散剤を用いても有機顔料の1次粒子よりも細分化することは不可能であり、しかも、有機顔料の1次粒径を色調の劣化なく50nm以下にするのは非常に困難である。
<1> 少なくとも、無機顔料粒子を有機顔料及びカーボンブラックで被覆した色材粒子、下記構造式(1)及び構造式(2)の少なくともいずれかで表される分散剤、フッ素系界面活性剤、水溶性溶剤、及び水を含有することを特徴とする記録用インクである。
A1-O−(CH2CH2O)j−H ・・・構造式(1)
ただし、前記構造式(1)中、A1は、アルキル基、ベンジル基、スチレン化フェノール基、ジスチレン化フェノール基、及びβ−ナフチル基のいずれかを表す。jは20〜60の整数を表す。
A1−O−(CH2CH2O)k−SO3M1 ・・・構造式(2)
ただし、前記構造式(2)中、A1は、上記構造式(1)と同じ意味を表す。kは5〜30の整数を表す。M1は、アルカリ金属、アンモニウム、ホスホニウム、及びアルカノールアミンのいずれかを表す。
本発明の記録用インクにおいては、少なくとも、無機顔料粒子を有機顔料及びカーボンブラックで被覆した色材粒子、上記構造式(1)及び上記構造式(2)の少なくともいずれかで表される分散剤、フッ素系界面活性剤、水溶性溶剤、及び水を含有することによって、保存安定性、吐出安定性に優れ、普通紙においても彩度が高く、色再現性に優れたインクジェット記録に適した記録用インクを提供することができる。
<3> 有機顔料が、アニリンブラック顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、モノアゾイエロー系顔料、ジスアゾイエロー系顔料及び複素環式イエロー系顔料から選択される少なくとも1種である前記<1>から<2>のいずれかに記載の記録用インクである。
前記<2>及び<3>のいずれかに記載の記録用インクにおいては、色材粒子として特定の無機有機複合顔料を用いることによって、普通紙においても彩度が高く、色再現性に優れたインクジェット記録物を提供することができる。
前記<4>に記載の記録用インクにおいては、色材粒子としての無機有機複合顔料の体積平均粒径が5〜100nmであるので、普通紙においても彩度が高く、色再現性に優れたインクジェット記録物を提供することができる。
前記<5>に記載の記録用インクにおいては、フッ素系界面活性剤を含有することによって、保存安定性、吐出安定性に優れたインクジェット記録用インクを提供することができる。
<7> 水溶性溶剤が、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3−ブタンジオール、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、ジプロピレングリコール、トリメチロールプロパン及び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<6>のいずれかに記載の記録用インクである。
前記<7>に記載の記録用インクにおいては、特定の水溶性溶剤を含むことによって、吐出安定性に優れたインクジェット記録用インクを提供することができる。
前記<8>に記載の記録用インクにおいては、炭素数8以上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を含むことによって、普通紙においても彩度が高く、色再現性に優れたインクジェット記録物を提供することができる。
前記<9>に記載の記録用インクにおいては、ポリマー粒子を含有することによって、耐擦過性に優れたインクジェット記録物を提供することができる。
前記<10>に記載の記録用インクにおいては、pH調整剤を用いることによって、保存安定性、吐出安定性に優れたインクジェット記録用インクを提供することができる。
前記<11>に記載の記録用インクにおいては、表面張力が35mN/m以下であり、25℃での粘度が5mPa・s以上であることによって、保存安定性、吐出安定性に優れ、普通紙においても彩度が高く、色再現性に優れたインクジェット記録用インクを提供することができる。
<13> 前記<1>から<12>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。
<14> 前記<1>から<12>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形成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。
<15> 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<14>に記載のインクジェット記録装置である。
本発明のインクジェット記録装置においては、本発明の前記記録用インクを用いているので、普通紙においても彩度が高く、色再現性に優れたインクジェット記録物を提供することができる。
<17> 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<16>に記載のインクジェット記録方法である。
本発明のインクジェット記録方法においては、本発明の前記記録用インクを用いているので、普通紙においても彩度が高く、色再現性に優れたインクジェット記録物を提供することができる。
本発明のインク記録物は、本発明の前記記録用インクを用いて形成されるので、普通紙においても彩度が高く、色再現性に優れる。
本発明の記録用インクは、少なくとも、無機顔料粒子を有機顔料及びカーボンブラックのいずれかで被覆した色材粒子、特定の分散剤、フッ素系界面活性剤、水溶性溶剤、及び水を含有してなり、ポリマー粒子、pH調整剤、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記無機顔料粒子を有機顔料及びカーボンブラックのいずれかで被覆した色材粒子(以下、「無機有機複合顔料」と称することもある)は、無機顔料粒子の存在下で有機顔料を析出する方法、無機顔料と有機顔料を機械的に混摩砕する方法等により作製することができる。この場合、例えば、熱安定性に優れた有機顔料で被覆する場合には化学的蒸着技術を用いることができる。更に必要に応じて、ポリシロキサン、アルキルシランから生成されるオルガノシラン化合物層を、無機顔料粒子と有機顔料との中間に設けることで両者の接着性を向上させることができる。
前記無機顔料粒子の1次粒径は、100nm以下が好ましく、5〜50nmがより好ましい。
これらの中でも、発色性の面から、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、モノアゾイエロー系顔料、ジスアゾイエロー系顔料、複素環式イエロー顔料が特に好ましい。
前記キナクリドン系顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ48、C.I.ピグメントオレンジ49、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド192、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド206、C.I.ピグメントレッド207、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントバイオレット42などが挙げられる。
前記モノアゾイエロー系顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー151などが挙げられる。
