油墨、墨盒、記錄單元、噴墨記錄方法、裝置及穩定方法

2023-11-05 03:29:17 5

專利名稱：油墨、墨盒、記錄單元、噴墨記錄方法、裝置及穩定方法
技術領域：
本發明涉及適於噴墨記錄方法，特別適於所謂加熱式噴墨記錄方法用，能使記錄頭具有噴墨穩定性和高噴頭耐久性的噴墨記錄用的顏料油墨、墨盒和記錄單元，以及使用它們的噴墨記錄方法、噴墨記錄裝置和噴墨穩定化方法。
相關現有技術噴墨記錄方法，是一種對油墨賦予能量使油墨微滴自噴嘴飛出後附著在紙等被記錄介質上進行記錄的方法。
近年來由於要求噴墨記錄圖像具有與銀鹽照片同樣的極高質量，所以由單一噴嘴噴出的油墨液滴尺寸逐漸減小，現在市售的噴墨印表機噴出的液滴量大約處於10pl(皮升，微微升)以下。而且對記錄速度也提出更高速化的要求，與此伴隨的對策是亟需使用高驅動頻率(例如5kHz以上，更優選10kHz以上)。
在這種狀況下，本發明人等就使用樹脂分散劑將作為非水溶性色料的顏料分散在含水介質製成的油墨，進行加熱式噴墨記錄時，有關高精細噴墨圖像高速下記錄的可能性進行了深入研究。發現該過程中，油墨不能隨加熱式噴墨噴頭的驅動頻率的上升而上升，往往導致噴墨不穩定。對於此項發現進行更深入研究後本發明人等看到，通過對加熱式噴墨頭加熱來加熱油墨時，顏料與該顏料物理吸附的樹脂分散劑分離，分散穩定性遭到瞬時破壞，據推測這可能就是造成噴墨不穩定的原因。據認為當驅動頻率低的場合下，即使分散產生瞬時性破壞但是由於樹脂分散劑在顏料上再吸附的結果使分散穩定性得到恢復，與此相比，驅動頻率增高，分散穩定性的恢復將會不充分，其結果使噴墨穩定性降低。本發明人等因此針對以今後技術趨勢為背景的課題，就作為噴墨記錄用油墨的基本特性，具體講就使運轉性(從瞬時暫停噴墨的噴嘴的再噴墨性)以及噴嘴的耐堵塞性保持在高水平的條件下，能夠獲得與更高速記錄高精細圖像對應的噴墨記錄用印表機，特別就加熱式噴墨記錄用油墨進行了深入研究，發現了能夠在極高水平上達到上述目的的方案，因而完成了本發明。
本發明目的在於提供一種能夠對應於記錄速度進一步高速化、噴墨液滴尺寸更小的、非水溶性色料被樹脂分散劑分散在水中而成的噴墨用油墨。
本發明的另一目的在於提供一種能夠在高速下穩定地形成高質量圖像的噴墨記錄方法。
本發明的第三目的在於提供一種能夠適於上述噴墨記錄方法使用的墨盒、記錄單元和噴墨記錄裝置。
本發明的第四目的在於提供一種在減小液滴尺寸而且提高驅動頻率時，使加熱式噴墨記錄頭噴墨穩定化的方法。
按照本發明的一種實施方案提供一種噴墨記錄用油墨，其特徵在於其中含有水、非水溶性色料、使該非水溶性色料分散在該含水介質中用的樹脂分散劑、甘油、亞乙基脲、以及HLB值處於13以上的聚氧乙烯烷基醚。
按照本發明的其他實施方案提供一種墨盒，其特徵在於其中具有容納上述油墨的油墨容納部件。
按照本發明的另一實施方案提供一種記錄單元，其特徵在於其中具有容納上述油墨的油墨容納部件和噴出該油墨用的油墨噴頭。
按照本發明的又一實施方案提供一種噴墨記錄方法，其特徵在於其中具有使用油墨噴頭噴射使上述油墨噴出的工序。
按照本發明的另外實施方案提供一種噴墨記錄裝置，其特徵在於其中具有容納上述油墨的油墨容納部件和噴出該油墨的油墨噴射記錄頭。
按照本發明的再一實施方案提供一種噴墨的穩定化方法，其特徵在於是一種其中具有在5kHz以上頻率下驅動一次噴墨動作所相當的噴墨量在10pl以下的加熱式噴墨記錄頭進行噴墨記錄工序的噴墨記錄中噴墨的穩定化方法，其中包括準備按照權利要求7記載的油墨作為所說油墨的工序。
採用這些方案時，加熱式噴墨記錄中的噴墨即使在驅動頻率高的狀態下，也能達到穩定化的原因雖然尚未查明，但是據認為HLB值大於13的聚氧乙烯烷基醚與甘油和亞乙基脲之間具有協同作用，能夠使上述加熱器表面上油墨分散穩定性的暫時破壞得到迅速恢復。
附圖2是表示具有液體噴頭的一個墨盒實例的示意側視圖。
附圖3是表示本發明墨盒的一種實施方式的示意圖。
附圖4是表示本發明記錄單元的一種實施方式的示意圖。
屬於本發明的一種實施方式的噴墨用油墨，如上所述，其特徵在於其中含有(i) 水，(ii) 非水溶性色料，(iii)將該非水溶性色料分散在水中用的樹脂分散劑，(iv) 甘油，(v) 亞乙基脲，和(vi)HLB值在13以上的聚氧乙烯烷基醚。液體成分(i) 水本發明的油墨是一種所謂水性噴墨用油墨，其前體條件是水含量至少佔油墨總質量的50％以上，優選60％以上。(ii)非水溶性色料本發明中使用的非水溶性色料實例，例如包含有機顏料和無機顏料。
黑色油墨使用的顏料，例如適用炭黑。炭黑的具體實例包括例如爐法炭黑、燈黑、乙炔黑、槽法炭黑等。這些炭黑中優選初級粒子粒徑為15～40納米、BET法比表面積值為50～300米2/克、DBP吸油量為40～150毫升/100克、揮發分為0.5～10％的炭黑。
