JP2008137156A - インクジェット記録用インクセット、およ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、重合性もしくは架橋性材料を含有してなる画像を形成するための記録液と、前記記録液とは組成が異なる処理液と、を含んで構成され、前記処理液の粘度が25℃において100mPa・s以上であるインクジェット記録用インクセット、並びに、前記処理液を、前記記録液で形成される画像と同一もしくは該画像よりも広い範囲に予め被記録媒体に付与した後、前記記録液を打滴して画像を形成するインクジェット記録方法。
【選択図】なし
Description
また、水と共に反応性モノマーや着色剤等を含有するインク組成物と凝集物を生じさせる凝集剤を含有する凝集溶液とを用い、記録媒体上に前記凝集溶液を付着させた後に前記インク組成物を付着させることが記載されたものがある(例えば、特許文献5参照)。さらに、光重合開始剤を含有する反応液を全面付与した後にモノマー含有のインク組成物を付与し、紫外線照射を行なうことが記載されたものもある(例えば、特許文献6参照)。
<1> 少なくとも、重合性もしくは架橋性材料を含有してなる画像を形成するための記録液と、前記記録液とは組成が異なる処理液と、を含んで構成され、前記処理液の粘度が25℃において100mPa・s以上であるインクジェット記録用インクセットである。
<2> 前記処理液が親油性溶剤を含み、前記親油性溶剤の含有量が前記処理液の全質量の50質量%以上である前記<1>に記載のインクジェット記録用インクセットである。
<3> 前記親油性溶剤は、沸点が100℃よりも高い高沸点有機溶媒である前記<2>に記載のインクジェット記録用インクセットである。
<4> 前記処理液が、(I)粘度が25℃において100mPa・s以上の重合性もしくは架橋性材料、(II)粘度が25℃において100mPa・s以上で沸点が100℃よりも高い高沸点有機溶媒、および(III)ポリマー、から選択される少なくとも1種を含み、且つ前記処理液の全質量に対する前記(I)〜(III)の成分の総含有量が50質量%以上である前記<1>乃至<3>のいずれか1項に記載のインクジェット記録用インクセットである。
<5> 前記記録液が着色剤を含む前記<1>乃至<4>のいずれか1項に記載のインクジェット記録用インクセットである。
<6> 前記処理液における着色剤の含有量が、全質量に対し0質量%以上1質量%未満である前記<1>乃至<5>のいずれか1項に記載のインクジェット記録用インクセットである。
<8> 前記記録液を少なくとも液滴a1及び液滴a2にて被記録媒体に打滴することで所望の画像を記録し、前記液滴a1と前記液滴a2とを重なり部分をもって打滴する前記<7>に記載のインクジェット記録方法である。
<9> 前記重なり部分における重なり率が10%以上90%以下である前記<8>に記載のインクジェット記録方法である。
<10> 前記液滴a1及び液滴a2の液滴サイズが、0.1ピコリットル以上100ピコリットル以下である前記<8>乃至<9>のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法である。
<11> 前記記録液の打滴後に活性エネルギーを前記画像に与えて前記重合性もしくは架橋性材料を重合もしくは架橋する前記<7>乃至<10>のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法である。
また、本発明のインクジェット記録方法は、上記インクセットを用い、前記処理液を、前記記録液で形成される画像と同一もしくは該画像よりも広い範囲に予め被記録媒体に付与した後、前記記録液を、インクジェットプリンタにおけるインク吐出口(ヘッド)から打滴して画像を形成することを特徴とする。
本発明においては、上記画像を形成するための記録液の付与前に、予め記録液と組成の異なる処理液を、被記録媒体上における前記記録液で打滴形成される画像と同一領域もしくは該画像より広い領域に付与する。
しかし、本発明のように、記録液の打滴の前に予め被記録媒体上に、高粘度の処理液を付与しておくことにより、液滴a1及び液滴a2が互いに重なり部分を有して付与されても液滴a1及び液滴a2間の合一が抑えられ、画像の滲み及び画像中の細線などの線幅バラツキの発生が効果的に防止されるので、均一幅で先鋭なライン形成が可能であり、反転文字など打滴密度の高いインクジェット画像の記録を細線等の微細像の再現よく行なうことができる。
例えば、被記録媒体として液体吸収性の低い非浸透性ないし緩浸透性の被記録媒体に画像を記録する場合に特に有効である。
ただし、本発明はこれらに限定されるものではなく、隣合う液滴が重なり合わない態様等においても用いることができる。
まず、本発明のインクセットについて詳細に説明する。
本発明のインクジェット記録用インクセットは、少なくとも、画像を形成するための記録液と、前記記録液とは組成が異なる処理液と、を含んで構成され、前記記録液は重合性もしくは架橋性材料を含有し、前記処理液は粘度が25℃において100mPa・s以上であることを特徴とする。
本発明における処理液は、粘度が25℃において100mPa・s以上であることを必須の要件とする。記録液で形成される画像と同一もしくは該画像よりも広い範囲に予め付与される処理液の粘度が、25℃において100mPa・s未満であると、反転文字など打滴密度の高いインクジェット画像を記録する際、細線等の微細像を良好に再現することができない。
また処理液は、インクジェットヘッドによる吐出や塗布等の方法により被記録媒体に付与する観点から、液状である必要がある。ここで「液状」とは、処理液の表面が完全に固体ではなく、流動性を持つ状態をいい、具体的には、普通紙などの浸透媒体を押し当てて、浸透媒体に処理液が転写したかどうかによって判断することができる。好ましくは、前記「液状」である粘度(25℃)として、10000mPa以下が好ましい。
より具体的には、
(I)粘度が25℃において100mPa・s以上(より好ましくは200mPa・s以上)の重合性もしくは架橋性材料
(II)粘度が25℃において100mPa・s以上(より好ましくは200mPa・s以上)で沸点が100℃よりも高い高沸点有機溶媒
(III)ポリマー(ポリマーは固形のものが多い)
から選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。また、処理液の全質量に対する前記(I)〜(III)の成分の総含有量は50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であること特に好ましい。
尚、これら処理液の組成の詳細(具体例等)については後述する。
(1)記録液の組成
本発明のインクジェット記録用インクセットに用いられる記録液の組成について説明する。記録液は、少なくとも画像を形成するための組成となるように構成され、少なくとも重合性もしくは架橋性材料を含み、必要に応じて重合開始剤、親油性溶剤、着色剤、及び他の成分を用いて構成することができる。
尚、記録液が着色剤を含有し、且つ後述の処理液の着色剤の含有量が0質量%以上1質量%未満である構成が好ましい。以下、記録液を構成する各成分について詳述する。
記録液は、画像を形成するための重合性もしくは架橋性材料の少なくとも一種を含有する。重合性もしくは架橋性材料は、後述する重合開始剤などから発生するラジカルなどの開始種により重合もしくは架橋反応を生起し、硬化する機能を有するものである。
単官能エポキシ化合物の例としては、フェニルグリシジルエーテル、p−tert−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、1,2−ブチレンオキサイド、1,3−ブタジエンモノオキサイド、1,2−エポキシドデカン、エピクロロヒドリン、1,2−エポキシデカン、スチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、3−メタクリロイルオキシメチルシクロヘキセンオキサイド、3−アクリロイルオキシメチルシクロヘキセンオキサイド、3−ビニルシクロヘキセンオキサイド等が挙げられる。
これらのエポキシ化合物のなかでも、芳香族エポキシド及び脂環式エポキシドが、硬化速度に優れるという観点から好ましく、特に脂環式エポキシドが好ましい。
