具有改進的圖像品質的噴墨介質系統的製作方法

2023-05-15 20:57:31

專利名稱：具有改進的圖像品質的噴墨介質系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種適合於高品質噴墨列印的塗布噴墨接收介質、其製造方法、以及用噴墨印表機在紙上列印的方法。更具體而言，本發明涉及一種具有優異的列印色密度、光澤度和圖像品質的噴墨記錄介質。所述噴墨記錄介質非常適合於用基於顏料的墨列印。
背景技術：
在典型的噴墨記錄或列印系統中，墨滴從噴嘴高速噴射向記錄元件或介質以在介質上產生圖像。墨滴或記錄液體通常包含記錄劑如染料或顏料以及大量的溶劑。溶劑或載液通常由例如包含水以及一種或更多種有機材料如一元醇或多元醇的含水混合物構成。噴墨記錄介質通常包括在其至少一個表面上具有至少一個墨接收層(IRL)的載體。通常存在兩種類型的IRL。第一種類型的IRL包含具有高溶脹容量的聚合物的非多孔塗層，該非多孔塗層通過分子擴散吸收墨。可向該塗層添加陽離子或陰離子物質以用作染料固定劑或陽離子或陰離子染料的媒染劑。通常，所述載體是光滑的塗有樹脂的紙，所述墨接收層是光學透明的並非常光滑，從而產生光澤度非常高的「照片級」噴墨記錄介質。但這種類型的IRL通常傾向於緩慢地吸收墨，因此，成像的接收體或列印物不即幹接觸。第二種類型的墨接收層或IRL包含無機、聚合或有機-無機複合材料顆粒、聚合物粘合劑及任選的添加劑(例如染料固定劑或媒染劑)的多孔塗層。這些顆粒可以在化學組成、粒徑、形狀以及顆粒內孔隙率方面不同。在這種情況下，列印液體主要通過毛細作用被吸收到IRL的互連的開口孔隙中，以獲得即幹接觸的列印物。通常，多孔介質(其可包括一個或更多個層)的全部互連的顆粒間孔隙體積超過足以容留形成圖像的全部所施墨的體積。隨著對通過噴墨列印技術再現的照片的需要增加，對改進的圖像品質存在增加的需求。歷史上，在高光樹脂塗布紙上具有親水聚合物的可溶脹層的接收體被用於照片，但是這些接收體乾燥緩慢並且在乾燥之前不方便處理。多孔設計的相紙提供了在離開印表機時已幹接觸的列印物。另外，對高色密度的需求需要具有高墨容量的接收體。容量不足將導致墨滴在接收體表面上的合併，從而導致觀察到為聚結或色斑的現象。另一需求是高速列印。因此，隨著墨流量增加，僅僅容量對於墨滴的適當吸收可能是不夠的。在為這些需求提供至少部分解決方案時，人們提出了各種用於將墨滴定位或固定在接收體表面上的技術。這用來減少導致聚結的混合併增加表面處或表面附近處的著色劑濃度，以提高密度。在噴墨列印中使用基於染料的水性墨的情況下，染料通常包含陰離子部分並已知將與適合的陽離子物質絡合，由此將染料結合在表面附近以確保高色密度。對於基於染料的墨，優選的固定劑常被稱為媒染劑並可包括常常呈聚合物形式的季氮部分的鹽或者多價金屬陽離子的鹽。基於顏料的墨的一個特別的挑戰是，如果顏料顆粒部分地阻塞介質的孔隙，則墨的流體部分的洇滲會減慢。由於流體在表面上停留較長時間，故墨滴可能混合併引起聚結和色斑的出現。色斑的水平可以通過添加固定劑而顯著降低。優選的固定劑為多價金屬陽離子。一個解決方案是在所製造的接收體中提供陽離子固定劑的鹽，另一解決方案是由印表機通過塗布、噴灑或噴射向接收體遞送包含這種鹽的溶液。溶液可以以各種次序施加到接收體，包括在墨滴噴射之前即刻施加、與墨滴噴射同時施加或在墨滴噴射之後即刻施加。Katsuragi等人在美國專利6，550，903中公開了用於在普通紙上噴墨記錄的液體組合物、墨盒、裝置和方法。含多價金屬陽離子鹽的第一液體與含著色材料的第二液體被組合使用並施加在普通紙上以彼此接觸。Katsuragi等人公開了含多羥基羧酸的多價金屬陽離子的鹽用於改進列印在普通紙上的基於顏料的墨的水牢度。此外宣稱，在彼此相鄰地列印不同的顏色時，尤其是當墨之一是黑色墨時，圖像銳度提高、絮狀物減少且抗滲色。包括印表機施加固定溶液的列印系統涉及到額外的複雜度、額外的溶液供給以及額外的遞送系統。當額外的水溶液被施加到接收體時，乾燥時間增加。當經由列印頭噴射固定劑時主要關注的問題是固定劑會汙染列印頭並引起結垢和其他問題。由於在專利6，550，903中僅研究採用普通的、未經塗布的紙作為接收體的系統， 因此其中未提及的問題是對於高光照片品質的介質，多價金屬陽離子鹽的添加導致使用基於顏料的墨的列印物中光澤度的嚴重損失。因此，需要簡單的列印系統來提供即幹接觸、採用在使用壽命期間耐褪色的著色劑、並呈現聚結和色斑極微而光澤度高的極好圖像品質的照片。

