JP6596999B2 - インクセット、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、及びインクジェット記録方法 - Google Patents

インクセット、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、及びインクジェット記録方法 Download PDF

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Description

本発明は、インクセット、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、及びインクジェット記録方法に関する。
ディスプレイ、ポスター、掲示板などの産業用途において、耐光性、耐水性、耐摩耗性等の耐久性の点から、プラスチックフィルムなどの非浸透性記録媒体が使用されている。前記非浸透性記録媒体の中でも、特に透明なポリエチレンテレフタラート(PET)フィルムは、光透過性に優れるため、ガラスウィンドウへの掲示やバックライトパネル等における掲示などに使用されている。
このような透明な非浸透性記録媒体に印刷を行うためのインクセットとしては、白色インクが重要である。前記白色インクは、白色を表現するために用いられる他に、白色インクの隠蔽性を生かしてカラーインクの下地としても用いられる。前記白色インクを下地にすることでカラーインクにより得られる画像の画像濃度を高くできる。
下地である白色インク上に、カラーインクを重ねて印刷する場合、高い画質にするためには白色インクの液滴とカラーインクの液滴との間にカラーブリードを生じないように印刷することが必要である。カラーブリードを抑制する技術としては、カラーインクを用いたインクセットが提案されている(例えば、特許文献1〜2参照)。
しかしながら、これらの提案は、カラーブリードの抑制が不十分であり、また、白色インクにより得られる画像とカラーインクにより得られる画像との密着性については検討されていない。
本発明は、カラーブリードを抑制でき、密着性に優れる画像が得られるインクセットを提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としての本発明のインクセットは、有機溶剤、及びウレタン樹脂粒子を含む白色インクと、有機溶剤、及びウレタン樹脂粒子を含むカラーインクと、を含有し、前記白色インク中の前記有機溶剤における溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤が、10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターであり、かつ200℃以上の沸点を有し、前記白色インク中の前記溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤の溶解度パラメーターが、前記カラーインク中の有機溶剤における溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤の溶解度パラメーターより低い。
本発明によると、カラーブリードを抑制でき、密着性に優れる画像が得られるインクセットを提供することができる。
図1は、シリアル型インクジェット記録装置の一例を示す概略図である。 図2は、図1の装置の本体内の構成の一例を示す概略図である。
(インクセット)
本発明のインクセットは、白色インク、及びカラーインクを含有する。
<白色インク>
前記白色インクは、有機溶剤、及びウレタン樹脂粒子を含有し、更に必要に応じて、色材、界面活性剤、その他の成分を含有してなる。
<<有機溶剤>>
前記有機溶剤中の溶解度パラメーター(以下、「SP値」と称することがある)が最も低い有機溶剤のSP値としては、10.5(cal/cm1/2以下であり、7(cal/cm1/2以上10.5(cal/cm1/2以下が好ましく、7(cal/cm1/2以上10.0(cal/cm1/2以下がより好ましい。前記SP値が、10.5(cal/cm1/2以下であると、ウレタン樹脂粒子を含有するインクを急速に高粘度化することができ、また、非浸透性記録媒体を膨潤させて前記非浸透性記録媒体により強く吸着させることができ、カラーブリードを抑制することができる。また、前記溶解度パラメーター(SP値)の最も低い有機溶剤のSP値としては、白色インク中及びカラーインク中のウレタン樹脂粒子のSP値より低いことが好ましい。
前記SP値の最も低い有機溶剤のSP値の有機溶剤の沸点としては、200℃以上であり、210℃以上260℃以下が好ましい。前記沸点が、200℃以上であると、非浸透性記録媒体上に付与された際に、乾燥を遅くすることができ、白色インクにより形成された画像上にカラーインクが付与されることで、カラーブリードを抑制できる。
前記10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤における最も含有量が多い有機溶剤の沸点としては、130℃以上250℃以下が好ましく、140℃以上220℃以下がより好ましい。
前記10.5(cal/cm1/2以下のSP値であり、かつ200℃以上の沸点を有する有機溶剤としては、例えば、トリエチレングリコールジメチルエーテル(SP値:8.4(cal/cm1/2、沸点:216℃)、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(SP値:9.0(cal/cm1/2、沸点:217℃)、トリアセチン(SP値:10.2(cal/cm1/2、沸点:260℃)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(SP値:9.9(cal/cm1/2、沸点:230℃)、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(SP値:8.9(cal/cm1/2、沸点:217℃)、ジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル(SP値:9.5(cal/cm1/2、沸点:212℃)、ジプロピレングリコール−n−ブチルエーテル(SP値:9.4(cal/cm1/2、沸点:229℃)、トリプロピレングリコールメチルエーテル(SP値:9.4(cal/cm1/2、沸点:242℃)、トリプロピレングリコール−n−ブチルエーテル(SP値:9.3(cal/cm1/2、沸点:274℃)、ジプロピレングリコールメチル−n−プロピルエーテル(SP値:8.0(cal/cm1/2、沸点:203℃)、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(SP値:8.7(cal/cm1/2、沸点:213℃)、1.4−ブタンジオールジアセテート(SP値:9.6(cal/cm1/2、沸点:232℃)、1.3−ブチレングリコールジアセテート(SP値:9.5(cal/cm1/2、沸点:232℃)、1.6−ヘキサンジオールジアセテート(SP値:9.5(cal/cm1/2、沸点:260℃)などが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記10.5(cal/cm1/2以下のSP値であり、かつ200℃以上の沸点を有する有機溶剤以外の有機溶剤としては、例えば、10.5(cal/cm1/2以下のSP値及び200℃未満の沸点を有する有機溶剤、10.5(cal/cm1/2を超えるSP値及び200℃未満の沸点を有する有機溶剤、10.5(cal/cm1/2を超えるSP値及び200℃以上の沸点を有する有機溶剤などが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、10.5(cal/cm1/2以下のSP値及び200℃未満の沸点を有する有機溶剤、10.5(cal/cm1/2を超えるSP値及び200℃未満の沸点を有する有機溶剤が好ましく、10.5(cal/cm1/2以下のSP値及び200℃未満の沸点を有する有機溶剤がより好ましい。
