JP5510696B2 - 記録用インク、該インクを含むインクセット、及び該インク又はインクセットを用いた記録方法、記録装置と記録物、及びインクカートリッジ - Google Patents

記録用インク、該インクを含むインクセット、及び該インク又はインクセットを用いた記録方法、記録装置と記録物、及びインクカートリッジ Download PDF

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Description

本発明はインクジェット記録用のインク、該インクを含むインクセット、及び該インク又はインクセットを用いた記録方法、記録装置と記録物、及びインクカートリッジに関する。
従来より、インクジェット記録用インクの着色剤としては染料が用いられているが、該染料インクは耐水性および耐候性に劣り、また普通紙で滲み易いという欠点がある。これらの欠点を改良するため、着色剤として顔料を用いたインクが提案されている。
例えば、特許文献1(特開2004−352996号公報)では、自己分散型カーボンブラックを用いてカラーブリードを緩和する方法が提案されているが、ここで実施のインクセットにおけるカラーインクには染料が用いられており、耐水性や耐候性の点で劣るものである。また普通紙上でのフェザリングが顔料インクと比べて劣るという欠点がある。ここで提案されているカラーブリードの緩和方法は、溶剤と固形分の分離を速やかに引き起こすことを利用したものであるが、浸透性の悪いメディアではブリードの抑制が困難である。
特許文献2(特開2005−154605号公報)では、インク間の表面張力の差が5〜50mN/mであるインクセットが提案されている。また、特許文献3(特開2005−154607号公報)では、インク間の粘度の差が0.7〜4mPa・sであるインクセットが提案されている。しかし、インク間で物性が大きく異なると、ノズルやヘッド周りの部材選定やクリーニング機構といったシステム設計が困難となるため好ましくない。特にインク粘度が異なると、吐出するインク滴量が変化してしまうためカラー間でドット径が異なり、画像処理が困難となるため、物性の差異は小さい方が好ましい。
特許文献4(特開2002−275402号公報)では、黒インクとカラーインクで、溶解度パラメータが4以上異なった水溶性有機溶媒を用いてカラーブリードを低減する方法が提案されている。しかしながら、本発明で実施のインク構成すなわち、水不溶性の色材を用いたインクのインクセットでインク吸収性の悪い塗工紙に記録した場合では、溶解度パラメータの4以上異なる水溶性有機溶剤を用いてもブリードを抑制することはできなかった。
特許文献5(特開2003−321631号公報)では、普通紙上における初期接触角と、動的接触角の差、ドット面積変化率を規定することで、カラーブリードを抑制することが提案されている。記録メディアに対する初期の濡れ性はカラーブリードに影響を与えるものの、メディアに対する濡れ性の制御だけではカラーブリードを抑制することは困難である。
特許文献6(特開2004−338392号公報)では、第1の液体と第2の液体で接触角の範囲を規定しているが、特許文献5と同様でメディアに対する濡れ性の制御だけではカラーブリードを抑制することは困難である。また、ここで実施のインク組成は水分が多いため、印字後にメディアが波打ったように変形するコックリングと呼ばれる現象を引き起こしやすい。
したがって、画像の耐水性や耐候性に優れ、普通紙のみならず水吸収性の劣る印刷用紙上においてもカラーブリードが発生せず良好な画像形成が可能なインクは未だ実現できていないのが現状である。ここでいう水吸収性の劣る用紙とは、炭酸カルシウムやカオリン等の無機顔料が塗工された印刷用コート紙のことで、水性インクジェットインクではインク吸収性が遅いため、カラーブリードが発生しやすく、一般的にインクジェット適性のある紙として認識されていない。
インクジェット印刷は、製版が不要であるため手軽に印刷が行なえること、水性インクは環境負荷が少ないことから、オフセット印刷・グラビア印刷といった商業印刷並の高画質印刷を水性インクジェットで行なえることが望まれている。
特開2004−352996号公報 特開2005−154605号公報 特開2005−154607号公報 特開2002−275402号公報 特開2003−321631号公報 特開2004−338392号公報
本発明の課題は、普通紙のみならず水吸収性の劣る、無機顔料が塗工された印刷用塗工紙においてもカラーブリードが発生せず、乾燥性にも優れ、吐出安定性及び保存性に優れ、紙のコックリングがない優れた印刷物を形成できるという優れた画像形成が可能となるインクセットを提供することである。
水吸収性の劣る、無機顔料が塗工された印刷用塗工紙に記録すると、インク中に含有されている水や溶剤の吸収に時間がかかるため、隣り合った滴同士でカラーブリードを起こしやすい。特に、カラーとブラックの境界部において、カラー液滴にブラック液滴が引き寄せられる場合、カラーインク側にブラックインクが移動し、カラーインクの中にブラックインクが浸透していくため、インク乾燥後の紙面でカラーブリードが発生している。一方、ブラック液滴にカラー液滴が引き寄せられる場合、ブラックインク側にカラーインクが移動し、ブラックインクの中にカラーインクが浸透していくが、ブラックに打ち消されて目立たないため、インク乾燥後の紙面では、カラーブリードが認められない。
液滴が接触した直後、ふたつの液滴を隔てている流体が排出されて液体は合体しようとするが、このとき、表面張力の小さい液体から大きい液体へ流れが生じることを見出し本発明に至った。なお、ここでいう液体の表面張力とは、インク自体の表面張力ではなく、それぞれのインクに含まれる異なった水溶性有機溶剤の表面張力のことを示す。インク自体の表面張力は界面活性剤の種類や添加量によって制御されており、主に基材に対する濡れに影響を及ぼすパラメータである。すなわち、インク自体の表面張力は、メディアへ着弾後の濡れや、インク吐出ノズル周辺への濡れを制御するために調整される。
従って、ブラックインクとカラーインク間で発生するカラーブリードを抑制するには、ブラックインクと、ブラック以外のカラーインクのうち少なくとも1種類とは異なった水溶性有機溶剤を用いて、更にブラック以外のカラーインクで用いる水溶性有機溶剤の表面張力が、ブラックで用いる水溶性有機溶剤の表面張力よりも高いことが有効な手段である。
また、インク滴の着弾直後にできるだけ紙に濡れている、すなわち着弾直後の接触角が低い方が、液滴同士の接触面積が少なくなるため、カラーブリード抑制に有利であることも同時に見出した。
すなわち、上記課題は本発明の(1)〜(15)によって解決される。
(1)「少なくとも水、水不溶性の色材、水溶性有機溶剤、界面活性剤を含む水性インクの記録用インクセットにおいて、
前記水性インクは、
1)25℃における表面張力が20〜40mN/mであり、
2)支持体の少なくとも一方の面に塗工層を設けてなり、動的走査吸液計で測定した接触時間100msにおける純水の記録メディアへの転移量が3〜15ml/m である記録用メディアに、前記水性インクを2μl滴下したときの100ms後の接触角が、15°以上35°以下であって、
前記記録用インクセットは、少なくともブラックインク、シアン、マゼンタ、イエローの水性インクからなり、
3)ブラックインクと、ブラック以外の全てのカラーインクとは、異なった水溶性有機溶剤が用いられ、
4)ブラック以外の全てのカラーインクにおいて、該カラーインクのみで用いられる水溶性有機溶剤の表面張力が、ブラックインクのみで用いられる水溶性有機溶剤の表面張力よりも高い、ことを特徴とする記録用インクセット」。
)「少なくともブラック、シアン、マゼンタ、イエローからなる水性インクの記録用インクセットのうち、少なくとも1つのインクは、他色インクとの粘度差が0〜0.8mPa・sであることを特徴とする前記第()項に記載の記録用インクセット」。
)「ブラックインクとカラーインクで同種類の界面活性剤を使用することを特徴とする前記第(1)項または(2)項に記載の記録用インクセット」。
)「前記水性インクの25℃における粘度が6〜20mPa・sであることを特徴とする前記第(1)項乃至第()項のいずれかに記載の記録用インクセット」。
)「前記水性インクが水を40〜60質量%、水溶性有機溶剤を15〜40質量%含有するものであることを特徴とする前記第(1)項乃至第()項のいずれかに記載の記録用インクセット」。
)「前記水性インクが浸透剤として炭素数が7〜11のジオール化合物を含むものであることを特徴とする前記第(1)項乃至第()項のいずれかに記載の記録用インクセット」。
)「前記水性インクがフッ素系界面活性剤を含有するものであり、該フッ素系活性剤が下記構造式(I)、(II)、(III)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(1)項乃至第()項のいずれかに記載の記録用インクセット;

Figure 0005510696
(式中、mは0〜10の整数を表わす。nは1〜40の整数を表わす。)
Figure 0005510696
(式中、Rfはフッ素含有基を表わす。m,n及びpは整数を表わす。)
Figure 0005510696
(式中、Rfはフッ素含有基、Rはアニオン基、Rはカチオン基を表わす。qは整数を表わす。)」。
)「前記水性インクが、粒子径が30〜200nmである樹脂微粒子を含有するものであることを特徴とする前記第(1)項乃至第()項のいずれかに記載の記録用インクセット」。
)「支持体の少なくとも一方の面に塗工層を設けてなり、動的走査吸液計で測定した接触時間100msにおける純水の記録メディアへの転移量が3〜15ml/mである記録用メディアに、前記水性インクを2μl滴下したときの100ms後の接触角が、15°以上35°以下の水性インクであることを特徴とする前記第()項に記載の記録用水性インク」。
10)「前記第(1)項乃至第()項のいずれかに記載の記録用インクセットの各水性インクに、画像信号にしたがって刺激を印加し、該インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置」。
11)「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種である前記第(10)項に記載のインクジェット記録装置」。
12)「前記飛翔させるインクの液滴の大きさが3〜40pl、速度が5〜20m/s、前記刺激印加の周波数が1kHz以上、かつ解像度が300dpi以上である前記第(10)項又は第(11)項に記載のインクジェット記録装置」。
13)「前記第(1)項乃至第()項のいずれかに記載の記録用インクセットにより記録された画像を有することを特徴とする記録物」。
14)「前記第(10)項乃至第(12)項のいずれかに記載のインクジェット記録装置により記録された画像を有することを特徴とする記録物」。
15)「前記第(1)項乃至第(8)項のいずれかに記載の記録用インクセットの各水性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」。

本発明により、普通紙のみならず水吸収性の劣る、無機顔料が塗工された印刷用塗工紙においてもカラーブリードが発生せず、乾燥性にも優れ、吐出安定性及び保存性に優れ、紙のコックリングがない優れた印刷物を形成できるという優れた画像形成が可能となるインクセット、これを用いた記録装置、記録物、インクカートリッジを提供することができる。
(記録用インクセット)
本発明の記録用インクセットは、少なくとも水、水不溶性の色材、水溶性有機溶剤、界面活性剤を含む、少なくともブラック、シアン、マゼンタ、イエローインクから成り、ブラックインクと、ブラック以外のインクのうち少なくとも1種類とは、異なった水溶性有機溶剤を用いることと、ブラック以外のインクで用いる水溶性有機溶剤の表面張力が、ブラックで用いる水溶性有機溶剤の表面張力よりも高いことを特徴とする。
前記水溶性有機溶剤としては、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、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、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−プロパンジオール、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、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、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、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、ペトリ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等の多価アルコールアリールエーテル類;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、2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム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、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−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種以上併用して使用してもよい。
