噴墨記錄用墨水、記錄方法以及記錄裝置的製作方法
2023-04-30 13:01:46 1
專利名稱：噴墨記錄用墨水、記錄方法以及記錄裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及適於噴墨記錄方法的噴墨記錄用墨水(以下簡稱為「墨水」)、使用該墨水的噴墨記錄方法和噴墨記錄裝置。進一步詳細地講，本發明涉及一種如下所述的墨水、噴墨記錄方法和噴墨記錄裝置，所述墨水即使對含有纖維素的記錄介質施加大量的含水墨水，也不存在記錄介質捲曲的問題，並提供高驅動頻率噴出時的良好的響應性和良好的啟動特性。
背景技術：
噴墨記錄方法是使墨水的小液滴噴射，並使其附著到紙等記錄介質而進行記錄的方法。在該方法中存在熱方式，即，使用電熱轉換體作為噴出能量供給部件，對墨水施加熱能而使其產生氣泡，從而噴出液滴。根據該方式，提出了以下方案可以容易地實現記錄頭的高密度多噴嘴化，並能夠高速地記錄高解析度和高品質的圖像(例如，參照專利文獻1～3)。
近年來，為了應對銀鹽照片水平的極其高品質的噴墨記錄圖像，從單一噴嘴噴出的墨水液滴的尺寸逐漸變小。目前，一直市售的是墨水的液滴量為約5pl(皮升)以下的噴墨印表機。另外，關於記錄速度，也逐漸要求比目前更進一步的高速化。伴隨該高速化，當務之急是應對高驅動頻率和提高啟動特性。
另外，用於噴墨記錄的墨水通常是以水為主要成分，並出於防止其乾燥和提高記錄頭的耐粘著性等的目的而含有二醇等水溶性高沸點溶劑。使用這樣的墨水對以普通紙、微量塗層紙等為代表的含有纖維素的記錄介質進行記錄時，若對固定面積以上的區域短時間地打入大量的墨水，則會發生記錄介質翹曲、即發生所謂的捲曲這樣的問題。在進行以往作為主流的文字中心的記錄時，由於墨水的打入量少，捲曲現象的發生並沒有成為問題。然而，當進行如近年來廣泛發展起來的網際網路的主頁或照相圖像的記錄時，需要對普通紙等施加大量的墨水，因而捲曲現象的發生成為應當解決的重大課題。
針對這樣的課題，提出了含有各種防止捲曲的溶劑的水性墨水組合物的方案(例如，參考專利文獻4和5)。當使用這樣的物質時，可以確認在耐捲曲性(意味著能夠確認抑制捲曲發生的效果)方面存在某種程度的效果，然而對於同時兼具高驅動頻率噴出時的響應性、啟動特性和耐捲曲性方面，期望更進一步的提高。
專利文獻1日本特公昭61-59911號公報專利文獻2日本特公昭61-59912號公報專利文獻3日本特公昭61-59914號公報專利文獻4日本特開平6-157955號公報專利文獻5日本特開平11-12520號公報發明內容發明所要解決的課題下面示出上述現有技術的各個課題的概要。
1.耐捲曲性當對以普通紙為代表的含有纖維素的記錄介質施加大量的含水墨水時，會產生所謂捲曲的現象。當產生強的捲曲現象時，紙蜷曲成筒狀。捲曲發生的機理可以認為起因在於，在抄紙階段中的乾燥紙的工序中，沿固定方向施加張力的狀態下水進行蒸發，並形成纖維素間的氫鍵。使含水墨水附著於這種狀態下的紙時，纖維素間的氫鍵被水破壞，並且結合部被水置換，該水蒸發時，再次形成纖維素間的氫鍵。氫鍵再形成時，由於紙沒有受到張力的作用，因而在墨水附著面一側的紙收縮，其結果發生捲曲。
在所形成圖像為文字中心的以往的記錄中，墨水的施加量比較少，因而該現象沒有受到關注。然而，墨水施加量多的圖形的印刷頻率逐漸增加起來的現今成為大問題，在圖像形成中要求耐捲曲性的進一步提高。特別是在記錄面積為15cm2以上、含水墨水打入量為0.03mg/cm2～30mg/cm2這樣的條件下對含有纖維素的普通紙等記錄介質進行記錄時，捲曲的發生很顯著。
2.頻率響應性請求服務型噴墨方式、特別是熱噴方式中，需要以高驅動頻率連續進行噴出時，因墨水的物理·化學性質，墨水對噴嘴的再填充變得不及時。因此，有時在墨水被再填充之前，接下來的墨水噴出就開始了。其結果是變成引起墨水的噴出不良或者墨水的噴出量極端降低的狀況。另外，噴出墨水的液滴為5pl(皮升)以下的小液滴時，該現象更顯著。
3.啟動特性當在請求服務方式中不能以規定時間進行液滴形成時，會引起由噴嘴前端的墨水中的水分蒸發所導致的色料濃度的相對增加。因此，噴嘴前端部分的墨水粘度上升，墨水的噴出不能正常進行。其結果是產生所謂的啟動特性降低，即，點布置(dotplacement)不正確或在開始寫入部分點徑變小。而且，在促進墨水從噴嘴前端蒸發的低溼度環境下和在墨水總體的粘度會上升的低溫環境下，這樣的現象變得特別顯著。當墨水進行小液滴化時，該特性是特別顯著的問題。
以往，針對如上所述的問題，例如，在串行印表機的情況下，記錄頭連續對著記錄面的時間小於5秒時，則在列印區域外噴出墨水，進行噴嘴內的墨水的替換。另外，通常是通過停止列印行為，並頻繁進入利用墨水的抽吸或加壓的恢復操作來進行應對。然而，例如在大幅印表機的情況下，1個掃描的距離變長，因而要求比以往同等以上的性能。另外，在不連續驅動而固定使用記錄頭的裝設線型記錄頭的印表機中，由於在裝置的結構上不能頻繁地進行恢復操作，因而上述問題成為更嚴重的問題。