前記ジスアゾイエロー系顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー16、C.I.ピグメントイエロー17などが挙げられる。
前記複素環式イエロー顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー117、C.I.ピグメントイエロー138などが挙げられる。
その他の着色顔料としては、例えば、The Colour Index、第三版(The Society of Dyers and Colourists,1982)に記載されている。
前記無機顔料粒子と、色材である有機顔料又はカーボンブラックの質量比(無機顔料粒子:色材)は、3:1〜1:3が好ましく、3:2〜1:2がより好ましい。前記色材の質量比が少ないと、発色性や着色力が低下することがあり、前記色材の質量比が多くなると、透明性や色調が悪くなることがある。
例えば、20nmの1次粒径を持つ無機顔料粒子を等量の有機顔料で被覆した場合、この顔料の1次粒径は25nm程度になる。これに適当な分散剤を用いて1次粒子まで分散できれば、分散粒子径が25nmの非常に微細な顔料分散インクを作製することができる。
前記色材粒子の1次粒径は、前記記録用インク中において5〜100nmが好ましく、30〜80nmがより好ましい。前記1次粒径が5nm未満であると、インクの長期保存において、増粘したり、色材粒子が凝集することがあり、100nmを超えると、インクを紙やフィルムなどの媒体に印刷する場合、印刷部の彩度及び明度が低下し、くすんだ色合いの印刷物となることがある。
ここで、前記色材粒子の1次粒径とは、機械的せん断ではこれ以上細かく粉砕できない色材粒子の最小単位を意味する。
また、前記色材粒子の前記記録用インク中の含有量は、1〜20質量%が好ましく、2〜15質量%がより好ましい。
前記記録用インクから顔料及び顔料表面に吸着している分散剤を、酸析あるいは塩析を用いて沈降させることで水溶性成分を除去し、水洗いした残渣からアルコール、アセトン、トルエンなどの適当な溶剤を用いて分散剤成分を分離する。残された顔料分を乾燥し、IR、蛍光X線等の分析装置を用いて測定することで、本来有機顔料中に含まれていないSi、Ti、Al等の無機成分が観測された場合、複合顔料である可能性が考えられる。更にTEM、SEM等の装置を用いて粒子形状を観察したとき、有機顔料の特徴である50〜100nmの非球形の粒子が含まれず、10〜50nmの均一な球形粒子が観察される場合、無機有機複合顔料である可能性が高いと判断できる。
前記色材粒子としての無機有機複合顔料は、表面の有機顔料のみが分散に寄与するだけでなく、厚み約2.5nmの有機顔料の薄層を通して中心にある無機顔料の性質も現れてくるため、両者を同時に分散安定化できる分散剤の選択は困難である。しかし、下記構造式(1)及び構造式(2)の少なくともいずれかで表される分散剤を用いれば、前記無機有機複合顔料をその1次粒径近くまで安定に分散させることが可能となる。
前記構造式(1)において、A1は、アルキル基、ベンジル基、スチレン化フェノール基、ジスチレン化フェノール基、及びβ−ナフチル基のいずれかを表す。前記アルキル基は炭素数8〜12の直鎖状又は分岐状のものが好適である。
jは、20〜60の整数を表す。
前記構造式(2)において、A1は、上記構造式(1)と同じ意味を表す。
kは5〜30の整数を表す。
M1は、アルカリ金属、アンモニウム、ホスホニウム、及びアルカノールアミンのいずれかを表す。
(1)ポリオキシエチレンイソデシルエーテル
C10H21−O−(CH2CH2O)40−H
(2)ポリオキシエチレンラウリルエーテル
C12H25−O−(CH2CH2O)45−H
(3)ポリオキシエチレンβナフチルエーテル
(1)ポリオキシエチレンラウリルエーテルサルフェートアンモニウム塩
C12H25−O−(CH2CH2O)11−SO3NH4
(2)ポリオキシエチレンラウリルエーテルサルフェートNa塩
C12H25−O−(CH2CH2O)18−SO3Na
(3)ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルサルフェートアンモニウム塩
前記構造式(1)及び(2)の少なくともいずれかで表される分散剤の添加量は、前記色材粒子に対し1〜100質量%が好ましく、10〜50質量%がより好ましい。前記添加量が少ないと充分に顔料を微細化することができないことがあり、分散剤の添加量が多すぎると顔料に吸着していない過剰成分がインク物性に影響を与え、画像滲みや、耐水性、耐擦性の劣化を招くことがある。
前記色材粒子と前記分散剤とを合わせた分散粒子の前記記録用インク中の含有量は、固形分で2〜20質量%が好ましく、4〜15質量%がより好ましい。
前記記録用インクから顔料及び顔料表面に吸着している分散剤を、酸析あるいは塩析を用いて沈降させることで水溶性成分を除去し、水洗いした残渣からアルコール、アセトン、トルエンなどの適当な溶剤を用いて分散剤成分を分離する。そして、分離した分散剤を含む溶液を、液体クロマトグラフィー、LC−MS、GC−MS、IR等の分析装置を用いることで、分散剤の構造を分析することができる。また、インクジェットインク中の分散剤成分の配合量は、熱分析等の分析装置を用いることで測定することが可能である。
前記フッ素系界面活性剤をインク中に添加すると、表面張力が低下し、紙等の記録媒体にインク滴が着弾した後の記録媒体中への浸透が速くなるため、フェザリングやカラーブリードを軽減することができる。
前記フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキルベタイン、パーフルオロアルキルアミンオキサイド、パーフルオロアルキルエーテル化合物などが挙げられる。
前記フッ素系界面活性剤として市販されているものを挙げると、サーフロンS−111、S−112、S−113、S−121、S−131、S−132、S−141、S−145(いずれも旭硝子社製)、フルラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129、FC−135、FC−170C、FC−430、FC−431(いずれも住友スリーエム社製)、メガファックF−470、F1405、F−474(いずれも大日本インキ化学工業社製)、Zonyl TBS、FSP、FSA、FSN−100、FSN、FSO−100、FSO、FS−300、UR(いずれもDuPont社製)、FT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW(いずれも株式会社ネオス社製)、PF−151N(オムノバ社製)などが挙げられ、これらの中でも、良好な印字品質、特に発色性、紙に対する均染性が著しく向上する点から株式会社ネオス製のFT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW及びオムノバ社製のPF−151Nが特に好ましい。
前記フッ素系界面活性剤は、分散剤との相互作用により、凝集粒子の間に浸透することで安定な分散状態を作り上げることができると推定される。このため、分散剤に対するフッ素系界面活性剤の配合量比が少ないと(B/A<0.05)有効に凝集を防ぐことができなくなり、粒径及び粘度は増大してしまうため、吐出が不安定となってしまうことがある。一方、配合比が大きすぎると(B/A≧2.0)、分散状態は安定に保たれるものの、インクジェットインクとしての表面張力が低下しすぎるために安定な吐出ができなくなってしまうことがある。