發明內容
本發明提供了一種噴墨列印系統，包括印表機、顏料墨組合物、和用於接收墨的乾燥記錄介質供給體，所述介質包括載體，所述載體承載墨接收層，所述墨接收層含一種或更多種多價金屬陽離子與一種或更多種配體的絡合物，其中所述絡合物的穩定常數Kl在 0. 3到6. 0範圍內。所述系統提供減少的聚結和色斑、高光澤度和優異的圖像品質。本發明還提供了一種改進的噴墨介質和製造這種介質的方法。


結合以下描述和附圖，本發明的以上和其他目的、特徵和優勢將變得更加明了，在附圖中，當可能時，使用相同的附圖標記表示附圖共有的相同特徵，其中圖1是本發明中可用的一種噴墨印表機的示意圖；和圖2是示出介質從噴墨印表機的供給託盤到收集託盤的流動的示意圖。
具體實施例方式以上概括了本發明。本發明中可用的噴墨列印系統包括印表機、至少一種墨、以及適合於接收來自噴墨印表機的墨的通常為片材的圖像記錄元件(本文中也稱「介質」)。 噴墨列印是通過響應數字數據信號以逐像素的方式將墨滴沉積到圖像記錄介質來產生列印圖像的非接觸方法。存在多種可用來控制墨滴在圖像記錄介質上的沉積以產生期望的列印圖像的方法。在一種稱為按需噴墨的方法中，各個墨滴根據需要被投射到圖像記錄介質上以形成期望的列印圖像。控制按需噴墨列印中墨滴的投射的常用方法包括壓電換能器、 熱泡形成或使得其移動的致動器。按需噴墨(DOD)液體發射裝置在噴墨列印系統中作為墨列印裝置為人們所知已
權利要求
1.一種噴墨列印系統，包括印表機、包含顏料著色劑的墨組合物、以及用於接收墨的乾燥記錄介質供給體，所述用於接收墨的乾燥記錄介質供給體包括載體，所述載體承載墨接收層，所述墨接收層包含一種或更多種多價金屬陽離子與一種或更多種配體的絡合物， 其中所述絡合物的穩定常數Kl在0. 3到6. 0的範圍內。
2.權利要求1的系統，其中所述絡合物為低色差絡合物。
3.權利要求1的系統，其中一種或更多種多價金屬陽離子包括選自Mg、Ca、Ba、Al、Zn、 Zr、Ni、Co、Cu和!^e中的至少一種金屬。
4.權利要求3的系統，其中所述一種或更多種金屬陽離子包括選自Mg+2和Ca+2中的至少一種。
5.權利要求1的系統，其中配體帶有-1的電荷。
6.權利要求1的系統，其中配體帶有選自羧酸根、磺酸根和磷酸根中的電荷部分。
7.權利要求6的系統，其中所述電荷部分為羧酸根。
8.權利要求1的系統，其中所述穩定常數為至少0.5。
9.權利要求1的系統，其中所述穩定常數小於3.0。
10.權利要求1的系統，其中所述配體選自乙酸、檸檬酸、葡糖酸、甘氨酸、乳酸、水楊酸、酒石酸和三偏磷酸鹽中的陰離子。
11.權利要求7的系統，其中所述配體包含位於羧酸根α位的羥基。
12.權利要求1的系統，其中配體與多價金屬陽離子的摩爾比為至少0.5。
13.權利要求1的系統，其中配體與多價金屬陽離子的摩爾比超過中性鹽的化學計量比。
14.權利要求1的系統，其中配體與多價金屬陽離子的摩爾比為中性鹽的化學計量比的2倍。
15.權利要求1的系統，其中配體與多價金屬陽離子的摩爾比小於20。
16.權利要求1的系統，其中多價金屬陽離子濃度至少為0.10毫摩爾/m2但小於10. 0毫摩爾/m2。
17.—種乾燥的未列印噴墨介質，包括載體，所述載體承載墨接收層，所述墨接收層包含多價金屬陽離子與配體的絡合物，其中所述絡合物的穩定常數Kl在0. 3到6. 0的範圍內。
18.—種製造包括承載有墨接收層的載體的噴墨介質的方法，包括在所述墨接收層中引入與配體絡合的二價金屬，所述絡合物的穩定常數Kl在0. 3到6. 0的範圍內。
全文摘要
一種噴墨列印系統，包括印表機、顏料墨組合物和用於接收墨的乾燥記錄介質供給體，所述介質包括載體，所述載體承載墨接收層，所述墨接收層包含多價金屬陽離子與配體的絡合物，其中所述絡合物的穩定常數K1在0.3到6.0的範圍內。所述系統賦予圖像優異的光澤度、聚結和圖像品質。
文檔編號B41M5/52GK102333659SQ201080009406
公開日2012年1月25日 申請日期2010年2月16日 優先權日2009年2月27日
發明者詹姆斯·艾伯特·雷切克, 阿蘭·韋克斯勒 申請人:伊斯曼柯達公司