JP7147427B2 - 液体を吐出する装置 - Google Patents
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Description
また、プラスチックフィルムやファブリックに前処理液をインクジェット塗布した直後にWhインクを印字し、次いでWhインク層にカラーインクを印字した場合、カラーインクの滲みによる所謂色泣きと呼ばれる境界部の乱れや、細線の不明瞭化等が生じ、画質は市場要求レベルに及ばないという問題があった。
記録媒体としては、特に制限されるものではないが、コート紙やプラスチックフィルム、ファブリック等が挙げられ、この他にもTシャツ等の布地や紙類等が挙げられる。
また、プラテン15は支持部材16により支持されている。
キャリッジ走査レール13は、キャリッジ10を記録媒体の搬送方向とは垂直の方向に移動させるためのレールである。
図示されるように、キャリッジ10は、第1のヘッド11と第2のヘッド12を備えている。なお、図2ではキャリッジ走査レール13は省略している。
また、プラテン15は、プラテン移動レール19に沿って移動する。
図示されるように、プラテン15はプラテン移動レール19に沿って移動するものであり、図中(C)で示される矢印方向に移動する。記録媒体はプラテン15上に保持されて移動するため、プラテン15の移動方向と記録媒体の搬送方向は一致する。
また、図示されるように、第2のヘッド12は記録媒体の搬送方向において第1のヘッド11よりも下流側に配置されている。
本実施形態の排気部14は、第1のヘッド11とプラテン15(又は記録媒体)との間における気体が、記録媒体の搬送方向における上流側に流れるように配置されていることが好ましい。また、図4の矢印(D)に示すように、装置本体22の内部の気体が外部に排出されるようにしている。
図示されるように、本実施形態の液体を吐出する装置では、排気部14は複数設けられている。本実施形態において、複数の排気部14は、全て記録媒体の搬送方向(図中(C))において第1のヘッド11よりも上流側に配置されている。
これにより、気体の排気方向が記録媒体の搬送方向の上流に向かうこととなり、上述した効果を発揮することができる。
しかし、前処理後に乾燥(加熱)を行わない場合、特にファブリックやフィルムなどの媒体では、前処理後にインクを印字すると色境界での滲みが生じてしまう。そのため、前処理後に乾燥を行うことが考えられるが、前処理液に凝集剤として一般的に用いられる多価金属塩は乾燥によりノズル詰まりを引き起こしやすい。これは粒径や、高濃度になると対イオン等による析出が顕著になるためと考えられる。従って、単に加熱するだけでは不吐出が起こり、結果として印字ができなくなる。
一方、第1のヘッド11のノズル面と記録媒体保持部との間の距離が4.0mm未満の場合、吐出信頼性と印字物の滲み防止を両立することができない。
なお、図中(a)の距離を4.0mm以上にした状態で前処理液を吐出することが可能な装置であればよく、常に上記条件で吐出することに限定されるものではない。
また、第1のヘッド11におけるノズルが形成された面と記録媒体保持部との間の距離の上限値としては、特に制限されるものではない。
加熱手段が記録媒体保持部に備えられていることで、記録媒体を前処理液の付与前後で記録媒体を継続して加熱できるため、より効果的である。
加熱手段としては適宜変更することができ、例えば記録媒体から離れた位置から加熱エネルギーを照射する手段等を用いることができる。
なお、記録媒体の厚みは、毛羽立ち部分を除いて測定する。また、測定前に押圧部材等により平滑にしてから測定する。
前記非浸透性基材とは、水透過性、吸収性が低い表面を有する基材であり、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/m2以下である基材をいう。
前記非浸透性基材としては、例えば、塩化ビニル樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネートフィルムなどのプラスチックフィルムを、好適に使用することができる。
次に、本発明に係る液体を吐出する装置における他の実施形態について説明する。
上記実施形態と共通する事項については説明を省略する。
本実施形態の加熱手段としては、温風43を付与する温風付与手段42を用いており、記録媒体体保持部と離れて配置されている。
次に、本発明に係る液体を吐出する装置における他の実施形態について説明する。
上記実施形態と共通する事項については説明を省略する。
第1のヘッド11が、第1の記録媒体保持領域34と対向する位置では前処理液を吐出しない、すなわち、第2の記録媒体保持領域36の一部と対向する位置で前処理液を吐出することにより、ヘッドへの熱放射が小さくなり、吐出信頼性が向上する。
次に、本発明に係る液体を吐出する装置における他の実施形態について説明する。
上記実施形態と共通する事項については説明を省略する。
本実施形態の液体を吐出する装置は、第1のヘッド11が前処理液を吐出する前に、記録媒体を記録媒体保持部(プラテン15)の一部に押圧する押圧部材50を備えている。
図11は、押圧部材50による押圧を行う前を示す図であり、図12は、押圧部材50による押圧がなされている場合を示す図である。図12中、符号38は押圧された箇所(押圧箇所38)を示す。
押圧の方法としては、特に制限されるものではなく、適宜変更することができ、例えば
