JPH08333538A - インク、これを用いたインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置 - Google Patents

インク、これを用いたインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置

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JPH08333538A
JPH08333538A JP6166996A JP6166996A JPH08333538A JP H08333538 A JPH08333538 A JP H08333538A JP 6166996 A JP6166996 A JP 6166996A JP 6166996 A JP6166996 A JP 6166996A JP H08333538 A JPH08333538 A JP H08333538A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 普通紙に対して高い画像濃度で、ブリーディ
ングもなく、耐水性のある高画質な画像が得られるイン
ク、これを用いたインクジェット記録方法及び記録装置
を提供する。 【構成】 色材と、これを溶解または分散する液媒体を
含むインクにおいて、アニオン性基とカチオン性基を有
する両性高分子を含有するインク、これを用いたインク
ジェット記録方法及び記録装置。前記両性高分子が、分
子内にアニオン性基を有するモノマーと分子内にカチオ
ン性基を有するモノマーの共重合体である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、普通紙に対してカ
ラー画像を形成するときに生じる、所謂、カラー・ブリ
ーディング(現象)を低減し、且つ耐水性のあるインク
画像を得る技術に関し、とりわけインクジェット方式を
利用した画像形成において適用されるインク、かかるイ
ンクを適用したインクジェット記録方法及びインクジェ
ット記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】インクジェット記録方法は、インクの小
滴を飛翔させ、紙などの被記録材に付着させて記録を行
なうものである。特に、本出願人が特公昭61−599
11号公報、特公昭61−59912号公報、特公昭6
1−59914号公報等において開示した、吐出エネル
ギー供給手段として電気熱変換体を用い、熱エネルギー
をインクに与えて気泡を発生させることにより液滴を吐
出させる方法によれば、記録ヘッドの高密度マルチオリ
フィス化が容易に実現でき、高解像度、高品質の画像を
高速で記録できる。
【0003】しかしながら、従来のインクジェット記録
に用いられるインクは一般に水を主成分とし、これに乾
燥防止、目詰まり防止などの目的でグリコールなどの水
溶性高沸点溶剤を含有したものが一般的である。このよ
うなインクを用いて普通紙に記録を行なった場合には、
インクが記録紙の内部に浸透してしまい十分な画像濃度
が得られなかったり、記録紙表面の填料、サイズ剤の不
均一な分布によると思われる画像濃度の不均一が生じた
りした。また、特に、カラー画像を得ようとした場合に
は、複数の色のインクがインクが定着する以前に次々と
重ねられるため、異色の画像の境界の部分では、色がに
じんだり、不均一に混じりあって(以下ブリーディング
(現象)という)満足すべき画像が得られなかった。ま
た、近年印字物の耐水性の要求が高まっており、この点
からも満足すべき耐水性の印字物は得られていなかっ
た。
【0004】前記問題を解決する手段として、特開昭5
5−65269号公報には、インク中に界面活性剤等の
浸透性を高める化合物を添加したインクを用いること、
また、特開昭55−66976号公報には揮発性溶媒を
主体としたインクを用いることが開示されている。
【0005】さらに、米国特許第5106416号明細
書には、カチオン染料と両性界面活性剤と非イオン両親
媒性物質を含有するインクが開示されている。また米国
特許第226957号明細書には水不溶性染料と高分子
コロイドと界面活性剤を含有するインクが開示されてい
る。
【0006】また、特開昭60−96673号公報、特
開平4−139272号公報にはベタイン型アクリル樹
脂を用いたインキが開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開昭55−65269号公報のインク中に界面活性剤等
の浸透性を高める化合物を添加するインクを用いた場合
には、インクの記録紙への浸透性が向上し、ブリーディ
ングはある程度抑えられるものの、インクが着色剤もろ
とも記録紙おく深くまで浸透してしまうため、画像濃度
が低下したりするなどの不都合があった。また、記録紙
表面に対する濡れ性が向上するためインクが広がり易
く、解像度の低下をきたしたり、にじみが発生したり好
ましくないものであった。
【0008】また、前記特開昭55−66976号公報
の揮発性溶媒を主体としたインクを用いた場合には、前
記不都合に加え記録ヘッドのノズル部での溶剤の蒸発に
よる目詰まりが発生し易く好ましくないものであった。
【0009】さらに、米国特許第5106416号明細
書のカチオン染料と両性界面活性剤と非イオン両親媒性
物質を含有するインクでは、界面活性剤を臨界ミセル濃
度以上で添加することにより、着色剤の拡散を防止する
ことであるが、基本的には前記特開昭55−65269
号と同様に界面活性剤の作用により、インク自体の浸透
性が高まり、好ましい画像は得られなかった。
【0010】また、米国特許第226957号明細書の
水不溶性染料と高分子コロイドと界面活性剤を含有する
インクの場合には、前記米国特許第5106416号明
細書の不都合に加え記録ヘッド内、ノズルでの水不溶性
染料の析出、コロイドの凝集等による目詰まり等が発生
することがあり、好ましいものではなかった。
【0011】また、前記特開昭60−96673号公
報、特開平4−139272号公報にはベタイン型アク
リル樹脂を用い、前者は油性インキのにじみを防止する
目的で、後者は顔料インキの安定性向上の目的で添加す
ることが開示されているが、普通紙上での高画質は得ら
れない。
【0012】本発明は、上記従来技術に見られた課題の
解決を主たる目的とし、更には普通紙への記録、特にカ
ラー記録において、ブリーディング(現象)が抑制され
た高い画像濃度の鮮明で均一性のある高画質画像を形成
するためのインク、かかるインクを用いたインクジェッ
