JP5152631B2 - インクジェット記録用インク、インクジェット記録用インクセット、インクジェット記録用インク−メディアセット、インクカートリッジ、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置。 - Google Patents
インクジェット記録用インク、インクジェット記録用インクセット、インクジェット記録用インク−メディアセット、インクカートリッジ、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置。 Download PDFInfo
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Description
このようなことから最近では特許文献3(特開2003−25717号公報)で開示されるような屈折率の小さい有機微粒子を使用することで屈折率と白色度の両立を図るといったこともなされているが、有機微粒子も製造原価が高く、未だに染料インクにマッチした安価な受容紙を得ることが難しい状況にある。
以上のような点からインクジェット記録においては、高品位な出力ができる安価な専用紙、あるいは印字方法の提供は非常に難しい状況にある。
すなわち、本発明の目的は、本発明で示された特定インクジェット記録メディアと特定インクジェット用顔料インクとの選択的な組合せを採用することにより、安価で、印字品質が良好であって、濃度、光沢、画像信頼性に優れ、商業印刷物に近い印字物が得られ、かつ、吐出安定性、保存安定性が高いなど信頼性に優れる理想的なインクジェット記録用インク、インクジェット記録用インクセット、インクジェット記録用インクメディアセット、インクカートリッジ、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置を提供することである。
(1)「インクジェット記録用インクと、インクジェット記録メディアとのインクジェット記録用インクメディアセットであって、
前記インクは、水、水溶性有機溶剤、水分散性樹脂(A)および着色剤(B)として顔料(P1)を含んでなり、かつ、25℃における表面張力が20〜27.7mN/m、25℃における粘度が5mPa・s以上であり、該インク中に、界面活性剤としてフッ素系界面活性剤及び/又はシリコン系界面活性剤を一種類以上含有し、前記水分散性樹脂(A)および着色剤(B)は、インク中に合計5〜40重量%存在し、かつ、水分散性樹脂(A)と着色剤(B)の重量比率(A)/(B)が0.5〜4のインクであり、
前記インクジェット記録メディアは、セルロースパルプを主成分とする支持体上の少なくとも一方の面又は両面に、一層もしくは多層の色材顔料浸透防止層(バリア層)を有し、該バリア層は、屈折率1.5以上のアルミナ水和物以外の無機顔料(P2)を少なくとも30重量%以上含有し、かつ該バリア層中の屈折率1.5未満の顔料の含有率が10重量%以下であり、
前記屈折率1.5以上の無機顔料(P2−1)が、カオリン、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、または、炭酸カルシウムである記録メディアであることを特徴とする、インクジェット記録用インクメディアセット」、
(2)「前記水分散性樹脂(A)が、アニオン性自己乳化型のエーテル系ポリウレタン樹脂エマルジョン、アクリル−シリコン系樹脂エマルジョンから少なくとも1種類以上を含有することを特徴とする前記第(1)項に記載のインクジェット記録用インクメディアセット」、
(3)「前記フッ素系界面活性剤が下記構造式(1)又は構造式(2)を有するものであることを特徴とする前記第(1)項又は第(2)項に記載のインクジェット記録用インクメディアセット:
(式中、m1は0〜10の整数を表わし、n1は1〜40の整数を表わす。)」、
(4)「前記シリコン系界面活性剤が下記構造式(3)を有するものであることを特徴とする前記第(1)項又は第(2)項に記載のインクジェット記録用インクメディアセット:
(式中、m2,n2,a及びbは整数を表わす。Rは置換若しくは無置換のアルキル基、又はアリール基を表わす。)」、
(5)「前記水溶性有機溶剤が、グリセリン、トリメチロールプロパン、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、1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ヘキサンジオール、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、テトラメチル尿素、尿素の中から選ばれた少なくとも1種類以上であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載のインクジェット記録用インクメディアセット」、
(6)「前記インクジェット記録用インクが、ブラックインクとカラーインクとからなることを特徴とする前記第(1)項乃至第(5)項のいずれかに記載のインクジェット記録用インクメディアセット」、
(7)「インクに刺激を印加し、該インクを飛翔させて前記記録メディアに画像を形成するインク飛翔工程を有するインクジェット記録方法であって、前記第(1)項乃至第(6)項のいずれかに記載のインクジェット記録用インクメディアセットの記録メディアに、該インクジェット記録用インクメディアセットのインクを15g/m2以下の付着量で記録することを特徴とするインクジェット記録方法」、
(8)「前記刺激が、熱、圧力、振動及び光から選択される少なくとも1種であることを特徴とする前記第(7)項に記載のインクジェット記録方法」、
まず、メディアに関して、一般に高品位な画像を実現するためのインクジェット専用コート紙(インクジェット専用メディア)は、無機顔料(P2)によって形成されたインク受容層(コート層)が基材表面、もしくはその近傍に存在し、インク受容層自体がインクを吸収(インクが浸透)することにより画像を形成するよう設計されている。これはインクジェット記録技術が染料インクを中心に開発が進んできたことと深い関係がある。
また、本発明に必須のインクの条件としては、非常に浸透性が高いものでなくてはならず、25℃における表面張力が20〜35mN/m、25℃における粘度が5mPa・s以上であり、該インク中に、界面活性剤としてフッ素系界面活性剤及び/又はシリコン系界面活性剤を一種類以上含有し、前記水分散性樹脂(A)および着色剤(B)は、インク中に合計5〜40重量%存在し、かつ、水分散性樹脂(A)と着色剤(B)の重量比率(A)/(B)が0.5〜4であることが判明した。
本発明でのインクは、着色剤(B)の水分散性樹脂(A)に対する重量比率を低く抑えること、かつ、界面活性剤としてフッ素系界面活性剤及び/又はシリコン系界面活性剤を1種類以上含有させ、濡れ性、浸透性を向上させることにより、また、水分散性樹脂にアニオン性自己乳化型のエーテル系ポリウレタン樹脂エマルジョン、アクリル−シリコン系樹脂エマルジョンから少なくとも1種類以上を含有することで、本発明の安価なメディアに対して高い定着性と商業印刷物に近い印字物が特定インクと特定メデイアの組み合わせによって達成される。
上記から選ばれた少なくとも1種類を使用する場合、これらのエマルジョンはインク中に合計1〜40重量%存在し、好ましくは1〜20重量%である。
ここで「最低造膜温度(MFT)」とは、エーテル系ポリウレタン樹脂エマルジョン粒子を水に分散させて得られた水性エマルジョン粒子をアルミニウムなど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フィルムの形成される最低温度と定義される。
本発明のアクリル−シリコン系樹脂エマルジョンは、アクリル系モノマーとシラン化合物を乳化剤存在下で重合して得ることのできるシリコン変性アクリル樹脂エマルジョンである。
アクリル系モノマーとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、2−ヒドロキシエチルアクリレート、アクリロイルモルフォリン、N,N’−ジメチルアミノエチルアクリレート等のアクリル酸エステルモノマー、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、2−ヒドロキシエチルメタクリレー、N,N’−ジメチルアミノエチルメタクリレート等のメタクリル酸エステルモノマー、N−メチロールアクリルアミド、メトキシメチルアクリルアミド等のアミド系アクリレート、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸等のカルボン酸含有モノマー等を挙げることができる。