押圧部材50が記録媒体保持部に対して移動してもよいし、記録媒体保持部が押圧部材50に対して移動してもよいし、両者が移動してもよい。
次に、本発明に係る液体を吐出する装置における他の実施形態について説明する。
上記実施形態と共通する事項については説明を省略する。
本実施形態の液体を吐出する装置は、第2のヘッド12におけるノズルが形成された面とプラテン15(記録媒体保持部)との間の距離(図13中(b))が、第1のヘッド11におけるノズルが形成された面と記録媒体保持部との間の距離(図13中(a))よりも小さくなっている。厳密には、第1のヘッド11が図13中(a)の距離で前処理液を吐出した場合、第2のヘッド12は、図13中(a)の距離よりも小さくなる図13中(b)の距離でインクを吐出することが好ましい。
次に、本発明に係る液体を吐出する装置における他の実施形態について説明する。
上記実施形態と共通する事項については説明を省略する。
本発明において、排気部14の配置は、特に制限されるものではなく、適宜変更することが可能である。例えば、本実施形態のように、プラテン15の移動範囲の端部に配置してもよい。
次に、本発明に係る液体を吐出する装置における他の実施形態について説明する。
上記実施形態と共通する事項については説明を省略する。
本実施形態では、図示されるように、記録媒体の搬送方向において第1のヘッド11と上流側で隣接するように排気部14を配置している。本実施形態では、キャリッジ10に排気部14を直接取り付けている。
次に、本発明に係る液体を吐出する装置における他の実施形態について説明する。
上記実施形態と共通する事項については説明を省略する。
本実施形態のように、排気部14は、記録媒体の搬送方向においてヘッドよりも下流側に設けられていてもよい。この場合、ヘッドと記録媒体との間における気体が、第2のヘッド12から第1のヘッド11に向かう方向であればよいため、例えば、ヘッドの上流側に吸引力(流量)の大きい排気部14aを配置して他の排気部14b、14cよりも吸引力を大きくすればよい。ここでは、図17に示されるように、排気部14aの吸引力(D)は、他の排気部14b、14cの吸引力の合計((E)+(F))よりも大きくなっている。
次に、本発明に係る液体を吐出する装置における他の実施形態について説明する。
上記実施形態と共通する事項については説明を省略する。
本実施形態の液体を吐出する装置は、記録媒体の搬送方向において第1のヘッド11と第2のヘッド12との間に配置される遮蔽部材20を備えている。これにより、第1のヘッド11からの前処理液のミストが第2のヘッド12に到達することをより防ぐことができる。
本発明に用いられる前処理液は、ヘッドから吐出可能なものであれば特に制限はなく、公知のものより適宜選択することができるが、多価金属イオンを含むことが好ましく、また、必要に応じて樹脂を含有していてもよい。
多価金属塩としては、公知のものより適宜選択でき、例えば、カルボン酸塩(酢酸、乳酸など)、硫酸塩、硝酸塩、塩化物、及びチオシアン酸塩が好適である。なお、多価金属塩は、1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。これらの中でも水への溶解性及び水溶性有機溶媒への溶解性が良好なカルボン酸塩、硫酸塩、硝酸塩、塩化物が発色性や耐ブリード性等の画質や吐出信頼性の観点から好ましい。
以下、インクに用いる有機溶剤、水、色材、樹脂、添加剤等について説明する。
本発明に使用する有機溶剤としては特に制限されず、水溶性有機溶剤を用いることができる。例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類や多価アルコールアリールエーテル類などのエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類が挙げられる。
多価アルコール類の具体例としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、トリ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、1,2-ペンタンジオール、1,3-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,3-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、1,5-ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、エチル-1,2,4-ブタントリオール、1,2,3-ブタントリオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、ペトリオール等が挙げられる。
多価アルコールアルキルエーテル類としては、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が挙げられる。
多価アルコールアリールエーテル類としては、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が挙げられる。
含窒素複素環化合物としては、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-2-イミダゾリジノン、ε-カプロラクタム、γ-ブチロラクトン等が挙げられる。