ビニルエーテル化合物としては、ジ又はトリビニルエーテル化合物が、硬化性、被記録媒体との密着性、形成された画像の表面硬度などの観点から好ましく、特にジビニルエーテル化合物が好ましい。
オキセタン環を有する化合物としては、その構造内にオキセタン環を1〜4個有する化合物が好ましい。このような化合物を使用することで、記録液の粘度をハンドリング性の良好な範囲に維持することが容易となり、また、硬化後の被記録媒体との高い密着性を得ることができる。
オキセタン化合物の中でも、記録液の粘度と粘着性の観点から、オキセタン環を1〜2個有する化合物を使用することが好ましい。
ラジカル重合性モノマーとしては、(メタ)アクリレート類、(メタ)アクリルアミド類、芳香族ビニル類、等が挙げられる。ここで、(メタ)アクリレートは、「アクリレート」、「メタクリレート」の双方あるいはいずれかをさし、「(メタ)アクリル」は「アクリル」、「メタクリル」の双方あるいはいずれかをさす。
単官能の(メタ)アクリレートの具体例として、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、tert−オクチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−n−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−エチヘキシルジグリコール(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−クロロエチル(メタ)アクリレート、4−ブロモブチル(メタ)アクリレート、シアノエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ブトシキメチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、アルコキシメチル(メタ)アクリレート、アルコキシエチル(メタ)アクリレート、2−(2−メトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2−(2−ブトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2,2,2−テトラフルオロエチル(メタ)アクリレート、1H,1H,2H,2Hパーフルオロデシル(メタ)アクリレート、4−ブチルフェニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2,4,5−テトラメチルフェニル(メタ)アクリレート、4−クロロフェニル(メタ)アクリレート、フェノキシメチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジロキシブチル(メタ)アクリレート、グリシジロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジロキシプロピル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、
重合性もしくは架橋性材料の、記録液中における含有量としては、全固形分(質量)に対して、50〜99.6質量%の範囲が好ましく、70〜99.0質量%の範囲がより好ましく、80〜99.0質量%の範囲がさらに好ましい。
また、液滴中における含有量(即ち揮発成分を含んだ場合の含有量)としては、液滴の全質量に対して、20〜98質量%の範囲が好ましく、40〜95質量%の範囲がより好ましく、50〜90質量%の範囲が特に好ましい。
記録液は、重合開始剤の少なくとも一種を用いて好適に構成することができる。この重合開始剤は、活性光、熱、あるいはその両方のエネルギーの付与によりラジカルなどの開始種を発生し、既述の重合性もしくは架橋性材料の重合もしくは架橋反応を開始、促進させ、硬化する化合物である。尚、重合開始剤は記録液に含有せず、後述の処理液や或いはそれ以外の液体に含有させる態様としても好ましく、また記録液と処理液との両方に含有させる態様としても好ましい。
重合開始剤は、光の作用、又は増感色素の電子励起状態との相互作用を経て、化学変化を生じ、ラジカル、酸及び塩基のうちの少なくともいずれか1種を生成する化合物であり、中でも、露光という簡便な手段で重合開始させることができるという観点から前記光ラジカル発生剤、又は光酸発生剤であることが好ましい。
前記(g)アジニウム塩化合物の例としては、特開昭63−138345号、特開昭63−142345号、特開昭63−142346号、特開昭63−143537号、並びに特公昭46−42363号の各公報に記載のN−O結合を有する化合物群を挙げることができる。
本発明においては、重合開始剤の感度を向上させる目的で、増感剤(増感色素)を添加してもよい。好ましい増感色素の例としては、以下の化合物類に属しており、かつ350nmから450nm域に吸収波長を有するものを挙げることができる。
式(X)中、Ar1及びAr2はそれぞれ独立にアリール基を表し、−L3−による結合を介して連結している。ここでL3は−O−又は−S−を表す。また、Wは一般式(IX)に示したものと同義である。
式(XI)中、A2は硫黄原子又はNR59を表し、L4は隣接するA2及び炭素原子と共同して色素の塩基性核を形成する非金属原子団を表し、R53、R54、R55、R56、R57及びR58はそれぞれ独立に一価の非金属原子団の基を表し、R59はアルキル基又はアリール基を表す。
式(XIII)中、R66は置換基を有してもよい芳香族環又はヘテロ環を表し、A5は酸素原子、硫黄原子又は−NR67−を表す。R64、R65及びR67はそれぞれ独立に水素原子又は一価の非金属原子団を表し、R67とR64、及びR65とR67はそれぞれ互いに脂肪族性又は芳香族性の環を形成するため結合することができる。
さらに、感度を一層向上させる、あるいは酸素による重合阻害を抑制する等の作用を有する公知の化合物を共増感剤として加えてもよい。
共増感剤の例としては、アミン類、例えばM.R.Sanderら著「Journal of Polymer Society」第10巻3173頁(1972)、特公昭44−20189号公報、特開昭51−82102号公報、特開昭52−134692号公報、特開昭59−138205号公報、特開昭60−84305号公報、特開昭62−18537号公報、特開昭64−33104号公報、Research Disclosure 33825号記載の化合物等が挙げられ、具体的には、トリエタノールアミン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、p−ホルミルジメチルアニリン、p−メチルチオジメチルアニリン等が挙げられる。
また別の例としては、アミノ酸化合物(例、N−フェニルグリシン等)、特公昭48−42965号公報記載の有機金属化合物(例、トリブチル錫アセテート等)、特公昭55−34414号公報記載の水素供与体、特開平6−308727号公報記載のイオウ化合物(例、トリチアン等)、特開平6−250387号公報記載のリン化合物(ジエチルホスファイト等)、特開平8−65779号公報記載のSi−H、Ge−H化合物等が挙げられる。
記録液は、着色剤の少なくとも一種を用いて好適に構成することができる。尚、着色剤は、記録液以外に処理液やその他の液体に含有してもよいが、本発明のインクセットとしては、記録液に含有し且つ処理液の含有量が0質量%以上1質量%未満(より好ましくは含有しない)態様が好ましい。
・油溶性染料
油溶性染料としては、特に制限はなく、任意のものを選択して使用することができる。以下、油溶性染料を色相別に例示する。
イエロー染料としては、例えば、カップリング成分としてフェノール類、ナフトール類、アニリン類、ピラゾロン類、ピリドン類、開鎖型活性メチレン化合物類を有するアリールもしくはヘテリルアゾ染料;カップリング成分として開鎖型活性メチレン化合物類を有するアゾメチン染料;ベンジリデン染料やモノメチンオキソノール染料等のようなメチン染料;ナフトキノン染料、アントラキノン染料等のようなキノン系染料などが挙げられ、その他の染料種として、キノフタロン染料、ニトロ・ニトロソ染料、アクリジン染料、アクリジノン染料等を挙げることができる。
着色剤として、複数の液の混合時に凝集が生じやすい点で、顔料を用いる態様も好ましい。顔料としては、有機顔料、無機顔料のいずれも使用できるが、黒色顔料としては、カーボンブラック顔料等が好ましく挙げられる。また、一般には黒色、並びにシアン、マゼンタ、及びイエローの3原色の顔料が用いられるが、その他の色相、例えば、赤、緑、青、茶、白等の色相を有する顔料や金、銀色等の金属光沢顔料、無色又は淡色の体質顔料なども目的に応じて用いることができる。