彩色油墨使用的顏料，可以適當使用有機顏料。可以具體舉出來自甲苯胺紅、甲苯胺醬紫、漢撒黃、聯苯胺黃、派拉佐隆紅等不溶性偶氮顏料，立索爾紅、赫裡奧棗紅、顏料猩紅、永久紅2B等可溶性偶氮顏料，以及茜素、標準還原藍(陰丹士林)、硫靛醬紫等甕染顏料的衍生物，酞菁藍、酞菁綠等酞菁類顏料，喹吖酮紅、喹吖酮品紅等喹吖酮類顏料，苝紅、苝猩紅等苝類顏料，異吲哚啉酮黃、異吲哚啉酮橙等異吲哚啉酮類顏料，苯並咪唑酮黃、苯並咪唑酮橙、苯並咪唑酮紅等苯並咪唑酮類顏料，皮蒽酮紅、皮蒽酮橙等皮蒽酮類顏料，硫靛類顏料，縮合偶氮顏料，硫靛類顏料，二酮吡咯並吡咯類顏料，黃蒽酮黃、醯胺黃、喹酞酮黃、鎳偶氮黃、銅甲亞胺黃、苉酮橙、蒽酮橙、1，1』-聯蒽醌紅、二噁嗪紫等顏料。
而且有機顏料若用染料索引(C.I.)號表示，則可以舉出C.I.顏料黃-12、13、14、17、20、24、55、74、83、86、93、97、98、109、110、117、120、125、128、137、138、139、147、148、150、151、153、154、155、166、168、180、185，C.I.顏料橙16、36、43、51、55、59、61、71，C.I.顏料紅9、48、49、52、53、57、97、122、123、149、168、175、176、177、180、192、202、209、215、216、217、220、223、224、226、227、228、238、240、254、255、272，C.I.顏料紫19、23、29、30、37、40、50，C.I.顏料藍15、15∶1、15∶3、15∶4、15∶6、22、60、64。C.I.顏料綠7、36，C.I.顏料棕23、25、26等。雖然也可以使用上述顏料之外的顏料，但是這些顏料中更優選使用C.I.顏料黃13、17、55、74、93、97、98、110、128、139、147、150、151、154、155、180、185，C.I.顏料紅122、202、209，C.I.顏料藍15∶3和15∶4。
本發明的油墨中，非水溶性色料與油墨總質量間的相對量因使該油墨保持的著色力以及欲使記錄介質上再現的色調而異，而且還因預期形成的噴墨圖像質量而異，但是作為噴墨用油墨而言只要是能夠維持使用上的物理性能的都可以使用，沒有特別限制。然而一般而言，其上限應當佔油墨總質量的10％左右。另一方面，本發明雖然對於形成質量與銀鹽照片相當的高質量圖像時大多採用的著色力低的、色料濃度佔油墨總量0.1～0.5％左右的所謂淡油墨來說也有效，但是由於在上述加熱式噴墨記錄過程中，處於加熱器附近的油墨中非水溶性色料分散穩定性的破壞程度，具有色料濃度越高越容易產生的趨勢，所以本發明對於色料濃度高的油墨而言，能夠更有效地發揮其功能。(iii)樹脂分散劑作為使非水溶性色料穩定分散在水中使用的樹脂分散劑而言，只要是同時具有對非水溶性色料具有親和性的疏水部分以及對水具有親和性的親水部分的公知的水溶性分散劑樹脂，就沒有特別限制。例如可以舉出從苯乙烯、苯乙烯衍生物、乙烯基萘、乙烯基萘衍生物、α，β-乙烯類不飽和羧酸的脂肪族醇酯類等、丙烯酸、丙烯酸衍生物、馬來酸、馬來酸衍生物、衣康酸、衣康酸衍生物、富馬酸、富馬酸衍生物、醋酸乙烯酯、乙烯吡咯烷酮、丙烯醯胺、及其衍生物中選出的至少兩種以上單體(其中至少一種是親水性單體)的嵌段共聚物、無規共聚物、接枝共聚物或其鹽等。其中從實施本發明上考慮，特別優選的分散劑是嵌段共聚物。
然而熱噴墨記錄用的樹脂分散劑，不用說至少在油墨中存在分散非水溶性色料所需的數量，優選即使存在大於該量的樹脂分散劑，對油墨的噴出也不會產生影響，或者幾乎不產生影響者，這一點從本發明目的之一的高頻噴出時的穩定化噴出方面來講也是這樣。因此樹脂分散劑中，具有嵌段結構的，即嵌段共聚物是符合此目的的極好的分散劑。
嵌段共聚物例如是由AB、BAB和ABC型等表示的結構的(其中A、B、C分別表示結構各不相同的聚合物嵌段)。具有疏水性嵌段和親水性嵌段，同時具有對分散穩定性貢獻均衡的嵌段尺寸的嵌段共聚物，對於實施本發明而言特別有利。可以將官能團組合到疏水性嵌段(結合有著色劑的嵌段)之中，這樣一來由於改善了分散穩定性，所以分散劑和著色劑之間的特異相互作用得到進一步強化。此外，在利用熱能的噴墨記錄方式中，特別是對應於小液滴的噴墨記錄頭，具體講例如使用每次噴墨動作相當的噴墨量在20pl(皮升，微微升)以下，具體講在0.1～20pl，特別是0.1～15pl，尤其是0.1～10pl的噴墨記錄頭的場合下，由於其流變學特性而更為優選。油墨中聚合物的數量，取決於該聚合物的結構、分子量和其他特性，而且還取決於油墨組合物的其他成分。實施本發明時所選擇聚合物的重均分子量，處於低於30,000，優選低於20,000，更優選處於2,000～10,000範圍內。
有關這些聚合物的製造方法，公開在特開平05-179183、特開平06-136311、特開平07-053841、特開平10-87768、特開平11-043639、特開平11-236502和特開平11-269418等號公報上。