前記水溶性溶剤は、本発明のインクは水を液媒体として使用するものであるが、インクの乾燥を防止するため、また、分散安定性を向上するため等の目的で使用される。これら水溶性溶剤は複数混合して使用してもよい。
前記多価アルコールアルキルエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどが挙げられる。
前記多価アルコールアリールエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテルなどが挙げられる。
前記含窒素複素環化合物としては、例えば、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミイダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。
前記アミド類としては、例えば、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミドなどが挙げられる。
前記アミン類としては、例えば、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、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミンなどが挙げられる。
前記含硫黄化合物類としては、例えば、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノールなどが挙げられる。
ここで、前記多糖類とは、広義の糖を意味し、α−シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質を含む意味に用いることとする。
前記糖類の含有量は、前記記録用インクに対し0.1〜40質量%が好ましく、0.5〜30質量%がより好ましい。
特に、前記水溶性溶剤として、グリセリン、ジエチレングリコール、1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオールを用いることで、保存安定性、及び吐出安定性に優れた記録用インクを作製することが可能である。
前記水溶性溶剤の前記記録用インクにおける含有量は10〜50質量%が好ましい。前記水溶性溶剤と、前記分散剤及び複合顔料との固形分の比は0.67〜12.5が好ましく、1.0〜6.0がより好ましく、2.0〜4.0が更に好ましい。この範囲にある記録用インクは、乾燥性や保存試験や信頼性試験が非常に良好である。
前記炭素数8以上(好ましくは炭素数8〜11)のポリオール化合物としては、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。
前記グリコールエーテル化合物としては、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類;エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類などが挙げられる。
前記炭素数8以上のポリオール化合物又はグリコールエーテル化合物の添加量は、記録用インク全質量に対し0.1〜10.0質量%が好ましい。
前記ポリマー粒子の造膜性とは、ポリマー粒子を水に分散させエマルジョンの形態としたとき、この水性エマルジョンの水分を蒸発させていくと、樹脂皮膜が形成されることを意味する。前記ポリマー粒子が添加された記録用インクは、揮発成分を蒸発させていくと皮膜が形成され、インク中の色材顔料分を強固に記録媒体に固着する役割を担っている。これにより、耐擦過性、耐水性に優れた画像を実現することができる。
前記ポリマー粒子は、室温で皮膜を形成させるため、30℃以下の最低造膜温度を有するものであることが好ましく、10℃以下がより好ましい。
ここで、前記最低造膜温度とは、ポリマー粒子を水に分散させ得られたポリマーエマルジョンを、アルミニウム等の金属板の上に薄く流延し、温度を上げていったときに透明な連続したフィルムが形成される最低の温度のことを意味する。
前記ポリマー粒子の体積平均粒径は5〜200nmが好ましく、10〜100nmがより好ましい。
前記ポリマー粒子の前記記録用インクにおける含有量は、0.5〜20質量%が好ましく、1〜5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、充分な耐擦過性、耐水性が得られないことがあり、20質量%を超えると、乾燥による粘度上昇やポリマー成分の固着により、インクの吐出が安定しなくなり、ノズルの目詰まりが発生してしまうことがある。
前記記録用インク中に界面活性を添加することで、表面張力が低下し、紙等の記録媒体にインク滴が着弾した後の記録媒体中への浸透が速くなるため、フェザリングやカラーブリードを軽減することができる。
前記界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤又はアセチレングリコール系活性剤が用いられ、上記フッ素系界面活性剤に加え、これらの界面活性剤を1種類あるいは2種類以上を添加して使用することも可能である。
前記アニオン系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、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。
前記ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオール、グリコールエーテル、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、アセチレングリコールなどが挙げられる。
前記アセチレングリコール系の界面活性剤としては、例えば、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オールなどが挙げられる。該アセチレングリコール系界面活性剤は、市販品として、例えば、エアープロダクツ社(米国)のサーフィノール104、82、465、485、TGなどが挙げられる。
本発明に用いる複合顔料は、アニオン系分散剤とともに水に混錬分散する際に酸性を示す傾向が強い。水等の媒体に分散している複合顔料粒子の表面はアニオン系分散剤に包まれているため負電荷を帯びているが、インク全体が酸性を示すことから媒体自体は正電荷を帯びており、粒子表面の負電荷が中和され易い状態にある。この状態では分散粒子は凝集し、吐出不良を起こす原因となるため、pH調整剤を加えてアルカリ性に保つことで分散状態を安定化し、吐出を安定化することができる。前記記録用インクのpHは7以上11未満であることが好ましい。前記pHが11以上であると、インクジェットのヘッドやインク供給ユニットの材質を溶かし出す量が大きく、インクの変質や、漏洩、吐出不良等の問題が発生してしまう。
pH調整剤を加えるのは、顔料を分散剤とともに水に混錬分散する際に加えておくほうが、混錬分散後、湿潤剤、浸透剤等の添加剤とともに加えるよりも好ましい。これは、pH調整剤によっては添加することで分散を破壊する場合もあるためである。
前記アルコールアミン類としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオール等が挙げられる。
前記アルカリ金属元素の水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。
前記アンモニウムの水酸化物としては、例えば、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などが挙げられる。