本発明においては、2種類以上の有機顔料又は有機顔料の固溶体を組み合わせて用いることもできる。
親油性溶剤は、画像の滲み及び画像中の細線などの線幅バラツキの発生防止に効果的である。尚、「親油性」とは、水100ccに対して1g以下の溶解性を有する化合物をいう。
以下、記録液において好適な高沸点有機溶媒について説明する。
式〔S−1〕においてR1、R2及びR3は、各々独立して、炭素原子数1〜24(好ましくは4〜18)の脂肪族基(例えばn−ブチル、n−ヘキシル、n−オクチル、EH−オクチル、2−エチルヘキシル、3,3,5−トリメチルヘキシル、3,5,5−トリメチルヘキシル、n−ドデシル、n−オクタデシル、ベンジル、オレイル、2−クロロエチル、2,3−ジクロロプロピル、2−ブトキシエチル、2−フェノキシエチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、4−t−ブチルシクロヘキシル、4−メチルシクロヘキシル)、又は炭素原子数6〜24(好ましくは6〜18)のアリール基(例えばフェニル、クレジル、p−ノニルフェニル、キシリル、クメニル、p−メトキシフェニル、p−メトキシカルボニルフェニル)が好ましい。これらの中でも、R1、R2及びR3は特に、n−ヘキシル、n−オクチル、EH−オクチル、2−エチルヘキシル、3,5,5−トリメチルヘキシル、n−ドデシル、2−クロロエチル、2−ブトキシエチル、シクロヘキシル、フェニル、クレジル、p−ノニルフェニル、クメニルが好ましい。
a、b、cは各々独立に0又は1であり、より好ましくはa、b、cすべて1である。
R6はハロゲン原子(好ましくは塩素原子)、炭素原子数1〜18のアルキル基(例えばメチル、イソプロピル、t−ブチル、n−ドデシル)、炭素原子数1〜18のアルコキシ基(例えばメトキシ、n−ブトキシ、n−オクチルオキシ、メトキシエトキシ、ベンジルオキシ)、炭素原子数6〜18のアリールオキシ基(例えばフェノキシ、p−トリルオキシ、4−メトキシフェノキシ、4−t−ブチルフェノキシ)又は炭素原子数2〜19のアルコキシカルボニル基(例えばメトキシカルボニル、n−ブトキシカルボニル、2−エチルヘキシルオキシカルボニル)又は炭素原子数6〜25のアリールオキシカルボニル基が好ましい。これらの中でも、R6は更に、アルコキシカルボニル基が好ましく、特に、n−ブトキシカルボニルが好ましい。
dとしては0又は1が好ましい。
eは1〜4(更には1〜3)の整数が好ましい。
R7はe価の炭素原子数2〜24(好ましくは2〜18)の炭化水素基〔例えば前記R4について挙げた脂肪族基、n−オクチル、前記R4について挙げたアリール基、−(CH2)2−、
fは1〜4(更には1〜3)の整数が好ましい。
R9はf価の炭素原子数2〜24(好ましくは2〜18)の炭化水素基又はf価の炭素原子数4〜24(好ましくは4〜18)のエーテル結合で互いに連結した炭化水素基(例えば前記R7について挙げた基、1―メチル−2−メトキシエチル、2−ヘキシルデシル)が好ましく、これらの中でも、R9は特に、2−エチルヘキシル、2−ヘキシルデシル、1―メチル−2−メトキシエチル、
R10はg価の炭化水素基〔例えば、−CH2−、−(CH2)2−、−(CH2)4−、−(CH2)7−、−(CH2)8−、
R11は炭素原子数1〜24(好ましくは4〜18)の脂肪族基、又は炭素原子数6〜24(好ましくは6〜18)のアリール基(例えば前記R4について挙げた脂肪族基、アリール基)が好ましく、これらの中でも、R11は、更にアルキル基が好ましく、特に、n−ブチル、n−オクチル、2−エチルヘキシルが好ましい。
R13及びR14は、水素原子、炭素原子数1〜24(好ましくは1〜18)の脂肪族基(例えばメチル、エチル、イソプロピル、n−ブチル、n−ヘキシル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ドデシル、n−テトラデシル、シクロペンチル、シクロプロピル)又は炭素原子数6〜18(好ましくは6〜15)のアリール基(例えばフェニル、1−ナフチル、p−トリル)が好ましく、これらの中でも、R13及びR14は特に、メチル、エチル、n−ブチル、n−オクチル、n−テトラデシル、フェニルが好ましい。
R13とR14とが互いに結合し、Nとともにピロリジン環、ピペリジン環、モルホリン環を形成してもよく、R12とR13とが互いに結合し、Nとともにピロリドン環、ピペリジン環を形成してもよい。
Xは−CO−又は−SO2−であり、好ましくはXは−CO−である。
R16はハロゲン原子(好ましくはCl)、炭素原子数1〜24(好ましくは1〜18)の脂肪族基{より好ましくは、アルキル基(例えば前記R15について挙げたアルキル基)、炭素原子数3〜18(更に好ましくは5〜17)のシクロアルキル基(例えばシクロペンチル、シクロヘキシル)}、炭素原子数6〜32(好ましくは6〜24)のアリール基(例えばフェニル、p−トリル)、炭素原子数1〜24(好ましくは1〜18)のアルコキシ基(例えばメトキシ、n−ブトキシ、2−エチルヘキシルオキシ、ベンジルオキシ、n−ドデシルオキシ、n−ヘキサデシルオキシ)又は炭素原子数6〜32(好ましくは6〜24)のアリールオキシ基(例えばフェノキシ、p−t−ブチルフェノキシ、p−t−オクチルフェノキシ、m−ペンタデシルフェノキシ、p−ドデシルオキシフェノキシ)が好ましく、これらの中でも、R16は、更に炭素原子数1〜24の脂肪族基がより好ましく、特に炭素原子数1〜12の脂肪族基が好ましい。
hとしては1〜2の整数が好ましい。
R19の好ましい例は、前記R16と同じであり、これらの中でもR19は、更にアルキル基及びアルコキシ基がより好ましく、特に、n−オクチル、メトキシ、n−ブトキシ、n−オクチルオキシが好ましい。
iとしては1〜5の整数が好ましい。
R20とR21とが互いに結合し環を形成してもよく、形成される環としては、3〜10員環が好ましく、5〜7員環が特に好ましい。
jは1又は2を表し、好ましくは、jは1である。
ここで、下記高沸点有機溶媒の沸点は、減圧蒸留時の沸点から常圧に換算した値である。尚、下記具体例において、沸点の記載のないものは170℃で沸騰しないことが確認されたものであり、25℃における粘度の記載のないものは25℃で固体であることを表す。
記録液には、上記した成分以外に公知の添加剤などを目的に応じて併用することができる。
記録液は、所望の表面張力が得られるように組成を選択すればよいが、これらの記録液に界面活性剤を添加することが好ましい。
界面活性剤としては、例えば、特開昭62−173463号、同62−183457号の各公報に記載されたものが挙げられる。具体的には、例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類、第4級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤が挙げられる。尚、前記公知の界面活性剤の代わりに有機フルオロ化合物を用いてもよい。前記有機フルオロ化合物は、疎水性であることが好ましい。前記有機フルオロ化合物としては、例えば、フッ素系界面活性剤、オイル状フッ素系化合物(例、フッ素油)及び固体状フッ素化合物樹脂(例、四フッ化エチレン樹脂)が含まれ、特公昭57−9053号(第8〜17欄)、特開昭62−135826号の各公報に記載されたものが挙げられる。
これらの界面活性剤の添加量は、記録液の全体の0.2〜10質量%が好ましく、0.5〜8質量%が更に好ましく、1〜5質量%が特に好ましい。
重合性もしくは架橋性材料を含有することを必須とする記録液には、保存中における好ましくない重合を抑制する目的で、貯蔵安定剤を添加することができる。貯蔵安定剤は、記録液中の他成分に可溶性のものを用いることが好ましい。
導電性塩類は、導電性を向上させる固体の化合物である。本発明においては、保存時に析出する懸念が大きいために実質的に使用しないことが好ましいが、導電性塩類の溶解性を上げたり、液体成分に溶解性の高いものを用いたりすることで溶解性がよい場合には、適当量添加してもよい。
前記導電性塩類の例としては、チオシアン酸カリウム、硝酸リチウム、チオシアン酸アンモニウム、ジメチルアミン塩酸塩などが挙げられる。
