專利名稱：噴墨記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴墨記錄裝置，詳細(xì)而言，涉及具有抑制圖像形成后記錄介質(zhì)發(fā)生卷曲的功能的噴墨記錄裝置。
背景技術(shù)：
近年來，噴墨記錄裝置因高畫質(zhì)、低運(yùn)行成本的優(yōu)點(diǎn)等迅速普及。作為記錄介質(zhì)的片材也不僅僅是普通紙，還經(jīng)常使用為得到與攝影或印刷技術(shù)相同畫質(zhì)的打印品的專用紙。但是，在試圖利用噴墨技術(shù)得到高畫質(zhì)的圖像時(shí)，為了實(shí)心打印片材的幾乎整個(gè)表面，油墨的噴出量變得極多，圖像形成后的打印品中出現(xiàn)波浪式的皺褶，或打卷發(fā)生卷曲。特別是在高速打印時(shí)或雙面打印時(shí)更顯著地發(fā)生上述的卷曲。目前，已經(jīng)公開了在油墨中添加卷曲防止劑增加噴墨粘度，抑制卷曲發(fā)生的方法(例如，參見特開2004-217930號(hào)公報(bào)，特開平09-176538號(hào)公報(bào))。

發(fā)明內(nèi)容
為此，根據(jù)本發(fā)明人的研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)如上所述地添加卷曲防止劑增加油墨粘度是導(dǎo)致噴嘴發(fā)生油墨堵塞的原因。而且還發(fā)現(xiàn)如果使用粘度高的油墨則導(dǎo)致噴墨性能降低、圖像形成后的畫質(zhì)下降、損壞裝置的性能或可靠性。
所以，本發(fā)明的目的是提供能消除圖像形成后記錄介質(zhì)打卷的不便的噴墨記錄裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的代表性噴墨記錄裝置是將從記錄頭噴出的水性油墨賦予記錄介質(zhì)并形成圖像的裝置，其特征在于，該裝置具有卷曲抑制裝置，上述水性油墨含有規(guī)定量或規(guī)定量以上的卷曲抑制劑并且具有規(guī)定量或規(guī)定量以下的粘度，為了提高油墨粘度，上述卷曲抑制裝置被用來蒸發(fā)水性油墨中的水分，抑制圖像形成后的記錄介質(zhì)發(fā)生卷曲。
上述構(gòu)成的噴墨記錄裝置在從記錄頭噴出水性油墨并在記錄介質(zhì)上進(jìn)行圖像形成時(shí)，特別是在油墨被賦予記錄介質(zhì)上以后，隨即利用卷曲抑制裝置急劇蒸發(fā)水性油墨中的水分，增加油墨粘度。由此抑制圖像形成后發(fā)生的卷曲，特別是短期卷曲的發(fā)生。此時(shí)，作為使用的水性油墨，優(yōu)選含有具有減少卷曲效果的溶劑大于或等于15重量％、粘度小于4cp的水性油墨。另外，作為蒸發(fā)水性油墨中的水分的卷曲抑制裝置，優(yōu)選在圖像形成后升高記錄介質(zhì)的表面溫度的裝置，向形成圖像上吹暖風(fēng)的裝置也能促進(jìn)蒸發(fā)，故優(yōu)選。加熱等蒸發(fā)裝置的實(shí)施條件是如果以在1200dpi×1200dpi打印4pl的油墨作為100％，則每單位面積打印的水性油墨的量優(yōu)選25％或25％以上。由于卷曲抑制是采用蒸發(fā)水性油墨中的水分，所以不會(huì)像以往那樣，在添加大量的卷曲防止劑的卷曲抑制中，添加大量的卷曲防止劑的情況下，油墨粘度變高、引起噴嘴堵塞。