これらの中でも、溶解性と水分蒸発による噴射特性不良の防止に対して優れた効果が得られる点から、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、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、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、チオジグリコール、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−ピロリドンが好適である。
さらにこれらの中で、カラーブリードを抑制するインクセットとして特に好ましい組み合わせとしては、以下のものが挙げられる。
カラーインクにジエチレングリコール(48.5mN/m)を使用し、ブラックインクに1,4−ブタンジオール(45.3mN/m)またはトリエチレングリコール(45.2mN/m)または1,5−ペンタンジオール(43.2mN/m)またはN−メチルピロリドン(41mN/m)または1,3−ブタンジオール(37.8mN/m)または3−メチル−1,5−ペンタンジオール(37.5mN/m)またはプロピレングリコール(36mN/m)またはトリプロピレングリコール(34mN/m)または2,3−ブタンジオール(33.8mN/m)または3−メチル−1,3−ブタンジオール(32.8mN/m)またはジプロピレングリコール(32mN/m)または2−メチル−2,4−ペンタンジオール(27mN/m)を用いる組み合わせ。
カラーインクにエチレングリコール(表面張力=46.5mN/m)を使用し、ブラックインクに1,4−ブタンジオール(45.3mN/m)またはトリエチレングリコール(45.2mN/m)または1,5−ペンタンジオール(43.2mN/m)またはN−メチルピロリドン(41mN/m)または1,3−ブタンジオール(37.8mN/m)または3−メチル−1,5−ペンタンジオール(37.5mN/m)またはプロピレングリコール(36mN/m)またはトリプロピレングリコール(34mN/m)または2,3−ブタンジオール(33.8mN/m)または3−メチル−1,3−ブタンジオール(32.8mN/m)またはジプロピレングリコール(32mN/m)または2−メチル−2,4−ペンタンジオール(27mN/m)を用いる組み合わせ。
カラーインクに1,4−ブタンジオールを使用し、ブラックインクに1,5−ペンタンジオール(43.2mN/m)またはN−メチルピロリドン(41mN/m)または1,3−ブタンジオール(37.8mN/m)または3−メチル−1,5−ペンタンジオール(37.5mN/m)またはプロピレングリコール(36mN/m)またはトリプロピレングリコール(34mN/m)または2,3−ブタンジオール(33.8mN/m)または3−メチル−1,3−ブタンジオール(32.8mN/m)またはジプロピレングリコール(32mN/m)または2−メチル−2,4−ペンタンジオール(27mN/m)を用いる組み合わせ。
カラーインクに1,3−ブタンジオールを使用し、ブラックインクに3−メチル−1,5−ペンタンジオール(37.5mN/m)またはプロピレングリコール(36mN/m)またはトリプロピレングリコール(34mN/m)または2,3−ブタンジオール(33.8mN/m)または3−メチル−1,3−ブタンジオール(32.8mN/m)またはジプロピレングリコール(32mN/m)または2−メチル−2,4−ペンタンジオール(27mN/m)を用いる組み合わせ。

カラーインクにトリエチレングリコールを使用し、ブラックインクに1,5−ペンタンジオール(43.2mN/m)またはN−メチルピロリドン(41mN/m)または1,3−ブタンジオール(37.8mN/m)または3−メチル−1,5−ペンタンジオール(37.5mN/m)またはプロピレングリコール(36mN/m)またはトリプロピレングリコール(34mN/m)または2,3−ブタンジオール(33.8mN/m)または3−メチル−1,3−ブタンジオール(32.8mN/m)またはジプロピレングリコール(32mN/m)または2−メチル−2,4−ペンタンジオール(27mN/m)を用いる組み合わせ。
カラーインクに1,5−ペンタンジオールを使用し、ブラックインクに1,3−ブタンジオール(37.8mN/m)または3−メチル−1,5−ペンタンジオール(37.5mN/m)またはプロピレングリコール(36mN/m)またはトリプロピレングリコール(34mN/m)または2,3−ブタンジオール(33.8mN/m)または3−メチル−1,3−ブタンジオール(32.8mN/m)またはジプロピレングリコール(32mN/m)または2−メチル−2,4−ペンタンジオール(27mN/m)を用いる組み合わせ。
カラーインクに1,3−ブタンジオールを使用し、ブラックインクにプロピレングリコール(36mN/m)またはトリプロピレングリコール(34mN/m)または2,3−ブタンジオール(33.8mN/m)または3−メチル−1,3−ブタンジオール(32.8mN/m)またはジプロピレングリコール(32mN/m)または2−メチル−2,4−ペンタンジオール(27mN/m)を用いる組み合わせ。
カラーインクにプロピレングリコールを使用し、ブラックインクにトリプロピレングリコール(34mN/m)または2,3−ブタンジオール(33.8mN/m)または3−メチル−1,3−ブタンジオール(32.8mN/m)またはジプロピレングリコール(32mN/m)または2−メチル−2,4−ペンタンジオール(27mN/m)を用いる組み合わせ。
カラーインクにトリプロピレングリコールを使用し、ブラックインクに3−メチル−1,3−ブタンジオール(32.8mN/m)またはジプロピレングリコール(32mN/m)または2−メチル−2,4−ペンタンジオール(27mN/m)を用いる組み合わせ。
カラーインクに2,3−ブタンジオールを使用し、3−メチル−1,3−ブタンジオール(32.8mN/m)またはジプロピレングリコール(32mN/m)または2−メチル−2,4−ペンタンジオール(27mN/m)を用いる組み合わせ。
カラーインクに3−メチル−1,3−ブタンジオールを使用し、ブラックインクにジプロピレングリコール(32mN/m)または2−メチル−2,4−ペンタンジオール(27mN/m)を用いる組み合わせ。
カラーインクにジプロピレングリコールを使用し、ブラックインクに2−メチル−2,4−ペンタンジオール(27mN/m)を用いる組み合わせ。
また、グリセリンは保湿剤としての役割を果たし、カラーインクとブラックインクの両方に用いることができる。
水溶性有機溶剤の前記記録用インク中における含有量は、15〜40質量%が好ましく、20〜35質量%がより好ましい。前記含有量が少なすぎると、ノズルが乾燥しやすくなり液滴の吐出不良が発生することがあり、多すぎるとインク粘度が高くなり、適正な粘度範囲を超えてしまうことがある。
界面活性剤として、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤、フッ素系界面活性剤から選ばれる一種を単独、又は二種以上を混合して用いることができる。
アニオン界面活性剤としては、アルキルアリル、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルキルアリールエーテルリン酸塩、アルキルアリールエーテル硫酸塩、アルキルアリールエーテルエステル硫酸塩、オレフィンスルホン酸塩、アルカンオレフィンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、エーテルカルボキシレート、スルホコハク酸塩、α−スルホ脂肪酸エステル、脂肪酸塩、高級脂肪酸とアミノ酸の縮合物、ナフテン酸塩等が挙げられる。
ノニオン系界面活性剤としては、アセチレングリコール系界面活性剤、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フェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル及びポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等が挙げられる。
カチオン界面活性剤としては、例えば、アルキルアミン塩、ジアルキルアミン塩、脂肪族アミン塩、ベンザルコニウム塩、第4級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、イミダゾリニウムベタイン等のイミダゾリン誘導体、ジメチルアルキルラウリルベタイン、アルキルグリシン、アルキルジ(アミノエチル)グリシン等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては下記構造(I)〜(III)で表わされるものを好ましく用いることができる。
Figure 0005510696
(式中、mは0〜10の整数を表わす。nは1〜40の整数を表わす。)
Figure 0005510696
(式中、Rfはフッ素含有基を表わす。m,n及びpは整数を表わす。)
Figure 0005510696
(式中、Rfはフッ素含有基、Rはアニオン基、Rはカチオン基を表わす。qは整数を表わす。)
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(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)等が挙げられる。
特に好ましく用いられるのはノニオン系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤である。
界面活性剤は、主にメディアやノズルに対する濡れ性に影響を及ぼすものであり、メディアへの接触角に影響を与えていることが把握された。インク着弾時メディアへの接触角が低いと、液滴同士の接触時間および接触面積が少なくブリードが発生しにくい傾向があるが、本発明において、より好ましい範囲として規定している接触角(15〜35°/100ms時)となるようなインクの場合、液滴同士の滲み(カラーブリード)に対する影響は、水溶性有機溶剤の表面張力が支配的であると思われる。
本発明における界面活性剤の量や種類、水等の好ましい添加量について説明すると、界面活性剤量について、添加量は好ましくは0.1〜5%であり、より好ましくは0.5〜3%である。添加量が0.1%未満であると、メディアへの濡れが悪くなり、カラーブリードやビーディングが発生しやすくなる傾向がある。また、ノズル内部やノズルプレートに対する濡れも悪くなり、吐出が不安定になる傾向がある。添加量3%を超えると、インクの分散性が不安定になり保存性が悪化するだけではなく、カラーブリードが発生しやすくなる傾向がある。また、添加量が5%を超えると、この傾向が顕著になる。
界面活性剤種類について、ブラックインクとカラーインクで同種類の活性剤を使用する方がより好ましい。またはブラックインクとカラーインクで異なった活性剤を使用する際、ブラックインクの方がカラーインクよりも静的表面張力が下がるよう処方される活性剤を選択することが好ましい。
水の添加量について、水が多いと2次色のビーディングやコックリングが悪化する。カラーブリードについても若干レベルダウンの傾向がある。後述の実施例中には、水の多い処方(65%以上)、その影響、について、参考になるものを示しておいた。
着色剤としては、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。本発明では、耐水性、耐侯性が良好である顔料を用いた。
本発明に用いられる顔料はブラック顔料として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。
更に、本発明においては、分散剤で水性媒体中に分散させて得られた顔料を併用することも可能である。好ましい分散剤としては、従来公知の顔料分散液を調整するのに用いられる公知の分散剤を使用することができ、例えば以下のものが挙げられる。
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。
これらの共重合体は重量平均分子量が3,000〜50,000であるのが好ましく、より好ましくは5,000〜30,000、最も好ましくは7,000〜15,000である。分散剤の添加量は、顔料を安定に分散させ、本発明の他の効果を失わせない範囲で適宣添加されて良い。分散剤としては1:0.06〜1:3の範囲が好ましく、より好ましくは1:0.125〜1:3の範囲である。