可以在嵌段共聚物中使用的代表性的疏水性單體，有(但是並不限於)以下單體丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸乙酯(EMA)、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯(BMA或NBMA)、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯(EHMA)、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸月桂酯(LMA)、甲基丙烯酸硬脂基酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸羥基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸羥基丙酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸2-三甲基甲矽烷氧乙基酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、甲基丙烯酸對甲苯酯、甲基丙烯酸丙烯基烯丙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸月桂基酯、丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸2-苯基乙酯、丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸羥基丙酯、丙烯腈、丙烯酸2-三甲基甲矽烷氧乙基酯、丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸對甲苯酯和丙烯酸丙烯基烯丙酯等。優選的疏水單體是丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸2-苯基乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸2-乙基己酯，優選使用由這些單體製成的均聚物或低聚物，例如使用甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯的共聚物製造嵌段共聚物。
可以在嵌段共聚物中使用的代表性親水性單體，可以舉出但不限於以下單體甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸、甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯(DMAEMA)、甲基丙烯酸二乙基氨基乙基酯、叔丁基氨基乙基甲基丙烯酸酯、二甲基氨基乙基丙烯酸酯、二乙基氨基乙基丙烯酸酯、二甲基氨基丙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯醯胺、丙烯醯胺和二甲基丙烯醯胺等。優選使用甲基丙烯酸、丙烯酸或二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯的均聚物或低聚物製造嵌段共聚物。
含有酸的聚合物可以直接製造或者使用具有聚合後能被除去的保護基團的受保護單體製造。除去保護基團後能生成丙烯酸或甲基丙烯酸的受保護單體的實例，可以舉出甲基丙烯酸三甲基甲矽烷基酯(TMS-MAA)、丙烯酸三甲基甲矽烷基酯、甲基丙烯酸1-丁氧基乙基酯、甲基丙烯酸1-乙氧基乙基酯、丙烯酸1-丁氧基乙基酯、丙烯酸1-乙氧基乙基酯、丙烯酸2-四氫吡喃基酯和甲基丙烯酸2-四氫吡喃基酯。
特別是利用熱能，例如用5kHz以上，尤其是10kHz以上的高頻驅動的場合下，通過在本發明中採用這些嵌段共聚物，噴墨性能的提高效果變得更加顯著。
油墨中樹脂分散劑的優選量為0.5～10質量％，更優選0.8～8質量％，最好處於1～6質量％範圍內。處於此範圍內，容易使油墨的粘度維持在噴墨用油墨的實用範圍內。(iv，v)甘油、亞乙基脲甘油和亞乙基脲，可以說是一種維持本發明油墨的噴墨適應性，例如維持良好的運轉特性並使耐附著性維持在高水平下所需的極為重要的成分。這些噴墨適應性基本上由以下三個要素左右。
①油墨放置下油墨中水分的保持能力②水從油墨中經某種程度蒸發後狀態下的油墨流動性③水從油墨中蒸發場合下固著物在水中的再溶解性。
於是本發明人等對多種溶劑進行了研究，結果查明組合使用甘油與亞乙基脲的情況下，含有上述成分(ii)和(iii)的油墨中，特別是小液滴噴頭下上述評價項目中的耐附著性，顯示出格外優良的性能。
另一方面，對單獨使用這些物質的研究後查明，首先就甘油而言若添加到能獲得充分耐附著性的程度，則油墨粘度增高，不能獲得運轉特性(粘度高時不利)。而且在長期打字耐久性試驗中，若甘油量多則在熱噴墨方式中往往產生加熱器斷線。
就單獨使用亞乙基脲的研究確認，往往不能獲得本申請所要求水平的耐附著性，而且在亞乙基脲添加過多的場合下進行長期打字耐久性試驗時，還往往產生許多焦(コゲ)。據推測其理由是當添加量過多時妨礙顏料和樹脂間相互作用的緣故。
上述研究後發現，並用甘油和亞乙基脲時，油墨粘度不會過高，能夠獲得耐附著性優良的區域，就運轉特性來說與單獨使用相比也有顯著的提高。
據推測其理由如下亞乙基脲在氣液界面上能形成薄膜，在其中加入甘油能抑制水分蒸發，而且在噴墨功率下在噴嘴端部能形成不會破裂的絕妙的堅硬的薄膜。