前記アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられる。
ここで、前記コゲーションとは、ヒータに電流を流して記録液を瞬間的に加熱し、記録液が発泡する力を利用して記録液を吐出するサーマル式ヘッドにおける不具合であり、記録液が熱せられる際に記録液成分に変質が起こり、ヒータに変質物が付着する現象を意味する。
コゲーションが生じると、ヒータによる加熱が正常に行われなくなり、吐出力が弱くなったり、最悪の場合記録液が吐出しないことが生じてしまう。そのため、コゲーションを防止すべく本発明で用いることができる記録液にはコゲーション防止剤を添加することができる。
前記ポリアミノカルボン酸類としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸等のジカルボン酸類、エチレンジアミン四酢酸、イミノ二酢酸、ニトリロトリ酢酸等が挙げられる。
前記アルドン酸としては、例えば、グリコール酸、グリセリン酸、グルコン酸、ガラクトン酸、グルコヘプトン酸等が挙げられる。
前記ヒドロキシカルボン酸類(別名、オキシカルボン酸類)としては、例えば、クエン酸、リンゴ酸、乳酸、グリコール酸、グリセリン酸、マンデル酸、酒石酸等が挙げられる。
前記ポリオールリン酸エステル類としては、例えば、α−グリセロリン酸、β−グリセロリン酸等が挙げられる。
これらの中でも、クエン酸、グルコン酸(固体ではδ−グルコノラクトン及びγ−グルコノラクトンの型で存在する)、リンゴ酸、乳酸、グリコール酸、酒石酸等のヒドロキシカルボン酸類(別名、オキシカルボン酸類)やα−グリセロリン酸、β−グリセロリン酸等が水に対する溶解性が高いので好ましく、クエン酸、グルコン酸が特に好ましい。更に、これら化合物は酸型で使用してもよいが、塩型で使用してもよい。具体的には、アルカリ金属塩、アンモニウム塩、或いは、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン等の有機アミン塩等の型で使用してもよい。
また、前記記録用インクにおいては、該インク中におけるポリリン酸、ポリアミノカルボン酸、アルドン酸、ヒドロキシカルボン酸、ポリオールリン酸エステル、及びこれらの塩の含有量と、上記したアミノ基を有する酸及びその塩の少なくともいずれかの総含有量の質量比が、20:1〜1:20が好ましい。前記質量比がこの範囲内であると、ヒータへの焦げ付着低減効果が充分発揮され、また、ヒータの最表面保護層の損傷も極めて有効に抑制することができる。
上記に挙げたようなメチル基又はメチレン基とカルボキシル基とを有する酸のアンモニウム塩は、単独で使用することは勿論、2種類以上を併用することもできる。また、メチル基又はメチレン基とカルボキシル基とを有する酸のアンモニウム塩から選択される少なくとも1種の化合物の総含有量は、コゲの充分な低減効果やインクジェット適性(インクジェット記録ヘッドの目詰まりのし難さなど)を考慮すると、インク全量に対して0.005〜20質量%が好ましく、0.05〜15質量%がより好ましい。
リン濃度が高い場合にヒーター上のコゲ形成を促進し、急速に吐出量を低下させるメカニズムは、以下のように考察できる。インク中の無機のリン化合物は、ノズルの中でヒーターにより加熱され、インク中若しくはノズルやタンク等のインク接液材料より溶出されるカルシウムと化合物をつくり、ヒーター上に付着する。リンとカルシウムの化合物(リン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト等)は非常に硬く、難溶性であり、再分解や剥離されることはなく、ヒーター上に一旦付着すると、これまでキャビテーションにより剥離又は再分散されていた顔料インクの焦げがヒーター上に付着し易くなる。これにより、リンによるコゲが存在しない場合には起こらなかったカーボン焦げの堆積が加速度的に生じ、発泡が阻害され、吐出量の急速な減少が生じると考えられる。少量のリンとカルシウムの焦げによりカーボン焦げの付着が促進される理由については明らかではないが、リンとカルシウムの焦げの付着によりヒーター上に微細な凹凸が生じ、そこにカーボン焦げが入り込むからであると推定される。
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。
前記粘度は、25℃で、5mPa・s以上が好ましく、5〜20mPa・sがより好ましい。前記粘度が5mPa・s未満であると、インクジェット用記録インクとして普通紙に使用した場合、フェザリング、カラーブリードが発生しやすく、画像品位が低下し、裏抜けが大きいため両面印刷に適応できなくなることがある。
前記表面張力は、35mN/m以下が好ましく、22〜30mN/mがより好ましい。前記表面張力が、35mN/mを超えると、インクジェット用記録インクとして使用した場合、インク滴が記録媒体上で広がりにくくなり、ドット間が色材で埋まらないため、画像濃度や彩度が低下してしまうことがある。
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、プラスチック製容器、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などを少なくとも有するもの、などが好適に挙げられる。
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、制御工程等を含む。
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、例えば、インク吐出用の各種のノズル、などが挙げられる。
本発明においては、該インクジェットヘッドの液室部、流体抵抗部、振動板、及びノズル部材の少なくとも一部がシリコン及びニッケルの少なくともいずれかを含む材料から形成されることが好ましい。
また、インクジェットノズルのノズル径は、30μm以下が好ましく、1〜20μmが好ましい。
このインクジェット記録装置の機構部は、両側の側板1,2間に主支持ガイドロッド3及び従支持ガイドロッド4を略水平な位置関係で横架し、これらの主支持ガイドロッド3及び従支持ガイドロッド4でキャリッジユニット5を主走査方向に摺動自在に支持している。キャリッジユニット5には、それぞれイエロー(Y)インク、マゼンタ(M)インク、シアン(C)インク、ブラック(Bk)インクをそれぞれ吐出する4個のヘッド6を、その吐出面〔ノズル面〕6aを下方に向けて搭載する。また、キャリッジユニット5のヘッド6の上側には4個のヘッド6に各々インクを供給するための各色のインク供給体である4個のインクカートリッジ7y、7m、7c、7kを交換可能に搭載している。
また、側板1,2をつなぐ底板12上にサブフレーム13,14を立設し、このサブフレーム13,14間に用紙16を主走査方向と直交する副走査方向に送るための搬送ローラ15を回転自在に保持している。そして、サブフレーム14側方に副走査モータ17を配設し、この副走査モータ17の回転を搬送ローラ15に伝達するために、副走査モータ17の回転軸に固定したギヤ18と搬送ローラ15の軸に固定したギヤ19とを備えている。
側板1とサブフレーム12との間には、ヘッド6の信頼性維持回復機構〔以下、「サブシステム」と称することもある〕21を配置している。サブシステム21は、各ヘッド6の吐出面をキャッピングする4個のキャップ手段22をホルダ23で保持し、このホルダ23をリンク部材24で揺動可能に保持して、キャリッジユニット5の主走査方向の移動でホルダ23に設けた係合部25にキャリッジユニット5が当接することで、キャリッジユニット5の移動に従ってホルダ23がリフトアップしてキャップ手段22でインクジェットヘッド6の吐出面6aをキャッピングし、キャリッジユニット5が印写領域側へ移動することで、キャリッジユニット5の移動に従ってホルダ23がリフトダウンしてキャップ手段22がインクジェットヘッド6の吐出面6aから離れるようにしている。
