專利名稱:圖像形成裝置、圖像形成方法、記錄組合物和盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及以油墨噴裝置為代表噴出或射出記錄組合物形成圖像的圖像形成裝置。尤其是,涉及利用一種分散有著色劑的記錄組合物的圖像形成裝置、使用這些裝置的圖像形成方法、由這種方法制造的記錄物、記錄組合物和容納有該記錄組合物的盒。
背景技術(shù):
噴射油墨滴以便記錄圖像的噴油墨記錄方法具有簡(jiǎn)單的打印裝置,并且因此有利的是成本低、裝置緊湊并且噪音低。而且,通過(guò)使用含有染料的油墨,該方法可以得到具有高色彩飽和度和鮮艷色調(diào)的印刷物。
然而,當(dāng)將這種含有染料的油墨打印在普通紙張上時(shí),油墨載色體將沿著纖維滲出,并且因此染料也會(huì)滲出。然后,符號(hào)的輪廓會(huì)變成鋸齒狀,并且圖像質(zhì)量會(huì)變差(這在下文中可稱為“羽化”)。而且,用含有染料的油墨產(chǎn)生的印刷物易受水粘附的攻擊,因?yàn)樵撊玖先苡谒⑹箞D像變形。而且,當(dāng)暴露于光如日光時(shí),染料通過(guò)光吸收而離解并且發(fā)生褪色。如上所述,當(dāng)使用有染料的油墨時(shí),為了換取鮮艷的色調(diào),將出現(xiàn)一些如上所述的問(wèn)題。
為了克服此類問(wèn)題,提出了用顏料代替染料作為著色劑的油墨。由于該著色劑是顏料,當(dāng)將該油墨打印在普通紙張上時(shí),即使油墨載色體沿著纖維滲出,該著色劑也不滲出,因?yàn)榉稚⒌念伭嫌捎趐H值的改變而陷在纖維或凝聚體之間。因此顯著地改善羽化。同樣,由于顏料幾乎不溶于水,提高了耐水性,并且由于它們是由顆粒形成的,提高了耐光性,并且在表面上提高了耐褪色性。
然而,分散有顏料的油墨的缺點(diǎn)是當(dāng)溶劑揮發(fā)時(shí)容易形成沉積物或沉淀物。因此,當(dāng)顏料靠近噴嘴沉積時(shí),它會(huì)影響油墨的出料。如果顏料靠近噴嘴沉積,當(dāng)油墨出料時(shí),油墨被吸引到沉積物一側(cè),導(dǎo)致出料方向偏離其預(yù)定方向,一種被稱為“出料彎曲”的現(xiàn)象。該顏料的沉積物對(duì)于使用熱能噴射油墨的熱噴油墨頭特別麻煩。熱噴油墨頭通過(guò)對(duì)油墨施加熱量并且使其產(chǎn)生氣泡獲得出料的能量。當(dāng)重復(fù)進(jìn)行這種出料操作時(shí),靠近噴嘴的溫度增加,并且這會(huì)最終導(dǎo)致該油墨的大量揮發(fā)性組分蒸發(fā),并形成顏料的沉積物。因此,當(dāng)用熱噴油墨頭進(jìn)行連續(xù)打印時(shí),由于顏料沉積物很可能發(fā)生油墨的出料彎曲。
面對(duì)這個(gè)問(wèn)題,迄今為止已經(jīng)提出幾個(gè)建議。這些建議包括例如,油墨中的鐵含量為0.3ppm或以下的含水油墨(日本專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開(JP-A)No.08-311379)、油墨中的鋇含量為4ppm或以下的含水油墨(JP-ANo.08-311380)、油墨中的脂肪酸含量為0.3重量%或以下的含水油墨(JP-A No.09-003374)和油墨中的脂肪酸酯含量為0.6重量%或以下的含水油墨(JP-A No.09-003375)。根據(jù)這些建議,通過(guò)降低油墨中的雜質(zhì)減少油墨的凝聚。
其它的建議包括例如,利用一種油墨的噴油墨打印方法,該油墨含有顏料顆粒、滲透(潤(rùn)濕)劑和水,其中在顏料顆粒的表面上具有含硫的分散性-給予基團(tuán)(JP-A No.2001-287455);和用于噴油墨的油墨,該油墨含有顏料顆粒、具有表面張力在20℃時(shí)為40mN/m或以上的含水有機(jī)溶劑和水,其中在該顆粒表面上具有含硫的分散性-給予基團(tuán)(JP-A2001-254033)。根據(jù)這些建議,可以改善油墨出料的穩(wěn)定性。
然而,這些建議沒(méi)有考慮同時(shí)進(jìn)行高速打印并且抑制出料彎曲。以下建議解決同時(shí)進(jìn)行高速打印并且抑制出料彎曲。提出使用含有顏料、分散劑和溶劑的油墨的噴油墨記錄方法,其中該顏料的平均直徑小于100nm并且每分鐘液滴的體積是6pl或以下(JP-A No.2001-239751);和使用一種在工作頻率為15kHz或以上運(yùn)行并且放出含有顏料、分散劑和溶劑的油墨的頭的噴油墨記錄方法,其中該顏料的平均直徑小于100納米(JP-A No.2001-239744)。根據(jù)這些建議,即使增加工作頻率,油墨的出料方向沒(méi)有彎曲。
然而,雖然這些建議考慮了在高的工作頻率下抑制出料彎曲,它們沒(méi)有考慮當(dāng)使用頭進(jìn)行掃描的數(shù)目被降低用于高速打印時(shí)尤其是當(dāng)用所謂的一次通過(guò)的打印(one-pass printing)形成圖像時(shí)油墨的出料彎曲,在一次通過(guò)的打印中,在單次頭掃描中打印一排排沿著主掃描方向排列的點(diǎn)。因此上述建議不滿足有關(guān)抑制一次通過(guò)的打印中的出料彎曲,并且現(xiàn)狀是需要進(jìn)一步改善并且開發(fā)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是獲得一種在高速打印中使用顏料油墨不發(fā)生出料彎曲并且可以形成沒(méi)有白色條紋的鮮艷圖像的圖像形成裝置、圖像形成方法、記錄組合物和容納有該記錄組合物的盒以及這種圖像的記錄物。尤其是,一個(gè)目的是獲得一種甚至在連續(xù)使用熱噴油墨頭下也不導(dǎo)致出料彎曲并且可以形成沒(méi)有白色條紋的鮮艷圖像的圖像形成裝置、圖像形成方法、記錄組合物、盒和記錄物。另外,本發(fā)明的另一個(gè)目的是獲得一種可以形成同時(shí)滿足耐水性和耐光性圖像的圖像形成裝置、圖像形成方法、記錄組合物盒和記錄物。
為了使用噴油墨記錄方法進(jìn)行高速打印,所謂的一次通過(guò)的打印是有效的,其中在單次頭掃描中打印一排排沿著主掃描方向排列的點(diǎn)。在將固定在盒中的頭左右移動(dòng)進(jìn)行掃描同時(shí)將一張紙相對(duì)移動(dòng)以便形成圖像的方法中,一次通過(guò)的打印在一次頭掃描中打印一排排沿著主掃描方向排列的點(diǎn),并且不進(jìn)行重新打印。因此,有可能使頭掃描的次數(shù)最小化并降低打印單張紙所需的時(shí)間、提高高速打印能力。
這種一次通過(guò)的打印有利于高速打印的能力,但是當(dāng)發(fā)生油墨的出料彎曲時(shí),由于不能用另一個(gè)沒(méi)有出料彎曲的噴嘴替換失效的噴嘴以形成點(diǎn),可能導(dǎo)致圖像缺陷。特別是,當(dāng)使用含有著色劑如顏料的分散體的油墨時(shí),由于著色劑可能沉積,容易發(fā)生出料彎曲,并且這非常有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的圖像缺陷,如圖2所示白色條紋。
參考圖2,左側(cè)圖案215是由正常噴嘴(無(wú)出料彎曲并且無(wú)出料故障)制成的,而右側(cè)圖案217是不正常的圖案(具有出料彎曲和出料故障)??梢杂^察到出料彎曲211和出料故障。
另一方面,在所謂的多次通過(guò)的方法中,其中通過(guò)幾次掃描操作形成一排排沿著主掃描方向排列的點(diǎn),不同的噴嘴沿著主掃描方向打印單行點(diǎn)。因此,即使在一個(gè)噴嘴中發(fā)生出料彎曲,白色條紋也不會(huì)非常引人注意,并且如果其它的噴嘴在起作用時(shí)可以校正。然而,對(duì)于一次通過(guò)的打印,一個(gè)噴嘴的失效會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的圖像缺陷,因此必須高水平地抑制出料彎曲。在抑制出料彎曲以防止一次通過(guò)的打印中的圖像缺陷方面還沒(méi)有進(jìn)行研究,這種研究被稱為新的觀點(diǎn)和挑戰(zhàn)。