本発明で使用する着色剤としては、少なくとも一種の親水性基が表面に結合した顔料を用いることができる。この結果、従来のインクの様に、顔料を分散させるための分散剤がなくても安定に分散が可能となる。このような表面に親水基を有し、分散剤を必要としない顔料を用いると、長期保存性に優れ、水分が蒸発しても再度水に溶解が可能であり、プリンタで使用する際、ノズルが乾燥することによる目詰まりの発生がなく、信頼性の高いインクを提供することができる。
本発明で使用する表面に少なくとも1種の親水性基を有するカーボンブラックとしては、イオン性を有するものが好ましく、アニオン性に帯電したものやカチオン性に帯電したものが好適である。
前記カーボンブラックの種類としては、公知のカーボンブラックの製造方法で製造されたものであり、チャンネル法、オイルファーネス法、ファーネス法、アセチレンブラック法、サーマルブラック法等で製造されたものを用いることができる。
ブラック顔料インクに使用されるカーボンブラックとしては、ファーネス法、チャネル法で製造されたカーボンブラックで、一次粒径が、15〜40nm、BET法による比表面積が、50〜300m/g、DBP吸油量が、40〜150ml/100g、pH値が2〜9を有するものが好ましい。
このようなものとしては、例えば、#2700、#2650、#2600、#2450B、#2400B、#2350、#230、#1000、#990、#980、#970、#960、#950、#900、#850、#750B、MCF88、#650B、MA600、MA77、MA7、MA8、MA11、MA100、MA100R、MA100S、MA220、MA230、MA200RB、MA14、#52、#50、#47、#45、#45L、#44、#40、#33、#32、#30、#25、#20、#10、#5、#95、#85、CF9、#260(以上、三菱化学製)、
Raven700、同5750、同5250、同5000、同3500、同1255(以上、コロンビア製)、
Regal400R、同330R、同660R、MogulL、Monarch700、同800、同880、同900、同1000、同1100、同1300、Monarch1400(以上、キャボット製)、
カラーブラックFW1、同FW2、同FW2V、同FW18、同FW200、同S150、同S160、同S170、プリンテックス35、同U、同V、同140U、同140V、スペシャルブラック6、同5、同4A、同4(以上、デグッサ製)、
トーカブラック#8500、同#8300、同#7550、同#7400、同#7360、同#7350、同#7270、同#7100(以上、東海カーボン製)、
シヨウブラックN110、同N220、同N234、同N339、同N330、同N326、同N330T、同MAF、同N550(以上キャボットジャパン(2005年11月に昭和キャボット社より社名変更)製)
等を使用することができるが、これらに限定されるものではない。
本発明で使用されるカーボンブラックは、表面を改質処理し少なくとも1種の親水基をカーボンブラックの表面に直接若しくは他の原子団を介して結合し、分散剤を使用することなく安定に分散させることができる。
表面改質方法としては、例えば次亜塩素酸塩、亜塩素酸塩、塩素酸塩、過硫酸塩、過硼酸塩、過炭酸塩などのアルカリ金属塩やアンモニウム塩などの酸化剤水溶液中にカーボンブラックを添加して酸化処理する方法、低温酸化プラズマ処理する方法、オゾンによって酸化する方法が挙げられる。
親水性基としては、例えば、−COOM、−SOM、−POHM、−PO、−SONH、−SONHCOR(ただし、式中のMは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウムを表わす。Rは、炭素原子数1〜12のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有してもよいナフチル基を表わす。)等が挙げられる。これらの中でも、−COOM、−SOMが表面に結合されたものを用いることが好ましい。前記親水性基中における「M」は、アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、等が挙げられる。前記有機アンモニウムとしては、例えば、モノ乃至トリメチルアンモニウム、モノ乃至トリエチルアンモニウム、モノ乃至トリメタノールアンモニウムが挙げられる。
また、カーボンブラックを3−アミノ−N−エチルピリジウムブロマイドで処理することで、下記構造式で表わされるN−エチルピリジル基を結合させる方法、ジアゾニウム塩を反応させることにより、カチオン性親水性基を導入することもできる。前記カチオン性親水性基としては、例えば、第4級アンモニウム基が好ましく、下記に挙げる第4級アンモニウム基がより好ましく、これらのいずれかが顔料表面に結合されたものが色材として好適である。
Figure 0005510696
着色剤としての顔料の添加量は、4〜15質量%が好ましく、5〜12質量%がより好ましい。12質量%を超えると、定着性や吐出安定性、目詰まり等の信頼性に対しては悪影響が発生しやすくなる。3%よりも少ないと、十分な画像濃度が得られないことがある。
本発明のインクにおいて、樹脂微粒子を添加することができる。樹脂微粒子とは、水に不溶性の樹脂が水に分散した状態で存在したもので、溶媒が蒸発すると樹脂微粒子同士が融着して膜を形成し、着色剤をメディア上に固着させる効果を持つ。また、溶媒が蒸発すると、増粘・凝集する性質を持ち、着色成分の浸透を抑制し、高い画像濃度が得られ、また裏抜けを防止する効果も得られる。
樹脂成分としてはアクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、アクリルシリコーン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン系樹脂、ウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂などが挙げられる。樹脂エマルジョンの添加量は、インクの0.1〜40重量%部となるよう含有するのが好ましく、より好ましくは1〜25重量%の範囲である。樹脂微粒子が0.1質量%未満であると、十分な定着性が得られないことがあり、40質量%を超えると、固形分が多く溶媒が少ない組成となることから、保存安定性が悪化したり、ノズルでの乾燥や固化が発生しやすくなり吐出性が低下したりする場合がある。
これら微樹脂粒子は、粒子径が30〜200nmのものであることが好ましい。
本発明では、浸透剤として炭素数7〜11のジオール化合物を用いることができる。炭素数が7未満であると、十分な浸透性が得られず、両面印刷時に記録媒体を汚したり、記録媒体上でのインクの広がりが不十分で画素の埋まりが悪くなるため、文字品位や画像濃度の低下が生じることがあり、11を超えると保存安定性が低下することがある。
前記ジ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好適である。
前記ジオール化合物の添加量は0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜10質量%がより好ましい。前記添加量が少なすぎると、インクの紙への浸透性が劣り、搬送時にコロで擦られて汚れが発生したり、両面印字のため記録媒体の記録面を反転させる際に搬送ベルトにインクを付着させて汚れが発生したり、高速印字や両面印字に対応できないことがある。一方、添加量が多すぎると、印字ドット径が大きくなり、文字の線幅が広くなったり、画像鮮明度が低下することがある。
本発明では、アミノプロパンジオール化合物を添加することもできる。アミノプロパンジオール化合物は水溶性の塩基化合物であり、インクのpHをアルカリに保ち、長期にインクと接する部材への侵食を抑制したり、水分蒸発による着色剤の凝集を制御して安定なインク吐出性を保ったりすることができる。
前記アミノプロパンジオール誘導体としては、特に制限は無く、目的に応じて適宜選択することができ、例えば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、これらの中でも、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオールが特に好ましい。
前記アミノプロパンジオール化合物の前記記録用インクにおける添加量は、0.01〜10質量%が好ましく、0.1〜5.0質量%がより好ましく、0.1〜2.0質量%が更に好ましい。前記添加量が多すぎると、pHが高くなり、粘度が上昇する等のデメリットが生じることがある。
その他の成分としては、特に制限はなく、必要に応じて適宜選択することができ、例えば、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、光安定化剤などが挙げられる。
前記防腐防黴剤としては、例えば、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム等が挙げられる。
前記pH調整剤としては、調合されるインクに悪影響をおよぼさずにpHを7以上に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて任意の物質を使用することができる。
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。
前記防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト等が挙げられる。
前記酸化防止剤としては、例えば、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)、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、りん系酸化防止剤等が挙げられる。
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]メタン等が挙げられる。
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。
前記紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤等が挙げられる。
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。
本発明の記録用インクは、少なくとも水、着色剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、浸透剤を含み、更に必要に応じて樹脂微粒子、pH調整剤、その他の成分を水性媒体中に分散または溶解し、更に必要に応じて攪拌混合して製造する。前記分散は、例えば、サンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ペイントシェイカー、超音波分散機等により行なうことができ、攪拌混合は通常の攪拌羽を用いた攪拌機、マグネチックスターラー、高速の分散機で行なうことができる。
本発明の記録用インクセットにおいて、水吸収性の悪い塗工紙で、ブラックインクとカラーインク間で発生するカラーブリードを抑制するには、ブラックインクとブラック以外のカラーインクで少なくとも1種類は異なった水溶性有機溶剤を用いて、更にブラック以外のカラーインクで用いる水溶性有機溶剤の表面張力が、ブラックで用いる水溶性有機溶剤の表面張力よりも高いことが有効な手段である。ここで、水吸収性の悪い塗工紙とは、支持体の少なくとも一方の面に塗工層を設けてなり、動的走査吸液計で測定した接触時間100msにおける純水の記録用メディアへの転移量が3〜15ml/mである印刷用塗工紙を示す。
着弾直後の接触角はインクの表面張力に依存しており、25℃におけるインクの表面張力を20〜40mN/mとすることが好ましく、23〜36mN/mとすることがより好ましい。表面張力が20mN/m以下であると、インク吐出ノズル面への濡れが高くなり、液滴が付着しやすくなるため、安定な吐出が得られないことがあり、40mN/mを超えると、メディアへの濡れが不十分となり、カラーブリードが発生することがある。
着弾後のインク接触角は、水吸収性の悪い塗工紙、ここでは動的走査吸液計で測定した接触時間100msにおける純水の記録メディアへの転移量が3〜15ml/m支持体の少なくとも一方の面に塗工層を設けてなる記録用メディアに、インクを2μl滴下したときの100ms後の接触角が15°以上35°以下であることが好ましい。前記接触角が15°より小さいと、カラーブリードが発生しやすくなり、35°より大きいと、カラーブリードの発生や、乾燥性が悪くなる傾向がある。
吸液特性は協和精工(株)製動的走査吸液計(DSA)を用いて測定することができる。
動的走査吸収液計(dynamic scanning absorptometer;DSA,紙パ技協誌、第48巻、1994年5月、第88〜92頁、空閑重則)は、極めて短時間における吸液量を正確に測定できる装置である。動的走査吸液計は、吸液の速度をキャピラリー中のメニスカスの移動から直読する、試料を円盤状とし、この上で吸液ヘッドをらせん状に走査する、予め設定したパターンに従って走査速度を自動的に変化させ、1枚の試料で必要な点の数だけ測定を行なう、という方法によって測定を自動化したものである。紙試料への液体供給ヘッドはテフロン(登録商標)管を介してキャピラリーに接続され、キャピラリー中のメニスカスの位置は光学センサで自動的に読み取られる。