アミド類としては、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、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド等が挙げられる。
アミン類としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエチルアミン等が挙げられる。
含硫黄化合物類としては、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等が挙げられる。
その他の有機溶剤としては、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等が挙げられる。
湿潤剤として機能するだけでなく、良好な乾燥性を得られることから、沸点が250℃以下の有機溶剤を用いることが好ましい。
有機溶剤として、炭素数8以上のポリオール化合物、及びグリコールエーテル化合物も好適に使用される。炭素数8以上のポリオール化合物の具体例としては、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールなどが挙げられる。
グリコールエーテル化合物の具体例としては、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類;エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類などが挙げられる。
インクにおける水の含有量は、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が、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、10質量%以上90質量%以下が好ましく、20質量%以上60質量%以下がより好ましい。
色材としては特に限定されず、顔料、染料を使用可能である。
顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができる。これらは、1種単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。また、顔料として、混晶を使用しても良い。
顔料としては、例えば、ブラック顔料、イエロー顔料、マゼンダ顔料、シアン顔料、白色顔料、緑色顔料、橙色顔料、金色や銀色などの光沢色顔料やメタリック顔料などを用いることができる。
無機顔料として、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、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。
また、有機顔料としては、アゾ顔料、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、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、キノフタロン顔料など)、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など)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。これらの顔料のうち、溶媒と親和性の良いものが好ましく用いられる。その他、樹脂中空粒子、無機中空粒子の使用も可能である。
顔料の具体例として、黒色用としては、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)類、または銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料があげられる。
さらに、カラー用としては、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、138、150、153、155、180、185、213、C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51、C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、184、185、190、193、202、207、208、209、213、219、224、254、264、C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、3、5:1、16、19、23、38、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルー)、15:1、15:2、15:3、15:4(フタロシアニンブルー)、16、17:1、56、60、63、C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36、等がある。
染料としては、特に限定されることなく、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能であり、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