本發(fā)明的噴墨記錄裝置是利用卷曲抑制裝置蒸發(fā)在圖像形成后的記錄介質(zhì)上被賦予的水性油墨中的水分，提高油墨粘度，有效地抑制記錄介質(zhì)打卷特別是短期卷曲的發(fā)生。


圖1表示作為本發(fā)明噴墨記錄裝置的第1種實(shí)施方式的全覆蓋型(fullmulch type)裝置圖。
圖2表示利用第1種實(shí)施方式中的裝置與卷曲抑制方法得到的油墨中水分含量與油墨粘度的關(guān)系曲線圖。
圖3表示相同油墨重量與時(shí)間的關(guān)系，具體是表示在25℃室溫、50％RH濕度的環(huán)境中賦予油墨后的油墨重量的變化曲線圖。
圖4表示水等相對溫度的飽和蒸氣壓的曲線圖。
圖5表示作為本發(fā)明油墨記錄裝置的第2種實(shí)施方式的串行型裝置的斜視圖。
圖6表示第2種實(shí)施方式中卷曲的測定方法。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明噴墨記錄裝置的一種實(shí)施方式。
第1種實(shí)施方式圖1表示第1種實(shí)施中的噴墨記錄裝置。該實(shí)施方式的裝置固定由多個(gè)寬度幾乎與記錄介質(zhì)P的總寬度相同的噴嘴組成的記錄頭10，邊輸送記錄介質(zhì)P邊利用記錄頭10在記錄介質(zhì)上進(jìn)行形成圖像的全覆蓋記錄。即，在記錄頭10的一側(cè)與記錄頭寬度方向并列地配置多個(gè)噴嘴，并且備有用于輸送記錄介質(zhì)P的傳送帶11，通過靜電吸附使記錄介質(zhì)P的整個(gè)表面與上述傳送帶11密合地進(jìn)行傳送。在記錄頭10進(jìn)行圖像形成的區(qū)域的后部備有用于加熱的構(gòu)成本發(fā)明中的卷曲抑制裝置的加熱器(加熱裝置)12，該加熱器12被設(shè)置成當(dāng)油墨的打印量超過規(guī)定量時(shí)啟動(dòng)。
使用上述裝置抑制卷曲發(fā)生的方法基于由本發(fā)明人等確認(rèn)的以下卷曲發(fā)生機(jī)理。
記錄介質(zhì)P由紙質(zhì)片材構(gòu)成的情況下，通過成像將墨滴賦予記錄介質(zhì)，紙表面的纖維吸附油墨滴，紙纖維間的結(jié)合松散，使紙變長。打印后立即開始蒸發(fā)紙表面的水分，紙表面的纖維進(jìn)行重結(jié)晶而收縮。此時(shí)，由于紙纖維間的結(jié)合狀態(tài)與打印前不同，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致異向收縮，從而發(fā)生卷曲。
上述卷曲發(fā)生現(xiàn)象在比較緩慢的自然干燥時(shí)特別容易出現(xiàn)，賦予紙表面的油墨中的水分在通常環(huán)境中大約10分鐘完全蒸發(fā)。通過實(shí)驗(yàn)可以確認(rèn)在上述情況下賦予紙表面的油墨中含有的水分比例低、且粘度高的情況下，對抑制紙的收縮、尤其是抑制短期卷曲特別有效。
另外，本發(fā)明人等通過實(shí)驗(yàn)確認(rèn)即使在油墨中含有比較多的水分、粘度比較低的情況下，只要油墨中含有規(guī)定量或規(guī)定量以上的卷曲抑制劑，就能比較有效地抑制長期卷曲。如果使用原來的水分含量比例低、粘度高的油墨，則也能抑制短期卷曲，但由于高速記錄時(shí)油墨從裝置的噴出口高頻噴出，考慮到油墨的反復(fù)填充等，使粘度盡可能低是有利的。所以，對于油墨組成而言，同時(shí)考慮抑制長期卷曲的方法和抑制短期卷曲的方法、及油墨噴出性能是重要的。確認(rèn)在賦予油墨后幾乎還未發(fā)生卷曲時(shí)，如果一直吹暖風(fēng)等使水分蒸發(fā)，則對短期或長期的任一種卷曲抑制都是有效的。即，賦予油墨時(shí)，油墨中的水分含量在賦予后連續(xù)降低，實(shí)際上提高油墨粘度，從而變成實(shí)質(zhì)上也能抑制短期卷曲的油墨。
