CN100581821C - 喷液头,成像装置,用于喷射液滴的设备,和记录方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种喷液头,包括构造成喷射记录液体的液滴的喷嘴,连通至喷嘴上的液体腔,和构造成产生能量用于加压液体腔中的记录液体的能量产生设备,其中构造成形成用于记录液体的流动通道的流动通道形成元件由包含镍的金属材料制成并且镍的(200)面的峰强度高于镍的(111)面的峰强度,所述强度利用X-射线衍射分析而测定,或构造成形成用于记录液体的流动通道的流动通道形成元件由包含镍和铊的金属材料制成。
Description
技术领域
本发明涉及喷液头(liquid ejecting head),成像装置,用于喷射液滴的设备,和记录方法。
背景技术
作为成像装置如打印机,传真机,复印机,和其组合机器,例如,喷墨记录装置是已知的。具有喷液头作为记录头的喷墨记录装置通过将墨滴作为记录液体喷射到所要记录的介质(以下称作“纸张”,它不限于纸作为材料,而是还可称作记录介质,转印纸,转印材料和所要记录的材料)上而进行记录(成像,图像印刷,字符印刷,和印刷可作为同义词使用。)。
同时,作为喷液头,已知的是例如以下喷液头:具有用于喷射尺寸为数μm至数十μm的液滴的喷嘴,连通至喷嘴上的液体腔,具有用于形成液体腔的壁表面的元件的振动板和压电驱动器如通过振动板用于加压液体腔中的记录液体的压电元件的喷液头;具有用于喷射液滴的喷嘴,连通至液体腔上的液体腔和用于根据相变加压液体腔中的记录液体的热驱动器的喷液头,所述相变由使用电热元件导致的膜状沸腾而引起;和具有用于喷射液滴的喷嘴,连通至喷嘴上的液体腔,具有用于形成液体腔的壁表面的元件的振动板和利用振动板和与其相对的电极之间产生的静电力通过移动振动板而用于加压液体腔中的记录液体的静电驱动器的喷液头。
在此,作为用于形成喷嘴孔(喷嘴)的喷嘴形成元件,作为用于构成或形成喷液头的流动通道的流动通道形成元件,提供例如,如JP-A-2003-025590、JP-A-2004-030636、JP-A-2001-038915和JP-A-2005-178227所述的、由包含镍的金属材料通过电铸法制成的喷嘴形成元件,如JP-2000-318160所述的、通过使用准分子激光器冲压有机聚合物树脂材料而得到的喷嘴形成元件,和如JP 2987954所述的、通过使用冲压机冲压由例如SUS制成的金属板而得到的喷嘴形成元件。
同时,如果用于形成流动通道(flow channel)的流动通道形成元件,如喷嘴板,流动通道板和振动板通过电铸法而形成,通常加入在其分子中具有S元素的有机添加剂或具有苯环骨架的有机添加剂,但可能出现问题使得,在对被涂覆的底漆进行热处理时以在连接流动通道形成部件的工艺中提高流动通道形成元件与不同元件的连接特性或进行用于在其表面上形成防氧化膜如热氧化膜以提高其润湿性能的热处理工艺时,造成硫脆性和热收缩。
当引起这种硫脆性和热收缩时,流动通道形成元件可能难以高精度地连接并且其产率可能下降。另外,当流动通道形成元件是喷嘴板时,可能出现问题使得喷嘴孔的精度下降并且可能难以得到其所需的液滴喷射特性(如液滴喷射速度和喷射液滴体积)。
因此,需要提供一种较高质量的喷液头,具有该喷液头的成像装置,用于喷射液滴并具有该喷液头的设备,和使用该喷液头的记录方法。
发明内容
根据本发明的一个方面,可提供一种喷液头,包括构造成喷射记录液体的液滴的喷嘴,连通至喷嘴上的液体腔,和构造成产生能量用于加压液体腔中的记录液体的能量产生设备,其中构造成形成用于记录液体的流动通道的流动通道形成元件由包含镍的金属材料制成并且镍的(200)面的峰强度高于镍的(111)面的峰强度,所述强度利用X-射线衍射分析而测定。
根据本发明的另一方面,可提供一种喷液头,包括构造成喷射记录液体的液滴的喷嘴,连通至喷嘴上的液体腔,和构造成产生能量用于加压液体腔中的记录液体的能量产生设备,其中构造成形成用于记录液体的流动通道的流动通道形成元件由包含镍和铊的金属材料制成。
根据本发明的另一方面,可提供成像装置,该成像装置包括构造成喷射记录液体的液滴的记录头,其中记录头是如上所述的喷液头。
根据本发明的另一方面,可提供一种构造成由喷液头喷射液滴的设备,该设备包括如上所述的喷液头。
根据本发明的另一方面,可提供一种记录方法,其中记录液体的液滴由如上所述的喷液头喷射,从而在记录介质上进行记录。
附图说明
图1是分解透视图,显示根据本发明的第一实施方案的喷液头。
图2是截面图,显示沿着液体腔的纵向的喷液头。
图3是截面图,显示沿着液体腔的横向的喷液头的双节距结构。
图4是截面图,显示沿着液体腔的横向的喷液头的正常节距结构。
图5是平面图,显示喷液头的喷嘴板。
图6是截面图,显示元件的一个例子,其中喷嘴板和流动通道板形成为整体。
图7是截面图,显示元件的一个例子,其中振动板和流动通道形成为整体。
图8是总体结构图,显示根据本发明的成像装置的一个例子。
图9是平面图,显示其主要部件。
图10是截面图,显示根据本发明的喷液头的另一例子。
具体实施方式
以下参照附图描述本发明实施方案。根据本发明的第一实施方案的喷液头参照图1至4描述。在此,图1是喷液头的分解透视图,图2是截面图,显示沿着液体腔的纵向的喷液头,和图3是截面图,显示沿着液体腔的横向的喷液头。
喷液头具有例如由单晶硅基材制成的流动通道板1,喷嘴板2(是连接至通道板1的上表面的喷嘴形成元件),和连接至通道板1的下表面的振动板3,这样形成通过连通通道5连通用于喷射液滴的喷嘴4的加压液体腔6,流体阻力部件7,和通过流体阻力部件7与液体腔6连通的连通部分8,并且记录液体(例如,油墨)由在下述的构件17中形成的公用液体腔10通过在振动板3上形成的供给孔9供给至连通部分8。
在喷液头中,各流动通道板1,喷嘴板2,和振动板3均是流动通道形成元件,用于形成作为记录液体的油墨的流动通道。
然后,对应于每一加压液体腔6的作为驱动元件(如驱动器设备和压力产生设备)的层压型压电元件12的上端面通过在振动板3上形成并且在图中没有显示的连通部分连接至振动板3的外表面,该振动板3具有构成液体腔6的壁表面(液体腔6对面上的表面)的元件。另外,层压型压电元件12的下端面连接至基底元件(base member)13。
在此,压电元件12通过交替层压压电材料层21和内电极22a或22b而得到并且通过将内电极22a和22b的端面分别连接至端面电极(外电极)23a和23b,并在端面电极23a和23b之间施加电压而在层压方向上产生位移。
然后,FPC电缆15利用焊剂连接,ACF(各向异性导电膜)连接或导线连接而连接以将驱动信号供给至压电元件12,并且在图中没有显示并被提供用于选择性地向每一压电元件12施加驱动波形的驱动电路(驱动器IC)安装在FPC电缆15上。
另外,在液体腔的横向(在喷嘴4排列的方向)上,可提供如图3所示的其中压电元件12和支柱部件12A被交替布置的双节距结构或可提供如图4所示的没有支柱部件12的正常节距结构。
在该喷液头中,液体腔6中的油墨通过使用在作为压电元件12的压电方向的d33方向上的位移而被加压,另外,液滴按照侧边喷墨(side shooter)方法喷射,其中喷射液滴的方向不同于记录液体的流动方向。由于侧边喷墨方法,压电元件12的尺寸可约为喷液头的尺寸并且压电元件12的微型化直接导致喷液头的微型化,这样它容易实现喷液头的微型化。
另外,通过注塑环氧树脂或聚(亚苯硫醚)而形成的构件17被连接至由压电元件12,基底元件13,FPC 15等组成的驱动器部件的外周部分。然后,在上述公用液体腔10在构件17上形成的同时,形成用于将记录液体从外部供给至公用液体腔10的供给孔19且供给孔19被进一步连接至记录液体供给源如副槽(sub-tank)和记录液体盒(在图中未示出)。
在此,流动通道板1通过,例如,使用碱性刻蚀液体如氢氧化钾(KOH)水溶液各向异性地刻蚀具有(110)晶面取向的单晶硅基材而提供构成连通通道5,通孔(是加压液体腔6),流体阻力部件7,连通部分8,等的通道部件。另外,加压液体腔通过间壁6a而隔开。
喷嘴板2由镍(Ni)金属板形成并且通过电铸(电铸塑)方法而制造。直径10-35μm的喷嘴4在喷嘴板2上形成以对应于每一加压液体腔6,所述板使用粘合剂连接至流动通道板1上。然后,喷嘴板2在液滴喷射侧的表面(喷射侧的表面:喷射面或在液体腔6对面上的面)进行憎水处理。
振动板3由镍(Ni)金属板形成并且通过电铸(电铸塑)方法而制造。对应于加压液体腔6的振动板3的一部分是容易变形的薄部分并且其中心部分具有连接部件用于连接至压电元件12上,该部分在图中未示出。
压电元件12通过将层压型压电元件连接至基底元件13并且随后通过使用,例如,切割锯进行通道处理以划分而形成。当采用图3中的前述双节距结构时,支柱部件12A是通过通道处理而形成的压电元件,但用作简单的支柱,因为没有施加驱动电压。
在如此构造的喷液头中,例如,当它通过推动和打击方法而驱动时,来自在图中没有显示的控制部件的20-50V驱动脉冲电压根据所要记录的图像被选择性地施加到多个压电元件2上,这样其上施加脉冲电压的压电元件12被移动以使振动板3向喷嘴板2的方向变形,并且液体腔6中的液体通过液体腔6的体积(容量)改变而加压以使液滴从喷嘴板2的喷嘴4喷射。然后,液体腔6中的液体的压力随着液体的喷射而下降,且在液体腔6中同时产生通过液体流动的惯性而造成的轻微负压。
在这些条件下,当停止向压电元件12施加电压时,振动板3返回至其原始位置并且液体腔6的形状是原始形状,这样产生更大的负压。此时,来自公用液体腔10的记录液体被填充在液体腔6中,并且液滴根据随后施加的驱动脉冲从喷嘴4喷射。
另外,喷液头可不仅通过前述推动和打击方法来驱动,而且还可以通过例如,拉伸和打击方法(由于振动板3从其拉伸态释放的回复力而用于加压的方法)以及拉伸,推动和打击方法(保持振动板3处于中间位置,随后将它从该位置拉伸和推动的方法)而驱动。
以下描述分别为喷液头中的一种流动通道形成元件的喷嘴板2和振动板3的细节。