發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在如上所述的圖像形成裝置中,可以通過(guò)限制著色劑的平均直徑為70nm或以下來(lái)抑制著色劑的沉積,并且即使用一次通過(guò)的打印也能高速形成鮮艷的圖像,而不出現(xiàn)出料彎曲,因而如此實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
相應(yīng)地,本發(fā)明提供一種圖像形成裝置,包括向記錄介質(zhì)噴射含有著色劑分散體的記錄組合物的記錄頭,該裝置通過(guò)控制記錄頭相對(duì)于記錄介質(zhì)掃描在記錄介質(zhì)上形成圖像,其中著色劑的平均直徑為70nm或以下,并且在單次掃描中形成一排排沿著主掃描方向排列的圖像點(diǎn)。
假定由于以下原因,減小著色劑的直徑可以抑制其凝聚。具體地說(shuō),著色劑以分散狀態(tài)包含在油墨中(記錄組合物),其中帶電排斥力在著色劑顆粒之間起作用,防止著色劑顆粒的聚結(jié)和凝聚。這種排斥力通常是基于帶電基團(tuán)如著色劑本身的陰離子基團(tuán)、著色劑周圍的分散劑的陰離子基團(tuán)等的電荷。當(dāng)油墨的揮發(fā)性溶劑蒸發(fā)時(shí),著色劑的濃度增加,當(dāng)克服著色劑顆粒之間排斥力的能壘,導(dǎo)致著色劑顆粒之間碰撞。著色劑顆粒的一部分碰撞導(dǎo)致聯(lián)合,引發(fā)凝聚。當(dāng)這種凝聚發(fā)生在接近噴嘴處并且其尺寸變得顯著時(shí),發(fā)生出料彎曲,其中當(dāng)油墨出料進(jìn)入空氣時(shí)油墨被吸引到凝聚體上。
向油墨中添加一定量的著色劑以實(shí)現(xiàn)一定的圖像密度。當(dāng)比較具有相同添加量的著色劑的油墨時(shí),隨著著色劑直徑變小,著色劑的總表面積變大。當(dāng)著色劑的表面的組成相同并且假定著色劑表面上的帶電基團(tuán)的密度(每一單位面積上的數(shù)量)相對(duì)于著色劑顆粒的直徑恒定時(shí),隨著著色劑直徑變小,油墨中整個(gè)著色劑的總電荷變大,因此假定油墨中著色劑顆粒之間的排斥力整體上變大。由于這個(gè)緣故,假定即使是在油墨的溶劑蒸發(fā)并且著色劑可能沉積的條件下,本發(fā)明的油墨防止了這種沉積物,因此不發(fā)生油墨的出料彎曲。
而且,可以用下文作為另外一種解釋。假設(shè)當(dāng)著色劑顆粒之間的碰撞概率相同的時(shí),著色劑顆粒的聯(lián)合速度相同。換句話說(shuō),假定每單位時(shí)間聯(lián)合著色劑顆粒的數(shù)目相同,應(yīng)該認(rèn)為著色劑顆粒越小,在一定時(shí)間內(nèi)形成凝聚體的尺寸變得越小。因此,具有較小平均直徑的著色劑將會(huì)具有較小尺寸的沉積凝聚體,產(chǎn)生抗出料彎曲性能。
如上所述,通過(guò)限制著色劑的平均直徑為70nm或以下并且使用在單次掃描中形成一排排沿著主掃描方向排列的點(diǎn)的圖像形成裝置,能高速地獲得無(wú)白色條紋和密度波動(dòng)的鮮艷圖像。
本發(fā)明的記錄組合物用于一種圖像形成裝置,該裝置包括向記錄介質(zhì)噴射含有著色劑分散體的記錄組合物的記錄頭,該裝置通過(guò)控制記錄頭相對(duì)于記錄介質(zhì)掃描并且在單次掃描中在記錄介質(zhì)上形成一排排沿著主掃描方向排列的圖像的點(diǎn),其中記錄介質(zhì)中著色劑的平均直徑為70nm或以下。
本發(fā)明的記錄物包括由本發(fā)明的記錄組合物在記錄材料上形成的圖像。
本發(fā)明的盒在容器內(nèi)容納有本發(fā)明的記錄組合物。
圖1是說(shuō)明噴油墨記錄方法的一次通過(guò)的打印的示意圖。
圖2在說(shuō)明一次通過(guò)的打印的圖像缺陷的實(shí)例中打印的噴嘴格子圖案的示意圖。
圖3是本發(fā)明圖像形成裝置的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖4是本發(fā)明的盒一個(gè)實(shí)例的透視圖。
圖5是圖4的盒的剖視圖;圖6A、6B、6C和6D是說(shuō)明氣泡噴射(在日本注冊(cè)商標(biāo))記錄頭的裝置的示意圖。
圖7A、7B、7C、7D、7E、7F和7G是氣泡噴射(在日本注冊(cè)商標(biāo))記錄頭出料的油墨滴的原理的示意圖。
圖8A和8B是說(shuō)明另一種氣泡噴射(在日本注冊(cè)商標(biāo))記錄頭的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖9是本發(fā)明使用的噴油墨頭的實(shí)例的視圖。
圖10是向圖9的記錄頭提供三色油墨的實(shí)例的視圖。
圖11顯示串行打印機(jī)的結(jié)構(gòu)的實(shí)例的示意圖。
圖12是向圖9的記錄頭提供四色油墨的實(shí)例的視圖。
圖13是具有四色油墨成排出料的另一記錄頭的局部視圖。
圖14顯示4色噴油墨頭的結(jié)構(gòu)的實(shí)例的示意圖。
圖15A和15B是顯示4色噴頭的結(jié)構(gòu)的實(shí)例的其它示意圖。
具體實(shí)施例方式
(圖像形成裝置、圖像形成方法和記錄組合物)本發(fā)明圖像形成裝置包括記錄頭,該記錄頭包括一種包含著色劑分散體的記錄組合物,并且該記錄頭向記錄介質(zhì)噴射記錄組合物,并且通過(guò)使記錄頭相對(duì)于記錄介質(zhì)掃描在記錄介質(zhì)上形成圖像,其中記錄介質(zhì)中著色劑的平均直徑為70nm或以下,并且在單次掃描中形成一排排沿著主掃描方向排列的圖像的點(diǎn)。
本發(fā)明的圖像形成裝置包括圖像形成步驟,其中記錄頭包括一種含有著色劑分散體的記錄組合物,并且該記錄頭向記錄介質(zhì)噴射記錄組合物,控制記錄頭相對(duì)于記錄介質(zhì)掃描在記錄介質(zhì)上形成圖像,其中記錄組合物中著色劑的平均直徑為70nm或以下,并且在單次掃描中形成一排排沿著主掃描方向排列的圖像的點(diǎn)。
本發(fā)明的記錄組合物用于本發(fā)明的圖像形成裝置和圖像形成方法。
本發(fā)明的記錄組合物的詳細(xì)內(nèi)容通過(guò)以下本發(fā)明的圖像形成裝置和圖像形成方法的說(shuō)明將會(huì)變得清楚。
記錄組合物中著色劑顆粒的平均直徑為70nm或以下,優(yōu)選50nm或以下,并且更優(yōu)選30nm或以下。當(dāng)著色劑顆粒的直徑為70nm或以下時(shí),著色劑顆粒之間的排斥力會(huì)變得足夠大,以致于抑制著色劑沉積物并且降低沉積凝聚體的尺寸,因此很少發(fā)生出料彎曲。在本文中,如果著色劑顆粒的平均直徑為50納米或以下,著色劑顆粒的總表面積會(huì)變得更大,導(dǎo)致排斥力更大,導(dǎo)致進(jìn)一步增加該效果,因此限制白色條紋的出現(xiàn),并且也限制密度波動(dòng)。當(dāng)著色劑顆粒的平均直徑為30nm或以下時(shí),甚至獲得更大的效果,以致于高水平地控制白色條紋和控制密度波動(dòng)。平均直徑的下限理想的是1nm或以上。如上所述,顏料用作著色劑改善了耐光性。然而,即使著色劑是顏料,當(dāng)平均直徑小于1nm時(shí),耐光性將下降并且接近染料的耐光性。
根據(jù)本發(fā)明,所謂的一次通過(guò)的打印是通過(guò)單次記錄頭掃描形成沿著主掃描方向排列的單排點(diǎn),在一次通過(guò)的打印中,如圖1所示,在單次掃描中形成一排排沿著主掃描方向排列的點(diǎn)。其中主掃描方向定義為記錄頭相對(duì)于記錄介質(zhì)移動(dòng)的方向。由于一個(gè)噴嘴在一頭掃描中形成沿著主掃描方向排列的一排點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)最高的打印速度。