因此，本發明的目的在於提供一種墨水，其即使對含有纖維素的記錄介質，也不存在捲曲的問題，能夠高水平地維持高驅動頻率噴出時的良好的響應性和良好的啟動特性，且應對高精細的圖像記錄。另外，本發明的其它目的在於提供一種能夠穩定地形成高品質圖像的噴墨記錄方法。進而，本發明的其它目的在於提供一種能夠適用於上述噴墨記錄方法的噴墨記錄裝置。
用於解決問題的方法上述目的是通過如下所述的本發明而完成的。即，本發明是一種墨水，其特徵在於，其至少含有水、色料、墨水總量中佔8質量％～40質量％的下述通式(I)所示的化合物、總含量佔墨水總量中的0.3質量％～5質量％的多種非離子表面活性劑，並且下述通式(I)所示的化合物的質量(A)與上述多種非離子表面活性劑(B)的質量比(A∶B)為5∶1～90∶1的範圍。
通式(I) 式中，R1、R2和R3分別表示氫原子或碳原子數為1～4的烷基，R4表示碳原子數為1～5的亞烷基。
另外，本發明是一種噴墨記錄方法，其具有使用噴墨記錄頭對含有纖維素的記錄介質施加墨水而進行記錄的工序，其特徵在於，上述記錄介質中的記錄面積為15cm2以上，墨水對該記錄介質的施加量為0.03mg/cm2～30mg/cm2，施加到該記錄介質的墨水至少含有水、色料、墨水總量中佔8質量％～40質量％的下述通式(I)所示的化合物、總含量佔墨水總量中的0.3質量％～5質量％的多種非離子表面活性劑，並且下述通式(I)所示的化合物的質量(A)與上述多種非離子表面活性劑(B)的質量比(A∶B)為5∶1～90∶1的範圍。
通式(I) 式中，R1、R2和R3分別表示氫原子或碳原子數為1～4的烷基，R4表示碳原子數為1～5的亞烷基。
另外，本發明提供一種噴墨記錄裝置，其特徵在於，該噴墨記錄裝置具有容納所述本發明的墨水的墨水容納部、和使該墨水噴出的噴墨頭。
發明效果根據本發明，對含有纖維素的記錄介質大量施加含水墨水的情況下，也不易存在捲曲的問題。特別是對於含有纖維素的記錄面積為15cm2以上的記錄介質，墨水的施加量為0.03mg/cm2～30mg/cm2的範圍的情況下是有效果的。當墨水的施加量為0.1mg/cm2～20mg/cm2的範圍時，本發明的效果的表現更顯著。
另外，根據本發明，能夠高水平地維持高驅動頻率噴出時的良好的響應性和良好的啟動特性，並應對高精細的圖像記錄。對於高頻率噴出時的響應性，特別在使用熱噴墨方式的情況下，其效果顯著。
圖1是表示能夠搭載液體噴出記錄頭的噴墨印表機的一個例子的主要部分的立體簡圖。
圖2是表示具備液體噴出記錄頭的噴墨盒的一個例子的立體簡圖。
具體實施例方式
本發明人們如前述地針對以今後的技術發展為背景的課題，研究了作為噴墨記錄用墨水的基本特性。另外，研究了對含有纖維素的記錄介質也不存在記錄介質捲曲的問題的墨水。另外，對於能夠高水平地維持高驅動頻率(具體來說是超過10kHz這樣的頻率)噴出時的良好的響應性和良好的啟動特性等、且應對高精細的圖像記錄的墨水，進行了積極的研究。其結果發現，以特定的組成包含具有特定性質的化合物的組成的墨水，其能夠以極其高的水平完成上述目的，從而完成了本發明。
以下，列舉出優選的實施方式對本發明進行更詳細的說明。
墨水的總體組成本發明的墨水，其特徵在於，其至少含有水、色料、墨水總量中佔8質量％～40質量％的下述通式(I)所示的化合物、總量佔墨水總量中的0.3質量％～5質量％的多種非離子表面活性劑，並且下述通式(I)所示的化合物的質量(A)與上述多種非離子表面活性劑(B)的質量比(A∶B)為5∶1～90∶1的範圍。
通式(I)
式中，R1、R2和R3分別表示氫原子或碳原子數為1～4的烷基，R4表示碳原子數為1～5的亞烷基。
通式(I)所示的化合物本發明的墨水必須含有作為本發明特徵的前述通式(I)所示的兩性離子化合物。通式(I)所示的化合物可以通過從製糖甜菜中提純分離而得到，但也可以利用常規方法進行各種合成。在下述表1中，以記載作為其取代基的R1、R2、R3和R4的方式，示出上述通式(I)所示的化合物的優選的具體例子，但本發明並不限於這些示例。作為這些化合物中特別優選的化合物，從每單位質量的保水能力等觀點出發可以舉出化合物(1)，即三甲銨基乙內鹽。
表1
上述通式(I)的化合物在墨水中的含量是在墨水總質量中佔8質量％～40質量％，優選為8質量％～35質量％，進一步優選為8質量％～30質量％。當墨水中的前述通式(I)所示的化合物的量小於8質量％時，不能得到充分的啟動性。另一方面，墨水中的前述通式(I)所示的化合物的量超過40質量％時，墨水的粘度上升，不能得到充分的頻率響應性。
非離子表面活性劑本發明的墨水為了得到平衡更好的噴出穩定性，必須在墨水中含有多種非離子表面活性劑。只要是兩種以上的非離子表面活性劑，就沒有特別限制，但其中多種中的一種優選是聚氧乙烯烷基醚(非離子表面活性劑a)或乙炔二醇的環氧乙烷加成物(非離子表面活性劑b)。特別優選的組合是組合使用非離子表面活性劑a和非離子表面活性劑b。上述非離子表面活性劑a的環氧乙烷的加成數優選為10～40，作為烷基，可以列舉出例如，鯨蠟基、硬脂基等，特別優選鯨蠟基。另外，作為另一方的表面活性劑b，可以列舉出乙炔二醇的環氧乙烷加成物。其環氧乙烷的加成數優選為3～30。表面活性劑a與表面活性劑b結合使用的質量比優選是相對於100質量份的表面活性劑a，表面活性劑b為10質量份～1000質量份。