前記10.5(cal/cm1/2以下のSP値及び200℃未満の沸点を有する有機溶剤としては、例えば、メチルアセテート(SP値:8.8(cal/cm1/2、沸点:56℃)、エチルアセテート(SP値:8.7(cal/cm1/2、沸点:77℃)、イソプロピルアセテート(SP値:8.8(cal/cm1/2、沸点:85℃)、n−プロピルアセテート(SP値:8.7(cal/cm1/2、沸点:102℃)、ブチルアセテート(SP値:8.7(cal/cm1/2、沸点:126℃)、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート(SP値:9.1(cal/cm1/2、沸点:145℃)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(SP値:8.7(cal/cm1/2、沸点:146℃)、3−メトキシー3−メチルブタノール(SP値:9.8(cal/cm1/2、沸点:173℃)、3−メトキシブチルアセテート(SP値:8.7(cal/cm1/2、沸点:171℃)、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(SP値:8.9(cal/cm1/2、沸点:188℃)、プロピレングリコール−n−プロピルエーテル(SP値:9.8(cal/cm1/2、沸点:150℃)、プロピレングリコール−n−ブチルエーテル(SP値:9.7(cal/cm1/2、沸点:170℃)、ジプロピレングリコールメチルエーテル(SP値:9.7(cal/cm1/2、沸点:190℃)、シクロヘキサノールアセテート(SP値:9.2(cal/cm1/2、沸点:173℃)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(SP値:7.9(cal/cm1/2、沸点:175℃)、プロピレングリコールジアセテート(SP値:9.6(cal/cm1/2、沸点:190℃)などが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記10.5(cal/cm1/2を超えるSP値及び200℃未満の沸点を有する有機溶剤としては、例えば、3−メトキシブタノール(SP値:10.9(cal/cm1/2、沸点:161℃)、エチレングリコール(SP値:14.2(cal/cm1/2、沸点:196℃)、プロピレングリコールコール−n−ブチルエーテル(SP値:18.4(cal/cm1/2、沸点:171℃)などが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記10.5(cal/cm1/2を超えるSP値及び200℃以上の沸点を有する有機溶剤としては、例えば、1,3−プロパンジオール(SP値:13.7(cal/cm1/2、沸点:214℃)、1,3−ブタンジオール(SP値:12.8(cal/cm1/2、沸点:203℃)、2−ピロリドン(SP値:11.2(cal/cm1/2、沸点:245℃)などが挙げられる。
前記10.5(cal/cm1/2以下のSP値を有する有機溶剤の含有量としては、白色インク全量に対して、0.5質量%以上が好ましく、1質量%以上がより好ましい。
前記10.5(cal/cm1/2以下のSP値であり、かつ200℃以上の沸点を有する有機溶剤の含有量としては、白色インク全量に対して、15質量%以上が好ましい。前記含有量が、15質量%以上であると、インクの乾燥速度が最適化され、カラーブリードを抑制することができる。
<<<その他の有機溶剤>>>
前記その他の有機溶剤としては、例えば、200℃未満の沸点を有する有機溶剤、200℃以上の沸点を有する有機溶剤などが挙げられる。
前記200℃未満の沸点を有する有機溶剤としては、ウレタン樹脂粒子との相性がよく、造膜性に優れたインクが得られる点から、150℃以上200℃未満の沸点を有するアルコールが好ましく、180℃以上200℃未満の沸点を有するジオールがより好ましい。
前記180℃以上200℃未満の沸点を有するジオールとしては、良好な光沢が得られる点から、例えば、1,2−プロパンジオール(沸点:187℃)、1,2−ブタンジオール(沸点:193℃)、2,3−ブタンジオール(沸点:77℃)などが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記200℃以上の沸点を有する有機溶剤としては、インクの乾燥防止、及び溶解安定性向上の点から、例えば、ジエチレングリコール(沸点:244.3℃)、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール(沸点:245℃)、1,4−ブタンジオール(沸点:230℃)、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール(沸点:210℃)、2−メチル−1,3−プロパンジオール(沸点:214℃)、1,2−ペンタンジオール(沸点:206℃)、2,4−ペンタンジオール(沸点:202℃)、1,5−ペンタンジオール(沸点:239℃)、1,6−ヘキサンジオール(沸点:250℃)、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(沸点:244℃)、1,2−ヘキサンジオール(沸点:224℃)、2,5−ヘキサンジオール(沸点:218℃)等の多価アルコール類、ジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル(沸点:241.3℃)、トリプロピレングリコール−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル(沸点:249℃)、トリエチレングリコールエチルエーテル(沸点:256℃)、ジエチレングリコール−n−ヘキシルエーテル(沸点:265℃)、エチレングリコールフェニルエーテル(沸点:237℃)などの多価アルコールアルキルエーテル類、N−メチルピロリジノン(沸点:202℃)等の含窒素複素環化合物などが挙げられる。
なお、蒸発速度を促進する点から、250℃を超える沸点を有する有機溶剤の含有量としては、有機溶剤全量に対して、10質量%未満が好ましい。
前記有機溶剤の含有量としては、白色インク全量に対して、20質量%以上70質量%以下が好ましく、30質量%以上60質量%以下がより好ましい。前記含有量が、20質量%以上であると、インクが乾燥しにくくなり、吐出安定性を向上でき、70質量%以下であると、粘度の上昇を抑制できるため、吐出安定性を向上できる。
<<ウレタン樹脂粒子>>
前記ウレタン樹脂粒子は、ウレタン樹脂から構成されるポリマー粒子である。
前記ウレタン樹脂粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、インクを製造する際に、連続相としての水中にウレタン樹脂を分散することでウレタン樹脂粒子とすることができる。
前記ウレタン樹脂粒子としては、必要に応じて、界面活性剤等の分散剤を含有してもよく、より塗膜の性能が優れたインクを得られる点から、いわゆる自己乳化型のポリウレタン樹脂粒子が好ましく、自己乳化型のアニオン性の樹脂粒子がより好ましい。
前記ウレタン樹脂粒子の酸価としては、水分散安定性、耐擦過性、及び耐薬品性の点から、5mgKOH/g以上100mgKOH/g以下が好ましく、5mgKOH/g以上50mgKOH/g以下がより好ましい。
前記ウレタン樹脂粒子をアニオン性とするためには、例えば、ウレタン樹脂粒子にアニオン性基を導入すればよい。
前記アニオン性基としては、水分散安定性の点から、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基などが挙げられる。
前記アニオン性基をウレタン樹脂中に導入する方法としては、例えば、アニオン性基を持ったモノマーと、ウレタン樹脂とを反応させることなどが挙げられる。
前記ウレタン樹脂粒子の体積平均粒径としては、吐出安定性の点から、10nm以上1,000nm以下が好ましく10nm以上200nm以下がより好ましく、10nm以上50nm以下が特に好ましい。
なお、前記体積平均粒径としては、例えば、粒度分析装置(マイクロトラック MODEL UPA9340、日機装株式会社製)を用いて測定することができる。
前記ウレタン樹脂粒子の重量平均分子量としては、1.3×10以上3.0×10以下が好ましい。前記重量平均分子量が、1.3×10以上であると、耐擦過性を向上でき、3.0×10以下であると、インクの吐出安定性を向上できる。
なお、前記重量平均分子量としては、展開溶媒として、N−メチル−2−ピロリドンを用いて、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)を用いて測定することができ、ポリスチレン換算により求めることができる。
<<<ウレタン樹脂>>>
前記ウレタン樹脂としては、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、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得ることができる。
−ポリオール−
前記ポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオールなどが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、画像堅牢性の点から、ポリカーボネートポリオールが好ましい。
−−ポリエーテルポリオール−−
前記ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリヘキサメチレンエーテルグリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコールなどが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、優れた耐擦過性を付与できるインク用バインダーを得る点から、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコールが好ましい。
−−ポリカーボネートポリオール−−
前記ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール等のジオールとホスゲンと、ジフェニルカーボネート等のジアリールカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の環状カーボネートとの反応から得られる生成物などの公知のものが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
−−ポリエステルポリオール−−