甘油的含量，考慮到維持因與亞乙基脲的協同作用而帶來的良好的噴墨特性，優選3～15質量％，更優選3.5～12質量％，最好是4～10質量％。
同樣，亞乙基脲的優選含量為3～15質量％，更優選4～12質量％，最好是5～10質量％。
當這兩種物質的混合比，即甘油(A)∶亞乙基脲(B)＝5∶1～1∶5，優選3∶1～1∶4，更優選1.5∶1～1∶3的場合下，本申請查明由於上述理由可以獲得更加顯著的效果。
此外還發現，組合使用甘油和亞乙基脲的場合下，除良好的運轉特性和耐附著性以外，使用樹脂分散劑的顏料將顯示良好的保存性能。
以往長期保存使用樹脂分散劑的油墨時，在保存過程中樹脂分散劑與顏料分離後溶解在水性介質中，由於分散體系破壞而使顏料彼此凝聚，往往導致粒徑增大和增粘等現象發生。
這種現象不僅在高溫保存下，即使在低溫保存時也會發生，例如與染料油墨保存性的好壞將顯示不同的傾向。
對此問題而言，組合使用甘油和亞乙基脲後發現，不僅在高溫下保存(例如30～70℃)，即使在低溫下保存(例如0～10℃)下，也極難產生粒徑增大和增粘等現象。
據推測其理由是，由於樹脂分散劑將甘油、亞乙基脲和顏料包圍的相互作用，因而使樹脂分散劑與顏料分離後溶解在水性介質中的能力弱化。(vi)聚氧乙烯烷基醚上述查明，通過並用甘油和亞乙基脲可以獲得運轉特性、耐附著性和油墨保存性良好的油墨。
因此，對於含有成分(i)～(v)的油墨而言，無損於成分(iv)和(v)所賦予的優良的油墨噴墨適應性，又能賦予高速加熱式噴墨記錄能力的成分，是HLB值13以上的聚氧乙烯烷基醚。
本發明人等用顯微鏡等對噴墨時加熱式加熱頭部分觀察後發現，在加入HLB值13以上的聚氧乙烯烷基醚的場合下，沒有發現發泡時加熱器上焦化現象成因的分散破壞物，因而認為對分散破壞物具有再溶解作用。而且並用甘油和亞乙基脲的情況下，分散破壞物的再溶解能力強，通過組合使用這些溶劑和HLB13以上的聚氧乙烯烷基醚，能夠使因分散破壞而在加熱器上產生的不溶物瞬間再溶解。
其中所說的聚氧乙烯烷基醚具有下式表示的結構R-O-(CH2CH2O)nH(其中R是烷基，n為10～40的整數)HLB值處於13以上和20以下的聚氧乙烯烷基醚的實例，並無特別限制，但是在上式中疏水部分的烷基部分(R)應當具有表面活性效果所需的碳原子數目，例如可以舉出月桂基、十六烷基、十八烷基、油基、二十二烷基等，特別優選16～18個碳原子的烷基，尤其優選十六烷基。另一方面，親水部分的氧化乙烯數(n)優選10～40。作為HLB值本身應當處於13以上和20以下，優選15以上20以下，更優選17以上和20以下。其在油墨中的含量為0.1～3質量％，優選0.2～2.5質量％，更優選0.3～2質量％。
本發明中，作為能夠並用的聚氧乙烯烷基醚之外的表面活性劑，有陰離子表面活性劑。具體實例包括乙炔基二醇的環氧乙烷加成物、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、脂肪酸脫水山梨醇酯、聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯等。特別是本申請油墨中使用乙炔基二醇環氧乙烷加成物的場合下，噴墨速度穩定性極高。由於噴墨速度穩定化，所以能夠得到沒有或極少噴墨不均的噴墨圖像。而且這些陰離子表面活性劑的HLB值，特別應當使用13以上的，尤其是15以上的。這些並用表面活性劑的含量，應當在油墨中佔0.1～3質量％，優選0.2～2.5質量％，更優選0.3～2質量％。(vii)其他水溶性有機溶劑可以在含成分(i)～(vi)的油墨中添加的還有獲得各種附加效果的選擇性成分。該種成分(vii)的實例包括2-吡咯烷酮、乙二醇、3～6個碳原子的二元醇和4～6個碳原子的三元醇等。這些水溶性有機溶劑，可以根據所需的更高性能含有一種或兩種以上。
例如希望進一步提高列印耐久性的場合下，優選使油墨含有2-吡咯烷酮或乙二醇。關於列印耐久性的作用，本發明人等認為，發泡時加熱器上析出的分散破壞物由於再溶解在2-吡咯烷酮或乙二醇中，因而使分散破壞物不能在加熱器上蓄積，導致打字耐久性提高。2-吡咯烷酮或乙二醇在油墨中的含量應當分別佔0.5～10質量％，優選佔1～8質量％。
希望進一步提高附著性和運轉特性的場合下，優選使油墨中含有3～6個碳原子的二元醇、4～6個碳原子的三元醇。關於3～6個碳原子的二元醇、4～6個碳原子的三元醇雖然並無特別限制，但是其中優選二乙二醇、三乙二醇、1，2，6-己三醇。這些物質由於蒸汽壓低而難蒸發，已知是附著性和運轉特性優良的溶劑。但是本申請採用各種蒸汽壓低物質的場合下發現，能夠在不使其他性能劣化的條件下提高附著性和運轉特性的，特別優選3～6個碳原子的二元醇和4～6個碳原子的三元醇。3～6個碳原子的二元醇、4～6個碳原子的三元醇在油墨中的含量，應當分別佔油墨總量的1～8質量％，優選佔2～6質量％。
