專利名稱：噴墨記錄裝置和噴墨記錄方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用油墨的噴墨記錄裝置和噴墨記錄方法，該油墨提供在普通紙上的優(yōu)良的圖像質(zhì)量和高速的打印能力，以及有利的存儲(chǔ)穩(wěn)定性和排放穩(wěn)定性。
背景技術(shù)：
近來(lái)，由于墨噴打印機(jī)具有如可在普通紙上打印的能力、容易著色、緊湊的尺寸、便宜的價(jià)格和低運(yùn)行成本等的特點(diǎn)，已經(jīng)迅速擴(kuò)展了其市場(chǎng)。
噴墨記錄油墨需要的一般性能如下色調(diào)、圖像密度和滲色，以實(shí)現(xiàn)高的圖像質(zhì)量；該油墨中著色劑的溶解或分散穩(wěn)定性、保存穩(wěn)定性和排放穩(wěn)定性，以實(shí)現(xiàn)可靠性；耐水性和耐光性，以保證記錄圖像的存儲(chǔ)壽命；油墨的快速干燥以實(shí)現(xiàn)高速打印。迄今為止，已經(jīng)提出各種改進(jìn)以滿足這些需求。
最初，由于染料鮮艷的著色和高可靠性，噴墨記錄墨的著色劑主要是基于染料的；近來(lái)，為了使記錄圖像耐光和防水，包含顏料如炭黑的油墨組分已引起注意。
而且，為了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的圖像和高速打印，最近的趨勢(shì)是使墨滴尺寸變得更小；因此，噴嘴直徑也趨于減小。
然而，當(dāng)使用顏料作為它們的著色劑并且打印機(jī)安裝具有較小直徑的噴嘴時(shí)，更加難以保證打印機(jī)的排放穩(wěn)定性。因此，還沒有開發(fā)出滿足這些要求和其它油墨性能的噴墨記錄油墨。
之前用于提高打印機(jī)可靠性的建議包括油墨的長(zhǎng)期保存穩(wěn)定性的改進(jìn)(以防止由于顏料聚集導(dǎo)致的粗顆粒組成)和當(dāng)油墨中的水分在噴嘴附近蒸發(fā)時(shí)盡可能抑制油墨粘度增加的組成。此外，提出在油墨供應(yīng)單元和油墨排放單元之間安裝過(guò)濾器，以防止灰塵混入油墨中。
對(duì)于上述油墨的組成，專利文獻(xiàn)1、2和3公開了當(dāng)油墨濃縮時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)粘度來(lái)確保排放穩(wěn)定性；然而，采用這些提出的油墨，發(fā)現(xiàn)難以在普通紙上確保高的圖像質(zhì)量。
此外，專利文獻(xiàn)4公開了需要具有高粘度(5mPa·s到15mPa·s)的油墨以確保高的圖像質(zhì)量。根據(jù)這種建議，推薦調(diào)節(jié)初始蒸發(fā)速度用于確保可靠性，并且添加特定的化合物作為粘度控制劑用于調(diào)節(jié)粘度。然而，沒有說(shuō)明有關(guān)顏料的顆粒尺寸穩(wěn)定性，并且認(rèn)為當(dāng)其長(zhǎng)時(shí)間放置時(shí)，在某些構(gòu)型的頭和噴嘴直徑中可靠性差。
而且，對(duì)于安裝在油墨供應(yīng)單元和油墨排放單元之間的過(guò)濾器，為了防止外部的灰塵、油墨內(nèi)部的灰塵、來(lái)自油墨的沉淀和氣泡堵塞噴嘴和油墨孔道，已提出了各種建議。
例如，專利文獻(xiàn)5公開了一種設(shè)備，該設(shè)備防止由作為除去灰塵的裝置而安裝的過(guò)濾器捕捉的氣泡抑制油墨的流動(dòng)。
專利文獻(xiàn)6提出一種同時(shí)實(shí)現(xiàn)高清晰度和高速的方案。根據(jù)這種方案，圖像質(zhì)量的更高清晰度必須要更小的噴嘴直徑，這因此需要更小孔徑尺寸的過(guò)濾器用于除塵。與由于加速而導(dǎo)致所供應(yīng)的油墨量的增加相結(jié)合，這增大了過(guò)濾器周圍的壓差，并且降低了最高油墨噴射頻率。該文獻(xiàn)指出該問(wèn)題可以通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)來(lái)避免。
此外，專利文獻(xiàn)7公開了使所要使用的過(guò)濾器的遲滯和流體阻力維持在某一范圍可除去由于污染物的流入而導(dǎo)致的堵塞，減輕并吸收排放墨滴時(shí)產(chǎn)生的壓力，因此保證穩(wěn)定的排放。然而，提出的過(guò)濾器由通過(guò)在各向異性晶體基底上的蝕刻形成的多個(gè)凹槽組成，這缺少通用性。同樣，該建議沒有提到過(guò)濾器與油墨中著色劑顆粒的尺寸和形狀之間的關(guān)系。
專利文獻(xiàn)8指出一種可能性，在頭的長(zhǎng)期使用以及反復(fù)的油墨吸收和排放中，被過(guò)濾器捕捉到的污染物會(huì)通過(guò)該過(guò)濾器。該方案公開了安裝兩種過(guò)濾器可以避免這些問(wèn)題，并且因此明顯地減少不良的排放；然而，從成本方面來(lái)看不建議這樣做。
專利文獻(xiàn)1 日本專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開JP2002-337449A專利文獻(xiàn)2 JP2000-95983A專利文獻(xiàn)3 JP9-111166A專利文獻(xiàn)4 JP2001-262025A專利文獻(xiàn)5 日本專利JP3168122B專利文獻(xiàn)6 JP3267457B專利文獻(xiàn)7 JP3389732B
專利文獻(xiàn)8 JP2002-273881A發(fā)明內(nèi)容在裝備有包括過(guò)濾器作為其組件的頭部的噴墨記錄裝置中，本發(fā)明能通過(guò)將所使用的油墨的粘度調(diào)節(jié)到在25℃下為6mPa·s和13mPa·s之間，并且通過(guò)將過(guò)濾器對(duì)油墨的流體阻力調(diào)節(jié)到4.4×109Pa·s/m3和2.2×1010Pa·s/m3之間，來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)高的圖像質(zhì)量和高的可靠性。由此，由于噴嘴不被外部的污染物或者來(lái)自油墨的沉淀物堵塞，并且由于在高速打印下可以穩(wěn)定供應(yīng)油墨，從而確保了排放穩(wěn)定性。
用于本發(fā)明的油墨基本上包括著色劑、濕潤(rùn)劑(humectant)、表面活性劑和浸透劑(wetting agent)，并且特征在于調(diào)節(jié)這些組分的組合和混合比例，使25℃下的粘度為6mPa·s到13mPa·s。此外，本發(fā)明通過(guò)將作為頭部的組件的過(guò)濾器對(duì)流體的阻力調(diào)節(jié)到4.4×109Pa·s/m3和2.2×1010Pa·s/m3的范圍內(nèi)，從而能同時(shí)確保高圖像質(zhì)量和高可靠性。
在本發(fā)明的噴墨記錄裝置中，包括著色劑、濕潤(rùn)劑、表面活性劑和浸透劑的油墨從包括過(guò)濾器的頭部排放。該油墨的粘度是6mPa·s到13mPa·s，并且過(guò)濾器對(duì)油墨的流體阻力是4.4×109Pa·s/m3到2.2×1010Pa·s/m3。
優(yōu)選地，本發(fā)明的噴墨記錄裝置使用的油墨具有以下方面該油墨包括3％質(zhì)量(下文稱為質(zhì)量％)到15質(zhì)量％的著色劑和10質(zhì)量％到40質(zhì)量％的濕潤(rùn)劑；著色劑是在沒有分散劑情況下可分散在水中的顏料，這歸因于至少一種親水基直接連接到或通過(guò)其它插入的原子團(tuán)連接到顏料表面；該油墨是通過(guò)將不溶于水的或幾乎不溶于水的著色材料混入聚合物微粒而形成的聚合物乳液；濕潤(rùn)劑包括一種或多種多元醇，該一種或多種多元醇分別具有在20℃和60％的相對(duì)濕度下的25質(zhì)量％或更高的當(dāng)量含濕量，所述多元醇中的一種是甘油，其占濕潤(rùn)劑的20質(zhì)量％到80質(zhì)量％；浸透劑包括至少一種在20℃下溶解度為0.2質(zhì)量％到5.0質(zhì)量％的多元醇；該多元醇是2-乙基-1，3-己二醇；該多元醇是2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇；該油墨包括2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇；頭部包括多個(gè)加壓液室、具有孔徑尺寸不大于35μm并且與該液室連通的噴嘴、油墨供應(yīng)通道、用于油墨排放的轉(zhuǎn)換單元、過(guò)濾器和產(chǎn)生負(fù)壓的油墨倉(cāng)。
本發(fā)明的噴墨記錄方法使用本發(fā)明的上述噴墨記錄裝置，其中從噴嘴排放的液滴的大小優(yōu)選為3pL到40pL，噴射液滴的速度優(yōu)選為5米/秒到20米/秒，驅(qū)動(dòng)頻率優(yōu)選為1kHz或更高，并且分辨率優(yōu)選為300dpi或更高。
優(yōu)選地，本發(fā)明的噴墨記錄方法提供以下特征將多個(gè)連續(xù)排放的墨滴在到達(dá)記錄介質(zhì)之前合并成較大的液滴。


圖1表示與本發(fā)明有關(guān)的示范性的噴墨頭的局部放大圖。
圖2是與本發(fā)明有關(guān)的示范性的噴墨頭沿著孔道方向局部放大的截面圖。
圖3是噴墨頭周圍的示范性結(jié)構(gòu)的剖析透視圖。
圖4是墨盒的示范性結(jié)構(gòu)的剖析透視圖。
圖5示意性表示本發(fā)明示范性的記錄裝置。
圖6示意性表示圖5的噴墨記錄裝置的示范性內(nèi)部構(gòu)成。
圖7是表示圖5的噴墨記錄裝置的示范性噴墨頭的平面視圖。
具體實(shí)施例方式
(噴墨記錄裝置和噴墨記錄方法)配置噴墨記錄裝置，使包括著色劑、濕潤(rùn)劑、表面活性劑和浸透劑的油墨從具有過(guò)濾器的頭部排放；如果需要，則使用任何額外的裝置。
本發(fā)明的噴墨記錄方法在本發(fā)明的噴墨記錄裝置上進(jìn)行，并且如果需要，則包括任何額外的過(guò)程。