また、一般的にシランカップリング剤として知られている単量体を用いることもでき、その例としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1、3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等を挙げることができる。
本発明で使用する安価なメディアに対して高い定着性と商業印刷物に近い印字物が、本明細書記載の特定インクと特定メデイアの組み合わせによって達成されるわけであるが、本発明でのインクとしての、重要な構成要件として、前述の水分散性樹脂(A)および着色剤(B)のインク中の総固形分量と比率が目的を達成するために必須の要件であることを本発明で見出した。
本発明の水溶性有機溶剤の具体的な例としては、例えば以下のものが挙げられる。
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、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、2−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メチル−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、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセロール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、ペトリオール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタンジオール等の多価アルコール類;
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、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピ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イソブチルエーテル、トリエチレングリコールイソブチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類;
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−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物;
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等のアミド類;
モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類;
ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール、チオジグリコール等の含硫黄化合物類;
プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等である。
特に本発明の目的に対しては、界面活性剤として特にフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤を使用すること、着色剤(B)の水分散性樹脂(A)に対する重量比率を低く抑えること、かつ、水分散性樹脂にアニオン性自己乳化型のエーテル系ポリウレタン樹脂エマルジョン、アクリル−シリコン系樹脂エマルジョンから少なくとも1種類以上を含有することで、本発明の安価なメディアに対して高い定着性と商業印刷物に近い印字物が該インクとメデイアの組み合わせによって達成される。
着色剤(B)の水分散性樹脂(A)に対する重量比率(A)/(B)が0.5〜4であること、更に好適には1〜3であることが判明した。
本発明に用いられる顔料(P1)はブラック顔料としてのカーボンブラックが挙げられ、カラー顔料としては、アントラキノン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ジアゾ、モノアゾ、ピラントロン、ペリレン、複素環式イエロー、キナクリドンおよび(チオ)インジゴイドを含む。フタロシアニンブルーの代表的な例は銅フタロシアニンブルーおよびその誘導体(ピグメントブルー15)を含む。キナクリドンの代表的な例はピグメントオレンジ48、ピグメントオレンジ49、ピグメントレッド122、ピグメントレッド192、ピグメントレッド202、ピグメントレッド206、ピグメントレッド207、ピグメントレッド209、ピグメントバイオレット19およびピグメントバイオレット42を含む。アントラキノンの代表的な例はピグメントレッド43、ピグメントレッド194(ペリノンレッド)、ピグメントレッド216(臭素化ピラントロンレッド)およびピグメントレッド226(ピラントロンレッド)を含む。ピレリンの代表的な例はピグメントレッド123(ベルミリオン)、ピグメントレッド149(スカーレット)、ピグメントレッド179(マルーン)、ピグメントレッド190(レッド)、ピグメントバイオレット、ピグメントレッド189(イエローシェードレッド)およびピグメントレッド224を含む。チオインジゴイドの代表的な例はピグメントレッド86、ピグメントレッド87、ピグメントレッド88、ピグメントレッド181、ピグメントレッド198、ピグメントバイオレット36およびピグメントバイオレット38を含む。複素環式イエローの代表的な例はピグメントイエロー117およびピグメントイエロー138を含む。他の適切な着色顔料の例は、The Colour Index、第三版(The Society of Dyers and Colourists,1982)に記載されている。
ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、アクリル酸−アクリロニトリル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、酢酸ビニル−エチレン共重合体、酢酸ビニル−脂肪酸ビニルエチレン共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル−クロトン酸共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体等。
ポリマー微粒子に水不溶性または難溶性の色材を含有させたポリマーエマルジョンからなる。本明細書において、「色材を含有させた」とは、ポリマー微粒子中に色材を封入した状態およびポリマー微粒子の表面に色材を吸着させた状態の何れか又は双方を意味する。この場合、本発明のインクに配合される色材はすべてポリマー微粒子に封入または吸着されている必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲において、該色材がエマルジョン中に分散していてもよい。上記色材としては、水不溶性若しくは水難溶性であって、上記ポリマーによって吸着され得る色材であれば特に制限なく用いられる。本明細書において、水不溶性若しくは水難溶性とは、20℃で水100重量部に対して、色材が10重量部以上溶解しないことをいい、溶解するとは、目視で水溶液表層または下層に色材の分離や沈降が認められないことをいう。上記色材としては、例えば、油溶性染料、分散染料等の染料や、顔料等が挙げられる。良好な吸着・封入性の観点から油溶性染料及び分散染料が好ましいが、得られる画像の耐光性からは顔料が好ましく用いられる。
前記ポリマー微粒子の含有量は、前記記録用インク中において固形分で8〜20質量%が好ましく、8〜12質量%がより好ましい。
これら染料を具体的に示すと、酸性染料及び食用染料としては、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。
直接性染料としては、例えば、C.I.ダイレクトイエロー1,12,24,26,33,44,50,86,120,132,142,144;C.I.ダイレクトレッド1,4,9,13,17,20,28,31,39,80,81,83,89,225,227;C.I.ダイレクトオレンジ26,29,62,102;C.I.ダイレクトブルー1,2,6,15,22,25,71,76,79,86,87,90,98,163,165,199,202;C.I.ダイレクトブラック19,22,32,38,51,56,71,74,75,77,154,168,171などが挙げられる。
