CN100354381C - 固化型液体合成物固化方法以及喷墨记录设备 - Google Patents

固化型液体合成物固化方法以及喷墨记录设备 Download PDF

Info

Publication number
CN100354381C
CN100354381C CNB2005100884164A CN200510088416A CN100354381C CN 100354381 C CN100354381 C CN 100354381C CN B2005100884164 A CNB2005100884164 A CN B2005100884164A CN 200510088416 A CN200510088416 A CN 200510088416A CN 100354381 C CN100354381 C CN 100354381C
Authority
CN
China
Prior art keywords
electromagnetic radiation
recording medium
liquid composition
radiation curing
curing liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2005100884164A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1727416A (zh
Inventor
大津和彦
后河内透
秋山良造
清本博史
石桥充
广木正士
川上由纪子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba TEC Corp
Original Assignee
Toshiba TEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba TEC Corp filed Critical Toshiba TEC Corp
Publication of CN1727416A publication Critical patent/CN1727416A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100354381C publication Critical patent/CN100354381C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J11/00Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/0015Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form for treating before, during or after printing or for uniform coating or laminating the copy material before or after printing
    • B41J11/002Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating
    • B41J11/0021Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation
    • B41J11/00214Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation using UV radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M7/00After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
    • B41M7/0081After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using electromagnetic radiation or waves, e.g. ultraviolet radiation, electron beams
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M7/00After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
    • B41M7/009After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using thermal means, e.g. infrared radiation, heat
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B05D3/061Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
    • B05D3/065After-treatment
    • B05D3/067Curing or cross-linking the coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/10Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by other chemical means
    • B05D3/107Post-treatment of applied coatings
    • B05D3/108Curing

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)

Abstract

本发明提出了固化电磁辐射固化型液体合成物的方法,该合成物包含在酸存在时可聚合的溶剂,以及可溶解在溶剂中并在用电磁辐射照射时能够产生酸的光致酸发生剂。该方法包含:在记录介质上形成一层电磁辐射固化型液体合成物;以及将包括能被光致酸发生剂吸收的波长的电磁辐射照射到合成物层上以从光致酸发生剂中产生酸,从而固化合成物层;特征在于在形成电磁辐射固化型液体合成物层时以如下方式加热记录介质:记录介质的温度被提高至高于要传送到记录介质上的电磁辐射固化型液体合成物的温度。