上述非離子表面活性劑的HLB(親水親油平衡)值(Hydrophile-Lipophile Balance)優選為10以上。這樣被結合使用的非離子表面活性劑的總含量在墨水總質量中佔0.3質量％～5質量％，優選為0.4質量％～4質量％，更優選為0.5質量％～3質量％。上述表面活性劑的含量小於0.3質量％時，所得到的墨水的頻率響應性變差，當超過5質量％時，啟動性變差。
進而，為了平衡良好地完成本發明的技術課題，上述通式(I)所示的化合物(A)與作為多種非離子表面活性劑的混合物的上述非離子表面活性劑(B)的質量比(A∶B)必須為5∶1～90∶1。在上述中，通式(I)所示化合物的使用量小於表面活性劑使用量的5倍質量時，不能得到充分的啟動性。另一方面，通式(I)所示化合物的使用量超過表面活性劑使用量的90倍質量時，不能得到充分的頻率響應性。
另外，在日本特開平11-256083號公報和日本特開平11-43637號公報中提出了含有前述通式(I)所示化合物的一部分的墨水方案。然而，並沒有記載前述通式(I)所示的化合物與非離子表面活性劑的含量、結合使用它們時的含量比和使用多種非離子表面活性劑。
另外，在本發明中，當需要更高的噴出速度時，本發明的墨水優選結合使用特定的化合物。具體來說，該特定的化合物是選自下述通式(II)的化合物、分子量為200～1000的聚亞烷基二醇、聚甘油和雙羥乙基碸所組成的組中的至少一種化合物。這些化合物的含量相對於墨水總質量優選為5質量％～40質量％，更優選為5質量％～30質量％。
通式(II)R5R6NCONHCH2CH2OH式中，R5和R6分別表示氫原子或CnH2nOH(n＝2、3)，R5和R6不同時為氫原子。
水性介質本發明的墨水以水為必須成分，但墨水中的水的含量優選在墨水總質量中為30質量％以上，並且，優選為85質量％以下。另外，使用將水和水溶性物質結合使用的水性介質的情況較多。作為與水結合使用的水溶性物質，可以列舉出例如，甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇等碳原子數為1～5的烷基醇類。另外，可以列舉出二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等醯胺類。另外，可以列舉出丙酮、二丙酮醇等酮或酮醇類。另外，可以列舉出四氫呋喃、二噁烷等醚類。另外，可以列舉出二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等氧化乙烯或氧化丙烯聚合物。另外，可以列舉出乙二醇、丙二醇、三亞甲基二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇等亞烷基包含2～6個碳原子的亞烷基二醇類。另外，還可以列舉出1，2，6-己三醇、丙三醇、三羥甲基丙烷等三醇類。另外，還可以列舉出乙二醇單甲基(或乙基)醚、二乙二醇單甲基(或乙基)醚、三乙二醇單甲基(或乙基、丁基)醚等二醇的低級烷基醚類。另外，還可以列舉出三乙二醇二甲基(或乙基)醚、四乙二醇二甲基(或乙基)醚等多元醇的低級二烷基醚類。另外，還可以列舉出單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等鏈烷醇胺類。另外，還可以列舉出雙甘油、三甘油等聚甘油類。另外，還可以列舉出環丁碸、N-甲基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑烷酮、尿素、乙烯脲、雙羥乙基碸等。
色料作為本發明的墨水中所含的色料，可以使用染料和顏料。色料在墨水中的含量並未限定在該範圍，但在墨水總質量中為0.1質量％～15質量％、優選為0.2質量％～12質量％、更優選為0.3質量％～10質量％。作為墨水中所使用的染料，可以使用染料索引(COLOR INDEX)所記載的幾乎全部水溶性的酸性染料、直接染料、鹼性染料和反應性染料。另外，即使沒有在染料索引(COLOR INDEX)中記載，但只要是水溶性染料就可以使用。
以下列舉出本發明中所使用的上述染料的具體例子。作為黃色墨水中所使用的染料，可以列舉出例如，C.I.直接黃173、142、144、86、132和C.I.酸性黃23、17等。另外，作為品紅色墨水中所使用染料，可以列舉出例如，C.I.酸性紅92、289、35、37、52等。另外，作為青色墨水中所使用的染料，可以列舉出例如，C.I.酸性藍9、7、103、1、90、C.I.直接藍86、87、199等。另外，作為黑色墨水中所使用的染料，可以列舉出例如，C.I.食品黑2、C.I.直接黑52、154、168、195等。本發明並不限定於上述色料。
另外，本發明中，還可以使用顏料作為色料。作為黑色墨水中所使用顏料，適合使用炭黑。可以列舉出例如，爐黑、燈黑、乙炔黑、槽法炭黑等炭黑顏料。在炭黑顏料中，優選使用具有如下特性的炭黑顏料，即，一次粒徑為15nm～40nm、按照BET法求得的比表面積為50m2/g～300m2/g、DBP吸油量為40ml/100g～150ml/100g、以及揮發成分為0.5質量％～10質量％。