塩基性染料としては、例えば、C.I.べーシックイエロー1,2,11,13,14,15,19,21,23,24,25,28,29,32,36,40,41,45,49,51,53,63,64,65,67,70,73,77,87,91;C.I.ベーシックレッド2,12,13,14,15,18,22,23,24,27,29,35,36,38,39,46,49,51,52,54,59,68,69,70,73,78,82,102,104,109,112;C.I.べーシックブルー1,3,5,7,9,21,22,26,35,41,45,47,54,62,65,66,67,69,75,77,78,89,92,93,105,117,120,122,124,129,137,141,147,155;C.I.ベーシックブラック2,8などが挙げられる。
反応性染料としては、例えば、C.I.リアクティブブラック3,4,7,11,12,17;C.I.リアクティブイエロー1,5,11,13,14,20,21,22,25,40,47,51,55,65,67;C.I.リアクティブレッド1,14,17,25,26,32,37,44,46,55,60,66,74,79,96,97;C.I.リアクティブブルー1,2,7,14,15,23,32,35,38,41,63,80,95などが挙げられる。
フッ素系界面活性剤は、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化合物等が挙げられるが、フッ素系化合物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,S121,S131,S132,S−141,S−145(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,FC−4430(住友スリーエム社製)、メガファックF−470,F−1405,F474(大日本インク化学工業社製)、ゾニールFS−300,FSN,FSN−100,FSO(デュポン社製)、エフトップEF−351,352,801,802(ジェムコ社製)等が簡単に入手でき本発明に用いることができる。この中でも、特に信頼性と発色向上に関して良好なゾニールFS−300,FSN,FSN−100,FSO(デュポン社製)が好適に使用できる。
防黴剤として1,2−ベンズイソチアゾリン3−オンを使用することで、保存安定性及び吐出安定性等の信頼性を確保しつつ、防黴効果に優れるインクが提供できる。特に本発明の湿潤剤との組み合わせにおいては従来は菌や黴の発生を抑制することが難しいとされる添加量であっても充分に効果を発揮させることができ、添加量を抑制することによって、粒子の凝集やインクの増粘といった現象を防止することができるので、長期間に渡ってインクの性能を発揮させることが可能になる。1,2−ベンズイソチアゾリン3−オンの添加量としては有効成分量としてインク全量の0.01〜0.04重量部含有が好ましい。0.01重量部未満であると、防黴性がやや低下する。0.04部以上の場合は、インクを長期間(例えば、室温の場合で2年、50〜60℃の場合で1〜3ヶ月)保管したときに粒子の凝集が起こったり、インク粘度が初期粘度の50%〜100%増になるなどの長期保存安定性の問題が発生し、初期のプリント性能を維持できなくなる。
その例として、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の他アミノプロパンジオール誘導体を挙げることができる。アミノプロパンジオール誘導体は水溶性の有機塩基性化合物であり、たとえば、1−アミノ−2,3−プロパンジオール、1−メチルアミノ−2,3−プロパンジオール、2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオールなどが挙げられ、特に2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオールが好ましい例として挙げられる。
その目的に応じて水溶性紫外線吸収剤、水溶性赤外線吸収剤等を添加することができる。
本発明では、インク中の着色剤の染み込みを防ぎ、効率的にメディア表面近傍に偏在させると同時に、インクの乾燥性を確保するため、インク総量が厳しく制限される必要がある。従来のインクジェット記録のように多くのインク量を使用すると、バリア層の色材顔料分離能力が追いつかず、インク溶媒と一緒にインクの色材顔料が浸透してしまったり、インクの溶媒成分の浸透が間に合わず、乾燥性に大きく支障をきたすためである。バリア層の機能を発揮するために必要な最大インク総量は15g/m2であり、望ましくは12g/m2以下であることが判明した。インク量は、浸透剤(EHD)の量、並びにフッ素系界面活性剤等の添加量により、容易に調整することができる。また印字に必要なインク総量を少なくすることで、従来のインクジェットプリンタに比べ、インクカートリッジの容量を小さくすることができ、装置のコンパクト化も可能となった。また従来と同様のカートリッジサイズであるならば、インクカートリッジの交換頻度を減らすことができ、より低コストな印字が可能となる。基本的にこのインク総量は少なければ少ないほどバリア層の顔料分離能力が発揮されるが、あまりに少なくすると印字後の画像ドット径が小さくなりすぎてしまうという副作用もあるため、目的とする画像に応じてこの範囲内でインク総量を設定するのが望ましい。
本発明の高浸透インクは、従来の空隙型インクジェット専用メディアにも印字可能である。但し、本発明の記録メディアに印字した場合と比べてインク吸収速度が速すぎるため、インク滴がメディア表面に着弾した後ドットが濡れ広がる前に溶媒が浸透してしまい、ドット径が小さくなってしまう。その結果濃度の低下や粒状感の増大等が発生し易くなる。そのため高品位な画像を作成するためには本発明の記録メディアよりも解像度を上げて印字する必要が生じてしまうため、印字速度の低下やインク消費量の増大を招く。したがって本発明の記録メディアを使用するほうが望ましい。
本発明で使用されるバリア層の無機顔料(P2)は、炭酸マグネシウム、タルク、カオリン、イライト、クレー、炭酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、チタンホワイト、炭酸マグネシウム、二酸化チタン等を挙げることができる。これらの顔料(P2)の中でも、屈折率がなるべく高いものを使用することにより、バリア層の厚みを薄くすることができる。但しコストの点からは炭酸カルシウムやカオリンを使用することが好ましい。これらの顔料は、本発明の効果を損なわない限り併用することができ、また、列挙しなかった他の顔料と併用することもできる。カオリンは光沢発現性に優れており、オフセット印刷用の用紙に近い風合いとすることができるので好ましい。カオリンには、デラミネーテッドカオリン、焼成カオリン、表面改質等によるエンジニアードカオリン等があるが、光沢発現性を考慮すると、粒子径が2μm以下の割合が80重量%以上の粒子径分布を有するカオリンが、カオリン全体の50重量%以上を占めていることが望ましい。カオリンの配合量は、50重量部以上が好ましい。50重量部未満であると、光沢度において十分な効果が期待しにくい。上限は特に制限はないが、カオリンの流動性、特に高せん断力下での増粘性を考慮すると、塗工適性の点から、90重量部未満がより好適である。
このような水性結着剤としては、例えば、ポリビニルアルコールや酸化デンプン、エステル化デンプン、酵素変性デンプン、カチオン化デンプンなどのデンプン類、カゼイン、大豆タンパク質類、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等の繊維素誘導体、スチレン−アクリル共重合体樹脂、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂、アクリルエマルジョン、酢ビエマルジョン、塩化ビニリデンエマルジョン、ポリエステルエマルジョン、スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス、アクリルニトリル−ブタジエン共重合体ラテックス等を挙げることができる。これらの中でも、コストの観点からデンプンやスチレン−ブタジエン共重合体ラテックスを使用することが好ましい。スチレン−ブタジエン共重合体ラテックスは、モノマーとしてスチレンとブタジエンを含み、必要に応じ他のモノマーを共重合させたり、化学反応により共重合体を変性した、紙塗工用に一般的に使用される共重合体ラテックスで良い。他のモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸あるいはメタクリル酸のアルキルエステル、アクリロニトリル、マレイン酸、フマル酸、酢酸ビニルなどのビニル系モノマーが良く使用されるものである。また、メチロール化メラミン、メチロール化尿素、メチロール化ヒドロキシプロピレン尿素、イソシアネート等の架橋剤を含有してよいし、N−メチロールアクリルアミドなどの単位を含む共重合体で自己架橋性を持つものを用いてもよい。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。