ト記録方法及びインクジェット記録装置を提供すること
を目的とする。
【0013】また、本発明は、耐水性に優れた高画質画
像を形成するためのインク、かかるインクを用いたイン
クジェット記録方法及びインクジェット記録装置を提供
することを別の目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。すなわち、本発明の第一の態様
は、色材と、これを溶解または分散する液媒体を含むイ
ンクにおいて、アニオン性基とカチオン性基とを共に有
する両性高分子を含有することを特徴とするインクであ
る。
【0015】本発明の第二の態様は、インクをインクジ
ェット方法によってインク滴として被記録材に付与して
記録を行なうインクジェット記録方法において、前記イ
ンクが前記本発明の第一の態様のインクであることを特
徴とするインクジェット記録方法である。
【0016】本発明の第三の態様は、インクを収容した
インク収容部と、前記インクの供給を受けてインク滴を
形成するインクジェットヘッド部とを備えたインクジェ
ット記録装置において、前記インクが前記本発明の第一
の態様のインクであることを特徴とするインクジェット
記録装置である。
【0017】本発明の第四の態様は、インクを収容した
インク収容部、前記インクをインク滴として吐出させる
ためのヘッド部を備えた記録ユニットにおいて、前記イ
ンクが前記本発明の第一の態様のインクであることを特
徴とする記録ユニットである。
【0018】本発明の第五の態様は、インクを収容した
インク収容部を備えたインクカートリッジにおいて、前
記インクが前記本発明の第一の態様のインクであること
を特徴とするインクカートリッジである。
【0019】本発明の第六の態様は、インクを収容した
インク収容部、該インクをインク滴として吐出させるた
めのヘッド部を有する記録ユニットを備えたインクジェ
ット記録装置において、前記インクが前記本発明の第一
の態様のインクであることを特徴とするインクジェット
記録装置である。
【0020】本発明の第七の態様は、インク滴を吐出す
るための記録ヘッド、インクを収容したインク収容部を
備えたインクカートリッジ及びインクカートリッジから
記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給部を備
えたインクジェット記録装置において、前記インクが前
記本発明の第一の態様のインクであることを特徴とする
インクジェット記録装置である。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明者らは、色材と、これを溶解または分散する液媒
体を含むインクに、アニオン性基とカチオン性基を共に
有する両性高分子を含有させることにより、前記目的に
叶う記録画像が得られることを見いだした。
【0022】すなわち、インクにアニオン性基とカチオ
ン性基を共に有する両性高分子を添加すると、インク
は、インクのpH変化により、アニオン性を示す高分子
電解質とカチオン性を示す高分子電解質に変化する両性
の高分子電解質となる。ここで、色材としてアニオン染
料を使用した場合には、インクのpHを前記両性高分子
の等電点よりも高い値に設定することにより、両性高分
子自体を、インク中でアニオン性を示す高分子電解質と
して作用させる。このとき、染料と両性高分子は反発し
あい、安定に存在する。ところが、インク滴が記録ヘッ
ドより飛翔し、普通紙上に接触すると、インクのpHが
中性領域に変化する。両性高分子の等電点はその構造に
もよるが、概ね中性領域であるから、両性高分子は、ア
ニオン性とカチオン性の両性格を表し、かつ、電気的に
つりあった状態となる。この状態になると、両性高分子
のアニオン性基とカチオン性基とで互いに内部塩を作
り、急激な粘度上昇、ゲル化を引き起こし、また、両性
高分子のカチオン性基と染料のアニオン性基が造塩し、
色材を高分子内で固定化した状態となる。この色材の高
分子内での固定化及び両性高分子の増粘、ゲル化によっ
て、インク中の色材が記録紙の表面近傍に高分子物質と
一緒に固定化することにより、十分な画像濃度が得ら
れ、濃度均一性が高く、カラー画像におけるブリーディ
ングを防止し、高画質画像が得られるものと思われる。
また、色材は内部塩を作った高分子内に固定化されてお
り、かつ両性高分子の水溶解性自体も内部塩の形成によ
り低下しているので、印字物の耐水性も向上するものと
思われる。
【0023】上記説明は、アニオン染料を用いた場合の
説明であるが、カチオン染料を用いた場合には、インク
のpHを両性高分子の等電点より低い値に設定すること
により、同様の効果が得られる。また、顔料を用いた場
合にも、顔料分散体のもつ表面電荷にあわせて、即ちア
ニオン性樹脂、アニオン活性剤等で分散されているもの
はインクのpHを両性高分子の等電点より高く設定し、
カチオン性樹脂、カチオン活性剤等で分散されている場
合には、インクのpHを両性高分子の等電点より低く設
定することにより、同様の効果が発現できる。
【0024】以下、本発明を更に詳しく説明する。前記
した通り、本発明で用いるインクは、まず、記録インク
中に両性高分子(以下、両性ポリマーとも云う)を含有
するが、前記両性高分子としては、分子内にカルボキシ
ル基、スルフォン基等のアニオン性基を有するモノマー
と、アミノ基、イミノ基、ピロリドン環、イミダゾール
環等のカチオン性基を有するモノマーを共重合すること
によって得られる共重合体が好ましい。共重合体として
は、ランダム、交互、ブロック、グラフト重合のいずれ
でもかまわない。
【0025】また、好適なアニオン性基を有するモノマ
ーとしては、アクリル酸、イタコン酸、メタクリル酸、
マレイン酸、フマール酸、スチレンスルフォン酸等のカ
ルボキシル基、スルフォン基を少なくとも1つ持ち重合
性不飽和結合を有するモノマーを用いる。
【0026】好適なカチオン性基を有するモノマーとし
ては、2−ビニル−ピロリドン、4−ビニルピロリド
ン、n−メチルアミノエチルメタクリレート、アリルア
ミン、ジアリルアミン等の少なくとも1つのカチオン性
基を持ち重合性不飽和結合を有するモノマーを用いる。
【0027】具体的な両性高分子の例を挙げると、以下
の物質が好適に用いられる。アリルアミン−マイレン酸
共重合体、n−メチルアリルアミン−マイレン酸共重合
体、4−ビニルピリジン−アクリル酸共重合体、n−メ
チルアミノエチルメタクリレート−メタクリル酸共重合
体、アクリルアミド−スチレンスルフォン酸共重合体、
アリルアミン−スチレンスルフォン酸共重合体、2−ビ
ニルピリジン−マイレン酸共重合体、ジアリルアミン−