在下文中，本發(fā)明的噴墨記錄方法將通過(guò)對(duì)本發(fā)明噴墨記錄裝置的說(shuō)明進(jìn)行詳述。
<油墨>
油墨包括著色劑、濕潤(rùn)劑、表面活性劑和浸透劑；如果需要，則添加任何額外的組分。
對(duì)于著色劑，從耐用性的方面看，主要使用顏料；然而，如果需要，可以結(jié)合染料和顏料以調(diào)節(jié)色調(diào)，只要維持耐用性。
顏料可以是無(wú)機(jī)的或有機(jī)的，并且這種顏料可以是自分散顏料，用表面活性劑和/或聚合物分散劑分散的分散體、乳液型顏料和涂有樹脂的自分散顏料。
顏料的平均粒徑?jīng)]有限制；然而，用平均粒徑的范圍優(yōu)選在5nm到200nm，更優(yōu)選在10nm到150nm，最優(yōu)選在10nm到100nm的顏料維持可靠性。平均粒徑大于200nm的顏料易堵塞過(guò)濾器，因此可能損害排放穩(wěn)定性。另一方面，當(dāng)顏料的平均粒徑小于5nm時(shí)，產(chǎn)率和性價(jià)比降低，并且更容易發(fā)生聚集，這可損害油墨的存儲(chǔ)穩(wěn)定性。
在本文中，術(shù)語(yǔ)“平均粒徑”是指體積平均粒徑，即以體積計(jì)累積百分比為50％的數(shù)值。確定體積平均粒徑的一種方法是動(dòng)態(tài)光散射法(或Doppler散射光分析法)，其中在布朗運(yùn)動(dòng)下對(duì)油墨中的顆粒施加激光束，并且通過(guò)從顆粒返回的光(反向散射)的頻率的數(shù)值確定粒度。
無(wú)機(jī)顏料的實(shí)例包括氧化鈦、氧化鐵、碳酸鈣、硫酸鋇、氫氧化鋁、鋇黃、鎘紅、鎘黃和鉻黃。而且，可以使用通過(guò)迄今為止已知的方法如接觸法、熔爐方法和熱法制造的炭黑。
有機(jī)顏料的實(shí)例如下偶氮顏料如偶氮色淀、不溶的偶氮顏料、濃縮的偶氮顏料和螯合偶氮顏料；多環(huán)顏料如酞菁顏料、苝顏料、二萘嵌苯酮(perynone)顏料、蒽醌顏料、喹吖啶酮顏料、二嗪(dixoadine)顏料、靛青顏料、硫靛藍(lán)顏料、異吲哚酮顏料和喹吖酮(quinophthalone)顏料；染料螯合物如堿性染料螯合物和酸性染料螯合物；硝基顏料、亞硝基顏料、苯胺黑等。在這些中，對(duì)水具有高親合力的顏料是尤其優(yōu)選的。
黑色顏料的具體實(shí)例包括炭黑(C.I顏料黑7)如爐黑、乙炔黑和槽黑；金屬和金屬化合物如銅、鐵(C.I.顏料黑11)和氧化鈦；和有機(jī)顏料如苯胺黑。
彩色顏料的具體實(shí)例包含C.I.顏料黃1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(即氧化鐵黃)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、128、138、150、151、153和183；C.I.顏料橙5、13、16、17、36、43和51；C.I.顏料紅1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:2(水固紅2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(亮胭脂紅6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(氧化鐵紅)、104、105、106、108(鎘紅)、112、114、122(喹吖啶酮品紅)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209和219；C.I.顏料紫1(若丹明色淀)、3、5:1、16、19、23和38；C.I.顏料藍(lán)1、2、15、15:1、15:2、15:3(酞菁藍(lán))、16、17:1、56、60和63；C.I.顏料綠1、4、7、8、10、17、18和36等。
優(yōu)選地，對(duì)顏料表面進(jìn)行改性，使至少一種親水基直接連接到或通過(guò)其它原子團(tuán)連接到顏料表面。具體地說(shuō)，這種顏料可以通過(guò)對(duì)該顏料的表面以化學(xué)方式結(jié)合某些官能團(tuán)如砜基或羧基，或通過(guò)在濕潤(rùn)條件下用次鹵酸和/或其鹽氧化該顏料來(lái)制備。尤其有利的結(jié)構(gòu)是將羧基連接到顏料的表面并且該顏料分散在水中。這種帶有羧基的表面改性顏料增強(qiáng)分散穩(wěn)定性和打印質(zhì)量，并且它們也改進(jìn)打印之后的記錄介質(zhì)的耐水性。
而且，這種配置的油墨提供干燥之后的再分散性。因此，即使當(dāng)在打印中長(zhǎng)時(shí)間暫停之后噴墨頭的噴嘴周圍的油墨水分已經(jīng)蒸發(fā)時(shí)，也可以在不堵塞油墨流動(dòng)的情況下通過(guò)簡(jiǎn)單的清潔操作方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇蛴　６?，尤其是?dāng)與下文中所述的表面活性劑和浸透劑結(jié)合時(shí)，這種可自分散顏料由于協(xié)同效應(yīng)而提供高的可靠性和高的圖像質(zhì)量。
除了上述顏料以外，可以以下配置使用聚合物乳液，使不溶于水或幾乎不溶于水的顏料包含于聚合物微粒中?？梢粤信e的包含顏料的聚合物乳液有包封顏料的聚合物微粒和/或在其表面吸附顏料的聚合物微粒。在這種配置中，沒有必要要求整個(gè)顏料被包封或被吸附，但一定量的顏料可分散在乳液中，只要不損害本發(fā)明的效果。
構(gòu)成聚合物乳液的聚合物的實(shí)例包括乙烯基聚合物、聚酯聚合物和聚氨酯聚合物；尤其是，優(yōu)選乙烯基聚合物和聚酯聚合物。
而且，在本發(fā)明中，這種在分散劑的幫助下分散在含水介質(zhì)中的顏料可以結(jié)合使用。優(yōu)選顏料是迄今為止已知用于制備已知顏料分散劑的那些顏料。
這種顏料的實(shí)例包含聚丙烯酸類、聚甲基丙烯酸類、丙烯酸-丙烯腈共聚物、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯類共聚物、丙烯酸-丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸-丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯-α-甲基苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-α-甲基苯乙烯-丙烯酸-丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯-馬來(lái)酸共聚物、乙烯基萘-馬來(lái)酸共聚物、乙酸乙烯酯-乙烯共聚物、乙酸乙烯酯-脂肪酸乙烯酯-乙烯共聚物、乙酸乙烯酯-馬來(lái)酸酯共聚物、乙酸乙烯酯-巴豆酸共聚物、乙酸乙烯酯-丙烯酸共聚物等。
這些共聚物的重均分子量?jī)?yōu)選為3000到50000，更優(yōu)選5000到30000，并且最優(yōu)選7000到15000。
可以適當(dāng)確定分散劑的量，使顏料穩(wěn)定分散，并且不降低本發(fā)明的效果。顏料對(duì)分散劑的比率優(yōu)選在1/0.06和1/3之間，更優(yōu)選在1/0.125和1/3之間。
如上所述，優(yōu)選將羧基連接到油墨的分散劑上，由此改進(jìn)分散穩(wěn)定性、打印質(zhì)量和打印之后的記錄介質(zhì)的耐水性。除了這些效果以外，羧基可以有效防止透印。尤其是，當(dāng)通過(guò)連接有羧基的分散劑的幫助進(jìn)行分散的顏料與浸透劑結(jié)合使用時(shí)，即使使用高上漿(sizing)的記錄介質(zhì)如普通紙也能實(shí)現(xiàn)足夠的干燥速率和較少透印。這可能是因?yàn)榕c其它酸性基團(tuán)相比，由于羧基相對(duì)低的離解常數(shù)，該油墨的pH降低和顏料與存在于記錄介質(zhì)表面附近的多價(jià)金屬離子如鈣離子的相互作用的協(xié)同效應(yīng)降低分散劑本身的溶解度，導(dǎo)致分散劑和顏料的聚集，接著，顏料粘附到記錄介質(zhì)上。
在本發(fā)明中，除了顏料以外，可以使用染料。
酸性染料和食用染料的具體實(shí)例包括C.I.酸性黃17、23、42、44、79和142；C.I.酸性紅1、8、13、14、18、26、27、35、37、42、52、82、87、89、92、97、106、111、114、115、134、186、249、254和289；C.I.酸性藍(lán)9、29、45、92和249；C.I.酸性黑1、2、7、24、26和94；C.I.食用黃2、3和4；C.I.食用紅7、9和14；和C.I.食用黑1和2。
直接染料的具體實(shí)例包括C.I.直接黃1、12、24、26、33、44、50、86、120、132、142和144；C.I.直接紅1、4、9、13、17、20、28、31、39、80、81、83、89、225和227；C.I.直接橙26、29、62和102；C.I.直接藍(lán)1、2、6、15、22、25、71、76、79、86、87、90、98、163、165、199和202；和C.I.直接黑19、22、32、38、51、56、71、74、75、77、154、168和171。
堿性染料的具體實(shí)例包括C.I.堿性黃1、2、11、13、14、15、19、21、23、24、25、28、29、32、36、40、41、45、49、51、53、63、65、67、70、73、77、87和91；C.I.堿性紅2、12、13、14、15、18、22、23、24、27、29、35、36、38、39、46、49、51、52、54、59、68、69、70、73、78、82、102、104、109和112；C.I.堿性藍(lán)1、3、5、7、9、21、22、26、35、41、45、47、54、62、65、66、67、69、75、77、78、89、92、93、105、117、120、122、124、129、137、141、147和155；和C.I.堿性黑2和8。