前記カチオン性有機化合物としては、例えば、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン重縮合物、ジメチルアミン・アンモニア・エピクロルヒドリン縮合物、ポリ(メタクリル酸トリメチルアミノエチル・メチル硫酸塩)、ジアリルアミン塩酸塩・アクリルアミド共重合物、ポリ(ジアリルアミン塩酸塩・二酸化イオウ)、ポリアリルアミン塩酸塩、ポリ(アリルアミン塩酸塩・ジアリルアミン塩酸塩)、アクリルアミド・ジアリルアミン共重合物、ポリビニルアミン共重合物、ジシアンジアミド、ジシアンジアミド・塩化アンモニウム・尿素・ホルムアルデヒド縮合物、ポリアルキレンポリアミン・ジシアンジアミドアンモニウム塩縮合物、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド、ポリジアリルメチルアミン塩酸塩、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロライド)、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロライド・二酸化イオウ)、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロライド・ジアリルアミン塩酸塩誘導体)、アクリルアミド・ジアリルジメチルアンモニウムクロライド共重合物、アクリル酸塩・アクリルアミド・ジアリルアミン塩酸塩共重合物、ポリエチレンイミン、アクリルアミンポリマー等のエチレンイミン誘導体、ポリエチレンイミンアルキレンオキサイド変性物、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。
また古紙パルプを用いてもよく、古紙パルプの原料としては、財団法人古紙再生促進センターの古紙標準品質規格表に示されている、上白、罫白、クリーム白、カード、特白、中白、模造、色白、ケント、白アート、特上切、別上切、新聞、雑誌などが挙げられる。具体的には、情報関連用紙である非塗工コンピュータ用紙、感熱紙、感圧紙等のプリンタ用紙;PPC用紙等のOA古紙;アート紙、コート紙、微塗工紙、マット紙等の塗工紙;上質紙、色上質、ノート、便箋、包装紙、ファンシーペーパー、中質紙、新聞用紙、更紙、スーパー掛け紙、模造紙、純白ロール紙、ミルクカートン等の非塗工紙、などの紙や板紙の古紙で、化学パルプ紙、高歩留りパルプ含有紙などが挙げられる。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。
(1)離解は、古紙をパルパーにて機械力と薬品で処理して繊維状にほぐし、印刷インキを繊維より剥離する。
(2)除塵は、古紙に含まれる異物(プラスチックなど)及びゴミをスクリーン、クリーナー等により除去する。
(3)脱墨は、繊維より界面活性剤を用いて剥離された印刷インキをフローテーション法、又は洗浄法で系外に除去する。
(4)漂白は、酸化作用や還元作用を用いて、繊維の白色度を高める。
前記古紙パルプを混合する場合、全パルプ中の古紙パルプの混合比率は、記録後のカール対策から40%以下が好ましい。
内添サイズ剤の使用量は、絶乾パルプ100重量部に対して0.1〜0.7重量部であるが、これに限定されるものではない。
本発明の支持体にバリア層を塗布により付与する方法としては特に規定してないが、直接塗布する方法、他の基材上に一度塗布したものを原紙に転写する方法、スプレー等によって噴霧する方法等が利用できる。直接塗布する方法としては、例えば、ロールコーター法、エアナイフコーター法、ゲートロールコーター法、サイズプレス法、シムサイザー法、ロッドメタリングサイズプレスコータ等フィルムトランスファー方式あるいはファウンテンあるいはロールアプリケーション等によるブレードコーター方式等を挙げることができる。
本発明におけるバリア層は先に述べたように塗布により設けることができるが、本発明者らが鋭意研究した所、既存の印刷用塗工紙の表面を研磨処理することにより、本発明のバリア層とすることもできることが判明した。これは、研磨することによりコート層の膜厚が減少し、本発明に示された膜厚まで減少するのと、最表面に偏在する樹脂層が削られてポアが出現するためにバリア層として機能するためであると推測される。
既存の印刷用塗工紙とは、いわゆるアート紙(A0,A1)、A2コート紙、A3コート紙、B2コート紙、軽量コート紙、微塗工紙といった商業印刷に用いられている塗工紙のことであり、オフセット印刷、グラビア印刷等に用いられるものである。
研磨は、用紙全面を研磨しても良いが、インクジェット印字を行ないたい領域のみを選択的に研磨することもできる。
例えば、先に挙げた一般印刷用紙にあらかじめ、オフセット印刷やグラビア印刷を行なっておき、インクジェット印字が必要な所のみを研磨し、その領域に印字を行なうといった使い方もできる。
この方法によれば、従来はインクジェット印刷・一般印刷共用紙を用いて行なっていたハイブリッド印刷が、先に挙げた一般印刷用紙を使っても可能となり、一般印刷とインクジェット印刷の共用紙化が可能となる。この方法によれば、これまで一般印刷では困難とされた、インクジェット印字による宛名印字等が可能となる。
また、特殊なコート紙として、既に本発明の条件を満たしているものならば本発明のメディアとして代用することができる。特にコート層自体の透気度が高いものは利用可能である。コート層の透気度の高いものとしては、一部の電子写真向けコート紙や、グラビア印刷用コート紙が挙げられる。具体的にはPODグロスコート(王子製紙)やFLグラビア(日本製紙)、エース(日本製紙)等が挙げられる。これらはコート層のポアの数が多く、本発明のバリア層を有したメディアとして転用が可能である。
本発明のインクカートリッジは、本発明の前記インク―メディアセットにおけるインク又はインクセット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などを少なくとも有するもの、などが好適に挙げられる。
インクカートリッジ(200)は、図1に示すように、インク注入口(242)からインク袋(241)内に充填され、排気した後、該インク注入口(242)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(243)に装置本体の針を刺して装置に供給される。
インク袋(241)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(241)は、図2に示すように、通常、プラスチック製のカートリッジケース(244)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。
本発明のインクカートリッジは、本発明の前記インク―メディアセットにおけるインクを収容し、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ることができ、また、後述する本発明のインクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いるのが特に好ましい。
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なうことができる。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なうことができる。
前記インク飛翔手段は、本発明の前記インク―メディアセットにおけるインクに、刺激を印加し、該インクを飛翔させて前記インク―メディアセットにおける記録用メディアに画像を記録する手段である。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。
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。