なお、キャップ手段22は、それぞれ吸引チューブ26を介して吸引ポンプ27に接続すると共に、大気開放口を形成して、大気開放チューブ及び大気開放バルブを介して大気に連通している。また、吸引ポンプ27は吸引した廃液を、ドレインチューブ等を介して図示しない廃液貯留槽に排出する。
ホルダ23の側方には、インクジェットヘッド6の吐出面6aをワイピングする繊維部材、発泡部材或いはゴム等の弾性部材からなるワイピング手段であるワイパブレード28をブレードアーム29に取付け、このブレードアーム29は揺動可能に軸支し、図示しない駆動手段で回動されるカムの回転によって揺動させるようにしている。
インクカートリッジ7は、図3に示すように、カートリッジ本体41内に所要の色のインクを吸収させたインク吸収体42を収容してなる。カートリッジ本体41は、上部に広い開口を有するケース43の上部開口に上蓋部材44を接着又は溶着して形成したものであり、例えば樹脂成型品からなる。また、インク吸収体42は、ウレタンフォーム体等の多孔質体からなり、カートリッジ本体41内に圧縮して挿入した後、インクを吸収させている。
カートリッジ本体41のケース43底部には記録ヘッド6へインクを供給するためのインク供給口45を形成し、このインク供給口45内周面にはシールリング46を嵌着している。また、上蓋部材44には大気開放口47を形成している。
そして、カートリッジ本体41には、装填前の状態で、インク供給口45を塞ぐと共に装填時や輸送時などのカートリッジ取扱い時、或いは真空包装時による幅広側壁に係る圧力でケース43が圧縮変形されて内部のインクが漏洩することを防止するため、キャップ部材50を装着している。
また、大気開放口47は、図2に示すように、酸素透過率が100ml/m2以上のフィルム状シール部材55を上蓋部材44に貼着してシールしている。このシール部材55は大気開放口47と共にその周囲に形成した複数本の溝48をもシールする大きさにしている。このように大気開放口47を酸素透過率が100ml/m2以上のシール部材55でシールすることで、インクカートリッジ7を透気性のないアルミラミネートフィルム等の包装部材を用いて減圧状態で包装することにより、インク充填時やインク吸収体42とカートリッジ本体41との間に生じる空間A(図3参照)にある大気のためにインク中に気体が溶存したときでも、シール部材55を介してインク中の空気が真空度の高いカートリッジ本体41外の包装部材との間の空間に排出され、インクの脱気度が向上する。
すなわち、記録ユニット30は、シリアルタイプのものであり、インクジェットヘッド6と、このインクジェットヘッド6に供給される記録液を収容するインクタンク41と、このインクタンク41内を密閉する蓋部材とで主要部が構成される。インクジェットヘッド6には、記録液を吐出するための多数のノズル32が形成されている。記録液はインクタンク41から、図示しないインク供給管を介して、やはり図示しない共通液室へと導かれ、電極31より入力される記録装置本体からの電気信号に応じて、ノズル32より吐出される。このようなタイプの記録ユニットは、構成上、安価に製造できるタイプのヘッド、いわゆるサーマル方式、バブル方式と呼ばれる、熱エネルギーを駆動の動力源とするヘッドに適した構造である。
本発明の記録用インクは、バブルやサーマル方式等の記録方法において、熱素子への濡れ性が改良されるため、少量の添加量でも吐出安定性及び周波数安定性が得られ、かつ安全性も高く、非常に適している。
また、ここでいう記録装置とは、PCやデジカメ用の出力プリンタのみならず、ファックスやスキャナ、電話などと組み合わせた複合的な機能を有する装置であっても構わない。
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インク記録物は、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。
まず、下記ミルベース処方に従って、ポリオキシエチレンラウリルエーテルをイオン交換水に溶解し、無機有機複合顔料を混合して充分に湿潤したところで、混練装置としてダイノーミルKDL A型(WAB社製)に直径0.5mmのジルコニアビーズを充填し、2,000rpmで2時間混練を行ってミルベースを調製した。
・シリカ/フタロシアニン(C.I.PB15:3)無機有機複合顔料(無機顔料粒子/有機顔料の質量比=1/1、1次粒径16nm、戸田工業社製)・・・16質量部
・下記構造式で表されるポリオキシエチレンイソデシルエーテル(ノニオン分散剤)・・・6質量部
C10H21−O−(CH2CH2O)40−H
・イオン交換水・・・78質量部
・上記作製したミルベース・・・100質量部
・グリセリン・・・10質量部
・ジエチレングリコール・・・27質量部
・フッ素系界面活性剤としての下記構造式で表されるパーフルオロアルキルスルホン酸塩(FT−110、株式会社ネオス製)・・・3質量部
・防腐防黴剤(プロキセルLV、アベシア社製)・・・0.2質量部
・イオン交換水・・・55.8質量部
下記ミルベース処方及びインク処方に従って、実施例1と同様にして、インクジェット記録用シアンインクを作製した。なお、分散剤とフッ素系界面活性剤の比は、B/A=0.5であった。
・シリカ/フタロシアニン(C.I.PB15:3)無機有機複合顔料(無機顔料粒子/有機顔料の質量比=1/1、1次粒径16nm、戸田工業社製)・・・16質量部
・下記構造式で表されるポリオキシエチレンβナフチルエーテル(ノニオン分散剤)・・・6質量部
・上記作製したミルベース・・・100質量部
・グリセリン・・・10質量部
・ジエチレングリコール・・・27質量部
・フッ素系界面活性剤としての下記構造式で表されるパーフルオロアルキルスルホン酸塩(FT−110、株式会社ネオス製)・・・3質量部
・防腐防黴剤(プロキセルLV、アベシア社製)・・・0.2質量部
・イオン交換水・・・55.8質量部
下記ミルベース処方及びインク処方に従って、実施例1と同様にして、インクジェット記録用イエローインクを作製した。なお、分散剤とフッ素系界面活性剤の比は、B/A=0.5であった。
・シリカ/ジスアゾイエロー無機有機複合顔料(無機顔料粒子/有機顔料の質量比=1/1、1次粒径16nm、戸田工業社製)・・・16質量部
・下記構造式で表されるポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルサルフェートアンモニウム塩(アニオン分散剤)・・・6質量部
・上記作製したミルベース・・・100質量部
・グリセリン・・・10質量部
・1,6−ヘキサンジオール・・・27質量部
・フッ素系界面活性剤としての下記構造式で表されるパーフルオロアルキルスルホン酸塩(FT−110、株式会社ネオス製)・・・3質量部
・防腐防黴剤(プロキセルLV、アベシア社製)・・・0.2質量部
・イオン交換水・・・55.8質量部
下記ミルベース処方及びインク処方に従って、実施例1と同様にして、インクジェット記録用イエローインクを作製した。なお、分散剤とフッ素系界面活性剤の比は、B/A=0.375であった。
・シリカ/キナクリドン(C.I.PR122)無機有機複合顔料(無機顔料粒子/有機顔料の質量比=1/1、1次粒径16nm、戸田工業社製)・・・18質量部