前記支持体としては、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、木材繊維主体の紙、木材繊維及び合成繊維を主体とした不織布のようなシート状物質などが挙げられる。
前記紙としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、木材パルプ、古紙パルプなどが用いられる。前記木材パルプとしては、例えば、NBKP、LBKP、NBSP、LBSP、GP、TMPなどが挙げられる。
前記支持体に使用される内添填料としては、例えば、白色顔料として従来公知の顔料が用いられる。該白色顔料としては、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、カオリン、クレー、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、リトポン、ゼオライト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム等のような白色無機顔料;スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂等のような有機顔料等が挙げられる。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。前記支持体を抄造する際に使用される内添サイズ剤としては、例えば、中性抄紙に用いられる中性ロジン系サイズ剤、アルケニル無水コハク酸(ASA)、アルキルケテンダイマー(AKD)、石油樹脂系サイズ剤などが挙げられる。これらの中でも、中性ロジンサイズ剤又はアルケニル無水コハク酸が特に好適である。前記アルキルケテンダイマーは、そのサイズ効果が高いことから添加量は少なくて済むが、記録用紙(メディア)表面の摩擦係数が下がり滑りやすくなるため、インクジェット記録時の搬送性の点からは好ましくない場合がある。
前記塗工層は、顔料及びバインダー(結着剤)を含有してなり、必要に応じて、界面活性剤、その他の成分を含有してなる。塗工層において使用する顔料としては、顔料としては、無機顔料、もしくは無機顔料と有機顔料を併用したものを用いる。無機顔料としては、例えば、カオリン、タルク、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、非晶質シリカ、チタンホワイト、炭酸マグネシウム、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、クロライト等の顔料を挙げることができる。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。
また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。
一方、有機顔料としては、例えば、スチレン・アクリル共重合体粒子、スチレン・ブタジエン共重合体粒子、ポリスチレン粒子、ポリエチレン粒子等の水溶性ディスパージョンがある。これら有機顔料は2種以上が混合されても良い。有機顔料の配合量は、2〜20重量部である。有機顔料は、光沢発現性に優れていることと、その比重が無機顔料と比べて小さいことから、嵩高・高光沢で、表面被覆性の良好な塗工層を得ることができる。2重量部未満では、前記効果がなく、20重量部を超えると、塗工液の流動性が悪化し、塗工操業性の低下に繋がることと、コスト面からも経済的ではない。有機顔料にはその形態において、密実型、中空型、ドーナツ型等があるが、光沢発現性、表面被覆性および塗工液の流動性のバランスを鑑み、平均粒子径が0.2〜3.0μmの範囲にあることが望ましく、より好ましくは空隙率40%以上の中空型が採用される。
バインダーとしては、水性樹脂を使用するのが好ましい。
水性樹脂としては、水溶性樹脂及び水分散性樹脂の少なくともいずれかが好適に用いられる。前記水溶性樹脂としては、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、ポリビニルアルコール、アニオン変性ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アセタール変性ポリビニルアルコール等のポリビニルアルコールの変性物;ポリウレタン;ポリビニルピロリドン及びポリビニルピロリドンと酢酸ビニルの共重合体、ビニルピロリドンとジメチルアミノエチル・メタクリル酸の共重合体、四級化したビニルピロリドンとジメチルアミノエチル・メタクリル酸の共重合体、ビニルピロリドンとメタクリルアミドプロピル塩化トリメチルアンモニウムの共重合体等のポリビニルピロリドンの変性物;カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等セルロース;カチオン化ヒドロキシエチルセルロース等のセルロースの変性物;ポリエステル、ポリアクリル酸(エステル)、メラミン樹脂、又はこれらの変性物、ポリエステルとポリウレタンの共重合体等の合成樹脂;ポリ(メタ)アクリル酸、ポリ(メタ)アクリルアミド、酸化澱粉、燐酸エステル化澱粉、自家変性澱粉、カチオン化澱粉、又は各種変性澱粉、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸ソーダ、アルギン酸ソーダ等が挙げられる。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。
これらの中でも、インク吸収性の観点から、ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アセタール変性ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエステルとポリウレタンの共重合体等が特に好ましい。前記塗工層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、支持体に塗工層液を含浸又は付着する方法により行なうことができる。塗工層液の含浸又は付着方法としては、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、コンベンショナルサイズプレス、ゲートロールサイズプレス、フィルムトランスファーサイズプレス、ブレードコーター、ロッドコーター、エアーナイフコーター、カーテンコーターなど各種塗工機で塗工することも可能であるが、コストの点から、抄紙機に設置されているコンベンショナルサイズプレス、ゲートロールサイズプレス、フィルムトランスファーサイズプレスなどで含浸又は付着させ、オンマシンで仕上げても良い。
市販品としては、OKトップコート、OKアストロ・グロス、OKノンリンクル、SA金藤+、OK金藤+、OKノンリンクル、(F)MCOP、OKアストロ・ダル、OKアストロ・マット、OKウルトラアクアサテン、OKエンボス絹目、OKエンボス梨地、OKエンボス布目、OKエンボスホームスパン、OKオプトグロス、OK嵩王、OKカサブランカ、OKカサブランカ−V、OKカサブランカ−X、OK金藤片面、OKコートL、OKコートLグリーン100、OKコートNグリーン100、OKコートV、OK中質コート(オフセット用)、OKトップコートS、OKトップコートダル、OKトップコートマットN、OKトリニティ、OKトリニティNaVi、OKトリニティNaVi−V、OKネオトップコート、OKネオトップコートマット、OKノンリンクルAL、OKノンリンクルDL、OKノンリンクルBL、OKホワイトL、OKマットコートLグリーン100、OKマットコートグリーン100、OKロイヤルコート、OKホワイトL、Zコート、Zコートグリーン100、ウルトラサテン金藤N、ゴールデンマット、サテン金藤N、ニューエイジ、ニューエイジグリーン100、ミラーコート・ゴールド、ミラーコート・プラチナ、ロイヤルコートL、ロストンカラー、PODスーパーグロス、PODグロスコート、PODマットコート(以上、王子製紙)、ブロードマットA、ブロードグロスA、ホワイトパールコートN、ニューVマット、パールコート、ディグニティ、ビスタグロス、NパールコートL、ユトリロ、EP−Dグロス、EP−Lグロス、EP−Lマット、EP−Dプレミアムホワイト、EP−スーパー上質、(以上、三菱製紙)、Hi−α、αマット、キンマリHi−L、ミューコート、ミューマット、ミューホワイト(以上、北越製紙)などが挙げられる。
本発明の記録用インクは、各種分野において好適に使用することができ、インクジェット記録方式による画像記録装置(プリンタ等)において好適に使用することができ、例えば、印字又は印字前後に被記録用紙及び前記記録用インクを50〜200℃で加熱し、印字定着を促進する機能を有するもののプリンタ等に使用することもでき、以下の本発明の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、インクジェット記録方法に特に好適に使用することができる。
−インクカートリッジ−
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などを少なくとも有するもの、などが好適に挙げられる。
次に、インクカートリッジについて、図1及び図2を参照して説明する。ここで、図1は、本発明のインクカートリッジの一例を示す図であり、図2は図1のインクカートリッジのケース(外装)も含めた図である。
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、本発明の前記記録用インク(インクセット)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。
−インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法−
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。
−インク飛翔工程及びインク飛翔手段−
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記録する工程である。
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。
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。
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。
前記刺激は、例えば、前記刺激発生手段により発生させることができ、該刺激としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、熱(温度)、圧力、振動、光、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。これらの中でも、熱、圧力が好適に挙げられる。
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。
前記記録用インクの飛翔の態様としては、特に制限はなく、前記刺激の種類等応じて異なり、例えば、前記刺激が「熱」の場合、記録ヘッド内の前記記録用インクに対し、記録信号に対応した熱エネルギーを例えばサーマルヘッド等を用いて付与し、該熱エネルギーにより前記記録用インクに気泡を発生させ、該気泡の圧力により、該記録ヘッドのノズル孔から該記録用インクを液滴として吐出噴射させる方法などが挙げられる。また、前記刺激が「圧力」の場合、例えば記録ヘッド内のインク流路内にある圧力室と呼ばれる位置に接着された圧電素子に電圧を印加することにより、圧電素子が撓み、圧力室の容積が縮小して、前記記録ヘッドのノズル孔から該記録用インクを液滴として吐出噴射させる方法、などが挙げられる。
前記飛翔させる前記記録用インクの液滴は、その大きさとしては、例えば、3〜40plとするのが好ましく、その吐出噴射の速さとしては5〜20m/sとするのが好ましく、その駆動周波数としては1kHz以上とするのが好ましく、その解像度としては300dpi以上とするのが好ましい。
本発明のインクジェット記録装置により本発明のインクジェット記録方法を実施する一の態様について、図面を参照しながら説明する。図3に示すインクジェット記録装置は、装置本体(101)と、装置本体(101)に装着した用紙を装填するための給紙トレイ(102)と、装置本体(101)に装着され画像が記録(形成)された用紙をストックするための排紙トレイ(103)と、インクカートリッジ装填部(104)とを有する。インクカートリッジ装填部(104)の上面には、操作キーや表示器などの操作部(105)が配置されている。インクカートリッジ装填部(104)は、インクカートリッジ(200)の脱着を行なうための開閉可能な前カバー(115)を有している。
装置本体(101)内には、図4及び図5に示すように、図示を省略している左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド(131)とステー(132)とでキャリッジ(133)を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ(不図示)によって図5で矢示方向に移動走査する。