また、インクジェットヘッド上にインクを供給するためのサブタンクを有し、該サブタンクにインクカートリッジから供給チューブを介してインクが補充されるように構成することが好ましい。
また、本発明のインクジェット記録方法では、300dpi以上の解像度において、最大インク付着量が8〜20g/m2であることが好ましい。
なお、前記刺激発生手段としては、例えば、加熱装置、加圧装置、圧電素子、振動発生装置、超音波発振器、ライト、などが挙げられ、具体的には、例えば、圧電素子等の圧電アクチュエータ、発熱抵抗体等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等が挙げられる。
記録ヘッド(134)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(133)には、記録ヘッド(134)に各色のインクを供給するための各色のサブタンク(135)を搭載している。サブタンク(135)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(104)に装填された本発明のインクカートリッジ(200)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(135)内のインクの残量ニアーエンドが検知されると、インクカートリッジ(200)から所要量のインクがサブタンク(135)に補給される。
また、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。
図6は本発明を適用したインクジェットヘッドの要素拡大図、図7は同ヘッドのチャンネル間方向の要部拡大断面図である。
このインクジェットヘッドは、図示してないインク供給口(図6の表面方向から奥方向(紙の裏面方向)に向かってインクを供給する)と共通液室(12)となる彫り込みを形成したフレーム(10)と、流体抵抗部(21)、加圧液室(22)となる彫り込みとノズル(31)に連通する連通口(23)を形成した流路板(20)と、ノズル(31)を形成するノズル板(30)と、凸部(61)、ダイヤフラム部(62)およびインク流入口(63)を有する振動板(60)と、振動板(60)に接着層(70)を介して接合された積層圧電素子(50)と、積層圧電素子(50)を固定しているベース(40)を備えている。ベース(40)はチタン酸バリウム系セラミックからなり、積層圧電素子(50)を2列配置して接合している。
積層圧電素子(50)は、厚さ10〜50μm/1層のチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)の圧電層(51)と、厚さ数μm/1層の銀・パラジューム(AgPd)からなる内部電極層(52)とを交互に積層している。内部電極層(52)は両端で外部電極(53)に接続する。
積層圧電素子(50)はハーフカットのダイシング加工により櫛歯上に分割され、1つ毎に駆動部(56)と支持部(57)(非駆動部)として使用(図7)する。
2つの外部電極(53)のうち一方(図の表面方向又は奥方向(紙の裏面方向)で内部電極層(52)の一端に連なる)の外側端はハーフカットのダイシング加工で分割されるように、切り欠き等の加工により長さを制限しており、これらは複数の個別電極(54)となる。他方はダイシングでは分割されずに導通しており、共通電極(55)となる。
駆動部の個別電極(54)にはFPC(80)が半田接合されている。また、共通電極(55)は積層圧電素子の端部に電極層を設けて回し込んでFPC(80)のGnd電極に接合している。FPC(80)には図示しないドライバICが実装されており、これにより駆動部(56)への駆動電圧印加を制御している。
この振動板(60)の島状凸部(61)と積層圧電素子(50)の可動部(56)、振動板(60)とフレーム(10)の結合は、ギャップ材を含んだ接着層(70)をパターニングして接着している。
エッチングで残された部分が加圧液室(22)の隔壁(24)となる。また、このヘッドではエッチング幅を狭くする部分を設けて、これを流体抵抗部(21)とした。
このノズル板(30)のインク吐出面(ノズル表面側)は、図示しない撥水性の表面処理を施した撥水処理層を設けている。PTFE−Ni共析メッキやフッ素樹脂の電着塗装、蒸発性のあるフッ素樹脂(例えば、フッ化ピッチなど)を蒸着コートしたもの、シリコーン系樹脂及びフッ素系樹脂の溶剤塗布後の焼き付け等、インク物性に応じて選定した撥水処理膜を設けて、インクの滴形状、飛翔特性を安定化し、高品位の画像品質を得られるようにしている。また、これらの中でも、例えば、フッ素系樹脂としては、色々な材料が知られているが、変性パーフルオロポリオキセタン(ダイキン工業株式会社製、商品名:オプツールDSX)を厚みが30〜100Åとなるように蒸着することで良好な撥水性を得ることができる。
インク供給口と共通液室(12)となる彫り込みを形成するフレーム(10)は樹脂成形で作製している。
その後、インク滴吐出の終了に伴い、加圧液室(22)内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性と駆動パルスの放電過程によって加圧液室(22)内に負圧が発生してインク充填行程へ移行する。このとき、インクタンクから供給されたインクは共通液室(12)に流入し、共通液室(12)からインク流入口(63)を経て流体抵抗部(21)を通り、加圧液室(22)内に充填される。
流体抵抗部(21)は、吐出後の残留圧力振動の減衰に効果がある反面、表面張力による最充填(リフィル)に対して抵抗になる。流体抵抗部を適宜に選択することで、残留圧力の減衰とリフィル時間のバランスが取れ、次のインク滴吐出動作に移行するまでの時間(駆動周期)を短くできる。
調整例1(表面処理したカーボンブラック顔料分散液)
CTAB比表面積が150m2/g、DBP吸油量100ml/100gのカーボンブラック90gを、2.5N規定の硫酸ナトリウム溶液3000mlに添加し、温度60℃、速度300rpmで攪拌し、10時間反応させ酸化処理を行なった。この反応液を濾過し、濾別したカーボンブラックを水酸化ナトリウム溶液で中和し、限外濾過を行なった。得られたカーボンブラックを水洗いし乾燥させ、20重量%となるよう純水中に分散させた。
イエロー顔料としてC.I.ピグメントイエロー128を低温プラズマ処理しカルボン酸基を導入した顔料を作製した。これをイオン交換水に分散したものを、限外濾過膜にて脱塩濃縮し顔料濃度15%のイエロー顔料分散液とした。
調整例2の手順により、表面改質されたマゼンタ顔料を調製したが、C.I.ピグメントイエロー128の代わりに、ピグメントレッド122を用いた。上記の例と同様に、得られた表面改質された着色顔料は水性媒体中で攪拌時に容易に分散され、限外濾過膜にて脱塩濃縮し顔料濃度15%のマゼンタ顔料分散液とした。
調整例2の手順により、表面改質されたシアン顔料を調製したが、C.I.ピグメントイエロー128の代わりに、C.I.ピグメントシアン15:3を用いた。上記の例と同様に、得られた表面改質された着色顔料は水性媒体中で攪拌時に容易に分散され、限外濾過膜にて脱塩濃縮し顔料濃度15%のシアン顔料分散液とした。
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管及び滴下ロートを備えた1Lフラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、スチレン11.2g、アクリル酸2.8g、ラウリルメタクリレート12.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート4.0g、スチレンマクロマー(東亜合成(株)製、商品名:AS−6)4.0g及びメルカプトエタノール0.4gを仕込み、65℃に昇温した。次にスチレン100.8g、アクリル酸25.2g、ラウリルメタクリレート108.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート36.0g、ヒドロキシエチルメタクリレート60.0g、スチレンマクロマー(東亜合成(株)製、商品名:AS−6)36.0g、メルカプトエタノール3.6g、アゾビスジメチルバレロニトリル2.4g及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を2.5時間かけてフラスコ内に滴下した。滴下終了後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.8g及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を0.5時間かけてフラスコ内に滴下した。65℃で1時間熟成した後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.8gを添加し、更に1時間熟成した。反応終了後、フラスコ内に、メチルエチルケトン364gを添加し、濃度が50%のポリマー溶液800gを得た。