反應(yīng)性染料的具體實(shí)例包括C.I.反應(yīng)性黑3、4、7、11、12和17；C.I.反應(yīng)性黃1、5、11、13、14、20、21、22、25、40、47、51、55、65和67；C.I.反應(yīng)性紅1、14、17、25、26、32、37、44、46、55、60、66、74、79、96和97；和C.I.反應(yīng)性藍(lán)1、2、7、14、15、23、32、35、38、41、63、80和95。
在這些染料中，尤其優(yōu)選酸性染料和直接染料。
在該油墨中這些著色劑的含量?jī)?yōu)選為3質(zhì)量％到15質(zhì)量％，更優(yōu)選為5質(zhì)量％到12質(zhì)量％。當(dāng)著色劑在該油墨中的含量小于3質(zhì)量％時(shí)，油墨密度低，并且不能用少量的油墨粘附來(lái)確保打印圖像的清晰度。另一方面，當(dāng)著色劑的含量大于15質(zhì)量％，著色劑的密度太高，這導(dǎo)致著色劑的聚集，導(dǎo)致不良的排放。
對(duì)于濕潤(rùn)劑，本發(fā)明優(yōu)選使用容易形成氫鍵的、作為純物質(zhì)時(shí)具有高粘度、并且在存在水的情況下具有較高的平衡含水率和較低粘度的組分，以便獲得能形成高質(zhì)量圖像的油墨優(yōu)選的是濕潤(rùn)劑包括一種或多種多元醇，該一種或多種多元醇分別具有在20℃和60％的相對(duì)濕度下25質(zhì)量％或更高的當(dāng)量含濕量。
這種選自多元醇的濕潤(rùn)劑的實(shí)例包括甘油、乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、一縮二丙二醇、二縮三丙二醇、3-甲基-1，3-丁二醇、1，3-丁二醇、2，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、四甘醇、1，6-己二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、聚乙二醇、1，2，4-丁三醇、1，2，6-己三醇等。甘油提供隨著水分蒸發(fā)的粘度快速增加，但是抑制著色劑的聚集，并且因此對(duì)粒度的生長(zhǎng)提供優(yōu)異的抑制效果。因此，甘油含量?jī)?yōu)選為濕潤(rùn)劑的20質(zhì)量％或更高。而且，從其較高的當(dāng)量含濕量方面來(lái)看，優(yōu)選甘油。
對(duì)于與甘油結(jié)合的濕潤(rùn)劑，優(yōu)選1，3-丁二醇和3-甲基-1，3-丁二醇。1，3-丁二醇和3-甲基-1，3-丁二醇均具有與甘油相同的平衡含水率，均表現(xiàn)出高可靠性，并且均具有如下作用，將施加的像素(picture element)均勻地鋪展在紙上，并且將該油墨材料保持在紙的表面上。尤其是，3-甲基-1，3-丁二醇表現(xiàn)出將像素均勻鋪展的作用，并且因此可形成高質(zhì)量圖像。
雖然具有增強(qiáng)可靠性的優(yōu)異作用，但甘油在水分蒸發(fā)后導(dǎo)致粘度過(guò)度增加，當(dāng)添加過(guò)量時(shí)，降低圖像質(zhì)量并危害排放穩(wěn)定性。這些丁二醇對(duì)甘油的混合比例優(yōu)選在1/4和4/1之間，更優(yōu)選在1/3和3/1之間，最優(yōu)選在1/1和3/1之間。
當(dāng)濕潤(rùn)劑在總的油墨中的百分率在10質(zhì)量％到40質(zhì)量％的范圍內(nèi)，最優(yōu)選在25質(zhì)量％到35質(zhì)量％的范圍內(nèi)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果。濕潤(rùn)劑含量不足可損害存儲(chǔ)穩(wěn)定性和排放穩(wěn)定性，并且可能堵塞噴嘴。另一方面，過(guò)量的濕潤(rùn)劑含量會(huì)影響干燥性能，導(dǎo)致字符的滲色和顏色邊界的滲色，因此導(dǎo)致不良的圖像質(zhì)量。
將表面活性劑和浸透劑混入本發(fā)明的油墨中，以便分別提供后面描述的所需性能。在本發(fā)明中使用表面活性劑，尤其是為了將靜態(tài)表面張力降低到約1000msec(下文稱為毫秒)，并且由此便于油墨在對(duì)紙施加墨滴的瞬間滲入紙中。另一方面，使用于本發(fā)明中的浸透劑尤其將相對(duì)的動(dòng)態(tài)表面張力降低到約10毫秒到100毫秒，并且因此便于油墨在對(duì)紙施加墨滴的瞬間在紙的表面鋪展。
通過(guò)結(jié)合使用表面活性劑和浸透劑，可以獲得在紙上具有適當(dāng)像素鋪展并且具有高的進(jìn)入紙中的滲透度(因此快速干燥)的油墨。因此，可以以更高的生產(chǎn)率獲得更高質(zhì)量的圖像。
表面活性劑可選自兩性表面活性劑、非離子型表面活性劑和陰離子表面活性劑。考慮到著色材料的分散穩(wěn)定性和圖像質(zhì)量之間的關(guān)系，優(yōu)選使用非離子型表面活性劑如聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺、聚氧乙烯嵌段聚合物、山梨聚糖脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨聚糖脂肪酸酯、環(huán)氧乙烷添加劑的乙炔醇。
而且，含氟化合物表面活性劑或硅樹脂表面活性劑可以根據(jù)配方單獨(dú)使用或結(jié)合使用。
在這些中，尤其優(yōu)選由下式(1)表示的非離子型表面活性劑。
R-O-(C2H4O)m-H 式(1)其中“R”表示具有6到14個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基；“m”表示正整數(shù)。
在圖像質(zhì)量方面，“R”優(yōu)選為具有10個(gè)或更多的碳原子的烷基；“m”優(yōu)選為2到30，更優(yōu)選為7到9。
在該油墨中表面活性劑的含量?jī)?yōu)選為0.01質(zhì)量％到5.0質(zhì)量％，更優(yōu)選為0.5質(zhì)量％到3.0質(zhì)量％。當(dāng)該含量小于0.01質(zhì)量％時(shí)，效果不明顯。當(dāng)該含量大于5.0質(zhì)量％時(shí)，進(jìn)入記錄介質(zhì)的滲透度過(guò)高，并且這可引起問(wèn)題如降低圖像密度和發(fā)生透印。
由上述式(1)表示的化合物的具體實(shí)例包括但不局限于C8H17O(C2H4O)2H(1-1)
C10H21O(C2H4O)4H(1-2)C12H25O(C2H4O)3H(1-3)C12H25O(C2H4O)7H(1-4)C12H25O(C2H4O)12H (1-5)C13H27O(C2H4O)3H(1-6)C13H27O(C2H4O)5H(1-7)C13H27O(C2H4O)7H(1-8)C13H27O(C2H4O)9H(1-9)C13H27O(C2H4O)12H (1-10)C13H27O(C2H4O)20H (1-11)C13H27O(C2H4O)30H (1-12)C14H29O(C2H4O)30H (1-13)這些表面活性劑可以單獨(dú)使用或結(jié)合使用。即使當(dāng)表面活性劑不容易溶解在記錄液中時(shí)，表面活性劑可以與其它表面活性劑一起溶解并且穩(wěn)定共存。對(duì)于包含上述化合物作為主要組分的市售表面活性劑，可以列舉的是來(lái)自Nikko Chemicals Co.Ltd.的BT系列、來(lái)自Nippon Shokubai Co.Ltd.的SOFTANOL系列和來(lái)自Yushi Co.Ltd.的DISPANOL系列。
用于本發(fā)明的浸透劑優(yōu)選包括至少一種在20℃下在水中的溶解度至少為0.2質(zhì)量％但不超過(guò)5.0質(zhì)量％的多元醇。這種多元醇中脂肪二醇的實(shí)例包括2-乙基-2-甲基-1，3-丙二醇、3，3-二甲基-1，2-丁二醇、2，2-二乙基-1，3-丙二醇、2-甲基-2-丙基-1，3-丙二醇、2，4-二甲基-2，4-戊二醇、2，5-二甲基-2，5-己二醇、5-己烯-1，2-二醇、2-乙基-1，3-己二醇等。
在這些中，最優(yōu)選的是2-乙基-1，3-己二醇和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇。
可以結(jié)合使用的其它浸透劑的實(shí)例包括多元醇的烷基和芳基醚如二甘醇單苯基醚、乙二醇單苯基醚、乙二醇單烯丙基醚、二甘醇單丁基醚、丙二醇單丁基醚和四甘醇氯苯基醚；和低級(jí)醇如乙醇。浸透劑不局限于這些化合物，只要它們可溶于該油墨中，并且能調(diào)整所需的性能。
浸透劑的含量?jī)?yōu)選為0.1質(zhì)量％到4.0質(zhì)量％。當(dāng)該含量小于0.1質(zhì)量％時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)快速干燥，導(dǎo)致滲色圖像。另一方面，當(dāng)該含量大于4.0質(zhì)量％時(shí)，該著色劑的分散穩(wěn)定性降低，可導(dǎo)致堵塞噴嘴，并且進(jìn)入記錄介質(zhì)的滲透度超過(guò)所需水平，可減少圖像密度，并且導(dǎo)致透印。
除了主要組分以外的油墨組分的實(shí)例是pH控制劑、防腐-抗真菌劑、螯合劑和防銹劑。
pH控制劑可以是任何物質(zhì)，只要將記錄液的pH調(diào)節(jié)到所需范圍內(nèi)，而不對(duì)所制備的記錄液具有不利作用。