參考圖1,箭頭201表示主掃描方向,并且箭頭203是次掃描方向。噴嘴表面205在主掃描方向上移動(dòng)(掃描)用油墨形成一排排點(diǎn)。如所示,沿著主掃描方向的各排是由從相應(yīng)噴嘴出料的油墨形成的。
而且,通過(guò)將記錄組合物調(diào)節(jié)到含有10重量%或以上含水有機(jī)溶劑,即使油墨的揮發(fā)性組分蒸發(fā)也能保證分散穩(wěn)定性,因?yàn)楹袡C(jī)溶劑分散著色劑。因此,著色劑不會(huì)沉積,并且因此抑制油墨的出料彎曲。
為了防止記錄組合物的干燥,或?yàn)榱烁纳票景l(fā)明化合物的溶解穩(wěn)定性和分散性的目的,可使用含水有機(jī)溶劑。含水有機(jī)溶劑的實(shí)例包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇、1,5-戊二醇、1,5-己二醇、甘油、1,2,6-己烷三醇、1,2,4-丁三醇、1,2,3-丁三醇、petriol(3-甲基-1,3,5-戊三醇)及其它多元醇;乙二醇一乙醚、乙二醇一丁醚、二乙二醇一甲醚、二甘醇一乙醚、二甘醇一丁醚、四甘醇一甲基醚、丙二醇一乙基醚及其它多元醇烷基醚;乙二醇一苯醚、乙二醇一芐醚及其它多元醇芳基醚;N-甲基-2-吡咯烷酮、N-羥乙基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、1,3-二甲基咪唑烷酮,ε-己內(nèi)酰胺及其它含氮雜環(huán)化合物;甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺及其它酰胺;單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、單乙胺、二乙胺、三乙胺及其它胺;二甲亞砜、環(huán)丁砜、硫代二乙醇及其它含硫的化合物;碳酸亞丙酯、碳酸亞乙酯、和γ-丁內(nèi)酯。這些溶劑中的每一種可以單獨(dú)與水或兩種或更多種與一起水使用。
在這些溶劑中,尤其優(yōu)選的是二甘醇、甘油、1,2,6-己烷三醇、1,2,4-丁三醇、petriol(3-甲基-1,3,5-戊三醇)、1,5-戊二醇、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-羥乙基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮和1,3-二甲基咪唑烷酮。通過(guò)使用這些溶劑中的至少一種,可以獲得優(yōu)異的效果防止由于水汽蒸發(fā)導(dǎo)致的噴射性能失效、高溶解性能和高分散性能。
另外,通過(guò)在25℃下將油墨的靜態(tài)表面張力調(diào)節(jié)到25mN/m到50mN/m,當(dāng)發(fā)生輕微的出料彎曲時(shí),油墨適度滲出并且覆蓋那些由出料彎曲所引起白色條紋的部分,因此白色條紋不會(huì)很明顯。如果靜態(tài)表面張力超過(guò)50mN/m,油墨的滲出被過(guò)度抑制并且不足以覆蓋由出料彎曲導(dǎo)致的圖像缺陷,結(jié)果是形成白色條紋。另一方面,如果靜態(tài)表面張力小于25mN/m,則噴嘴表面的排斥性不足,油墨會(huì)從噴嘴口流出到噴嘴表面,因此不會(huì)形成彎液面。因此,抑制油油墨顆粒的形成,導(dǎo)致出料彎曲。
而且,通過(guò)在25℃將油墨的粘度調(diào)節(jié)到2mPa·s到30mPa·s,當(dāng)發(fā)生輕微的出料彎曲時(shí),油墨水適度滲出并且覆蓋那些由出料彎曲所引起白色條紋的部分,因此白色條紋不會(huì)明顯。如果粘度超過(guò)30mPa·s,油墨的滲出被過(guò)度抑制并且不足以覆蓋由出料彎曲導(dǎo)致的圖像缺陷,結(jié)果是形成白色條紋。另一方面,如果粘度小于2mPa·s,油墨的滲出將會(huì)如此多,以致于符號(hào)滲出、色彩混合等并且極大地?fù)p壞圖像質(zhì)量。
任何具有除了黑色以外的顏色的著色劑均可根據(jù)本發(fā)明適當(dāng)?shù)厥褂?,只要它可以分散在記錄組合物中。典型的實(shí)例包括顏料、油染料等。這些著色劑優(yōu)選使用選自青色、洋紅、黃色、紅色、綠色、藍(lán)色和白色中的一種顏色。對(duì)于本發(fā)明,尤其優(yōu)選的是使用顏料,因?yàn)樵趪娮焯幉话l(fā)生沉積,并且通過(guò)使用顏料,該油墨的耐光性和耐水性比使用染料更好。顏料的具體實(shí)例如下文所示。這些顏料可以以兩種或更多種的混合物、或與染料或其它顏料的混合物使用。這些可以以維持本發(fā)明的效果的用量添加。
有機(jī)顏料的實(shí)例包括偶氮、酞菁、蒽醌、二噁嗪、靛青、硫靛藍(lán)、二萘嵌苯、異吲哚滿酮(isoindolenone)、苯胺黑、甲亞胺、若丹明B色淀、炭黑顏料等。無(wú)機(jī)顏料的實(shí)例包括氧化鐵、二氧化鈦、碳酸鈣、硫酸鋇、氫氧化鋁、鋇黃、普魯士藍(lán)、鎘紅、鉻黃、金屬粉末等。
如上所述,所使用的這些顏料的平均直徑為70納米或以下來(lái)抑制沉積。為了進(jìn)一步抑制沉積,優(yōu)選50nm或以下,并且更優(yōu)選30nm或以下。由于隨著平均直徑變小,出料彎曲變少,白色條紋出現(xiàn)的概率會(huì)變小,并且圖像密度波動(dòng)同樣降低。如果它超過(guò)70nm,顏料沉積將增加,導(dǎo)致出料彎曲并且隨后現(xiàn)出白色條紋。
噴油墨頭出料孔的尺寸(在下文中稱為“噴嘴直徑”)相對(duì)于著色劑顆粒直徑的比(在下文中“粒徑”)影響圖像質(zhì)量。
隨著粒徑增加,沉積物變大,但是如果噴嘴直徑足夠大,則沉積物的形成不會(huì)過(guò)度影響記錄組合物出料進(jìn)入空氣的方向。然而,即使使用相同的記錄組合物,隨著噴嘴直徑減小,沉積物作為障礙物的作用變大,并且因此明顯地影響記錄組合物飛行路徑的方向。結(jié)果是,即使使用相同的記錄組合物,隨著噴嘴直徑減小,可能出現(xiàn)出料彎曲。對(duì)于本發(fā)明,已經(jīng)研究了減少出料彎曲的方法,并且結(jié)果是通過(guò)調(diào)節(jié)著色劑的平均直徑Dp(μm)和記錄頭出料孔開口的尺寸Dn(μm),以致于使它們滿足Dp/Dn≤0.003,可以有效地降低記錄組合物的出料彎曲,并且可以用一次通過(guò)的打印獲得沒(méi)有密度波動(dòng)和白色條紋的鮮艷的印刷物。
另外,記錄組合物的出料速度也影響圖像質(zhì)量。當(dāng)形成相同尺寸的沉積物時(shí),如果出料速度V處于一定水或以上,則可以降低出料彎曲。出料速度優(yōu)選為2.0m/s到30.0m/s,并且更優(yōu)選為4.0m/s到25.0m/s。如果它為2.0m/s或以上,則記錄組合物的撞擊點(diǎn)的位置精確度高,并且如果它為4.0m/s或以上,撞擊點(diǎn)的位置精確度會(huì)更高,并且即使在超高速度打印中,它可以使記錄組合物到達(dá)其目標(biāo)處。另一方面,如果它低于2.0m/s,記錄介質(zhì)和頭之間距離的波動(dòng)極大地影響撞擊點(diǎn)的位置精確度,并且撞擊點(diǎn)會(huì)遠(yuǎn)離目標(biāo)點(diǎn)。因此,可能發(fā)生問(wèn)題如細(xì)線(thinlines)纏繞。另一方面,如果它為30.0m/s或以下,抑制附屬顆粒(由出料記錄組合物的碎裂作用形成的不需要的顆粒)的出現(xiàn),并且形成幾乎完整圓形的像素。如果它為25.0/s或以下,則進(jìn)一步抑制附屬顆粒的形成并且形成更加接近完整圓形的像素。如果它超過(guò)30.0m/s,則會(huì)形成附屬顆粒,導(dǎo)致像素變成橢圓或破碎的,并且因此使細(xì)線變模糊或變成雙重的。