作為彩色墨水中所使用的顏料，適合使用有機顏料。具體來說，可以列舉出甲苯胺紅、甲苯胺紫紅、漢撒黃、聯苯胺黃、吡唑啉酮紅等不溶性偶氮顏料。另外，還可以列舉出立索爾紅、赫裡奧棗紅、顏料猩紅、永固紅2B等水溶性偶氮顏料。另外，還可以列舉出茜素、陰丹士林、硫靛紫紅等甕染料的衍生物。另外，還可以列舉出酞菁藍、酞菁綠等酞菁系顏料。另外，還可以列舉出喹吖啶酮紅、喹吖啶酮品紅等喹吖啶酮系顏料。另外，還可以列舉出苝紅、苝猩紅等苝系顏料。另外，還可以列舉出異吲哚啉酮黃、異吲哚啉酮橙等異吲哚啉酮系顏料。另外，還可以列舉出苯並咪唑酮黃、苯並咪唑酮橙、苯並咪唑酮紅等苯並咪唑酮系顏料。另外，還可以列舉出皮蒽酮紅、皮蒽酮橙等皮蒽酮系顏料。另外，還可以列舉出硫靛系顏料、縮合偶氮系顏料、硫靛系顏料、二酮吡咯並吡咯系顏料。另外，還可以列舉出黃烷士林黃、醯胺黃、喹酞酮黃、鎳絡偶氮黃、銅偶氮甲鹼黃。另外，還可以列舉出perinone橙、蒽酮橙、聯蒽醌紅、二噁嗪紫等顏料。
另外，以染料索引(C.I.)號示出有機顏料。即，可以列舉出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。另外，還可以列舉出C.I.顏料橙16、36、43、51、55、59、61、71。另外，還可以列舉出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。另外，還可以列舉出C.I.顏料紫19、23、29、30、37、40、50。另外，還可以列舉出C.I.顏料藍15、15:1、15:3、15:4、15:6、22、60、64。另外，還可以列舉出C.I.顏料綠7、36。另外，還可以列舉出C.I.顏料褐23、25、26等。另外，還可以使用除了上述這樣的顏料以外的顏料。這些顏料中，特別可以列舉出C.I.顏料黃13、17、55、74、93、97、98、110、128、139、147、150、151、154、155、180、185。另外，還可以列舉出C.I.顏料紅122、202、209。另外，還可以列舉出C.I.顏料藍15:3、15:4。
使用顏料作為色料時的顏料的平均粒徑優選為50nm～200nm的範圍。平均粒徑可以使用利用了雷射散射的ELS-8000(大塚電子製造)、Microtrac UPA 150(日機裝製造)等，進行測定。
分散劑使用顏料作為色料的情況下，優選使用顏料的分散劑。作為分散顏料的分散劑，只要是水溶性的就沒有特別限制，但具體來說可以列舉出如下所述單體的嵌段共聚物、接枝共聚物、無規共聚物等共聚物、或其鹽等。作為構成上述共聚物的單體，優選至少一個是親水性單體。作為單體，可以列舉出例如，苯乙烯、苯乙烯衍生物、乙烯基萘、乙烯基萘衍生物、α，β-烯屬不飽和羧酸的脂肪醇酯等。另外，可以列舉出丙烯酸、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。另外，還可以列舉出醋酸乙烯酯、乙烯基吡咯烷酮、丙烯醯胺、以及它們的衍生物等。其中，從實施本發明的方面出發特別優選的分散劑是嵌段共聚物。特別是使用利用熱能的記錄頭，以高驅動頻率、例如，用10kHz以上進行驅動的情況下，通過將上述嵌段共聚物用於本發明的墨水，噴出性的提高效果更加顯著。
另外，優選的分散劑在墨水中的量是在墨水總量中佔0.5質量％～10質量％，優選為0.8質量％～8質量％，更優選為1質量％～6質量％的範圍。如果分散劑的含量比該範圍高的情況下，難以維持所需的墨水粘度。
其它添加劑另外，為了製成具有所需的物理參數的墨水，本發明的墨水除添加上述成分之外，根據需要，作為添加劑還可以添加粘度調節劑、消泡劑、防腐劑、防黴劑、抗氧化劑等。添加劑的選擇優選是使墨水的表面張力成為25mN/m以上、優選成為28mN/m以上。
噴墨記錄方法本發明的噴墨記錄方法的特徵在於，具有如下工序使用噴墨頭，以記錄面積為15cm2以上且墨水施加量為0.03mg/cm2～30mg/cm2的範圍，將以上的本發明的墨水施加到含有纖維素的記錄介質上。
本發明的方法中所使用的噴墨頭可以是以往公知的任意噴墨頭，沒有特別限定。在後述的噴墨記錄裝置中說明較佳實例。在本發明的方法中，以記錄面積為15cm2以上並以特定的墨水施加量，將前述本發明的墨水施加到含有纖維素的記錄介質上。作為該記錄介質，可以列舉出普通紙、微量塗層紙等，但能夠特別顯著地得到本發明的效果的記錄介質是普通紙。
當記錄介質中的記錄面積為15cm2以上時，容易產生捲曲現象。另外，當墨水對記錄介質的施加量為0.03mg/cm2～30mg/cm2的範圍時，容易產生捲曲現象。在本發明中，墨水的打入量進一步優選為0.1mg/cm2～20mg/cm2的範圍。墨水的施加量小於0.03mg/cm2的情況下，不能得到本發明的效果，另一方面，當墨水的打入量超過30mg/cm2時，因紙的種類不同，難以得到本發明的效果。