Description

固化型液体合成物固化方法以及喷墨记录设备
技术领域
本发明涉及固化电磁辐射固化型液体合成物的方法,该合成物能够被油墨合成物受电磁辐射的照射而产生的酸固化。本发明还涉及喷墨记录设备。
背景技术
近年来,由于有可能迅速应付日益增长的多用途需要并减小库存的数量,按需打印机现在越来越多地得到使用。作为按需打印机的特定例子,带有增色剂或液体增色剂的电子照相打印机以及能够实现高速高质量打印的喷墨打印机都被认为是有用的。在喷墨打印机情形中,可在密闭系统中处理溶剂型油墨直到油墨被传送到打印表面(即要打印的表面)。这里要使用的油墨需要具有足够的流动性以便传送,因此油墨中溶剂的浓度就需要足够高。因此,在这种溶剂型油墨情形中,难以解决有机溶剂对大气的污染问题。此外,在这种溶剂型油墨情形中,有可能产生退化的已打印表面,这会发生在使油墨层干燥的过程中,从而使得不容易获得高质量打印材料。
着眼于解决前面提到的使用有机溶剂所带来的问题,已经提出了使用可以由UV照射来固化的油墨(以下称作UV油墨)以及使用UV油墨的打印机系统。关于UV油墨,其代表性例子之一包括包含基可聚合单体、光致聚合引发剂和色素的油墨。根据这一使用UV油墨的打印机系统,传送到打印表面上的UV油墨能够快速地被光照固化。由于油墨层能够如上面所述的那样瞬间非液体化,因此可以得到相对较高质量的打印材料。然而,普通UV油墨具有这样的问题,如果打印表面由吸附介质形成,那么就难以快速固化存在于吸附打印材料内部深处的UV油墨。
最近,已提出了一种喷墨记录设备,它包含用于将油墨传送到记录介质上以形成油墨层的喷墨记录头、传输记录介质的装置、将光照射到油墨层上的光源以及用于加热油墨层的加热装置。在使用这一记录设备的记录过程中,使用了可光固化喷墨油墨,可光固化喷墨油墨包含能够在电磁辐射的照射下产生酸的光致酸发生剂,、着色剂合成物以及在有酸存在时能够聚合的溶剂,电磁辐射照射到形成在记录介质表面上的油墨层。结果油墨中的光致酸发生剂中产生酸,然后在油墨层被加热时酸扩散到油墨层中。这样,酸作为油墨聚合反应的催化剂,从而使得即使油墨穿入吸附纸深处也能使其固化。然而,这一喷墨记录设备的问题在于需要另外安装大的加热装置,它在尺寸上比要用于使用普通油墨(丙烯酸可光固化喷墨油墨)的喷墨记录设备中的大得多。
由于在常温下丙烯酸光可固化喷墨油墨的粘度比普通喷墨油墨高,需要在将UV油墨供给记录头的供应通道处安装加热装置用于降低UV油墨的粘度从而使得UV油墨能够稳定排出。此外,还已知一种喷墨记录设备,它带有用于探测记录介质温度的记录介质温度探测装置以及将记录介质的温度控制在目标温度的记录介质温度控制装置,从而能够调整记录介质上能够由油墨液滴形成的每个点的散布,保证高质量打印。
发明内容
由于上面提到的传统喷墨记录设备需要大尺寸加热装置用于加热记录介质且需要液体合成物用于UV油墨,因此无法防止记录设备的尺寸变得很大。此外,来自光照装置的热量连同电磁辐射——例如紫外线——以及来自加热装置的热量不可能得到有效利用,使得这些热量要由记录介质或传输装置带走。结果,就不可能充分加热油墨层以保证UV油墨的固化,从而导致不充分加热。在该情形中,酸的扩散——这被认为是油墨化学放大机制的生命线——不能得到充分实现,导致油墨的不充分固化。
本发明的目的在于给出有效固化电磁辐射固化型液体合成物的方法,该合成物包含在有酸存在时可聚合的溶剂,以及溶解在溶剂中并在受电磁辐射照射时能够产生酸的光致酸发生剂。
本发明另一目的在于给出能够通过喷墨排出电磁辐射固化型液体合成物从而有效进行记录的设备,其中液体合成物包含在有酸存在时可聚合的溶剂,以及溶解在溶剂中并在受电磁辐射照射时能够产生酸的光致酸发生剂。
根据本发明某一方面,给出了固化电磁辐射固化型液体合成物的方法,该合成物包含在有酸存在时可聚合的溶剂,以及溶解在溶剂中并在受电磁辐射照射时能够产生酸的光致酸发生剂,该方法包含:在记录介质上形成一层电磁辐射固化型液体合成物;将包括能被光致酸发生剂吸收的波长的电磁辐射照射到该层电磁辐射固化型液体合成物上以从光致酸发生剂中产生酸,从而固化该层电磁辐射固化型液体合成物;其中在形成电磁辐射固化型液体合成物的时候加热记录介质,方法如下:将记录介质的温度提高到高于要传送到记录介质上的电磁辐射固化型液体合成物的温度。
根据本发明另一方面,给出喷墨记录设备,包含:由喷墨记录头向记录介质上传送电磁辐射固化型液体合成物的传送装置,合成物包含在有酸存在时可聚合的溶剂,以及溶解在溶剂中并在受电磁辐射照射时能够产生酸的光致酸发生剂;使记录介质和喷墨记录头相对对方移动的传输装置;加热记录介质至少直到油墨合成物从喷墨记录头中传送出来的加热源;以及发出电磁辐射照射已经被加热源加热的电磁辐射固化型液体合成物的照射源,电磁辐射包括能够被光致酸发生剂吸收的波长。
概括地说,本发明提供一种固化电磁辐射固化型液体合成物的方法,该合成物包含在酸存在时可聚合的溶剂,以及可溶解在溶剂中并在用电磁辐射照射时能够产生酸的光致酸发生剂,该方法的特征在于包含:在记录介质上形成一层电磁辐射固化型液体合成物;以及将包括能被光致酸发生剂吸收的波长的电磁辐射照射到电磁辐射固化型液体合成物层上以从光致酸发生剂中产生酸,从而固化电磁辐射固化型液体合成物层,其中在形成电磁辐射固化型液体合成物层时以如下方式加热记录介质:记录介质的温度被提高至高于被传送到记录介质上的电磁辐射固化型液体合成物的温度,在用电磁辐射照射电磁辐射固化型液体合成物层之后,记录介质表面的最高最终温度高于用电磁辐射照射电磁辐射固化型液体合成物层时记录介质表面的最高最终温度。
根据本发明的上述方法,其特征在于电磁辐射固化型液体合成物还含有作为着色成分的色素。
根据本发明的上述方法,其特征在于有热量被施加到形成在记录介质上的电磁辐射固化型液体合成物层上,该热量至少足够引起包括在电磁辐射固化型液体合成物中光致酸发生剂所产生的酸向电磁辐射固化型液体合成物层中的扩散,从而固化电磁辐射固化型液体合成物层。
根据本发明的上述方法,其特征在于记录介质的加热通过使用非接触型加热装置来进行。
根据本发明的上述方法,其特征在于记录介质由金属物质形成。
本发明还提供一种喷墨记录设备,其特征在于包含:传送装置(4),利用喷墨记录头将电磁辐射固化型液体合成物传送到记录介质上,油墨合成物包含在酸存在时可聚合的溶剂,以及可溶解在溶剂中并在用电磁辐射照射时能够产生酸的光致酸发生剂;传输装置(3),使记录介质和喷墨记录头相对移动;热源(7),加热记录介质至少直到油墨合成物被从喷墨记录头中传送出来;以及照射源(5),将包括能够被光致酸发生剂吸收的波长的电磁辐射照射到已经被热源加热的电磁辐射固化型液体合成物上,其中,在用电磁辐射照射电磁辐射固化型液体合成物层之后,记录介质表面的最高最终温度高于用电磁辐射照射电磁辐射固化型液体合成物层时记录介质表面的最高最终温度。
根据本发明的上述喷墨记录设备,其特征在于电磁辐射固化型液体合成物还含有作为着色成分的色素。
根据本发明的上述喷墨记录设备,其特征在于有热量被施加到形成在记录介质上的电磁辐射固化型液体合成物层上,该热量至少足够引起包括在电磁辐射固化型液体合成物中光致酸发生剂所产生的酸向电磁辐射固化型液体合成物层中的扩散,从而固化电磁辐射固化型液体合成物层。
根据本发明的上述喷墨记录设备,其特征在于记录介质的加热通过使用非接触型加热装置来进行。
根据本发明的上述喷墨记录设备,其特征在于记录介质由金属物质形成。
本发明的其它目的和优点将在随后的描述中提出,某种程度上由描述中可显而易见,或者通过本发明的实践而得到了解。通过一下特别指出的手段和组合能够实现和获得本发明的目的和优点。
附图说明
附图——并入并构成说明书的一部分——示出了本发明的实施方案,并与上面给出的一般性描述和下面给出的实施方案的详细描述一起用于解释本发明的原理。
图1为一框图,示意性示出根据本发明某一实施方案的喷墨记录设备;
图2为一框图,示意性示出根据本发明另一实施方案的喷墨记录设备;
图3为一框图,示意性示出根据本发明又一实施方案的喷墨记录设备;
图4为一俯视图,示意性示出用于图2所示的喷墨记录设备中的非接触型会聚卤素加热器;
图5为一框图,示意性示出根据本发明又一实施方案的喷墨记录设备;
图6为一框图,示意性示出根据本发明又一实施方案的喷墨记录设备;
图7为一框图,示意性示出根据本发明又一实施方案的喷墨记录设备;
图8为一框图,示意性示出根据本发明又一实施方案的喷墨记录设备;以及
图9为一框图,示意性示出根据本发明又一实施方案的喷墨记录设备。
具体实施方式
下面,将解释本发明各种实施方案。
在根据本发明某一实施方案的方法中,使用了电磁辐射固化型液体合成物,它包含在有酸存在时可聚合的溶剂、在受光照射时能够产生酸的光致酸发生剂。这种液体合成物的图像形成能力大大依赖于其化学放大机制。即,首先,当用像紫外线这样的电磁辐射照射液体合成物时(光的照射),由光致酸发生剂产生酸,然后由于加热,酸扩散到电磁辐射固化型液体合成物层中,从而液体合成物用作酸可聚合溶剂的交联反应的催化剂。在此情形中,要照射的电磁辐射包括能够被光致酸发生剂吸收的波长。由于酸的这一扩散,因此酸甚至能够穿入该层的由于受,例如,着色材料阻挡而无法达到的深处,从而有可能促进该层整个广泛区域中的固化。
特别是在根据本发明某一实施方案的方法中,需要将液体合成物——例如油墨——的粘度调整到预定值以使得液体合成物能够从记录头稳定地传送。特定地,需要液体合成物具有在常温下限制在预定范围内的流动性。例如,在25℃的温度下,液体合成物的粘度应当为50或更低,更优选地为30或更低。