pH控制劑的實(shí)例包括胺如二乙醇胺、三乙醇胺等；堿金屬元素的氫氧化物如氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀等；氫氧化銨、季銨的氫氧化物、季磷的氫氧化物、碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀和其它堿金屬的碳酸鹽。適量的2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇更有效地增強(qiáng)顏料的分散穩(wěn)定性，因此確保可靠性如排放穩(wěn)定性。
其含量取決于配方和所需的pH值。通常，優(yōu)選0.01質(zhì)量％到2.0質(zhì)量％，并且更優(yōu)選0.1質(zhì)量％到1.0質(zhì)量％。同樣，已經(jīng)證實(shí)添加2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇會(huì)增強(qiáng)用于濕潤(rùn)油墨孔道材料的可靠性。
防腐-抗真菌劑的實(shí)例是脫氫乙酸鈉、山梨酸鈉、2-吡啶硫醇-1-氧化鈉、苯甲酸鈉和五氯酚鈉。
該螯合劑的實(shí)例是乙二胺四乙酸鈉、次氮基三乙酸鈉、羥乙基乙二胺三乙酸鈉和二乙三胺五乙酸鈉和2-氨基丙二酰脲二乙酸鈉。
防銹劑的實(shí)例是酸式亞硫酸鹽、硫代硫酸鈉、硫代二甘醇銨、二異丙基亞硝酸銨、季戊四醇四硝酸酯、雙環(huán)己基亞硝酸銨和苯并三唑。
本發(fā)明的油墨特征在于通過(guò)組分的選擇和化合比例將25℃下的粘度調(diào)節(jié)到6mPa·s到13mPa·s。由此，即使在普通紙上高速打印時(shí)，也確保了高的圖像質(zhì)量。
當(dāng)該油墨用于以下記錄方法時(shí)更有效，該記錄方法中排放的記錄油墨的液滴尺寸優(yōu)選為3pL到40pL，噴射液滴的速度優(yōu)選6米/秒到20米/秒，驅(qū)動(dòng)頻率優(yōu)選1kHz或更高，并且分辨率優(yōu)選為300dpi或更高，以及當(dāng)該油墨用于以下記錄方法也更有效，該記錄方法具有以下特征連續(xù)排放多個(gè)墨滴并且這些墨滴在到達(dá)記錄介質(zhì)之前合并成較大的液滴。
根據(jù)本發(fā)明，可以通過(guò)例如采用著色劑如顏料的額外分散過(guò)程、分散介質(zhì)的選擇、調(diào)整著色劑與所選擇的分散劑的混合比例、和/或調(diào)整攪拌時(shí)間和條件如攪拌的速度，接著，調(diào)整離心分離的條件，獲得具有著色劑如具有上述平均粒度的顏料的所需油墨。
關(guān)于將本發(fā)明的油墨的粘度調(diào)整到上述范圍內(nèi)，需要用微液滴生產(chǎn)高密度圖像，以便在高速下形成高分辨率圖像。因此，必須增加顏料濃度，這導(dǎo)致必須添加適量的適合顏料濃度的浸透劑，以便確保排放穩(wěn)定性。如上所述，可以通過(guò)調(diào)整浸透劑的種類和量的方式來(lái)調(diào)節(jié)粘度。改善的圖像質(zhì)量受益于高的粘度。另一方面，缺點(diǎn)是需要更高的排放壓力，并且難以確?？煽啃浴Ｊ聦?shí)上，使用如本發(fā)明中那樣的小直徑的著色劑并且是高粘度的油墨是前所未有的。
<噴墨記錄裝置和噴墨記錄方法>
本發(fā)明的記錄裝置至少包括用于排放墨滴的單元(頭部)，并且用壓電或熱電轉(zhuǎn)換方法作為排放方法。
該頭部的特征在于在墨滴排放單元和油墨供應(yīng)單元之間安裝過(guò)濾器，并且將該過(guò)濾器對(duì)所用油墨的流體阻力調(diào)節(jié)到在4.4×109Pa·s/m3到2.2×1010Pa·s/m3的范圍之間，以便確保排放穩(wěn)定性。
此外，頭部由安裝在墨滴排放單元和具有油墨倉(cāng)的油墨供應(yīng)單元之間的過(guò)濾器組成，該墨滴排放單元由多個(gè)加壓液室、具有孔徑為35μm或更小的噴嘴、用于油墨排放的油墨通道和壓電或熱電轉(zhuǎn)換器，以及具有在墨滴排放單元中產(chǎn)生負(fù)壓的油墨倉(cāng)的油墨供應(yīng)單元組成。
優(yōu)選地，噴墨噴嘴的進(jìn)口直徑為30μm或更小，更優(yōu)選為25μm或更小。
圖1和2表示使用壓電轉(zhuǎn)換器的墨滴排放單元的示范性的結(jié)構(gòu)。
圖1表示本發(fā)明的噴墨頭的局部放大示圖，而圖2是沿通道方向局部放大的噴墨頭的橫截面示圖。
該噴墨頭包括以下部分框架1，該框架被刻成油墨進(jìn)口(未顯示)和集流腔1-2；通道板2，該通道板被刻成流體阻力部分2-1、加壓液室2-2和與噴嘴3-1連通的連通槽2-3；形成噴嘴3-1的噴嘴板；包括突出部6-1、隔膜部分6-2和油墨進(jìn)口6-3的振動(dòng)板6；通過(guò)粘合層7粘合到振動(dòng)板上的層壓的壓電元件5；和固定層壓壓電元件5的基底?；?由鈦酸鋇陶瓷制成，其上排列并粘合了兩排層壓的壓電元件5。
壓電元件5通過(guò)用鋯酸鉛(PZT)制成的每層為10μm到50μm厚度的壓電層(未顯示)和用銀/鈀(AgPd)制成的每層具有若干μm厚的內(nèi)部電極層(未顯示)交替層壓形成。內(nèi)部電極(未顯示)在其兩端連接到外部電極(未顯示)。
通過(guò)半切割處理將壓電元件5分割成梳狀形狀，每一形狀交替用作驅(qū)動(dòng)部分5-6和負(fù)載部分5-7。
外部電極(未顯示)的外側(cè)通過(guò)例如在它們的長(zhǎng)度方向切口來(lái)限制其長(zhǎng)度，使它們通過(guò)半切割處理進(jìn)行分割，并且這些形成了多個(gè)獨(dú)立的電極。另一側(cè)沒有通過(guò)切割處理分開而維持電連續(xù)性(electric continuity)，并且形成公用電極5-5。
FPC 8焊接安裝到驅(qū)動(dòng)部分的獨(dú)立電極(未顯示)上。而且，公用電極5-5在設(shè)置在層壓壓電元件的末端的電極層周圍連接到FPC 8的接地(Gnd)電極。驅(qū)動(dòng)器IC(未顯示)安裝到FPC 8；由此控制施加到驅(qū)動(dòng)部分5-6上的驅(qū)動(dòng)電壓。
振動(dòng)板6通過(guò)電鑄過(guò)程對(duì)以下部分涂覆兩層Ni板而形成薄膜隔膜部分6-2，島狀突出部分6-1(島部分)，該島狀部分在隔膜部分6-2的中心部分被連結(jié)到用于驅(qū)動(dòng)部分5-6的層壓壓電元件5上；包括連接到負(fù)載部分(未顯示)的橫梁的厚膜部分；和用于油墨進(jìn)口6-3的連通槽。關(guān)于隔膜部分，厚度為3μm，并且寬度為35μm(一側(cè))。
在振動(dòng)板6的島狀突出部分6-1和壓電元件5的驅(qū)動(dòng)部分5-6之間的連結(jié)通過(guò)圖刻包括間隙材料的粘合層7而實(shí)現(xiàn)。
通道板2由硅單晶制成。在硅單晶上，流體阻力部分2-1、形成加壓液室2-2的印模和與噴嘴3-1一起形成的連通槽2-3的穿透槽通過(guò)蝕刻過(guò)程圖刻而成。
蝕刻之后剩余部分形成加壓液室2-2之間的間隔2-4。而且，在頭部中通過(guò)使蝕刻寬度局部變窄而設(shè)置流體阻力部分2-1。
由金屬材料如通過(guò)電鑄過(guò)程形成的鎳板膜制成的噴嘴板3具有許多噴嘴3-1，這些噴嘴作為排放墨滴的精細(xì)出口。這些噴嘴的內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)或內(nèi)部結(jié)構(gòu)是喇叭狀的，其中也允許柱狀或錐形形狀。噴嘴3-1的尺寸，是墨滴在出口處的直徑，為約20μm到35μm。每一行噴嘴間距是150dpi。
在噴嘴板3的油墨排放側(cè)的表面上，通過(guò)斥水表面處理(未顯示)設(shè)置斥水層(未顯示)。表面處理方法的實(shí)例是PTFE-Ni共析合金電鍍、氟樹脂的電沉積涂覆、蒸發(fā)氟樹脂如氟化瀝青的氣相沉積涂覆、和在烘焙溶劑如有機(jī)硅樹脂和氟樹脂之后接著進(jìn)行涂覆。這種表面處理方法根據(jù)油墨性能選擇，以便穩(wěn)定墨滴的形狀和排放性能，由此實(shí)現(xiàn)高的圖像質(zhì)量。
框架1是通過(guò)樹脂模制制得的，其中形成用于油墨進(jìn)口(未顯示)的凹槽和集流腔1-2。
在上述結(jié)構(gòu)的噴墨噴嘴中，根據(jù)記錄信號(hào)對(duì)驅(qū)動(dòng)部分5-6施加驅(qū)動(dòng)波形(10V到50V的脈沖電壓)，在層壓層的方向產(chǎn)生位移，通過(guò)振動(dòng)板3對(duì)液室2-2加壓。加壓液室2-2中的壓力增加，并且從噴嘴3-1排出墨滴。
當(dāng)墨滴排放完成時(shí)，加壓液室2-2中油墨的壓力下降，并且通過(guò)油墨流的慣性和驅(qū)動(dòng)脈沖的放電過(guò)程在加壓液室2-2中形成負(fù)壓力，轉(zhuǎn)入填充油墨的沖程。也就是，從油墨倉(cāng)供應(yīng)的油墨流入集流腔1-2，然后從集流腔1-2通過(guò)油墨流進(jìn)口6-3流向流體阻力部分2-1，并且充滿加壓液室2-2。
流體阻力部分2-1具有減少排放之后剩余壓力振動(dòng)的作用，然而它通過(guò)表面張力而妨礙了再填充。因此，可以通過(guò)適當(dāng)選擇流體阻力部分來(lái)平衡剩余壓力的減少和再填充的周期，并且來(lái)縮短油墨排放作用(驅(qū)動(dòng)周期)之間的時(shí)間循環(huán)。
在本發(fā)明中，包括噴墨頭的液體排放單元即液室的部分、流體阻力部分、振動(dòng)板和噴嘴中的至少一個(gè)優(yōu)選由包括硅或鎳的材料制成。
圖3和4表示油墨供應(yīng)單元的實(shí)例(下文稱為副倉(cāng))圖3是說(shuō)明噴墨頭周圍示范性結(jié)構(gòu)的剖析塊狀圖。圖3包括控制桿10；該控制桿10的驅(qū)動(dòng)單元13；攜帶噴墨頭的滑架20；閥栓21；負(fù)壓栓22；彈性部件23；在滑架內(nèi)存儲(chǔ)油墨的副倉(cāng)30；將副倉(cāng)的內(nèi)部壓力調(diào)節(jié)到環(huán)境壓力的大氣壓力孔31；負(fù)壓控制桿32；噴墨頭40(下文稱為頭部)；墨盒50；連接墨盒50和副倉(cāng)30用于向副倉(cāng)30供應(yīng)油墨的連接管51。