如上所述，為了抑制短期卷曲，考慮記錄介質(zhì)P上附著的水分含量的比例和粘度是重要的。即使記錄介質(zhì)P上附著的油墨含有大量的水分，而且粘度低，也可以利用任一種方法在短時(shí)間內(nèi)使水分蒸發(fā)，降低水分所占的比例，提高粘度，從而達(dá)到同樣的效果。所以，下面研究油墨中的水分含量與粘度的關(guān)系。
在研究油墨中的水分含量與油墨粘度的關(guān)系時(shí)，油墨由水、染料、顏料等著色劑，及不揮發(fā)性溶劑等水性介質(zhì)組成。所以，如表示水分含量(％)與粘度(cp)的關(guān)系的圖2所示，如果使油墨中的水分降低，則油墨的粘度提高。如果使用作為卷曲抑制劑的1，2，6-己三醇或三羥甲基丙烷，則可以進(jìn)一步增加粘度。
油墨中水分的蒸發(fā)速度非常依賴于其環(huán)境溫度下的水蒸氣壓，將賦予紙上的油墨急劇蒸發(fā)，然后慢慢蒸發(fā)。圖3表示于25℃室溫、50％RH濕度的環(huán)境中賦予油墨后的油墨重量的變化。其結(jié)果顯示大約經(jīng)5分鐘，油墨中的50％水分被蒸發(fā)，約10分鐘油墨中的全部水分被蒸發(fā)。另外，在測定水的蒸發(fā)速度時(shí)發(fā)現(xiàn)在60℃的環(huán)境下的蒸發(fā)速度相對25℃的環(huán)境大約快10倍。如圖4所示，由水等相對溫度的飽和蒸氣壓曲線可以推測100℃時(shí)水的蒸發(fā)速度是25℃時(shí)的30倍或30倍以上。
所以，對普通紙或涂層紙等記錄介質(zhì)P賦予液滴形成圖像時(shí)，使用的油墨條件優(yōu)選含有15重量％或15重量％以上具有減少打印品長期卷曲效果的溶劑，并且粘度小于4cp。作為蒸發(fā)賦予到所述記錄介質(zhì)P上的油墨中的水分的方法，可以使用圖像形成后即對打印品施加熱量的上述加熱器12，優(yōu)選當(dāng)每單位面積賦予的油墨量超過規(guī)定量時(shí)，啟動(dòng)該加熱器12。作為加熱條件，如果將分解能1200dpi×1200dpi上打印4pl油墨的情況作為100％，優(yōu)選大于或等于25％。
即，以8.93ml/m2作為100％時(shí)，每單位面積的油墨附著量為25％或25％以上，當(dāng)油墨的附著量大于或等于2.23ml/m2時(shí)使加熱器12啟動(dòng)。
作為加熱器12的具體例子，例如可以使用陶瓷加熱器或發(fā)熱源燈、干燥機(jī)等。利用上述加熱器12使賦予在記錄介質(zhì)P上的油墨中的水分快速蒸發(fā)，抑制短期卷曲。油墨賦予后，作為短時(shí)間(即為卷曲還未發(fā)生的時(shí)間，優(yōu)選10秒以內(nèi))內(nèi)蒸發(fā)的水分使油墨中的水分含量小于或等于60％即可，優(yōu)選將紙表面溫度調(diào)整至60～140℃。
進(jìn)一步優(yōu)選打印后，1分鐘內(nèi)蒸發(fā)油墨中水分的90％或90％以上。如圖3所示，在25℃的溫度下為蒸發(fā)90％或90％以上的水分，大約需要10分鐘左右，為了使其在1分鐘內(nèi)完成，紙表面溫度有必要大于或等于60℃。但是，反過來，如果超過所需量地進(jìn)行蒸發(fā)，則會(huì)造成紙自身的收縮，故不優(yōu)選，所以優(yōu)選根據(jù)油墨的賦予量控制蒸發(fā)。