在要用于根据本发明某一实施方案的方法中的液体合成物中,其在有酸存在时可聚合的溶剂可以由至少一种选自下列的化合物形成:具有脂环骨架和/或脂肪骨架的环氧化合物,乙烯醚化合物,含有过氧化聚丁二烯根的化合物,以及含有氧杂环丁烷环的化合物。特定地,具有脂环骨架和/或脂肪骨架的且在常温常压下粘度不超过50mPa·s、沸点不低于150℃的酸可聚合化合物优选用作酸可聚合溶剂。
至于光致酸发生剂,可以使用,例如,络离子盐、重盐、苯醌二叠氮化合物、有机卤化物、芳香族磺酸化合物、二砜化合物、磺酰化合物、璜酸化合物、锍化合物、硫氨化合物、碘络离子化合物、磺酰重氮甲烷化合物及它们的混合物。
液体合成物中光致酸发生剂的混合比可限定在0.5至10份(按重量)溶于100份(按重量)酸可聚合溶剂中。如果光致酸发生剂与聚碳酸脂按1∶1混合使用,那么光致酸发生剂可以按1至20份(按重量)溶于100份(按重量)酸可聚合溶剂中的比例使用。更优选的光致酸发生剂在液体合成物中的混合比为1至12份(按重量)溶于100份(按重量)酸可聚合溶剂中。
当除了前述成分之外还有着色成分掺入液体合成物中时,液体合成物就可配制成电磁辐射固化型UV油墨。至于着色成分,可以使用色素,可以是有机的也可以是无机的。液体合成物中的着色成分的混合比可以限定在每100份(按重量)酸可聚合化合物中0至20份(按重量)的范围内。液体合成物中的着色成分的更优选的混合比为每100份(按重量)酸可聚合化合物中大约3至6份(按重量)。
要用于根据本发明某一实施方案的方法中的电磁辐射固化型液体合成物可以由如下的工艺来制造,其中预定成分均匀混合在一起然后用,例如,PTFE过滤器过滤以得到液体合成物。
接下来,将参考附图解释根据本发明某一实施方案的喷墨记录设备。
图1示意性示出根据本发明某一实施方案的喷墨记录设备。喷墨记录设备1具有传输装置3。沿着这一传输装置3的移动方向,顺序排列了——从上游侧到下游侧——记录介质温度控制装置7、喷墨型记录头4、光照装置5以及加热装置6。
关于记录介质2,对其种类并没有任何特殊限制,只要能够在其上进行打印。即,可以使用,例如,各种材料,包括:纸、OHP单、树脂膜、无纺布、多孔膜、塑料板、电路板以及金属衬底。
传输装置3能够使记录介质2顺序通过记录介质温度控制装置7、记录头4、光照装置5和加热装置6的前表面。在此情形中,传输装置3设计成可以将记录介质2从图中的右侧传输到左侧。这一传输装置3可以由,例如,用于传输记录介质2的传输带和/或滚筒以及用于驱动传输带和/或滚筒的驱动机构(未示出)构成。此外,这一传输装置3还可具有用于辅助记录介质2的传输的导向部件。可选地,这一传输装置3可以由分级结构形成,该结构设计成在直线基底上滑行运动从而传输片状结构的记录介质2。
记录头4根据图像信号将电磁辐射固化型UV油墨传送到记录介质2上,从而形成油墨层。如上面已经解释的,电磁辐射固化型UV油墨为电磁辐射固化型液体合成物。至于记录头4,可以使用,例如,安装在滑动架上的连续扫描型记录头或者直线扫描型记录头,它具有等于或大于记录介质2的宽度的宽度。至于考虑高速打印,与前者相比,后者通常更有利。至于从记录头4传送电磁辐射固化型UV油墨的方式,并没有任何特殊限制。例如,可以使用利用加热元件的热量所能产生的蒸汽压喷射油墨液滴的方法。可选地,可使用压电元件所能产生的机械压脉冲喷射油墨液滴。
作为照射源的光照装置5将光照射到形成在记录介质2上的油墨层上,从而在油墨层中产生酸。至于光照装置5,可以使用,例如,像低、中或高压水银灯这样的水银灯、钨灯、氙灯、弧光灯、受激准分子灯、受激准分子激光器、半导体激光器、YAG激光器、由激光器和非线性光学晶体构成的激光器系统、高频感应紫外发生设备、电子束照射设备、X射线照射设备,等等。其中,更优选使用高频感应紫外发生设备、高/低压水银灯和半导体激光器,因为这些器件在简化所包含的系统方面更有优势。当要使用紫外线时,紫外线的波长应当优选地限定在100nm至600nm范围内。从光照装置5中发出的光不应局限为紫外线。即,光可选地可根据电磁辐射固化型液体合成物中或电磁辐射固化型UV油墨中所包括的光致酸发生剂的光敏波长来选择。尤其优选地使用峰值照度在250nm或365nm附近的光。光照装置5可带有会聚镜或扫描光学系统。
加热装置(加热源)6用来加热记录层2上的油墨层从而促进使用油墨层中受电磁辐射照射而产生的酸作为催化剂的交联反应。至于加热装置6,可以使用红外灯、卤素加热器、远红外陶瓷加热器、带有加热元件的滚筒(加热滚筒)、用于吹出热空气或加热的空气的吹风机,等等。如果要在打印速度高至每分钟几十米的高速打印设备中使用金属记录介质,那么需要能瞬间升高记录介质的表面温度。这可通过使用非接触型会聚卤素加热器来实现。可选地,非接触灯型加热装置6可带有会聚镜。
在这个时候,可以如下确定要施加给记录介质2用于加热形成在记录介质2上的UV油墨层的热量,无需考虑记录介质的种类、质量和厚度,从而使得有可能进一步提高固化效率。即,需要记录介质2的表面峰值温度比初始温度(由记录介质温度控制装置7预加热的记录介质的初始温度)高出至少大约90℃。
记录介质温度控制装置7可置于传输装置的任何一侧上,即在传输装置3之下或之上,且可以是固定型的或可移动型的。此外,记录介质温度控制装置7可以为接触型的或非接触型的。非接触型喷墨记录设备的一个实施例示意性示于图2中。在图2所示的喷墨记录设备中,非接触型记录介质温度控制装置7置于传输装置3之上。
如果记录介质2要被预加热,则并非必须要在喷墨记录设备1中安装记录介质温度控制装置7。例如,如图3所示,可在喷墨记录设备1的传输装置3的前级处安置记录介质预加热储料器14。位于记录介质预加热储料器14中的记录介质2被安装在记录介质预加热储料器14中的加热装置(未示出)集体预加热至预定温度然后由传输装置3传输。这一方法在记录介质具有大的热容且表面温度无法瞬间降低的情形中很有效。特定地,这一方法在在由高密度或高比重的金属制成的或由大体积材料——例如厚度很大——制成的记录介质2上进行记录的情形中尤其有效。
在任一种情形种,通过使用记录介质温度控制装置7,要被传输装置3传输的记录介质2被预加热然后进一步加热至预定温度直到记录介质2到达记录头4。此外,由于对记录介质2进行预加热,可以促进加热装置6对形成在记录介质2上的油墨层的加热。
至于记录介质温度控制装置7,可以使用红外灯、卤素加热器、远红外套磁加热器、带有加热元件的滚筒(加热滚筒)、IH加热器、用于吹出热空气或加热的空气的吹风机,等等。当记录介质2由金属制成且使用如图2所示的非接触型加热装置时,优选使用远红外套磁加热器。此外,如果需要使用打印速度高至每分钟几十米的高速打印设备,或者如果记录介质的表面温度需要瞬间升高至一个高温,那么图2所示的非接触型加热装置中的记录介质温度控制装置7必须构建成能够被瞬间加热。更特定地,在此情形中使用会聚卤素加热器更为有效。图4示出在此情形中有用的卤素加热器的一个实施例。如图4所示,如速加热器22被反射板23环绕并置于外壳21中。焦点24位于卤素加热器22之下的预定点处,从而使得光能够会聚到该点。因此,需要将卤素加热器置于合适位置从而使得记录介质2能够通过这一焦点24。
下面,将详细解释使用图1所示的喷墨记录设备1在记录介质2上进行打印(图像的形成)的方法。
首先,通过使用传输装置3,记录介质2被从图中的右侧传输到左侧。取决于所使用的对象,传输记录介质2的速度可以进行适当选择。例如,传输速度可以被控制在每分钟几十米。在记录介质2被传输时,由置于传输装置3之下的记录介质温度控制装置7对记录介质2进行预加热。记录介质2被记录介质温度控制装置7所预加热的区域可被限制在要由记录图4进行打印图像的位置附近,如图1所示。可选地,记录介质2被预加热的区域可被限制在刚好在加热装置6前方的位置附近,在该位置处,记录介质2可被光照装置5用电磁辐射——例如紫外线——照射(光的照射),如图5所示。
用于进行预加热的特定区域可通过考虑各种因素来适当地确定,这些因素包括像:电磁辐射固化型液体合成物或UV油墨的固化敏感度、打印表面的传输速度(记录介质2的传输速度)、记录介质2的种类(材料质量、厚度等),等等。然而,要求记录介质2到达记录头4的那一刻记录介质2的温度高于从记录头4传送的油墨的温度。要传送的油墨的温度通常限制在大约20至60℃,从而如果记录介质2的温度等于或低于这一温度范围,则不可能有效地固化油墨层。因此,固化油墨所需的电磁辐射照射(光照射)的优化条件被限制在窄的范围内。
要传输的记录介质2的预加热温度可以是不会干扰加热装置6的加热所产生的效果,如下所述。此外,这一温度应当优选地尽可能高,只要不导致记录介质2的变形。还要求光照射装置所发出的热量能够有效地施加到油墨上,而不会,例如,被记录介质的传输装置带走。优选地固化所需的酸充分扩散到油墨层深层部分,且记录介质2被预加热至能够在电磁辐射照射(光照射)之前进行油墨的均匀固化的温度。因此,记录介质2的预加热进行到这样一个程度,即在光照射之后不再需要加热,且能有效地实现通过固化所需的酸扩散到油墨层深层部分来进行的油墨层的均匀固化。实际上,需要进行预先实验以估计油墨的固化特性,从而确定记录层的预加热条件。更特定地,预加热可在从35至120℃,更优选地从50至70℃,的温度范围内进行,尽管这一温度范围取决于油墨的成分、油墨温度、记录介质的材料质量等。