キャリッジ(133)には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色の記録用インク滴を吐出する4個のインクジェット記録用ヘッドからなる記録ヘッド(134)を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
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。
一方、給紙トレイ(102)の用紙積載部(圧板)(141)上に積載した用紙(142)を給紙するための給紙部として、用紙積載部(141)から用紙(142)を1枚づつ分離給送する半月コロ(給紙コロ143)、及び給紙コロ(143)に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド(144)を備え、この分離パッド(144)は給紙コロ(143)側に付勢されている。
この給紙部から給紙された用紙(142)を記録ヘッド(134)の下方側で搬送するための搬送部として、用紙(142)を静電吸着して搬送するための搬送ベルト(151)と、給紙部からガイド(145)を介して送られる用紙(142)を搬送ベルト(151)との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ(152)と、略鉛直上方に送られる用紙(142)を略90°方向転換させて搬送ベルト(151)上に倣わせるための搬送ガイド(153)と、押さえ部材(154)で搬送ベルト(151)側に付勢された先端加圧コロ(155)とが備えられ、また、搬送ベルト(151)表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ(156)が備えられている。
搬送ベルト(151)は、無端状ベルトであり、搬送ローラ(157)とテンションローラ(158)との間に張架されて、ベルト搬送方向に周回可能である。この搬送ベルト(151)は、例えば、抵抗制御を行なっていない厚さ40μm程度の樹脂材、例えば、テトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体(ETFE)で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行なった裏層(中抵抗層、アース層)とを有している。搬送ベルト(151)の裏側には、記録ヘッド(134)による印写領域に対応してガイド部材(161)が配置されている。なお、記録ヘッド(134)で記録された用紙(142)を排紙するための排紙部として、搬送ベルト(151)から用紙(142)を分離するための分離爪(171)と、排紙ローラ(172)及び排紙コロ(173)とが備えられており、排紙ローラ(172)の下方に排紙トレイ(103)が配されている。
装置本体(101)の背面部には、両面給紙ユニット(181)が着脱自在に装着されている。両面給紙ユニット(181)は、搬送ベルト(151)の逆方向回転で戻される用紙(142)を取り込んで反転させて再度カウンタローラ(152)と搬送ベルト(151)との間に給紙する。なお、両面給紙ユニット(181)の上面には手差し給紙部(182)が設けられている。
記録終了信号又は用紙(142)の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙(142)を排紙トレイ(103)に排紙する。
そして、サブタンク(135)内の記録用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)から所要量の記録用インクがサブタンク(135)に補給される。
このインクジェット記録装置においては、本発明のインクカートリッジ(200)中の記録用インクを使い切ったときには、インクカートリッジ(200)における筐体を分解して内部のインク袋だけを交換することができる。また、インクカートリッジ(200)は、縦置きで前面装填構成としても、安定した記録用インクの供給を行なうことができる。したがって、装置本体(101)の上方が塞がって設置されているような場合、例えば、ラック内に収納したり、あるいは装置本体(101)の上面に物が置かれているような場合でも、インクカートリッジ(200)の交換を容易に行なうことができる。
なお、ここでは、キャリッジが走査するシリアル型(シャトル型)インクジェット記録装置に適用した例で説明したが、ライン型ヘッドを備えたライン型インクジェット記録装置にも同様に適用することができる。
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。
次にインクジェットヘッドについて説明する。
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。
振動板(60)は、薄膜のダイヤフラム部(62)と、このダイヤフラム部(62)の中央部に形成した駆動部(56)となる積層圧電素子(50)と接合する島状凸部(アイランド部)(61)と、図示してない支持部に接合する梁を含む厚膜部と、インク流入口(63)となる開口を電鋳工法によるNiメッキ膜を2層重ねて形成している。ダイヤフラム部の厚さは3μm、幅は35μm(片側)である。
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。
流路板(20)はシリコン単結晶基板を用いて、流体抵抗部(21)、加圧液室(22)となる彫り込み、およびノズル(31)に対する位置に連通口(23)となる貫通口をエッチング工法でパターニングした。
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。
ノズル板(30)は金属材料、例えば電鋳工法によるNiメッキ膜等で形成したもので、インク滴を飛翔させるための微細な吐出口であるノズル(31)を多数を形成している。このノズル(31)の内部形状(内側形状)は、ホーン形状(略円柱形状又は略円錘台形状でもよい)に形成している。また、このノズル(31)の径はインク滴出口側の直径で約20〜35μmである。また各列のノズルピッチは150dpiとした。
このノズル板(30)のインク吐出面(ノズル表面側)は、撥インク層(90)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。
このように構成したインクジェットヘッドにおいては、記録信号に応じて駆動部(56)に駆動波形(10〜50Vのパルス電圧)を印加することによって、駆動部(56)に積層方向の変位が生起し、ノズル板(30)を介して加圧液室(22)が加圧されて圧力が上昇し、ノズル(31)からインク滴が吐出される。
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150m/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。
調整例2(表面処理したシアン顔料の調整)
シアン顔料としてC.I.ピグメントシアン15:3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%のシアン顔料分散液1とした。
調整例3(表面処理したマゼンタ顔料の調製)
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.ピグメントシアン15:3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た。
調整例4(表面処理したイエロー顔料分散液)
調整例2の手順により、表面改質されたイエロー顔料を調製したが、C.I.ピグメントシアン15:3の代わりにC.I.ピグメントイエロー128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た。
合成例1(ポリマー分散液の調整)
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。
調整例5(カーボンブラック顔料含有ポリマー微粒子分散体の調整)
合成例1で作成したポリマー溶液28gとカーボンブラック顔料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、ブラック色のポリマー微粒子分散体を得た。
調整例6(フタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子分散体の調整)
調整例5のカーボンブラック顔料をフタロシアニン顔料に変更したほかは調整例5と同様にしてシアン色のポリマー微粒子分散体を得た。
調整例7(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整)
調整例5のカーボンブラック顔料をピグメントレッド122に変更したほかは調整例5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。
調整例8(モノアゾ黄色顔料含有ポリマー微粒子分散体の調整)
調整例5のカーボンブラック顔料をピグメントイエロー74に変更したほかは調整例5と同様にして黄色のポリマー微粒子分散体を得た。
(製造例1)
−ブラック顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例1の顔料分散体 8.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 5.5質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株)/平均粒径95nm)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 8.5質量%
2−メチル−2,4−ペンタンジオール 17.0質量%
(表面張力:27mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの
イオン交換水 58.0質量%
(製造例2)
−シアン顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例2の顔料分散体 5.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 4.0質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株))
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 7.0質量%
3−メチル−1,3−ブタンジオール 21.0質量%
(表面張力:32.8mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの
イオン交換水 60.0質量%
(製造例3)
−マゼンタ顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例3の顔料分散体 8.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 3.20質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株))
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 7.0質量%
3−メチル−1,3−ブタンジオール 21.0質量%
(表面張力:32.8mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの
イオン交換水 57.8質量%
(製造例4)
−イエロー顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例4の顔料分散体 5.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 4.0質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株))
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 7.0質量%
3−メチル−1,3−ブタンジオール 21.0質量%
(表面張力:32.8mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの
イオン交換水 60.0質量%
(製造例5)
−シアン顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例2の顔料分散体 5.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 4.0質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株))
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 7.5質量%
1,3−ブタンジオール 22.5質量%