前記ポリエステルポリオールとしては、例えば、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリネオペンチルアジペート、ポリ−3−メチルペンチルアジペート、ポリエチレン/ブチレンアジペート、ポリネオペンチル/ヘキシルアジペートなどが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
−ポリイソシアネート−
前記ポリイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート化合物;イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート化合物;キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート等の芳香脂肪族ジイソシアネート化合物;トルイレンジイソシアネート、フェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物、これらのジイソシアネートの変性物(カルボジイミド、ウレトジオン、ウレトイミン含有変成物等)などが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、長期耐候性の点から、脂肪族ジイソシアネート化合物、脂環式ジイソシアネート化合物が好ましい。
前記ウレタン樹脂粒子としては、例えば、ポリカーボネート系ウレタン樹脂粒子、ポリエーテル系ウレタン樹脂粒子、ポリエステル系ウレタン樹脂粒子などが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記ウレタン樹脂粒子としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよく、前記市販品としては、例えば、SF460、SF460S、SF420、SF110、SF300、SF361(以上、株式会社NUC製)、ボンディックシリーズ(DIC株式会社製)、タケラックW、WSシリーズ、W5025、W5661(以上、三井化学株式会社製)、ユーコートUX−485、ユーコートUWS−145(以上、三洋化成工業株式会社製)、スーパーフレックス130(第一工業製薬株式会社製)などが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、ユーコートUX−485、ユーコートUWS−145(以上、三洋化成工業株式会社製)、スーパーフレックス130(第一工業製薬株式会社製)が好ましい。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記ウレタン樹脂粒子の含有量としては、白色インク全量に対して、定着性、及びインク安定性の点から、1質量%以上10質量%以下が好ましく、平滑性、高光沢性、及び基材への定着性の点から、5質量%以上10質量%以下がより好ましい。
<<色材>>
前記色材としては、白色用として用いられるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、白色無機顔料、中空樹脂粒子が挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
−白色無機顔料−
前記白色無機顔料としては、例えば、二酸化チタン、表面処理された酸化チタン、酸化亜鉛、鉛白、硫酸鉛、リポトン、硫化亜鉛、酸化アンチモン、酸化鉛と酸化亜鉛との合金、塩基性硫酸塩、珪酸鉛、酸化ジルコン、メタホウ酸バリウム、パッチンソン白、マンガン白、酸化錫、タングステン白、鉛酸カルシウム、又はこれらの混合物などが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。インクジェット記録においては、塗膜を厚くすることが困難であるため、少量の液量で形成された薄い塗膜で充分な白色性を出す必要がある。そのため、白色度が上がり易い点から、二酸化チタンが好ましい。
前記二酸化チタンの結晶型としては、ルチル型、アナターゼ型などが挙げられる。これらの中でも、屈折率が高く白色度が上がりやすい点から、ルチル型が好ましい。
前記二酸化チタンの個数平均一次粒径としては、100nm以上400nm以下が好ましく、200nm以上300nm以下がより好ましい。前記個数平均一次粒径が、100nm以上400nm以下であると、白色性を向上できる。前記走査型電子顕微鏡(商品名「JSM−6700」、日本電子株式会社製)により写真を撮り、LUZEX III(ニレコ社製)により、5nm以上の100個以上の一次粒子の長径を測定し、前記長径の平均値から求めることができる。
前記二酸化チタンの製造方法としては、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、硫酸法、塩素法などが挙げられる。ただし、二酸化チタンは、比重が高く沈降しやすいため、沈降性、及び白色度の点から体積平均一次粒子径を選定することが好ましい。
前記二酸化チタンの表面処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、触媒活性抑制の点から、アルミナで処理したものが好ましい。
前記二酸化チタンとしては、市販品を使用することができ、前記市販品としては、石原産業株式会社製、堺化学工業株式会社製、テイカ株式会社製、チタン工業株式会社製、富士チタン工業株式会社製、古河ケミカルズ株式会社製、デュポン株式会社製、トロノックス社製、クロノス株式会社製、ミレニアム・インオーガニック・ケミカルズ社製のものなどが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
−中空樹脂粒子−
前記中空樹脂粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記中空樹脂粒子としては、例えば、スチレン−アクリル樹脂、架橋型スチレン−アクリル樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記中空樹脂粒子としては、市販品を使用することができ、前記市販品としては、例えば、スチレン−アクリル樹脂として、MH5055(日本ゼオン株式会社製)、ローペイクOP−62、ローペイクOP−84J、ローペイクOP−91、ローペイクHP−1055、ローペイクHP−91、ローペイクULTRA(以上、ロームアンドハース社製)、架橋型スチレン−アクリル樹脂として、SX−863(A)、SX−864(B)、SX−866(A)、SX−866(B)、SX−868(以上、JSR株式会社製)などが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記色材の体積平均粒径としては、0.02μm以上0.5μm以下が好ましく、0.05μm以上0.15μm以下がより好ましい。
前記色材の含有量としては、白色インク全量に対して、0.1質量%以上15質量%以下が好ましく、1質量%以上10質量%以下がより好ましい。
<<界面活性剤>>
前記界面活性剤は、記録媒体への濡れ性の確保の点から含有することが好ましい。
前記界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤などが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記アニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、コハク酸エステルスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩などが挙げられる。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。
前記ノニオン性界面活性剤としては、例えば、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、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加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。
前記アセチレングリコール系界面活性剤としては、例えば、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オールなどが挙げられる。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。前記アセチレングリコール系界面活性剤としては、市販品を使用してもよく、前記市販品としては、例えば、エアープロダクツ株式会社製のサーフィノールシリーズ(104、82、465、485、TG)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記両性界面活性剤としては、例えば、ラウリルアミノピロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタイン、ラウリルジメチルアミンオキシド、ミリスチルジメチルアミンオキシド、ステアリルジメチルアミンオキシド、ジヒドロエチルラウリルアミンオキシド、ポリオキシエチレンヤシ油アルキルジメチルアミンオキシド、ジメチルアルキル(ヤシ)ベタイン、ジメチルラウリルベタインなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記両性界面活性剤としては、市販品を使用してもよく、前記市販品として、例えば、日光ケミカルズ株式会社製、日本エマルジョン株式会社製、株式会社日本触媒製、東邦化学工業株式会社製、花王株式会社製、株式会社ADEKA製、ライオン株式会社製、青木油脂工業株式会社製、三洋化成工業株式会社製のものなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記界面活性剤の含有量としては、白色インク全量に対して、0.1質量%以上5質量%以下が好ましい。前記含有量が、0.1質量%以上であると、非浸透性基材への濡れ性が確保でき、画像品質が向上でき、5質量%以下であると、インクが泡立ちにくくなり、吐出安定性を向上できる。