本発明においては、必要に応じて公知の溶剤を用いることができる。溶剤としては、液体の極性や粘度、表面張力、着色剤の溶解性・分散性の向上、導電性の調整、及び印字性能の調整などの目的で使用できる。
尚、溶剤は、非水溶性の液体であって水性溶媒を含有しないことが、速乾性及び線幅の均一な高画質画像を記録する点で好ましいことから、中でも既述した高沸点有機溶媒を用いた構成とするのが望ましい。
さらに、ポリマー、表面張力調整剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、pH調整剤等の公知の添加剤を併用することができる。
表面張力調整剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、pH調整剤に関しては、公知の化合物を適宜選択して用いればよく、具体的には例えば、特開2001−181549号公報に記載されている添加剤などを用いることができる。
また処理液は、少なくとも前記記録液と組成が異なるように構成され、必要に応じて重合性もしくは架橋性材料、重合開始剤、親油性溶剤、着色剤、及び他の成分を用いて構成することができる。好ましくは親油性溶剤(特に好ましくは沸点が100℃よりも高い高沸点有機溶媒)を含有する。また、前述の記録液が着色剤を含有し、且つ処理液が着色剤の含有量が0質量%以上1質量%未満である構成が好ましい。
(I)粘度が25℃において100mPa・s以上(より好ましくは200mPa・s以上)の重合性もしくは架橋性材料
(II)粘度が25℃において100mPa・s以上(より好ましくは200mPa・s以上)で沸点が100℃よりも高い高沸点有機溶媒
(III)ポリマー
から選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。また、処理液の粘度を調整する観点では上記高粘度の成分を適宜選択して用いることができ、処理液の全質量に対する前記(I)〜(III)の成分の総含有量は50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であること特に好ましい。
尚、上記(I)〜(III)の高粘度の組成物の中でも、処理液の粘度を調整する観点では、重合性もしくは架橋性化合物、またはポリマーが特に好ましく用いられる。重合性もしくは架橋性化合物、またはポリマーを用いることにより、硬化後の形成後の膜強度を落とさずに本発明の効果を発揮できるとの利点が得られ好ましい。
処理液の粘度を前記範囲に制御する観点からは、重合性もしくは架橋性材料として、前記(I)に示すとおり、粘度が25℃において100mPa・s以上(より好ましくは200mPa・s以上)である高粘度の重合性もしくは架橋性材料を用いることが好ましい。
尚、上記高粘度の重合性もしくは架橋性材料の具体例を以下に示すがこれに限定されるものではない。
重合性もしくは架橋性材料の、処理液中における含有量としては、全固形分(質量)に対して、50〜99.6質量%の範囲が好ましく、60〜99.0質量%の範囲がより好ましく、70〜99.0質量%の範囲がさらに好ましい。
処理液は、重合開始剤の少なくとも一種を用いて構成することができる。具体例としては、前述の記録液に好適に用いられる重合開始剤として列挙したものと同様のものを用いることができる。
処理液には、着色剤を含有させることもできるが、記述の通り、本発明のインクセットとしては、記録液に含有し且つ処理液の含有量が0質量%以上1質量%未満である態様が好ましい。処理液中における着色剤の含有量は、1質量%未満が好ましく、0.5質量%以下が更に好ましく、含有しないことが特に好ましい。
尚、処理液中に着色剤を含有させる場合には、前述の記録液に好適に用いられる着色剤として列挙したものと同様のものを用いることができる。
親油性溶剤としては、高沸点有機溶媒、既述の重合性の化合物(重合性もしくは架橋性材料)などが挙げられる。
処理液の粘度を前記範囲に制御する観点からは、高沸点有機溶媒として、前記(II)に示すとおり、粘度が25℃において100mPa・s以上(より好ましくは100mPa・s以上)である高粘度の高沸点有機溶媒を用いることが好ましい。
尚、上記高粘度の高沸点有機溶媒の具体例を以下に示すがこれに限定されるものではない。以下に示す(SH−1)〜(SH−27)の具体例は、何れも沸点が100℃以上である。
処理液の粘度を前記範囲に制御する観点からは、前記(III)に示すとおり、ポリマーを用いることが好ましい。ポリマーは固形のものが多く、添加、溶解して本発明の処理液の物性の範囲になるものが好適に用いられる。
上記高粘度のポリマーの具体例を以下に示すが、これに限定されるものではない。
以下に示す具体例中の共重合体の共重合比は、モル比である。
P−2) ポリエチルメタクリレート
P−3) ポリイソプロピルメタクリレート
P−4) ポリメチルクロロアクリレート
P−5) ポリ(2−tert−ブチルフェニルアクリレート)
P−6) ポリ(4−tert−ブチルフェニルアクリレート)
P−7) エチルメタクリレート−n−ブチルアクリレート共重合体(70:30)
P−8) メチルメタクリレート−アクリルニトリル共重合体(65:35)
P−9) メチルメタクリレート−スチレン共重合体(90:10)
P−10) N−tert−ブチルメタクリルアミド−メチルメタクリレート−アクリル酸共重合体(60:30:10)
P−11) メチルメタクリレート−スチレン−ビニルスルホンアミド共重合体(70:20:10)
P−12) メチルメタクリレート−シクロヘキシルメタクリレート共重合体(50:50)
P−13) メチルメタクリレート−アクリル酸共重合体(95:5)
P−15) メチルメタクリレート−N−ビニル−2−ピロリドン共重合体(90:10)
P−16) ポリ(N−sec−ブチルアクリルアミド)
P−17) ポリ(N−tert−ブチルアクリルアミド)
P−18) ポリシクロヘキシルメタクリレート−メチルメタクリレート共重合体(60:40)
P−19) n−ブチルメタクリレート−メチルメタクリレート−アクリルアミド共重合体(20:70:10)
P−20) ジアセトンアクリルアミド−メチルメタクリレート共重合体(20:80)
P−21) N−tert−ブチルアクリルアミド−メチルメタクリレート共重合体(40:60)
P−22) ポリ(N−n−ブチルアクリルアミド)
P−23) tert−ブチルメタクリレート−N−tert−ブチルアクリルアミド共重合体(50:50)
P−24) tert−ブチルメタクリレート−メチルメタクリレート共重合体(70:30)
P−25) ポリ(N−tert−ブチルメタクリルアミド)
P−26) N−tert−ブチルアクリルアミド−メチルメタクリレート共重合体(60:40)
P−27) メチルメタクリレート−アクリロニトリル共重合体(70:30)
P−28) メチルメタクリレート−スチレン共重合体(75:25)
P−29) メチルメタクリレート−ヘキシルメタクリレート共重合体(70:30)
P−31) ポリ(2−クロロフェニルアクリレート)
P−32) ポリ(4−クロロフェニルアクリレート)
P−33) ポリ(ペンタクロロフェニルアクリレート)
P−34) ポリ(4−エトキシカルボニルフェニルアクリレート)
P−35) ポリ(4−メトキシカルボニルフェニルアクリレート)
P−36) ポリ(4−シアノフェニルアクリレート)
P−37) ポリ(4−メトキシフェニルアクリレート)
P−38) ポリ(3,5−ジメチルアダマンチルアクリレート)
P−39) ポリ(3−ジメチルアミノフェニルアクリレート)
P−40) ポリ(2−ナフチルアクリレート)
P−41) ポリ(フェニルアクリレート)
P−42) ポリ(N,N−ジブチルアクリルアミド)
P−43) ポリ(イソヘキシルアクリルアミド)
P−44) ポリ(イソオクチルアクリルアミド)
P−45) ポリ(N−メチル−N−フェニルアクリルアミド)
P−46) ポリ(アダマンチルメタクリレート)
P−47) ポリ(sec−ブチルメタクリレート)
P−48) N−tert−ブチルアクリルアミド−アクリル酸共重合体(97:3)
P−49) ポリ(2−クロロエチルメタクリレート)
P−51) ポリ(2−シアノメチルフェニルメタクリレート)
P−52) ポリ(4−シアノフェニルメタクリレート)
P−53) ポリ(シクロヘキシルメタクリレート)
P−54) ポリ(2−ヒドロキシプロピルメタクリレート)