由此可知，油墨中的水分含量為70％時(shí)，將其賦予記錄介質(zhì)上后，為使其經(jīng)5秒后變成60％，只要使紙表面溫度達(dá)到60℃即可，如果紙表面溫度為100℃，則大約1秒鐘后即可達(dá)到60％。
(實(shí)施例1)使用圖1所示的本實(shí)施方式的裝置及作為記錄介質(zhì)P的具體例子的普通紙，測定對該普通紙每單位面積賦予的油墨量為100％時(shí)的卷曲。使用的油墨的實(shí)施例如下所示。
油墨1C.I直接藍(lán)-199 3.5重量份％異丙醇 2.5重量份％己三醇 27重量份％尿素 2重量份％acetylenol EH1重量份％水 64重量份％油墨2C.I直接藍(lán)-199 3.5重量份％
異丙醇2.5重量份％己三醇17重量份％尿素 10重量份％acetylenol EH 1重量份％水64重量份％油墨3C.I直接藍(lán)-1993.5重量份％異丙醇2.5重量份％三羥甲基丙烷 17重量份％尿素 10重量份％acetylenol EH 1重量份％水64重量份％上述油墨1的粘度為3.9cp、油墨2的粘度為2.9cp、油墨3的粘度為2.8cp。
上述油墨組成中的己三醇或三羥甲基丙烷是針對打印品的長期卷曲有效的溶劑。如上所述，可以通過將油墨中水分含量調(diào)整至規(guī)定量或規(guī)定量以下、將粘度調(diào)整至規(guī)定值或規(guī)定值以上來減少打印后即發(fā)生的短期卷曲。但是，進(jìn)行高速記錄時(shí)，由于以高頻率從噴出口噴出油墨，因此，考慮到油墨轉(zhuǎn)送時(shí)，粘度越低越有利。為此，可以將減少卷曲的溶劑量抑制在發(fā)揮效果的最低限量，或配合其他溶劑等來增加油墨中的水分量等，從而降低油墨的粘度。另一方面，如上所述，油墨的粘度下降容易導(dǎo)致短期卷曲的發(fā)生。但是，在本實(shí)施例中，通過用加熱器12加熱，打印后立刻進(jìn)行快速蒸發(fā)。從而能得到與將調(diào)整水分量和粘度的油墨賦予記錄介質(zhì)時(shí)同等的短期卷曲抑制效果。結(jié)果不僅能減少短期的翹起，而且對抑制長期的卷曲也是有效的。
(第2種實(shí)施方式)圖5表示第2種實(shí)施方式中的噴墨記錄裝置。本實(shí)施方式的裝置是利用寬度小的記錄頭20掃描，從而在記錄介質(zhì)P上進(jìn)行圖像形成的串行記錄用裝置。該裝置具有承載記錄介質(zhì)P的供紙部21、及與記錄介質(zhì)P的輸送方向相垂直地移動(dòng)的托架22。在托架22上搭載記錄頭20，作為與托架22的移動(dòng)方向平行地延伸的加熱裝置的板狀加熱器(圖示省略)被插入緊靠利用記錄頭20形成圖像的區(qū)域的后面(排紙部側(cè))。該裝置設(shè)置了在記錄介質(zhì)P的前進(jìn)方向上引導(dǎo)前行的導(dǎo)軌23。
(實(shí)施例2)使用圖5的裝置測定作為記錄介質(zhì)P的普通紙上每單位面積賦予的油墨量為100％時(shí)的卷曲。作為油墨的實(shí)施例，使用上述實(shí)施例1中列舉的油墨，當(dāng)油墨的打印量超過規(guī)定量時(shí)啟動(dòng)加熱器。