スチレンスルフォン酸共重合体、4−ビニルピリジン−
マイレン酸共重合体、2−ビニルピリジン−イタコン酸
共重合体、n−メチルアミノエチルメタクリレート−ア
クリル酸共重合体、4−ビニルピリジン−イタコン酸共
重合体、n−メチルアリルアミン−イタコン酸共重合
体、4−ビニルピリジン−フマール酸共重合体等が用い
られる。この他、蛋白質で両性物質も用いることもでき
る。
【0028】前記両性高分子のその他の物性には特に制
限はないが、好ましくは、重量平均分子量が1,000
〜1,000,000の範囲が望ましい。1,000未
満ではpH変化による増粘、ゲル化効果が少なく、1,
000,000を越える場合には、インクの初期の粘度
が増大して、吐出特性が低下するのでやや好ましくな
い。
【0029】また、両性高分子の等電点はアニオン性基
を有するモノマーとカチオン性基を有するモノマーの共
重合比を変えることにより適宜調整することが可能であ
る。両性高分子の等電点はpHが3〜10、好ましくは
5〜10の範囲が望ましい。
【0030】次に、両性高分子の等電点の測定方法の一
例を説明する。両性高分子の溶解度は、等電点で極小に
なる。従って、あらかじめ、両性高分子1〜20wt%
程度を水に溶解し、アンモニア等でpH>10に調整し
ておく。ついで、酢酸等を徐々に添加し、pHをさげて
いく。このとき、白濁または沈殿が最大に発生したpH
を等電点とする。前記例は、pHをさげていく場合の方
法であるが、逆にあげていく方法もある。どちらの場合
も等電点の値としてはそれほど違わない。万一差異があ
る場合には、両者の平均値を等電点とする。
【0031】前記両性高分子のインク中への添加量とし
ては、0.1〜30重量%が望ましい。0.1重量%未
満の場合にはpH変化による増粘、ゲル化の所望の効果
が少なく、30重量%を越える場合には、記録インクの
初期の粘度が増大するので好ましくない。また、好まし
くは添加量が0.2〜10重量%である。より好ましく
は0.3〜8重量%である。
【0032】また、インクに用いられる色材としては、
通常の染料、顔料が用いられる。染料としては、酸性染
料、塩基性染料、直接染料等、そのほとんど全てが使用
できる。該色材の含有量につき特に制限はないが、イン
ク全重量に対して0.1〜20重量%の範囲が好まし
い。
【0033】本発明のインクには、上記の色材、両性高
分子を溶解または分散する液媒体は、通常、水、及び必
要に応じて水溶性有機溶剤を配合してなる。具体的な水
溶性有機溶剤の例としては、例えば、ジメチルホルムア
ミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類;アセトン
などのケトン類;テトラヒドラフラン、ジオキサン等の
エーテル類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレン
グリコール等のポリアルキレングリコール類;エチレン
グリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、1,2,6−ヘキサント
リオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、
ジエチレングリコール等のアルキレン基アルキレングリ
コール類;グリセリン、エチレングリコールモノメチル
(又はエチル)エーテル、ジエチレングリコールモノメ
チル(又はエチル)エーテル、トリエチレングリコール
モノメチル(又はエチル)エーテル等の多価アルコール
の低級アルキルエーテル類;エタノール、イソプロピル
アルコール等の1価アルコール類;そのほか、N−メチ
ル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾ
リジノン、トリエタノールアミン、スルホラン、ジメチ
ルサルフォオキサイド、2−ピロリドン、ε−カプロラ
クタム等の環状アミド化合物及びスクシンイミド等のイ
ミド化合物等が挙げられる。
【0034】上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般には
インクの全重量に対して、1〜80重量%が好ましく、
より好ましくは3〜50重量%の範囲である。
【0035】インクのpHを所定の値に調整すべくアン
モニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアル
カリ、あるいは酢酸、炭酸、塩酸等の酸をpH調整剤と
して適宜用いる。
【0036】尚、本発明のインクは上記成分の他に必要
に応じて界面活性剤、防腐剤、防錆剤、酸化防止剤、蒸
発促進剤、キレート化剤及び水溶性ポリマー等の添加剤
を適宜配合してもよい。
【0037】次いで、本発明のインクの作成方法につい
て説明する。両性ポリマーは、等電点、すなわち、pH
値によってイオン性が変化するので、使用する染料のイ
オン性によって、染料を添加する以前にあらかじめ両性
ポリマー溶液のイオン性をpH値によって適宜調整する
必要がある。たとえば、アニオン染料を使用する場合に
は、使用する両性ポリマーをあらかじめ使用する溶剤、
水等に等電点以上のpH値に調整し、溶解することによ
り、アニオン性を有する高分子電解質として調整してお
く。次いで、染料を添加して溶解混合することによりイ
ンクを作成する。カチオン染料を使用する場合には、使
用する両性ポリマーをあらかじめ使用する溶剤、水等に
等電点以下のpH値に調整、溶解し、カチオン性を有す
る高分子電解質として調整しておく必要がある。
【0038】着色剤として顔料を用いる場合には、あら
かじめ顔料分散体を調整しておく。分散剤としてはアニ
オン性ポリマー、カチオン性ポリマー、アニオン界面活
性剤、カチオン界面活性剤等を使用する。また、分散処
理は、サンドグラインダー等の分散機等を利用しておこ
なう。この場合にも使用する分散樹脂のイオン性に併せ
て、あらかじめ両性ポリマーのイオン性をpH値で調整
して溶解しておく必要がある。たとえば、スチレンアク
リル酸共重合体等のアニオンポリマーを分散剤として使
用して顔料分散体を調整した場合には、顔料分散体を添
加する以前に、両性ポリマーをあらかじめ溶剤、水等に
等電点以上のpH値に調整してアニオン性の高分子電解
質としておく必要がある。前記調整した高分子電解質に
顔料分散体を混合して本発明のインクを調整する。
【0039】本発明に使用する記録紙については特に限
定されるものではなく、従来から使用されている普通紙
が好適に使用される。
【0040】また、本発明は異色の境界の部分のブリー