合成例1で作成したポリマー溶液28gとフタロシアニン顔料26g、1mol/Lの水酸化カリウム溶液13.6g、メチルエチルケトン20g、イオン交換水30gを十分に攪拌した後、三本ローロミルを用いて混練した。得られたペーストをイオン交換水200gに投入し、十分に攪拌した後、エバポレーターを用いてメチルエチルケトンおよび水を留去し、シアン色のポリマー微粒子分散体を得た。
合成例1のフタロシアニン顔料をピグメントレッド122に変更したほかは合成例1と同様にしてマゼンタ色のポリマー微粒子分散体を得た。
合成例1のフタロシアニン顔料をピグメントイエロー74に変更したほかは合成例1と同様にして黄色のポリマー微粒子分散体を得た。
合成例1のフタロシアニン顔料をカーボンブラックに変更したほかは合成例1と同様にして黒色のポリマー微粒子分散体を得た。
C.I.ピグメントシアン15:3を150g、下記構造式(4)で示される、R=アルキル基、m=10、n=40の顔料分散剤ポリエキシエチレンβナフチルエーテル110g、パイオニンA−51−B(竹本油脂社製、分散剤)2g、蒸留水738gを混合し、この混合物をプレ分散させた後、ディスクタイプのビーズミル(シンマルエンタープライゼス社KDL型、メディア:0.3mmφジルコニアボール使用)で20時間循環分散し、フタロシアニン顔料分散体を得た。
調整例9において、C.I.ピグメントシアン15:3をC.Iピグメントレッド122に変更する以外は調整例9と同様にして、ジメチルキナクリドン顔料分散体を得た。
調整例9において、C.I.ピグメントシアン15:3をC.Iピグメントイエロー74に変更する以外は調整例9と同様にして、モノアゾ黄色顔料分散体を得た。
合成例2(反応性シリル基を含まないシリコン変性アクリル樹脂微粒子の合成1)
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管及び滴下ロートを備えたフラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、アクアロンRN−20(第一工業製薬)10g、過硫酸カリウム1gと純水286gを仕込み、65℃に昇温した。次に、メタクリル酸メチル150g、アクリル酸2エチルヘキシル100g、アクリル酸20g、ビニルトリエトキシシラン20g、アクアロンRN−20を10g、過硫酸カリウム4gアクアロンRN−20を10g、過硫酸カリウムを4gと純水398.3gの混合溶液を2.5時間かけてフラスコ内に滴下した。80℃でさらに3時間加熱熟成した後冷却し、水酸化カリウムでpHを7〜8となるよう調整した。マイクロトラックUPAを用いて測定した樹脂の粒子径は130nmであった。また、最低造膜温度(MTF)は0℃であった。
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管及び滴下ロートを備えたフラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、アクアロンRN−20(第一工業製薬)10g、過硫酸カリウム1gと純水286gを仕込み、65℃に昇温した。次に、メタクリル酸メチル150g、アクリル酸2エチルヘキシル100g、アクリル酸20g、ヘキシルトリメトキシシラン40g、アクアロンRN−20を10g、過硫酸カリウム4gアクアロンRN−20を10g、過硫酸カリウムを4gと純水398.3gの混合溶液を3時間かけてフラスコ内に滴下した。80℃でさらに3時間加熱熟成した後冷却し、水酸化カリウムでpHを7〜8となるよう調整した。マイクロトラックUPAを用いて測定した樹脂の粒子径は148nmであった。また、最低造膜温度(MTF)は0℃であった。
特開平6−157861号公報記載の実施例を追試し、反応性シリル基を含有するシリコン変性アクリル樹脂微粒子の合成を行なった。
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管及び滴下ロートを備えたフラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、純水100g、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム3gとポリエチレングリコールノニルフェニルエーテル1gを仕込み、過硫酸アンモニウム1g、亜硫酸水素ナトリウム0.2gを添加し、60℃に昇温した。次に、アクリル酸ブチル30g、メタクリル酸メチル40g、メタクリル酸ブチル19g、ビニルシラントリオールカリウム塩10gと3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン1gを3時間かけてフラスコ内に滴下した。このとき重合反応液をアンモニア水溶液でpH7となるよう調整して重合を行なった。マイクロトラックUPA(マイクロトラック社製の微粒子粒径測定測定装置)を用いて測定した樹脂の粒子径は160nmであった。
下記処方のインク組成物を作成し、pHが9になるように水酸化リチウム10%水溶液にて調整した。その後、平均孔径0.8μmのメンブレンフィルターで濾過を行ないインク組成物を得た。
調整例1で作製したカーボンブラック 8wt%(固形分として)
合成例2のアクリル−シリコン系樹脂エマルジョン 4wt%(固形分として)
ジエチレングリコール 18wt%
グリセリン 6wt%
2−ピロリドン 2wt%
ゾニールFSN−100 1wt%
(DuPont社製フッ素系界面活性剤)
2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール 2wt%
イオン交換水を加えて100%とした。
調整例2で作製したイエロー顔料分散液 5wt%(固形分として)
合成例1のアクリル−シリコン系樹脂エマルジョン 10wt%(固形分として)
1,3−ブタンジオール 20wt%
グリセリン 8wt%
2−ピロリドン 2wt%
ゾニールFSN−100 1wt%
(DuPont社製フッ素系界面活性剤)
2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール 2wt%
イオン交換水を加えて100%とした。
調整例3で作製したマゼンタ顔料分散液 5wt%(固形分として)
合成例3のアクリル−シリコン系樹脂エマルジョン 15wt%(固形分として)
トリエチレングリコールイソブチルエーテル 4wt%
グリセリン 15wt%
ゾニールFS−300 2wt%
(DuPont社製フッ素系界面活性剤)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2wt%
イオン交換水を加えて100%とした。
調整例4で作製したシアン顔料分散液 5wt%(固形分として)
合成例4のアクリル−シリコン系樹脂エマルジョン 15wt%(固形分として)
3−メチル−1,3−ブタンジオール 15wt%
グリセリン 15wt%
ゾニールFS−300 2wt%
(DuPont社製フッ素系界面活性剤)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2wt%
イオン交換水を加えて100%とした。
調整例5で作製したシアン顔料分散液 5wt%(固形分として)
W−5025(三井武田ケミカル社 ウレタン樹脂エマルジョン)
10wt%(固形分として)
1,6−ヘキサンジオール 20wt%
グリセリン 8wt%
SS−2801 1wt%
(日本ユニカー社製シリコン系界面活性剤)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2wt%
イオン交換水を加えて100%とした。
調整例6で作製したマゼンタ顔料分散液 5wt%(固形分として)
W−5661(三井武田ケミカル社 ウレタン樹脂エマルジョン)
10wt%(固形分として)
1,5−ペンタンジオール 15wt%
グリセリン 15wt%
SS−2803 1wt%
(日本ユニカー社製シリコン系界面活性剤)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2wt%
イオン交換水を加えて100%とした。
調整例7で作製したイエロー顔料分散液 4wt%(固形分として)