上述本發明的方法中，在噴墨記錄方法是熱方式的情況下，能夠更顯著地得到本發明的效果。熱噴墨記錄方式如下所述，即，利用加熱器產生的熱能使墨水發泡，由該壓力使墨水噴射。該方式中發泡時墨水被施以高溫且高壓，因而每次發泡時，其量並不確定，但會產生若干由墨水組成材料引起的沉澱物。這些沉澱物難溶於水，因而是加熱器上發生結垢的原因。進而，引起發泡不良、噴出量下降，並且縮短記錄頭的壽命。然而，當使用前述本發明的墨水的情況下，不會發生這種問題。
噴墨記錄裝置本發明的噴墨記錄裝置，其特徵在於具有容納所述本發明的墨水的墨水容納部、和使該墨水噴出的噴墨記錄頭。所述噴墨記錄頭優選是熱噴墨記錄頭。
以噴墨印表機為具體例子，對本發明的噴墨記錄裝置進行說明。圖1是表示噴出時使氣泡與大氣連通的噴出方式的液體噴出記錄頭、以及使用該記錄頭的液體噴出裝置即噴墨印表機的一個例子的主要部分的概略立體圖。
圖1中，噴墨印表機包含如下所述的部分而構成將沿長度方向設置在外殼1008內的作為記錄介質的用紙1028沿著圖中所示的箭頭P表示的方向間歇式地進行輸送的輸送裝置1030；在與由輸送裝置1030產生的用紙1028的輸送方向P大致正交的箭頭S方向上，沿導引軸1014大致平行地進行往復運動的記錄部1010；作為使記錄部1010進行往復運動的驅動部件的移動驅動部1006。
上述輸送裝置1030具有互相大致平行地相對配置的一對輥單元1022a和1022b、一對輥單元1024a和1024b、用於驅動這些各輥單元的驅動部1020。根據這樣的結構，當輸送裝置1030的驅動部1020進入工作狀態時，用紙1028被各個輥單元1022a和1022b、輥單元1024a和1024b夾持，朝箭頭P方向以間歇輸送方式被輸送。移動驅動部1006包括如下部分而構成皮帶1016，其被卷繞在皮帶輪1026a和皮帶輪1026b上，所述皮帶輪配置於以規定間隔相對配置的旋轉軸上；馬達1018，其將皮帶1016向前進方向和相反方向驅動，其中該皮帶1016與輥單元1022a和輥單元1022b大致平行地配置並與記錄部1010的滑架部件1010a連接。
馬達1018進入工作狀態而皮帶1016沿箭頭R方向旋轉時，記錄部1010的滑架部件1010a朝箭頭S方向以規定的移動量進行移動。另外，馬達1018進入工作狀態而皮帶1016沿與圖中所示的箭頭R方向相反方向進行旋轉時，記錄部1010的滑架部件1010a沿與箭頭S方向相反的方向以規定的移動量進行移動。進而，在移動驅動部1006的一個端部，用於進行記錄部1010的噴出恢復處理的恢復單元1026被面對記錄部1010的墨水噴出口列地設置於滑架部件1010a的成為原始位置的位置。
記錄部1010如下所述地進行設置，即，噴墨盒(以下，有時簡述為「盒」)1012Y、1012M、1012C及1012Bk按照各個顏色例如黃色、品紅色、青色和黑色，分別可裝卸地設置於滑架部件1010a上。
圖2表示可裝設於上述噴墨記錄裝置的噴墨盒的一個例子。圖示例子中的盒1012是串行類型的，其主要部分由噴墨記錄頭100、和用於容納墨水的墨罐1001構成。
在噴墨記錄頭100上形成有用於噴出墨水的多個噴出口832，墨水藉助未圖示的墨水供給通路從墨罐1001被導入到液體噴出記錄頭100的共用液室(未圖示)。圖2所示的盒1012，一體形成有噴墨記錄記錄頭100和墨罐1001，並可以根據需要將液體補給至墨罐1001內，也可以採用將墨罐1001可更換地連接到該液體噴出記錄頭100上的結構。另外，具有噴墨記錄記錄頭的噴墨盒是記錄單元。
實施例下面列舉實施例及比較例，進一步具體地說明本發明。另外，文中「份」及「％」只要沒有特別限定就是質量標準。另外，剩餘部分是指將全體設為100％，減去各成分後的剩餘。
實施例1
墨水1的調製將下述成分充分混合攪拌，調製出墨水1。
·C.I.直接藍1993.5％·前述表1所記載的化合物(1) 20％·雙羥乙基碸 2％·聚氧乙烯鯨蠟基醚(環氧乙烷加成數20、HLB17、非離子表面活性劑)0.5％·乙炔二醇的環氧乙烷加成物(商品名Acetylenol EH；川研精細化學公司制、HLB為10以上的非離子表面活性劑) 0.5％·離子交換水 剩餘部分實施例2
墨水2的調製將以下成分充分混合攪拌，調製出墨水2。
·C.I.酸性紅353％·前述表1所記載的化合物(2)15％·R5R6NCONHCH2CH2OH(R5＝H、R6＝CH2CH2OH 5％·雙羥乙基碸 1％·聚氧乙烯鯨蠟基醚(環氧乙烷加成數40、HLB20、非離子表面活性劑) 0.3％·乙炔二醇的環氧乙烷加成物(商品名Acetylenol EH；川研精細化學公司制、HLB為10以上的非離子表面活性劑) 0.4％·離子交換水 剩餘部分實施例3
墨水3的調製將下述成分充分混合攪拌，調製出墨水3。
·C.I.直接黃132 3％·前述表1所記載的化合物(5)15％·雙羥乙基碸 2％·聚乙二醇(平均分子量200) 5％·三甘油 1％·聚氧乙烯鯨蠟基醚(環氧乙烷加成數20、HLB17、非離子表面活性劑) 2％·乙炔二醇的環氧乙烷加成物(商品名Acetylenol EH；川研精細化學公司制、HLB為10以上的非離子表面活性劑) 0.5％·離子交換水 剩餘部分實施例4