P−55) ポリ(4−メトキシカルボニルフェニルメタクリレート)
P−56) ポリ(3,5−ジメチルアダマンチルメタクリレート)
P−57) ポリ(フェニルメタクリレート)
P−58) ポリ(4−ブトキシカルボニルフェニルメタクリルアミド)
P−59) ポリ(4−カルボキシフェニルメタクリルアミド)
P−60) ポリ(4−エトキシカルボニルフェニルメタクリルアミド)
P−61) ポリ(4−メトキシカルボニルフェニルメタクリルアミド)
P−62) ポリ(シクロヘキシルクロロアクリレート)
P−63) ポリ(エチルクロロアクリレート)
P−64) ポリ(イソブチルクロロアクリレート)
P−65) ポリ(イソプロピルクロロアクリレート)
P−66) ポリ(フェニルアクリルアミド)
P−67) ポリ(シクロヘキシルアクリルアミド)
P−68) ポリ(フェニルメタクリルアミド)
P−69) ポリ(シクロヘキシルメタクリルアミド)
P−70) ポリ(ブチレンアジペート)
P−71) ポリスチレン
P−72) ポリ(α−メチルスチレン)
P−73) ポリ(β−メチルスチレン)
P−74) ポリ(4−クロロスチレン)
P−75) ポリ(4−メトキシスチレン)
P−76) ポリ(4−メチルスチレン)
P−77) ポリ(2,4−ジメチルスチレン)
P−78) ポリ(4−イソプロピルスチレン)
P−79) ポリ(4−t−ブチルスチレン)
P−80) ポリ(3,4−ジクロロスチレン)
P−81) ポリ(N−エチルアクリルアミド)
P−82) ポリ(N−n−オクチルアクリルアミド)
P−83) ポリ(N−t−オクチルアクリルアミド)
P−84) ポリ(N−ラウリルアクリルアミド)
P−85) ポリ(N−メトキシエチルアクリルアミド)
P−86) ポリ(N−ラウリルメタクリルアミド)
P−87) ポリ(t−ブチルアクリレート)
P−88) ポリ(t−ブチルメタクリレート)
ポリマーの処理液中における添加量としては、該処理液の全質量に対して、1〜30質量%の範囲が好ましく、2〜20質量%がより好ましく、5〜15質量%が特に好ましい。
処理液には、上記した成分以外に公知の添加剤などを目的に応じて併用することができる。
処理液は、所望の表面張力が得られるように組成を選択すればよいが、これらの処理液に界面活性剤を添加することが好ましい。界面活性剤としては、前述の記録液に好適に用いられる界面活性剤として列挙したものと同様のものを用いることができ、またその好ましい添加量の範囲も記録液と同様である。但し、処理液への添加量は記録液への添加量より多いことが好ましい。
処理液には、前述の記録液と同様にして、貯蔵安定剤、導電性塩類、溶剤等を用いることができる。また、表面張力調整剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、pH調整剤等の公知の添加剤を併用することができる。
(i)記録液及び処理液が重合性もしくは架橋性材料を含み、処理液が更に重合開始剤を含む形態
(ii)記録液が重合性もしくは架橋性材料及び着色剤を含み、処理液が重合性もしくは架橋性材料及び重合開始剤を含むと共に着色剤の含有量が0質量%以上1質量%未満である形態
(iii)記録液が重合性もしくは架橋性材料及び着色剤を含み、処理液が重合性もしくは架橋性材料、重合開始剤、及び親油性溶剤を含むと共に着色剤の含有量が0質量%以上1%未満である形態
などが挙げられる。
上記において、重合開始剤は、本発明に係る処理液に含有すると共に、本発明の効果を阻害しない範囲において記録液に含有されていてもよい。
本発明のインクジェット記録用インクセットに用いられる記録液と処理液とは、被記録媒体上に目的の大きさの記録液ドットを形成する観点から、処理液は界面活性剤を含有することが好ましく、下記の条件(A)、(B)及び(C)の全てを満たすことが好ましい。
(A)処理液の表面張力は、インクジェット記録用インクセットに含まれるいずれかの記録液の表面張力よりも小さい。
(B)処理液に含まれる界面活性剤のうち少なくとも1種類は、
γs(0)−γs(飽和)>1mN/m
の関係を満たす。
(C)処理液の表面張力は、
γs<(γs(0)+γs(飽和)最大)/2
の関係を満たす。
本発明において、前述の通り、被記録媒体上に目的の大きさの記録液ドットを形成するためには、処理液の表面張力γsは、インクジェット記録用インクセットに含まれるいずれかの記録液の表面張力γkよりも小さくすることが好ましい。
さらに、着滴から露光までの間の記録液ドットの拡大をより効果的に防ぐ観点から、γs<γk−3(mN/m)がより好ましく、γs<γk−5(mN/m)が特に好ましい。
また、フルカラーの画像を印字する場合は、画像の鮮鋭性を向上させる観点から、処理液の表面張力γsは、少なくとも視感度の高い着色剤を含有する記録液の表面張力よりも小さくすることが好ましく、インクジェット記録用インクセットに含まれる全ての記録液の表面張力より小さいことがより好ましい。尚、ここで視感度の高い着色剤とは、マゼンタ、ブラック、又はシアンの色を呈する着色剤が挙げられる。
そのため、記録液の表面張力γkは、吐出安定性を得る観点から15mN/m以上であることが好ましい。一方、インクジェットヘッドとの濡れ性が悪くなり不吐出の問題が生じる場合もあることから、良好な吐出適正を得る観点で、記録液の表面張力γkは50mN/m以下であることが好ましい。尚、18mN/m以上40mN/m以下がより好ましく、20mN/m以上38mN/m以下が特に好ましい。
また、処理液においても、被記録媒体への付与をインクジェットヘッドによる吐出で行う場合には、その表面張力γsが上記範囲であることが好ましい。
本発明において、被記録媒体上に目的の大きさの記録液ドットを形成するためには、処理液は少なくとも1種類以上の界面活性剤を含有することが好ましい。尚、この場合は、処理液に含まれる界面活性剤のうち少なくとも1種類は、下記の条件(B)を満たすことが好ましい。
γs(0)−γs(飽和)>1mN/m …条件(B)
γs<(γs(0)+γs(飽和)最大)/2 …条件(C)
γs<γs(0)−3×{γs(0)−γs(飽和)}/4
の関係を満たすことがより好ましく、
γs≦γs(飽和)
の関係を満たすことが特に好ましい。
ここでいう界面活性剤は、ヘキサン、シクロヘキサン、p−キシレン、トルエン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、ブチルカルビトール、シクロヘキサノン、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、1,2−ヘキサンジオール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、イソプロパノール、メタノール、水、イソボニルアクリレート、1,6−ヘキサンジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレートのうち少なくとも1種類の溶媒に対して強い表面活性を有する物質であり、好ましくは、ヘキサン、トルエン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、イソボニルアクリレート、1,6−ヘキサンジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレートのうち少なくとも1種類の溶媒に対して強い表面活性を有する物質であり、さらに好ましくは、プロピレングリコールモノメチルエーテル、イソボニルアクリレート、1,6−ヘキサンジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレートのうち少なくとも1種類の溶媒に対して強い表面活性を有する物質であり、特に好ましくは、イソボニルアクリレート、1,6−ヘキサンジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレートのうち少なくとも1種類の溶媒に対して強い表面活性を有する物質である。
(手順)
上記に列挙した溶媒から1種類の溶媒を選択し、該溶媒の表面張力γ(0)溶媒を測定する。前記γ(0)溶媒を求めた溶媒と同じ液に該化合物を添加し、該化合物の濃度を0.01質量%ずつ増加させ、表面張力の変化が0.01mN/m以下になったときの溶液の表面張力γ(飽和)溶媒を測定する。前記γ(0)溶媒と前記γ(飽和)溶媒の関係が、