本發(fā)明的過(guò)濾器安裝在圖3中副倉(cāng)30和頭部40連接的位置。對(duì)于具有大容量墨盒的打印機(jī)或希望用于高圖像質(zhì)量的打印機(jī)，由于滑架20的重量在運(yùn)動(dòng)中容易導(dǎo)致圖像位移。因此，如圖3所示，配置這種打印機(jī)，將墨盒50放置在滑架20之外，并且滑架20使用副倉(cāng)30作為臨時(shí)的油墨容器。
當(dāng)副倉(cāng)30的內(nèi)部壓力30為正壓時(shí)，油墨會(huì)由于其自重可從頭部40漏出。因此，必須使倉(cāng)的內(nèi)部壓力為負(fù)壓。對(duì)于從該頭部產(chǎn)生油墨噴射的特征而言，如上所述的壓力結(jié)構(gòu)是重要的。然而，當(dāng)在副倉(cāng)30內(nèi)部的空氣量隨著時(shí)間增加時(shí)，由油墨形成的圖像隨著從墨盒50和連接管51進(jìn)入的空氣的可能性而發(fā)生退化。因此，將墨盒50內(nèi)部的空氣比例和壓力結(jié)構(gòu)定期調(diào)節(jié)到它們的原始的狀態(tài)。
圖4是用于更詳細(xì)地說(shuō)明圖3所示副倉(cāng)30的盒的示范性結(jié)構(gòu)的剖析透視圖。
副倉(cāng)30由以下部分組成具有一側(cè)壁開放并且其余部分被頂壁39a、底壁39b和三個(gè)側(cè)壁39c圍繞的外殼33，每側(cè)都接近矩形；覆蓋開口的膜34，通過(guò)板35從內(nèi)部擠壓膜34的彈性部件，和作為片彈性部件的負(fù)壓控制桿32，該部件從外側(cè)壓回膜34。配置從內(nèi)側(cè)擠壓膜34的彈性部件36，使彈性部件用大于從外側(cè)擠壓膜34的負(fù)壓控制桿32的壓力擠壓膜34；因此，膜34在初始狀態(tài)被壓向外側(cè)。在這時(shí)候，在負(fù)壓控制桿32和內(nèi)部彈性部件36之間的壓制強(qiáng)度中的平衡根據(jù)副倉(cāng)30的內(nèi)部壓力中的波動(dòng)而改變。當(dāng)副倉(cāng)30中的油墨大量下降時(shí)，膜34由于內(nèi)部壓力的變化而被壓回內(nèi)側(cè)。
在正常情況下，設(shè)置在一個(gè)側(cè)壁39c上的大氣壓力孔31和油墨填充口37通過(guò)分別由彈簧等的彈性部件311和371和橡膠等的彈性部件313和373和蓋314和374壓制的球312和372緊密封閉。油墨填充口37通過(guò)穿過(guò)連接管51的油墨的壓力釋放，并且將流動(dòng)油墨引入副倉(cāng)30內(nèi)。而且，大氣壓力孔31通過(guò)壓迫設(shè)置在圖3中的滑架20上的閥栓21而釋放，由此可以調(diào)節(jié)副倉(cāng)30的內(nèi)部壓力。
此外，從外側(cè)擠入負(fù)壓控制桿32的負(fù)壓栓22設(shè)置在滑架20上。通過(guò)擠入負(fù)壓栓22，使負(fù)壓控制桿32向副倉(cāng)30內(nèi)位移，副倉(cāng)30的內(nèi)部體積變得更小。配置彈性部件23，使負(fù)壓控制桿32和負(fù)壓栓22彼此在相反方向上偏置；由于彈性部件23的作用，負(fù)壓控制桿32和負(fù)壓栓22通常不彼此接觸。
如上配置的噴墨頭的操作如下。首先，油墨通過(guò)油墨填充口37在下述條件下填充，其中副倉(cāng)的內(nèi)部體積通過(guò)操作閥栓21釋放大氣壓力孔31并且通過(guò)操作負(fù)壓栓22擠入負(fù)壓控制桿32中而減少。填充的油墨通過(guò)位于副倉(cāng)30的頂端的液體填充檢測(cè)傳感器38檢測(cè)。油墨供應(yīng)通過(guò)檢測(cè)結(jié)果控制；由此，確定副倉(cāng)30中的空氣和油墨的量。然后，通過(guò)關(guān)閉大氣壓力孔31，使副倉(cāng)30保持密封，減小對(duì)保持被壓制的負(fù)壓控制桿32的壓力。通過(guò)這種操作，將副倉(cāng)30內(nèi)部控制在恒定的負(fù)壓力，可以在頭部40處實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的噴墨性能。
在下文中參考附圖解釋本發(fā)明的噴墨記錄裝置的一個(gè)方面。
圖5所示的噴墨記錄裝置包括主體101、安裝在主體101上的用于進(jìn)紙的進(jìn)紙盤102、安裝在主體101上用于存放記錄(形成)有圖像的紙的排紙盤103、墨盒安裝部分104、上蓋111和正面112。
在墨盒安裝部分104的上側(cè)，布置了裝備有操作鍵、顯示器等的操作部分105。墨盒安裝部分104包括能開能關(guān)的前蓋115，以便安裝和除去墨盒1。
在如圖6和7所示的主體101中，滑架133由導(dǎo)向部件即導(dǎo)桿131和支柱132支撐，該導(dǎo)向部件橫向搭接左右側(cè)板(未顯示)，使滑架133可以在主掃描方向自由滑動(dòng)，并且用主掃描馬達(dá)(未顯示)在圖7的箭頭所示的方向掃描。
滑架133包括裝備有四個(gè)分別排放黃色(Y)、青色(C)、品紅色(M)和黑色(Bk)的各種記錄墨滴的噴墨記錄頭的記錄頭134，其中安裝記錄頭134，使各個(gè)油墨出口與主掃描的方向交叉，并且使所排放的油墨向下前進(jìn)。
記錄頭134的噴墨記錄頭可以使用用于排放油墨的能量發(fā)生單元，例如壓電致動(dòng)器如壓電元件，利用通過(guò)電熱元件如加熱電阻使液體膜態(tài)沸騰而導(dǎo)致相變的熱式致動(dòng)器，利用由于溫度變化的金屬相變的形狀記憶合金致動(dòng)器，和利用靜電能量的靜電致動(dòng)器。
而且，將相同顏色的副倉(cāng)135安裝在滑架133上，以便向記錄頭134供應(yīng)相同顏色的油墨。從安裝在墨盒安裝部分104上的墨盒1通過(guò)記錄油墨供應(yīng)管(未顯示)向副倉(cāng)135供應(yīng)并填充油墨。
同時(shí)，用于將進(jìn)紙盤102的紙負(fù)載單元(壓板)141上的供應(yīng)堆積紙張142的進(jìn)紙部分包括半月形襯環(huán)(進(jìn)紙環(huán)143)和分離襯墊144，其中半月形襯環(huán)從紙負(fù)載單元141逐一進(jìn)紙142。分離襯墊144相對(duì)進(jìn)紙環(huán)143布置，并且由具有較高摩擦系數(shù)的材料制成，并且將分離襯墊144壓向進(jìn)紙環(huán)143。
在記錄頭134下的空間中從進(jìn)紙部分輸送紙142的輸送部分包括靜電吸附紙142并將其輸送的輸送帶151；通過(guò)與輸送帶151夾緊從進(jìn)紙部分輸送紙142通過(guò)導(dǎo)桿145的反向輥152；迫使正以近似垂直的方向被輸送的紙142的方向改變約90度以跟隨輸送帶151的輸送導(dǎo)桿153；通過(guò)壓制部件154向輸送帶151擠壓的壓力環(huán)155；以及作為帶靜電的充電輥156，該充電輥對(duì)輸送帶151進(jìn)行靜電充電。
輸送帶151是跨越輸送輥157和張力輥158的環(huán)形帶，并且能以該帶的輸送方向旋轉(zhuǎn)。在輸送帶151的背側(cè)，排列導(dǎo)向部件161，使其相應(yīng)于記錄頭134的打印區(qū)。進(jìn)一步，排放通過(guò)記錄頭134記錄的紙142的紙排放部分包括用于分離來(lái)自輸送帶151的紙142的分離爪171、輸送輥172和輸送環(huán)173。傳送盤103位于輸送輥172以下。
在主體101背側(cè)，以可拆卸的方式安裝雙面進(jìn)紙單元181。雙面進(jìn)紙單元181收集由輸送帶151的反向旋轉(zhuǎn)返回的紙142，將其反轉(zhuǎn)，并且然后再將其供應(yīng)到反向輥152和輸送帶151之間。而且，手工進(jìn)紙單元182設(shè)置在雙面進(jìn)紙單元181上。
在噴墨記錄裝置中，從進(jìn)紙部分逐一供應(yīng)紙142，并且以近似垂直的方向供應(yīng)的紙142被導(dǎo)桿145引導(dǎo)并且在輸送帶151和反向輥152之間被夾緊時(shí)被輸送。然后，通過(guò)輸送導(dǎo)桿153在其引導(dǎo)端引導(dǎo)紙142。通過(guò)壓輥155壓在輸送帶151上，將輸送方向轉(zhuǎn)變約90度。
在這個(gè)階段，輸送帶151通過(guò)充電輥156靜電充電；由此紙張142以靜電吸附到輸送帶151的狀態(tài)輸送。這時(shí)，通過(guò)根據(jù)圖像信號(hào)驅(qū)動(dòng)記錄頭14同時(shí)移動(dòng)滑架133，用排放到靜止紙142上的墨滴記錄一行圖像，然后將紙142移動(dòng)預(yù)定距離，并且記錄下一行。當(dāng)接收到記錄結(jié)束信號(hào)或紙142的末端已經(jīng)到達(dá)記錄區(qū)的信號(hào)時(shí)，終止記錄操作，并且將紙142移入到輸送盤103中。
進(jìn)一步，當(dāng)檢測(cè)到留在副倉(cāng)135中的油墨幾乎耗盡時(shí)，從墨盒1向副倉(cāng)135供應(yīng)所需要量的記錄油墨。
在噴墨記錄裝置中，當(dāng)墨盒1中的油墨完全消耗時(shí)，僅僅通過(guò)拆開墨盒1的外殼3替換墨盒1中的墨袋2?；蛘?，墨盒1可以是具有側(cè)安裝結(jié)構(gòu)的縱向布置；這也允許記錄油墨的穩(wěn)定供應(yīng)。因此，甚至在本發(fā)明的裝置布置在主體101的隱蔽的上部空間的情況下，例如當(dāng)將本發(fā)明的裝置布置在支架中，和當(dāng)將一些物體布置在主體101上時(shí)，也可以容易地替換墨盒1。
同時(shí)，盡管本發(fā)明以上的實(shí)例是用于具有掃描滑架的串型(梭型)噴墨記錄裝置，但本發(fā)明同樣適用于裝備有并行頭部的并行型噴墨記錄裝置。