前記白色インク中の固形分濃度(質量%)としては、5質量%以上20質量%以下が好ましく、7質量%以上12質量%以下がより好ましい。
<<その他の成分>>
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整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、安息香酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウムなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記防腐防黴剤としては、市販品を使用することができ、前記市販品としては、商品名:プロキセルLV(アビシア株式会社製)などが挙げられる。
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イウムニトライト、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などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記pH調整剤としてはインクに悪影響を及ぼさずにpHを所望の値に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、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、第4級アンモニウム水酸化物、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン、水酸化アンモニウム、第4級ホスホニウム水酸化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。
<カラーインク>
前記カラーインクは、有機溶剤、及びウレタン樹脂粒子を含有し、更に必要に応じて、色材、界面活性剤、その他の成分を含有してなる。
前記カラーインクとしては、ブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、レッドインク、ブルーインク、グリーンインク、グレーインク、金色インク、銀色インク、クリアインクなどが挙げられる。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。なお、2種以上のカラーインクを併用する場合は、すべてのカラーインクにおいて、前記有機溶剤、及びウレタン樹脂粒子を含有する必要がある。
<<有機溶剤>>
前記有機溶剤としては、前記白色インク中の溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤の溶解度パラメーターが、前記カラーインク中の有機溶剤における溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤の溶解度パラメーターより低ければ特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記白色インクと同様のものを用いることもできる。
前記有機溶剤中の溶解度パラメーター(SP値)の最も低い有機溶剤のSP値としては、10.5(cal/cm1/2以下が好ましく、7(cal/cm1/2以上10.5(cal/cm1/2以下がより好ましく、8(cal/cm1/2以上10.0(cal/cm1/2以下が特に好ましい。また、前記溶解度パラメーター(SP値)の最も低い有機溶剤のSP値としては、白色インク中及びカラーインク中のウレタン樹脂粒子のSP値より低いことが好ましい。
前記10.5(cal/cm1/2以下のSP値を有する有機溶剤の含有量としては、カラーインク全量に対して、0.5質量%以上が好ましく、1質量%以上がより好ましく、3質量%以上10質量%以下が特に好ましい。
前記10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤における最も含有量が多い有機溶剤の沸点としては、150℃以上250℃以下が好ましく、160℃以上230℃以下がより好ましい。
前記有機溶剤の含有量としては、カラーインク全量に対して、20質量%以上70質量%以下が好ましく、30質量%以上60質量%以下がより好ましい。前記含有量が、20質量%以上であると、インクが乾燥しにくくなり、吐出安定性を向上でき、70質量%以下であると、粘度の上昇を抑制できるため、吐出安定性を向上できる。
<<ウレタン樹脂粒子>>
前記ウレタン樹脂粒子としては、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、前記白色インクと同様のものを用いることができる。
<<色材>>
前記色材としては、カラー用として用いられるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無機顔料、有機顔料などが挙げられる。
前記無機顔料としては、例えば、ニ酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエローに加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法等の公知の方法によって製造されたカーボンブラックなどが挙げられる。
前記有機顔料としては、例えば、アゾ顔料(アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等を含む)、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料等)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどが挙げられる。これらの中でも、溶媒と親和性のよいものが好ましい。
前記カラー用の有機顔料としては、例えば、ブラックインクに使用できる顔料、イエローインクに使用できる顔料、マゼンタインクに使用できる顔料、シアンインクに使用できる顔料などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ブラックインクに使用できる顔料としては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)化合物;銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属化合物、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記黒色用の有機顔料である前記カーボンブラックとしては、例えば、ファーネス法、チャネル法で製造されたものなどが挙げられる。
前記黒色用の有機顔料である前記カーボンブラックとしては、体積平均一次粒径として15nm以上40nm以下が好ましく、BET法による比表面積として50m/g以上300m/g以下が好ましく、DBP吸油量として40mL/100g以上150mL/100g以下が好ましく、揮発分として0.5質量%以上10質量%以下が好ましく、pHとして2以上9以下が好ましい。
前記黒色用の有機顔料である前記カーボンブラックとしては、市販品を使用することができ、前記市販品としては、例えば、商品名:MA7、商品名:MA8、商品名:MA100等(以上、三菱化学株式会社製)、Raven1080、Raven1100等(コロンビヤン・カーボン日本株式会社製)、商品名:Black Pearls(登録商標)1000、商品名:Mogul、商品名:Monarch 700、商品名:Monarch 800(以上、キャボット社製)などが挙げられる。
前記イエローインクに使用できる顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー96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、色調、及び耐光性の点から、C.I.ピグメントイエロー74が好ましい。
前記マゼンタインクに使用できる顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド12、ピグメントバイオレッド19、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントバイオレッド19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、色調、及び耐光性の点から、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントバイオレッド19が好ましい。