墨水4的調製將下述成分充分混合攪拌，調製出墨水4。
·C.I.食品黑2 3％
·前述表1所記載的化合物(1)30％·聚氧乙烯鯨蠟基醚(環氧乙烷加成數40、HLB20、非離子表面活性劑) 0.2％·乙炔二醇的環氧乙烷加成物(商品名Acetylenol EH；川研精細化學公司制、HLB為10以上的非離子表面活性劑) 0.2％·離子交換水 剩餘部分實施例5
顏料分散液1的調製首先，以甲基丙烯酸苄酯和甲基丙烯酸作為原料，通過常規方法，合成出酸值250、重均分子量3000的AB型嵌段聚合物。進而，用氫氧化鉀水溶液進行中和，並以離子交換水進行稀釋，製成均勻的50％聚合物水溶液。混合180g所得聚合物水溶液、100g C.I.顏料藍15:3及220g離子交換水，然後機械攪拌0.5小時。接著，使用微流化器(microfluidizer)，使該混合物在液體壓力約10000psi(約70MPa)下通過5次相互作用室內，由此進行了處理。進而，將上述製得的分散液通過離心分離處理(12000rpm、20分鐘)，除去包含粗大顆粒的不分散物，得到青色的顏料分散液1。所得顏料分散液1的顏料濃度為10％、分散劑濃度為10％。
墨水5的調製墨水5的調製如下所述，即，使用上述製得的青色顏料分散液1，將以下成分添加到其中而製成規定濃度。將這些成分充分混合攪拌後，使用孔徑2.5μm的微濾器(富士膠捲製造)進行加壓過濾，調製出顏料濃度2％、分散劑濃度2％的墨水5。
·上述顏料分散液1 20％·前述表1所記載的化合物(9)9％·雙甘油 3％
·雙羥乙基碸 2％·聚氧乙烯鯨蠟基醚(環氧乙烷加成數20、HLB17、非離子表面活性劑) 0.4％·乙炔二醇的環氧乙烷加成物(商品名Acetylenol EH；川研精細化學公司制、HLB為10以上的非離子表面活性劑) 0.2％·乙炔二醇的環氧乙烷加成物(商品名Surfynol 440；日信化學工業制、HLB為10以上的非離子表面活性劑)0.1％·離子交換水 剩餘部分實施例6
顏料分散液2的調製混合100g與顏料分散液1的調製中使用的相同的聚合物水溶液、100g C.I.顏料紅122及300g離子交換水，然後，機械攪拌0.5小時。接著，使用微流化器，使該混合物在液體壓力約10000psi(約70MPa)下通過5次相互作用室內，由此進行了處理。進而，通過對上述製得的分散液進行離心分離處理(12000rpm、20分鐘)，除去包含粗大顆粒的不分散物，製成品紅色的顏料分散液2。所得顏料分散液2的顏料濃度為10％、分散劑濃度為5％。
墨水6的調製墨水6的調製如下所述，即，使用上述品紅色的顏料分散液2，將以下成分添加到其中而製成規定濃度。將這些成分充分混合攪拌後，使用孔徑2.5μm的微濾器(富士膠捲製造)進行加壓過濾，調製出顏料濃度4％、分散劑濃度2％的墨水6。
·上述顏料分散液2 40％·前述表1所記載的化合物(1)15％·聚乙二醇(平均分子量300) 2％·聚乙二醇(平均分子量1000)1％·聚氧乙烯鯨蠟基醚(環氧乙烷加成數20、HLB17、非離子表面活性劑) 0.5％·乙炔二醇的環氧乙烷加成物(商品名Acetylenol EH；川研精細化學公司制、HLB為10以上的非離子表面活性劑) 0.2％·離子交換水 剩餘部分實施例7
顏料分散液3的調製首先，以丙烯酸苄酯和甲基丙烯酸作為原料，通過常規方法，合成出酸值300、重均分子量4000的AB型嵌段聚合物。進而，用氫氧化鉀水溶液進行中和，並以離子交換水進行稀釋，製成均勻的50％聚合物水溶液。混合110g上述聚合物水溶液、100g C.I.顏料黃128及290g離子交換水，然後機械攪拌0.5小時。接著，使用微流化器，使該混合物在液體壓力約10000psi(約70MPa)下通過5次相互作用室內，由此進行了處理。進而，通過對上述製得的顏料分散液3進行離心分離處理(12000rpm、20分鐘)，除去包含粗大顆粒的不分散物，得到顏料分散液3。所得顏料分散液3的顏料濃度為10％、分散劑濃度為6％。
墨水7的調製墨水7的調製如下所述，即，使用上述黃色的顏料分散液3，將以下成分添加到其中而製成規定濃度。將這些成分充分混合攪拌後，使用孔徑2.5μm的微濾器(富士膠捲製造)進行加壓過濾，調製出顏料濃度5％、分散劑濃度3％的墨水7。
·上述顏料分散液3 50％·前述表1所記載的化合物(1)15％·三乙二醇4％·甘油2％·聚氧乙烯鯨蠟基醚(環氧乙烷加成數20、HLB17、非離子表面活性劑) 0.5％
·乙炔二醇的環氧乙烷加成物(商品名Acetylenol EH；川研精細化學公司制、HLB為10以上的非離子表面活性劑) 0.3％·離子交換水 剩餘部分實施例8