染料として、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 52,80,82,249,254,289、C.I.アシッドブルー 9,45,249、C.I.アシッドブラック 1,2,24,94、C.I.フードブラック 1,2、C.I.ダイレクトイエロー 1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド 1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー 1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクドブラック 19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド 14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック 3,4,35が挙げられる。
顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法としては、例えば、顔料(例えばカーボン)にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加することで、水中に分散可能とする方法が挙げられる。
顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法としては、顔料をマイクロカプセルに包含させ、水中に分散可能とする方法が挙げられる。これは、樹脂被覆顔料と言い換えることができる。この場合、インクに配合される顔料はすべて樹脂に被覆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、被覆されない顔料や、部分的に被覆された顔料がインク中に分散していてもよい。
分散剤を用いて分散させる方法としては、界面活性剤に代表される、公知の低分子型の分散剤、高分子型の分散剤を用いて分散する方法が挙げられる。
分散剤としては、顔料に応じて例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等を使用することが可能である。
分散剤として、竹本油脂社製RT-100(ノニオン系界面活性剤)や、ナフタレンスルホン酸Naホルマリン縮合物も、分散剤として好適に使用できる。
分散剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
顔料に、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを得ることが可能である。また、顔料と、その他水や分散剤などを混合して顔料分散体としたものに、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを製造することも可能である。
顔料分散体は、水、顔料、顔料分散剤、必要に応じてその他の成分を混合、分散し、粒径を調整して得られる。分散は分散機を用いると良い。
顔料分散体における顔料の粒径については特に制限はないが、顔料の分散安定性が良好となり、吐出安定性、画像濃度などの画像品質も高くなる点から、最大個数換算で最大頻度が20nm以上500nm以下が好ましく、20nm以上150nm以下がより好ましい。顔料の粒径は、粒度分析装置(ナノトラック Wave-UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
顔料分散体における顔料の含有量は、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が、良好な吐出安定性が得られ、また、画像濃度を高める点から、0.1質量%以上50質量%以下が好ましく、0.1質量%以上30質量%以下がより好ましい。
顔料分散体に対し、必要に応じて、フィルター、遠心分離装置などで粗大粒子をろ過し、脱気することが好ましい。
インク中に含有する樹脂の種類としては、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、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、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などが挙げられる。
これらの樹脂からなる樹脂粒子を用いても良い。樹脂粒子を、水を分散媒として分散した樹脂エマルションの状態で、色材や有機溶剤などの材料と混合してインクを得ることが可能である。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い。また、これらは、1種を単独で用いても、2種類以上の樹脂粒子を組み合わせて用いてもよい。
体積平均粒径は、例えば、粒度分析装置(ナノトラック Wave-UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
インクには、必要に応じて、界面活性剤、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤等を加えても良い。
界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤のいずれも使用可能である。