(表面張力:37.8mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(II)中、n=4、m=2、p=4、Rf=CFCFのもの
イオン交換水 58.0質量%
(製造例6)
−マゼンタ顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例3の顔料分散体 8.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 3.2質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株))
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 7.5質量%
1,3−ブタンジオール 22.5質量%
(表面張力:37.8mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤(構造式II) 1.0質量%
前記構造式(II)中、n=4、m=2、p=4、Rf=CFCFのもの
イオン交換水 55.8質量%
(製造例7)
−イエロー顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例4の顔料分散体 5.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 4.0質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株))
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 7.5質量%
1,3−ブタンジオール 22.5質量%
(表面張力:37.8mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(II)中、n=4、m=2、p=4、Rf=CFCFのもの
イオン交換水 58.0質量%
(製造例8)
−ブラック顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例1の顔料分散体 8.0質量%(固形分として)
ポリエステル系ウレタン樹脂微粒子 4.0質量%(固形分として)
(ハイドランHW930/大日本インキ化学工業(株)/平均粒径:102nm)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 7.0質量%
3−メチル−1,3−ブタンジオール 21.0質量%
(表面張力:32.8mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤(III) 1.0質量%
前記構造式(III)中、q=6、R=NH、R=SO、Rf=CFCFを表わす
イオン交換水 57.0質量%
(製造例9)
−シアン顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例2の顔料分散体 5.0質量%(固形分として)
ポリエステル系ウレタン樹脂微粒子 4.0質量%(固形分として)
(ハイドランHW930/大日本インキ化学工業(株))
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 7.5質量%
1,3−ブタンジオール 22.5質量%
(表面張力:37.8mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
ノニオン系界面活性剤 1.0質量%
(ソフタノールEP7025/日本触媒(株))
イオン交換水 58.0質量%
(製造例10)
−マゼンタ顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例3の顔料分散体 8.0質量%(固形分として)
ポリエステル系ウレタン樹脂微粒子 3.2質量%(固形分として)
(ハイドランHW930/大日本インキ化学工業(株))
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 7.5質量%
1,3−ブタンジオール 22.5質量%
(表面張力:37.8mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
ノニオン系界面活性剤 1.0質量%
(ソフタノールEP7025/日本触媒(株))
イオン交換水 55.8質量%
(製造例11)
−イエロー顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例4の顔料分散体 5.0質量%(固形分として)
ポリエステル系ウレタン樹脂微粒子 4.0質量%(固形分として)
(ハイドランHW930/大日本インキ化学工業(株))
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 7.5質量%
1,3−ブタンジオール 22.5質量%
(表面張力:37.8mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
ノニオン系界面活性剤 1.0質量%
(ソフタノールEP7025/日本触媒(株))
イオン交換水 58.0質量%
(製造例12)
−ブラック顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例5の顔料分散体 8.0質量%(固形分として)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 8.0質量%
1,3−ブタンジオール 24.0質量%
(表面張力:37.8mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤(III) 1.0質量%
前記構造式(III)中、q=6、R=NH、R=SO、Rf=CFCFを表わす
イオン交換水 57.0質量%
(製造例13)
−シアン顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例5の顔料分散体 6.0質量%(固形分として)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 8.2質量%
トリエチレングリコール 25.6質量%
(表面張力:45.2mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤(構造式III) 1.0質量%
イオン交換水 57.2質量%
前記構造式(III)中、q=6、R=NH、R=SO、Rf=CFCFを表わす。
(製造例14)
−マゼンタ顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例6の顔料分散体 8.0質量%(固形分として)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 8.2質量%
トリエチレングリコール 25.6質量%
(表面張力:45.2mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(III)中、q=6、R=NH、R=SO、Rf=CFCFのもの。
イオン交換水 55.2質量%
(製造例15)
−イエロー顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例7の顔料分散体 6.0質量%(固形分として)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 8.2質量%
トリエチレングリコール 25.6質量%
(表面張力:45.2mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(III)中、q=6、R=NH、R=SO、Rf=CFCFのもの。
イオン交換水 57.2質量%
(製造例16)
−ブラック顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例1の顔料分散体 8.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 5.5質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株))
2−メチル−2,4−ペンタンジオール 20.0質量%
(表面張力:27mN/m)
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの。
イオン交換水 65.5質量%
(製造例17)
−シアン顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例2の顔料分散体 6.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 4.0質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株))
1,5−ペンタンジオール 18.0質量%
(表面張力:43.2mN/m)
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの。
イオン交換水 71.0質量%
(製造例18)
−マゼンタ顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例3の顔料分散体 8.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 5.5質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株))
1,5−ペンタンジオール 17.0質量%
(表面張力:43.2mN/m)
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの。
イオン交換水 68.5質量%
(製造例19)
−イエロー顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例4の顔料分散体 6.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 4.0質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株))
1,5−ペンタンジオール 18.0質量%
(表面張力:43.2mN/m)
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの。
イオン交換水 71.0質量%
(製造例20)
−ブラック顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例5の顔料分散体 7.0質量%(固形分として)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 12.0質量%
1,3−ブタンジオール 24.0質量%
(表面張力:37.8mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの。
イオン交換水 54.0質量%
(製造例21)
−シアン顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例5の顔料分散体 5.0質量%(固形分として)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 10.0質量%
1,5−ペタンジオール 28.0質量%
(表面張力:43.2mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの。
イオン交換水 54.0質量%
(製造例22)
−マゼンタ顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例6の顔料分散体 7.0質量%(固形分として)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 10.0質量%
1,5−ペンタンジオール 28.0質量%
(表面張力:43.2mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの。
イオン交換水 52.0質量%
(製造例23)
−イエロー顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例7の顔料分散体 5.0質量%(固形分として)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 10.0質量%
1,5−ペンタンジオール 28.0質量%
(表面張力:43.2mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの。
イオン交換水 54.0質量%
(製造例24)