顏料分散液4的調製首先，將甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸及乙氧基乙二醇甲基丙烯酸酯作為原料，通過常規方法，合成出酸值350、重均分子量5000的ABC型嵌段聚合物。進而，用氫氧化鉀水溶液進行中和，並以離子交換水進行稀釋，製成均勻的50％聚合物水溶液。混合60g上述聚合物水溶液、100g炭黑及340g離子交換水，然後機械攪拌0.5小時。接著，使用微流化器，使該混合物在液體壓力約10000psi(約70MPa)下通過5次相互作用室內，由此進行了處理。進而，通過將上述製得的分散液進行離心分離處理(12000rpm、20分鐘)，除去包含粗大顆粒的不分散物，製成黑色顏料分散液4。所得顏料分散液4的顏料濃度為10％、分散劑濃度為3.5％。
墨水8的調製墨水8的調製如下所述，即，使用上述黑色的顏料分散液4，將以下成分添加到其中而製成規定濃度。將這些成分充分混合攪拌後，用孔徑2.5μm的微濾器(富士膠捲製造)進行加壓過濾，調製出顏料濃度3％、分散劑濃度1.05％的墨水8。
·上述顏料分散液4 30％·前述表1所記載的化合物(1)15％·雙甘油 4％·雙羥乙基碸 2％·聚氧乙烯鯨蠟基醚(環氧乙烷加成數20、HLB17、非離子表面活性劑) 0.5％
·乙炔二醇的環氧乙烷加成物(商品名Acetylenol EH；川研精細化學公司制、HLB為10以上的非離子表面活性劑) 0.3％·離子交換水 剩餘部分比較例1
墨水9的調製將實施例1的前述表1所記載的化合物(1)的含量由20％改成7％，並按照下面的組成與實施例1同樣地得到墨水9。
·C.I.直接藍199 3.5％·前述表1所記載的化合物(1)7％·雙羥乙基碸 2％·聚氧乙烯鯨蠟基醚(環氧乙烷加成數20、HLB17、非離子表面活性劑) 0.5％·乙炔二醇的環氧乙烷加成物(商品名Acetylenol EH；川研精細化學公司制、HLB為10以上的非離子表面活性劑) 0.5％·離子交換水 剩餘部分比較例2
墨水10的調製將實施例1的前述表1所記載的化合物(1)的含量由20％改成41％，並按照下面的組成與實施例1同樣地得到墨水10。
·C.I.直接藍199 3.5％·前述表1所記載的化合物(1)41％·雙羥乙基碸 2％·聚氧乙烯鯨蠟基醚(環氧乙烷加成數20、HLB17、非離子表面活性劑) 0.5％·乙炔二醇的環氧乙烷加成物(商品名Acetylenol EH；川研精細化學公司制、HLB為10以上的非離子表面活性劑) 0.5％·離子交換水 剩餘部分
比較例3
墨水11的調製除去實施例1的乙炔二醇的環氧乙烷加成物，並按照下面的組成與實施例1同樣地得到墨水11。
·C.I.直接藍199 3.5％·前述表1所記載的化合物(1)20％·雙羥乙基碸 2％·聚氧乙烯鯨蠟基醚(環氧乙烷加成數20、HLB17、非離子表面活性劑) 0.5％·離子交換水 剩餘部分比較例4
墨水12的調製除去實施例1的聚氧乙烯鯨蠟基醚，並按照下面的組成與實施例1同樣地得到墨水12。
·C.I.直接藍199 3.5％·前述表1所記載的化合物(1)20％·雙羥乙基碸 2％·乙炔二醇的環氧乙烷加成物(商品名Acetylenol EH；川研精細化學公司制、HLB為10以上的非離子表面活性劑) 0.5％·離子交換水 剩餘部分比較例5
墨水13的調製改變實施例2的兩種非離子表面活性劑的含量，並按照下面的組成與實施例2同樣地得到墨水13。
·C.I.酸性紅353％·前述表1所記載的化合物(2)15％·R5R6NCONHCH2CH2OH(R5＝H、R6＝CH2CH2OH) 5％
·雙羥乙基碸 1％·聚氧乙烯鯨蠟基醚(環氧乙烷加成數40、HLB20、非離子表面活性劑) 0.1％·乙炔二醇的環氧乙烷加成物(商品名Acetylenol EH；川研精細化學公司制、HLB為10以上的非離子表面活性劑) 0.1％·離子交換水 剩餘部分比較例6
墨水14的調製改變實施例2的兩種非離子表面活性劑的含量，並按照下面的組成與實施例2同樣地得到墨水14。
·C.I.酸性紅353％·前述表1所記載的化合物(2)15％·R5R6NCONHCH2CH2OH(R5＝H、R6＝CH2CH2OH) 5％·雙羥乙基碸 1％·聚氧乙烯鯨蠟基醚(環氧乙烷加成數40、HLB20、非離子表面活性劑) 2.6％·乙炔二醇的環氧乙烷加成物(商品名Acetylenol EH；川研精細化學公司制、HLB為10以上的非離子表面活性劑) 2.5％·離子交換水 剩餘部分比較例7
墨水15的調製改變實施例3的前述表1所記載的化合物(5)的含量，並按照下面的組成與實施例3同樣地得到墨水15。
·C.I.直接黃132 3％·前述表1所記載的化合物(5)10％·雙羥乙基碸 2％·聚乙二醇(平均分子量200) 5％
·三甘油 1％·聚氧乙烯鯨蠟基醚(環氧乙烷加成數20、HLB17、非離子表面活性劑) 2％·乙炔二醇的環氧乙烷加成物(商品名Acetylenol EH；川研精細化學公司制、HLB為10以上的非離子表面活性劑) 0.5％·離子交換水 剩餘部分比較例8
墨水16的調製改變實施例4的前述表1所記載的化合物(1)的含量，並按照下面的組成與實施例4同樣地得到墨水16。
·C.I.食品黑2 3％·前述表1所記載的化合物(1)37％·聚氧乙烯鯨蠟基醚(環氧乙烷加成數40、HLB20、非離子表面活性劑) 0.2％·乙炔二醇的環氧乙烷加成物(商品名Acetylenol EH；川研精細化學公司制、HLB為10以上的非離子表面活性劑) 0.2％·離子交換水 剩餘部分評價