本發明中，作為能夠進一步同時並用的上述溶劑之外的水溶性有機溶劑，可以具體舉出例如二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等醯胺類，丙酮、二丙酮醇等酮類或酮醇類，四氫呋喃、二氧六環等醚類，四乙二醇、三丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等氧化乙烯或氧化丙烯共聚物，乙二醇單甲(或乙)醚、二乙二醇單甲(或乙)醚、三乙二醇單甲(或乙)醚等低級烷基醚類，三乙二醇二甲(或乙)醚、四乙二醇二甲(或乙)醚等多元醇的低級二烷基醚類，單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等鏈烷醇胺類，環丁碸、N-甲基-2-吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑烷酮、三羥甲基丙烷等。
關於本發明顏料油墨中所含的、包括甘油和亞乙基脲的上述水溶性有機溶劑的總含量，並無特別限制，但是優選佔油墨總量的3～50質量％，更優選佔10～35質量％。而且水在本發明顏料油墨中的含量，優選佔油墨總量的50～95質量％。
此外，為了將本發明的顏料油墨製成具有所需物理性質的油墨，除上述成分外，必要時還可以添加粘度調節劑、消泡劑、防腐劑、防黴劑、抗氧化劑等添加劑。表面活性劑的選擇應當使油墨的表面張力達到25mN/m以上，優選達到30mN/m以上。
(噴墨記錄裝置)以下就本發明的噴墨記錄裝置，以噴墨印表機作為具體實例進行說明。附

圖1是表示一種噴墨印表機實例要部的示意側視圖，該印表機使用噴墨時使氣泡與大氣連通噴墨方式的液體噴頭作為液體噴頭以及使用這種噴頭的液體噴墨裝置。
附圖1中，噴墨印表機是由備有使殼體1008內沿縱向設置的作為記錄介質的記錄紙1028按照圖中所示箭頭P方向間歇輸送的輸送裝置1030，藉助於輸送裝置1030使之沿與記錄紙1028輸送方向P大體垂直的箭頭方向S沿導向軸1014作大體平行往復運動的記錄部件1010，和作為使記錄部件1010作往復運動驅動手段的移動驅動部件1006所組成。
上述輸送裝置1030，具有互相大體平行相對設置的一對輸送輥單元1022a和1022b，一對輸送輥單元1024a和1024b，以及驅動這些輥單元用的驅動部件1020。利用這種結構，當輸送裝置1030的驅動部件1020處於動作狀態下，記錄紙1028就被各輥單元1022a和1022b以及輥單元1024a和1024b所夾持，沿箭頭P方向被間歇地輸送。移動驅動部件1006，是由纏繞架設在以預定間隔相對設置的旋轉軸上的皮帶輪1026a和1026b的皮帶1026，使與大體平行地設置在輥單元1022a和1022b上的記錄部件1010的滑架部件1010a連接的皮帶沿正反方向驅動的馬達1018所構成。
當馬達處於動作狀態下皮帶1016沿箭頭R方向旋轉時，記錄部件1010的滑架部件1010a僅沿箭頭S方向移動預定量距離。而且，當馬達處於動作狀態下皮帶1016沿體重所示箭頭R方向反向旋轉時，記錄部件1010的滑架部件1010a僅沿與箭頭S方向的反向移動預定量距離。此外，在移動驅動部件1006的一端，在滑架部件1010a的初始位置上，對記錄部件1010進行噴墨恢復處理用的恢復單元1026，設置在與記錄部件1010的噴墨口相對的位置上。
記錄部件1010具有相對於滑架部件1010a各自裝卸自如的各色噴墨墨盒(以下有時簡稱為墨盒)1012Y、1012M、1012C和1012B，例如黃色、品紅、青色和黑色油墨。本發明油墨組合的效果，並不限定在特定顏色上，例如從上述黃色、品紅、青色和黑色油墨選出兩種以上油墨也是本發明油墨組成的一種優選實施方式。進一步來說賦予同一色調的圖像而且著色力不同的兩種油墨，所謂各種濃淡油墨也應當屬於本發明油墨組成的優選實施方式之一。其中，有關濃油墨和淡油墨的定義，所謂濃油墨和淡油墨是指能賦予同一色調圖像時而言的，同一色調圖像是指，使用噴墨量為20～50pl左右的噴墨記錄頭分別噴射濃油墨和淡油墨時，對在普通紙上能形成360dpi(每英寸的點數)×720dpi圖像而得到的圖像，用目視觀察其色彩，基於芒塞爾色譜分類為芒塞爾色彩標記10類(R，YR，Y，GY，G，BG，B，PB，P，RP)時，各圖像屬於同一類別或者屬於相鄰類別的。另外，所謂著色力高具體是指色料含量相對較多的油墨。
上述場合下，本發明的不同色油墨組合和濃淡油墨組合也可以容納在附圖所示的彼此不同的墨盒之中，或者如圖3所示，具有容納各種油墨的容納部分301和303，如圖4所示具有相對於噴墨記錄頭401可以裝卸結構的墨盒305。附圖3所示的墨盒，如圖4所示，通過安裝在噴墨記錄頭401上，向噴墨頭供給本發明的各種油墨和其他油墨。此外在附圖3和4中，雖然是就具有可以裝卸結構的墨盒和噴墨記錄頭加以說明的，但是也可以舉出墨盒和噴墨記錄頭成一體結構的其他實例。
附圖2表示的是可以安裝在上述噴墨記錄裝置上的一種噴墨墨盒的實例。本例中的墨盒1012屬於串聯型，其主要構成部分是噴墨記錄頭100和容納油墨液體的的液體儲槽1001。
噴墨記錄頭100上設有數個噴出液體用噴口832，油墨等液體從液體儲槽1001經由附圖未示出的液體供給管路通向液體噴頭100的互通腔室(未示出)中。附圖2所示的墨盒1012雖然是將噴墨記錄頭100和液體儲槽1001製成一體的，但是也可以採用將液體儲槽1001以相對於此液體噴頭100而言可以交換的結構相連。