・下記構造式で表されるポリオキシエチレンラウリルエーテルサルフェートアンモニウム塩(アニオン分散剤)・・・8質量部
C12H25−O−(CH2CH2O)11−SO3NH4
・イオン交換水・・・74質量部
・上記作製したミルベース・・・100質量部
・グリセリン・・・10質量部
・1,3−ブタンジオール・・・30質量部
・フッ素系界面活性剤としての下記構造式で表されるパーフルオロアルキルスルホン酸塩(FT−110、株式会社ネオス製)・・・3質量部
・2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオール・・・0.3質量部
・防腐防黴剤(プロキセルLV、アベシア社製)・・・0.2質量部
・イオン交換水・・・52.5質量部
下記ミルベース処方及びインク処方に従って、実施例1と同様にして、インクジェット記録用マゼンタインクを作製した。なお、分散剤とフッ素系界面活性剤の比は、B/A=0.375であった。
・シリカ/キナクリドン(C.I.PR122)無機有機複合顔料(無機顔料粒子/有機顔料の質量比=1/1、1次粒径16nm、戸田工業社製)・・・18質量部
・ポリオキシエチレンラウリルエーテル(ノニオン分散剤)・・・8質量部
C12H25−O−(CH2CH2O)45−H
・イオン交換水・・・74質量部
・上記作製したミルベース・・・100質量部
・グリセリン・・・10質量部
・1,3−ブタンジオール・・・30質量部
・フッ素系界面活性剤としての下記構造式で表されるパーフルオロアルキルスルホン酸塩(FT−110、株式会社ネオス製)・・・3質量部
・2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオール・・・0.3質量部
・防腐防黴剤(プロキセルLV、アベシア社製)・・・0.2質量部
・イオン交換水・・・52.5質量部
下記ミルベース処方及びインク処方に従って、実施例1と同様にして、インクジェット記録用マゼンタインクを作製した。なお、分散剤とフッ素系界面活性剤の比は、B/A=0.375であった。
・シリカ/キナクリドン(C.I.PR122)無機有機複合顔料(無機顔料粒子/有機顔料の質量比=1/1、1次粒径16nm、戸田工業社製)・・・18質量部
・下記構造式で表されるポリオキシエチレンラウリルエーテルサルフェートNa塩・・・8質量部
C12H25−O−(CH2CH2O)18−SO3Na
・イオン交換水・・・74質量部
・上記作製したミルベース・・・100質量部
・グリセリン・・・10質量部
・1,3−ブタンジオール・・・25質量部
・フッ素系界面活性剤としての下記構造式で表されるパーフルオロアルキルスルホン酸塩(FT−110、株式会社ネオス製)・・・3質量部
・2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオール・・・0.3質量部
・ボンコート4001(アクリル系エマルジョン粒子、最低造膜温度5℃、体積平均粒径100nm、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・5質量部
・防腐防黴剤(プロキセルLV、アベシア社製)・・・0.2質量部
・イオン交換水・・・52.5質量部
下記ミルベース処方及びインク処方に従って、実施例1と同様にして、インクジェット記録用シアンインクを作製した。なお、分散剤とフッ素系界面活性剤の比は、B/A=0.83であった。
・シリカ/フタロシアニン(C.I.PB15:3)無機有機複合顔料(無機顔料粒子/有機顔料の質量比=1/1、1次粒径16nm、戸田工業社製)・・・16質量部
・下記構造式で表されるポリオキシエチレンイソデシルエーテル(ノニオン分散剤)・・・6質量部
C10H21−O−(CH2CH2O)40−H
・イオン交換水・・・78質量部
・上記作製したミルベース・・・100質量部
・グリセリン・・・10質量部
・1,3−ブタンジオール・・・25質量部
・フッ素系界面活性剤としてのパーフルオロアルキルカルボン酸塩(FT−150、株式会社ネオス製)・・・5質量部
・防腐防黴剤(プロキセルLV、アベシア社製)・・・0.2質量部
・イオン交換水・・・55.8質量部
下記ミルベース処方及びインク処方に従って、実施例1と同様にして、インクジェット記録用シアンインクを作製した。なお、分散剤とフッ素系界面活性剤の比は、B/A=0.2であった。
・シリカ/フタロシアニン(C.I.PB15:3)無機有機複合顔料(無機顔料粒子/有機顔料の質量比=1/1、1次粒径16nm、戸田工業社製)・・・16質量部
・下記構造式で表されるポリオキシエチレンβナフチルエーテル(ノニオン分散剤)・・・5質量部
・上記作製したミルベース・・・100質量部
・グリセリン・・・10質量部
・1,3−ブタンジオール・・・29質量部
・フッ素系界面活性剤としてのパーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物(PF−151N、オムノバ社製)・・・1質量部
・防腐防黴剤(プロキセルLV、アベシア社製)・・・0.2質量部
・イオン交換水・・・55.8質量部
下記ミルベース処方及びインク処方に従って、実施例1と同様にして、インクジェット記録用イエローインクを作製した。なお、分散剤とフッ素系界面活性剤の比は、B/A=0.42であった。
・シリカ/ジスアゾイエロー無機有機複合顔料(無機顔料粒子/有機顔料の質量比=1/1、1次粒径16nm、戸田工業社製)・・・16質量部
・下記構造式で表されるポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルサルフェートアンモニウム塩(アニオン分散剤)・・・6質量部
・上記作製したミルベース・・・100質量部
・グリセリン・・・10質量部
・1,6−ヘキサンジオール・・・25質量部
・フッ素系界面活性剤としてのパーフルオロアルキルベタイン(FT−400SW、株式会社ネオス製、固形分50質量%)・・・5質量部
・防腐防黴剤(プロキセルLV、アベシア社製)・・・0.2質量部
・イオン交換水・・・55.8質量部
下記ミルベース処方及びインク処方に従って、実施例1と同様にして、インクジェット記録用シアンインクを作製した。なお、分散剤とフッ素系界面活性剤の比は、B/A=0.5であった。
・フタロシアニン(C.I.PB15:3)有機顔料(IRGALITEBlue GLO、チバ・スペシャリティ・ケミカル社製)・・・16質量部
・下記構造式で表されるポリオキシエチレンβナフチルエーテル(ノニオン分散剤)・・・6質量部
・上記作製したミルベース・・・100質量部
・グリセリン・・・10質量部
・ジエチレングリコール・・・27質量部
・フッ素系界面活性剤としての下記構造式で表されるパーフルオロアルキルスルホン酸塩(FT−110、株式会社ネオス製)・・・3質量部
・防腐防黴剤(プロキセルLV、アベシア社製)・・・0.2質量部
・イオン交換水・・・55.8質量部
下記ミルベース処方及びインク処方に従って、実施例1と同様にして、インクジェット記録用マゼンタインクを作製した。なお、分散剤とフッ素系界面活性剤の比は、B/A=0であった。
・シリカ/キナクリドン(C.I.PR122)無機有機複合顔料(無機顔料粒子/有機顔料の質量比=1/1、1次粒径16nm、戸田工業社製)・・・18質量部
・下記構造式で表されるポリオキシエチレンラウリルエーテルサルフェートアンモニウム塩(アニオン分散剤)・・・8質量部
C12H25−O−(CH2CH2O)11−SO3NH4
・イオン交換水・・・74質量部
・上記作製したミルベース・・・100質量部