在记录介质2被传输到记录头4前面的那一刻,电磁辐射固化型UV油墨被依照图像信号从记录头4中传送出来。结果,可在记录介质2上形成油墨层。
其上形成有油墨层的记录介质2被传输到照射装置5前面。由于记录介质2被允许通过光照装置5前面,光被从光照装置5照射到油墨层上以在油墨层中产生酸。油墨层表面位置处的辐射强度可一般限制在几mW/cm2至10W/cm2范围内,尽管它随要使用的光源的波长不同而不同。优选地,辐射强度可限制在几十mW/cm2至大约5W/cm2范围内。要对油墨层进行的曝光量可选地可根据油墨敏感度以及打印表面的移动速度(记录介质2的传输速度)来设定。
然后,记录介质2被传送到加热装置6中或其附近。随着记录介质2经过加热装置6内部或加热装置6附近,形成在记录介质2上的油墨层被加热装置6加热以促进油墨层中的交联反应。顺便提及,在图1所示的喷墨记录设备情形中,加热装置6加热的时间通常相对较短,即,从小于一秒到几十秒。因此,如果需要油墨层能够被加热装置6充分完全地固化,那么加热应当优选地以这样的方式来进行:最高的最终温度要相对较高,例如,大约200℃或更低,尤其是大约80至200℃。作为替代,进行加热的最高最终温度被限制在大约60至180℃的范围内。
通过油墨成分的优化或者前述预加热和电磁辐射照射条件的优化,可省略加热装置6的加热。之后,记录介质2被传输到储料器(或容器)(未示出)中,从而完成打印。
用于加热油墨层的加热装置并不一定局限于如图1所示置于光照装置5上游侧的加热装置6。例如,可以使用带有加热装置的储料器15,如图6所示。大量已经进行了曝光过程的记录介质2可以容纳在这一带有加热装置的储料器15中以进行对这些记录介质2的总体加热。作为替代,光照装置5可以移近记录介质2到不会在进行油墨层的曝光时对打印表面造成任何损坏的程度,从而将光照装置5用作加热源。还可以通过不在光源上加上任何散热机构——例如冷光镜——来利用光源作为加热源。如果要使用几百瓦的高输出灯泡,那么由于预先就带有冷却机构,可以部分调整这一冷却机构以制成可以有意利用灯泡的热量来加热记录介质2的机构。如此,可使用光照装置5所产生的热量来加热油墨层。
更特定地,可以使用输出不低于一百瓦且带有设计成用于冷却光照装置5的气流能够被重新引入记录介质2或传输/支持机构的机构的光照装置5,从而使得可以利用气流来加热油墨层。记录介质2的最终温度——这可以通过利用来自光照装置5的热量得到——可以使得有可能获得与前述加热装置6的热量所能得到的同样程度的效果。尽管温度的优选范围依加热时间的长短而有所不同,但是通常温度应当在至少60℃,更优选地80-100℃。此外,当曝光速度高至每秒几米时,温度可高至180℃左右,因为油墨层需要被瞬间加热。
当,例如,使用除可见光之外还能发出红外线的光照装置作为光照装置5时,可以在光照的同时进行加热。在这一情形中,可优选促进油墨层的固化。
顺便提及,如果要从记录头4传送的电磁辐射固化型UV油墨含有非常少量的着色成分,那么可以认为它是透明度很好的电磁辐射固化型液体合成物。因此,要从光照装置5照射的像紫外线这样的电磁辐射(所照射的光)能够容易到达液体合成物深层部分。结果,可以降低光照装置5的照射输出。此外,可以降低加热装置6的温度(输出:所需的热量),从而导致加热装置6的小型化。此外,取决于条件,液体合成物层能够被光照装置5要发出的辐射热加上光以及记录介质温度控制装置7对其进行的预加热充分固化。在此情形中,并非在光照之后一定要进行液体合成物层的加热,从而可省略如图7或图8所示的加热装置6。结果,可以使喷墨记录设备1小型化。
如果使用了含有着色成分的电磁辐射固化型UV油墨,那么与前述透明度很好的电磁辐射固化型液体合成物相比,要从光照装置5中照射出来的电磁辐射很难穿透到液体合成物的深层部分。在要形成的液体合成物层厚度相对较大的情形中,使光能够到达液体合成物深层部分将变得更困难,从而需要研究要包括在UV油墨中的光致酸发生剂的量。在根据本发明某一实施方案的记录设备中,记录介质2被记录介质温度控制装置7预加热,从而使得固化油墨层所需的酸能够充分扩散进油墨层的深层部分。结果,可以降低加热装置6的温度(输出:所需热量),从而导致加热装置6的小型化。此外,取决于条件,液体合成物层能够被光照装置5要发出的辐射热加上光以及记录介质温度控制装置7对其进行的预加热充分固化。在此情形中,并非在光照之后一定要进行液体合成物层的加热,从而可以像透明度很好的电磁辐射固化型液体合成物情形中那样省略如图7或图8所示的加热装置6。在此情形中,正如参考图7或图8所解释的那样,可以使喷墨记录设备1小型化。
根据本发明某一实施方案的喷墨记录设备1可以是平板型喷墨记录设备。其一个实施例示意性示于图9中。在图9所示的喷墨记录设备中,虽然记录介质2是固定的,但是喷墨记录头4和光照装置5可以移动以形成图像。在记录介质固定台之下,安置了记录介质温度控制装置7,通过它可以将记录介质2完全进行预加热以进行图像形成。
这一喷墨记录设备1包含喷墨记录头4、光照装置5以及加热装置6,从而构成喷墨记录单元。在执行打印时,记录头4连续并往复地在固定在记录介质固定台上的记录介质2之上移动。
这一喷墨记录单元作为一个单元由位于喷墨记录单元相对侧上的一对导轨8和9固定,并置于一对互相平行的前和后轨道10和11上,能够沿图中白箭头和黑箭头所指方向往复移动。至于移动喷墨记录单元的方法,可以使用与步进马达等相连的拉伸状态下的线,从而可以由线拉动喷墨记录单元。作为替代,还可以像线性滑块那样构建喷墨记录单元从而使得喷墨记录单元能自己移动。
前和后轨道10和11平行地固定,设计成沿一对互相平行的左和右轨道12和14——它们都分别位于记录介质2的外侧——按箭头的方向移动。
在利用如上所述构建的喷墨记录设备进行喷墨记录时,喷墨记录单元沿图中所示的白色箭头的方向传输,期间,在记录介质2上形成图像。在这一喷墨记录单元的单项传输过程完成图像的形成之后,喷墨记录介质沿互相平行的左和右轨道12和13按黑箭头的方向移动,从而在喷墨记录单元沿黑箭头所指的方向的向后移动期间将喷墨记录单元转移到记录介质2的未记录部分。然后,按与上述相同的方式,喷墨记录单元沿白箭头的方向传输,在此期间在记录介质2上形成图像。重复这些操作,从而使得可以在大的记录介质2上形成图像。
即使在前述平板型喷墨记录设备的情形中,记录介质2也被记录介质温度控制装置7以与前述喷墨记录设备相同的方式预加热,从而使得能够预期使加热装置6最小化的效果。
下面,将参考特定实施例详细解释本发明的实施方案。
制备了电磁辐射固化型液体合成物和电磁辐射固化型UV油墨来研究其固化特性。在这些合成物的制备中,以7∶1(重量比)的混合比将都由下面的化学式表示的两种环氧化合物Ep1和Ep2混合在一起以得到酸可聚合合成物(环氧合成物)“a”。
Figure C20051008841600181
Ep1:1,2∶8,9二环氧柠檬烯;
Ep2:ε-己内酯-改性3,4-环氧环己基甲基3’,4’-环氧环己烷羧酸酯。
将用作着色成分的碳黑色素(5%重量百分比)与丙烯酸树脂混合并揉捏。将这一揉捏了的混合物与200ppm的非离子表面活性剂(Sumitomo 3M Co.,Ltd.)加到前述环氧化合物“a”中。之后,用颜料摇摆机对所得混合物进行分散处理一整天和整晚以得到黑色合成物“a(B)”。
然后将这一黑色合成物“a(B)”与光致酸发生剂按如下表1所示的比例混合并搅拌。然后将所得混合物用5μm PTFE过滤器进行过滤以制备样品合成物(1)和(2)。样品合成物(1)为电磁辐射固化型液体合成物,而样品合成物(2)为电磁辐射固化型UV油墨(以下称作UV油墨)。
表1
    合成物编号     黑色合成物   光致酸发生剂(wt%)
    1     无   PAG3(8%)
    2     a(B)   PAG3(8%)
这里用作光致酸发生剂的PAG3为碳酸丙稀溶液,在浓度50%(重量百分比)下包含由下述化学式所表示的化合物PAG1和PAG2的1∶1混合物。此外,这一PAG3在市场上可以买到,其商标为UVACURE 1591(Daicel UCB Co.,Ltd.)。
通过使用图1所示的喷墨记录设备1,用样品合成物(1)和(2)进行了打印并研究了其固化特性。喷墨记录设备1的元件分别如下制备。对于传输装置3,使用热阻优良且热容低的金属环状带,并将其以张紧方式置于驱动滚筒和随动滚筒之间。对于记录头4,使用喷墨记录头CB1(商标;Toshiba TEC Co.,Ltd.)。对于光照装置5,使用UV照射系统HP-6(D灯泡:峰值波长=350-390nm;Fusion UVSystems Japan Co.,Ltd.)。对于加热装置6,使用远红外陶瓷加热器PLC-33系列(Noritake Co.,Ltd.)。记录介质温度控制装置7由包含粘在低热导的热阻树脂板——例如POM板——上的硅橡胶加热器(OM Heater Co.,Ltd.)的结构构成,记录介质温度控制装置7紧挨传输环装置3下方,沿着从介质供给点延伸向光照装置5的位置的区域。
所有的样品都在下述条件下打印。
记录头4的分辨率:600dpi;
所传送油墨的体积:每喷嘴42pL;
打印速度(用作记录介质传输装置的带子的移动速度):25m/min;
照射输出(大):2600mW/cm2
照射输出(小):1800mW/cm2