シリコーン系界面活性剤に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。中でも高pHでも分解しないものが好ましい。シリコーン系界面活性剤としては、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられる。変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するものが、水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。また、シリコーン系界面活性剤として、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤を用いることもでき、例えば、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルシロキサンのSi部側鎖に導入した化合物等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物が、起泡性が小さいので特に好ましい。パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩等が挙げられる。パーフルオロアルキルカルボン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等が挙げられる。パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩等が挙げられる。これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Li、Na、K、NH4、NH3CH2CH2OH、NH2(CH2CH2OH)2、NH(CH2CH2OH)3等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えばラウリルアミノプロピオン酸塩、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などが挙げられる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、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、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、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。
アニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩、などが挙げられる。
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。
このような界面活性剤としては、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い。市販品としては、例えば、ビックケミー株式会社、信越化学工業株式会社、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社、日本エマルジョン株式会社、共栄社化学などから入手できる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系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、一般式(S-1)式で表わされる、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのSi部側鎖に導入したものなどが挙げられる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、市販品を用いることができ、例えば、KF-618、KF-642、KF-643(信越化学工業株式会社)、EMALEX-SS-5602、SS-1906EX(日本エマルジョン株式会社)、FZ-2105、FZ-2118、FZ-2154、FZ-2161、FZ-2162、FZ-2163、FZ-2164(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社)、BYK-33、BYK-387(ビックケミー株式会社)、TSF4440、TSF4452、TSF4453(東芝シリコン株式会社)などが挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物などが挙げられる。 これらの中でも、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は起泡性が少ないため好ましく、特に一般式(F-1)及び一般式(F-2)で表わされるフッ素系界面活性剤が好ましい。
上記のフッ素系界面活性剤としては市販品を使用してもよい。この市販品としては、例えば、サーフロンS-111、S-112、S-113、S-121、S-131、S-132、S-141、S-145(いずれも、旭硝子株式会社製);フルラードFC-93、FC-95、FC-98、FC-129、FC-135、FC-170C、FC-430、FC-431(いずれも、住友スリーエム株式会社製);メガファックF-470、F-1405、F-474(いずれも、大日本インキ化学工業株式会社製);ゾニール(Zonyl)TBS、FSP、FSA、FSN-100、FSN、FSO-100、FSO、FS-300、UR、キャプストーンFS-30、FS-31、FS-3100、FS-34、FS-35(いずれも、Chemours社製);FT-110、FT-250、FT-251、FT-400S、FT-150、FT-400SW(いずれも、株式会社ネオス社製)、ポリフォックスPF-136A,PF-156A、PF-151N、PF-154、PF-159(オムノバ社製)、ユニダインDSN-403N(ダイキン工業株式会社製)などが挙げられ、これらの中でも、良好な印字品質、特に発色性、紙に対する浸透性、濡れ性、均染性が著しく向上する点から、Chemours社製のFS-3100、FS-34、FS-300、株式会社ネオス製のFT-110、FT-250、FT-251、FT-400S、FT-150、FT-400SW、オムノバ社製のポリフォックスPF-151N及びダイキン工業株式会社製のユニダインDSN-403Nが特に好ましい。