ディングを防止するだけでなく、背景部等に黒ドットを
付加する(スミ入れ)等でも十分な効果を示し好適な画
像が形成できる。
【0041】次に、本発明で用いられる記録装置につい
て説明する。本発明のインクを用いて記録を行なうのに
好適な方法及び装置としては、記録ヘッドの室内のイン
クに記録信号に対応した熱エネルギーを与え、該熱エネ
ルギーにより液滴を発生させ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が挙げられる。
【0042】その装置の主要部である記録ヘッドの構成
例を図1、図2及び図3に示す。ヘッド13はインクを
通す溝14を有するガラス、セラミック又はプラスチッ
ク板等と、感熱記録に用いられる発熱抵抗体を有する発
熱ヘッド15(図ではヘッドが示されているが、これに
限定されるものではない)とを接着して得られる。発熱
ヘッド15は酸化シリコン等で形成される保護膜16、
アルミニウム電極17−1及び17−2、ニクロム等で
形成される発熱抵抗体層18、蓄熱層19、アルミナ等
の放熱性の良い基板20より成っている。
【0043】記録インク21は吐出オリフィス(微細
孔)22迄来ており、不図示の圧力によりメニスカス2
3を形成している。
【0044】今、電極17−1、17−2に電気信号が
加わると、発熱ヘッド15のnで示される領域が急激に
発熱し、ここに接しているインク21に気泡が発生し、
その圧力でメニスカス23が突出し、インク21が吐出
し、オリフィス22より記録液滴24となり、被記録材
25に向かって飛翔する。
【0045】図3には図1に示したノズルを多数並べた
マルチヘッドの外観図を示す。該マルチヘッドはマルチ
溝26を有するガラス板27と、図1に説明したものと
同様な発熱ヘッド28を密着して製作される。
【0046】尚、図1は、インク流路に沿ったヘッド1
3の断面図であり、図2は図1のA−B線での切断面で
ある。図4に、かかるヘッドを組み込んだインクジェッ
ト記録装置の1例を示す。図4において、61はワイピ
ング部材としてのブレードであり、その一端はブレード
保持部材によって保持されて固定端となり、カンチレバ
ーの形態をなす。ブレード61は記録ヘッドによる記録
領域に隣接した位置に配設される。
【0047】又、本例の場合、記録ヘッドの移動経路中
に突出した形態で保持される。62はキャップであり、
ブレード61に隣接するホームポジションに配設され、
記録ヘッドの移動方向と垂直な方向に移動して吐出口面
と当接し、キャッピングを行う構成を具備する。更に6
3はブレード61に隣接して配設されるインク吸収体で
あり、ブレード61と同様、記録ヘッドの移動経路中に
突出した形態で保持される。上記ブレード61、キャッ
プ62、インク吸収体63によって吐出回復部64が構
成され、ブレード61及びインク吸収体63によってイ
ンク吐出口面の水分、塵埃等の除去が行われる。
【0048】65は吐出エネルギー発生手段を有し、吐
出口を配した吐出口面に対向する被記録材にインクを吐
出して記録を行う記録ヘッドであり、66はこの記録ヘ
ッド65を搭載して記録ヘッド65の移動を行う為のキ
ャリッジである。キャリッジ66はガイド軸67と摺動
可能に係合し、キャリッジ66の一部はモータ68によ
って駆動されるベルト69と接続(不図示)している。
これによりキャリッジ66はガイド軸67に沿って移動
が可能となり、記録ヘッド65による記録領域及びその
隣接した領域の移動が可能となる。
【0049】51は被記録材を挿入する為の給紙部であ
り、52は不図示のモータにより駆動される紙送りロー
ラである。これらの構成によって記録ヘッドの吐出口面
と対向する位置へ被記録材が給紙され、記録が進行する
につれて排紙ローラ53を配した排紙部へ排紙される。
【0050】上記の構成において、記録ヘッド65が記
録終了等でホームポジションに戻る際、ヘッド回復部6
4のキャップ62は記録ヘッド65の移動経路から退避
しているが、ブレード61は移動経路中に突出してい
る。この結果、記録ヘッド65の吐出口面がワイピング
される。尚、キャップ62が記録ヘッド65の吐出面に
当接してキャッピングを行う場合、キャップ62は記録
ヘッドの移動経路中に突出する様に移動する。
【0051】記録ヘッド65がホームポジションから記
録開始位置へ移動する場合、キャップ62及びブレード
61は、上記したワイピング時の位置と同一の位置にあ
る。この結果、この移動においても、記録ヘッド65の
吐出口面はワイピングされる。
【0052】上記の記録ヘッドのホームポジションへの
移動は、記録終了時や吐出回復時ばかりでなく、記録ヘ
ッドが記録の為に記録領域を移動する間に所定の間隔で
記録領域に隣接したホームポジションへ移動し、この移
動に伴って上記ワイピングが行われる。
【0053】図5は、ヘッドにインク供給部材、例え
ば、チューブを介して供給されるインクを収容したイン
クカートリッジの一例を示す図である。ここで40は供
給用インクを収容したインク収容部、例えば、インク袋
であり、その先端にはゴム製の栓42が設けられてい
る。この栓42に針(不図示)を挿入することにより、
インク袋40中のインクをヘッドに供給可能ならしめ
る。44は廃インクを受容するインク吸収体である。イ
ンク収容部としては、インクとの接液面がポリオレフフ
ィン、特にポリエチレンで形成されているのが本発明に
とって好ましい。
【0054】本発明で使用されるインクジェット記録装
置としては、上記の如きヘッドとインクカートリッジと
が別体となったものに限らず、図6に示す如きそれらが
一体となったものにも好適に用いられる。
【0055】図6において、70は記録ユニットであっ
て、この中にはインクを収容したインク収容部、例え
ば、インク吸収体が収納されており、かかるインク吸収
体中のインクが複数のオリフィスを有するヘッド部71
からインク滴として吐出される構成になっている。イン
ク吸収体の材料としては、ポリウレタン、セルロース又
はポリビニルアセテートを用いることが本発明にとって
好ましい。
【0056】72は、記録ユニット内部を大気に連通さ
せる為の大気連通口である。この記録ユニット70は、
図4で示す記録ヘッドに代えて用いられるものであっ
て、キャリッジ66に対し着脱自在になっている。
【0057】尚、本発明に使用する記録装置において、
上記ではインクに熱エネルギーを作用させてインク液滴
を吐出するインクジェット記録装置を例に挙げたが、本
発明は、そのほかに圧電素子を使用するピエゾ方式など
その他のインクジェット記録装置でも同様に利用でき
る。
【0058】また、本発明の記録方法を実施する場合に