喷嘴板2和振动板3由包含镍和铊的金属材料制成并且通过电铸法而形成。铊的含量不大于Ni电铸膜的1%质量并且尤其优选,不大于它的0.01%质量。如下所述,可能需要铊以提供使镍的(200)面的峰强度高于镍的(111)面的峰强度的构型,所述强度利用X-射线衍射分析而测定,但优选,铊的含量不大于1%质量,因为铊不优选用于提供光泽度并且可能难以保持其pH在所需范围内。在该范围内,可容易地与用于电铸浴的另一材料保持平衡。
如参照图5描述通过电铸法(电铸塑方法)制造喷嘴板2,喷嘴板2是通过以下步骤得到的电铸涂层33:在至少其表面具有导电性的元件,例如,电铸支持基材31如在其表面上形成有Ti膜的硅基材上形成电绝缘涂层如干刻蚀膜(DRF)的图案32,在电铸浴中在导电支持基材31的表面上进行Ni,Ni-Co,Ni-Mn等的电铸以沉积并形成电铸涂层33,去除电绝缘涂层的图案32,并进一步从电铸支持基材31上分离电铸涂层(电铸膜)33。
另外,振动板3类似地通过电铸法而制造并且振动板是重复地在电铸支持基材上经一次以上形成的电铸涂层。
作为用于这种电铸法的电铸浴,通常使用氨基磺酸盐浴并加入光泽剂(如1,3,6-萘三磺酸钠和糖精),阳极溶解剂(如氯化镍和溴化镍),和pH缓冲剂以使晶体微型化,向电铸膜赋予光泽和减少应力。通常,优选的是,电铸浴的温度是约50摄氏度并且电流密度是1-10A/dm2。
阳极溶解剂用于去除,例如,用于阳极的Ni珠的氧化膜。使用硼酸或甲酸,因为电铸通常优选在pH4-6下进行。
例如,可提供包含200-400g/L氨基磺酸镍,0-10g/L氯化镍,和30g/L硼酸的黄褐色Ni电解质。加入1,3,6-萘三磺酸钠或糖精使得硫在Ni电铸膜中的含量是0.1%质量或更低。然后,优选的是,硫含量尽可能接近零以抑制硫脆性并且优选的是,硫含量是0.01%质量或更低。
另外,尽管铊在本文中如上所述被加入Ni电铸浴,喷嘴板2和振动板3可通过加入硫酸钴或氨基磺酸锰形式的钴或锰而由包含镍和钴或镍和锰的金属材料制成。
在这种情况下,优选的是,所加入的钴或锰的含量不大于Ni电铸膜的1%质量并且特别优选的是,它不大于Ni电铸膜的0.1%质量。
合适量的钴或锰被认为在热处理时抑制硫脆性,而且另外认为,产生硫-锰化合物或硫-钴化合物,但可能需要非常高的电流密度以在Ni电铸膜上沉积锰或钴并且可能出现缺点如降低韧性和增加热处理所造成的热收缩度。另一方面,当加入的锰或钴相对于硫的量较小时,可能难以抑制脆化。
因为上述铊的标准电极电势与钴和锰相比相对接近Ni的标准电极电势,铊可被有效地沉积并甚至用于较低电流密度。
在此,制成在上述条件下包含铊的电铸膜(实际实施例1)和不含铊的电铸膜(对比例1和2)并且所制电铸膜的X-射线衍射强度通过使用X-射线衍射装置而测定。因为由X-射线衍射分析而测得的镍的(111)面的峰强度表示为I(111)并且镍的(200)面的峰强度表示为I(200),故取向晶面的强度比率(定义为镍的(200)面的峰强度与镍的(111)面的峰强度的比率)表示为I(200)/I(111)。另外,对于每一电铸膜,测定其在进行热处理时的热收缩度及其Vickers硬度。这些测量的结果在表1中给出。
表1
从表1可以看出,包含镍和铊的电铸膜具有结晶取向使得镍的(200)面的峰强度高于镍的(111)面的峰强度。尤其,如果强度比率满足条件I(200)/I(111)≥3.0的Ni电铸膜在350摄氏度下进行热处理1小时,其Vickers硬度较少或不变化并且在热处理前后的收缩度(热收缩程度)是23ppm,这样不或较少发生脆化并且不容易发生热收缩。
另一方面,如果不含铊(,钴或锰)的前述Ni电铸膜在275摄氏度下进行热处理1小时,其Vickers硬度的变化大于20%并且其热收缩度大于200ppm。另外,如果在350摄氏度下进行热处理1小时,其Vickers硬度的变化大于30%并且其热收缩度大于400ppm。因此,Ni电铸膜变脆且不可能得到具有高尺寸-精度的流动通道形成元件。
因此,如果用于形成记录液体的流动通道的流动通道形成元件由包含镍的金属材料制成并且镍的(200)面的峰强度高于镍的(111)面的峰强度,所述强度利用X-射线衍射分析而测定,那么硫脆化可被抑制并且可减少在热处理工艺中所引起的脆化和热收缩,这样可高精度地实现包括热处理工艺的与另一元件的连接。
另外,防氧化膜(如抗墨性液体接触膜),例如,通过在流动通道形成元件的接触记录液体的表面上进行热处理而得到的热氧化膜,可以在流动通道形成元件没有收缩或脆化的情况下形成。这样,可得到具有优异的液滴喷射特性的喷液头。另外,因为Vickers硬度较少或不下降,存在较少或不存在翘曲(应力),这样连接可高精度地进行。
另外,如果用于形成记录液体的流动通道的流动通道形成元件由包含镍和铊的金属材料制成,那么可容易地在不增加电流密度的情况下形成流动通道形成元件使得镍的(200)面的峰强度高于镍的(111)面的峰强度,所述强度利用X-射线衍射分析而测定,这样具有优异的液滴喷射特性的喷液头可如上所述以高精度得到。
然后,如果本发明应用于喷嘴板,可提高喷嘴直径的精度,且通过热处理引起的热收缩小。另外,如果本发明应用于振动板,振动板的元件精度可得到提高,且通过热处理引起的热收缩小。另外,尽管在前述实施方案中描述了本发明应用于作为流动通道形成元件的喷嘴板和振动板的一个例子,本发明也可应用于流动通道板,这样流动通道板可高精度地得到,同时通过热处理引起的热收缩小并且不使用昂贵的材料如硅。
另外,例如,其中喷嘴板和流动通道板形成为整体的元件41或其中振动板53和流动通道板52形成为整体的元件61可如图6所示,通过按照电铸法形成流动通道形成元件而得到,并且本发明可应用于这类元件。由于这种构型,用于连接的热处理的程度可降低且可实现成本下降。
以下参照图8和9描述成像装置的一个例子,该成像装置包括根据本发明的用于喷射液滴的设备,该设备具有根据本发明的喷液头。在此,图8是侧视图,显示成像装置的整个结构,图9是平面图,显示装置的主要部件。
成像装置包括导杆101和导轨102,它们是在右和左侧板(在图中未示出)之间延伸并被上述侧板支撑的导向元件,并且在主扫描方向可滑动地固定滑架(carriage)103,所述滑架使用在由主扫描发动机104驱动的驱动滑轮106A和从动滑轮106B上延伸的同步带105移动以在箭头方向(主扫描方向)上扫描。
在滑架103上,由喷射每一颜色(如黑色(K),青色(C),品红色(M)和黄色(Y))记录液体的液滴(墨滴)的四个独立的本发明喷液头107k,107c,107m和107y组成的记录头107布置在沿着主扫描方向的方向上并且设置成液滴喷射方向向下。另外,尽管在本文中使用独立的喷液头,但也可使用一个或多个具有多个喷嘴用于喷射每一颜色记录液体的液滴的记录头。另外,颜色的数目和排列顺序不限于此。
用于向记录头107供给每一颜色油墨的每一颜色副槽108被安装在滑架103上。油墨由在图中没有显示的主槽(油墨墨盒)通过油墨供给管109加料并供给至副槽108。
另外,用于送入堆叠在纸堆叠部件(压板)111上的所要记录的介质(纸张)的进纸部件如进纸盒110包括朝向新月形控制辊(进纸辊)113并由高摩擦系数材料制成的分离垫114,该分离垫114用于从纸堆叠板111上逐一地分离和送入纸张112,并且该分离垫114被推向进纸辊113那侧。
然后,作为用于将从进纸部件送入的纸张112传输到记录头107下的传输部件,包括用于静电吸引和传输纸张112的传输带121,用于将通过导向装置115从进纸部件送入的纸张112压在传输带121上并进行传输的反向辊122,用于近似垂直向上地以约90°改变送入的纸张112的移动方向使得它被放置在传输带121上的传输导向装置123,通过加压元件124被推向传输带121侧的压辊125A和前沿(leading edge)压辊125B。另外,包括充电辊126作为用于将传输带121的表面充电的充电设备。
在此,传输带121是环状带,在传输辊127和张力辊128上延伸,并通过使用由副扫描发动机131驱动的同步带132和同步辊133旋转传输辊127而旋转至带旋转方向(副扫描方向)。另外,导向元件129被布置在传输带121背面的对应于记录头107的成像区域的位置上。
充电辊126放置成接触传输带121的前表面并通过传输带121的旋转而被动旋转并且向轴的每端施加2.5N的压力。
另外,作为用于排出其上已通过记录头107而记录图像的纸张112的纸排出部件,包括用于使纸张112与传输带121分离的纸张分离部件,排纸辊152,另一排纸辊153,和用于储存排出纸张112的排出纸托盘154。
另外,双面进纸单元155被可拆卸地连接到其背部。双面进纸单元155接收通过在相反方向上旋转的传输带121而向后传送的纸张112并使其反转,并将它再次送入反向辊122和传输带121之间的间隔。
另外,如图14所示,用于维护或恢复记录头107的喷嘴状态的维护和恢复机构156被布置在滑架103的一个扫描方向侧的非打印区域。
维护和恢复机构156包括用于盖上记录头107的相应喷嘴面的帽盖157,擦拭器刮刀158(是一种用于擦拭喷嘴面的刮刀元件),和用于在进行空白喷射时接收液滴的空白-喷射接收器159,其中液滴不用于记录并且被喷射以消除增稠记录液体。
以下描述一种作为记录液体用于本发明记录方法的油墨,在该方法中,液滴从根据本发明的喷液头喷射以在记录介质(纸张)上进行记录。
用于根据本发明的记录方法的油墨至少包含水、着色剂和润湿剂,以及根据需要进一步包含渗透剂,表面活性剂和另一组分。
在此,油墨在25摄氏度下的表面张力是15-40mN/m,并优选20-35mN/m。如果表面张力低于15mN/m,根据本发明的喷液头的喷嘴板(喷嘴板)被过分润湿使得难以形成墨滴(颗粒),在用于根据本发明的记录方法的记录介质上的渗色变得显著,且难以实现油墨的稳定喷射。另一方面,如果大于40mN/m,可能造成油墨不充分地渗入记录介质,且可能出现成珠(beading)或延长干燥时间。