如上述實(shí)施例1所述，油墨的粘度下降容易發(fā)生短期卷曲，在本實(shí)施例中利用加熱器等加熱油墨，在打印后快速蒸發(fā)水分，從而能得到與將調(diào)整了水分量和粘度的油墨賦予記錄介質(zhì)P時(shí)同等的短期卷曲抑制效果。結(jié)果不僅能減少短期的翹起，而且對抑制長期的卷曲也是有效的。
(比較例)作為相對于實(shí)施例1和實(shí)施例2的比較例，使用相同的油墨測定不實(shí)施短期卷曲抑制處理時(shí)的卷曲。此時(shí)的卷曲測定方法如圖6所示，測定記錄介質(zhì)P的4個(gè)角由水平面翹起的量，計(jì)算平均值。下表1表示相對實(shí)施例1、2的比較例的卷曲測定結(jié)果。其結(jié)果如表1所示，油墨1、2、3中任一種利用具有長期卷曲抑制效果的溶劑，1周后的卷曲減少，但短期卷曲的發(fā)生增多。
表1

以上說明了本發(fā)明的噴墨記錄裝置的第1、第2種實(shí)施方式，但并不限定于上述實(shí)施方式，只要在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，其他實(shí)施方式及其組合或變形例都可以。
權(quán)利要求
1.一種噴墨記錄裝置，該裝置是通過在記錄介質(zhì)上賦予由記錄頭噴出的水性油墨形成圖像的噴墨記錄裝置，其特征在于，所述水性油墨含有規(guī)定量或規(guī)定量以上的卷曲抑制劑，同時(shí)具有規(guī)定值或規(guī)定值以下的粘度，為增加其粘度，該裝置具有蒸發(fā)上述水性油墨中含有的水分、抑制圖像形成后的記錄介質(zhì)發(fā)生卷曲的卷曲抑制裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的噴墨記錄裝置，其特征在于，所述水性油墨含有大于或等于15重量％的所述卷曲抑制劑，且粘度小于4cp。
3.如權(quán)利要求1或2所述的噴墨記錄裝置，其特征在于，所述卷曲抑制裝置包括使圖像形成后的記錄介質(zhì)的表面溫度大于或等于規(guī)定溫度的加熱裝置。
4.一種圖像形成裝置，該裝置使用噴出油墨的記錄頭形成圖像，所述油墨含有大于或等于15重量％的卷曲抑制劑，且含有60重量％的水，該裝置包括在相對上述記錄頭的位置處輸送記錄介質(zhì)的輸送裝置；加熱記錄介質(zhì)以使所述記錄介質(zhì)的記錄結(jié)束部分的表面溫度能夠達(dá)到大于或等于60℃、小于或等于140℃的加熱裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的圖像形成裝置，其特征在于，所述加熱裝置在記錄介質(zhì)每單位面積的油墨附著量大于或等于2.23ml/m2時(shí)啟動(dòng)。
全文摘要
在將由記錄頭10噴出的水性油墨賦予記錄介質(zhì)P形成圖像時(shí)，利用加熱器12蒸發(fā)水性油墨中含有的水分，從而抑制圖像形成后的記錄介質(zhì)P上發(fā)生的卷曲。水性油墨是含有大于或等于15重量％的卷曲抑制劑、并且粘度小于4cp的油墨，圖像形成后蒸發(fā)被賦予記錄介質(zhì)P上的水性油墨中含有的水分，增加粘度，從而抑制卷曲的發(fā)生。
文檔編號(hào)B41M7/00GK1814447SQ200610002289
公開日2006年8月9日 申請日期2006年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月1日
發(fā)明者宇治彩子, 小板橋規(guī)文 申請人:佳能株式會(huì)社