如下所述地評價實施例1～8(墨水1～8)及比較例1～8(墨水9～16)所得的各墨水。將評價項目(1)、(2)及(3)中使用的噴墨記錄裝置示於圖1、圖2。另外，在此使用的記錄頭具有1200dpi的記錄密度，並且每1個點的噴出體積為4pl。
(1)頻率響應性使用熱方式的佳能制噴墨記錄裝置，以驅動頻率0.1kHz使其噴出，緩慢地提高頻率，測定噴出形狀成為不存在主滴形狀的不穩定噴出時刻的頻率，並進行了判斷。評價結果示於下述表2。
A超過10kHz。
B5～10kHz。
C小於5kHz。
(2)啟動特性進行了上述記錄裝置的記錄頭清潔操作後，以頻率1kHz對A4大小的普通紙(SW-101、佳能(株)製造)進行滿圖案列印，並以沒有蓋上蓋(capping)的狀態在25℃、溼度30％環境下放置記錄頭。30秒後再次進行滿圖案列印，確認各個噴嘴的最初的第一次發出的噴出狀態。評價標準如下所述。評價結果示於表2。
A各噴嘴都正常地噴出。
B發現噴出方向偏離、或噴出量降低。
C發現不進行噴出的噴嘴。
(3)耐捲曲性使用上述記錄裝置，按照記錄面積為4cm×5cm的方式，以墨水的施加量10mg/cm2，對A4大小的普通紙(SW-101、佳能(株)製造)進行滿圖案列印。在25℃/55％環境下放置所得記錄物，觀察1小時後、10天後的狀態，並以目視評價。評價標準如下所述。評價結果示於下述表2。
A大體上保持大致平坦的狀態。
B端的部分翹起來。
C變成筒狀。
表2
根據上述表2的評價(1)～(3)的結果，可以確認實施例1～8的墨水1～8的任一個都具備良好的噴墨噴出適應性和耐捲曲性。相對於此，根據比較例1～8的結果，前述表1所記載的化合物的含量在範圍外、或者結合使用的非離子表面活性劑的量在規定以外、或者兩個物質的質量比在本發明的範圍之外的墨水，其耐捲曲性是不充分的。另外，可以確認即使在顯示出良好的捲曲特性情況下，啟動性和高頻率噴出時的響應性方面還存在問題。
權利要求
1.一種噴墨記錄用墨水，其特徵在於，該噴墨記錄用墨水至少含有水、色料、墨水總量中佔8質量％～40質量％的下述通式(I)所示的化合物、總含量佔墨水總量中的0.3質量％～5質量％的多種非離子表面活性劑，並且下述通式(I)所示的化合物的質量(A)與上述多種非離子表面活性劑(B)的質量比(A∶B)為5∶1～90∶1的範圍，通式(I) 式中，R1、R2和R3分別表示氫原子或碳原子數為1～4的烷基，R4表示碳原子數為1～5的亞烷基。
2.根據權利要求1所述的噴墨記錄用墨水，所述通式(I)的化合物是三甲銨基乙內鹽。
3.根據權利要求1或2所述的噴墨記錄用墨水，所述多種非離子表面活性劑中的一種是乙炔二醇的環氧乙烷加成物或聚氧乙烯烷基醚。
4.根據權利要求1～3任一項所述的噴墨記錄用墨水，其還含有選自下述通式(II)的化合物、分子量為200～1000的聚亞烷基二醇、聚甘油和雙羥乙基碸所組成的組中的至少一種化合物，通式(II)R5R6NCONHCH2CH2OH式中，R5和R6分別表示氫原子或CnH2nOH(n＝2、3)，R5和R6不同時為氫原子。
5.一種噴墨記錄方法，其具有使用噴墨記錄頭對含有纖維素的記錄介質施加墨水而進行記錄的工序，其特徵在於，所述記錄介質中的記錄面積為15cm2以上，墨水對該記錄介質的施加量為0.03mg/cm2～30mg/cm2，施加到該記錄介質上的墨水至少含有水、色料、墨水總量中佔8質量％～40質量％的下述通式(I)所示的化合物、總含量佔墨水總量中的0.3質量％～5質量％的多種非離子表面活性劑，並且下述通式(I)所示的化合物的質量(A)與所述多種非離子表面活性劑(B)的質量比(A∶B)為5∶1～90∶1的範圍，通式(I) 式中，R1、R2和R3分別表示氫原子或碳原子數為1～4的烷基，R4表示碳原子數為1～5的亞烷基。
6.根據權利要求5所述的噴墨記錄方法，其中，墨水對所述記錄介質的施加量為0.1mg/cm2～20mg/cm2的範圍。
7.根據權利要求5或6所述的噴墨記錄方法，其中，所述含有纖維素的記錄介質是普通紙。
8.一種噴墨記錄裝置，其特徵在於，該噴墨記錄裝置具有容納有權利要求1～4任一項所述的墨水的墨水容納部、和使該墨水噴出的噴墨頭。
全文摘要
本發明提供一種墨水，該墨水即使對於含有纖維素的記錄介質也不存在捲曲的問題，並能夠高水平地維持高驅動頻率噴出時的良好的響應性和良好的啟動特性，且應對高精細的圖像記錄。一種噴墨記錄用墨水，其含有水、色料、墨水總量中佔8質量％～40質量％的上述通式(I)的化合物、總含量為0.3質量％～5質量％的多種非離子表面活性劑，且式(I)的化合物的質量(A)與多種非離子表面活性劑(B)的質量比(A∶B)為5∶1～90∶1。
文檔編號B41J2/01GK101050326SQ2007100911
公開日2007年10月10日 申請日期2007年4月4日 優先權日2006年4月5日
發明者小池祥司, 加藤龍太 申請人:佳能株式會社