表面张力可在25摄氏度下通过使用,例如,表面张力计(CBVP-Z,可得自Kyowa界面科学有限公司)和铂板而测定。
另外,作为油墨的着色材料,可以使用颜料或染料且可以使用其混合物。另外,如果使用颜料,与染料相比,在普通纸张上形成具有优异的耐候性和耐水性的高质量图像相对容易。
[颜料]
作为颜料,可优选使用以下颜料。另外,可以使用多种颜料的混合物。
作为有机颜料,可提供,例如,偶氮,酞菁基,蒽醌基,喹吖啶酮基,二噁嗪基,靛蓝基,硫靛蓝基,苝基,和异吲哚啉酮基颜料,苯胺黑,甲亚胺型颜料,若丹明B色淀颜料,和炭黑。
作为无机颜料,可提供,例如,氧化铁,氧化钛,碳酸钙,硫酸钡,氢氧化铝,钡黄,铁蓝,镉红,铬黄,和金属粉末。
颜料的颗粒直径优选为0.01-0.30μm,并且如果它是0.01μm或更低,其光牢度可变差或可容易产生羽化(feathering),因为颗粒直径接近染料。另一方面,如果它是0.30μm或更高,可造成打印机中的喷射孔或过滤器堵塞且难以实现稳定的喷射,考虑到堵塞或稳定的喷射,0.01-0.16μm是更优选的。
作为用于黑色颜料油墨的炭黑,优选的炭黑通过炉法或槽法(channelmethod)而制成并具有一次粒径15-40毫微米,BET比表面积50-300平方米/g,DBP吸油值40-150ml/100g,0.5-10%挥发性组分,和pH值2-9。因此,可以使用例如,No.2300,No.900,MCF-88,No.33,No.40,No.45,No.52,MA7,MA8,MA100,No.2200B(可得自Mitsubishi Chemical公司),Raven 700,Raven 5750,Raven 5250,Raven 5000,Raven 3500,Raven 1255(得自Columbian化学品公司),Regal 400R,Regal 330R,Regal 660R,MogulL,Monarch 700,Monarch 800,Monarch 880,Monarch 900,Monarch 1000,Monarch 1100,Monarch 1300,Monarch 1400(得自Cabot公司),色黑(Colorblack)FW1,色黑FW2,色黑FW2V,色黑FW18,色黑FW200,色黑S150,色黑S160,色黑S170,Printex 35,Printex U,PrintexV,Printex 140U,Printex140V,特殊黑6,特殊黑5,特殊黑4A,和特殊黑4(得自Degussa),但不限于此。
以下提供彩色颜料的具体例子。
作为有机颜料,可提供,例如,偶氮,酞菁基,蒽醌基,喹吖啶酮基,二噁嗪基,靛蓝基,硫靛蓝基,苝基,和异吲哚啉酮基颜料,苯胺黑,甲亚胺型颜料,若丹明B色淀颜料,和炭黑,并且作为无机颜料,可提供,例如,氧化铁,氧化钛,碳酸钙,硫酸钡,氢氧化铝,钡黄,铁蓝,镉红,铬黄,和金属粉末。
具体地,以下提供用于各颜色的以下颜料。
作为可用于黄色油墨的颜料的一个例子,可提供,例如,CI颜料黄1,2,3,12,13,14,16,17,73,74,75,83,93,95,97,98,114,128,129,151,和154,但不限于此。
作为可用于品红色油墨的颜料的一个例子,可提供,例如,CI颜料红5,7,12,48(Ca),48(Mn),57(Ca),57:1,112,123,168,184,和202,但不限于此。
作为可用于青色油墨的颜料的一个例子,可提供,例如,CI颜料蓝1,2,3,15:3,15:34,16,22,和60,以及CI瓮蓝4和60,但不限于此。
另外,为本发明新制成的颜料可用作包含在用于本发明的各油墨中的颜料。
喷墨记录液体可通过使用聚合物分散剂或表面活性剂将上述颜料分散在水性介质中而得到。作为用于分散这种有机颜料的粉末的分散剂,可以使用常用的水溶性树脂或水溶性表面活性剂。
作为水溶性树脂的具体例子,可提供,例如,嵌段共聚物,无规共聚物,和其盐,所述共聚物得自至少两种选自以下的单体:苯乙烯,苯乙烯衍生物,乙烯基萘衍生物,α,β-亚乙基不饱和羧酸的脂族醇酯,丙烯酸,丙烯酸衍生物,马来酸,马来酸衍生物,衣康酸,衣康酸衍生物,富马酸酯,和富马酸酯衍生物。
这些水溶性树脂是碱溶性树脂,可溶于其中溶解有碱的水溶液,并且在其中,特别优选的是,其重均分子量是3,000-20,000,因为可在用于喷墨记录液体的情况下,可有利地使得分散液体的粘度降低且可容易地实现分散。
另外,聚合物分散剂和自分散颜料的组合对于得到合适的墨点直径是优选的。原因尚未完全清楚,但被认为如下。
在记录纸张中的渗透通过包含聚合物分散剂而被抑制。另一方面,因为自分散颜料的聚集通过包含聚合物分散剂而被抑制,因而自分散颜料可平稳地在水平方向上铺展。结果,墨点铺展得宽且薄,这样可形成理想的墨点。
另外,作为可用作分散剂的水溶性表面活性剂的具体例子,可提供以下表面活性剂。例如,作为阴离子表面活性剂,可提供,例如,高级脂肪酸盐,烷基硫酸盐,烷基醚硫酸盐,烷基酯硫酸盐,烷基芳基醚硫酸盐,烷基磺酸盐,磺基琥珀酸盐,烷基烯丙基磺酸盐,烷基萘磺酸盐,烷基磷酸盐,聚氧乙烯烷基醚磷酸盐,和烷基烯丙基醚磷酸盐。另外,作为阳离子表面活性剂,可提供,例如,烷基胺盐,二烷基胺盐,四烷基铵盐,苄烷铵盐,烷基吡啶鎓盐,和咪唑啉鎓盐。
另外,作为两性表面活性剂,可提供,例如,二甲基烷基月桂基甜菜碱,烷基甘氨酸,烷基二(氨基乙基)甘氨酸,和咪唑啉甜菜碱。作为非离子表面活性剂,可提供,例如,聚氧乙烯烷基醚,聚氧乙烯烷基烯丙基醚,聚氧乙烯聚氧丙烯二醇,甘油酯,脱水山梨醇酯,蔗糖酯,甘油酯的聚氧乙烯醚,脱水山梨醇酯的聚氧乙烯醚,山梨醇酯的聚氧乙烯醚,脂肪酸烷醇酰胺,聚氧乙烯脂肪酸酰胺,氧化胺,和聚氧乙烯烷基胺。
另外,颜料可用具有亲水基团的树脂涂覆或微包封(microencapsulated),这样向它提供可分散性。
作为用有机聚合物涂覆或微包封水不溶性颜料的方法,可以使用任何公知方法。作为公知方法,可提供,例如,化学制造方法,物理制造方法,物理化学方法,和机械制造方法。具体地,可提供,例如,界面聚合反应方法,原位聚合反应方法,浸没固化涂覆法,凝聚(相分离)方法,浸没干燥法,熔化-分散-冷却法,空气悬浮涂覆法,喷雾-干燥法,酸沉淀方法,和转相(phaseinversion)乳化方法。
界面聚合反应方法是其中将两种单体或两种反应物分开溶解在分散相和连续相中并将两种物质在其之间的界面上反应形成壁膜的方法。原位聚合反应方法是其中从连续相侧和核颗粒侧中的任一侧提供液体或气态单体和催化剂或两种反应性物质以进行反应并形成壁膜的方法。浸没固化涂覆法是其中将包含芯材颗粒的聚合物溶液的液滴通过固化剂等,使其不溶于液体以形成壁膜的方法。
凝聚(相分离)方法是其中将聚合物分散液体(其中分散有芯材的颗粒)分离成具有高聚合物浓度的凝聚层(浓缩相)和稀相以形成壁膜的方法。浸没干燥法是这样一种方法:制备出其中将芯材分散在壁膜材料的溶液中的液体,将该分散液体加入与分散液体的连续相不混溶的液体中以得到复合乳液,并将溶解水膜材料的介质逐渐去除以形成壁膜。
熔化-分散-冷却法是这样一种方法:将加热熔化成液体并在普通温度下凝固的壁膜材料加热并液化,将芯材的颗粒分散在其中,使它们变成细颗粒,并进行冷却以形成壁膜。空气悬浮涂覆法是这样一种方法:将芯材的颗粒通过流化床作为粉末悬浮在气体中并在气体物流中漂浮,同时将壁膜材料的涂覆液体喷雾并混合在其中以形成壁膜。
喷雾-干燥法是这样一种方法:将用于包封的储备溶液喷雾并与热风接触以蒸发和干燥挥发性组分,这样形成壁膜。酸沉淀方法是这样一种方法:将包含阴离子基团的有机聚合物化合物的至少一个阴离子基团用碱性化合物中和以提供水溶解度,使用着色材料在水介质中进行捏合,随后,使用酸性化合物进行中和或酸化以使有机化合物沉淀并将它们固定在着色材料上,并且最后,进行中和和分散。转相乳化方法是这样一种方法:在提供包含在水中具有分散性的阴离子有机聚合物和着色材料的混合物作为有机溶剂相的同时,将水投入有机溶剂相或将有机溶剂相投入水中。
作为用于构成微胶囊(microcapsule)壁膜的材料的有机聚合物(树脂),可提供,例如,聚酰胺,聚氨酯,聚酯,聚脲,环氧树脂,聚碳酸酯,脲树脂,蜜胺树脂,苯酚树脂,多糖,明胶,阿拉伯胶,右旋糖酐,酪蛋白,蛋白质,天然橡胶,羧基聚亚甲基,聚乙烯醇,聚乙烯基吡咯烷酮,聚乙酸乙烯酯,聚氯乙烯,聚偏二氯乙烯,纤维素,乙基纤维素,甲基纤维素,硝基纤维素,羟基乙基纤维素,乙酸纤维素,聚乙烯,聚苯乙烯,(甲基)丙烯酸的均聚物和共聚物,(甲基)丙烯酸酯的均聚物和共聚物,(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物,苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物,苯乙烯-马来酸共聚物,藻酸钠,脂肪酸,石蜡,蜂蜡,水蜡,硬化牛油,巴西棕榈蜡,和白蛋白。
其中,可以使用具有阴离子基团如羧基基团或砜基团的有机聚合物。另外,作为非离子有机聚合物,可提供,例如,聚乙烯醇,聚乙二醇单甲基丙烯酸酯,聚丙二醇单甲基丙烯酸酯,甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯和其共聚物,和2-噁唑啉的阳离子开环聚合物。尤其,通过完全皂化而得到的聚乙烯醇具有低水溶解度和容易溶解在热水中但不容易溶解在冷水中的性能,这是尤其优选的。
另外,用于构成微胶囊壁膜的有机聚合物的含量在水不可溶着色材料如有机颜料和炭黑的1%重量或更多和20%重量或更低之间。当有机聚合物的含量在上述范围内时,有机聚合物在胶囊中的含量较低,并因此,通过用有机聚合物涂覆颜料的表面而造成的颜料着色性能的下降可得到抑制。如果有机聚合物的含量低于1%重量,可能难以提供包封作用,并且另一方面,如果它超过20%重量,颜料的着色性能可能显著下降。另外,因为考虑到其其它性能,有机聚合物的含量优选为水不可溶着色材料的5-10%重量。