其中，具有噴墨記錄頭的噴墨墨盒屬於記錄單元。
(噴墨性能的穩定性方法)加熱式噴墨印表機針對高速記錄高質量圖像的這一市場需求，可以將加熱式噴墨記錄頭的噴嘴尺寸減小，例如使每次噴墨動作相當的噴墨量處於20pl以下，更優選處於10pl以下，而且使記錄頭的頻率處於5kHz以上，最好處於10kHz以上。本發明的油墨即使被用在上述那樣的熱噴墨印表機的場合下，其運轉特性和噴墨口耐堵塞性也良好，而且記錄時的噴墨穩定性也極佳。其中對本發明油墨可以使用的加熱式噴墨印表機的驅動頻率上限並無特別限制，但是實際上為15kHz左右。
實施例
以下列舉實施例和對照例進一步具體說明本發明。其中所用的「份數」和「％」只要不特別說明均指以質量基準而言。
油墨1的製備(1)分散液的製備首先以甲基丙烯酸苄酯和甲基丙烯酸作原料，按照常規方法製成酸值250、數均分子量3000的AB型嵌段共聚物，再用氫氧化鉀水溶液中和，經離子交換水稀釋後製成50質量％的聚合物均勻水溶液。
將180克上述聚合物溶液和100克C.I.顏料藍15∶3與220克離子交換水混合，機械攪拌半小時。隨後用微流化器，在大約10,000psi(大約70Mpa)液體壓力下，使此混合物在相互作用腔室內通過5次的方式進行處理。
進而將上述得到的分散液離心處理(12,000轉/分鐘，20分鐘)，除去含有粗大顆粒的非分散物，製成分散液1。得到的分散液1中該顏料濃度為10質量％、分散劑濃度為10質量％。
(2)油墨的製備油墨的製備使用上述分散液1，向其中添加以下成分至預定濃度，將其充分混合攪拌後，用孔徑為2.5微米的微過濾器(富士膠片製造)加壓過濾，製成顏料濃度2質量％、分散液濃度2質量％的油墨1。
上述分散液120份甘油 5份亞乙基脲 10份聚氧乙烯十六烷基醚(EO30、HLB19.5) 0.5份離子交換水 64.5份油墨2的製備(1)分散液的製備將100克分散液1使用的聚合物溶液和100克C.I.顏料紅122與300克離子交換水混合，機械攪拌半小時。隨後用微流化器，在大約10,000psi(大約70Mpa)液體壓力下使此混合物在相互作用腔室內通過5次的方式進行處理。
進而將上述得到的分散液離心處理(12,000轉/分鐘，20分鐘)，除去合有粗大顆粒的非分散物製成分散液2。得到的分散液2中該顏料濃度為10質量％、分散劑濃度為5質量％。(2)油墨的製備油墨的製備使用上述品紅分散液，向其中添加以下成分至預定濃度，將這些成分充分混合攪拌後，用孔徑為2.5微米的微過濾器(富士膠片製造)加壓過濾，製成顏料濃度4質量％、分散劑濃度2質量％的油墨2。
上述分散液2 40份甘油 7份亞乙基脲 3份2-吡咯烷酮3份1，2，6-己三醇4份聚氧乙烯十六烷基醚(EO20、HLB17) 1份乙炔二醇的EO加成物(商品名Acetylenol EH，川研精細化學製造) 0.5份離子交換水41.5份油墨3的製備(1)分散液的製備首先以丙烯酸苄酯和甲基丙烯酸作原料，按照常規方法製成酸值300、數均分子量4000的AB型嵌段共聚物，再用氫氧化鉀水溶液中和，離子交換水稀釋成50質量％的聚合物均勻水溶液。
將110克上述聚合物溶液和100克C.I.顏料黃128與290克離子交換水混合，機械攪拌半小時。隨後用微流化器，在大約10,000psi(大約70Mpa)液體壓力下使此混合物在相互作用腔室內通過5次的方式進行處理。進而將上述得到的分散液離心處理(12,000轉/分鐘，20分鐘)，除去粗大顆粒，製成分散液3。得到的分散液3中該顏料濃度為10質量％、分散劑濃度為6質量％。(2)油墨的製備油墨的製備使用上述分散液3，向其中添加以下成分至預定濃度，將這些成分充分混合攪拌後，用孔徑為2.5微米的微過濾器(富士膠片製造)加壓過濾，製成顏料濃度5質量％、分散劑濃度3質量％的油墨3。
上述分散液3 50份甘油 8份亞乙基脲 6份乙二醇 5份聚氧乙烯油基醚(EO10、HLB14.5)1.2份乙炔二醇的EO加成物(商品名Sulfinol EH，Air Products製造)0.5份離子交換水 29.3份油墨4的製備(1)分散液的製備首先以甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸和乙氧基乙二醇甲基丙烯酸酯作原料，按照常規方法製成酸值350、數均分子量5000的ABC型嵌段共聚物，再用氫氧化鉀水溶液中和，離子交換水稀釋成50質量％的聚合物均勻水溶液。
將60克上述50％的聚合物溶液和100克炭黑與340克離子交換水混合，機械攪拌半小時。隨後用微流化器，在大約10,000psi(大約70Mpa)液體壓力下使此混合物在相互作用腔室內通過5次的方式進行處理。進而將上述得到的分散液離心處理(12,000轉/分鐘，20分鐘)，除去粗大顆粒，製成分散液4。得到的分散液4中該顏料濃度為10質量％、分散劑濃度為3.5質量％。(2)油墨的製備油墨的製備使用上述分散液4，向其中添加以下成分至預定濃度，將這些成分充分混合攪拌後，用孔徑為2.5微米的微過濾器(富士膠片製造)加壓過濾，製成顏料濃度3質量％、分散劑濃度1.05質量％的油墨4。