此外，本發(fā)明的噴墨記錄裝置和噴墨記錄方法可以用于基于噴墨記錄方法的各種記錄來(lái)進(jìn)行噴墨記錄，如打印機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)/傳真/復(fù)印機(jī)的復(fù)合裝置。
根據(jù)本發(fā)明，在從安裝過(guò)濾器的頭部中排放包括可水分散著色劑、濕潤(rùn)劑、表面活性劑和浸透劑的油墨的噴墨記錄裝置中，其中將油墨的粘度調(diào)整到25℃下為6mPa·s到13mPa·s，著色劑的平均粒徑為5nm到200nm，并且過(guò)濾器對(duì)該油墨的流體阻力在25℃的溫度下為4.4×109Pa·s/m3到2.2×1010Pa·s/m3，并且頭部壓力為150mm aq.。它具有有利的效果，可以提供能以高可靠性和高圖像質(zhì)量進(jìn)行記錄的噴墨裝置。
參考以下給出的實(shí)施例更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，但是這些實(shí)施例不應(yīng)該理解成限定本發(fā)明。除非另作說(shuō)明，所有百分率和份數(shù)是以質(zhì)量計(jì)。
生產(chǎn)實(shí)施例1-黑色油墨的制備-KM-9036(Toyo Ink Mfg.Co.，Ltd.，自分散炭黑)50％甘油 10％1，3-丁二醇15％2-乙基-1，3-己二醇 2％2-吡咯烷酮 2％表面活性劑(1-9)1％C13H27O(C2H4O)9H有機(jī)硅消泡劑KS508(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.)0.1％去離子水 其余在室溫下將上述配方的油墨組分充分混合，生產(chǎn)油墨組合物。然后，通過(guò)具有1.2μm的平均孔徑的膜式過(guò)濾器過(guò)濾所生成的油墨組合物，由此制得生產(chǎn)實(shí)施例1的油墨。該油墨在25℃下的粘度為7.6mPa·s，并且在該油墨中著色劑的平均粒徑為102nm。
生產(chǎn)實(shí)施例2-聚合物溶液A的制備-將裝備有攪拌器、溫度計(jì)、氮?dú)膺M(jìn)口管、回流冷凝器和滴液漏斗的1升燒瓶用氮?dú)獬浞执祾吆?，混?1.2克苯乙烯、2.8克丙烯酸、12.0克甲基丙烯酸月桂酯、4.0克聚甲基丙烯酸乙二醇酯、4.0克苯乙烯大單體和0.4克巰基乙醇，并且加熱到65℃。
然后，在2.5小時(shí)內(nèi)，將由100.8克苯乙烯、25.2克丙烯酸、108.0克甲基丙烯酸月桂酯、36.0克聚甲基丙烯酸乙二醇酯、60.0克甲基丙烯酸羥乙酯、36.0克苯乙烯大單體、3.6克巰基乙醇、2.4克偶氮二甲基戊腈和18克甲乙酮組成的混合溶液滴加到該燒瓶中。在完成滴加該溶液之后，在0.5小時(shí)內(nèi)，將由0.8克偶氮二甲基戊腈和18克甲乙酮組成的混合溶液滴加到該燒瓶中。
在65℃下將該溶液老化1小時(shí)。然后，向該燒瓶添加0.8克偶氮二甲基戊腈，并且將該溶液再老化1小時(shí)。在反應(yīng)完成之后，向該燒瓶中添加364克甲乙酮，并且回收800克具有50％濃度的聚合物溶液A。
-包含顏料的聚合物微粒的水分散體的制備-將28.0克聚合物溶液A、26.0克C.I.顏料黃97、13.6克1mol/L的氫氧化鉀水溶液、20克甲乙酮和13.6克去離子水充分?jǐn)嚢?，然后用輥式研磨機(jī)捏合。將得到的漿料引入到200克去離子水中，然后對(duì)其進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛⑵湓谡舭l(fā)器中蒸餾，除去甲乙酮和水，并且最后制得具有80nm的平均粒徑的黃色聚合物顆粒的水分散體。
粒徑通過(guò)Microtrac Inc.制造的粒度分析器UPA 150確定，其中將該溶液稀釋到0.01％的顏料濃度。
-黃色油墨-黃色聚合物微粒的分散體 40％甘油 8％1，3-丁二醇20％2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇 2％表面活性劑(1-8)1.5％C13H27O(C2H4O)7H有機(jī)硅消泡劑KS508(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.)0.1％去離子水 其余在室溫下將上述配方的油墨組分充分混合，生產(chǎn)油墨組合物。然后，用具有1.2μm的平均孔徑的膜式過(guò)濾器過(guò)濾所生成的油墨組合物；由此制得生產(chǎn)實(shí)施例2的油墨。該油墨在25℃下的粘度為7.8mPa·s。
生產(chǎn)實(shí)施例3-包含顏料的聚合物微粒的水分散體的制備-除了用C.I.顏料紅122代替生產(chǎn)實(shí)施例2中的顏料以外，用與生產(chǎn)實(shí)施例2相同的方法制備平均粒徑為140nm的品紅色聚合物微粒的水分散體。
-品紅色油墨-品紅色聚合物微粒的分散體 50％甘油 10％1，3-丁二醇 18％
2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇2％表面活性劑(1-8) 1.5％C13H27O(C2H4O)7H硅樹脂消泡劑KS5010(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.) 0.1％去離子水 其余在室溫下將上述配方的油墨組分充分混合，生產(chǎn)油墨組合物。然后，用具有1.2μm的平均孔徑的膜式過(guò)濾器過(guò)濾所生成的油墨組合物；由此制得生產(chǎn)實(shí)施例3的油墨。該油墨在25℃的粘度為8.1mPa·s。
生產(chǎn)實(shí)施例4-包含顏料的聚合物微粒的水分散體的制備-除了用C.I顏料藍(lán)15:3代替生產(chǎn)實(shí)施例2中的顏料以外，用與生產(chǎn)實(shí)施例2相同的方法制備平均粒徑為110nm的青色聚合物微粒的水分散體。
-青色油墨-青色聚合物微粒的分散體 40％甘油 8％1，3-丁二醇 20％2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇 2％表面活性劑(1-8) 1.5％C13H27O(C2H4O)7H有機(jī)硅消泡劑KS508(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.) 0.1％去離子水 其余在室溫下將上述配方的油墨組分充分混合，生產(chǎn)油墨組合物。然后，用具有1.2μm的平均孔徑的膜式過(guò)濾器過(guò)濾所生成的油墨組合物；由此制備生產(chǎn)實(shí)施例4的油墨。該油墨在25℃的粘度為7.9mPa·s。
<過(guò)濾器>
對(duì)于過(guò)濾器材料，優(yōu)選不銹鋼。通常使用SUS 304；也可以使用具有改進(jìn)耐腐蝕性的SUS 316。從這些材料制造過(guò)濾器的實(shí)例是通過(guò)不銹鋼纖維的織網(wǎng)制造(web manufacturing)，接著真空燒結(jié)并軋制而生產(chǎn)篩網(wǎng)過(guò)濾器的過(guò)程?？梢酝ㄟ^(guò)特性泡點(diǎn)壓力控制這些過(guò)濾器的滲透性。
用四種類型的過(guò)濾器進(jìn)行評(píng)估。對(duì)于生產(chǎn)實(shí)施例1到4的油墨，這些過(guò)濾器在25℃下對(duì)每一種油墨的流體阻力在25℃的溫度下和150mm aq的頭部壓力下測(cè)量。
當(dāng)一段時(shí)間周期(T)內(nèi)流過(guò)一定體積(V)的油墨時(shí)，在壓力P下過(guò)濾器的流體阻力R可以通過(guò)R＝PT/V獲得。
具體地說(shuō)，流體阻力通過(guò)測(cè)定當(dāng)油墨從150毫米的頭部高度流出時(shí)每份質(zhì)量(克)油墨的流出時(shí)間來(lái)計(jì)算。表1表示每一過(guò)濾器的泡點(diǎn)壓力和流體阻力。
表1

實(shí)施例1到2和對(duì)比例1到2接下來(lái)，將上述生產(chǎn)實(shí)施例1到4的油墨填充到以下打印機(jī)中打印機(jī)A，IPSiO G707，由Ricoh Co.，Ltd.制造，具有包括過(guò)濾器A的頭部；打印機(jī)B，IPSiO G707，由Ricoh Co.，Ltd.制造，具有包括過(guò)濾器B的頭部；打印機(jī)C，IPSiO G707，由Ricoh Co.，Ltd.制造，具有包括過(guò)濾器C的頭部；和打印機(jī)D，IPSiO G707，由Ricoh Co.，Ltd.制造，具有包括過(guò)濾器D的頭部。然后，進(jìn)行如下評(píng)估(1)。
評(píng)估(1)-連續(xù)打印的性能評(píng)估-在23℃的溫度下和45％的相對(duì)濕度(下文稱為RH)下評(píng)估連續(xù)打印性能。對(duì)于打印圖案，在1000頁(yè)上打印黑白字符圖案，接著在400頁(yè)上打印包括彩色圖案的圖像。在評(píng)估過(guò)程中沒有進(jìn)行噴嘴恢復(fù)操作如清潔。評(píng)估前后，打印噴嘴檢測(cè)圖案，以便發(fā)現(xiàn)噴嘴故障發(fā)生的次數(shù)；根據(jù)以下等級(jí)評(píng)估該次數(shù)。結(jié)果如表2所示。
等級(jí)等級(jí)A噴嘴故障發(fā)生零次等級(jí)B噴嘴故障發(fā)生小于五次等級(jí)C噴嘴故障發(fā)生大于5次并且小于15次等級(jí)D噴嘴故障發(fā)生大于15次表2

表2所示結(jié)果表明較大的流體阻力導(dǎo)致油墨供應(yīng)不足，并且增加噴嘴故障發(fā)生的次數(shù)。另一方面，太小的流體阻力允許外來(lái)物質(zhì)混雜，并且導(dǎo)致噴嘴故障。