即,因为着色材料的一部分未被涂覆而是基本上暴露的,因此着色性能的下降可得到抑制,并且另一方面,一部分着色材料未被暴露而是基本上被涂覆,因此同时提供涂覆颜料的作用。另外,考虑到胶囊的制造,有机聚合物的数均分子量优选为2,000或更高。在此,″基本上暴露″不意味着具有缺陷如针孔和裂缝的部分暴露,而是表示被积极暴露的状态。
另外,如果用作着色材料的有机颜料是自分散性颜料或自分散性炭黑,即使有机聚合物在胶囊中的含量相对低,颜料的分散性也可改善,并且因此,可得到足够的储存稳定性,这对于本发明是更优选的。
另外,优选根据微包封方法选择合适的有机聚合物。例如,对于界面聚合反应方法,聚酯,聚酰胺,聚氨酯,聚乙烯基吡咯烷酮,环氧树脂等是合适的。对于原位聚合反应方法,(甲基)丙烯酸酯的均聚物和共聚物,(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物,苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物,聚氯乙烯,聚偏二氯乙烯,聚酰胺等是合适的。对于浸没固化涂覆法,藻酸钠,聚乙烯醇,明胶,白蛋白,环氧树脂等是优选的。对于凝聚方法,明胶,纤维素,酪蛋白等是合适的。当然,除上述之外的任何公知包封方法也可用于得到细且均匀的微包封颜料。
如果转相方法或酸沉淀方法被选择为微包封方法,阴离子有机聚合物用作有机聚合物以提供微胶囊壁膜。转相方法是这样一种方法:在水中具有自分散性或溶解性的阴离子有机聚合物和着色材料如自分散性有机颜料或自分散型炭黑的配合物或阴离子有机聚合物,着色材料如自分散性有机颜料或自分散型炭黑,和固化剂的混合物被提供为有机溶剂相并且在通过将水投入有机溶剂相中或将有机溶剂相投入水中而进行自分散(转相乳化)的同时进行微包封。在转相方法中,将记录液体的赋形剂或添加剂混入用于制造的有机溶剂相中不是问题。尤其,更优选混入用于记录液体的液体介质,因为可直接制造用于记录液体的分散液体。
另一方面,酸沉淀方法是这样一种方法:将通过包括以下步骤的制造方法而得到的含水饼中的一部分或所有的阴离子基团使用碱性化合物中和,从而进行微包封;所述制造方法包括:将包含阴离子基团的有机聚合物的一部分或所有的阴离子基团用碱性化合物中和,将它与着色材料如自分散性有机颜料或自分散型炭黑在水性介质中捏合,并使用酸性化合物将pH控制至中性或酸性以使含阴离子基团的有机聚合物沉淀和固定在颜料上。因此,可制造出包含细阴离子微包封颜料(包含许多颜料)的水性分散液体。
另外,作为用于如上所述的微包封的溶剂,可提供,例如,烷基醇如甲醇,乙醇,丙醇和丁醇;芳烃如苯,甲苯和二甲苯;酯如乙酸甲酯,乙酸乙酯和乙酸丁酯;氯化烃如氯仿和二氯乙烷;酮如丙酮和异丁基甲基酮;醚如四氢呋喃和二噁烷;和溶纤剂如甲基溶纤剂和丁基溶纤剂。另外,通过上述方法而制成的微胶囊利用离心分离,过滤等从溶剂中分离出来并在水和必需的溶剂中搅拌和再分散,以得到可用于本发明的目标记录液体。通过上述方法得到的包封颜料的平均颗粒直径优选为50nm-180nm。
因此,颜料由于这种树脂涂层而粘附至所要印刷的对象上,这样可提高所要印刷的对象的耐摩擦性。
[染料]
作为用于记录液体的染料,使用在染料索引中被划分为酸性染料,直接染料,碱性染料,反应性染料和食用色素并具有优异的耐水性和光牢度的染料。这些染料中的多种可混合使用或,如果需要,可与另一着色材料如颜料混合使用。这种着色剂的加入量使得本发明的作用不被抑制。
(a)作为酸性染料和食用色素,例如,可以使用
C.I.酸性黄17,23,42,44,79,和142,
C.I.酸性红1,8,13,14,18,26,27,35,37,42,52,82,87,89,92,97,106,111,114,115,134,186,249,254,和289,
C.I.酸性蓝9,29,45,92,和249,
C.I.酸性黑1,2,7,24,26,和94,
C.I.食用黄3和4,
C.I.食用红7,9,和14,和
C.I.食用黑1和2。
(b)作为直接染料,例如,可以使用
C.I.直接黄1,12,24,26,33,44,50,86,120,132,142,和144,
C.I.直接红1,4,9,13,17,20,28,31,39,80,81,83,89,225,和227,
C.I.直接橙26,29,62,和102,
C I.直接蓝1,2,6,15,22,25,71,76,79,86,87,90,98,163,165,199,和202,和
C.I.直接黑19,22,32,38,51,56,71,74,75,77,154,168,和171。
(C)作为碱性染料,例如,可以使用
C.I.碱性黄1,2,11,13,14,15,19,21,23,24,25,28,29,32,36,40,41,45,49,51,53,63,64,65,67,70,73,77,87,和91,
C.I.碱性红2,12,13,14,15,18,22,23,24,27,29,35,36,38,39,46,49,51,52,54,59,68,69,70,73,78,82,102,104,109,和112,
C.I.碱性蓝1,3,5,7,9,21,22,26,35,41,45,47,54,62,65,66,67,69,75,77,78,89,92,93,105,117,120,122,124,129,137,141,147,和155,和
C.I.碱性黑2和8。
(d)作为反应性染料,例如,可以使用
C.I.反应性黑3,4,7,11,12,和17,
C.I.反应性黄1,5,11,13,14,20,21,22,25,40,47,51,55,65,和67,
C.I反应性红1,14,17,25,26,32,37,44,46,55,60,66,74,79,96,和97,和
C.I.反应性蓝1,2,7,14,15,23,32,35,38,41,63,80,和95。
[颜料和染料常用的添加剂和物理性能]
优选使用水溶性有机溶剂以及着色材料以提供用于根据本发明的成像装置的具有所需物理性能或防止由于记录液体干燥而造成记录头喷嘴的堵塞的记录液体。水溶性有机溶剂可包括润湿剂或渗透剂。加入润湿剂是为了防止由于记录液体干燥而造成记录头喷嘴的堵塞。
润湿剂的具体例子是多元醇如乙二醇,二甘醇,三甘醇,四甘醇,聚乙二醇,丙二醇,1,3-丁二醇,1,3-丙二醇,2-甲基-1,3-丙二醇,1,4-丁二醇,1,5-戊二醇,1,6-己二醇,甘油,1,2,6-己三醇,2-乙基-1,3-己二醇,1,2,4-丁三醇,1,2,3-丁三醇,和戊三醇;多元醇烷基醚如乙二醇单乙基醚,乙二醇单丁基醚,二甘醇单甲基醚,二甘醇单乙基醚,二甘醇单丁基醚,三甘醇单丁基醚,四甘醇单甲基醚,和丙二醇单乙基醚;多元醇芳基醚如乙二醇单苯基醚和乙二醇单苄基醚;含氮杂环化合物如N-甲基-2-吡咯烷酮,N-羟乙基-2-吡咯烷酮,2-吡咯烷酮,1,3-二甲基咪唑啉酮,和ε-己内酰胺;酰胺如甲酰胺,N-甲基甲酰胺,和N,N-二甲基甲酰胺;胺如单乙醇胺,二乙醇胺,三乙醇胺,单乙胺,二乙胺,和三乙胺;含硫化合物如二甲基亚砜,环丁砜,和硫代二乙醇;碳酸亚丙酯,碳酸亚乙酯,和γ-丁内酯。这些溶剂单独或与水结合使用。
另外,渗透剂的加入是为了提高所要记录的材料与记录液体的可润湿性并调节其渗透速度。作为渗透剂,表示为以下结构式(I)-(IV)的渗透剂是优选的。即,因为以下结构式(I)的聚氧乙烯烷基苯基醚型表面活性剂,以下结构式(II)的乙炔二醇型表面活性剂,以下结构式(III)的聚氧乙烯烷基醚型表面活性剂和以下结构式(IV)的聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚型表面活性剂可降低液体的表面张力,因而可润湿性可得到改进并且渗透速度可增加。
(R是具有6-14个碳原子的、且可带有支链的烃链并且k是5-20。)
(m和n分别是0-40。)
R-(OCH2CH2)nH ……(III)
(R是具有6-14个碳原子的、且可带有支链的烃链并且k是5-20。)
(R是具有6-14个碳原子的烃链并且m和n分别是等于或小于20的数。)
除了具有结构式(I)-(IV)的化合物,还可使用例如,多元醇烷基或芳基醚如二甘醇单苯基醚,乙二醇单苯基醚,乙二醇单烯丙基醚,二甘醇单丁基醚,丙二醇单丁基醚,和四甘醇氯苯基醚;非离子表面活性剂如聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物,含氟表面活性剂,和低级醇如乙醇和2-丙醇,和二甘醇单丁基醚是尤其优选的。
但表面活性剂并不特别限定并且可根据用途而适当选择,并且例如,可提供阴离子表面活性剂,非离子表面活性剂,两性表面活性剂,和氟化表面活性剂。
作为阴离子表面活性剂,可提供,例如,聚氧乙烯烷基醚乙酸酯,十二烷基苯磺酸盐,月桂酸盐,和聚氧乙烯烷基醚硫酸盐。
作为非离子表面活性剂,可提供,例如,乙炔二醇型表面活性剂,聚氧乙烯烷基醚,聚氧乙烯烷基苯基醚,聚氧乙烯烷基酯,和聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯。
作为乙炔二醇型表面活性剂,可提供,例如,2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇,3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇,和3,5-二甲基-1-己炔-3-醇。对于乙炔二醇型表面活性剂,可提供,例如,Surfynol 104,82,465,485,和TG(可得自Air Products and Chemicals,Inc.)作为商业产品。
作为两性表面活性剂,可提供,例如,月桂基氨基丙酸酯,月桂基二甲基甜菜碱,硬脂基二甲基甜菜碱,和月桂基二羟基乙基甜菜碱。另外,可提供,例如,月桂基二甲基氧化胺,肉豆寇基二甲基氧化胺,硬脂基二甲基氧化胺,二羟基乙基月桂基氧化胺,聚氧乙烯椰子油烷基二甲基氧化胺,二甲基烷基(椰子)甜菜碱,和二甲基月桂基甜菜碱。