・グリセリン・・・10質量部
・1,3−ブタンジオール・・・30質量部
・下記構造式で表されるノニオン界面活性剤・・・3質量部
C13H27−O−(CH2CH2O)8−H
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール・・・4質量部
・2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオール・・・0.3質量部
・防腐防黴剤(プロキセルLV、アベシア社製)・・・0.2質量部
・イオン交換水・・・52.5質量部
下記ミルベース処方及びインク処方に従って、実施例1と同様にして、インクジェット記録用マゼンタインクを作製した。なお、分散剤とフッ素系界面活性剤の比は、B/A=0であった。
・シリカ/キナクリドン(C.I.PR122)無機有機複合顔料(無機顔料粒子/有機顔料の質量比=1/1、1次粒径16nm、戸田工業社製)・・・18質量部
・下記構造式で表されるポリオキシエチレンラウリルエーテル(ノニオン分散剤)・・・8質量部
C12H25−O−(CH2CH2O)45−H
・イオン交換水・・・74質量部
・上記作製したミルベース・・・100質量部
・グリセリン・・・10質量部
・1,3−ブタンジオール・・・30質量部
・下記構造式で表されるアニオン界面活性剤・・・3質量部
C13H27−O−(CH2CH2O)3−CH2COONa
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール・・・4質量部
・2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオール・・・0.3質量部
・防腐防黴剤(プロキセルLV、アベシア社製)・・・0.2質量部
・イオン交換水・・・52.5質量部
下記ミルベース処方及びインク処方に従って、実施例1と同様にして、インクジェット記録用マゼンタインクを作製した。なお、分散剤とフッ素系界面活性剤の比は、B/A=0.375であった。
・シリカ/キナクリドン(C.I.PR122)無機有機複合顔料(無機顔料粒子/有機顔料の質量比=1/1、1次粒径16nm、戸田工業社製)・・・18質量部
・下記構造式で表されるポリオキシエチレンラウリルエーテル(アニオン分散剤)・・・8質量部
C12H25−O−(CH2CH2O)18−H
・イオン交換水・・・74質量部
・上記作製したミルベース・・・100質量部
・グリセリン・・・10質量部
・1,3−ブタンジオール・・・30質量部
・フッ素系界面活性剤としてのパーフルオロアルキルカルボン酸塩(FT−150、株式会社ネオス製)・・・3質量部
・2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオール・・・0.3質量部
・防腐防黴剤(プロキセルLV、アベシア社製)・・・0.2質量部
・イオン交換水・・・52.5質量部
下記ミルベース処方及びインク処方に従って、実施例1と同様にして、インクジェット記録用イエローインクを作製した。なお、分散剤とフッ素系界面活性剤の比は、B/A=0.375であった。
・シリカ/ジスアゾイエロー無機有機複合顔料(無機顔料粒子/有機顔料の質量比=1/1、1次粒径16nm、戸田工業社製)・・・16質量部
・下記構造式で表されるラウリルエーテルサルフェートNa塩・・・8質量部
C12H25−O−SO3Na
・イオン交換水・・・74質量部
・上記作製したミルベース・・・100質量部
・グリセリン・・・10質量部
・1,3−ブタンジオール・・・25質量部
・フッ素系界面活性剤としての下記構造式で表されるパーフルオロアルキルスルホン酸塩(FT−110、株式会社ネオス製)・・・3質量部
・2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオール・・・0.3質量部
・防腐防黴剤(プロキセルLV、アベシア社製)・・・0.2質量部
・イオン交換水・・・57.5質量部
下記ミルベース処方及びインク処方に従って、実施例1と同様にして、インクジェット記録用マゼンタインクを作製した。なお、分散剤とフッ素系界面活性剤の比は、B/A=0.0375であった。
・シリカ/キナクリドン(C.I.PR122)無機有機複合顔料(無機顔料粒子/有機顔料の質量比=1/1、1次粒径16nm、戸田工業社製)・・・18質量部
・下記構造式で表されるポリオキシエチレンラウリルエーテル(ノニオン分散剤)・・・8質量部
C12H25−O−(CH2CH2O)45−H
・イオン交換水・・・74質量部
・上記作製したミルベース・・・100質量部
・グリセリン・・・10質量部
・1,3−ブタンジオール・・・30質量部
・フッ素系界面活性剤としてのパーフルオロアルキルカルボン酸塩(FT−150、株式会社ネオス製)・・・0.3質量部
C13H27−O−(CH2CH2O)3−CH2COONa
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール・・・4質量部
・2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオール・・・0.5質量部
・防腐防黴剤(プロキセルLV、アベシア社製)・・・0.2質量部
・イオン交換水・・・53質量部
下記ミルベース処方及びインク処方に従って、実施例1と同様にして、インクジェット記録用マゼンタインクを作製した。なお、分散剤とフッ素系界面活性剤の比は、B/A=2.0であった。
・シリカ/キナクリドン(C.I.PR122)無機有機複合顔料(無機顔料粒子/有機顔料の質量比=1/1、1次粒径16nm、戸田工業社製)・・・18質量部
・下記構造式で表されるポリオキシエチレンラウリルエーテル(ノニオン分散剤)・・・6質量部
C12H25−O−(CH2CH2O)45−H
・イオン交換水・・・76質量部
・上記作製したミルベース・・・100質量部
・グリセリン・・・8質量部
・1,3−ブタンジオール・・・25質量部
・フッ素系界面活性剤としてのパーフルオロアルキルカルボン酸塩(FT−150、株式会社ネオス製)・・・12質量部
・2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオール・・・0.5質量部
・防腐防黴剤(プロキセルLV、アベシア社製)・・・0.2質量部
・イオン交換水・・・50.3質量部
実施例及び比較例における、各インクジェット記録用インクを作製直後の体積平均粒径(d0)を表1に示す。測定はマイクロトラック社製UPA150を用いた。上記インクジェット記録用インクの体積平均粒径を測定後、密封状態で常温環境のもと静置保管し、1ヶ月経過後にUPA150を用いて測定を行って得られた体積平均粒径の値(d1)から、下記の変化率を算出した。
変化率(%)=(d1−d0)×100/d0
実施例及び比較例における、インクジェット記録用インク作製直後の粘度(e0)を表1に示す。測定は東機産業製RC−500を用いた。上記インクジェット記録用インク粘度を測定後、密封状態で常温環境のもと静置保管し、1ヶ月経過後にRC−500を用いて測定を行って得られた粘度の値(e1)から、下記の変化率を算出した。
変化率(%)=(e1−e0)×100/e0
実施例及び比較例における、各インクジェット記録用インクの表面張力を表1に示す。測定は協和界面科学製CBVP−Z型を用いた。
実施例及び比較例における、各インクジェット記録用インクのpHを、新電元工業製pHBOY−P2を用いて測定した。