は、例えば、前記図3に示した記録ヘッドを4つキャリ
ッジ66上に並べた記録装置を使用する。図7はその一
例である。81、82、83、84はそれぞれイエロ
ー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の記録インクを
吐出するための記録ヘッドである。該記録ヘッドは前記
した記録装置に配置され、記録信号に応じて、各色の記
録インクを吐出する。また、図7では記録ヘッドを4つ
使用した例を示したが、これに限定されるものではな
く、図8に示したように1つの記録ヘッドでイエローイ
ンク、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインク
を液流路を分けて記録を行なう場合も好ましい例として
挙げられる。
【0059】
【実施例】次に実施例および比較例を挙げて本発明をさ
らに具体的に説明する。尚、以下の記載で、部、%とあ
るものは特に断らない限り重量基準である。
【0060】まず、実施例1のインクの作成について説
明する。下記実施例1の各成分の内、染料(実施例1の
場合にはC.I.ダイレクトイエロー86、C.I.フ
ードブラック2)を除いた組成、すなわち両性ポリマー
と溶剤、水等を混合溶解する。このとき、実施例1では
さらに、アンモニア水を用いてpH=9.5に調整して
溶解する。完全にポリマー等が溶解した後に、染料を少
しずつ前記溶解液に添加し、染料が完全に溶解するまで
混合溶解する。その後、ポアサイズが0.22μmのメ
ンブレンフィルター(商品名:フロロポアーフィルタ
ー、住友電工社製)を使用して加圧濾過し、記録インク
を得た。
【0061】実施例2の場合には上記実施例1と同様の
方法にて、インクを調整するのであるが、pH=9.5
に調整する場合に水酸化ナトリウムを使用したことを除
いて同様に調整した。
【0062】実施例3の場合には上記実施例1と同様の
方法にて、インクを調整するのであるが、pH=9.5
に調整する場合に水酸化リチウムを使用したことを除い
て同様に調整した。
【0063】実施例4の場合には上記実施例1と同様の
方法にて、インクを調整するのであるが、pH=5.5
に調整して、両性ポリマーを溶解するので、塩酸を使用
したことを除いて同様に調整した。
【0064】実施例1 イエローインク 4−ビニルピリジン−アクリル酸共重合体 5部 (Mw=8000) ジエチレングリコール 20部 C.I.ダイレクトイエロー86 3部 水 72部
【0065】 ブラックインク 4−ビニルピリジン−アクリル酸共重合体 5部 (Mw=8000) ジエチレングリコール 20部 C.I.フードブラック2 3部 水 72部
【0066】実施例2 イエローインク アリルアミン−スチレンスルフォン酸共重合体 2部 (Mw=80000) ジエチレングリコール 10部 グリセリン 5部 C.I.ダイレクトイエロー86 3部 水 80部
【0067】 マゼンタインク 4−ビニルピリジン−アクリル酸共重合体 5部 (Mw=8000) チオジグリコール 20部 C.I.アッシドレッド35 3部 水 72部
【0068】 シアンインク 2−ビニルピリジン−マイレン酸共重合体 5部 (Mw=20000) ジエチレングリコール 20部 C.I.ダイレクトブルー199 3部 水 72部
【0069】 ブラックインク 4−ビニルピリジン−アクリル酸共重合体 5部 (Mw=8000) ジエチレングリコール 20部 C.I.フードブラック2 3部 水 72部
【0070】実施例3 イエローインク ジアリルアミン−スチレンスルフォン酸共重合体 10部 (Mw=2000) ジエチレングリコール 30部 グリセリン 5部 尿素 5部 C.I.ダイレクトイエロー142 3部 水 47部
【0071】 マゼンタインク 4−ビニルピリジン−マレイン酸共重合体 0.5部 (Mw=800000) チオジグリコール 30部 C.I.ダイレクトレッド227 4部 水 65.5部
【0072】 シアンインク 2−ビニルピリジン−イタコン酸共重合体 1部 (Mw=5000) ジエチレングリコール 35部 C.I.アッシドブルー9 3部 水 61部
【0073】 ブラックインク n−メチルアミノエチルメタクリレート−アクリル酸共重合体 (Mw=8000) 5部 ジエチレングリコール 30部 C.I.フードブラック2 3部 水 62部
【0074】実施例4 イエローインク アリルアミン−スチレンスルフォン酸共重合体 2部 (Mw=80000) ジエチレングリコール 10部 グリセリン 5部 C.I.ベイシックイエロー11 3部 水 80部
【0075】 マゼンタインク 4−ビニルピリジン−アクリル酸共重合体 5部 (Mw=8000) チオジグリコール 20部 C.I.ベイシックレッド27 3部 水 72部
【0076】 シアンインク 2−ビニルピリジン−マレイン酸共重合体 5部 (Mw=20000) ジエチレングリコール 20部 C.I.ベイシックブルー41 3部 水 72部
【0077】次に、実施例5,6のインクの作製につい
て説明する。 実施例5 (イエロー顔料分散液の作成) スチレンアクリル酸−アクリル酸ブチル共重合体 2部 (酸価116,Mw=3700) モノエタノールアミン 2部 水 76部 ジエチレングリコール 5部
【0078】上記成分を混合し、ウォーターバスで70
℃に加温し、樹脂分を完全に溶解させる。この溶液に
C.I.ピグメントイエロー12を15部を加え、30
分プレミキシングを行なった後、下記の条件で分散処理
を行なった。
【0079】 分散機 サンドグラインダー(五十嵐機械製) 粉砕メディア ジルコニアビーズ 1mm径 粉砕メディアの充填率 50%(体積) 粉砕時間 3時間 さらに、遠心分離処理(12000rpm、20分間)
を行ない、粗大粒子を除去して分散液とした。
【0080】次いで、前記調整した顔料分散液を用いて
記録用インクを作成するのであるが、まず、下記の組成
のうち分散液を除いた成分を混合溶解する。このとき、
実施例5ではアンモニア水を用いてpH=9.5に調整
して溶解する。完全に両性ポリマーが溶解した後に、前
記顔料分散液を少しずつ加え、よく混合することにより
記録インクを調整した。
【0081】 (インクの作成) 上記分散液 30部 4−ビニルピリジン−イタコン酸共重合体 2部 (Mw=10000) グリセリン 5部 ジエチレングリコール 12部 イソプロピルアルコール 3部 水 48部
【0082】また、前記顔料分散用溶液にC.I.ピグ
メントイエロー12を加える代わりにそれぞれ、C.