在这些表面活性剂中,表示为以下化学结构式(V),(VI),(VII),(VIII),(IX),和(X)的表面活性剂是优选的。
R1-O-(CH2CH2O)hCH2COOM……(V)
在化学结构式(V)中,R1是具有6-14个碳原子的可带有支链的烷基基团。h是3-12的整数。M选自碱金属离子,季铵离子,季鏻离子,和烷醇胺。
在化学结构式(VI)中,R2是具有5-16个碳原子的可带有支链的烷基基团。M选自碱金属离子,季铵离子,季鏻离子,和烷醇胺。
在化学结构式(VII)中,R3是烃基团如具有6-14个碳原子的可带有支链的烷基基团。k是5-20的整数。
R4-(OCH2CH2)jOH ……(VIII)
在化学结构式(VIII)中,R4是烃基团如具有6-14个碳原子的烷基基团。j是5-20的整数。
在化学结构式(IX)中,R6是烃基团如具有6-14个碳原子的可带有支链的烷基基团。L和p分别独立地是1-20的整数。
在化学结构式(X)中,q和r分别独立地是整数0-40。
表示为上述化学结构式(V)和(VI)的表面活性剂以下具体地以游离酸的形式提供。首先,作为表面活性剂(V),可提供表示为(V-1)至(V-6)的以下表面活性剂。
CH3(CH2)12O(CH2CH2O)3CH2COOH ……(V-1)
CH3(CH2)12O(CH2CH2O)4CH2COOH ……(V-2)
CH3(CH2)12O(CH2CH2O)5CH2COOH ……(V-3)
CH3(CH2)12O(CH2CH2O)6CH2COOH ……(V-4)
然后,作为表面活性剂(VI),可提供表示为(VI-1)至(VI-4)的以下表面活性剂。
作为氟化表面活性剂,表示为以下化学结构式(A)的表面活性剂是优选的。
CF3CF2(CF2CF2)m-CH2CH2O(CH2CH2O)nH ……(A)
在化学结构式(A)中,m是0-10的整数,和n是1-40的整数。
作为氟化表面活性剂,可提供,例如,全氟烷基磺酸化合物,全氟烷基羧酸化合物,全氟烷基磷酸盐化合物,全氟烷基环氧乙烷化合物,和具有全氟烷基醚基团作为侧链的聚氧化烯醚聚合物。其中,具有全氟烷基醚基团作为侧链的聚氧化烯醚聚合物具有低发泡性和低氟化合物生物聚集可能性(这在最近被认为是问题),且因此是安全的,这是尤其优选的。
作为全氟烷基磺酸化合物,可提供,例如,全氟烷基磺酸和全氟烷基磺酸盐。
作为全氟烷基羧酸化合物,可提供,例如,全氟烷基羧酸和全氟烷基羧酸盐。
另外,作为全氟烷基磷酸盐化合物,可提供,例如,衍生自全氟烷基磷酸的酯和全氟烷基磷酸的酯的盐。
作为具有全氟烷基醚基团作为侧链的聚氧化烯醚聚合物,可提供,例如,具有全氟烷基醚基团作为侧链的聚氧化烯醚聚合物,具有全氟烷基醚基团作为侧链的聚氧化烯醚聚合物的硫酸盐,和具有全氟烷基醚基团作为侧链的聚氧化烯醚聚合物的盐。
作为上述氟化表面活性剂中的盐的抗衡离子,可提供,例如,Li,Na,K,NH4,NH3CH2CH2OH,NH2(CH2CH2OH)2,和NH(CH2CH2OH)3。
氟化表面活性剂可合适地合成和使用或可以使用市售商品。
作为其市售商品,可提供,例如,Surflon S-111,S-112,S-113,S-121,S-131,S-132,S-141,和S-145(可得自Asahi玻璃有限公司);Fluorad FC-93,FC-95,FC-98,FC-129,FC-135,FC-170C,FC-430,和FC-431(可得自Sumitomo 3M Limited);Megafac F-470,F1405,和F-474(可得自Dainippon油墨和化学品公司);Zonyl TBS,FSP,FSA,FSN-100,FSN,FSO-100,FSO,FS-300,UR(可得自DuPont);FT-110,FT-250,FT-251,FT-400S,FT-150,FT-400SW(可得自NEOS Co.Ltd.);和PF-151N(可得自OmnovaSolutions,Inc.)。其中,Zonyl FSN,FSO-100,和FSO(可得自DuPont)在高可靠性和良好的彩色显影方面是尤其优选的。
其它组分并不特别限定并可根据需要适当选择,并且可提供,例如,树脂乳液,pH调节剂,防腐剂或杀菌剂,锈抑制剂,抗氧化剂,紫外线吸收剂,氧吸收剂,和光稳定剂。
树脂乳液通过将树脂细颗粒分散在作为连续相的水中而得到并且可根据需要包含分散剂如表面活性剂。
一般,优选的是,作为分散相组分的树脂细颗粒的含量(树脂细颗粒在树脂乳液中的含量)是10-70%质量。另外,关于树脂细颗粒的颗粒直径,平均颗粒直径优选为10-1,000nm,并且更优选20-300nm,尤其考虑到在喷墨记录装置中的应用。
分散相中的树脂细颗粒的材料并不特别限定并可根据用途而适当选择,并且可提供,例如,丙烯酸类树脂,乙酸乙烯酯树脂,苯乙烯树脂,丁二烯树脂,苯乙烯-丁二烯树脂,氯乙烯树脂,丙烯酸类-苯乙烯树脂,和丙烯酸类有机硅树脂。其中,丙烯酸类有机硅树脂是尤其优选的。
树脂乳液可被合适地合成和使用或可以使用市售商品。
作为市售树脂乳液,可提供,例如,Microgel E-1002,E-5002(苯乙烯-丙烯酸类树脂乳液,可得自Nippon油漆有限公司);VONCOAT 4001(丙烯酸类树脂乳液,可得自Dainippon油墨和化学品公司);VONCOAT 5454(苯乙烯-丙烯酸类树脂乳液,可得自Dainippon油墨和化学品公司);SAE-1014(苯乙烯-丙烯酸类树脂乳液,可得自ZEON公司);Saibinol SK-200(丙烯酸类树脂乳液,可得自Saiden Chemical工业有限公司);Primal AC-22,AC-61(丙烯酸类树脂乳液,可得自Rohm and Haas Company);Nanocryl SBCX-2821,3689(丙烯酸类有机硅树脂乳液,可得自Toyo油墨制造有限公司);和#3070(甲基丙烯酸甲酯聚合物树脂乳液,可得自Mikuni Color Ltd.)。
油墨中树脂乳液中所加的树脂细颗粒组分的含量优选为0.1-50%质量,更优选0.5-20%质量,并进一步优选1-10%质量。如果含量低于0.1%质量,提高耐堵塞性和喷射稳定性的作用可能不充分,而如果大于50%质量,油墨的保存稳定性可能变差。
考虑到同时满足对记录介质的润湿性和液滴颗粒的形成,用于根据本发明的成像装置的记录液体的表面张力优选为10-60N/m,更优选15-40N/m。
类似地考虑到喷射稳定性,记录液体的粘度优选为1.0-30mPa·s,且更优选5.0-10.0mPa·s。
另外考虑到接触液体的金属部件的腐蚀防护,记录液体的pH优选为3-11,且更优选6-10。
另外,防腐剂或杀菌剂可包含在记录液体中,这样细菌的生长可得到抑制并且其保存稳定性和图像质量稳定性可得到改进。作为防腐剂和杀菌剂,可使用例如,苯并三唑,脱氢乙酸钠,山梨酸钠,2-吡啶硫醇-1-氧化物,异噻唑啉基化合物,苯甲酸钠,和五氯酚钠。
另外,锈抑制剂可包含在记录液体中,这样可在接触液体的记录头等的金属表面上形成涂层,以防止其腐蚀。作为锈抑制剂,可使用例如,酸式亚硫酸盐,硫代硫酸钠,硫代二甘醇酸铵,二异丙基亚硝酸铵,季戊四醇四硝酸酯,和二环己基亚硝酸铵。
另外,抗氧化剂可包含在记录液体中,这样抗氧化剂可淬灭可造成腐蚀的自由基物质并在即使产生自由基物质时防止腐蚀。
作为抗氧化剂,酚类化合物和胺化合物是代表性的。作为酚类化合物,可提供,例如,化合物如对苯二酚和没食子酸盐;和受阻酚类化合物如2,6-二叔丁基-对甲酚,β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸硬脂基酯,2,2′-亚甲基二(4-甲基-6-叔丁基苯酚),2,2′-亚甲基二(4-乙基-6-叔丁基苯酚),4,4′-硫代二(3-甲基-6-叔丁基苯酚),1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷,1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔-4-羟基苄基)苯,三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯,和四[亚甲基-3-(3′,5′-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷。作为胺化合物,可提供,例如,N,N′-二苯基-对苯二胺,苯基-β-萘胺,苯基-α-萘胺,N,N′-β-萘基-对苯二胺,N,N′-二苯基乙二胺,吩噻嗪,N,N′-二-仲丁基-对苯二胺,和4,4′-四甲基-二氨基二苯基甲烷。另外,对于后者,含硫的化合物和含磷的化合物是代表性的。作为含硫的化合物,可提供,例如,硫代二丙酸二月桂基酯,硫代二丙酸二硬脂基酯,硫代二丙酸月桂基硬脂基酯,硫代二丙酸二肉豆寇基酯,β,β′-硫代二丁酸二硬脂基酯,2-巯基苯并咪唑,和二月桂基硫醚。作为含磷的化合物,可提供,例如,亚磷酸三苯酯,亚磷酸三(十八烷基)酯,亚磷酸十三烷基酯,三硫代亚磷酸三月桂基酯,亚磷酸二苯基异癸基酯,亚磷酸三壬基苯基酯,和二硬脂基季戊四醇亚磷酸酯。
作为包含在记录液体中的pH调节剂,可使用例如,碱金属的氢氧化物如氢氧化锂,氢氧化钠,和氢氧化钾;氢氧化铵;氢氧化季铵;氢氧化季鏻;碱金属的碳酸盐如碳酸锂,碳酸钠,和碳酸钾;胺如二乙醇胺和三乙醇胺;硼酸;盐酸;硝酸;硫酸;和乙酸。
作为紫外线吸收剂,可提供,例如,二苯甲酮基紫外线吸收剂,苯并三唑基紫外线吸收剂,水杨酸酯型紫外线吸收剂,氰基丙烯酸酯型紫外线吸收剂,和镍配合物基紫外线吸收剂。
作为二苯甲酮基紫外线吸收剂,可提供,例如,2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮,2-羟基-4-正十二烷氧基二苯甲酮,2,4-二羟基二苯甲酮,2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮,和2,2′,4,4′-四羟基二苯甲酮。