消泡剤としては、特に制限はなく、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤などが挙げられる。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、破泡効果に優れる点から、シリコーン系消泡剤が好ましい。
防腐防黴剤としては、特に制限はなく、例えば、1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オンなどが挙げられる。
防錆剤としては、特に制限はなく、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
pH調整剤としては、pHを7以上に調整することが可能であれば、特に制限はなく、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミンなどが挙げられる。
インクの物性としては、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、粘度、表面張力、pH等が以下の範囲であることが好ましい。
インクの25℃での粘度は、印字濃度や文字品位が向上し、また、良好な吐出性が得られる点から、5mPa・s以上30mPa・s以下が好ましく、5mPa・s以上25mPa・s以下がより好ましい。ここで、粘度は、例えば回転式粘度計(東機産業社製RE-80L)を使用することができる。測定条件としては、25℃で、標準コーンローター(1°34’×R24)、サンプル液量1.2mL、回転数50rpm、3分間で測定可能である。
インクの表面張力としては、記録媒体上で好適にインクがレベリングされ、インクの乾燥時間が短縮される点から、25℃で、35mN/m以下が好ましく、32mN/m以下がより好ましい。
インクのpHとしては、接液する金属部材の腐食防止の観点から、7~12が好ましく、8~11がより好ましい。
後処理液は、透明な層を形成することが可能であれば、特に限定されない。後処理液は、有機溶剤、水、樹脂、界面活性剤、消泡剤、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤等、必要に応じて選択し、混合して得られる。また、後処理液は、記録媒体に形成された記録領域の全域に塗布しても良いし、インク像が形成された領域のみに塗布しても良い。
以下の処方の混合物をプレミックスした後、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製、KDL型、メディア:直径0.3mmジルコニアボール使用)で7時間循環分散してブラック顔料分散体(顔料濃度:15質量%)を得た。
(商品名:Monarch800、キャボット社製)
・アニオン性界面活性剤・・・・・・・・・・・・・・2部
(商品名:パイオニンA-51-B、竹本油脂社製)
・イオン交換水・・・・・・・・・・・・・・・・・83部
分散容器に、高純水30.8質量部、分散剤(商品名:DISPERBYK-190、ビックケミー・ジャパン社製)1.2質量部を入れ、軽く撹拌して均一にした後、二酸化チタン(商品名:GTR-100、堺化学工業社製、一次粒径:260nm、結晶形:ルチル型、水分散用有機処理品)32.0質量部を加え、水冷しながら超音波ホモジナイザー(商品名:US-300T、日本精機製作所製、チップ:φ26)により200μAで1時間処理し、5μmのセルロースアセテートメンブランフィルター(商品名:ミニザルト17594K、ザルトリウス製)で濾過して、固形分50質量%の二酸化チタン分散体を得た。体積平均粒径(D50)は352nmであった。
以下の手順により樹脂粒子分散液1を得た。
まず、攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管を備えた300mLのフラスコ内に、イオン交換水87.0部を仕込み、窒素気流下70℃に昇温し、2時間保持した。一方、メタクリル酸メチル30.0部、アクリル酸2-エチルヘキシル52.0部、PME-1000(メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、日油製)、ビニルトリエトキシシラン2.5部、アクアロンHS-10(第一工業製薬製)1.5部、イオン交換水42.9部を混合し、ホモミキサーにて乳化した乳化液を調整した。
次いで、10%アクアロンHS-10水溶液3.0%、5%過硫酸アンモニウム水溶液2.6部をフラスコ内に添加した後、前記乳化液を2.5時間かけて連続的に滴下した。また、滴下開始から3時間経過するまでの間、1時間毎に5%過硫酸アンモニウム水溶液0.5部を投入した。滴下終了後70℃で2時間熟成した後、室温に冷却し、28%アンモニア水でpH7~8、イオン交換水により固形分30%になるように調整し、樹脂粒子分散液1を得た。