I.ピグメントレッド5を15部、C.I.ピグメント
ブルー15を15部、カーボンブラック15部を加え、
前記同様の操作を行なうことで、マゼンタ、シアン、ブ
ラックの分散液を得た。次いで、下記成分のうち、各分
散液を除いた成分をアンモニア水でpH=9.5に調整
し混合溶解する。この後、それぞれの顔料分散液を加え
よく混合し、記録用インクを得た。
【0083】 (マゼンタインク) 上記分散液(C.I.ピグメントレッド5分散液) 30部 n−メチルアリルアミン−イタコン酸共重合体 5部 (Mw=7000) グリセリン 5部 ジエチレングリコール 12部 イソプロピルアルコール 3部 水 45部
【0084】 (シアンインク) 上記分散液(C.I.ピグメントブルー15分散液) 30部 4−ビニルピリジン−フマール酸共重合体 1部 (Mw=30000) グリセリン 5部 ジエチレングリコール 12部 イソプロピルアルコール 3部 水 49部
【0085】 (ブラックインク) 上記分散液(C.I.カーボンブラック分散液) 30部 2−ビニルピリジン−イタコン酸共重合体 2部 (Mw=10000) グリセリン 5部 ジエチレングリコール 12部 イソプロピルアルコール 3部 水 48部
【0086】実施例6 (イエロー顔料分散液の作成) ポリN,N′−ジメチル−3,5−メチレンピペリジニウム塩 (Mw=3700) 2部 水 78部 ジエチレングリコール 5部
【0087】上記成分を混合し、ウォーターバスで70
℃に加温し、樹脂分を完全に溶解させる。この溶液に
C.I.ピグメントイエロー12を15部を加え、30
分プレミキシングを行なった後、下記の条件で分散処理
を行なった。
【0088】 分散機 サンドグラインダー(五十嵐機械製) 粉砕メディア ジルコニアビーズ 1mm径 粉砕メディアの充填率 50%(体積) 粉砕時間 3時間 さらに、遠心分離処理(12000rpm、20分間)
を行ない、粗大粒子を除去して分散液とした。
【0089】次いで、前記調整した顔料分散液を用いて
記録用インクを作成するのであるが、まず、下記の組成
のうち分散液を除いた成分を混合溶解する。このとき、
実施例6では塩酸を用いてpH=5.0に調整して溶解
する。完全に両性ポリマーが溶解した後に、前記顔料分
散液を少しずつ加え、よく混合することにより記録イン
クを調整した。
【0090】 (インクの作成) 上記分散液 30部 4−ビニルピリジン−イタコン酸共重合体 2部 (Mw=10000) グリセリン 5部 ジエチレングリコール 12部 イソプロピルアルコール 3部 水 48部
【0091】また、前記顔料分散用溶液にC.I.ピグ
メントイエロー12を加える代わりにそれぞれ、C.