作为苯并三唑基紫外线吸收剂,可提供,例如,2-(2′-羟基-5′-叔辛基苯基)苯并三唑,2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并三唑,2-(2′-羟基-4′-辛氧基苯基)苯并三唑,和2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯苯并三唑。
作为水杨酸酯型紫外线吸收剂,可提供,例如,水杨酸苯基酯,水杨酸对叔丁基苯基酯,和水杨酸对辛基苯基酯。
作为氰基丙烯酸酯型紫外线吸收剂,可提供,例如,2-氰基-3,3′-二苯基丙烯酸乙基酯,2-氰基-3-甲基-3-(对甲氧基苯基)丙烯酸甲基酯,和2-氰基-3-甲基-3-(对甲氧基苯基)丙烯酸丁基酯。
作为镍配合物型紫外线吸收剂,可提供,例如,双(辛基苯基)硫化镍,2,2′-硫代双(4-叔辛基苯酚)-正丁胺镍(II),2,2′-硫代双(4-叔辛基苯酚)-2-乙基己胺镍(II),和2,2′-硫代双(4-叔辛基苯酚)三乙醇胺镍(II)。
根据本发明的油墨介质组中的油墨通过将至少,水,着色剂,和润湿剂,和根据需要的渗透剂和表面活性剂,和根据需要的其它组分在水性介质中溶解或分散,并根据需要进一步搅拌和混合而制成。分散可通过使用,例如,砂磨机,匀化器,球磨机,涂料振荡器,或超声分散器而实现并且搅拌和混合可通过具有搅拌叶片的常规的搅拌器,磁搅拌器,或高速分散器而实现。
油墨的颜色并不特别限定并可根据用途而适当选择,且可提供,例如,黄色,品红色,青色,和黑色。如果其中至少两种颜色结合使用的油墨组用于进行记录,则可形成多色图像,并且如果其中所有的颜色结合使用的油墨组用于进行记录,则可形成全色图像。
在如此构造的成像装置中,将纸张112一张接一张地从进纸部件送入并分开,并且近似地垂直和向上送入的纸张112通过导向装置115而引导并且传输到传输带121和反向辊122之间的间隔。另外,纸张112的前沿通过传输导向装置123而引导并通过前沿压辊125压在传输带121上,并且其传输方向改变约90°。
然后,将交替重复正输出和负输出的交流电压通过在图中没有显示的控制电路从AC偏压施加部件施加到充电辊126上并将传输带121用交流充电压模式充电,即,在副扫描方向(其旋转方向)上交替具有宽度恒定的正负充电带。如果纸张112被送入并在被交替充正电和负电的传输带121上传输,纸张112将通过静电力吸引至传输带121上并且纸张112在副扫描方向上根据传输带121的旋转运动而传输。
然后,记录头107根据图像信号驱动,同时滑架103在前后方向上移动,并将墨滴喷射到停止的纸张112上以记录图像的一条线。在纸张112传输规定的距离之后,记录下一条线。如果接收到记录完成信号或表示纸张112的底边缘已到达成像区域的信号,记录操作完成并将纸张112排出到排出纸托盘154。
在双面印刷的情况下,如果正面(第一印刷面)记录完成,将记录纸张112通过反向旋转的传输带121送入双面进纸单元155,并将纸张112反转(使得其背面成为所要印刷的面)并再次送入反向辊122和传输带121之间的间隔。在与上述类似将它在传输带121上传输并通过定时控制在背面进行记录之后,将它排出在排出纸托盘154上。
另外,在等待印刷(记录)过程中,滑架103移动至维护和恢复机构155的那侧并且记录头107的喷嘴面用帽盖157盖上,这样喷嘴保持在润湿状态并且防止由干燥的油墨所造成的喷射失败。另外,在记录头107用帽盖157盖上的同时,记录液体通过喷嘴吸入(称作″喷嘴抽吸″或″头抽吸″)并进行恢复操作以消除增稠的记录液体或气泡。然后,通过使用擦拭器刮刀158进行擦拭以擦掉或去除在恢复操作过程中粘附至记录头107的喷嘴面的油墨。另外,在记录之前或过程中,进行空白喷射操作以喷射与记录无关的油墨。这样,保持记录头107的稳定的喷射性能。
因此,在包括用于喷射液滴的设备的成像装置中,因为包括由根据本发明的喷液头组成的记录头,因此可形成高质量图像。
在此,如果所用的记录液体是其中染料用作着色材料的含染料的油墨,用于热处理以形成疏墨性(ink-resistant)液体接触膜的温度往往更高,但因为包含铊,因此难以发生热处理所造成的热收缩并且记录头的组件可以其良好的尺寸精度而形成。另外,在其中颜料用作着色剂的含颜料的油墨的情况下,因为用于热处理以形成疏墨性液体接触膜的温度往往低于其中使用含染料的油墨的情形,因此热处理所造成的热收缩更难以发生且记录头的组件可以其良好的尺寸精度而形成。
另外,如果油墨包含涂有树脂的颜料,因为无需用于形成疏墨性液体接触膜的热处理工艺,因此不发生热收缩且记录头的元件可以其良好的尺寸精度而形成。另外,如果苯并三唑作为锈抑制剂被包含在油墨中,用于热处理以形成疏墨性液体接触膜的温度可下降且记录头的组件可以其良好的尺寸精度而形成。
然后,作为喷液头,热型头的例子参照图10描述,这是一种侧边喷墨型头,其液滴喷射方向不同于记录液体的流动通道(液体腔)的方向且该喷液头类似于前述实施方案的喷液头,但用于产生能量以喷射液滴的设备(驱动元件)是电-热转化器。
喷液头这样构成:将构成流动通道513侧壁的流动通道形成元件515堆叠在具有喷射能量发生器511的基材512(其中省略了用于将喷射信号施加到发生器上的电极和根据需要被提供在发生器上的保护层)上并将其上形成喷嘴514的喷嘴板516堆叠在流动通道形成元件515上。在该头中,油墨在流动通道513中流动至喷射能量作用部件的方向垂直于喷嘴514的开口的中心轴,如虚线517所示。
通过采用具有这种构型的喷液头,喷射能量发生器511所产生的能量可更有效地转化成用于形成墨滴和使其运动的动能。另外,存在通过供给油墨而高速度恢复油墨弯月面的结构优点,这在加热器元件用于喷射能量发生器时特别有效。另外,侧边喷墨型喷液头可避免所谓气穴(cavitation)现象,该现象使得喷射能量发生器被气泡的破灭所造成的震动逐渐破坏,这是边缘喷墨中的问题。即,在侧边喷墨型喷液头中,如果气泡发展且气泡到达喷嘴,则气泡与大气连通且温度下降不造成气泡的收缩,这样记录头的寿命时间可相对得长。
即使是在没有振动板的喷液头如上述喷液头中,热处理工艺中的脆化和热收缩可通过将本发明应用于喷嘴板,流动通道板等而减少,这样得到具有高精度的喷液头。
另外,尽管本发明的前述实施方案已根据将本发明应用于构造成打印机的成像装置的例子进行描述,但本发明不限于该实施方案并且也可应用于,例如,另一成像装置如打印机/传真机/复印机多功能处理机。另外,本发明可应用于使用,例如,另一记录液体(除油墨之外的液体或定影处理液体)的成像装置。
以下描述根据本发明的记录方法。在根据本发明的记录方法中,如上述成像装置中一样,通过从根据本发明的喷液头喷射液滴而在记录介质(纸张)上记录图像。
现在首先描述根据本发明的喷液头的喷嘴板,记录液体(在此,油墨)和记录介质(称作介质)之间的关系。如上所述,根据本发明的喷液头的喷嘴板具有优异的憎水性和憎墨性(ink repellency),因此,可良好地形成墨滴(颗粒),即使使用的是具有低表面张力的油墨。这是因为喷嘴板未被过分润湿且正常地形成油墨的弯月面。由于正常地形成弯月面,防止在喷射油墨时油墨被引向一侧,因此,可减少油墨物流的弯曲且可得到具有高墨点位置精度的图像。
如果在具有低吸收性的纸张(介质)上进行印刷,墨点的位置精度的程度明显影响图像质量。即,因为油墨在具有低吸收性的纸张上不平滑地铺展,因此形成没有填充油墨的区域,即,空白部分,即使墨点的位置精度仅稍微下降。这种没有填充油墨的区域造成图像密度的不规律性或下降,导致图像质量变差。
但在根据本发明的喷液头的喷嘴板中,因为墨点的位置精度高(即使使用具有低表面张力的油墨),油墨可被填充在纸张中(即使使用具有低吸收性的纸张),这样不造成图像密度的不规律性或下降且可得到具有高图像质量的印刷。
以下描述用于根据本发明的记录方法的记录介质(用于记录的介质)。
记录介质包括支持体和在支持体的至少一个表面上的涂层,和根据需要进一步包括另一层。
作为用于记录的介质,接触时间100ms时作为记录液体转移至用于记录的介质上的油墨的量(所述量通过动态扫描吸收计而测定)是2-40ml/m2,且更优选3-30ml/m2。类似地,接触时间100ms时转移至用于记录的介质的纯水的量(所述量通过动态扫描吸收计而测定)优选为2-45ml/m2,且更优选3-30ml/m2。关于用于记录的介质,如果接触时间100ms时所转移的纯油墨或水的量太小,可容易发生成珠,而如果太大,记录墨点的直径可过分小于所需直径。
另外,作为用于记录的介质,接触时间400ms时转移至用于记录的介质的油墨的量(所述量通过动态扫描吸收计而测定)是3-50ml/m2,且更优选4-40ml/m2。类似地,接触时间400ms时转移至用于记录的介质的纯水的量(所述量通过动态扫描吸收计而测定)优选为3-50ml/m2,且更优选4-40ml/m2。关于用于记录的介质,如果接触时间400ms时的转移量太小,其干燥性能可能不足且可能产生岔痕(spur mark),而如果太大,可容易发生渗色且图像部分在干燥之后的光泽度可能下降。
在此,动态扫描吸收计(DSA:日本TAPPI JOURNAL,48卷,1994年5月,pp.88-92,Shigenori Kuga)是一种可精确测定在非常短时间内被吸收的液体的量的装置。动态扫描吸收计通过以下方式进行自动测量:基于其弯月面在毛细管中的移动而直接读取液体吸收的速度,将样品成型为圆盘状,将它用液体吸收头螺旋扫描,并按照预定模式自动控制扫描速度以对一个样品上的所需数目的点进行测量。用于将液体供给到纸样品上的液体供给头通过Teflon(注册商标)管连接至毛细管,并且毛细管中的弯月面的位置通过光学传感器自动检测。具体地,动态扫描吸收计(K350系列,D型,可得自Kyowa有限公司)用于测定所转移的纯水或油墨的量。接触时间100ms或400ms时的转移量通过将对每一接触时间附近的接触时间段所测定的转移量的测量值进行内推而测定。测量在23摄氏度和50%RH下进行。