合成例3のアクリル−シリコン系樹脂エマルジョン 15wt%(固形分として)
2−メチル−2,4−ペンタンジオール 10wt%
グリセリン 10wt%
フルラードFC4430 1wt%
(住友3M社製フッ素系界面活性剤)
2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール 3wt%
イオン交換水を加えて100%とした。
調整例8で作製したブラック顔料分散液 8wt%(固形分として)
合成例2のアクリル−シリコン系樹脂エマルジョン 12wt%(固形分として)
1,6−ヘキサンジオール 20wt%
グリセリン 8wt%
SS−2801 1wt%
(日本ユニカー社製シリコン系界面活性剤)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2wt%
イオン交換水を加えて100%とした。
調整例9で作製したシアン顔料分散液 4wt%(固形分として)
W−5025(三井武田ケミカル社 ウレタン樹脂エマルジョン)
10wt%(固形分として)
1,3−ブタンジオール 20wt%
グリセリン 8wt%
ゾニールFSO 1.5wt%
(DuPont社製フッ素系界面活性剤)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2wt%
イオン交換水を加えて100%とした。
調整例6で作製したマゼンタ顔料分散液 7wt%(固形分として)
W−5661(三井武田ケミカル社 ウレタン樹脂エマルジョン)
10wt%(固形分として)
1,5−ペンタンジオール 15wt%
グリセリン 15wt%
SS−2803 1wt%
(日本ユニカー社製シリコン系界面活性剤)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2wt%
イオン交換水を加えて100%とした。
調整例7で作製したイエロー顔料分散液 6wt%(固形分として)
合成例3のアクリル−シリコン系樹脂エマルジョン 15wt%(固形分として)
2−メチル−2,4−ペンタンジオール 10wt%
グリセリン 10wt%
メガファックF470 1wt%
(大日本インク社製フッ素系界面活性剤)
2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール 3wt%
イオン交換水を加えて100%とした。
調整例5で作製したシアン顔料分散液 5wt%(固形分として)
W−5025(三井武田ケミカル社 ウレタン樹脂エマルジョン)
10wt%(固形分として)
1,6−ヘキサンジオール 20wt%
グリセリン 8wt%
SS−2801 0.5wt%
(日本ユニカー社製シリコン系界面活性剤)
構造式(1)PF−151N 0.5wt%
(OMNOVA社製、フッ素系界面活性剤)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2wt%
イオン交換水を加えて100%とした。
調整例6で作製したマゼンタ顔料分散液 5wt%(固形分として)
W−5661(三井武田ケミカル社 ウレタン樹脂エマルジョン)
10wt%(固形分として)
1,5−ペンタンジオール 15wt%
グリセリン 15wt%
SS−2803 0.5wt%
(日本ユニカー社製シリコン系界面活性剤)
構造式(1)PF−151N 0.5wt%
(OMNOVA社製、フッ素系界面活性剤)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2wt%
イオン交換水を加えて100%とした。
調整例7で作製したイエロー顔料分散液 4wt%(固形分として)
合成例3のアクリル−シリコン系樹脂エマルジョン 15wt%(固形分として)
2−メチル−2,4−ペンタンジオール 10wt%
グリセリン 10wt%
FX−2105 0.5wt%
(日本ユニカー社製シリコン系界面活性剤)
構造式(1)PF−151N 0.5wt%
(OMNOVA社製、フッ素系界面活性剤)
2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール 3wt%
イオン交換水を加えて100%とした。
調整例8で作製したブラック顔料分散液 8wt%(固形分として)
合成例2のアクリル−シリコン系樹脂エマルジョン 12wt%(固形分として)
1,6−ヘキサンジオール 20wt%
グリセリン 8wt%
SS−2801 0.5wt%
(日本ユニカー社製シリコン系界面活性剤)
構造式(1)PF−151N 0.5wt%
(OMNOVA社製、フッ素系界面活性剤)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2wt%
イオン交換水を加えて100%とした。
インク製造例5において、三井武田ケミカル社 ウレタン樹脂エマルジョンW−5025を入れないこと以外はインク製造例5と同様にシアンインクを得た。
インク製造例6において、三井武田ケミカル社 ウレタン樹脂エマルジョンW−5661を入れないこと以外はインク製造例6と同様にマゼンタインクを得た。
インク製造例7において、合成例3のアクリル−シリコン系樹脂エマルジョンを入れないこと以外はインク製造例7と同様にイエローインクを得た。
インク製造例8において、合成例2のアクリル−シリコン系樹脂エマルジョンを入れないこと、アセチレングリコール系界面活性剤サーフィノール465(エアプロダクツ社)をSS−2801(日本ユニカー社)の代わりに用いること以外はインク製造例8と同様にブラックインクを得た。
下記に示す各成分を混合し、十分攪拌して溶解後、ポアサイズが0.45μmのフロロポアフィルター(商品名:住友電工(株)製)を用いて加圧濾過し染料インクセットを調整した。
染料インク組成:
(染料種)
比較製造例5:イエロー C.I.ダイレクトイエロー86
比較製造例6:シアン C.I.ダイレクトブルー199
比較製造例7:マゼンタC.I. Acid Red 285
比較製造例8:ブラック C.I.ダイレクトブラック154
(インク処方)
上記各染料 4wt%
グリセリン 7wt%
チオジグリコール 7wt%
尿素 7wt%
F470(大日本インキ社) 1wt%
イオン交換水を加えて100%とした。
また、インク表面張力、粘度、着色剤(B)の水分散性樹脂(A)に対する重量比重率(A)/(B)を表中に記載する。
<原紙製造>
(原紙製造例1)−支持体1の作製−
・LBKP 71.23wt%
・NBKP 17.81wt%
・軽質炭酸カルシウム
(商品名:TP−121、奥多摩工業株式会社製) 8.90wt%
・硫酸アルミニウム 0.89wt%
・両性澱粉
(商品名:Cato3210、日本NSC株式会社製) 0.89wt%
・中性ロジンサイズ剤
(商品名:NeuSize M−10、ハリマ化成株式会社製) 0.27wt%
・歩留まり向上剤(商品名:NR−11LS、ハイモ社製) 0.01wt%
上記配合の0.3質量%スラリーを長網抄紙機で抄造し、マシンカレンダー仕上げをして坪量79g/m2の支持体1を作製した。なお、抄紙工程のサイズプレス工程で、酸化澱粉水溶液を固形分付着量が片面当り、1.0g/m2になるように塗布した。
原紙製造例1で作製した支持体1に、顔料として粒子径2μm以下の割合が97重量%のカオリン(屈折率1.6、ウルトラホワイト90(エンゲルハード社製))70部、平均粒子径1.1μmの重質炭酸カルシウム(屈折率1.6 CALSHITEC Brilliant−15(白石工業(株))30部、接着剤として、ガラス転移温度(Tg)が−5℃のスチレン・ブタジエン共重合体エマルジョン8部、リン酸エステル化澱粉1部、助剤としてステアリン酸カルシウム0.5部を加え、さらに水を加えて固形分濃度60%の塗工液を調整した。
この塗工液を上記の原紙に片面当り塗工層厚みが1μmになるように、ブレードコーターを用いて両面塗工し、熱風乾燥後、スーパーカレンダー処理を行ない、本発明の「記録用紙1」を得た。
用紙実施例1の片面当り塗工層厚みを10μmにし、「記録用紙2」を得た以外は用紙実施例1と同様にしてインクジェット記録を実施した。
用紙実施例1の塗工液の無機顔料をTA−100(アナターゼ型 酸化チタン 屈折率2.5、富士チタン工業製)100部(固形分)にし「記録用紙3」を得た以外は用紙実施例2と同様にしてインクジェット記録を実施した。
用紙実施例1の塗工液の無機顔料をTP−221(軽質炭酸カルシウム 屈折率1.6(1.59)、奥多摩工業製)100部にし、塗工層厚みを5μmにし「記録用紙4」を得た以外は用紙実施例1と同様にしてインクジェット記録を実施した。