I.ピグメントレッド5を15部、C.I.ピグメント
ブルー15を15部、カーボンブラック15部を加え、
前記同様の操作を行なうことで、マゼンタ、シアン、ブ
ラックの分散液を得た。次いで、下記の成分のうち、各
分散液を除いた成分を塩酸を用いてpH=5.0に調整
し、混合溶解する。この後、それぞれの顔料分散液を加
え、よく混合し記録用インクを得た。
【0092】 (マゼンタインク) 上記分散液 30部 n−メチルアリルアミン−イタコン酸共重合体 5部 (Mw=7000) グリセリン 5部 ジエチレングリコール 12部 イソプロピルアルコール 3部 水 45部
【0093】 (シアンインク) 上記分散液 30部 4−ビニルピリジン−フマール酸共重合体 1部 (Mw=30000) グリセリン 5部 ジエチレングリコール 12部 イソプロピルアルコール 3部 水 49部
【0094】 (ブラックインク) 上記分散液 30部 2−ビニルピリジン−イタコン酸共重合体 2部 (Mw=10000) グリセリン 5部 ジエチレングリコール 12部 イソプロピルアルコール 3部 水 48部
【0095】次に、得られたインクを用いて市販コピー
用紙、ボンド紙に記録を行なった。実施例1のインクの
場合には、イエロー、ブラックのインクを同時に記録し
た。実施例2、3、5、6の場合には、イエロー、マゼ
ンタ、シアン、ブラックの各インクを4色同時に記録し
た。実施例4の場合には、イエロー、マゼンタ、シアン
の各インクを3色同時に記録した。また、このときブラ
ック色は前記3色を組み合わせて形成した。
【0096】使用したインクジェット記録装置として
は、図4に示したと同様の記録装置を用い、図7に示し
た4つのヘッドを用いてカラー画像を形成した。尚、こ
こで用いた記録ヘッドとしてはBJC820(商品名:
キャノン社製 インクジェットプリンター)に使用され
ているものと同一の記録ヘッドを用いた。記録ヘッドの
駆動条件、すなわち、ヒータへの通電条件は各ヘッドと
も印加電圧28V、パルス幅3.2μsec、駆動周波
数5kHzとした。
【0097】比較例1 実施例1の各インクの4−ビニルピリジン−アクリル酸
共重合体を除いた液体を使用して実施例1と同様にして
記録を実施した。
【0098】比較例2 実施例2の各インクのアリルアミン−スチレンスルフォ
ン酸共重合体、4−ビニルピリジン−アクリル酸共重合
体、2−ビニルピリジン−マレイン酸共重合体を除いた
液体を使用して実施例2と同様にして記録を実施した。
【0099】比較例3 実施例3の各インクのジアリルアミン−スチレンスルフ
ォン酸共重合体、4−ビニルピリジン−マイレン酸共重
合体、2−ビニルピリジン−イタコン酸共重合体、n−
メチルアミノエチルメタクリーレト−アクリル酸共重合
体を除いた液体を使用して実施例3と同様にして記録を
実施した。
【0100】比較例4 実施例4の各インクのアリルアミン−スチレンスルフォ
ン酸共重合体、4−ビニルピリジン−アクリル酸共重合
体、2−ビニルピリジン−マイレン酸共重合体を除いた
液体を使用して実施例4と同様にして記録を実施した。
【0101】比較例5 実施例5の4−ビニルピリジン−イタコン酸共重合体、
n−メチルアリルアミン−イタコン酸共重合体、4−ビ
ニルピリジン−フマール酸共重合体、2−ビニルピリジ
ン−イタコン酸共重合体を除いた液体を使用して実施例
5と同様にして記録を実施した。
【0102】比較例6 実施例6の4−ビニルピリジン−イタコン酸共重合体、
n−メチルアリルアミン−イタコン酸共重合体、4−ビ
ニルピリジン−フマール酸共重合体、2−ビニルピリジ
ン−イタコン酸共重合体を除いた液体を使用して実施例
6と同様にして記録を実施した。
【0103】実施例1〜6、比較例1〜6の記録物の印
字濃度、ブリーディング、耐水性の評価を行い、結果を
表1に示した。尚、記録の評価方法は、次の方法で行な
った。
【0104】(記録濃度)市販のコピー用紙、ボンド紙
に英数文字およびベタ部を記録した。1時間放置後、記
録濃度をマクベスRD915(商品名、マクベス社製)
にて測定し、以下の評価基準とした。 ○:各色の濃度が1.1以上あった △:各色の濃度が1.1〜1.0であった ×:各色の濃度が1.0未満であった
【0105】(ブリーディング)市販のコピー用紙、ボ
ンド紙にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色
ベタ部を隣接して記録し、各色の境界部で色がにじんだ
り、不均一に混じりあっ ていないか、観察した。評価は以下の基準とした。 ○:色がにじんだり、不均一に混じりあった部分がなか
った △:色がにじんだり、不均一に混じりあった部分が多少
あったが、事実上問題ない ×:色がにじんだり、不均一に混じりあっており、実用
上問題がある
【0106】(耐水性)市販のコピー用紙、ボンド紙に
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色ベタ部を
記録した後、1時間放置後、印字濃度をマクベスRD9
15にて測定する。その後、印字物を水を満たした容器
に5分間浸漬した後、放置乾燥後、再度印字濃度を測定
し、印字濃度の残存率を求め、耐水性の評価とした。評
価は以下の基準とした。
【0107】
【数1】
【0108】○:各色の印字濃度の残存率が75%以上 △:各色の印字濃度の残存率が60〜75% ×:各色の印字濃度の残存率が60%未満
【0109】
【表1】
【0110】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明のインクによ
れば、普通紙に対して高い画像濃度で、ブリーディング
もなく、耐水性のある高画質な画像が得られる。また、
本発明のインクジェット記録方法及び記録装置によれ
ば、上記のインクを用いることにより、普通紙に対して
高い画像濃度で、ブリーディングもなく、耐水性のある
高画質な画像を記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】インクジェット記録装置のヘッド部の縦断面図
である。
【図2】インクジェット記録装置のヘッド部の横断面図
である。
【図3】図1に示したヘッドをマルチ化したヘッドの外
観斜視図である。
【図4】インクジェット記録装置の一例を示す斜視図で
ある。
【図5】インクカートリッジの縦断面図である。
【図6】記録ユニットの斜視図である。
【図7】本発明に使用する複数の記録ヘッドが配列した
記録部を示す斜視図である。
【図8】本発明に使用する別の記録ヘッドを示す斜視図
である。
【符号の説明】