評(píng)估(2)-連續(xù)打印的性能評(píng)估-在10℃和15％RH下評(píng)估連續(xù)打印性能。對(duì)于打印圖案，在1000頁(yè)上打印黑白字符圖案，接著在400頁(yè)上打印包括彩色圖案的圖像。在評(píng)估過(guò)程中每150頁(yè)進(jìn)行一次清潔。評(píng)估前后，打印噴嘴檢測(cè)圖案，以便發(fā)現(xiàn)噴嘴故障發(fā)生的次數(shù)；根據(jù)以下等級(jí)評(píng)估該次數(shù)。結(jié)果如表3所示。
等級(jí)等級(jí)A噴嘴故障發(fā)生零次等級(jí)B噴嘴故障發(fā)生小于五次等級(jí)C噴嘴故障發(fā)生大于5次并且小于15次等級(jí)D噴嘴故障發(fā)生大于15次表3

表3所示結(jié)果表明冷的溫度條件增加油墨的粘度，導(dǎo)致高的流體阻力。因此，即使增加了清潔步驟，與評(píng)估(1)比較，打印機(jī)A的結(jié)果也變差了。
生產(chǎn)實(shí)施例5-油墨的制備-除了使用精制的油墨顏料并且使用平均粒徑為90nm的品紅色聚合物微粒的水分散體以外，使用與生產(chǎn)實(shí)施例3相同的方法制備生產(chǎn)實(shí)施例5的油墨。該油墨在25℃下的粘度為8.1mPa·s。而且，過(guò)濾器的泡點(diǎn)壓力和流體阻力用與生產(chǎn)實(shí)施例1相同的方法測(cè)量。結(jié)果如表4所示。
表4

實(shí)施例3到4和對(duì)比例3到4除了使用生產(chǎn)實(shí)施例5的油墨以外，用過(guò)濾器A到D(也就是打印機(jī)A到D)進(jìn)行如上所述的評(píng)估(1)和(2)。結(jié)果如表5所示。
表5

表5的結(jié)果表明可以通過(guò)使油墨結(jié)合具有較小顏料直徑的來(lái)生產(chǎn)具有較高排放穩(wěn)定性的噴墨記錄裝置。
生產(chǎn)實(shí)施例6-油墨套的制備-結(jié)合生產(chǎn)實(shí)施例1到4的油墨作為生產(chǎn)實(shí)施例6的油墨組件。
對(duì)比生產(chǎn)實(shí)施例1-油墨組件的制備-除了沒有混合生產(chǎn)實(shí)施例6的表面活性劑和浸透劑以外，用與生產(chǎn)實(shí)施例6相同的方法制備對(duì)比生產(chǎn)實(shí)施例1的油墨組件。
對(duì)比生產(chǎn)實(shí)施例1的油墨組件中黑色油墨、黃色油墨、品紅色油墨和青色油墨的粘度分別是6.3mPa·s、6.5mPa·s、6.8mPa·s和6.5mPa·s。
對(duì)比生產(chǎn)實(shí)施例2-油墨組件的制備-除了沒有混合生產(chǎn)實(shí)施例6的浸透劑以外，用與生產(chǎn)實(shí)施例6相同的方法制備對(duì)比生產(chǎn)實(shí)施例2的油墨組件。
對(duì)比生產(chǎn)實(shí)施例2的油墨組件中黑色油墨、黃色油墨、品紅色油墨和青色油墨的粘度分別是6.6mPa·s、6.8mPa·s、7.0mPa·s和6.8mPa·s。
對(duì)比生產(chǎn)實(shí)施例3-油墨組件的制備-除了沒有混合生產(chǎn)實(shí)施例6的表面活性劑以外，用與生產(chǎn)實(shí)施例6相同的方法制備對(duì)比生產(chǎn)實(shí)施例3的油墨組件。
對(duì)比生產(chǎn)實(shí)施例3的油墨組件中黑色油墨、黃色油墨、品紅色油墨和青色油墨的粘度分別是7.0mPa·s、7.3mPa·s、7.5mPa·s和7.4mPa·s。
實(shí)施例5和對(duì)比例5到7用如生產(chǎn)實(shí)施例6和對(duì)比生產(chǎn)實(shí)施例1到3中所述獲得的油墨組件進(jìn)行性能評(píng)估。結(jié)果如表6所示。
評(píng)估(4)-打印質(zhì)量的評(píng)估-用每一種油墨組件以相同水平的打印速度的模式打印彩色圖像。目視評(píng)估每一打印圖像的字符滲色和顏色邊界滲色。用普通紙進(jìn)行評(píng)估。
評(píng)估的結(jié)果用以下等級(jí)表示等級(jí)A沒有滲色等級(jí)B少量滲色等級(jí)C一些滲色等級(jí)D明確的滲色表6

表6中的結(jié)果表明缺少表面活性劑和浸透劑的油墨組件具有嚴(yán)重的字符滲色和顏色邊界滲色。該結(jié)果也表明用實(shí)施例5的油墨套容易獲得高的圖像質(zhì)量。
生產(chǎn)實(shí)施例7-油墨套的制備-除了甘油的量改為5質(zhì)量％并且1，3-丁二醇的量改為23質(zhì)量％以外，用與生產(chǎn)實(shí)施例4的油墨相同的方法制備生產(chǎn)實(shí)施例7的油墨。該油墨在25℃下的粘度為8.2mPa·s。
生產(chǎn)實(shí)施例8-油墨的制備-除了甘油的量改為23質(zhì)量％并且1，3-丁二醇的量改為5質(zhì)量％以外，用與生產(chǎn)實(shí)施例4的油墨相同的方法制備生產(chǎn)實(shí)施例8的油墨。該油墨在25℃下的粘度為6.8mPa·s。
實(shí)施例6到8用生產(chǎn)實(shí)施例4、7和8的油墨進(jìn)行如上所述的評(píng)估(4)。結(jié)果如表7所示。
表7

生產(chǎn)實(shí)施例9-油墨的制備-除了該油墨組合物還包含0.5質(zhì)量％的2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇以外，用與生產(chǎn)實(shí)施例2的油墨相同的方法制備生產(chǎn)實(shí)施例9的油墨。該油墨在25℃下的粘度為8.2mPa·s。
生產(chǎn)實(shí)施例10-油墨的制備-除了該油墨組合物還包含0.5質(zhì)量％的2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇以外，用與生產(chǎn)實(shí)施例4的油墨相同方法制備生產(chǎn)實(shí)施例10的油墨。該油墨在25℃下的粘度為8.4mPa·s。
實(shí)施例9和10用生產(chǎn)實(shí)施例9和10的油墨進(jìn)行有關(guān)字符滲色的評(píng)估(4)。該結(jié)果與沒有添加劑的油墨的評(píng)估結(jié)果(即生產(chǎn)實(shí)施例2和4)相當(dāng)。
實(shí)施例11到16對(duì)生產(chǎn)實(shí)施例2、4、7、8、9和10的油墨進(jìn)行評(píng)估(5)。結(jié)果如表8所示。
評(píng)估(5)-間歇打印檢測(cè)-采用由Ricoh Co.，Ltd.制造的具有噴嘴尺寸為31μm的噴墨打印機(jī)IPSiOJet 300作為評(píng)估裝置。下面是該評(píng)估中的操作順序首先，進(jìn)行30秒自由掃描，即不進(jìn)行排放使滑架掃描一段時(shí)間；然后，在光澤膜上每噴嘴打印20滴以進(jìn)行噴墨；最后，進(jìn)行恢復(fù)作用(即吹掃50滴)。該順序重復(fù)10次。
拍攝20滴中沿著噴射方向的第一點(diǎn)的放大照相圖，并且根據(jù)以下等級(jí)進(jìn)行目視評(píng)估等級(jí)等級(jí)A在噴射方向沒有干擾。點(diǎn)的尺寸正常并且排列成行。
等級(jí)B在噴射方向沒有干擾。點(diǎn)排列幾乎成行但是尺寸小。
等級(jí)C在噴射方向存在一些干擾，但該干擾沒有延伸到第二行。
等級(jí)D第一點(diǎn)延伸超過(guò)第二點(diǎn)的行。
等級(jí)E沒有排放液滴。
表8

表8所示的結(jié)果表明當(dāng)甘油含量小于20質(zhì)量％時(shí)，可靠性降低。另一方面，當(dāng)甘油含量大于80質(zhì)量％時(shí)，發(fā)生字符滲色。進(jìn)一步，2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇的添加增強(qiáng)了排放可靠性。
生產(chǎn)實(shí)施例11-油墨的制備-首先，用以下配方制備顏料分散體。
-黃色顏料分散體-C.I.顏料黃9730％聚氧乙烯油醚硫酸銨 15％乙二醇 30％純水其余在混合上述組分之后，在濕潤(rùn)的砂磨機(jī)中進(jìn)行分散，接著，進(jìn)行離心，以便除去粗顆粒。結(jié)果，制得了黃色顏料分散體。
-黃色油墨-黃色顏料分散體 20％甘油 8％3-甲基-1，3-丁二醇 25％2-乙基-1，3-己二醇 2％表面活性劑(1-7) 2％C13H27O(C2H4O)5H有機(jī)硅消泡劑KS531(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.) 0.1％去離子水 其余在室溫下將上述配方的油墨組分充分混合，生產(chǎn)油墨組合物。然后，用具有1.2μm的平均孔徑的膜式過(guò)濾器過(guò)濾所生成的油墨組合物；由此制得生產(chǎn)實(shí)施例11的油墨。該油墨在25℃下的粘度為6.6mPa·s。
生產(chǎn)實(shí)施例12-油墨的制備-首先，用以下配方制備顏料分散體。
-品紅色顏料分散體-C.I.顏料紅122 30％聚氧乙烯油醚硫酸銨 15％甘油 30％純水 其余混合上述組分之后，通過(guò)三輥式研磨機(jī)中進(jìn)行分散，接著，進(jìn)行離心，以便除去粗顆粒。結(jié)果，制得品紅色顏料分散體。
-品紅色油墨-品紅色顏料分散體25％甘油7％3-甲基-1，3-丁二醇 23％2-乙基-1，3-己二醇 2％表面活性劑(1-7) 1％C13H27O(C2H4O)5H有機(jī)硅消泡劑KS531(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.) 0.1％去離子水其余在室溫下將上述配方的油墨組分充分混合，生產(chǎn)油墨組合物。然后，用具有1.2μm的平均孔徑的膜式過(guò)濾器過(guò)濾所生成的油墨組合物；由此制得生產(chǎn)實(shí)施例12的油墨。該油墨在25℃下的粘度為6.8mPa·s。