前記シアンインクに使用できる顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4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、色調、及び耐光性の点から、ピグメントブルー15:3が好ましい。
また、本発明で使用する各インクに含有される顔料としては、適宜合成したものを使用しても、市販品を使用してもよい。
前記色材の含有量としては、0.1質量%以上10質量%以下が好ましく、1質量%以上10質量%以上がより好ましい。前記含有量が、0.1質量%以上10質量%以下であると、画像濃度に優れ、定着性、及び吐出安定性を向上できる。
<<界面活性剤>>
前記界面活性剤としては、前記白色インクと同様のものを用いることができる。
前記カラーインク中の固形分濃度(質量%)としては、5質量%以上15質量%以下が好ましく、6質量%以上10質量%以下がより好ましい。
<<その他の成分>>
前記その他の成分としては、前記白色インクと同様のものを用いることができる。
[カラーインク中の有機溶剤の溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤の溶解度パラメーターに対する白色インク中の溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤の溶解度パラメーター]
前記白色インク中の溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤の溶解度パラメーターとしては、カラーインク中の有機溶剤の溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤の溶解度パラメーターより低い。前記白色インク中の有機溶剤のSP値がカラーインク中の有機溶剤のSP値より低いことで、従来の技術よりもカラーブリードをより強く抑制できる。
[カラーインク中の10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤における含有量に対する、白色インク中の10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤における含有量]
前記白色インク中の10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤における含有量としては、前記カラーインク中の10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤における含有量より多いことが好ましい。前記前記白色インク中の10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤における含有量が前記カラーインク中の10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤における含有量より多いと、カラーインクの着弾時に下地となる白インク中の10.5(cal/cm1/2以下のSP値を有する有機溶剤が蒸発せず多く残っている状態にすることができ、白色インク中の有機溶剤とカラーインク中のウレタン樹脂粒子とが混合されることにより、カラーブリードをより抑制できる。
[カラーインク中の有機溶剤の含有量に対する白色インク中の有機溶剤の含有量]
前記白色インク中の有機溶剤の含有量としては、前記カラーインク中の有機溶剤の含有量より多いことが好ましい。前記白色インク中の有機溶剤の含有量がカラーインク中の有機溶剤の含有量より多いと、白色インクの乾燥を遅くでき、カラーインクを白色インク上への着弾させた際に、よく白色インク中に含まれる有機溶剤と混ざり合うことができる。これにより、カラーインク中のウレタン樹脂粒子が、白色インク中の10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターであり、かつ200℃以上の沸点を有する有機溶剤と接することによりカラーインクの粘度が上がり、カラーブリードを抑制することができる。
[カラーインク中の10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤における最も含有量が多い有機溶剤の沸点に対する、白色インク中の10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤における最も含有量が多い有機溶剤の沸点]
前記白色インク中の10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤における最も含有量が多い有機溶剤の沸点としては、前記カラーインク中の10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤における最も含有量が多い有機溶剤の沸点以上が好ましい。前記白色インク中の10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤における最も含有量が多い有機溶剤の沸点が前記カラーインク中の10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤における最も含有量が多い有機溶剤の沸点以上であると、白色インク中の10.5(cal/cm1/2以下のSP値を有する有機溶剤がより乾燥しにくい状態にできる。
[カラーインク中の固形分濃度に対する白色インク中の固形分濃度]
前記白色インク中の固形分濃度(質量%)としては、カラーインク中の固形分濃度(質量%)より多いことが好ましい。
[カラーインク中のウレタン樹脂粒子の溶解度パラメーターに対する白色インク中の溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤の溶解度パラメーター]
前記白色インク中の溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤の溶解度パラメーターが、カラーインク中のウレタン樹脂粒子の溶解度パラメーターより低いことが好ましい。
前記有機溶剤の沸点としては、白色インク中の前記有機溶剤における溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤の沸点が、白色インク中及びカラーインク中の有機溶剤の沸点に対して、最も高いことが好ましい。白色インク中の前記有機溶剤における溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤が、白色インク中及びカラーインク中の有機溶剤の沸点に対して最も高いと、カラーインクの着弾時に下地となる白色インク中の前記有機溶剤における溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤が蒸発せず多く残っている状態にすることができる。これにより、白色インク中の有機溶剤とカラーインク中のウレタン樹脂粒子とが混合されることにより、カラーブリードがより抑制できる。
[粘度]
本発明のインクセットに用いるインクの粘度としては、25℃での吐出時が2mPa・s以上20mPa・s以下が好ましく、3mPa・s以上15mPa・s以下がより好ましい。前記粘度が、2mPa・s以上であると、インクの吐出時の残留振動が起こりにくくなり、駆動波形による吐出後の振動を抑制しやすく、短時間で次の吐出ができ、高速印字に好適に利用することができる。また、20mPa・s以下であると、吐出性を向上することができる。なお、使用環境温度に応じて粘度は変化するため、使用環境温度において前記粘度が上記範囲を満たすことが好ましい。粘度は、例えば、粘度計(商品名:RE−550L、東機産業株式会社製)を用いて測定することができる。
[製造方法]
本発明のインクセットに用いられるインクの製造方法としては、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、インクの構成成分を水性媒体中に分散又は溶解し、更に必要に応じて撹拌混合するなどが挙げられる。
前記撹拌混合としては、通常の撹拌羽を用いた撹拌機、マグネチックスターラー、高速の分散機などが挙げられる。
[記録媒体]
前記記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、一般的な印刷用紙、普通紙、プラスチックフィルムなどが挙げられる。
本発明のインクセットに用いられるインクは、非浸透性基材に適用したときに、良好な光沢性、及び画像堅牢性を備えた画像を得ることができる。これらの中でも、プラスチックフィルムが好ましい。
前記プラスチックフィルムとしては、例えば、塩化ビニル樹脂フィルム、PETフィルム、ポリカーボネートフィルムなどが挙げられる。
前記非浸透性基材とは、水透過性、吸収性及び吸着性の少なくともいずれかが低い表面を有する基材を意味しており、内部に多数の空洞があっても外部に開口していない材質も含まれ、より定量的には、ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msec1/2までの水吸収量が10mL/m以下である基材を意味する。
また、その他の非浸透性基材、普通紙、無機物コート浸透性媒体などの従来用いられてきた浸透性媒体に対しても使用できる。
(インクカートリッジ)