13 ヘッド 14 溝 15 発熱ヘッド 16 保護膜 17−1,17−2 アルミニウム電極 18 発熱抵抗体層 19 蓄熱層 20 基板 21 インク 22 吐出オリフィス 23 メニスカス 24 記録小滴 25 被記録材 26 マルチ溝 27 ガラス板 28 発熱ヘッド 40 インク収容部 42 栓 44 インク吸収体 45 インクカートリッジ 51 給紙部 52 紙送りローラ 53 排紙ローラ 61 ブレード 62 キャップ 63 インク吸収体 64 吐出回復部 65 記録ヘッド 66 キャリッジ 70 記録ユニット 71 ヘッド部 72 大気連通口 73 基板 81 イエロー 82 マゼンタ 83 シアン 84 ブラック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 真由美 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 色材と、これを溶解または分散する液媒
    体を含むインクにおいて、アニオン性基とカチオン性基
    とを共に有する両性高分子を含有することを特徴とする
    インク。
  2. 【請求項2】 前記両性高分子が、分子内にアニオン性
    基を有するモノマーと分子内にカチオン性基を有するモ
    ノマーとの共重合体である請求項1記載のインク。
  3. 【請求項3】 前記アニオン性基が、カルボキシル基ま
    たはスルフォン基である請求項1または2記載のイン
    ク。
  4. 【請求項4】 前記カチオン性基が、アミノ基、イミノ
    基、ピロリドン環、イミダゾール環のいずれかである請
    求項1または2記載のインク。
  5. 【請求項5】 前記両性高分子が等電点を有する高分子
    である請求項1乃至4のいずれかの項に記載のインク。
  6. 【請求項6】 前記両性高分子が、pH=3〜10の範
    囲にその等電点を有する高分子である請求項5記載のイ
    ンク。
  7. 【請求項7】 前記両性高分子が、アリルアミン−マイ
    レン酸共重合体、n−メチルアリルアミン−マイレン酸
    共重合体、4−ビニルピリジン−アクリル酸共重合体、
    n−メチルアミノエチルメタクリレート−メタクリル酸
    共重合体、アクリルアミド−スチレンスルフォン酸共重
    合体、アリルアミン−スチレンスルフォン酸共重合体、
    2−ビニルピリジン−マイレン酸共重合体、ジアリルア
    ミン−スチレンスルフォン酸共重合体、4−ビニルピリ
    ジン−マイレン酸共重合体、2−ビニルピリジン−イタ
    コン酸共重合体、n−メチルアミノエチルメタクリレー
    ト−アクリル酸共重合体、4−ビニルピリジン−イタコ
    ン酸共重合体、n−メチルアリルアミン−イタコン酸共
    重合体、4−ビニルピリジン−フマール酸共重合体の中
    から選ばれるいずれかである請求項1乃至6のいずれか
    の項に記載のインク。
  8. 【請求項8】 前記両性高分子が、その重量平均分子量
    が1,000〜1,000,000の範囲にある高分子
    である請求項1乃至7のいずれかの項に記載のインク。
  9. 【請求項9】 前記両性高分子を0.1〜30重量%の
    範囲で含有する請求項1乃至8のいずれかの項に記載の
    インク。
  10. 【請求項10】 前記色材がアニオン染料またはカチオ
    ン染料である請求項1記載のインク。
  11. 【請求項11】 前記色材が顔料である請求項1記載の
    インク。
  12. 【請求項12】 前記液媒体として水、水溶性有機溶剤
    を含む請求項1記載のインク。
  13. 【請求項13】 更にpH調整剤を含有する請求項1記
    載のインク。
  14. 【請求項14】 インクをインクジェット方法によって
    インク滴として被記録材に付与して記録を行なうインク
    ジェット記録方法において、前記インクが請求項1乃至
    13のいずれかの項に記載のインクであることを特徴と
    するインクジェット記録方法。
  15. 【請求項15】 前記インクジェット方法が、インクに
    熱エネルギーを作用させてインク滴を形成するものであ
    る請求項14記載のインクジェット記録方法。
  16. 【請求項16】 インクを収容したインク収容部と、前
    記インクの供給を受けてインク滴を形成するインクジェ
    ットヘッド部とを備えたインクジェット記録装置におい
    て、前記インクが請求項1乃至13のいずれかの項に記
    載のインクであることを特徴とするインクジェット記録
    装置。
  17. 【請求項17】 インクを収容したインク収容部と、前
    記インクをインク滴として吐出させるためのヘッド部を
    備えた記録ユニットにおいて、前記インクが請求項1乃
    至13のいずれかの項に記載のインクであることを特徴
    とする記録ユニット。
  18. 【請求項18】 ヘッド部がインクに熱エネルギーを作
    用させてインク滴を吐出させるヘッドである請求項17
    記載の記録ユニット。
  19. 【請求項19】 インク収容部がポリウレタン、セルロ
    ースまたはポリビニルアセテートで形成されている請求
    項17項の記録ユニット。
  20. 【請求項20】 インクを収容したインク収容部を備え
    たインクカートリッジにおいて、前記インクが請求項1
    乃至13のいずれかの項に記載のインクであることを特
    徴とするインクカートリッジ。
  21. 【請求項21】 インク収容部がポリオレフィンで形成
    された接液面を有する請求項20記載のインクカートリ
    ッジ。
  22. 【請求項22】 インクを収容したインク収容部と、前
    記インクをインク滴として吐出させるためのヘッド部を
    有する記録ユニットを備えたインクジェット記録装置に
    おいて、前記インクが請求項1乃至13のいずれかの項
    に記載のインクであることを特徴とするインクジェット
    記録装置。
  23. 【請求項23】 ヘッド部がインクに熱エネルギーを作
    用させてインク滴を吐出させるヘッドである請求項22
    記載のインクジェット記録装置。
  24. 【請求項24】 インク収容部がポリウレタン、セルロ
    ースまたはポリビニルアセテートで形成されている請求
    項22記載のインクジェット記録装置。
  25. 【請求項25】 インク滴を吐出するための記録ヘッ
    ド、インクを収容したインク収容部を備えたインクカー
    トリッジ及びインクカートリッジから記録ヘッドにイン
    クを供給するためのインク供給部を備えたインクジェッ
    ト記録装置において、前記インクが請求項1乃至13の
    いずれかの項に記載のインクであることを特徴とするイ
    ンクジェット記録装置。
  26. 【請求項26】 記録ヘッドが、インクに熱エネルギー
    を作用させてインク滴を吐出させるヘッドである請求項
    25項記載のインクジェット記録装置。
  27. 【請求項27】 インク収容部がポリオレフィンで形成
    された接液面を有する請求項25記載のインクジェット
    記録装置。
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