−ブラック顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例1の顔料分散体 8.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 5.0質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株))
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 9.0質量%
3−メチル−1,3−ブタンジオール 18.0質量%
(表面張力:32.8mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの。
イオン交換水 57.0質量%
(製造例25)
−ブラック顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例1の顔料分散体 8.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 5.5質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株))
2−メチル−2,4−ペンタンジオール 14.0質量%
(表面張力:27mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの。
イオン交換水 69.5質量%
(製造例26)
−シアン顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例2の顔料分散体 6.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 4.0質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株))
1,5−ペンタンジオール 14.0質量%
(表面張力:43.2mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの。
イオン交換水 73.0質量%
(製造例27)
−マゼンタ顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例3の顔料分散体 8.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 5.5質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株))
1,5−ペンタンジオール 14.0質量%
(表面張力:43.2mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの。
イオン交換水 69.5質量%
(製造例28)
−イエロー顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例4の顔料分散体 6.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 4.0質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株))
1,5−ペンタンジオール 14.0質量%
(表面張力:43.2mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの。
イオン交換水 73.0質量%
(製造例29)
−ブラック顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例5の顔料分散体 7.0質量%(固形分として)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 13.0質量%
1,3−ブタンジオール 28.0質量%
(表面張力:37.8mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの。
イオン交換水 49.0質量%
(製造例30)
−シアン顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例5の顔料分散体 5.0質量%(固形分として)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 10.0質量%
1,5−ペタンジオール 31.0質量%
(表面張力:43.2mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの。
イオン交換水 51.0質量%
(製造例31)
−マゼンタ顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例6の顔料分散体 7.0質量%(固形分として)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 10.0質量%
1,5−ペタンジオール 31.0質量%
(表面張力:43.2mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの。
イオン交換水 49.0質量%
(製造例32)
−イエロー顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例7の顔料分散体 5.0質量%(固形分として)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 10.0質量%
1,5−ペタンジオール 31.0質量%
(表面張力:43.2mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの。
イオン交換水 51.0質量%
(製造例33)
−ブラック顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例1の顔料分散体 8.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 5.5質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株))
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 8.5質量%
2−メチル−2,4−ペンタンジオール 17.0質量%
(表面張力:27mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
イオン交換水 59.0質量%
(製造例34)
−シアン顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例2の顔料分散体 5.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 4.0質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株))
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 7.0質量%
3−メチル−1,3−ブタンジオール 21.0質量%
(表面張力:32.8mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
イオン交換水 61.0質量%
(製造例35)
−マゼンタ顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例3の顔料分散体 8.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 3.2質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株))
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 7.0質量%
3−メチル−1,3−ブタンジオール 21.0質量%
(表面張力:32.8mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
イオン交換水 58.8質量%
(製造例36)
−イエロー顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例4の顔料分散体 5.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 4.0質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株))
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 7.0質量%
3−メチル−1,3−ブタンジオール 21.0質量%
(表面張力:32.8mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
イオン交換水 61.0質量%
(製造例37)
−ブラック顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例1の顔料分散体 8.0質量%(固形分として)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 8.0質量%
1,3−ブタンジオール(表面張力:37.8mN/m)24.0質量%
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(I)中、m=2、n=10のもの。
イオン交換水 57.0質量%
(製造例38)
−シアン顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例2の顔料分散体 6.0質量%(固形分として)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 8.2質量%
トリエチレングリコール 25.6質量%
(表面張力:45.2mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
ノニオン系界面活性剤 1.0質量%
(ソフタノールEP7025/日本触媒(株))
イオン交換水 57.2質量%
(製造例39)
−マゼンタ顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例3の顔料分散体 8.0質量%(固形分として)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 8.2質量%
トリエチレングリコール 25.6質量%
(表面張力:45.2mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
ノニオン系界面活性剤 1.0質量%
(ソフタノールEP7025/日本触媒(株))
イオン交換水 55.2質量%
(製造例40)
−イエロー顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例4の顔料分散体 6.0質量%(固形分として)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 8.2質量%
トリエチレングリコール 25.6質量%
(表面張力:45.2mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
ノニオン系界面活性剤 1.0質量%
(ソフタノールEP7025/日本触媒(株))
イオン交換水 57.2質量%
(製造例41)
−ブラック顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例1の顔料分散体 8.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 5.5質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株)/平均粒径95nm)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 8.5質量%
2−メチル−2,4−ペンタンジオール 17.0質量%
(表面張力:27mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
ノニオン系界面活性剤 1.0質量%
(ソフタノールEP7025/日本触媒(株))
イオン交換水 58.0質量%
(製造例42)
−ブラック顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例1の顔料分散体 8.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 5.5質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株)/平均粒径95nm)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 8.5質量%
2−メチル−2,4−ペンタンジオール 17.0質量%
(表面張力:27mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