用紙実施例1の記録メディアにグラビア印刷用塗工紙のスペースDX(カオリン 屈折率1.6/炭酸カルシウム 屈折率1.6を含有、日本製紙製)(「記録用紙5」)を使用した以外は用紙実施例1と同様にしてインクジェット記録を実施した。
用紙実施例1の記録メディアに電子写真用塗工紙のPODグロス(カオリン 屈折率1.6/炭酸カルシウム 屈折率1.6を含有、王子製紙製)(「記録用紙6」)を使用した以外は用紙実施例1と同様にしてインクジェット記録を実施した。
電子写真用塗工紙のPODグロス(カオリン 屈折率1.6/炭酸カルシウム 屈折率1.6を含有、王子製紙製)の表面をラッピングペーパーで20回研磨し、塗工層膜厚を5.1μmとしたもの(「記録用紙7」)を記録用メディアとした以外は用紙実施例4と同様にしてインクジェット記録を実施した。
本発明におけるインクセット2/クリスピア(エプソン社製)
記録メディアをインクジェット写真用光沢紙であるクリスピア(エプソン社製で、本発明におけるコート紙より高級視されているインクジェット用光沢紙)に変えた以外は、比較例3として画像評価を実施した。以下の結果から、前記プリンタでのシステム(画像処理,インク付着量)では、濃度、光沢が低下し擦過性も低下してしまい、而して、本発明での効果は、特定インクと特定記録メディアの組合せでないと効果が発現しないことが理解される。
(評価項目とその測定方法)
(1)画像品位
1.裏抜け
実施例及び比較例のグリーンべた画像部の裏面の画像濃度を測定し、地肌部の濃度を差し引いた値を持って裏抜け濃度とした。この濃度と、目視による判断を加味して下記基準により評価した。
〔評価基準〕
◎:裏抜け濃度0.1以下で、微小な裏抜けの発生もなく均一な印刷である。
○:裏抜け濃度0.15以下で、微小な裏抜けの発生もなく均一な印刷である。
△:裏抜け濃度0.15以下だが、微小な裏抜けの発生が認められる。
×:甚だしい裏抜けの発生が認められる。
2.ビーディング
実施例及び比較例のグリーンべた画像部のビーディングの程度を目視で観察し、下記基準によりランク評価した。
〔評価基準〕
5:ビーディングの発生なく均一な印刷である。
4:かすかにビーディングの発生が認められるが、全く気にならないレベルにある。
3:ビーディングの発生が認められるが、画像品位を損なわないレベルにある。
2:明確にビーディングの発生が認められる。
1:甚だしいビーディングの発生が認められる。
3.画像濃度の評価
実施例及び比較例のマゼンタべた画像部の光学濃度をX−Rite932にて測定し、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
◎:マゼンタ画像濃度 1.6以上
○:マゼンタ画像濃度 1.3以上
△:マゼンタ画像濃度 1.0以上
×:マゼンタ画像濃度 1.0未満
4.光沢感の評価
実施例及び比較例の画像部の光沢感の程度を目視で観察し、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
◎:高い光沢感がある。
○:光沢感がある。
×:光沢感が認められない。
<耐擦過性の評価>
評価画像として、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、グリーン、ブルーの正方形(3cm×3cm)を作成したものを使用した。印刷24h後、クロックメータ(CM−1型)を使用し、摩擦子に白綿布(JISL 0803 綿3号)を両面粘着フォームテープ(3M社製 #4016 t=1.6)で貼り付け、5往復摩擦し、綿布に付着した色材の濃度を分光測色濃度計(エックスライト社製Model−938)を使用して測定した。
〔評価基準〕
◎:綿布に付着した色材濃度が0.05未満
○:綿布に付着した色材濃度が0.05以上0.1未満
×:綿布に付着した色材濃度が0.1以上
評価結果を表3に示す。
200 インクカートリッジ
241 インク袋
242 インク注入口
243 インク排出口
244 カートリッジ外装(ケース)
(図3〜5について)
101 装置本体
102 給紙トレイ
103 排紙トレイ
104 インクカートリッジ装填部
105 操作部
111 上カバー
112 前面
115 前カバー
131 ガイドロッド
132 ステー
133 キャリッジ
134 記録ヘッド
135 サブタンク
141 用紙載置部
142 用紙
143 給紙コロ
144 分離パッド
145 ガイド
151 搬送ベルト
152 カウンタローラ
153 搬送ガイド
154 押さえ部材
155 先端加圧コロ
156 帯電ローラ
157 搬送ローラ
158 デンションローラ
161 ガイド部材
171 分離爪
172 排紙ローラ
173 排紙コロ
181 両面給紙ユニット
182 手差し給紙部
(図6,7について)
10 フレーム
12 共通液室
20 流路板
21 流体抵抗部
22 加圧液室
23 連通口
24 隔壁
30 ノズル板
31 ノズル
40 ベース
50 積層圧電素子
51 圧電層
52 内部電極層
53 外部電極
54 個別電極
55 共通電極
56 駆動部(可動部)
57 支持部
60 振動板
61 島状凸部
62 ダイヤフラム部
63 インク流入口
70 接着層
80 FPC
90 撥インク層
Claims (8)
- インクジェット記録用インクと、インクジェット記録メディアとのインクジェット記録用インクメディアセットであって、
前記インクは、水、水溶性有機溶剤、水分散性樹脂(A)および着色剤(B)として顔料(P1)を含んでなり、かつ、25℃における表面張力が20〜27.7mN/m、25℃における粘度が5mPa・s以上であり、該インク中に、界面活性剤としてフッ素系界面活性剤及び/又はシリコン系界面活性剤を一種類以上含有し、前記水分散性樹脂(A)および着色剤(B)は、インク中に合計5〜40重量%存在し、かつ、水分散性樹脂(A)と着色剤(B)の重量比率(A)/(B)が0.5〜4のインクであり、
前記インクジェット記録メディアは、セルロースパルプを主成分とする支持体上の少なくとも一方の面又は両面に、一層もしくは多層の色材顔料浸透防止層(バリア層)を有し、該バリア層は、屈折率1.5以上のアルミナ水和物以外の無機顔料(P2)を少なくとも30重量%以上含有し、かつ該バリア層中の屈折率1.5未満の顔料の含有率が10重量%以下であり、
前記屈折率1.5以上の無機顔料(P2−1)が、カオリン、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、または、炭酸カルシウムである記録メディアであることを特徴とする、インクジェット記録用インクメディアセット。 - 前記水分散性樹脂(A)が、アニオン性自己乳化型のエーテル系ポリウレタン樹脂エマルジョン、アクリル−シリコン系樹脂エマルジョンから少なくとも1種類以上を含有す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メディアセット。
- 前記水溶性有機溶剤が、グリセリン、トリメチロールプロパン、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、1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ヘキサンジオール、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、テトラメチル尿素、尿素の中から選ばれた少なくとも1種類以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のインクジェット記録用インクメディアセット。
- 前記インクジェット記録用インクが、ブラックインクとカラーインクとからなることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のインクジェット記録用インクメディアセット。
- インクに刺激を印加し、該インクを飛翔させて前記記録メディアに画像を形成するインク飛翔工程を有するインクジェット記録方法であって、請求項1乃至6のいずれかに記載のインクジェット記録用インクメディアセットの記録メディアに、該インクジェット記録用インクメディアセットのインクを15g/m2以下の付着量で記録することを特徴とするインクジェット記録方法。
- 前記刺激が、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。
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