上述分散液4 30份甘油 3份亞乙基脲 6份三乙二醇 6份2-吡咯烷酮1.5份聚氧乙烯二十二烷基醚(EO20、HLB16.5) 1.5份乙炔二醇的EO加成物(商品名Acetylenol EH，川研精細化學製造) 0.5份離子交換水51.5份油墨5的製備(1)分散液的製備首先以丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸和乙氧基乙二醇甲基丙烯酸酯作原料，按照常規方法製成酸值350、數均分子量2500的ABC型嵌段共聚物，再用氫氧化鉀水溶液中和，離子交換水稀釋成50質量％的聚合物均勻水溶液。
將550克上述50％的聚合物均勻水溶液和100克C.I.顏料藍15∶4與350克離子交換水混合，機械攪拌半小時。隨後用微流化器，在大約10,000psi(大約700kg/cm2)液體壓力下使此混合物在相互作用腔室內通過5次的方式進行處理。進而將上述得到的分散液離心處理(12,000轉/分鐘，20分鐘)，除去含有粗大顆粒的非分散液製成分散液5。得到的分散液5中該顏料濃度為5質量％、分散劑濃度為15質量％。(2)油墨的製備油墨的製備使用上述青色分散液，向其中添加以下成分至預定濃度，將這些成分充分混合攪拌後，用孔徑為2.5微米的微過濾器(富士膠片製造)加壓過濾，製成顏料濃度0.3質量％、分散劑濃度3質量％的油墨5。
上述青色分散液6份上述50％聚合物溶液4.2份甘油 10份三乙二醇 5份亞乙基脲 10份聚氧乙烯二十二烷基醚(EO 15、HLB14)0.5份乙炔二醇的EO加成物(商品名Acetylenol EH，川研精細化學製造) 0.5份離子交換水63.8份油墨6的製備(1)分散液的製備將250克油墨5用的聚合物溶液和100克C.I.顏料藍15∶3與150克離子交換水混合，機械攪拌半小時。隨後用微流化器，在大約10,000psi(大約700kg/cm2)液體壓力下使此混合物在相互作用腔室內通過5次的方式進行處理。進而將上述得到的分散液離心處理(12,000轉/分鐘，20分鐘)，除去含有粗大顆粒的非分散液製成青色分散液。得到的青色分散液中該顏料濃度為10質量％、分散劑濃度為14質量％。(2)油墨的製備油墨的製備使用上述青色分散液，向其中添加以下成分至預定濃度，將這些成分充分混合攪拌後，用孔徑為2.5微米的微過濾器(富士膠片製造)加壓過濾，製成顏料濃度1.8質量％、分散劑濃度2.52質量％的青色油墨6。
上述青色分散液 18份甘油10份三乙二醇5份亞乙基脲 10份聚氧乙烯二十二烷基醚(EO15、HLB14) 0.5份乙炔二醇的EO加成物(商品名Acetylenol EH，川研精細化學製造) 0.5份離子交換水 56份油墨7的製備(1)油墨的製備油墨的製備使用油墨1製備用的分散液，向其中添加以下成分至預定濃度，將這些成分充分混合攪拌後，用孔徑為2.5微米的微過濾器(富士膠片製造)加壓過濾，製成顏料濃度2質量％、分散劑濃度2質量％的油墨7。
分散液1 20份甘油 15份聚氧乙烯十六烷基醚(EO 30、HLB19.5) 0.5份離子交換水64.5份油墨8的製備(1)油墨的製備油墨的製備使用油墨1製備用的分散液，向其中添加以下成分至預定濃度，將這些成分充分混合攪拌後，用孔徑為2.5微米的微過濾器(富士膠片製造)加壓過濾，製成顏料濃度2質量％、分散劑濃度2質量％的油墨8。
分散液1 20份亞乙基脲15份聚氧乙烯十六烷基醚
(EO30、HLB19.5)0.5份離子交換水 64.5份油墨9的製備(2)油墨的製備油墨的製備使用油墨1製備用的分散液，向其中添加以下成分至預定濃度，將這些成分充分混合攪拌後，用孔徑為2.5微米的微過濾器(富士膠片製造)加壓過濾，製成顏料濃度2質量％、分散劑濃度2質量％的油墨9。
分散液1 20份甘油 5份亞乙基脲 10份離子交換水 65份油墨10的製備(1)油墨的製備油墨的製備使用油墨1製備用的分散液，向其中添加以下成分至預定濃度，將這些成分充分混合攪拌後，用孔徑為2.5微米的微過濾器(富士膠片製造)加壓過濾，製成顏料濃度2質量％、分散劑濃度2質量％的油墨10。
分散液1 20份甘油 5份亞乙基脲 10份聚氧乙烯十六烷基醚(EO 7、HLB11.5) 0.5份離子交換水 64.5份將實施例和對照例中得到的油墨，充填在具有數個根據記錄信號賦予熱能的按需噴墨型記錄頭的彩色噴墨記錄裝置的氣泡噴射型寬幅面印表機(商品名BJ-W9000，佳能製造)的油墨儲槽後，將其安裝在印表機中進行評價。其中上述印表機加熱式噴墨頭每次噴墨動作相當的油墨液滴尺寸約為8.5pl。
〖評價項目〗(1)運轉特性25℃和10％相對溼度下，在印表機電源處於關閉狀態放置後，再於常溫常溼下放置2小時後接通電源，以確定最初的打字狀態。評價標準如下。評價結果示於表1之中。
A與放置前的打字狀態無差別B與放置前的打字狀態有少許差別C與放置前的打字狀態有顯著差異。
(2)耐附著性35℃和10％相對溼度環境下，按照在印表機上的噴墨頭經過一周取出放置後，裝到印表機上，檢查在通常恢復動作下列印能否恢復。評價標準如下。