加热温度(记录介质表面温度):100℃(经过时间:大约5sec)
预加热温度:60℃
照射输出表示紫外线的照度,由紫外线剂量计(TopconCorporation的工业UV检验器;UVR-T1)来测量。这一照度通过使用UV照射系统HP6(Fusion UV Systems Japan Co.,Ltd.)的输出调节翼形螺丝(调控器)来调节。
在上述条件下,每种合成物被打印在用作记录介质的PET单张(厚度200μm)上,在固化之后用铅笔式硬度测试方法测量所打印的图像的硬度。所打印的图像的固化度(硬度)的测量根据JIS K5600-5-4(使用了Mitsu-Bishi 2B-2H铅笔)来进行,按下面四个等级判定硬度,即,A、B、C和D。对样品合成物(1)和(2)所得的结果分别总结在下面的表2和3中。
A:H或更高
B:F
C:B和HB
D:2R
表2
Figure C20051008841600211
表3
Figure C20051008841600212
如表2所示,在电磁辐射固化型液体合成物情形中,通过对形成在记录介质表面上的液体合成物的预加热,可以有效地将光照装置发射的热量用到油墨上而使得可以防止热量被记录介质传输装置等带走。结果,可以使得固化油墨所需的酸能够有效地扩散到油墨层的深层部分并进行油墨层的均匀固化,从而无需在照射之后加热油墨层。
在UV油墨情形中,也可以通过UV油墨的预加热将来自加热装置的热量有效地用到UV油墨层上而使得可以防止热量被记录介质的传输装置等带走,如表3所示。在这一方式中,可以使得固化油墨所需的酸能够有效地扩散到油墨层的深层部分并进行油墨层的均匀固化。结果,可以使在光照之后就要用到的加热装置简化或小型化,或减小加热装置的输出。在特定环境下,可省略光照之后要用到的加热装置。
如上所述,由于记录介质被预加热,从而加热了电磁辐射固化型液体合成物层,因此可以最大限度利用用于辐射电磁辐射的光照装置所发射的能量(通常为光和热)以及来自加热装置的热量。即,喷墨记录设备只需带有小尺寸预加热装置,从而并非一定要具有大尺寸加热装置,从而使得设备小型化。此外,预加热对减小附着在记录介质上的油墨的粘度也有作用,以此提高了油墨对记录介质的润湿性,提高油墨层和记录介质之间的粘附性。
此外,制备了UV油墨以研究其在各种条件下的固化特性。
在UV油墨的制备中,前述环氧化合物Ep1(1,2∶8,9二环氧柠檬烯)和由下面的化学式(新戊基乙二醇二环氧丙脂乙醚)表示的环氧化合物Ep3以1∶1(重量比)的混合比混合在一起以得到酸可聚合合成物(环氧合成物)“b”。顺便提及,环氧化合物Ep1由Celloxide 3000(Daicel Chemicals Co.,Ltd.)形成而环氧化合物Ep3由SR-NPG(Sakamoto Yakuhin Co.,Ltd.)形成。
Figure C20051008841600221
用作着色成分的碳黑色素(重量百分比4%)与丙烯酸树脂混合并揉捏。这一揉捏的混合物与200ppm非离子表面活性剂(Sumitomo3M Co.,Ltd.)被加到前述环氧合成物“b”中。之后,用颜料摇摆机对所得混合物进行分散处理一整天和整晚以得到黑色合成物“a(B)”。
然后这一黑色合成物“a(B)”与光致酸发生剂按下面的表4所示的比例混合并搅拌。然后所得混合物用5μm PTFE过滤器过滤以制备样品合成物(3)。样品合成物(3)为UV油墨。
表4
  合成物编号   黑色合成物   光致酸发生剂(wt%)
  3   b(B)   PAG6(10%)
在此处用作光致酸发生剂的PAG6为碳酸丙稀溶液,在浓度50%(重量百分比)下包含由下述化学式所表示的化合物PAG4和PAG5的1∶1混合物。此外,这一PAG6在市场上可以买到,其商标为ESACURE 1064(Lamberty Co.,Ltd.)。
Figure C20051008841600231
通过使用图1所示的喷墨记录设备1,用样品合成物(3)进行了打印,并研究了其固化特性。喷墨记录设备1的元件分别如下制备。对于传输装置3,使用热阻优良且热容低的金属环状带,并将其以张紧方式置于驱动滚筒和随动滚筒之间。传输装置3使得记录介质2能够使得只当在记录介质2上进行打印时记录介质2才会紧贴在驱动滚筒的表面部分上。对于记录头4,使用喷墨记录头CB1(商标;ToshibaTEC Co.,Ltd.)。对于光照装置5,使用会聚型UV照射系统LP-6(D灯泡:峰值波长=350-390nm;标准反射镜;Fusion UV SystemsJapan Co.,Ltd.),处在与记录头4在传输方向上相距大约417mm的位置处。
对于加热装置6,使用卤素加热单元NIL系列(镀金会聚镜表面;Infridge Industries Co.,Ltd)。单个或许多加热装置置于与光照装置5在传输方向上相距大约417mm的位置处。此处所用的加热装置为卤素加热器,如图4的剖面图所示,其位置使得光能够会聚在这一加热装置下方25mm处的焦点24处。记录介质温度控制装置7由包含粘在低热导的热阻树脂板——例如POM板——上的硅橡胶加热器(OMHeater Co.,Ltd.)的结构构成,记录介质温度控制装置7紧挨传输环装置3下方,沿着从介质供给点延伸向光照装置5的位置的区域,从而使得能够预加热记录介质2。
对于记录介质温度控制装置7,其结构并非一定如上所述,而可以是利用辐射热的非接触型或热空气吹风型。这样的非接触型记录介质温度控制装置可以由用于加热装置6的卤素加热单元NIL系列(镀金会聚镜表面;Infridge Industries Co.,Ltd)形成。如果记录介质2由金属——例如铁——形成,那么使用,例如,电磁感应加热的自发热加热器就可以用作记录介质温度控制装置。
这一实施例中的打印条件(形成固化油墨膜的条件)如下。
记录头4的分辨率:600dpi;
所传送油墨的体积:每喷嘴42pL;
记录头4油墨传送温度:大约40℃
打印速度(记录介质传输装置3传输记录介质的速度):25m/min。
对于光照装置5,使用了峰值在波长大约365nm处的紫外线,其输出在适当地调节在下面的范围内。
照射照度:263-2429mW/cm2
光的总量:4-236mJ/cm2
加热装置6的加热条件设置成卤素灯纵向上每1cm的加热器输出适当地调节在0.117-0.936KW/cm的范围内。
通过使用如上结构的喷墨记录设备1和样品合成物(3),在不锈金属板(厚度100μm)上形成了固化的固态图像。在这一打印中,记录介质2以25mmin的速度传输,并改变了像光照装置5工作时的照射照度和光量以及加热装置6的加热器输出这样的条件。
光照装置5的照射输出(紫外线照度/光的总量)值通过使用紫外线剂量计(Topcon Corporation的工业UV检验器;UVR-T1,光探测部分:UD-T36;峰值敏感波长:大约350nm)来测量。此外,利用前述UV照射系统的输出调节翼型螺丝将光照输出调节在25-100%范围内。
对没有用喷墨记录设备的记录介质温度控制装置对记录介质2进行预加热的情形(记录介质2的温度:大约30℃)以及进行了前述记录介质2的预加热的情形(记录介质2的温度:大约50℃)分别研究了记录介质2上的已固化材料的固化特性。为了评估固化特性,测量了不剥落特性和铅笔硬度。
这里不剥落特性指的是,当许多上面带有已打印图像的记录介质2彼此堆叠时,油墨在叠加在另一记录介质2上的记录介质2的背表面上的逆转录的可能性。这样,不剥落指的是这样的情形:即使许多上面带有已打印图像的记录介质2彼此堆叠,也不会出现形成在某个记录介质2的表面上的油墨转录到上层记录介质2的背表面上的情形。更特定地,已固化油墨膜的不剥落特性可通过用擦拭纸(Chymwipe;Cresia Co.,Ltd.)摩擦形成在记录介质2上的已固化油墨膜来确定。已固化油墨膜的不剥落特性根据下面的标准来评估。
O:不剥落(即使用Chymwipe摩擦已固化油墨膜五次,油墨也不会被刮掉)
A:稍微不剥落(当用Chymwipe摩擦已固化油墨膜五次,有油墨粘附在Chymwipe上)
X:剥落(当用Chymwipe摩擦已固化油墨膜一次,就有油墨粘附在Chymwipe上;即,没有充分固化)
即,如果油墨层不剥落,就可确定记录介质2上的UV油墨层已充分完全固化了。
打印图像的铅笔硬度测量更具JIS K5600-5-4来进行(使用了Mitsu-Bishi铅笔2B-2H)。在用于这一实施例的UV油墨与记录介质2(不锈金属板)的混合中,需要打印图像的铅笔硬度为“H”或更高。
表5示出没有进行预加热的样品的结果,表6示出进行了预加热的样品的结果。每一列的上行表示已固化油墨膜的不剥落特性,而每一列的下行表示已固化油墨膜的铅笔硬度。当在确定固化条件时不剥落特性为“O”且铅笔硬度为“H”或更高时,可以说是固化条件的合适范围。
表5
    照度(mW/cm2)     光量(mJ/cm2)   加热器输出(kW/cm)
  0.117   0.146   0.195   0.234   0.293   0.390   0.468   0.585   0.702   0.936
263 4   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B
572 37   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B