以下、手順により樹脂粒子分散液2を得た。
まず、攪拌機、温度計、及び還流管を備えた500mLのセパラブルフラスコに、T5651(ポリカーボネートジオール、旭化成製)75部、ジメチロールプロピオン酸8部、イソホロンジイソシアネート50部、モレキュラーシーブにより脱水処理したアセトン90部を仕込み、窒素気流下にて70℃まで昇温した後、2-エチルヘキサン酸スズを200ppm加え、系内のイソシアネート濃度を測定しながら70℃にて3時間~10時間反応させた。次いで、系内の温度を40℃まで下げ、必要に応じてトリエチルアミンを添加した後300rpmの速度で攪拌しながらイオン交換水270部を添加し、1時間攪拌した後、2-メチル-1,5-ペンタンジアミン7部を加え、3時間~6時間攪拌した。その後、室温まで冷却し、エバポレーターにて溶媒を留去し、イオン交換水により固形分30%になるように調整することで樹脂粒子分散液2を得た。
以下の処方で材料を混合し、一時間撹拌した後、1.2μmセルロースアセテートメンブランフィルターにて加圧濾過し、前処理液を得た。イオン交換水は、合計が100部となるように添加した。
・3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール・・10部
・Wet 270(Evonik社製)・・・・0.5部
・BYK348(ビックケミー社製)・・・・・0.5部
・Envirogem AD01・・・・・・・0.5部
(AIR PRODUCT社製)
・プロキセルLV・・・・・・・・・・・・・・0.3部
・塩化マグネシウム6水和物・・・・・・・・・・・5部
・樹脂粒子分散液1・・・・・・・・・・・・・・25部
以下の処方で材料を混合し、一時間撹拌した後、1.2μmセルロースアセテートメンブランフィルターにて加圧濾過し、ブラックインクを得た。イオン交換水は、合計が100部となるように添加した。
・トリエチレングリコール・・・・・・・・・・・・5部
・Wet 270(Evonik社製)・・・・0.5部
・BYK348(ビックケミー社製)・・・・・0.5部
・Envirogem AD01・・・・・・・・0.5部
(AIR PRODUCT社製)
・プロキセルLV・・・・・・・・・・・・・・0.3部
・ブラック顔料分散体・・・・・・・・・・・・・33部
・樹脂粒子分散液2・・・・・・・・・・・・・・30部
以下の処方で材料を混合し、一時間撹拌した後、1.2μmセルロースアセテートメンブランフィルターにて加圧濾過し、ブラックインクを得た。イオン交換水は、合計が100部となるように添加した。
・トリエチレングリコール・・・・・・・・・・・・10部
・Wet 270(Evonik社製)・・・・・0.5部
・BYK348(ビックケミー社製)・・・・・・0.5部
・Envirogem AD01・・・・・・・・・0.5部
(AIR PRODUCT社製)
・プロキセルLV・・・・・・・・・・・・・・・0.3部
・二酸化チタン顔料分散体・・・・・・・・・・・・30部
・樹脂粒子分散液2・・・・・・・・・・・・・・・30部
実施例1~3、比較例1、2として、第1の実施形態の液体を吐出する装置を用い、下記表1に示されるように第1のヘッドとプラテンとの間の距離を変更した。また、ブラックインク及びホワイトインクは第2のヘッド12に充填し、実施例1~3、比較例1、2では第2のヘッドとプラテンとの間の距離は全て第1のヘッドとプラテンとの間の距離と同じとした。なお、比較例2は加熱手段を作動せずに印字を行った。
各実施例、比較例について以下の評価を行った。
第1の実施形態の液体を吐出する装置に前処理液を充填し、前処理液吐出後の吐出信頼性を評価した。
まず、25℃、20%RHの環境下、プリンターのメンテナンスコマンドよりヘッドクリーニングを実行し、テストチャートを印刷して、ノズルの全チャンネルが吐出状態にあることを確認した。
次に、加熱機構を50℃に設定し、一時間ベタ画像を連続印字した後、プリンターのメンテナンスコマンドよりヘッドクリーニングを1回実行し、再度テストチャートを印刷した。放置前後のテストチャートより、不吐出チャンネル数をカウントし、以下の基準により判定した。
なお、前処理液の吐出を判定するため、吐出に問題がない程度に青色染料で前処理液を着色した。
◎:不吐出チャンネル数が1個未満
○:不吐出チャンネル数が3個未満
△:不吐出チャンネル数が3個以上10個未満
×:不吐出チャンネル数が10個以上
第1の実施形態の液体を吐出する装置に前処理液、ブラックインク、ホワイトインクを充填し、厚さ20μmのパイレンフィルムP2111(TOYOBO製)のコロナ処理面に、付着量0.5mg/cm2で前処理液を均一に塗布した後、未乾燥状態のまま付着量2.0mg/cm2でホワイトインクを塗布してベタ画像を形成した。その直後に、ホワイトインクのベタ画像の上に、付着量1.0mg/cm2でブラックインクを塗布して、ホワイトインクのベた画像より小さい面積のブラックインクのベタ画像を形成した。更に、100℃に設定した熱風循環式恒温槽にて1分間乾燥させることにより評価用画像を得た。
得られた評価用画像のブラックインクのベタ画像とホワイトインクのベタ画像における境界部について、以下の基準により評価した。
○:境界部に滲みが認められず明瞭である