前記インクカートリッジは、インクセットに用いられる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などを有してなる。
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挙げられる。
(インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置)
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、加熱工程、その他の工程を含む。
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、更に必要に応じて、加熱手段、その他の手段を有する。
本発明のインクジェット記録方法は、本発明のインクジェット記録装置により好適に実施することができ、前記インク飛翔工程は、前記インク飛翔手段により好適に行うことができる。また、前記加熱工程は、加熱手段により好適に行うことができ、前記その他の工程は、前記その他の手段により好適に行うことができる。
−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、本発明のインクセットに用いられるインクに、刺激(エネルギー)を印加し、インク吐出用の各種のノズルからインクを飛翔させて、記録媒体に画像を記録する工程である。
前記インク飛翔手段は、本発明のインクセットに用いられるインクに、刺激(エネルギー)を印加し、インク吐出用の各種のノズルからインクを飛翔させて、記録媒体にインクを飛翔する手段である。
前記刺激としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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。
前記インクに用いられるインクの飛翔の態様としては、例えば、インク流路内の前記インクを加圧する圧力発生手段として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる、いわゆるピエゾ方式(例えば、特公平2−51734号公報参照)、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させる、いわゆるサーマル方式(例えば、特公昭61−59911号公報参照)、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、前記振動板と前記電極との間に発生させる静電力によって前記振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電方式(例えば、特開平6−71882号公報参照)などが挙げられる。
前記飛翔させる前記インクの液滴は、その大きさとしては、例えば、3pL以上40pL以下が好ましく、その吐出噴射の速さとしては、5m/s以上20m/s以下が好ましく、その駆動周波数としては、1kHz以上が好ましく、その解像度としては、300dpi以上が好ましい。
−加熱工程及び加熱手段−
前記加熱工程は、画像を記録した前記記録媒体を加熱する工程である。
前記加熱手段は、画像を記録した前記記録媒体を加熱する手段である。
前記インクジェット記録方法及び前記インクジェット記録装置としては、前記非浸透性基材に高画像品質な記録ができるが、より一層高画質で耐擦性、及び密着性の高い画像の形成、並びに高速の記録条件にも対応できるようにするために、記録後に前記非浸透性基材を加熱することが好ましい。記録後に加熱工程を有すると、インク中に含有される樹脂の造膜が促進されるため、記録物の画像硬度を向上させることができる。
前記加熱工程に用いる装置としては、多くの既知の装置を使用することができ、例えば、強制空気加熱、輻射加熱、伝導加熱、高周波乾燥、マイクロ波乾燥等の装置などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記加熱温度としては、インク中に含まれる有機溶媒の種類や量、及び添加する樹脂エマルジョンの最低造膜温度に応じて変更することができ、さらに印刷する基材の種類に応じても変更することができる。
前記加熱温度としては、乾燥性、及び造膜温度の点から、高いことが好ましく、40℃以上120℃以下がより好ましく、40℃以上100℃以下がさらに好ましく、50℃以上90℃以下が特に好ましい。前記加熱温度が、40℃以上120℃以下であると、印刷する非浸透性基材の熱によるダメージを防止し、インクヘッドが温まることによる不吐出が生じることを抑制することができる。
本発明における記録方法の一例としては、白色インクを記録媒体に飛翔する工程と、白色以外のカラーインクを飛翔する工程を有する記録方法とすることもできる。この際、白色インクを飛翔して得られる層を下地層とし、その上にカラーインクを飛翔して記録することが可能である。
本発明のインクセットに用いられるインクは、インクジェット記録方法に制限されず、広く使用することが可能である。インクジェット記録方法以外にも、例えば、ブレードコート法、グラビアコート法、グラビアオフセットコート法、バーコート法、ロールコート法、ナイフコート法、エアナイフコート法、コンマコート法、Uコンマコート法、AKKUコート法、スムージングコート法、マイクログラビアコート法、リバースロールコート法、4本乃至5本ロールコート法、ディップコート法、カーテンコート法、スライドコート法、ダイコート法、スプレーコート法などが挙げられる。
実施態様の一態様として、白色インク及びカラーインクを共にインクジェット記録方法で飛翔することができる。
また、別の実施態様として、白色インクをインクジェット記録方法以外の方法で飛翔し、カラーインクをインクジェット記録方法で飛翔することもできる。
ここで、前記インクを用いて記録を行うことができるインクジェット記録装置について、図面を参照しながら説明する。前記インクジェット記録装置には、キャリッジが走査するシリアル型(シャトル型)、ライン型ヘッドを備えたライン型などがあるが、図1は、シリアル型インクジェット記録装置の一例を示す概略図である。図2は、図1の装置の本体内の構成を示す概略図である。
図1に示すように、前記インクジェット記録装置は、装置本体101と、装置本体101に装着した給紙トレイ102と、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201の脱着を行うための開閉可能な前カバー115を有している。111は上カバー、112は前カバーの前面である。
装置本体101内には、図2に示すように、左右の側板(不図示)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の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、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が使用できる。
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、インク供給チューブ(不図示)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201から、前記インクが供給されて補充される。
一方、給紙トレイ102の基材積載部(圧板)141上に積載した基材142を給紙するための給紙部として、基材積載部141から基材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、前記分離パッド144は給紙コロ143側に付勢されている。
前記給紙部から給紙された基材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、基材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を介して送られる基材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基材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、加熱ヒーター式搬送ローラ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)で形成した基材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加熱ヒーター式ガイド部材161が配置されている。なお、記録ヘッド134で記録された基材142を排紙するための排紙部として、搬送ベルト151から基材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、基材142はファンヒータ(不図示)により熱風乾燥された後、排紙ローラ172の下方の、排紙トレイ103に出力される。
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基材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。