881 70   △2B   △2B   △2B   △2B   △2B   △B   △HB   △HB   △HB   △HB
1191 104   △2B   △2B   △2B   △2B   △2B   △B   △HB   △HB   △F   △HB
1500 137   △2B   △2B   △2B   △2B   △2B   △HB   △F   △F   △HB   △F
1810 170   △B   △B   △B   △B   △HB   △F   △F   △F   △F   △F
2119 203   △B   △B   ○HB   ○HB   ○HB   ○F   ○H   ○H   ○H   ○H
2429 236   △B   △HB   ○F   ○F   ○F   ○F   ○H   ○H   ○H   ○H
表6
    照度(mW/cm2)     光量(mJ/cm2)   加热器输出(kW/cm)
  0.117   0.146   0.195   0.234   0.293   0.351   0.468   0.585   0.702   0.936
263 4   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×<2B
572 37   ×<2B   ×<2B   ×<2B   ×B   ×B   ×B   ×B   ×B   ×B   ×B
881 70   △2B   △2B   △HB   △F   △F   △F   △F   △F   △F   △F
1191 104   △HB   △F   △F   ○H   ○H   ○H   ○H   ○H   ○H   ○H
1500 137   △F   ○F   ○H   ○H   ○H   ○H   ○H   ○H   ○H   ○H
1810 170   ○F   ○F   ○H   ○H   ○H   ○H   ○H   ○H   ○H   ○H
2119 203   ○F   ○F   ○H   ○H   ○H   ○H   ○H   ○H   ○H   ○H
2429 236   ○F   ○H   ○H   ○H   ○H   ○H   ○H   ○H   ○H   ○H
如表5所示,如果记录介质2没有进行预加热,则为了保证“O”的不剥落特性,需要光照装置5的照度和光量分别设为不小于2119mW/cm2和不小于203mJ/cm2,且加热装置6的加热器输出设为0.195KW/cm或更大。此外,为了保证“H”或更高的铅笔硬度,需要光照装置5的照度和光量分别设为不小于2119mW/cm2和不小于203mJ/cm2,且加热装置6的加热器输出设为0.468KW/cm或更大。这样,如果记录介质2没有进行预加热,那么得到极好固化物质的合适条件将被限制在狭窄的范围内。
然而,如果记录介质2在35至120℃的温度下进行了预加热,那么就可以大大拓宽前述合适条件范围,如图6所示。即如果需要保证“O”的不剥落特性,只需要光照装置5的照度和光量分别设为不小于1191mW/cm2和不小于104mJ/cm2,且加热装置6的加热器输出设为0.117KW/cm或更大。此外,为了保证“H”或更高的铅笔硬度,只需要加热装置6的加热器输出设为0.146KW/cm或更大。
如上所述,已经确定,当记录介质2的表面温度在不低于要从记录头4传送的油墨的温度的温度下进行了预加热,那么与记录介质2没有进行预加热的情形相比,就可以大大拓宽固化的合适条件。在这一实施例中,记录介质2的温度(表面温度)为大约30℃,即,与喷墨记录设备的通常温度相同,而要从喷墨记录头4传送的UV油墨的温度为大约40℃。从前述结果可以看出,通过将记录介质2的温度(表面温度)提高20℃,例如,至50℃,就可以得到足够的效果。
当与照射条件保持相同的相比,即使加热装置6的输出被提高以使记录介质2表面的峰值温度互相相同,也不可能得到任何显著的效果。即,只有通过记录介质2的预加热来将记录介质2的表面温度提高到等于或高于要从记录头4传送的油墨的温度,才能够促进油墨的固化。即使记录介质2的最终表面温度相同,也能实现这一固化促进效果。
只要光照装置5的照度和光量分别设为不低于1191mW/cm2和不低于104mJ/cm2作为照射条件,那么只要要由记录介质温度控制装置7预加热的记录介质2的峰值表面温度被限制在35至120℃的范围内,则可以得到相同的固化促进效果。尽管当要由记录介质温度控制装置7预加热的记录介质2的表面温度高于UV油墨的传送温度时,它多多少少会收到要从记录头4传送的UV油墨的温度的影响,但是只要预加热的温度限制在35至120℃范围内,就可以得到优良的固化特性。
如果预加热的温度低于35℃,则不可能充分得到记录介质2的预加热效果。另一方面,如果预加热的温度高于120℃,则记录介质2、UV油墨和喷墨记录设备1将更容易被损坏,而且,要形成在记录介质2上的图像将受到严重影响,产生不规则图像等。此外,要用于预加热的设备的能量消耗将增加,从而产生另一个问题。
如果要从记录头传送的UV油墨的温度为大约40℃,那么只要记录介质温度控制装置7对记录介质2进行预加热的温度被限制在50至70℃的范围内,就可以得到更优良的效果。已经确认如果考虑到防止图像质量和记录介质2的损坏而使介质温度控制装置7对记录介质2进行预加热的温度被限制在50至70℃的范围内,那么就可以得到形成在记录介质2上的UV油墨层的更优良的固化特性。
通过记录介质2的预加热,还可以预期下面的效果。例如,如果UV油墨的温度为40℃,那么可以通过用记录介质温度控制装置7将记录介质2预加热至50至70℃来降低油墨的粘度。当油墨的粘度被降低至,例如,20mPa·s(cp)或更低时,油墨层中产生的酸将更有效地扩散,促进油墨层的固化。此外,通过降低油墨的粘度,可以提高其与记录介质2表面的润湿性并提高已固化层和记录介质2表面之间的粘附性。
提高UV油墨或记录介质2的温度以保证不剥落特性“O”所需的总热量可如下确定。即,需要通过使用整个加热源——包括记录介质温度控制装置7的预加热、光照装置5的加热以及加热装置6的加热——将厚度100μm的PET单张的温度从原始温度提高到一个至少是其固化所需的高温。这里,PET单张的原始温度为50℃左右,而至少是其固化所需的温度为90℃左右。
间接用于前述实施例中的表面温度测量的记录介质材料为PET,从而如果比重(m)假设为1.3,比热假设为1.3(J/g℃),则每1g的PET的温度被提高大约40℃(90-50℃)所需的热量可根据Q=mct如下计算。
Q=1.3×1.3×40=67.6J
如果PET单张的厚度为100μm,则每1cm2的单张所需的热量Q’可表示为Q’=0.676(J/cm2)。因此,固化记录介质2上的UV油墨膜所需的最小条件为照度至少1000mW/cm2左右,光量至少100mJ/cm2左右,以及热量至少0.676J/cm2左右。
然而,如果记录介质2的厚度大于1mm,则需要大得多的热量来提升记录介质的温度,因为固化记录介质上的油墨膜的热量将会沿记录介质厚度方向扩散。即,需要通过使用整个加热源——包括记录介质温度控制装置7的预加热、光照装置5的加热以及加热装置6的加热——为油墨膜提供将油墨膜的温度从记录介质2的原始温度(大约50℃)提高到至少是其固化所需的温度(大约90℃)所必须的足够热量。
此外,根据本发明这一实施方案的UV油墨固化过程很大程度上取决于油墨的化学放大机制。即,首先,当油墨被电磁辐射——例如紫外线——照射(光照)时,从UV油墨的光致酸发生剂中产生酸,然后由于油墨层的加热这一酸扩散到油墨层中,从而作为油墨层交联反应的催化剂。由于酸的这一扩散,现在可以使得酸甚至穿透到由于,例如,着色材料的阻挡而光无法透过的油墨层的深层区域,从而使得可以促进油墨层的整个区域的固化。
如果要使用粘度高的UV油墨,那么通常在喷墨记录头4中加热UV油墨以降低其粘度以便其粘度关于其传送优化,从而将UV油墨的粘度调节到最佳粘度。当在喷墨记录头4中加热的UV油墨被喷射到达温度低于UV油墨的记录介质2表面时,UV油墨被冷却,从而增大UV油墨的粘度。因此,即使随后通过电磁辐射照射(光照)从光致酸发生剂中产生酸,酸也不能有效地扩散到油墨层中。结果,油墨层的固化效果就会降低,从而就必须要通过随后的加热提供大量热量用于酸的重扩散。
因此,需要在对UV油墨层进行电磁辐射照射之后的加热步骤中加热记录介质的时候记录介质表面的最高最终温度高于在对UV油墨层进行电磁辐射照射的时候记录介质表面的最高最终温度。在这一情形中,通过光照从光致酸发生剂中产生的酸能够更有效地扩散,从而使得可以进一步提高UV油墨层的固化效率。根据本发明这一实施方案的方法使得可以通过记录介质的预加热实现前述效果。
根据本发明某一方面,给出有效固化电磁辐射固化型液体合成物的方法,该合成物包含在酸存在时可聚合的溶剂,以及可溶解在溶剂中并在用电磁辐射照射时能够产生酸的光致酸发生剂。
根据本发明另一方面,给出能够通过喷墨排出电磁辐射固化型液体合成物从而有效进行记录的设备,其中油墨合成物包含在酸存在时可聚合的溶剂,以及可溶解在溶剂中并在用电磁辐射照射时能够产生酸的光致酸发生剂。
其它优点和修改对于熟练的技术人员来说是显而易见的。因此,本发明在更宽的方面中并不局限于此处示出和描述的特定细节和代表性实施方案。因此,只要不超出所附权利要求及其等价所确定的一般发明概念的精神和领域,就可以有各种修改。