表面活性劑可作為滲透(潤(rùn)濕)劑添加到本發(fā)明的記錄組合物中。該潤(rùn)濕劑用于改善記錄組合物和記錄介質(zhì)之間的潤(rùn)濕性并且控制滲透速率。以下列結(jié)構(gòu)式(I)、(II)、(III)和(IV)表示的化合物優(yōu)選用作潤(rùn)濕劑。更具體地說(shuō),結(jié)構(gòu)式(I)的聚氧乙烯烷基苯基醚表面活性劑、結(jié)構(gòu)式(II)的乙炔乙二醇表面活性劑、結(jié)構(gòu)式(III)的聚氧乙烯烷基醚表面活性劑和結(jié)構(gòu)式(IV)的聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚表面活性劑可以降低處理液組合物的表面張力并且改善潤(rùn)濕性,從而增加滲透速率。
在結(jié)構(gòu)式(I)中,“R”表示具有6到14個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烴;并且“k”表示5到20的整數(shù)。
在結(jié)構(gòu)式(II)中,“m”和“n”均是20或以下的整數(shù),并且“m”和“n”的總和大于0并且等于或小于40。
R-(OCH2CH2)nH。。。(III)在結(jié)構(gòu)式(III)中,“R”表示具有6到14個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烴;并且“n”表示5到20的整數(shù)。
在結(jié)構(gòu)式(IV)中,“R”表示具有6到14個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烴;并且“m”和“n”獨(dú)立地為1到20的整數(shù)。
除了結(jié)構(gòu)式(I)、(II)、(III)和(IV)的化合物之外,潤(rùn)濕劑還包括二甘醇一苯醚、乙二醇一苯醚、乙二醇單烯丙基醚、二甘醇一苯基醚、二甘醇一丁醚、丙二醇一丁醚、四甘醇氯苯醚及多元醇的其它烷基和芳基醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物及其它非離子型表面活性劑、含氟表面活性劑、乙醇、2-丙醇及其它低級(jí)醇;其中二甘醇一丁醚是優(yōu)選的。
可向本發(fā)明的記錄組合物中添加防腐-防霉劑用于抑制霉的腐爛或生長(zhǎng)。這種防腐-防霉劑的實(shí)例包括脫氫醋酸鈉、山梨酸鈉、鈉2-吡啶硫醇-1-氧化物、異噻唑啉化合物、苯甲酸鈉、五氯酚鈉等。
可向本發(fā)明的記錄組合物中添加防腐劑用于防止與該組合物接觸的部件的腐蝕。防腐劑的實(shí)例包括酸式亞硫酸鹽、硫代硫酸鈉、硫代二甘醇銨、二異丙基亞硝酸銨、四硝基季戊四醇、二環(huán)己基亞硝酸銨等。
可向本發(fā)明的記錄組合物中添加pH值調(diào)節(jié)劑用于增加組合物的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。任何物質(zhì)均可以用作pH值調(diào)節(jié)劑,只要能將pH值調(diào)節(jié)到一定水平,而不對(duì)被添加的油墨產(chǎn)生不利影響。pH值調(diào)節(jié)劑的實(shí)例包括二乙醇胺、三乙醇胺及其它胺;氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀及其它堿金屬氫氧化物;氫氧化銨、季銨堿、氫氧化季磷;碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀及其它堿金屬碳酸鹽等。
可向本發(fā)明的記錄組合物中添加消泡劑用于抑制組合物的發(fā)泡。在消泡劑中,優(yōu)選使用硅樹脂消泡劑。通常,硅樹脂消泡劑的種類包括油、復(fù)合(compound)、自乳化和乳液??紤]在含水介質(zhì)中的用途,自乳化或乳液硅樹脂消泡劑對(duì)于保證可靠性是理想的。同樣可以使用改性硅樹脂消泡劑,如氨基改性、甲基丙烯?;男?、聚醚改性、烷基改性、高級(jí)脂肪酸酯改性、烯烴基-氧化物改性的硅樹脂消泡劑等。
市售硅樹脂消泡劑包括例如那些由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.提供的(例如KS508、KS531、KM72、KM85等)、那些由Dow CorningToray Silicone Co.,Ltd.提供的(例如Q2-3183A、SH5510等)、那些由Nippon Unicar Co.,Ltd.提供的(例如SAG30等)、那些由Asahi DenkaCo.,Ltd.提供的(例如ADEKANOL系列)等。這些消泡劑添加到油墨中的用量可以小到只是有效的量,但是一般說(shuō)來(lái),理想的是在0.001重量%到3重量%的范圍內(nèi),并且優(yōu)選在0.005重量%到0.5重量%的范圍內(nèi)。
下面參考圖3說(shuō)明本發(fā)明的細(xì)節(jié)。然而,應(yīng)該理解為本發(fā)明不受其限制。
圖3顯示本發(fā)明圖像形成裝置的結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例。如圖3所示,噴油墨打印機(jī)1包括單獨(dú)含有青色、洋紅和黃色油墨的油墨盒2;具有多個(gè)噴嘴的記錄頭3,油墨從各個(gè)油墨盒2向記錄頭3供應(yīng);控制油墨盒2和記錄頭3的滑架4;從含有記錄紙張的送紙盤5a和5b或手動(dòng)送紙臺(tái)6載入記錄紙張的載入輥8;將打印的記錄紙張推向收集盤9的推出輥10。當(dāng)要在一張記錄紙上打印來(lái)自于主機(jī)的圖像數(shù)據(jù)時(shí),滑架4沿著滑架導(dǎo)輥11掃描并且記錄頭3根據(jù)圖像數(shù)據(jù)從其噴嘴將油墨出料到由載入輥8載入的記錄紙張上的打印部分7,以便記錄符號(hào)和圖像。
接著參考
可用于本發(fā)明裝置的記錄頭。然而,應(yīng)該理解為本發(fā)明不受其限制。
圖6A、6B、6C和6D是說(shuō)明氣泡噴射(在日本注冊(cè)商標(biāo))記錄頭的一個(gè)實(shí)例的示意圖,其中圖6A是頭的透視圖,圖6B是構(gòu)成該頭的頂部基材的透視圖,圖6C是從底側(cè)看的頂部基材的透視圖,并且圖6D是加熱基材的透視圖。在這些圖中,41是指頂部基材、42是加熱基材、43是記錄組合物進(jìn)口、44是出料孔、45是流動(dòng)途徑、46是用于形成液體室的空間、47是單獨(dú)(獨(dú)立)控制電極、48是通用電極、并且49是加熱元件。在本文中,可在玻璃基材或金屬基材上使用如蝕刻等的方法以便形成流動(dòng)途徑45或液體室46,以便制造頂部基材41,但是最優(yōu)選的制造方法是塑性鑄造。盡管這在開始制造模具時(shí)有點(diǎn)昂貴,由于此后能大規(guī)模生產(chǎn),能使每一個(gè)設(shè)備的造價(jià)降得非常低。
圖7A到7G是說(shuō)明用噴油墨的氣泡噴射(在日本注冊(cè)商標(biāo))方法出料的油墨滴原理的示意圖。圖7A顯示穩(wěn)態(tài)狀態(tài),其中油墨50、表面張力和外部壓力在出料孔平面平衡。圖7B顯示一種狀態(tài),其中加熱元件49被加熱,加熱元件49的表面溫度急劇上升直到相鄰層的油墨沸騰并且形成小的氣泡51。
圖7C顯示一種狀態(tài),其中加熱元件49迅速加熱附近的油墨層,油墨瞬時(shí)沸騰并且形成沸騰層,該氣泡51變大。在這時(shí)候,出料孔內(nèi)的壓力相對(duì)于氣泡的生長(zhǎng)量上升,導(dǎo)致出料孔平面處的外部壓力和出料孔的油墨柱50’的生長(zhǎng)失去平衡。
圖7D說(shuō)明一種狀態(tài),其中氣泡51長(zhǎng)大到最大尺寸,并且與氣泡相等體積的油墨從出料孔中擠出。在這時(shí)候,沒(méi)有電通過(guò)加熱元件49,并且加熱元件49的表面溫度下降。施加電脈沖之后不久氣泡51的體積達(dá)到最大值。