前記インクジェット記録装置においては、給紙部から基材142が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された基材142は、ガイド145で案内され、搬送ベルト151とカウンタローラ152との間に挟まれて搬送される。更に先端を搬送ガイド153で案内されて先端加圧コロ155で搬送ベルト151に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。このとき、帯電ローラ156によって搬送ベルト151が帯電されており、基材142は、搬送ベルト151に静電吸着されて搬送される。
そこで、キャリッジ133を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド134を駆動することにより、停止している基材142にインク滴を吐出して1行分を記録し、基材142を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は基材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、基材142を、排紙トレイ103に排紙する。
以下に、本発明の実施例及び比較例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<顔料分散体の作製>
<<ブラック顔料分散体の作製>>
カーボンブラック(商品名:Black Pearls(登録商標)1000、Cabot Corporation社製、BET比表面積343m/g、ジブチルフタレート吸収量(DBPA)105mL/100g)100gを、2.5N(規定)の次亜塩素酸ナトリウム溶液3,000mLに添加し、温度が60℃で、速度が300rpmで撹拌し、10時間反応させて酸化処理して、カーボンブラックの表面にカルボン酸基が付与されたブラック顔料を含む反応液を得た。得られた反応液を濾過し、濾別したブラック顔料を水酸化ナトリウム溶液で中和し、限外濾過して分散体を得た。次いで、前記分散体とイオン交換水とを用いて透析膜による限外濾過を行い、更に、超音波分散を行って、顔料固形分濃度が20質量%である濃縮したブラック顔料分散体(自己分散型)を得た。
<<シアン顔料分散体の作製>>
前記ブラック顔料分散体の作製において、カーボンブラックをピグメントブルー15:4(商品名:SMART Cyan 3154BA、SENSIENT社製)に変更した以外は、ブラック顔料分散体の作製と同様にして、顔料固形分濃度が20質量%である濃縮したシアン顔料分散体(自己分散型)を得た。
<<マゼンタ顔料分散体の作製>>
前記ブラック顔料分散体の作製において、カーボンブラックをピグメントレッド122(商品名:Pigment Red 122、サンケミカル株式会社製)に変更した以外は、ブラック顔料分散体の作製と同様にして、顔料固形分濃度が20質量%である濃縮したマゼンタ顔料分散体(自己分散型)を得た。
<<イエロー顔料分散体の作製>>
前記ブラック顔料分散体の作製において、カーボンブラックをピグメントイエロー74(SMART Yellow 3074BA、サンケミカル株式会社製)に変更した以外は、ブラック顔料分散体の作製と同様にして、顔料固形分濃度が20質量%である濃縮したイエロー顔料分散体(自己分散型)を得た。
<<白色顔料分散体の作製>>
前記ブラック顔料分散体の作製において、カーボンブラックを二酸化チタンに変更した以外は、ブラック顔料分散体の作製と同様にして、顔料固形分濃度が45質量%である濃縮した白色顔料分散体(自己分散型)を得た。
<カラーインクの作製>
<<カラーインクAの作製>>
ブラック顔料分散体(固形分濃度20質量%、溶媒:水)2質量%(固形分濃度)、ポリカーボネート系ウレタン樹脂粒子(商品名:ユーコートUX−485、三洋化成工業株式会社製)6質量%(固形分濃度)、アニオン性界面活性剤(商品名:パイオニンA−51−B、竹本油脂株式会社製)1質量%、3−メトキシー3−メチルブタノール4.5質量%、2−ピロリドン5質量%、1,3−プロパンジオール18質量%、1、3−ブタンジオール6質量%、防腐防黴剤(商品名:プロキセルLV、アビシア株式会社製)0.1質量%、水残量を混合撹拌した後、平均孔径が0.2μmのポリプロピレンフィルターで濾過し、カラーインクAを作製した。
<<カラーインクB〜Jの作製>>
前記カラーインクAの作製において、カラーインクAの組成を表1〜2に記載の組成に変更した以外は、カラーインクAの作製と同様にして、カラーインクB〜Jを作製した。表1〜2にカラーインクA〜Jの組成を示す。
また、表1〜表2において、製造会社名、及び商品名は下記の通りである。
・ポリエーテル系ウレタン樹脂粒子:第一工業製薬株式会社製、商品名:スーパーフレックス130
・ポリエステル系ウレタン樹脂粒子:三洋化成工業株式会社製、商品名:ユーコートUWS−145
<白色インクの作製>
<<白色インクAの作製>>
白色顔料分散体(固形分濃度45質量%、溶媒:水)6質量%(固形分濃度)、ポリカーボネート系ウレタン樹脂粒子(商品名:ユーコートUX−485、三洋化成工業株式会社製)6質量%(固形分濃度)、アニオン性界面活性剤(商品名:パイオニンA−51−B、竹本油脂株式会社製)1質量%、トリエチレングリコールジメチルエーテル3質量%、3−メトキシー3−メチルブタノール3.5質量%、2−ピロリドン5質量%、1,3−プロパンジオール18質量%、1,3−ブタンジオール6質量%、防腐防黴剤(商品名:プロキセルLV、アビシア株式会社製)0.1質量%、水残量を混合撹拌した後、平均孔径0.2μmポリプロピレンフィルターで濾過し、白色インクAを作製した。
<<白色インクB〜Qの作製>>
前記白色インクAの作製において、白色インクAの組成を表3〜6に記載の組成に変更した以外は、白色インクAの作製と同様にして、白色インクB〜Qを作製した。
表3〜6に白色インクA〜Qの組成を示す。
また、表3〜表6において、製造会社名、及び商品名は下記の通りである。
・ポリエーテル系ウレタン樹脂粒子:第一工業製薬株式会社製、商品名:スーパーフレックス130
・ポリエステル系ウレタン樹脂粒子:三洋化成工業株式会社製、商品名:ユーコートUWS−145
(実施例1)
前記カラーインクA、及び前記白色インクAを有するインクセット1を作製した。
(実施例2〜20、及び比較例1〜6)
実施例1において、カラーインクA、及び前記白色インクAを表7〜表12に記載のカラーインク、及び白色インクに変更した以外は、実施例1と同様にして、インクセット2〜26を作製した。
表7〜表12に実施例1〜20、及び比較例1〜6のインクセット1〜26を示す。
次に、作製した実施例1〜20、及び比較例1〜6のインクセット1〜26を用いて、「カラーブリード」、及び「密着性」を評価した。結果を表7〜表12に示す。
<カラーブリード>
インクセット1〜26に用いられる白色インク、及びカラーインクをインクジェットプリンター(商品名:IPSiO GXe5500改造機、株式会社リコー製)に充填し、非浸透性基材の透明PETシート(商品名:LLPET1223、桜井株式会社製)に、白色インクを吐出しベタ画像を形成した。次に、白色インクの吐出後にカラーインクを用いて、白色インクにより形成されたベタ画像上に文字:「轟」(ゴウ)(フォント:MS明朝)を記録して、80℃で1時間乾燥させた。乾燥後、白色インクとカラーインクとの境界部分の混色を目視で観察し、以下評価基準に基づいて、「カラーブリード」を評価した。なお、インクジェットプリンターの設定は、ベタ画像及び文字のテストパターンを標準モードとした。また、ベタ画像形成の際には、加熱ヒーター式ガイド部材を透明PETシートが55℃になるように温度調整し、さらに、ファンヒータにより80℃に設定した温風を吹き付けてインクを乾燥させた。
−評価基準−
6 : 3ポイントの文字が潰れず、はっきりと分かる
5 : 3ポイントの文字は潰れるが、4ポイントの文字は潰れず、はっきりと分かる
4 : 4ポイントの文字は潰れるが、6ポイントの文字は潰れず、はっきりと分かる
3 : 6ポイントの文字は潰れるが、9ポイントの文字は潰れず、はっきりと分かる
2 : 9ポイントの文字は潰れるが、10ポイントの文字は潰れず、はっきりと分かる
1 : 10ポイントの文字は潰れるが、12ポイントの文字は潰れず、はっきりと分かる
<密着性>
前記カラーブリードの評価において、白色インクにより形成されたベタ画像上にカラーインクで文字を記録したことに代えて、白色インクにより形成されたベタ画像上にカラーインクでベタ画像を形成したこと以外は、カラーブリードの評価と同様にして、ベタ画像を得た。得られたベタ画像を用いて、JIS−K5600−5−6に準拠してクロスカット試験(1.5mm間隔、100マス試験)を行った。マスが剥がれた度合いを下記の評価基準に基づいて、「密着性」を評価した。
−評価基準−
0:剥がれなかったマスが、100マス中100マス
1:剥がれなかったマスが、100マス中80マス以上99マス以下
2:剥がれなかったマスが、100マス中40マス以上79マス以下
3:剥がれなかったマスが、100マス中39マス以下
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> 有機溶剤、及びウレタン樹脂粒子を含む白色インクと、
有機溶剤、及びウレタン樹脂粒子を含むカラーインクと、を含有し、
前記白色インク中の前記有機溶剤における溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤が、10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターであり、かつ200℃以上の沸点を有し、