<支持体>
根据纸的用途,多种材料可用于基材。例如,可以使用主要由木材纤维制成的纸张和主要由木材和合成纤维制成的无纺织物。
纸张可由木浆或再循环纸浆制成。木浆的例子是阔叶树漂白牛皮纸浆(LBKP),针叶树漂白牛皮纸浆(NBKP),NBSP,LBSP,GP,和TMP。
作为再循环纸浆的材料,可以使用纸再循环促进中心的标准质量再循环纸中所列出的再循环纸。例如,由再循环纸制成的化学纸浆或高产率纸浆可用作基材。这些再循环纸包括打印机用纸如非涂覆的计算机用纸,热敏纸,和压敏纸;OA纸如普通纸;涂覆纸如铜版纸,超轻质涂覆纸,和无光纸;和非涂覆纸如证券纸,彩色证券纸,便条纸,信纸,包装纸,花式纸(fancypaper),中质纸,新闻纸,木质纸,超市单据,冲沙纸,纯白色卷轴纸,和乳用纸盒。以上材料可单独或结合使用。
通常,再循环纸浆通过以下四个步骤制成:
(1)去纤步骤,通过使用机械力和化学品在碎浆机中将用过的纸破碎成纤维并从纤维中分离油墨。
(2)除尘步骤,通过使用,例如,筛网和清洁器而去除用过的纸中的外来物质(如塑料)和灰尘。
(3)脱墨步骤,通过使用浮选方法或清洁方法将表面活性剂所分离的油墨从纤维中排出。
(4)漂白方法,通过氧化或还原而漂白纤维。
如果再循环纸浆与木浆混合,再循环纸浆的百分数优选为40%或更低,这样所得的纸在记录之后不卷曲。
作为用于基材的内填料,可以使用常规的白色颜料。例如,以下物质可用作白色颜料:无机颜料如沉淀碳酸钙,重质碳酸钙,高岭土,粘土,滑石,硫酸钙,硫酸钡,二氧化钛,氧化锌,硫化锌,碳酸锌,缎光白,硅酸铝,硅藻土,硅酸钙,硅酸镁,合成硅石,氢氧化铝,矾土,锌钡白,沸石,碳酸镁,或氢氧化镁;和有机颜料如苯乙烯塑料颜料,丙烯酸类塑料颜料,聚乙烯,微胶囊,脲树脂,或蜜胺树脂。以上物质可单独或结合使用。
作为在生产基材时使用的内部施胶剂(sizing agent),可以使用用于中性造纸的中性松香胶,链烯基琥珀酸酐(ASA),烷基乙烯酮二聚体(AKD),或石油树脂胶。尤其,中性松香胶和链烯基琥珀酸酐是优选的。烷基乙烯酮二聚体具有高施胶作用,因此在使用少量时就可以提供足够的施胶作用。但因为烷基乙烯酮二聚体降低记录纸(介质)的表面摩擦系数,使用烷基乙烯酮二聚体制成的记录纸可能在喷墨记录装置中传输时造成滑动。
<涂层>
涂层包含颜料和粘合剂,并且也可包含表面活性剂和其它组分。
作为颜料,可以使用无机颜料或无机颜料和有机颜料的混合物。
例如,高岭土,滑石,重质碳酸钙,沉淀碳酸钙,亚硫酸钙,无定形硅石,矾土,钛白,碳酸镁,二氧化钛,氢氧化铝,氢氧化钙,氢氧化镁,氢氧化锌,或亚氯酸盐可用作无机颜料。尤其,高岭土提供类似于胶印纸的高光泽表面并因此是优选的。
有几种类型的高岭土,例如,分层高岭土,煅烧高岭土,和通过表面改性而制成的工程高岭土。为了提供高光泽表面,其中80质量%或更多的颗粒具有2μm或更低的直径的那种高岭土在高岭土总量中的质量百分数优选为50%或更多。
粘合剂与高岭土在涂层中的质量比优选为100∶50。如果高岭土的质量比低于50,不能得到足够的光泽度。对高岭土的量没有特别限制。但如果考虑到高岭土在高剪切力下的流动性和增稠性能,高岭土的质量比优选为90或更低(就可涂覆性而言)。
作为有机颜料,可以使用例如,苯乙烯-丙烯酸类共聚物颗粒,苯乙烯-丁二烯共聚物颗粒,聚苯乙烯颗粒,或聚乙烯颗粒的水溶性分散体。以上有机颜料可结合使用。
有机颜料在涂层颜料总量中的量优选为2-20质量%。如上所述的有机颜料的比重低于无机颜料的比重,因此提供具有良好的可涂覆性的厚的高光泽涂层。如果有机颜料的质量百分数低于2%,不能得到所需作用。如果有机颜料的质量百分数超过20%,涂覆液体的流动性变得太低,结果,涂覆工艺的效率下降且操作成本增加。
有机颜料可根据其颗粒形状而被划分为几种类型:实心形,中空形,和圆圈形。为了实现光泽度,可涂覆性,和涂覆液体的流动性之间的良好平衡,具有空隙百分数40%或更高且平均直径0.2至3.0μm的中空形颗粒的有机颜料是优选的。
作为粘合剂,优选使用水基树脂。
作为水基树脂,可以使用水溶性树脂或水分散性树脂。可根据用途使用任何类型的水基树脂。例如,可以使用以下水基树脂:聚乙烯醇;改性的聚乙烯醇如阴离子改性的聚乙烯醇,阳离子改性的聚乙烯醇,或乙缩醛改性的聚乙烯醇;聚氨酯;聚乙烯基吡咯烷酮;改性的聚乙烯基吡咯烷酮如聚乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物,乙烯基吡咯烷酮-甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯共聚物,季铵化的乙烯基吡咯烷酮-甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯共聚物,或乙烯基吡咯烷酮-甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵共聚物;纤维素如羧基甲基纤维素,羟基乙基纤维素,或羟基丙基纤维素;改性纤维素如阳离子化羟基乙基纤维素;聚酯,聚丙烯酸(酯),蜜胺树脂,或这些物质的改性形式;由聚酯-聚氨酯共聚物制成的合成树脂;和其它物质如聚(甲基)丙烯酸,聚(甲基)丙烯酰胺,氧化淀粉,磷酸化淀粉,自变性淀粉,阳离子化淀粉,其它改性的淀粉,聚环氧乙烷,聚丙烯酸钠,和藻酸钠。以上物质可单独或结合使用。
在以上物质中,聚乙烯醇,阳离子改性的聚乙烯醇,乙缩醛改性的聚乙烯醇,聚酯,聚氨酯,和聚酯-聚氨酯共聚物在油墨吸收速率方面是尤其优选的。
可根据用途使用任何类型的水分散性树脂。例如,可以使用以下水分散性树脂:聚乙酸乙烯酯,乙烯-聚乙酸乙烯酯共聚物,聚苯乙烯,苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物,(甲基)丙烯酸酯聚合物,聚乙酸乙烯酯-(甲基)丙烯酸(酯)共聚物,苯乙烯-丁二烯共聚物,乙烯-丙烯共聚物,聚乙烯基醚,和硅氧烷-丙烯酸类共聚物。水分散性树脂可包含交联剂如羟甲基蜜胺,羟甲基羟基亚丙基脲,或异氰酸酯。另外,包含羟甲基丙烯酰胺单元的自交联共聚物可用作水分散性树脂。两种或多种上述的水分散性树脂可同时使用。
涂层中的水基树脂与颜料的质量比优选为2∶100至100∶100,并且更优选3∶100至50∶100。将水基树脂在涂层中的量确定为使得记录介质的液体吸收速率落入规定的范围内。
如果使用水分散性的着色剂,是否在粘合剂中混合阳离子有机化合物是可以选择的。例如,可以使用与水溶性油墨中的直接染料或酸性染料的磺酸基团,羧基基团,或氨基基团反应,且形成不溶性盐的伯至叔胺;或季铵盐的单体,低聚物,或聚合物。其中,季铵盐的低聚物和聚合物是尤其优选的。
作为阳离子有机化合物,可以使用以下物质:二甲胺-表氯醇缩聚物,二甲胺-氨-表氯醇缩合物,聚(三甲基氨基乙基-甲基丙烯酸酯甲基硫酸盐),二烯丙基胺盐酸盐-丙烯酰胺共聚物,聚(二烯丙基胺盐酸盐-二氧化硫),聚烯丙基胺盐酸盐,聚(烯丙基胺盐酸盐-二烯丙基胺盐酸盐),丙烯酰胺-二烯丙基胺共聚物,聚乙烯胺共聚物,双氰胺,双氰胺-氯化铵-脲-甲醛缩合物,聚亚烷基多胺-双氰胺铵盐缩合物,二甲基二烯丙基氯化铵,聚(二烯丙基甲胺)盐酸盐,聚(二烯丙基二甲基氯化铵),聚(二烯丙基二甲基氯化铵-二氧化硫),聚(二烯丙基二甲基氯化铵-二烯丙基胺盐酸盐衍生物),丙烯酰胺-二烯丙基二甲基氯化铵共聚物,丙烯酸酯-丙烯酰胺-二烯丙基胺盐酸盐共聚物,聚乙烯亚胺,乙烯亚胺衍生物如丙烯酸胺聚合物,和改性的聚乙烯亚胺氧化烯。以上物质可单独或结合使用。
优选结合使用具有低分子量的阳离子有机化合物如二甲胺-表氯醇缩聚物或聚烯丙基胺盐酸盐和具有较高分子量的阳离子有机化合物如聚(二烯丙基二甲基氯化铵)。与其中仅使用一种阳离子有机化合物的情形相比,多种阳离子有机化合物的结合使用提高图像密度并减少羽化。
通过胶体滴定方法(使用聚乙烯基硫酸钾和甲苯胺蓝进行)得到的阳离子在阳离子有机化合物中的当量重量优选为3至8meq/g。如果当量重量在以上范围内,阳离子有机化合物的干沉积质量落入优选的范围内。在测量阳离子的当量重量时,将阳离子有机化合物用馏出水稀释使得溶液中的固体含量变成0.1质量%。不进行pH控制。
阳离子有机化合物的干沉积质量优选为0.3至2.0g/m2。如果阳离子有机化合物的干沉积质量低于0.3g/m2,可能无法实现图像密度的充分提高和羽化的充分减少。
可根据用途使用任何表面活性剂。例如,可以使用阴离子表面活性剂,阳离子表面活性剂,两性表面活性剂,或非离子表面活性剂。在以上表面活性剂中,非离子表面活性剂是尤其优选的。表面活性剂的加入提高图像的耐水性和密度,从而减少渗色。
例如,可以使用以下非离子表面活性剂:高级醇氧化乙烯加成物,烷基苯酚氧化乙烯加成物,脂肪酸氧化乙烯加成物,多元醇脂肪酸酯氧化乙烯加成物,高级脂族胺氧化乙烯加成物,脂肪酸酰胺氧化乙烯加成物,脂肪油氧化乙烯加成物,脂肪的氧化乙烯加成物,聚丙二醇氧化乙烯加成物,甘油脂肪酸酯,季戊四醇脂肪酸酯,山梨醇-脱水山梨醇脂肪酸酯,蔗糖脂肪酸酯,多元醇烷基醚,和烷醇胺脂肪酸酰胺。以上物质可单独或结合使用。
多元醇不限于特定种类并且可以根据用途使用任何种类的多元醇。例如,可以使用甘油,三羟甲基丙烷,季戊四醇,山梨醇,或蔗糖。氧化乙烯加成物可以以不影响水溶性的程度将一部分氧化乙烯用氧化烯如氧化丙烯或氧化丁烯替换而制成。替换部分的百分数优选为50%或更低。非离子表面活性剂的亲水-亲脂平衡(HLB)优选为4至15,并且更优选7至13。
表面活性剂与阳离子有机化合物的质量比优选为0∶100至10∶100,且更优选0.1∶100至1∶100。
其它组分也可加入涂层中,只要其有利的作用不受损害。其它组分的例子包括添加剂如矾土粉末,pH调节剂,防腐剂,和抗氧化剂。