フッ素系界面活性剤 1.0質量%
前記構造式(II)中、n=4、m=2、p=4、Rf=CFCFのもの
イオン交換水 58.0質量%
(製造例43)
−シアン顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例2の顔料分散体 5.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 4.0質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株)/平均粒径95nm)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 7.5質量%
1,3−ブタンジオール 22.5質量%
(表面張力:37.8mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
ノニオン系界面活性剤 1.0質量%
(ソフタノールEP7025/日本触媒(株))
イオン交換水 60.0質量%
(製造例44)
−マゼンタ顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例3の顔料分散体 8.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 3.2質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株)/平均粒径95nm)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 7.5質量%
1,3−ブタンジオール 22.5質量%
(表面張力:37.8mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
ノニオン系界面活性剤 1.0質量%
(ソフタノールEP7025/日本触媒(株))
イオン交換水 55.8質量%
(製造例45)
−イエロー顔料インクの製造−
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、記録用インクを作製した。
<インク組成>
調整例4の顔料分散体 5.0質量%(固形分として)
アクリル樹脂微粒子 4.0質量%(固形分として)
(アクアブリッド4720/ダイセル化学工業(株)/平均粒径95nm)
グリセリン(表面張力:63.3mN/m) 7.5質量%
1,3−ブタンジオール 22.5質量%
(表面張力:37.8mN/m)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0質量%
ノニオン系界面活性剤 1.0質量%
(ソフタノールEP7025/日本触媒(株))
イオン交換水 58.0質量%
(実施例1〜11、比較例1〜3)
次に、得られた製造例1から45の記録用インクについて、下記のようにして、諸特性を評価した。結果を表2−1、表2−2、表2−3に示す。
<インクの体積平均粒径>
各記録用インクを純水で希釈し、粒度分布測定装置(マイクロトラックUPA、日機装(株))を用いて体積平均粒子径(D50%)を測定した。
<インク粘度>
R型粘度計(東機産業(株))を用いて、25℃で測定した。
<インク表面張力>
静的表面張力計(BVP−Z、協和界面科学(株))を用いて、23±3℃で測定した。
<カラーブリード>
図3〜5に示すインクジェットプリンターに、製造例1〜45の各記録用インクを充填し、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各記録用インクを表1−1〜1−5に示すインクセットとし、αマット紙(北越製紙)に印字を行なった。
得られた画像の、ブラックとカラーの境界部分のブリードを目視で観察した。
なお、αマット紙の動的走査吸液計(DSA、協和精工(株))で測定した接触時間100msにおける純水の記録メディアへの転移量は3.6ml/mであった。
[評価基準]
◎:ブラックとカラーの境界部分で滲みがなく非常に鮮明な画像である
○:ブラックとカラーの境界部分でほとんど滲みがなく鮮明な画像である
△:ブラックとカラーの境界部分で若干の滲みがみられ画像の鮮明さがやや劣る
×:ブラックとカラーの境界部分で著しい滲みがみられ画像の鮮明さがない
<2次色のビーディング>
図3〜5に示すインクジェットプリンターに、製造例1〜45の各記録用インクを充填し、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各記録用インクを表1−1〜1−5に示すインクセットとし、αマット紙(北越製紙)に印字を行なった。
得られた画像の2次色部分(赤、青、緑)について、下記の基準で評価を行なった。
[評価基準]
◎:2次色部分で色むらがなく非常に鮮明な画像である
○:2次色部分でほとんど色むらがなく鮮明な画像である
△:2次色部分で若干の色むらがみられ画像の鮮明さがやや劣る
×:2次色部分で著しい色むらがみられ画像の鮮明さがない
<コックリング>
図3〜5に示すインクジェットプリンターに、製造例1〜45の各記録用インクを充填し、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各記録用インクを表1−1〜1−5に示すインクセットとし、αマット紙(北越製紙)に印字を行なった。
得られた印刷物のコックリングについて、下記の基準で評価を行なった。
[評価基準]
◎:印刷物のカールや波打ちが全くみられない
○:印刷物に若干波打ちがみられるが、カールはほとんどみられない
△:印刷物全体に波打たような皺が現れ、端部にカールがみられる
×:印刷物がカールして丸まってしまう。更に全体に波打たような皺が現れている
<接触角>
製造例1〜45の各記録用インクをそれぞれ2μlずつαマット紙(王子製紙、PODグロスコート)に滴下したときの接触角を、CCDカメラにて取りこまれた液滴画像から、自動的にカーブフィッティングを行ない接触角を測定する装置(OCA20、Dataphysics社製)を用いて測定した。滴下直後から測定を開始し、100ms秒後の値を比較した。
<インク吐出安定性>
図3〜5に示すインクジェットプリンタに、製造例1〜45の各記録用インクを充填し、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各記録用インクを表1−1〜1−5に示すインクセットとして、600dpiの解像度で連続200枚印字を行ない、吐出乱れや不吐出具合を下記の基準により評価した。
[評価基準]
◎:吐出乱れや不吐出は全くみられない
○:5ノズル以下の吐出乱れ、不吐出がある
△:10ノズル以下の吐出乱れ、不吐出がある
×:11ノズル以上の吐出乱れ、不吐出がある
<インク保存性>
製造例1〜45の各記録用インクをカートリッジに充填して50℃にて3週間保存し、増粘および凝集がないか、下記の基準により評価した。
[評価基準]
◎:増粘および凝集は全くみられない
○:2%以内の増粘および凝集が見られる
△:5%以内の増粘および凝集が見られる
×:5%以上の増粘および凝集が見られる
Figure 0005510696
Figure 0005510696
Figure 0005510696
Figure 0005510696
Figure 0005510696
Figure 0005510696
Figure 0005510696
Figure 0005510696
本発明のインクカートリッジの一例を示す概略図である。 図1のインクカートリッジのケース(外装)も含めた概略図である。 インクジェット記録装置のインクカートリッジ装填部のカバーを開いた状態の斜視説明図である。 インクジェット記録装置の全体構成を説明する概略構成図である 本発明のインクジェットヘッドの一例を示す概略拡大図である。 本発明のインクジェットヘッドの一例を示す要素拡大図である。 本発明のインクジェットヘッドの一例のチャンネル間方向の要部拡大断面図である。
符号の説明
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
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
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)

Claims (15)

  1. 少なくとも水、水不溶性の色材、水溶性有機溶剤、界面活性剤を含む水性インクの記録用インクセットにおいて、
    前記水性インクは、
    1)25℃における表面張力が20〜40mN/mであり、
    2)支持体の少なくとも一方の面に塗工層を設けてなり、動的走査吸液計で測定した接触時間100msにおける純水の記録メディアへの転移量が3〜15ml/m である記録用メディアに、前記水性インクを2μl滴下したときの100ms後の接触角が、15°以上35°以下であって、
    前記記録用インクセットは、少なくともブラックインク、シアン、マゼンタ、イエローの水性インクからなり、
    3)ブラックインクと、ブラック以外の全てのカラーインクとは、異なった水溶性有機溶剤が用いられ、
    4)ブラック以外の全てのカラーインクにおいて、該カラーインクのみで用いられる水溶性有機溶剤の表面張力が、ブラックインクのみで用いられる水溶性有機溶剤の表面張力よりも高い、ことを特徴とする記録用インクセット。
  2. 少なくともブラック、シアン、マゼンタ、イエローからなる水性インクの記録用インクセットのうち、少なくとも1つのインクは、他色インクとの粘度差が0〜0.8mPa・sであることを特徴とする請求項に記載の記録用インクセット。
  3. ブラックインクとカラーインクで同種類の界面活性剤を使用することを特徴とする請求項1または2に記載の記録用インクセット。
  4. 前記水性インクの25℃における粘度が6〜20mPa・sであることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の記録用インクセット。
  5. 前記水性インクが水を40〜60質量%、水溶性有機溶剤を15〜40質量%含有するものであることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の記録用インクセット。
  6. 前記水性インクが浸透剤として炭素数が7〜11のジオール化合物を含むものであることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の記録用インクセット。
  7. 前記水性インクがフッ素系界面活性剤を含有するものであり、該フッ素系活性剤が下記構造式(I)、(II)、(III)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1乃至のいずれかに記載の記録用インクセット。
    Figure 0005510696
    (式中、mは0〜10の整数を表わす。nは1〜40の整数を表わす。)
    Figure 0005510696
    (式中、Rfはフッ素含有基を表わす。m,n及びpは整数を表わす。)
    Figure 0005510696
    (式中、Rfはフッ素含有基、Rはアニオン基、Rはカチオン基を表わす。qは整数を表わす。)
  8. 前記水性インクが、粒子径が30〜200nmである樹脂微粒子を含有するものであることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の記録用インクセット。
  9. 支持体の少なくとも一方の面に塗工層を設けてなる記録用メディアに、請求項1乃至のいずれかに記載の記録用インクセットを用いて記録する記録方法であって、該記録メディアの動的走査吸液計で測定した接触時間100msにおける純水の記録メディアへの転移量が3〜15ml/mであることを特徴とする記録方法。
  10. 請求項1乃至のいずれかに記載の記録用インクセットの各水性インクに、画像信号にしたがって刺激を印加し、該各水性インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
  11. 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種である請求項10に記載のインクジェット記録装置。
  12. 前記飛翔させる水性インクの液滴の大きさが3〜40pl、速度が5〜20m/s、前記刺激印加の周波数が1kHz以上、かつ解像度が300dpi以上である請求項10又は11に記載のインクジェット記録装置。
  13. 請求項1乃至のいずれかに記載の記録用インクセットにより記録された画像を有することを特徴とする記録物。
  14. 請求項10乃至12のいずれかに記載のインクジェット記録装置により記録された画像を有することを特徴とする記録物。
  15. 請求項1乃至のいずれかに記載の記録用インクセットの各水性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。
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