γ(0)溶媒 − γ(飽和)溶媒 > 1mN/m
であれば、該化合物は該溶媒に対して強い表面活性を有する物質であると判断する。
また、本発明においては、記録液の打滴前に予め付与しておくための処理液のsp値を35以下とすると共に、記録液と処理液との間のsp値の差を10以下とすることが好ましい。
sp値が35以下であると、処理液は、例えば記録液を「液滴a1、液滴a2・・・」とそれぞれ重なり部分を有するように打滴した場合、それぞれの液滴a1、液滴a2・・・間の親和性が増大し、液滴同士の合一を抑止でき、画像の滲み及び画像中の細線などの線幅バラツキの発生をより効果的に防止することができる。
処理液において、前記sp値としては、30以下がより好ましく、25以下が特に好ましい。
記録液と処理液との間のsp値の差としては、さらに5以下がより好ましい。
(記録液の打滴及び処理液の付与)
本発明のインクジェット記録方法においては、既述の記録液を、インクジェットノズル等を用いて打滴するようにし、処理液については、インクジェットノズルを用いた噴射による付与や、塗布等の他の手段によって付与することができる。尚、本発明の処理液は、その25℃における粘度が100mPa・s以上と高粘度であるため、インクジェットノズル等を用いた打滴においては吐出安定性にかけることがあり、その場合には塗布等の他の手段によって付与することが好ましい。
以下、被記録媒体上に処理液を付与する際の付与手段について説明する。
塗布装置を用いて、処理液を被記録媒体上に塗布し、その後に記録液をインクジェットノズルにより打滴することによって、画像記録する態様は好適である。
また、インクジェットノズルは、特に制限はなく、公知のノズルから目的等に応じて適宜選択することができる。尚、インクジェット記録方式については後述する。
インクジェットノズルによって処理液を、液滴b1、液滴b2、液滴b3、・・・液滴bnとなるように連続して(或いは同時に)噴射し、その後に記録液を、液滴a1、液滴a2、液滴a3、・・・液滴anとなるようにインクジェットノズルにより打滴することによって、画像記録する態様は好適である。インクジェットノズルについては、前記同様である。
本発明においては、例えば、静電誘引力を利用してインクを吐出させる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用するドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)、電気信号を音響ビームに変えインクに照射して放射圧を利用してインクを吐出させる音響インクジェット方式、インクを加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマルインクジェット(バブルジェット(登録商標))方式、等の公知の方式が好適である。
尚、インクジェット記録方式には、フォトインクと称する濃度の低いインクを小さい体積で多数射出する方式、実質的に同じ色相で濃度の異なる複数のインクを用いて画質を改良する方式や無色透明のインクを用いる方式が含まれる。
中でも、重なり率は、20%以上80%以下であるのが好ましく、30%以上70%以下であるのが好ましい。
本発明のインクジェット記録方法においては、被記録媒体として、浸透性の記録媒体、非浸透性の記録媒体、及び緩浸透性の記録媒体のいずれも使用することができる。中でも、本発明の効果がより顕著に奏される観点から、非浸透性ないし緩浸透性の記録媒体が好ましい。
非浸透性ないし緩浸透性の記録媒体としては、例えば、アート紙、合成樹脂、ゴム、樹脂コート紙、ガラス、金属、陶器、木材等が挙げられる。また、機能付加の目的で、これら材質を複数組み合わせて複合化した基材も使用できる。
本発明において、上記のように予め処理液を付与しておき、その後に少なくとも記録液を打滴した後には、優れた定着性を得る観点から、活性エネルギーを付与することで記録画像を固定化する工程を設けることができる。活性エネルギーの付与により、含まれる重合性もしくは架橋性材料の重合もしくは架橋による硬化反応を促進させ、より強固な画像をより効率よく形成することができる。例えば重合開始剤を含む系では、活性光や加熱などの活性エネルギーの付与により重合開始剤の分解による活性種の発生が促進されると共に、活性種の増加や温度上昇により、活性種に起因する重合性もしくは架橋性材料の重合もしくは架橋による硬化反応が促進される。
エネルギーの付与は、活性光の照射、又は加熱によって好適に行なうことができる。
加熱は、非接触型の加熱手段を使用して行なうことができ、オーブン等の加熱炉内を通過させる加熱手段や、紫外光〜可視光〜赤外光等の全面露光による加熱手段等が好適である。加熱手段としての露光に好適な光源としては、メタルハライドランプ、キセノンランプ、タングステンランプ、カーボンアーク灯、水銀灯等が挙げられる。
次に、被記録媒体に画像を形成する本発明の原理について、図1を参照して一例を説明する。尚、以下においては、記録液に着色剤を含有し且つ処理液に着色剤を含有しない態様を例に説明する。
まず、図1(a)に示すように、処理液を記録媒体16に付与し、記録媒体16の表面に処理液からなる液体膜81を形成する。このような処理液の付与態様は、打滴(「吐出」ともいう)及び塗布等のいかなる態様であってもよい。
さらに、図1(d)に示すように、記録媒体16上の処理液からなる液体膜81が存在する領域内であって、先に打滴した液滴82aの着弾位置の近傍に、記録液の液滴82b(液滴a2)を打滴する。図1(e)に示すように、液滴82bも液体膜81に埋没させる。
仮に処理液からなる液体膜81が記録媒体16上に無い状態で記録液の複数の液滴82a、82bを打滴した場合には、気液界面の表面積を小さくしようとして、すなわち表面エネルギーを最小化しようとして、記録液の複数の液滴82a、82b同士が合一するという打滴干渉が発生するが、本発明では、このような打滴干渉が回避されることになる。
図2は、画像記録装置10の一例を示す全体構成図である。この画像記録装置10は、記録媒体16上に液体膜を形成するための処理液、及び記録液を、所定の記録媒体16に付与して、所望の画像を記録媒体16に形成するものである。
記録媒体としては、特に浸透性がない記録媒体(例えば、OPP(Oriented Polypropylene Film)、CPP(Casted Polyproptlene Film)、PE(polyethylene)、PET(Polyethylene terephthalate)、浸透性が低い軟包材、ラミネート紙、コート紙、アート紙など)を用いたときに良好な画像を形成することができる。
また、画像記録装置10は、液体付与部12に供給する処理液及びインクを貯蔵しておく液体貯蔵/装填部14と、記録媒体16を供給する給紙部18と、記録媒体16のカールを除去するデカール処理部20と、液体付与部12の吐出面に対向して配置され、記録媒体16の平面性を保持しながら記録媒体16を搬送するベルト搬送部22と、液体付与部12によるインク(記録液)の打滴結果(インク滴の着弾状態である)としての画像を読み取る画像検出部24と、記録済みの記録媒体を外部に排出する排紙部26を備えている。
図3において、液体付与部12は、記録媒体16に処理液を塗布する処理液用の塗布装置12P、及び、シングルパスで記録媒体16にインクを打滴するインク用の打滴ヘッド12Y、12M、12C、12Kによって構成されている。
また、本発明においては、処理液の記録媒体上への付与手段として、インクジェットヘッドによる打滴や、その他の手段を用いてもよい。
また、媒体搬送方向Sに沿って、上流側(図3の右側)から、処理液(P)、イエロ色のインク(Y)、シアン色のインク(C)、マゼンタ色のインク(M)、黒色のインク(K)の順に、各液体に対応した塗布装置(ロッドコーター)12P、および打滴ヘッド12Y、12C、12M、12Kが配置されており、記録媒体16上にカラーの画像を形成し得る。
図4(a)は、図3に示した打滴ヘッド12Y、12C、12M、12Kを代表する打滴ヘッドに符号50を付して、その打滴ヘッド50の基本的な全体構造の一例を示す平面透視図である。
図4(a)に一例として示す打滴ヘッド50は、いわゆるフルライン型のヘッドであり、記録媒体16の搬送方向(図中に矢印Sで示す副走査方向)と直交する方向(図中に矢印Mで示す主走査方向)において、記録媒体16の幅Wmに対応する長さにわたり、記録媒体16に向けて液体を吐出する多数のノズル51(液体吐出口)を2次元的に配列させた構造を有している。