△:境界部にやや滲みが認められるが実用上問題ないレベルである
×:境界部に顕著な滲みが認められ実用に耐えないレベルである
第1の実施形態の液体を吐出する装置に前処理液、ブラックインクを充填し、トムス社製ポリエステルTシャツ(glimmer 00300-ACT、ホワイト、厚み約1mm)に、付着量0.5mg/cm2で前処理液を均一に塗布した後、未乾燥状態のまま付着量1.5mg/cm2でブラックインクを塗布してベタ画像を形成し、160℃に設定したヒートプレスにて1分間乾燥させることでファブリック滲み評価用画像1を得た。
○:境界部に滲みが認められず明瞭である
△:境界部にやや滲みが認められるが実用上問題ないレベルである
×:境界部に顕著な滲みが認められ実用に耐えないレベルである
○:ファブリック滲み評価用画像1及び2ともに○である
△:ファブリック滲み評価用画像1及び2の少なくとも一方が△であり、ファブリック滲み評価用画像1及び2ともに×でない
×:ファブリック滲み評価用画像1及び2の少なくとも一方が×である
比較例1では、加熱手段を設けることで上記の問題が防止されているが、上述したように前処理液は乾燥しやすいため、ノズル詰まりを起こしやすくなったと考えられる。
実施例2、3では、実施例1と比較して更に吐出信頼性が向上している。このことから、第1のヘッドとプラテンとの間の距離は、より好ましくは4.5mm以上であることがわかる。特に5.0mm以上離すと、記録媒体の波打ちによる記録媒体とヘッドとの接触をより低減することができる。
実施例4~6では、第2のヘッドとプラテンとの間の距離と、記録媒体の厚さを振って評価を行った。なお、実施例4~6においても上記の実施例、比較例と同様にして吐出信頼性評価、プラスチックフィルムの滲み評価及びファブリックの滲み評価を行った。なお、記録媒体の厚みはファブリックの滲み評価において以下のように変更した。
11 第1のヘッド
12 第2のヘッド
13 キャリッジ走査レール
14 排気部
15 プラテン
16 支持部材
17 プラテン移動台
18 メンテナンスユニット
19 プラテン移動レール
20 遮蔽部材
22 装置本体
30 記録媒体
34 第1の記録媒体保持領域
36 第2の記録媒体保持領域
38 押圧箇所
40 加熱手段
42 温風付与手段
43 温風
50 押圧部材
Claims (9)
- 前処理液をノズルから吐出する第1のヘッドと、
インクをノズルから吐出する第2のヘッドと、
記録媒体を保持する記録媒体保持部と、
前記記録媒体を加熱する加熱手段と、を備え、
前記第1のヘッドは、前記第1のヘッドにおける前記ノズルが形成された面と前記記録媒体保持部との間の距離が4.0mm以上の状態で前記前処理液を吐出し、
前記第2のヘッドは、前記第2のヘッドにおけるノズルが形成された面と前記記録媒体保持部との間の距離が、前記第1のヘッドにおけるノズルが形成された面と前記記録媒体保持部との間の距離よりも小さい状態で前記インクを吐出することを特徴とする液体を吐出する装置。 - 前処理液をノズルから吐出する第1のヘッドと、
記録媒体を保持する記録媒体保持部と、
前記記録媒体を加熱する加熱手段と、を備え、
前記加熱手段は、前記記録媒体保持部に備えられ、
前記記録媒体保持部は、前記加熱手段が備えられた第1の記録媒体保持領域と、前記加熱手段が備えられていない第2の記録媒体保持領域とからなり、
前記第1のヘッドは、前記第1のヘッドにおける前記ノズルが形成された面と前記記録媒体保持部との間の距離が4.0mm以上の状態で前記前処理液を吐出し、前記第1の記録媒体保持領域と対向する位置では前記前処理液を吐出しないことを特徴とする液体を吐出する装置。 - 前記第1の記録媒体保持領域は、温度勾配を有し、前記第2の記録媒体保持領域側では温度が低く、前記第2の記録媒体保持領域と反対側では温度が高いことを特徴とする請求項2に記載の液体を吐出する装置。
- 前記第2の記録媒体保持領域は、前記第1のヘッドと対向する領域と、前記第1のヘッドと対向しない領域とからなり、前記第1のヘッドと対向する領域は前記第1のヘッドと対向しない領域よりも温度が低いことを特徴とする請求項2又は3に記載の液体を吐出する装置。
- 前記記録媒体は、前記記録媒体保持部上を搬送され、
前記第1の記録媒体保持領域は、前記記録媒体の搬送方向における前記第2の記録媒体保持領域及び前記第1のヘッドよりも上流側に配置されていることを特徴とする請求項2~4のいずれかに記載の液体を吐出する装置。 - インクをノズルから吐出する第2のヘッドを備え、
前記第2のヘッドは、前記第2のヘッドにおけるノズルが形成された面と前記記録媒体保持部との間の距離が、前記第1のヘッドにおけるノズルが形成された面と前記記録媒体保持部との間の距離よりも小さい状態で前記インクを吐出することを特徴とする請求項2~5のいずれかに記載の液体を吐出する装置。 - 前記第1のヘッドが前記前処理液を吐出する前に、前記記録媒体を前記記録媒体保持部の一部に押圧する押圧部材を備えることを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の液体を吐出する装置。
- 前記前処理液が、多価金属イオンを含むことを特徴とする請求項1~7のいずれかに記載の液体を吐出する装置。
- 前記記録媒体は、厚みが3.5mm以下であることを特徴とする請求項1~8のいずれかに記載の液体を吐出する装置。
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