A在一次本體恢復動作下恢復B在數次恢復動作下恢復C經恢復動作不恢復。
(3)列印耐久性使用上述印表機，使20個噴嘴在7.5kHz頻率下連續噴墨3×108個脈衝，以其作為耐久性噴嘴。使用不能進行上述連續噴墨的噴嘴(不耐久噴嘴)和耐久噴嘴列印固定圖案，目視評定得到全部圖案的濃度差別。即在7.5kHz高頻驅動時，若加熱器附近油墨中的色料的分散被破壞，則會在耐久噴嘴上的加熱器一面上附著固體物質，其結果就是用耐久性噴嘴形成的固定圖案和使用不耐久噴嘴形成圖案上的差別。
A未見到使用不耐久噴嘴和耐久噴嘴時出現的濃度差B見到少許使用不耐久噴嘴和耐久噴嘴時出現的濃度差C顯著發現使用不耐久噴嘴和耐久噴嘴時出現的濃度差。
(4)油墨保存性在各耐熱玻璃瓶中分別裝入100克後，用蓋子密封，在0℃恆溫槽中保存2個月後，評定預定的粘度和粒徑是否與保存前有變化。
A與保存前在粘度和粒徑數值上的差別小於5％B與保存前在粘度和粒徑數值上的差別小於10％C與保存前在粘度和粒徑數值上的差別10％以上。
表1中匯集了上述評價項目(1)～(4)的結果。
表1
上表1評價(1)、(2)和(4)的結果說明，本發明油墨1～6均具有良好的噴墨適應性，而且上述評價(3)的結果說明即使高頻驅動時也能保持噴墨穩定性。也就是說，本發明油墨能同時滿足具有良好的噴墨性和高速打字適應性的要求。
發明效果如上所述按照本發明，在噴墨記錄，特別是在加熱式噴墨記錄中使用其特徵在於至少含有顏料、樹脂分散劑、甘油、亞乙基脲、HLB值13以上的聚氧乙烯烷基醚和水的噴墨記錄用顏料油墨的場合下，可以在保持良好的運轉特性、噴嘴端部產生的色素耐牢固性優良、噴孔不堵塞的條件下穩定噴墨，而且油墨保存性良好，即使在高頻驅動下也能獲得優良的打字耐久性。
權利要求
1.一種噴墨記錄用油墨，其特徵在於其中含有水、非水溶性色料、使該非水溶性色料分散在該含水介質中使用的樹脂分散劑、甘油、亞乙基脲和HLB值處於13以上的聚氧乙烯烷基醚。
2.按照權利要求1所述的油墨，其中還含有乙炔二醇的氧化乙烯加成物。
3.按照權利要求1或2所述的油墨，其中還含有從2-吡咯烷酮、乙二醇、3～6個碳原子的二元醇和4～6個碳原子的三元醇中選出的至少一種。
4.按照權利要求1所述的油墨，其中的甘油含量佔油墨總量的3～15質量％，而且亞乙基脲含量佔油墨總量的3～15質量％。
5.按照權利要求1所述的油墨，其中甘油含量(A)與亞乙基脲含量(B)之比(A∶B)為5∶1～1∶5。
6.按照權利要求1～5中任何一項所述的油墨，其中所說的樹脂分散劑是嵌段共聚物。
7.按照權利要求1～6中任何一項所述的油墨，是熱噴墨用油墨。
8.一種墨盒，其特徵在於其中具有容納權利要求1～7中任何一項所述油墨的油墨容納部件。
9.一種記錄單元，其特徵在於其中具有容納權利要求1～7中任何一項所述油墨的油墨容納部件，以及使該油墨噴墨用的噴墨頭。
10.按照權利要求9所述的記錄單元，其中所說的油墨是權利要求7的油墨，所說的噴墨頭是通過對所說的油墨施加熱能使該油墨從孔中噴出方式的噴墨頭。
11.一種噴墨記錄方法，其特徵在於其中具有用噴墨頭使權利要求1～7中任何一項記載的油墨噴出的工序。
12.按照權利要求11所述的噴墨記錄方法，其中所說的油墨是權利要求7的油墨，所說的噴墨頭是熱噴墨頭。
13.按照權利要求11所述的噴墨記錄方法，其中所說的噴墨頭每次噴墨動作所相當的噴墨量處於20pl以下。
14.按照權利要求12所述的噴墨記錄方法，其中包括用5kHz以上驅動頻率驅動所說的噴墨頭的工序。
15.按照權利要求14所述的噴墨記錄方法，其中包括用10kHz以上驅動頻率驅動所說的噴墨頭的工序。
16.按照權利要求14或15所述的噴墨記錄方法，其中所說的噴墨頭的驅動頻率上限為15kHz以下。
17.一種噴墨記錄裝置，其特徵在於其中具有容納權利要求1-7中任何一項記載油墨的容納部件，以及使該油墨噴出用的噴墨記錄頭。
18.按照權利要求17所述的噴墨記錄裝置，其中所說的噴墨記錄頭是熱噴墨記錄頭。
19.按照權利要求18所述的噴墨記錄裝置，其中包括用5kHz以上驅動頻率驅動所說的熱噴墨頭的手段。
20.按照權利要求17所述的噴墨記錄裝置，其中所說的熱噴墨頭每次噴墨動作相當的噴墨量處於20pl以下。
21.一種油墨噴墨的穩定化方法，是一種通過5kHz以上頻率，驅動每次噴墨動作相當的噴墨量為20pl以下的加熱式噴墨頭，使之噴墨的工序的噴墨記錄中的穩定化方法，其特徵在於其中包括作為所說的油墨準備權利要求7記載的油墨的工序。
全文摘要
本發明涉及一種能夠與記錄速度進一步高速化、噴墨液滴進一步減小向對應的，用樹脂分散劑使非水溶性色料分散在水中形成的噴墨用油墨。該油墨的一種實施方案含有水、非水溶性色料、使該非水溶性色料分散在該含水介質中使用的樹脂分散劑、甘油、亞乙基脲和HLB值處於13以上的聚氧乙烯烷基醚。
文檔編號B41J2/01GK1403511SQ0212979
公開日2003年3月19日 申請日期2002年8月22日 優先權日2001年8月22日
發明者鈴木真理子, 小池祥司, 青木淳, 城田衣, 高山日出樹, 仁藤康弘 申請人:佳能株式會社