前記白色インク中の前記溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤の溶解度パラメーターが、前記カラーインク中の有機溶剤における溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤の溶解度パラメーターより低いことを特徴とするインクセットである。
<2> 白色インク中の溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤の溶解度パラメーターが、7(cal/cm1/2以上10.5(cal/cm1/2以下である前記<1>に記載のインクセットである。
<3> カラーインク中の有機溶剤が、10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤を含有し、
白色インク中の10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤の含有量が、前記カラーインク中の10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤の含有量より多い前記<1>から<2>のいずれかに記載のインクセットである。
<4> 白色インク中の有機溶剤の含有量が、カラーインク中の有機溶剤の含有量より多い前記<1>から<3>のいずれかに記載のインクセットである。
<5> 白色インク中の10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤における最も含有量が多い有機溶剤の沸点が、カラーインク中の10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤における最も含有量が多い有機溶剤の沸点以上である前記<1>から<4>のいずれかに記載のインクセットである。
<6> 白色インク中の固形分濃度(質量%)が、カラーインク中の固形分濃度(質量%)より多い前記<1>から<5>のいずれかに記載のインクセットである。
<7> 白色インク中の溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤の溶解度パラメーターが、カラーインク中のウレタン樹脂粒子の溶解度パラメーターより低い前記<1>から<6>のいずれかに記載のインクセットである。
<8> 白色インク中の10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤の含有量が、白色インク全量に対して、0.5質量%以上である前記<1>から<7>のいずれかに記載のインクセットである。
<9> 白色インク中の10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターであり、かつ200℃以上の沸点を有する有機溶剤の含有量が、白色インク全量に対して、15質量%以上である前記<1>から<8>のいずれかに記載のインクセットである。
<10> 白色インク中の有機溶剤の含有量が、白色インク全量に対して、20質量%以上70質量%以下である前記<1>から<9>のいずれかに記載のインクセットである。
<11> 白色インク中のウレタン樹脂粒子の酸価が、5mgKOH/g以上100mgKOH/gである前記<1>から<10>のいずれかに記載のインクセットである。
<12> 白色インク中のウレタン樹脂粒子の体積平均粒径が、10nm以上1,000nm以下である前記<1>から<11>のいずれかに記載のインクセットである。
<13> 白色インク中のウレタン樹脂粒子の含有量が、1質量%以上10質量%以下である前記<1>から<12>のいずれかに記載のインクセットである。
<14> 白色インクが、色材を含有する前記<1>から<13>のいずれかに記載のインクセットである。
<15> 白色インク中の色材が、白色無機顔料である前記<14>に記載のインクセットである。
<16> 白色無機顔料が、二酸化チタンである前記<15>に記載のインクセットである。
<17> 白色インク中の色材の含有量が、白色インク全量に対して、1質量%以上10質量%以下である前記<14>から<16>のいずれかに記載のインクセットである。
<18> 前記<1>から<17>のいずれかに記載のインクセットに用いられるインクを容器中に収容してなることを特徴とするインクカートリッジである。
<19> 前記<1>から<17>のいずれかに記載のインクセットに用いられるインクに、刺激を印加し、記録媒体に飛翔するインク飛翔手段を少なくとも有することを特徴とするインクジェット記録装置である。
<20> 前記<1>から<17>のいずれかに記載のインクセットに用いられるインクに、刺激を印加し、前記インクを飛翔させて記録媒体に画像を記録するインク飛翔工程を有することを特徴とするインクジェット記録方法である。
前記<1>から<17>のいずれかに記載のインクセット、前記<19>に記載のインクジェット記録装置、及び前記<20>に記載のインクジェット記録方法は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、前記インクセット、前記インクジェット記録装置、及び前記インクジェット記録方法は、カラーブリードを抑制でき、密着性に優れる画像が得られるインクセット、インクジェット記録装置、及びインクジェット記録方法を提供することを目的とする。
前記<18>に記載のインクカートリッジは、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、前記インクカートリッジは、カラーブリードを抑制でき、密着性に優れる画像が得られるインクセットに用いられるインクを収容してなるインクカートリッジを提供することを目的とする。
特開2002−275402号公報 特開2011−143705号公報
30、201 インクカートリッジ
101 インクジェット記録装置

Claims (11)

  1. 有機溶剤、及びウレタン樹脂粒子を含む白色インクと、
    有機溶剤、及びウレタン樹脂粒子を含むカラーインクと、を含有し、
    前記白色インク中の前記有機溶剤における溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤が、10.5(cal/cm1/2以下の溶解度パラメーターであり、かつ200℃以上の沸点を有し、
    前記白色インク中の前記溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤の溶解度パラメーターが、前記カラーインク中の有機溶剤における溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤の溶解度パラメーターより低く、
    前記白色インク中の10.5(cal/cm 1/2 以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤の含有量が、前記カラーインク中の10.5(cal/cm 1/2 以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤の含有量より多いことを特徴とするインクセット。
  2. 白色インク中の溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤の溶解度パラメーターが、7(cal/cm1/2以上10.5(cal/cm1/2以下である請求項1に記載のインクセット。
  3. 白色インクが白色用色材を含む請求項1から2のいずれかに記載のインクセット。
  4. 白色用色材が二酸化チタンである請求項3に記載のインクセット。
  5. 白色インク中の有機溶剤の含有量が、カラーインク中の有機溶剤の含有量より多い請求項1から4のいずれかに記載のインクセット。
  6. 白色インク中の10.5(cal/cm 1/2 以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤における最も含有量が多い有機溶剤の沸点が、カラーインク中の10.5(cal/cm 1/2 以下の溶解度パラメーターを有する有機溶剤における最も含有量が多い有機溶剤の沸点以上である請求項1から5のいずれかに記載のインクセット。
  7. 白色インク中の固形分濃度(質量%)が、カラーインク中の固形分濃度(質量%)より多い請求項1から6のいずれかに記載のインクセット。
  8. 白色インク中の溶解度パラメーターの最も低い有機溶剤の溶解度パラメーターが、カラーインク中のウレタン樹脂粒子の溶解度パラメーターより低い請求項1から7のいずれかに記載のインクセット。
  9. 請求項1から8のいずれかに記載のインクセットに用いられる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。
  10. 請求項1から8のいずれかに記載のインクセットに用いられるインクに、刺激を印加し、記録媒体に飛翔するインク飛翔手段を少なくとも有することを特徴とするインクジェット記録装置。
  11. 請求項1から8のいずれかに記載のインクセットに用いられるインクに、刺激を印加し、前記インクを飛翔させて記録媒体に画像を記録するインク飛翔工程を有することを特徴とするインクジェット記録方法。
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