圖7E顯示一種狀態(tài),其中由于被油墨等冷卻,氣泡51開始收縮。在前端,油墨柱50’維持其擠出的速度,并且向前移動(dòng),并且在末端,由于氣泡收縮引起出料孔的內(nèi)壓力的降低,該油墨從出料孔向后流回內(nèi)部,由此在油墨柱50’中形成頸50”。
圖7F顯示一種狀態(tài),其中氣泡進(jìn)一步收縮,油墨50與加熱元件49的表面接觸,并且該表面被進(jìn)一步迅速冷卻。在出料孔平面處,出料孔的外部壓力比內(nèi)部壓力更高,導(dǎo)致在出料孔深處形成彎液面。目前油墨柱前端是液滴52,它以1m/s到30m/s的速度飛向記錄紙張。
圖7G顯示由于油墨通過(guò)毛細(xì)管作用重新填入出料孔,恢復(fù)到圖7A的狀態(tài),氣泡完全消失。
圖8A和8B顯示一種頭,它與圖6A、6B、6C和6D的頭不一樣,在流動(dòng)途徑的前端具有噴嘴板60。圖8A顯示安裝噴嘴板60之前的頭,而圖8B顯示安裝之后的頭。同樣在這種情況下,可通過(guò)用例如準(zhǔn)分子激光器將樹脂(塑料)薄膜穿孔以形成噴嘴61、或用下述方法如蝕刻、電鑄、或沖壓金屬來(lái)制造這種噴嘴板。然而,材料應(yīng)該根據(jù)其硬度適當(dāng)選擇,如下文所述。
已經(jīng)說(shuō)明了氣泡噴射(在日本注冊(cè)商標(biāo))記錄頭的普通結(jié)構(gòu)和原理,該記錄頭采用加熱。然而,本發(fā)明不只局限于這方法,并且可采用所有的噴油墨記錄方法。
圖9是顯示本發(fā)明的噴油墨頭的實(shí)例的視圖。如所示,本發(fā)明的頭在通用的加熱元件基材70上具有多色油墨出料元件71Y、71M、71C。在這個(gè)實(shí)施例里,三色油墨黃色(Y)、洋紅(M)和青色(C)顯示為多色油墨。應(yīng)該注意在這個(gè)實(shí)例和以下實(shí)例中,為了簡(jiǎn)化圖,使用它們中的四個(gè)或五個(gè)來(lái)解釋對(duì)于每一種顏色的油墨出料元件和出料孔。然而,事實(shí)上優(yōu)選使用它們中的64到512個(gè)。
圖10是顯示圖9裝備有油墨容器80的記錄頭的視圖,油墨容器80分別提供黃色、洋紅、和青色油墨。應(yīng)該注意這個(gè)圖是顯示本發(fā)明包括記錄頭和油墨容器的噴油墨記錄頭的概念的圖形,因此與實(shí)際中的那些不同(如下文所述)。
圖11顯示一種所謂的串行打印機(jī)的結(jié)構(gòu)的視圖,該串行打印機(jī)在滑架上裝備有本發(fā)明的噴油墨頭以便進(jìn)行記錄。在圖11中,90是指本發(fā)明的噴油墨頭、91是記錄紙張、92是滑架、93是滑架的導(dǎo)輥、94是用于移動(dòng)滑架的螺桿、95是記錄紙張的載入輥、而96是記錄紙張控制輥。如已知現(xiàn)有技術(shù),當(dāng)其進(jìn)行記錄時(shí),記錄頭90(在實(shí)例中所示,安裝圖10所示的頭)在Y、M和C上垂直(載入記錄紙91的方向)排列成一排前后移動(dòng),以記錄紙91的前方為方向X。根據(jù)本發(fā)明,對(duì)每一次滑架的單次掃描,沿箭頭Y方向載入記錄紙。因此,用一次掃描記錄的區(qū)域由該頭的出料元件也就是該排出料孔的長(zhǎng)度決定。由于Y、M和C垂直排列成一排,需要兩次或更多次掃描以形成完整彩色記錄,兩次或更多次掃描允許Y、M和C油墨的打印區(qū)域重疊。
上述說(shuō)明已經(jīng)顯示了三色的實(shí)例,黃色、洋紅和青色,但是根據(jù)本發(fā)明,它同樣適用于具有黑(B)作為附加色的四色出料孔排的噴油墨。圖12顯示這樣一個(gè)實(shí)例,其中,黑色的油墨出料元件71B添加到圖9所示的實(shí)例中。
圖13是具有四色出料孔排的另一個(gè)實(shí)例。在圖6A到6D所示的實(shí)例中,對(duì)于每一色彩,提供獨(dú)立的油墨流動(dòng)途徑,但是在這個(gè)圖形的實(shí)例中,用于四色的流動(dòng)途徑被整體澆鑄在塑料100中。通過(guò)這種方法,可以顯著地降低其裝配成本。在這個(gè)圖中,四種色彩是黑色102、青色104、洋紅106和黃色108。
在典型的彩色噴油墨記錄器中,用色油墨填充如圖6A到6D所示的每一個(gè)記錄頭,并且與所使用的色彩一樣多的幾個(gè)記錄頭被排列在滑架110上。在本文中,111B、111C、111M和111Y是指分別用于出料黑色、青色、洋紅和黃色色油墨的記錄頭。箭頭114是指滑架移動(dòng)的方向。這樣做的一個(gè)原因是通過(guò)提供例如防止阻塞措施的實(shí)例保證可靠性。例如,當(dāng)結(jié)構(gòu)是如此這樣以致于均用一種色油墨填充的四個(gè)頭111B、111C、111M和111Y獨(dú)立地排列在如圖10所示的滑架110上時(shí),如果在一個(gè)頭上發(fā)生阻塞,可以通過(guò)簡(jiǎn)單地替換那個(gè)頭恢復(fù)到初始狀態(tài)。
它不僅包括如圖9到13所示的氣泡噴射(在日本注冊(cè)商標(biāo))的實(shí)例那樣將通用基材用作加熱基材的實(shí)例,而且包括如圖15A和15B所示的用多色油墨填充頭的實(shí)例,其中111B、111C、111M和111Y是整體層壓制成的。在這個(gè)實(shí)例里,為如圖15A所示的流動(dòng)途徑的前端112B、112C、112M、112Y提供通用的噴嘴板113。在這種情況下,由于通用的噴嘴板113是高精度穿孔、裝配并且聯(lián)合的,多重色彩的點(diǎn)的位置精確度高并且降低造價(jià)。
(盒)本發(fā)明提供一種含有具有如上所述性能的記錄組合物的盒。這種盒的實(shí)例如圖4和5所示。盒20在盒底盤中含有一種液體吸收器22,其中液體吸收器22吸收記錄組合物。盒底盤是由在其上部開口具有粘附或焊接的頂部構(gòu)件23的盒形成,并且例如可以是模制樹脂。液體吸收器22是多孔材料如聚氨酯泡沫體塑料,該多孔材料壓縮并插入盒底盤,然后進(jìn)行吸收記錄組合物。
在頂部構(gòu)件23上形成凹槽26,并且接近其中心形成通風(fēng)孔25。用長(zhǎng)條密封件29密封通風(fēng)孔25。密封件29由堵塞空氣(不透氣)的材料如具有低透氣性的鋁片或聚合物片材構(gòu)成。用于焊接的材料施加在密封件29粘附到該盒的一側(cè),并且通過(guò)熱封粘附在凹槽26的周圍。形成凹槽26以提供空間防止粘合材料堵塞通風(fēng)孔25。當(dāng)使用該盒時(shí),剝離密封件29使該盒20通向空氣。通過(guò)通向空氣,空氣進(jìn)入空間A。通過(guò)空氣的進(jìn)入,在打印過(guò)程中該記錄組合物會(huì)被平穩(wěn)地供應(yīng)給記錄頭。
在盒底盤的容器底部,形成向記錄頭供應(yīng)記錄組合物的液體供應(yīng)孔24。通過(guò)向液體供應(yīng)孔24中插入凸塊防止液體滲漏,凸塊在蓋部件27中形成,在盒的運(yùn)輸過(guò)程中可防止液體滲漏。當(dāng)它們連接在一起時(shí),在液體供應(yīng)孔24周圍,安裝彈性密封環(huán)如橡膠和防止液體滲漏的凸塊,用于密封液體供應(yīng)孔24。當(dāng)使用該盒時(shí),除去蓋部件27。
在盒底盤的容器一側(cè),盒的定位部分如此形成以致于當(dāng)在滑架上安裝盒20時(shí),該盒底盤固定在預(yù)定位置。為了替換,從滑架分開盒20,手指插入盒分離凹槽31,并且將手指放在盒分離凸塊30一側(cè)的盒分離手指接受部分30a上將其拉開。
由于本發(fā)明的圖像形成方法抑制了油墨中著色劑的沉積物,它同樣可以適用于使用基于熱能的噴油墨裝置的方法中,即熱頭圖像形成方法,該方法由于這種沉積易經(jīng)受油墨的出料彎曲。
(記錄物)通過(guò)本發(fā)明的噴油墨記錄裝置和噴油墨記錄方法記錄的記錄物是本發(fā)明的記錄物。本發(fā)明的記錄物包括由本發(fā)明的記錄用油墨在記錄材料上形成的圖像。
該記錄材料沒(méi)有限制并且可根據(jù)用途適當(dāng)選擇,而記錄材料的實(shí)例包括普通紙、光澤紙、專門紙、布、膜、上層投影(OHP)片材等??梢詥为?dú)使用或以兩種或多種材料組合形式使用這些材料。