Claims (10)

1.固化电磁辐射固化型液体合成物的方法,该合成物包含在酸存在时可聚合的溶剂,以及可溶解在溶剂中并在用电磁辐射照射时能够产生酸的光致酸发生剂,该方法的特征在于包含:
在记录介质上形成一层电磁辐射固化型液体合成物;以及
将包括能被光致酸发生剂吸收的波长的电磁辐射照射到电磁辐射固化型液体合成物层上以从光致酸发生剂中产生酸,从而固化电磁辐射固化型液体合成物层,
其中在形成电磁辐射固化型液体合成物层时以如下方式加热记录介质:记录介质的温度被提高至高于被传送到记录介质上的电磁辐射固化型液体合成物的温度,
在用电磁辐射照射电磁辐射固化型液体合成物层之后,记录介质表面的最高最终温度高于用电磁辐射照射电磁辐射固化型液体合成物层时记录介质表面的最高最终温度。
2.根据权利要求1的方法,其特征在于电磁辐射固化型液体合成物还含有作为着色成分的色素。
3.根据权利要求1的方法,其特征在于有热量被施加到形成在记录介质上的电磁辐射固化型液体合成物层上,该热量至少足够引起包括在电磁辐射固化型液体合成物中光致酸发生剂所产生的酸向电磁辐射固化型液体合成物层中的扩散,从而固化电磁辐射固化型液体合成物层。
4.根据权利要求1的方法,其特征在于记录介质的加热通过使用非接触型加热装置来进行。
5.根据权利要求1的方法,其特征在于记录介质由金属物质形成。
6.喷墨记录设备,其特征在于包含:
传送装置(4),利用喷墨记录头将电磁辐射固化型液体合成物传送到记录介质上,油墨合成物包含在酸存在时可聚合的溶剂,以及可溶解在溶剂中并在用电磁辐射照射时能够产生酸的光致酸发生剂;
传输装置(3),使记录介质和喷墨记录头相对移动;
热源(7),加热记录介质至少直到油墨合成物被从喷墨记录头中传送出来;以及
照射源(5),将包括能够被光致酸发生剂吸收的波长的电磁辐射照射到已经被热源加热的电磁辐射固化型液体合成物上,
其中,在用电磁辐射照射电磁辐射固化型液体合成物层之后,记录介质表面的最高最终温度高于用电磁辐射照射电磁辐射固化型液体合成物层时记录介质表面的最高最终温度。
7.根据权利要求6的喷墨记录设备,其特征在于电磁辐射固化型液体合成物还含有作为着色成分的色素。
8.根据权利要求6的喷墨记录设备,其特征在于有热量被施加到形成在记录介质上的电磁辐射固化型液体合成物层上,该热量至少足够引起包括在电磁辐射固化型液体合成物中光致酸发生剂所产生的酸向电磁辐射固化型液体合成物层中的扩散,从而固化电磁辐射固化型液体合成物层。
9.根据权利要求6的喷墨记录设备,其特征在于记录介质的加热通过使用非接触型加热装置来进行。
10.根据权利要求6的喷墨记录设备,其特征在于记录介质由金属物质形成。
CNB2005100884164A 2004-07-29 2005-07-28 固化型液体合成物固化方法以及喷墨记录设备 Expired - Fee Related CN100354381C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004222191 2004-07-29
JP2004222191 2004-07-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1727416A CN1727416A (zh) 2006-02-01
CN100354381C true CN100354381C (zh) 2007-12-12