図4(b)に示すように、各圧力室52は液体供給口53を介して共通液室55と連通している。共通液室55は図示を省略した液体供給源たるタンクと連通しており、そのタンクから供給される液体が共通液室55を介して各圧力室52に分配供給される。
圧電アクチュエータ58の個別電極57に所定の駆動電圧が印加されると、圧電体58aが変形して圧力室52の容積が変化し、これに伴う圧力室52内の圧力の変化によって、ノズル51から液体が吐出される。液体吐出後、圧力室52の容積が元に戻ると共通液室55から液体供給口53を通って新しい液体が圧力室52に供給される。
図5は、画像記録装置10における液体供給系統の構成を示した概要図である。
液体タンク60は、打滴ヘッド50に液体を供給するための基タンクである。液体タンク60と打滴ヘッド50を繋ぐ管路の途中には、液体タンク60から打滴ヘッド50へ液体を送液する液体供給ポンプ62が設けられている。液体タンク60、打滴ヘッド50及び両者を繋ぐ管路は温度検出手段とヒーターにより内部の液体とともに温度調節されることが好ましい。このときの液体温度は40℃〜80℃に調節されることが好ましい。
また、好ましくは、キャップ64の内側が仕切壁によってノズル列に対応した複数のエリアに分割されており、これら仕切られた各エリアをセレクタ等によって選択的に吸引できる構成とする。
吸引ポンプ67は、打滴ヘッド50の吐出面50aをキャップ64が覆った状態で、その打滴ヘッド50のノズル51から液体を吸引し、吸引した液体を回収タンク68へ送液する。
ここで、ノズル51からの吐出について整理しておくと、第1に、紙などの記録媒体に画像形成するために記録媒体に向けて行なう通常の吐出があり、第2に、キャップ64を液体受けとしてそのキャップ64に向けて行なうパージ(空吐出ともいう)がある。
ここで、打滴ヘッド50、液体タンク60、液体供給ポンプ62、キャップ64、クリーニングブレード66、吸引ポンプ67、回収タンク68、及びこれらを繋ぐ液体流路、並びにその他液体が直接触れる部材及び機器は、耐溶解性、耐膨潤性を持つことが好ましい。またこれらの部材及び機器は遮光性を持つことが好ましい。
図6は、画像記録装置10のシステム構成を示す要部ブロック図である。
図6において、画像記録装置10は、主として、液体付与部12、画像検出部24、UV光源27、通信インターフェース110、システムコントローラ112、メモリ114、152、搬送用のモータ116、モータドライバ118、ヒータ122、ヒータドライバ124、媒体種別検出部132、インク種別検出部134、照度検出部135、環境温度検出部136、環境湿度検出部137、媒体温度検出部138、給液部142、給液ドライバ144、プリント制御部150、ヘッドドライバ154、及び、光源ドライバ156を含んで構成されている。
尚、液体付与部12、画像検出部24、及び、UV光源27については、それぞれ図2に記載したものと同一であり既に説明したので、ここでは説明を省略する。
環境温度検出部136は、外気又は画像記録装置内の温度を検出するものである。環境温度検出態様としては例えば装置外部又は装置内部に温度センサを設けて検出する態様がある。
環境湿度検出部137は、外気又は画像記録装置内の湿度を検出するものである。環境湿度検出態様としては例えば装置外部又は装置内部に湿度センサを設けて検出する態様がある。
媒体温度検出部138は、記録媒体の画像形成時の温度を検出するものである。媒体温度検出態様には各種ある。例えば、図2のベルト搬送部22に接触式の温度センサを設けて検出する態様、記録媒体16の上方に非接触式の温度センサを設けて検出する態様がある。
給液ドライバ144は、液体付与部12に液体が供給されるように、給液部142を構成する給液ポンプ62などを駆動する回路である。
また、プリント制御部150は、媒体種別検出部132によって検出された媒体種別及びインク種別検出部134によって検出されたインク種別に基づいて、処理液によって記録媒体上に形成される液体膜の厚さを決定し、ヘッドドライバ154を用いて、処理液の塗布量を制御することにより、液体膜の厚さを切り換える。
プリント制御部150には第2のメモリ152が付随しており、プリント制御部150における画像処理時に打滴データ等が第2のメモリ152に一時的に格納される。
PB15:3(IRGALITE BLUE GLO;チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)16g、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA;ダイセル・サイテック(株)製)48g、及びBYK−168(ビックケミー社製)16gを混合し、スターラーで1時間攪拌した。攪拌後の混合物をアイガーミルにて分散し、顔料分散物P−1を得た。
尚、分散条件は、直径0.65mmのジルコニアビーズを70%の充填率で充填し、周速を9m/sとし、分散時間1時間とした。
下記組成物を攪拌混合し溶解して、インクジェット記録用液体I−1を調製した。尚、得られた液体I−1のsp値は20であり、表面張力は32N/mであった。
・上記の顔料分散物P−1 … 3.75g
・1,6ヘキサンジオールジアクリレート(重合性化合物)…11.25g
(HDDA;ダイセル・サイテック(株)製)
下記組成物を攪拌混合し溶解して、インクジェット記録用液体II−1を調製した。尚、液体II−1のsp値は20であり、表面張力は23N/mであった。
・1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(重合性化合物)…11.7g
(HDDA;ダイセル・サイテック(株)製)
・下記重合開始剤−1 …1.5g
(Irg907チバスペシャリティーケミカルズ社製)
・下記増感剤−1 …0.75g
(ダロキュアITXチバスペシャリティーケミカルズ社製)
・下記増感剤−1 …0.75g
(ダロキュアEDBチバスペシャリティーケミカルズ社製)
・メガファックF781F …0.3g
(大日本インキ化学工業株式会社製)
尚、液体の25℃における粘度は、記述の通り、25℃に保ってラボ用ハンディ型デジタル粘度計ビスコスティック(マルヤス工業(株)製)により測定した。
前記液体II−1の調製の際、重合性化合物である1,6ヘキサンジオールジアクリレートを以下の表2に示す高沸点有機溶媒に等重量で置き換えた以外は液体II−1の調製と同様にして、液体II−11〜II−18を調製した。尚、液体II−11〜II−18のsp値および表面張力はII−1と同様であった。また、液体II−11〜II−18の25℃における粘度を下記表2に示す。
前記液体II−1の調製の際に用いた、重合性化合物である1,6ヘキサンジオールジアクリレート(11.7g)のうち、15質量%を以下の表3に示すポリマーに置き換えた以外は液体II−1の調製と同様にして、液体II−21〜II−26を調製した。尚、液体II−21〜II−26のsp値および表面張力はII−1と同様であった。また、液体II−21〜II−26の25℃における粘度を下記表3に示す。
下記組成物を攪拌混合し溶解して、インクジェット記録用液体I−0を調製した。尚、液体I−0のsp値は20、表面張力は32N/mであった。
・上記の顔料分散物P−1 …3.75g
・1,6ヘキサンジオールジアクリレート(重合性化合物)…8.25g
(HDDA;ダイセル・サイテック(株)製)
・前記重合開始剤−1 …1.5g
(Irg907チバスペシャリティーケミカルズ社製)
・前記増感剤−1 …0.75g
(ダロキュアITXチバスペシャリティーケミカルズ社製)
・前記増感剤−1 …0.75g
(ダロキュアEDBチバスペシャリティーケミカルズ社製)
−画像記録−
調製したインクジェット記録用液体I−1、液体II−1をインクジェットプリンタ(東芝テックヘッド(CA3)搭載=打滴周波数:4.8KHz、ノズル数:318、ノズル密度150npi(ノズル/インチ)、ドロップサイズ:6pL〜42pLを7段階に可変のヘッドを2つ配列して300npiにしたヘッドセットを4組搭載)に装填した。ヘッドは機体に固定して、ヘッドの直下を被記録媒体が移動可能な構造に構成すると共に、インクジェット記録用液体I−1が装填されたヘッドに対して被記録媒体の進行方向に15cm離した位置にメタルハライドランプを設置した実験機を作製した。被記録媒体の搬送はロール搬送とした。