記錄物可適當(dāng)?shù)赜糜诟鞣N用途,如沒(méi)有白色條紋和圖像密度波動(dòng)的材料,在該材料上記錄鮮艷的圖像。
實(shí)施例在下文中,本發(fā)明將通過(guò)實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明,但是應(yīng)該理解為本發(fā)明不受其限制。
1.記錄組合物的制備(1)黃色記錄組合物的制備實(shí)施例1黃色記錄組合物的制備實(shí)施例1是通過(guò)將下列組分混合并且通過(guò)0.8-μm的Teflon(注冊(cè)商標(biāo))過(guò)濾器過(guò)濾而制備的。
C.I.顏料黃74 10.0重量%1,3-丁二醇 7.5重量%甘油 2.5重量%DISPERNOL TOC 1.0重量%(可從NOF Corporation獲得的表面活性劑(I))2-吡咯烷酮2.0重量%脫氫醋酸鈉0.2重量%硫代硫酸鈉0.2重量%離子交換水余量在使用前,用LiOH水溶液調(diào)節(jié)上述組合物的pH到10.5。黃色組合物的制備實(shí)施例1中含有的顏料的平均直徑是95.0nm。各個(gè)記錄組合物的性能及其它信息如表1所示。
(2)黃色記錄組合物的制備實(shí)施例2黃色記錄組合物的制備實(shí)施例2是通過(guò)將100g制備實(shí)施例1的黃色記錄組合物和100g氧化鋯珠在球磨機(jī)的罐中旋轉(zhuǎn)粉碎并且混合3小時(shí)制備的。黃色組合物的制備實(shí)施例2中含有的顏料的平均直徑是65.0nm。
(3)黃色記錄組合物的制備實(shí)施例3黃色記錄組合物的制備實(shí)施例3是通過(guò)將100g制備實(shí)施例1的黃色記錄組合物和100g氧化鋯珠在球磨機(jī)的罐中旋轉(zhuǎn)粉碎并且混合12小時(shí)制備的。黃色組合物的制備實(shí)施例3中含有的顏料的平均直徑是48.0nm。
(4)黃色記錄組合物的制備實(shí)施例4黃色記錄組合物的制備實(shí)施例4是通過(guò)將100g制備實(shí)施例1的黃色記錄組合物和100g氧化鋯珠在球磨機(jī)的罐中旋轉(zhuǎn)粉碎并且混合36小時(shí)制備的。黃色組合物的制備實(shí)施例4中含有的顏料的平均直徑是27.0nm。
(5)黃色記錄組合物的制備實(shí)施例5到8
除了黃色記錄組合物的制備實(shí)施例1中的1,3-丁二醇和甘油的用量變?yōu)楸?所示的用量以外,黃色記錄組合物的制備實(shí)施例5到8是以制備實(shí)施例1中相同的方法制備的。這些記錄組合物中含有的顏料的平均直徑全部是65nm。
(6)黃色記錄組合物的制備實(shí)施例9除了不添加黃色記錄組合物的制備實(shí)施例1的表面活性劑(I)以外,黃色記錄組合物的制備實(shí)施例9是用制備實(shí)施例1中相同的方法制備的。該記錄組合物中含有的顏料的平均直徑是65nm。
(7)黃色記錄組合物的制備實(shí)施例10除了用OLEFIN STG表面活性劑(II)(可以從Nissin ChemicalIndustry Co.,Ltd.獲得)替換黃色記錄組合物的制備實(shí)施例1中的表面活性劑(I)以外,黃色記錄組合物的制備實(shí)施例10是用制備實(shí)施例1中相同的方法制備的。該記錄組合物中含有的顏料的平均直徑是65nm。
(8)青色記錄組合物的制備實(shí)施例1青色記錄組合物的制備實(shí)施例1是通過(guò)將下列組分混合并且通過(guò)0.8-pm的Teflon(注冊(cè)商標(biāo))過(guò)濾器過(guò)濾而制備的。
C.I.顏料藍(lán)15:310.0重量%1,3-丁二醇 7.5重量%甘油 2.5重量%DISPERNOL TOC 1.0重量%(可從NOF Corporation獲得的表面活性劑(I))2-吡咯烷酮2.0重量%脫氫醋酸鈉0.2重量%硫代硫酸鈉0.2重量%離子交換水余量在使用前,用LiOH水溶液調(diào)節(jié)上述組合物的pH到10.5。青色組合物的制備實(shí)施例1中含有的顏料的平均直徑是86.0nm。各個(gè)記錄組合物的性能及其它信息如表2所示。
(9)青色記錄組合物的制備實(shí)施例2青色記錄組合物的制備實(shí)施例2是通過(guò)將100g制備實(shí)施例1的青色記錄組合物和100g氧化鋯珠在球磨機(jī)的罐中旋轉(zhuǎn)粉碎并且混合3小時(shí)制備的。青色組合物的制備實(shí)施例2中含有的顏料的平均直徑是63.0nm。
(10)青色記錄組合物的制備實(shí)施例3青色記錄組合物的制備實(shí)施例3是通過(guò)將100g制備實(shí)施例1的青色記錄組合物和100g氧化鋯珠在球磨機(jī)的玻璃罐中旋轉(zhuǎn)粉碎并且混合24小時(shí)制備的。青色組合物的制備實(shí)施例3中含有的顏料的平均直徑是43.0nm。
(11)青色記錄組合物的制備實(shí)施例4青色記錄組合物的制備實(shí)施例4是通過(guò)將100g制備實(shí)施例1的青色記錄組合物和100g氧化鋯珠在球磨機(jī)的玻璃罐中旋轉(zhuǎn)粉碎并且混合48小時(shí)制備的。青色組合物的制備實(shí)施例4中含有的顏料的平均直徑是26.0nm。
(12)青色記錄組合物的制備實(shí)施例5到8除了青色記錄組合物的制備實(shí)施例1中的1,3-丁二醇和甘油的用量變?yōu)楸?所示的用量以外,青色記錄組合物的制備實(shí)施例5到8是以制備實(shí)施例2中相同的方法制備的。這些記錄組合物中含有的顏料的平均直徑全部是63nm。
(13)青色記錄組合物的制備實(shí)施例9除了不添加青色記錄組合物的制備實(shí)施例1的表面活性劑(I)以外,青色記錄組合物的制備實(shí)施例9是用制備實(shí)施例1中相同的方法制備的。該記錄組合物中含有的顏料的平均直徑是63nm。
(14)青色記錄組合物的制備實(shí)施例10除了用OLEFIN STG表面活性劑(II)(可以從Nissin ChemicalIndustry Co.,Ltd.獲得)替換青色記錄組合物的制備實(shí)施例1中的表面活性劑(I)以外,青色記錄組合物的制備實(shí)施例10是用制備實(shí)施例1相同的方法制備的。該錄組合物中含有的顏料的平均直徑是63nm。
(15)洋紅記錄組合物的制備實(shí)施例1洋紅記錄組合物的制備實(shí)施例1是通過(guò)將下列組分混合并且通過(guò)0.8-1μm的Teflon(注冊(cè)商標(biāo))過(guò)濾器過(guò)濾而制備的。
C.I.顏料紅122 10.0重量%1,3-丁二醇 7.5重量%甘油2.5重量%DISPERNOL TOC 1.0重量%(可從NOF Corporation獲得的表面活性劑(I))2-吡咯烷酮 2.0重量%脫氫醋酸鈉 0.2重量%硫代硫酸鈉 0.2重量%離子交換水 余量在使用前,用LiOH水溶液調(diào)節(jié)上述組合物的pH到10.5。洋紅組合物的制備實(shí)施例1中含有的顏料的平均直徑是105.0nm。各個(gè)記錄組合物的性能及其它信息如表3所示。
(16)洋紅記錄組合物的制備實(shí)施例2洋紅記錄組合物的制備實(shí)施例2是通過(guò)將100g制備實(shí)施例1的洋紅記錄組合物和100g氧化鋯珠在球磨機(jī)的罐中旋轉(zhuǎn)粉碎并且混合6小時(shí)制備的。洋紅組合物的制備實(shí)施例2中含有的顏料的平均直徑是69.0nm。
(17)洋紅記錄組合物的制備實(shí)施例3洋紅記錄組合物的制備實(shí)施例3是通過(guò)將100g制備實(shí)施例1的洋紅記錄組合物和100g氧化鋯珠在球磨機(jī)的玻璃罐中旋轉(zhuǎn)粉碎并且混合24小時(shí)制備的。洋紅組合物的制備實(shí)施例3中含有的顏料的平均直徑是47.nm。
(18)洋紅記錄組合物的制備實(shí)施例4