Family

ID=34937763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005100884164A Expired - Fee Related CN100354381C (zh) 2004-07-29 2005-07-28 固化型液体合成物固化方法以及喷墨记录设备

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20060021537A1 (zh)
EP (1) EP1621260A1 (zh)
CN (1) CN100354381C (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008127930A1 (en) * 2007-04-13 2008-10-23 Huntsman Advanced Materials Americas Inc. Dual photoinitiator, photocurable composition, use thereof and process for producing a three dimensional article
US20090286049A1 (en) * 2008-05-15 2009-11-19 3M Innovative Properties Company Methods of applying uv-curable inks to retroreflective sheeting
CA2644766C (en) * 2008-11-21 2016-01-12 Honda Motor Co., Ltd. Photoactivatable paint curing device and method
FR2940627B1 (fr) * 2008-12-30 2014-09-12 Mgi France Dispositif d'impression par jet d'encre d'une composition de vernis pour substrat imprime.
JP5114454B2 (ja) * 2009-06-04 2013-01-09 株式会社ミマキエンジニアリング インクおよびインクジェットプリンタ並びにプリント方法
CA2672413C (en) 2009-06-30 2012-11-20 Honda Motor Co., Ltd. Uv photoactivatable curable paint formulations and cured coatings thereof
US8801165B2 (en) 2009-08-21 2014-08-12 Sericol Limited Printing ink, apparatus and method
ITMI20102478A1 (it) * 2010-12-30 2012-07-01 Telecom Italia Spa Ink-jet printer for printing on cards
JP6880557B2 (ja) * 2016-03-11 2021-06-02 株式会社リコー 活性エネルギー線硬化型組成物、活性エネルギー線硬化型インク、2次元又は3次元の像の形成方法及び形成装置、並びに硬化物
JP2019064170A (ja) * 2017-10-02 2019-04-25 ローランドディー.ジー.株式会社 インクジェットプリンタ
JP7257125B2 (ja) * 2018-10-15 2023-04-13 株式会社ミマキエンジニアリング インクジェット印刷装置、インクジェット印刷方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1249997A (zh) * 1997-03-25 2000-04-12 佳能株式会社 喷墨记录装置,以及用于这种装置的定影加热器
JP2002137375A (ja) * 2000-10-31 2002-05-14 Riso Kagaku Corp インクジェットプリンタ及び該プリンタのインク硬化方法
CN1453317A (zh) * 2002-04-24 2003-11-05 东芝泰格有限公司 液体油墨和记录设备

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2442429A1 (en) * 2001-03-30 2002-10-10 L & P Property Management Company Method and apparatus for ink jet printing
US20040034543A1 (en) * 2002-01-15 2004-02-19 Koninklijke Ahold Nv Methodology to design, construct, and implement human resources business procedures and processes
US7210775B2 (en) * 2002-08-29 2007-05-01 Konica Corporation Ink jet recording apparatus
US7131723B2 (en) * 2002-11-20 2006-11-07 Konica Minolta Holdings, Inc. Ink jet recording apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1249997A (zh) * 1997-03-25 2000-04-12 佳能株式会社 喷墨记录装置,以及用于这种装置的定影加热器
JP2002137375A (ja) * 2000-10-31 2002-05-14 Riso Kagaku Corp インクジェットプリンタ及び該プリンタのインク硬化方法
CN1453317A (zh) * 2002-04-24 2003-11-05 东芝泰格有限公司 液体油墨和记录设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN1727416A (zh) 2006-02-01
US20060021537A1 (en) 2006-02-02
EP1621260A1 (en) 2006-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100354381C (zh) 固化型液体合成物固化方法以及喷墨记录设备
KR101727756B1 (ko) 인쇄시 기재 상에 이미지를 형성하는 방법
JP5131197B2 (ja) インクジェット記録装置
JP2007210167A (ja) 光硬化型インクの硬化方法およびインクジェット記録装置
EP1958778A2 (en) Ink jet recording apparatus
JP4659633B2 (ja) 光硬化型インクの硬化方法およびインクジェット記録方法
US7159963B2 (en) Image recording apparatus with wipe unit and nozzle maintenance unit
EP1905605A1 (en) Light irradiation device and inkjet printer
CN102199386A (zh) 喷墨用光固化型墨组合物以及喷墨记录方法和记录物
JP2013129158A (ja) 画像形成装置
JP2007210169A (ja) 印字方法
JP2007083566A (ja) 画像形成装置
JP2016533929A (ja) Uv硬化性相変化インクを用いて画像を塗布する方法
JP2009056695A (ja) インクジェット記録装置
JP2003145741A (ja) インクジェットプリンタ及びインクジェット記録方法
US20060114305A1 (en) Exposure-curing method of photo-cure type ink and inkjet recording apparatus
JP2006062346A (ja) 硬化型液体組成物の硬化方法、インクジェット記録方法、およびインクジェット記録装置
CN102582256A (zh) 记录装置
CN1827373A (zh) 光固化型油墨的曝光固化法和喷墨记录装置
US11027544B2 (en) Ink jet method and ink jet apparatus
JP4105422B2 (ja) 記録装置
JP4540718B2 (ja) 記録装置
JP2008105268A (ja) 光硬化型インクのインクジェット画像形成装置、及びインクジェット画像形成方法
EP1690694A1 (en) Exposure-curing method of photo-cure type ink and inkjet recording apparatus
JP2004237603A (ja) インクジェットプリンタ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20071212

Termination date: 20210728