生產(chǎn)實(shí)施例13-油墨的制備-首先，用以下配方制備顏料分散體。
-青色顏料分散體-C.I.顏料藍(lán)15:3 30％聚氧乙烯油醚硫酸銨 15％乙二醇 30％純水其余在混合上述組分之后，在濕潤(rùn)的砂磨機(jī)中進(jìn)行分散，接著，進(jìn)行離心，以便除去粗顆粒。結(jié)果，獲得青色顏料分散體。
-青色油墨-青色顏料分散體15％甘油 10％3-甲基-1，3-丁二醇20％2-乙基-1，3-己二醇2％
表面活性劑(1-7)1％C13H27O(C2H4O)5H有機(jī)硅消泡劑KS531(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.)0.1％去離子水 其余在室溫下將上述配方的油墨組分充分混合，生產(chǎn)油墨組合物。然后，用具有1.2μm的平均孔徑的膜式過(guò)濾器過(guò)濾所生成的油墨組合物；由此制得生產(chǎn)實(shí)施例13的油墨。該油墨在25℃下的粘度為6.5mPa·s。
生產(chǎn)實(shí)施例14-油墨的制備-首先，用以下配方制備顏料分散體。
-自分散的青色顏料分散體-七十(70)份環(huán)丁砜注入到20份C.I顏料藍(lán)15:3中。在油浴中將該溶液加熱到120℃之后，添加10份氨基磺酸，以便磺化5小時(shí)。冷卻該溶液，并且然后離心除去粗顆粒。結(jié)果，制得自分散的青色顏料分散體。
-青色油墨-自分散青色顏料分散體 50％甘油 8％1，3-丁二醇20％2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇 2％表面活性劑(1-7)1％C13H27O(C2H4O)5H有機(jī)硅消泡劑KS531(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.)0.1％去離子水 其余在室溫下將上述配方的油墨組分充分混合，生產(chǎn)油墨組合物。然后，用具有1.2μm的平均孔徑的膜式過(guò)濾器過(guò)濾所生成的油墨組合物；由此制得生產(chǎn)實(shí)施例14的油墨。該油墨在25℃下的粘度為7.3mPa·s。
實(shí)施例17到20用生產(chǎn)實(shí)施例11到14的油墨進(jìn)行如上所述的評(píng)估(5)。結(jié)果如表9所示。
表9

表9所示的結(jié)果表明通過(guò)使用自分散著色的油墨可以獲得具有較高可靠性的油墨。
對(duì)比生產(chǎn)實(shí)施例4-黑色油墨的制備-KM-9036(Toyo Ink Mfg.Co.，Ltd.，自分散炭黑) 30％甘油5％二甘醇 15％2-乙基-1，3-己二醇 2％2-吡咯烷酮 2％表面活性劑(1-9) 1％C13H27O(C2H4O)9H有機(jī)硅消泡劑KS508(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.) 0.1％去離子水其余在室溫下將上述配方的油墨組分充分混合，生產(chǎn)油墨組合物。然后，用具有1.2μm的平均孔徑的膜式過(guò)濾器過(guò)濾所生成的油墨組合物；由此制得對(duì)比生產(chǎn)實(shí)施例4的油墨。該油墨的粘度為5.1mPa·s，并且在該油墨中著色劑的平均粒徑為100nm。
對(duì)比生產(chǎn)實(shí)施例5-黑色油墨的制備-KM-9036(Toyo Ink Mfg.Co.，Ltd.，自分散炭黑) 50％甘油 12％1，3-丁二醇 30％2-乙基-1，3-己二醇2％
2-吡咯烷酮 2％表面活性劑(1-9) 1％C13H27O(C2H4O)9H有機(jī)硅消泡劑KS508(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.) 0.1％去離子水其余在室溫下將上述配方的油墨組分充分混合，生產(chǎn)油墨組合物。然后，用具有1.2μm的平均孔徑的膜式過(guò)濾器過(guò)濾所生成的油墨組合物；由此制備對(duì)比生產(chǎn)實(shí)施例5的油墨。該油墨的粘度為15.3mPa·s，并且在該油墨中著色劑的平均粒徑為108nm。
對(duì)比例8到11對(duì)對(duì)比生產(chǎn)實(shí)施例4和5的油墨進(jìn)行如上所述的評(píng)估(1)和(2)。結(jié)果如表10所示。
表10

此外，用對(duì)比生產(chǎn)實(shí)施例4和5的油墨進(jìn)行如上所述的評(píng)估(4)。結(jié)果如表11所示。
表11

工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的噴墨記錄裝置和噴墨記錄方法可以用于基于噴墨記錄方法的各種記錄進(jìn)行噴墨記錄，如打印機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)/傳真/復(fù)印機(jī)的復(fù)合裝置。
權(quán)利要求
1.一種噴墨記錄裝置，包括油墨、和具有過(guò)濾器的記錄頭，其中包括著色劑、濕潤(rùn)劑、表面活性劑和浸透劑的油墨從該記錄頭排放，并且該油墨在25℃下的粘度為6mPa·s到13mPa·s，并且過(guò)濾器對(duì)油墨的流體阻力為4.4×109Pa·s/m3和2.2×1010Pa·s/m3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的噴墨記錄裝置，其中該記錄墨包括3質(zhì)量％到15質(zhì)量％的著色劑和10質(zhì)量％到40質(zhì)量％的濕潤(rùn)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任何一項(xiàng)的噴墨記錄裝置，其中該著色劑是顏料，該顏料被處理成在沒有分散劑存在下在水中至少是可分散的和可溶解的中的，這歸因于連接到該顏料的表面的至少一種親水基。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任何一項(xiàng)的噴墨記錄裝置，其中該著色劑是用表面活性劑和聚合物分散劑中的至少一種分散的顏料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任何一項(xiàng)的噴墨記錄裝置，其中該著色劑是通過(guò)將不溶于水或幾乎不溶于水的著色材料混入聚合物微粒中形成的聚合物乳液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任何一項(xiàng)的噴墨記錄油墨，其中該濕潤(rùn)劑包括一種或多種在20℃的溫度下和60％的相對(duì)濕度下分別具有25質(zhì)量％或更高的當(dāng)量含濕量的多元醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的噴墨記錄裝置，其中所述多元醇的一種是甘油，并且甘油的含量為整個(gè)濕潤(rùn)劑的20質(zhì)量％到80質(zhì)量％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任何一項(xiàng)的噴墨記錄裝置，其中浸透劑包括至少一種在20℃下在水中具有溶解度為0.2質(zhì)量％到5.0質(zhì)量％的多元醇。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的噴墨記錄裝置，其中該多元醇是2-乙基-1，3-己二醇。
10.根據(jù)權(quán)利要求8和9中任何一項(xiàng)的噴墨記錄裝置，其中該多元醇是2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10中任何一項(xiàng)的噴墨記錄裝置，其中該油墨包括2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11中任何一項(xiàng)的噴墨記錄裝置，其中該記錄頭包括多個(gè)加壓液室、與該液室連通的孔徑尺寸不大于35μm的噴嘴、油墨供應(yīng)通道、用于油墨排放的轉(zhuǎn)換方法、過(guò)濾器和引起負(fù)壓的油墨倉(cāng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的噴墨記錄裝置，其中該轉(zhuǎn)換方法是壓電轉(zhuǎn)換方法和熱電轉(zhuǎn)換方法中的任何一種。
14.一種噴墨記錄方法，該方法使用權(quán)利要求1到13中任何一項(xiàng)的噴墨記錄裝置，其中從噴嘴排放的液滴尺寸為3pL到40pL，噴射液滴的速度為6米/秒到20米/秒，驅(qū)動(dòng)頻率為1kHz或更高，并且分辨率為300dpi或更高。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的噴墨記錄方法，其中連續(xù)排放墨滴，并且多個(gè)墨滴在到達(dá)記錄介質(zhì)之前合并成一個(gè)較大的墨滴。
全文摘要
提供一種噴墨記錄裝置，其中該噴墨記錄裝置包括具有過(guò)濾器的記錄頭，包括著色劑、濕潤(rùn)劑、表面活性劑和浸透劑的油墨從該記錄頭排放，該油墨在25℃下的粘度為6mPa·s到13mPa·s，并且該過(guò)濾器對(duì)該油墨的流體阻力為4.4×10
文檔編號(hào)B41J2/175GK101048287SQ2005800372
公開日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2005年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月28日
發(fā)明者坂內(nèi)昭子, 堀英介, 后藤明彥, 永井希世文 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光