洋紅記錄組合物的制備實(shí)施例4是通過(guò)將100g制備實(shí)施例1的洋紅記錄組合物和100g氧化鋯珠在球磨機(jī)的玻璃罐中旋轉(zhuǎn)粉碎并且混合72小時(shí)制備的。洋紅組合物的制備實(shí)施例4中含有的顏料的平均直徑是29.0nm。
(19)洋紅記錄組合物的制備實(shí)施例5到8除了洋紅記錄組合物的制備實(shí)施例1中的1,3-丁二醇和甘油的用量變?yōu)楸?所示的用量以外,洋紅記錄組合物的制備實(shí)施例5到8是以制備實(shí)施例3中相同的方法制備的。這些記錄組合物中含有的顏料的平均直徑全部是69nm。
(20)洋紅記錄組合物的制備實(shí)施例9除了不添加洋紅記錄組合物的制備實(shí)施例1的表面活性劑(I)以外,洋紅記錄組合物的制備實(shí)施例9是用制備實(shí)施例1中相同的方法制備的。該記錄組合物中含有的顏料的平均直徑是69nm。
(21)洋紅記錄組合物的制備實(shí)施例10除了用OLEFIN STG表面活性劑(II)(可以從Nissin ChemicalIndustry Co.Ltd.獲得)替換洋紅記錄組合物的制備實(shí)施例1中的表面活性劑(I)以外,洋紅記錄組合物的制備實(shí)施例10是用制備實(shí)施例1中相同的方法制備的。該記錄組合物中含有的顏料的平均直徑是69nm。
2.記錄組合物的性能測(cè)試(1)顏料粒徑用離子交換水將各個(gè)記錄組合物稀釋200到1000倍,并且用粒度分析器(MICROTRAC UPA150,可以從Nikkiso Co.,Ltd.獲得)測(cè)試。50%的平均直徑的數(shù)值(D50)用作顏料的平均直徑。
(2)靜態(tài)表面張力在25℃下,用自動(dòng)表面張力計(jì)(CBVP-Z,可以從Kyowa InterfaceScience Co.,Ltd.獲得)測(cè)試。
(3)粘度在25℃下,用旋轉(zhuǎn)R型粘度計(jì)(Series 500可以從Toki Sangyo Co.,Ltd.獲得)測(cè)試。
3.實(shí)施例1到60和對(duì)比例1到10的圖像質(zhì)量評(píng)估(1)打印方法(1.1)實(shí)施例1到9和對(duì)比例1分別對(duì)于所制備的黃色、青色、和洋紅記錄組合物,通過(guò)記錄組合物制備中所述的方法制備的制備實(shí)施例1到10被填充入記錄組合物盒中,并且這些盒連接到圖3所示的圖像形成裝置。圖3的圖像形成裝置裝備有熱噴油墨頭。該熱噴油墨頭具有150個(gè)排列成一排的、出料孔直徑為30μm的噴嘴。30μm出料孔直徑相應(yīng)于約707μm2的區(qū)域。噴嘴的排列密度是400dpi,加熱元件的尺寸是22μm×90μm,并且電阻是110Ω。對(duì)于要出料的各個(gè)記錄組合物,調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)波形和驅(qū)動(dòng)電壓同時(shí)使用這個(gè)記錄頭使出料速度設(shè)定為預(yù)定值。表4顯示每一個(gè)記錄組合物的出料速度。用一次通過(guò)的打印連續(xù)打印三色,青色、黃色和洋紅的固態(tài)碎片(patches)500張,得到實(shí)施例1到9和對(duì)比例1的打印物質(zhì)。在實(shí)施例1到9中,將黃色記錄組合物的制備實(shí)施例2到10、青色記錄組合物的制備實(shí)施例2到10和洋紅記錄組合物的制備實(shí)施例2到10依次使用于三色組合中。在對(duì)比例1中,使用分別對(duì)于黃色、青色和洋紅記錄組合物的制備實(shí)施例1。
(1.2)實(shí)施例10到36和對(duì)比例2到10除了使用表5、6和7所示的記錄組合物和具有出料孔直徑也如表5、6和7所示的記錄頭,并且對(duì)各個(gè)記錄組合物調(diào)整驅(qū)動(dòng)波形和驅(qū)動(dòng)電壓使各個(gè)記錄組合物的出料速度為表5、6和7中所示的速度以外,實(shí)施例10到36和對(duì)比例2到10的印刷物用實(shí)施例1中相同的方法獲得。
(1.3)實(shí)施例37到60除了使用表8所示的記錄組合物和具有出料孔直徑也如表8所示直徑的記錄頭,并且對(duì)各個(gè)記錄組合物調(diào)整驅(qū)動(dòng)波形和驅(qū)動(dòng)電壓使各個(gè)記錄組合物的出料速度如表8所示的以外,實(shí)施例37到60的印刷物是用實(shí)施例1中相同的方法獲得。應(yīng)該注意20μm的出料孔直徑相應(yīng)于約314μm2的區(qū)域,而10μm相應(yīng)于約79μm2的區(qū)域。
(2)圖像質(zhì)量的評(píng)估在打印500之后,用一次通過(guò)的打印打印圖2所示的噴嘴格子圖案。這種格子圖案得到一種印刷物,其中從所有150個(gè)噴嘴出料的油墨標(biāo)記獨(dú)立并且成串行排列,并且在校正方式中能檢驗(yàn)該油墨是否從各個(gè)噴嘴出料。對(duì)于黃色、青色和洋紅三色,分別形成這種格子圖案,并且統(tǒng)計(jì)發(fā)生出料彎曲或出料故障的不正常噴嘴數(shù)目。結(jié)果如表4所示。
另外,對(duì)于白色條紋和密度波動(dòng),用肉眼觀察在第500張印刷物上用一次通過(guò)的打印形成的3色固態(tài)碎片,并且通過(guò)如下所示的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估成五個(gè)等級(jí)。結(jié)果如表4所示。另外,用光學(xué)顯微鏡觀察噴嘴和鄰近地區(qū)。
5.無(wú)白色條紋,并且無(wú)密度波動(dòng)4.無(wú)白色條紋,但有輕微密度波動(dòng)3.無(wú)白色條紋,但有明顯的表觀密度波動(dòng)2.可見白色條紋1.寬的可見白色條紋[表1]
注意對(duì)于每一種色彩提供150個(gè)噴嘴。C是青色、M是洋紅、和Y是黃色。
工業(yè)實(shí)用性(1)通過(guò)使用含有具有平均直徑為70nm或以下的著色劑的記錄組合物,可以抑制靠近噴嘴的著色劑沉積,并且由于可以用一次通過(guò)的打印進(jìn)行高速打印,可以高速獲得鮮艷無(wú)白色條紋的圖像,其中一次通過(guò)的打印中在一次掃描中形成一排排沿著主掃描方向排列的點(diǎn)。
(2)通過(guò)使用含有具有平均直徑為50nm或以下的著色劑的記錄組合物,可以進(jìn)一步抑制靠近噴嘴的著色劑沉積,以致于用一次通過(guò)的打印甚至在進(jìn)行高速打印時(shí),可以高速獲得無(wú)白色條紋并且具有較少圖像密度波動(dòng)的圖像。
(3)通過(guò)使用含有具有平均直徑為30nm或以下的著色劑的記錄組合物,可以更進(jìn)一步抑制靠近噴嘴的著色劑沉積物,以致于用一次通過(guò)的打印甚至在進(jìn)行高速打印的情況下,可以高速獲得無(wú)白色條紋并且具有進(jìn)一步限制圖像密度波動(dòng)的圖像。
(4)通過(guò)將含水有機(jī)溶劑相對(duì)于記錄組合物總量的含量調(diào)節(jié)到10重量%或以上,即使記錄組合物的揮發(fā)性組分蒸發(fā),它也不會(huì)干燥,因此可以抑制靠近噴嘴的著色劑的沉積物。
(5)通過(guò)在25℃下將記錄組合物的靜態(tài)表面張力限制在25mN/m到50mN/m的范圍內(nèi),記錄組合物可以實(shí)現(xiàn)一定量滲出(bleeding)同時(shí)維持出料穩(wěn)定性。結(jié)果,即使發(fā)生一些出料彎曲,該記錄組合物滲出到會(huì)變成白色條紋的部分,由此抑制白色條紋的出現(xiàn)。
(6)通過(guò)在25℃下將記錄組合物的粘度限制到2mPa·s到30mPa·s的范圍內(nèi),該記錄組合物可以實(shí)現(xiàn)一定量的滲出同時(shí)維持出料穩(wěn)定性。結(jié)果,即使發(fā)生一些出料彎曲,該記錄組合物滲出到變成白色條紋的部分,由此抑制白色條紋的出現(xiàn)。