実施例及び比較例における、各インクジェット記録用インクを、インクジェットプリンター(株式会社リコー製、IPSIO G707)に充填し、プリンタ動作中にキャップ、クリーニング等が行われないでどれだけ印字休止しても復帰できるかを調べ、どれだけの時間(秒)で噴射方向がずれるか、あるいは吐出液滴の重量が変化するかをもって、その信頼性を以下の評価基準で判定した。
〔評価基準〕
○:600秒以上
△:60秒以上、600秒未満(実使用可能なレベル)
×:60秒未満
実施例及び比較例における、各インクジェット記録用インクを、インクジェットプリンター(株式会社リコー製、IPSIO G707)に充填し、ワンパスでべた画像を印字した。印刷試験用紙は下記の普通紙を使用して印字乾燥後、明度を反射型カラー分光測色濃度計(X−Rite社製)で測定した。標準色(Japan color ver.2)の彩度の値(イエロー:91.34、マゼンタ:74.55、シアン:62.82)に対する測定した彩度の値(試験用紙3種の平均値)との比を算出し、下の評価基準にしたがって評価した。
〔印刷試験用紙〕
普通紙:マイペーパーSA(NBSリコー社製)
XEROX4024(富士ゼロックスオフィスサプライ社製)
PB紙(キヤノン社製)
〔評価基準〕
○:0.8以上
△:0.7以上0.8未満(実使用可能なレベル)
×:0.7未満
また、実施例10及び11は、分散剤の含有量をAとし、前記フッ素系界面活性剤の含有量をBとすると、両者の比(B/A)が0.05以上2.0未満を満たさないので、吐出安定性及び彩度の結果がやや劣るものの実使用可能なレベルであった。
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は、インクジェット記録方式による各種記録に適用することができ、例えば、インクジェット記録用プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファックス/コピア複合機、などに特に好適に適用することができる。
3 主支持ガイドロッド
4 従支持ガイドロッド
5 キャリッジユニット
6 ヘッド
6a 吐出面(ノズル面)
8 主走査モータ
9 駆動プーリ(駆動タイミングプーリ)
10 従動プーリ(アイドラプーリ)
11 タイミングベルト
12 底板
13,14 サブフレーム
15 搬送ローラ
16 用紙
17 副走査モータ
18,19 ギヤ
21 サブシステム
22 キャップ手段
23 ホルダ
24 リンク部材
25 係合部
26 吸引チューブ
27 吸引ポンプ
28 ワイパブレード
29 ブレードアーム
30 記録ユニット
31 電極
32 多数のノズル
41 カートリッジ本体
42 インク吸収体
43 ケース
44 上蓋部材
45 インク供給口
46 シールリング
47 大気開放
50 キャップ部材
55 フィルム状シール部材
A 空間
Claims (18)
- 少なくとも、無機顔料粒子を有機顔料及びカーボンブラックで被覆した色材粒子、下記構造式(1)及び下記構造式(2)の少なくともいずれかで表される分散剤、フッ素系界面活性剤、水溶性溶剤、及び水を含有することを特徴とする記録用インク。
A1-O−(CH2CH2O)j−H ・・・構造式(1)
ただし、前記構造式(1)中、A1は、アルキル基、ベンジル基、スチレン化フェノール基、ジスチレン化フェノール基、及びβ−ナフチル基のいずれかを表す。jは20〜60の整数を表す。
A1−O−(CH2CH2O)k−SO3M1 ・・・構造式(2)
ただし、前記構造式(2)中、A1は、上記構造式(1)と同じ意味を表す。kは5〜30の整数を表す。M1は、アルカリ金属、アンモニウム、ホスホニウム、及びアルカノールアミンのいずれかを表す。 - 無機顔料粒子が、二酸化チタン粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化鉄粒子、水酸化鉄粒子及び酸化スズ粒子から選択される少なくとも1種である請求項1に記載の記録用インク。
- 有機顔料が、アニリンブラック顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、モノアゾイエロー系顔料、ジスアゾイエロー系顔料及び複素環式イエロー系顔料から選択される少なくとも1種である請求項1から2のいずれかに記載の記録用インク。
- 色材粒子の1次粒径が、5〜100nmである請求項1から3のいずれかに記載の記録用インク。
- フッ素系界面活性剤が、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキルベタイン及びパーフルオロアルキルアミンオキサイド化合物から選択される少なくとも1種である請求項1から4のいずれかに記載の記録用インク。
- 構造式(1)及び構造式(2)の少なくともいずれかで表される分散剤の記録用インクにおける含有量をAとし、フッ素系界面活性剤の記録用インクにおける含有量をBとすると、両者の比(B/A)が0.05以上2.0未満である請求項1から5のいずれかに記載の記録用インク。
- 水溶性溶剤が、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3−ブタンジオール、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、ジプロピレングリコール、トリメチロールプロパン及び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6のいずれかに記載の記録用インク。
- 炭素数8以上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を含有する請求項1から7のいずれかに記載の記録用インク。
- ポリマー粒子を含有し、該ポリマー粒子は体積平均粒径が5〜200nmであり、かつ記録媒体に印字後、造膜性を有し、最低造膜温度が30℃以下である請求項1から8のいずれかに記載の記録用インク。
- pH調整剤を含有し、該pH調整剤がアルコールアミン類、アルカリ金属水酸化物、アンモニウム水酸化物、ホスホニウム水酸化物及びアルカリ金属炭酸塩から選択される少なくとも1種であり、かつ記録用インクのpHが7以上11未満である請求項1から9のいずれかに記載の記録用インク。
- 記録用インクの表面張力が35mN/m以下であり、かつ記録用インクの25℃での粘度が5mPa・s以上である請求項1から10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11のいずれかに記載の記録用インク。
- 請求項1から12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12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形成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14に記載のインクジェット記録装置。
- 請求項1から12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形成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16に記載のインクジェット記録方法。
- 記録媒体上に、請求項1から12のいずれかに記載の記録用インクを用いて形成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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