なお、重なり率は、既述のように、1滴打滴して1秒後の液滴半径をbとし、隣接打滴中心点間の間隔をcとして100×(2b−c)/2b[%]にて算出したものである。
比較例1にて用いたインクジェットプリンタにおいて、液体II−1の被記録媒体への付与方法をロッドコーターによる塗布に変更した以外は、比較例1と同様にして被記録媒体上に画像を形成した。
具体的には、東芝テックヘッド(CA3)の液体II−1用のインクジェットヘッドをロッドコーター(マツボー社製)に変更し、コイルの径を換え、液体II−1の塗設厚みを6μmに設定した。また、液体II−1の付与から液体I−1の打滴までの間隔は、比較例1と同様に30秒とした。
比較例2において用いた液体II−1の代わりに液体II−2、II−11、II−12を用いた以外は、比較例2と同様にして被記録媒体上に画像を形成した。
比較例2において用いた液体II−1の代わりに(液体II−3〜II−8),(II−13〜II−18),(II−21〜II−26)を用いた以外は、比較例2と同様にして被記録媒体上に画像を形成した。
比較例2において用いた液体I−1の代わりに液体I−0を用い、且つ液体II−1を用いなかった(即ち、被記録媒体上に液体I−0を直接打滴した)以外は、比較例2と同様にして被記録媒体上に画像を形成した。
得られた各液体並びに画像について、下記の評価を行なった。評価結果は下記表に示す。尚、上記で調製した各液の内、「II−」の液はII液(処理液)である。
反転文字の文字品質を、写真専用紙(富士写真フイルム製 画彩)に吐出した場合を基準として、「あいうえお」の中で、最も文字の白抜け部分が狭まった文字部分を、元の文字と比べて下記評価基準にしたがって評価した。
〈評価基準〉
A:文字の形が整っており、白抜け部分が狭まっていなかった。
B:白抜け部分が10%以上30%未満狭まっていた。
C:白抜け部分が30%以上狭まっていた。
紫外線の照射直後、画像面(記録面)を指で触り、下記評価基準にしたがって評価した。
〈評価基準〉
A:ベタツキはなかった。
B:若干ベタツキが認められた。
C:著しくベタツキが認められた。
ライン状の画像が記録されたPETシートについて、紫外線照射後30分経過した後の画像を消しゴムで10往復擦ったときの変化を観察し、下記評価基準にしたがって評価した。
〈評価基準〉
A:擦過による濃度低下は全くなかった。
B:擦過による濃度低下が僅かに認められた。
C:擦過により著しく濃度が低下した。
ライン状の画像が記録されたPETシートに対して、ウェザーメーター(アトラスC.I65)を用いてキセノン光(85,000Lux)を1週間照射し、照射前後の濃度をマイクロデンシトメーター(機種名:MICRO−PHOTOMETER MPM−No.172、メーカー名:ユニオンオプティカル(株)製)にて測定して色素残存率〔%〕を求め、下記評価基準にしたがって5段階評価した。尚、耐光性の評価はPETシート上の画像のみについて行なった。
〈評価基準〉
A:色素残存率が90%以上であった。
B:色素残存率が89〜80%であった。
C:色素残存率が79〜70%であった。
D:色素残存率が69〜50%であった。
E:色素残存率が49%未満であった。
ライン状の画像が記録されたPETシートをオゾン濃度5.0ppm条件下に1週間保存し、保存前後での画像の濃度をマイクロデンシトメーター(機種名:MICRO−PHOTOMETER MPM−No.172、メーカー名:ユニオンオプティカル(株)製)にて測定して色素残存率(%)を求め、下記評価基準にしたがって5段階評価した。尚、オゾン耐性の評価はPETシート上の画像のみについて行なった。
〈評価基準〉
A:色素残存率が90%以上であった。
B:色素残存率が89〜80%であった。
C:色素残存率が79〜70%であった。
D:色素残存率が69〜50%であった。
E:色素残存率が49%未満であった。
12 液体付与部
12Y 打滴ヘッド
12P 塗布装置
14 装填部
16 記録媒体
18 給紙部
20 デカール処理部
22 ベルト搬送部
24 画像検出部
26 排紙部
26A,26B 排出部
27 光源
28 カッター
30 加熱ドラム
31,32 ローラ
33 ベルト
34 吸着チャンバ
35 ファン
36 ベルト清掃部
48 カッター
50 打滴ヘッド
50a 吐出面
51 ノズル
52 圧力室
53 液体供給口
54 圧力室ユニット
55 共通液室
56 振動板
57 個別電極
58 圧電アクチュエータ
58a 圧電体
60 液体タンク
62 液体供給ポンプ
64 キャップ
66 クリーニングブレード
67 吸引ポンプ
68 回収タンク
81 液体膜
81a 気液界面
82a 液滴
82b 液滴
110 通信インターフェース
112 システムコントローラ
114 メモリ
116 モータ
116 搬送用モータ
118 モータドライバ
122 ヒータ
124 ヒータドライバ
132 媒体種別検出部
134 インク種別検出部
135 照度検出部
136 環境温度検出部
137 環境湿度検出部
138 媒体温度検出部
142 給液部
144 給液ドライバ
150 プリント制御部
152 メモリ
154 ヘッドドライバ
156 光源ドライバ
300 ホストコンピュータ
Claims (11)
- 少なくとも、重合性もしくは架橋性材料を含有してなる画像を形成するための記録液と、前記記録液とは組成が異なる処理液と、を含んで構成され、
前記処理液の粘度が25℃において100mPa・s以上であることを特徴とするインクジェット記録用インクセット。 - 前記処理液が親油性溶剤を含み、前記親油性溶剤の含有量が前記処理液の全質量の50質量%以上であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録用インクセット。
- 前記親油性溶剤は、沸点が100℃よりも高い高沸点有機溶媒であることを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録用インクセット。
- 前記処理液が、(I)粘度が25℃において100mPa・s以上の重合性もしくは架橋性材料、(II)粘度が25℃において100mPa・s以上で沸点が100℃よりも高い高沸点有機溶媒、および(III)ポリマー、から選択される少なくとも1種を含み、
且つ前記処理液の全質量に対する前記(I)〜(III)の成分の総含有量が50質量%以上であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインクジェット記録用インクセット。 - 前記記録液が着色剤を含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインクジェット記録用インクセット。
- 前記処理液における着色剤の含有量が、全質量に対し0質量%以上1質量%未満であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のインクジェット記録用インクセット。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のインクセットを用い、
前記処理液を、前記記録液で形成される画像と同一もしくは該画像よりも広い範囲に予め被記録媒体に付与した後、前記記録液を打滴して画像を形成することを特徴とするインクジェット記録方法。 - 前記記録液を少なくとも液滴a1及び液滴a2にて被記録媒体に打滴することで所望の画像を記録し、前記液滴a1と前記液滴a2とを重なり部分をもって打滴することを特徴とする請求項7に記載のインクジェット記録方法。
- 前記重なり部分における重なり率が10%以上90%以下であることを特徴とする請求項8に記載のインクジェット記録方法。
- 前記液滴a1及び液滴a2の液滴サイズが、0.1ピコリットル以上100ピコリットル以下であることを特徴とする請求項8乃至9のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録液の打滴後に活性エネルギーを前記画像に与えて前記重合性もしくは架橋性材料を重合もしくは架橋することを特徴とする請求項7乃至10のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
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