(7)通過(guò)使用顏料作為著色劑,可以同時(shí)獲得高的耐水性和高的耐光性。
(8)通過(guò)將著色劑選擇成青色、洋紅、黃色、紅色、綠色和藍(lán)色中的一種,可以獲得鮮艷的彩色圖像。
(9)通過(guò)使用由熱能出料的噴射裝置,可以獲得高分辨率的圖像。
(10)通過(guò)使用如上所述方法,能獲得一種形成鮮艷圖像而無(wú)白色條紋和圖像密度波動(dòng)的圖像形成裝置和具有這種圖像的記錄物。
權(quán)利要求
1.一種圖像形成裝置,包括一種含有分散狀態(tài)著色劑的記錄組合物,該著色劑含有著色劑顆粒;和一種含有記錄組合物的記錄頭,該記錄頭向記錄介質(zhì)噴射記錄組合物,其中該圖像形成裝置通過(guò)控制記錄頭相對(duì)于記錄介質(zhì)掃描以在記錄介質(zhì)上形成圖像,著色劑顆粒的平均直徑為70nm或以下,并且在一次掃描中形成一排沿著主掃描方向排列的圖像點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像形成裝置,其中著色劑顆粒的平均直徑為50nm或以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像形成裝置,其中著色劑顆粒的平均直徑為30nm或以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任何一項(xiàng)的圖像形成裝置,其中該記錄頭具有開口的出料孔,并且著色劑顆粒的平均直徑Dp(μm)和該出料孔開口的尺寸Dn(μm)滿足公式Dp/Dn ≤0.003。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任何一項(xiàng)的圖像形成裝置,其中出料速度V(m/s)滿足公式2.0≤V≤30.0。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任何一項(xiàng)的圖像形成裝置,其中在25℃下記錄組合物的靜態(tài)表面張力為25mN/m到50mN/m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任何一項(xiàng)的圖像形成裝置,其中在25℃下記錄組合物的粘度為2mPa·s到30mPa·s。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任何一項(xiàng)的圖像形成裝置,其中通過(guò)由熱能使記錄組合物出料進(jìn)行噴射。
9.一種圖像形成方法,包括以下步驟提供一種含有記錄組合物的記錄頭,該記錄頭向記錄介質(zhì)噴射記錄組合物;并且控制記錄頭相對(duì)于記錄介質(zhì)掃描,以致于在記錄介質(zhì)上形成圖像,其中,該記錄組合物含有一種分散狀態(tài)的著色劑,該著色劑具有著色劑顆粒,著色劑顆粒的平均直徑為70nm或以下,并且在一次掃描中形成一排沿著主掃描方向排列的圖像點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的圖像形成方法,其中著色劑顆粒的平均直徑為50nm或以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的圖像形成方法,其中著色劑顆粒的平均直徑為30nm或以下。
12.根據(jù)權(quán)利要求9到11中任何一項(xiàng)的圖像形成方法,其中該記錄頭具有開口的出料孔,并且著色劑顆粒的平均直徑Dp(μm)和該出料孔開口的尺寸Dn(μm)滿足公式Dp/Dn≤0.003。
13.根據(jù)權(quán)利要求9到12中任何一項(xiàng)的圖像形成方法,其中出料速度V(m/s)滿足公式2.0≤V≤30.0。
14.根據(jù)權(quán)利要求9到13中任何一項(xiàng)的圖像形成方法,其中在25℃下該記錄組合物的靜態(tài)表面張力為25mN/m到50mN/m。
15.根據(jù)權(quán)利要求9到14中任何一項(xiàng)的圖像形成方法,其中在25℃下記錄組合物的粘度為2mPa·s到30mPa·s。
16.根據(jù)權(quán)利要求9到15中任何一項(xiàng)的圖像形成方法,其中通過(guò)由熱能使記錄組合物出料進(jìn)行噴射。
17.一種記錄組合物,包括一種分散狀態(tài)的著色劑,該著色劑含有著色劑顆粒,其中著色劑顆粒的平均直徑為70nm或以下,并且該記錄組合物用于圖像形成裝置,該圖像形成裝置包括一種含有該記錄組合物的記錄頭,該記錄頭向記錄介質(zhì)噴射記錄組合物,其中該圖像形成裝置通過(guò)控制記錄頭相對(duì)于記錄介質(zhì)掃描以在記錄介質(zhì)上形成圖像,并且在一次掃描中形成一排沿著主掃描方向排列的圖像點(diǎn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的記錄組合物,其中著色劑顆粒的平均直徑為50nm或以下。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的記錄組合物,其中著色劑顆粒的平均直徑為30nm或以下。
20.根據(jù)權(quán)利要求17到19中任何一項(xiàng)的記錄組合物,其中該記錄頭具有開口的出料孔,并且著色劑顆粒的平均直徑Dp(μm)和出料孔的開口尺寸Dn(μm)滿足公式Dp/Dn≤0.003。
21.根據(jù)權(quán)利要求17到20中任何一項(xiàng)的記錄組合物,其中出料速度V(m/s)滿足公式2.0≤V≤30.0。
22.根據(jù)權(quán)利要求17到21中任何一項(xiàng)的記錄組合物,進(jìn)一步包括含水有機(jī)溶劑,其中含水有機(jī)溶劑相對(duì)于記錄組合物的總量為10重量%或以上。
23.根據(jù)權(quán)利要求17到22中任何一項(xiàng)的記錄組合物,其中在25℃下記錄組合物的靜態(tài)表面張力為25mN/m到50mN/m。
24.根據(jù)權(quán)利要求17到23中任何一項(xiàng)的記錄組合物,其中在25℃下該記錄組合物的粘度為2mPa·s到30mPa·s。
25.根據(jù)權(quán)利要求17到24中任何一項(xiàng)的記錄組合物,其中該著色劑是一種顏料。
26.根據(jù)權(quán)利要求17到25中任何一項(xiàng)的記錄組合物,其中該著色劑具有選自青色、洋紅、黃色、紅色、綠色、藍(lán)色和白色中的色彩。
27.根據(jù)權(quán)利要求17到26中任何一項(xiàng)的記錄組合物,其中通過(guò)由熱能使記錄組合物出料進(jìn)行噴射。
28.一種記錄物,包括使用根據(jù)權(quán)利要求17到27中任何一項(xiàng)的記錄組合物在記錄材料形成的圖像。
29.一種盒,包括權(quán)利要求17到27中任何一項(xiàng)的記錄組合物;和一種容納該記錄組合物的容器。
全文摘要
提供一種并不由于著色劑沉積物發(fā)生噴嘴出料彎曲并且得到無(wú)白色條紋的圖像的噴油墨圖像形成方法。相應(yīng)地,提供一種圖像形成裝置,包括向記錄介質(zhì)噴射含有著色劑分散體的記錄組合物的記錄頭,該裝置通過(guò)控制記錄頭相對(duì)于記錄介質(zhì)掃描在記錄介質(zhì)上形成圖像,其中記錄介質(zhì)中著色劑的平均直徑為70nm或以下,并且在單次掃描中形成一排排沿著主掃描方向排列的圖像的點(diǎn)。
文檔編號(hào)B41J2/01GK1809461SQ2004800171
公開日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2004年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月17日
發(fā)明者安達(dá)浩 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光