形成涂层的方法不限于特定方法。例如,涂层可通过将基材用涂覆液体浸渍或通过将涂覆液体涂布到基材上而形成。对于涂覆液体的浸渍或涂布,可以使用涂布器如常规施胶机(size press),门辊施胶机,膜转移施胶机,刮刀涂布器,杆涂布器,气刀涂布器,或幕涂器。另外,使用附于造纸机上的常规施胶机,门辊施胶机,或膜转移施胶机用于涂覆液体的浸渍或涂布可提高工艺效率。
对基材上的涂覆液体的量没有特别限制。但基材上的涂覆液体的固体含量优选为0.5至20g/m2,且更优选1至15g/m2。在涂覆液体的浸渍或涂布之后,涂覆液体可被干燥。该干燥工艺的温度优选为100至250摄氏度,但不限于特定范围。
用于本发明记录方法的示例性记录介质也可以在基材的背面上具有背层,以及基材和涂层之间或基材和背层之间的其它层。另外,可在涂层上设置保护层。每一层可由一层或多层组成。
如果液体的吸收在本发明的以上范围内,用于本发明记录方法的记录介质除了喷墨用记录介质之外,还可以是市售的用于胶印印刷的涂覆纸,用于凹版的涂覆纸。
优选的是,用于本发明记录方法的记录介质的克数是50至250g/m2。如果它低于50g/m2,容易产生不好的传输:记录介质被堵塞在传输路程上使得没有强度。如果记录介质的克数超过250g/m2,记录介质在传输过程中不能完成在弯曲部件上的旋转,使得纸的强度变得太强,这样容易产生不好的传输,造成记录介质堵塞。
以下描述特定实际实施例。但本发明不限于这些实际实施例。
(制备实施例1)
-制备包含铜酞菁颜料的聚合物细颗粒的分散体-
为了制备包含铜酞菁颜料的聚合物细颗粒的分散体,将具有机械搅拌器,温度计,氮气入口管,回流管,和滴液漏斗的1L烧瓶中的空气用氮气充分置换;往1L烧瓶中装入11.2g苯乙烯,2.8g丙烯酸,12.0g甲基丙烯酸月桂基酯,4.0g聚乙二醇甲基丙烯酸酯,4.0g苯乙烯大分子单体(Toagosei有限公司,商标名:AS-6),和0.4g巯基乙醇;并且将温度升至65摄氏度。然后,将100.8g苯乙烯,25.2g丙烯酸,108.0g甲基丙烯酸月桂基酯,36.0g聚乙二醇甲基丙烯酸酯,60.0g甲基丙烯酸羟乙基酯,36.0g苯乙烯大分子单体(Toagosei有限公司,商标名:AS-6),3.6g巯基乙醇,2.4g偶氮双二甲基戊腈,和18.0g甲基乙基酮的混合溶液在2.5小时内滴入该1L烧瓶。
在滴加完成之后,将0.8g偶氮双二甲基戊腈和18.0g甲基乙基酮的混合溶液在0.5小时内滴入1L烧瓶。所得溶液在温度65摄氏度下熟化1小时,将0.8g偶氮双二甲基戊腈加入该溶液,并随后将该溶液进一步熟化1小时。在反应停止之后,将364g甲基乙基酮加入1L烧瓶。结果,得到800g具有浓度50质量%的聚合物溶液。将一部分所得聚合物溶液干燥并通过凝胶渗透色谱(标准:聚苯乙烯,溶剂:四氢呋喃)测定其重均分子量(Mw)。重均分子量是15,000。
然后,将28g所得聚合物溶液,26g铜酞菁颜料,13.6g 1mol/L氢氧化钾溶液,20g甲基乙基酮,和30g离子交换水混合和充分搅拌。将所得物质使用三极辊磨机(Noritake Co.,Limited,商标名:NR-84A)捏合20次。将所得糊状物放入200g离子交换水中并搅拌。液体中的甲基乙基酮和水通过使用蒸发器而蒸馏掉。结果,得到160g具有青色颜色的聚合物细颗粒分散体。该聚合物细颗粒分散体中的固体含量是20.0质量%。
聚合物细颗粒分散体中的聚合物细颗粒的平均颗粒直径(D50%)使用粒径分布分析器(Microtrac UPA,Nikkiso有限公司)测定。平均颗粒直径是93nm。
(制备实施例2)
-制备包含二甲基喹吖啶酮颜料的聚合物细颗粒的分散体-
具有品红色颜色的聚合物细颗粒分散体基本上按照与制备实施例1相同的方式制备,除了用C.I.颜料红122替代铜酞菁颜料。
聚合物细颗粒分散体中的聚合物细颗粒的平均颗粒直径(D50%)使用粒径分布分析器(Microtrac UPA,Nikkiso有限公司)测定。平均颗粒直径是127nm。
(制备实施例3)
-制备包含单偶氮黄色颜料的聚合物细颗粒的分散体-
具有黄色颜色的聚合物细颗粒分散体基本上按照与制备实施例1相同的方式制备,除了用C.I.颜料黄74替代铜酞菁颜料。
聚合物细颗粒分散体中的聚合物细颗粒的平均颗粒直径(D50%)使用粒径分布分析器(Microtrac UPA,Nikkiso有限公司)测定。平均颗粒直径是76nm。
(制备实施例4)
-制备用磺化剂处理的炭黑的分散体-
为了制备炭黑分散体,将150g市售炭黑颜料(Printex#85,Degussa)混入400ml环丁砜;将溶液用珠磨机微分散;将15g氨基硫酸加入该溶液;并随后将溶液在140-150摄氏度下搅拌10小时。将所得浆料放入1000ml离子交换水,并将该溶液在12,000rpm下离心。结果,得到表面处理的炭黑湿滤饼。将所得炭黑湿滤饼再次分散在2,000ml离子交换水中;溶液的pH用氢氧化锂调节;溶液使用超滤器脱盐/浓缩;并随后将溶液用具有平均孔径1μm的尼龙过滤器过滤。结果,得到具有颜料浓度10质量%的黑色炭黑分散体。
炭黑分散体中的细颗粒的平均颗粒直径(D50%)使用粒径分布分析器(Microtrac UPA,Nikkiso有限公司)测定。平均颗粒直径是80nm。
(生产实施例1)
-生产青色油墨-
为了生产青色油墨,将20.0质量%在制备实施例1中制备的包含铜酞菁颜料的聚合物细颗粒的分散体,23.0质量%3-甲基-1,3-丁二醇,8.0质量%甘油,2.0质量%2-乙基-1,3-己二醇,2.5质量%用作氟化表面活性剂的FS-300(DuPont),0.2质量%用作防腐剂或杀菌剂的Proxel LV(Avecia KK),0.5质量%2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇,和一定量的离子交换水混合(总计100质量%);并将混合物使用具有平均孔径0.8μm的膜过滤器过滤。
(生产实施例2)
-生产品红色油墨-
为了生产品红色油墨,将20.0质量%在制备实施例2中制备的包含二甲基喹吖啶酮颜料的聚合物细颗粒的分散体,22.5质量%3-甲基-1,3-丁二醇,9.0质量%甘油,2.0质量%2-乙基-1,3-己二醇,2.5质量%用作氟化表面活性剂的FS-300(DuPont),0.2质量%用作防腐剂或杀菌剂的Proxel LV(AveciaKK),0.5质量%2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇,和一定量的离子交换水混合(总计100质量%);并将混合物使用具有平均孔径0.8μm的膜过滤器过滤。
(生产实施例3)
-生产黄色油墨-
为了生产黄色油墨,将20.0质量%在制备实施例3中制备的包含单偶氮黄色颜料的聚合物细颗粒的分散体,24.5质量%3-甲基-1,3-丁二醇,8质量%甘油,2.0质量%2-乙基-1,3-己二醇,2.5质量%用作氟化表面活性剂的FS-300(DuPont),0.2质量%用作防腐剂或杀菌剂的Proxel LV(Avecia KK),0.5质量%2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇,和一定量的离子交换水混合(总计100质量%);并将混合物使用具有平均孔径0.8μm的膜过滤器过滤。
(生产实施例4)
-生产黑色油墨-
为了生产黑色油墨,将20.0质量%在制备实施例4中制备的炭黑分散体,22.5质量%3-甲基-1,3-丁二醇,7.5质量%甘油,2.0质量%2-吡咯烷酮,2.0质量%2-乙基-1,3-己二醇,2.5质量%用作氟化表面活性剂的FS-300(DuPont),0.2质量%用作防腐剂或杀菌剂的Proxel LV(Avecia KK),0.5质量%2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇,和一定量的离子交换水混合(总计100质量%);并将混合物使用具有平均孔径0.8μm的膜过滤器过滤。
在生产实施例1至4中制成的油墨的表面张力和粘度如下所述测定。结果在下表2中给出。
<测量粘度>
油墨粘度在25摄氏度下使用Toki Sangyo有限公司的R-500粘度计(锥角1°34′x R24,60rpm,在3分钟之后)测定。
<测量表面张力>
油墨的静态表面张力在25摄氏度下使用采用铂板的表面张力计(Kyowa界面科学有限公司的CBVP-Z)测定。
表2
粘度(mPa·s) | 表面张力(mN/m) | |
生产实施例1 | 8.05 | 25.4 |
生产实施例2 | 8.09 | 25.4 |
生产实施例3 | 8.11 | 25.7 |
生产实施例4 | 8.24 | 25.4 |
-生产基材-
具有克数79g/m2的基材使用长网造纸机由以下配方中的材料制成的0.3质量%浆料制造。在造纸工艺的施胶压制步骤中,将氧化淀粉溶液涂布到基材上。基材上的氧化淀粉的固体含量是1.0g/m2。
阔叶漂白牛皮纸浆(LBKP) 80质量%
针叶漂白牛皮纸浆(NBKP) 20质量%
沉淀碳酸钙(商标名:TP-121,Okutama Kogyo有限公司) 10质量%
硫酸铝 1.0质量%
两性淀粉(商标名:Cato3210,Nippon NSC Ltd.) 1.0质量%
中性松香胶(商标名:NeuSize M-10,Harima Chemicals,Inc.) 0.3质量%
助留剂(商标名:NR-11LS,HYMO有限公司) 0.02质量%
(生产实施例1)
-生产记录介质1-
具有固体含量浓度60质量%的涂覆液体通过混合70质量%用作颜料的粘土(在所述粘土中,97质量%的颗粒具有直径2μm或更低);30质量%具有平均颗粒直径1.1μm的重质碳酸钙;8质量%苯乙烯-丁二烯共聚物乳液(用作粘合剂,具有玻璃转变温度(Tg)-5摄氏度);1质量%磷酸酯化淀粉;0.5质量%用作助剂的硬脂酸钙;和水而制成。
为了生产记录介质1,将所得涂覆液体使用刮刀涂布器涂布到以上基材的两面上使得8g/m2固体含量的涂覆液体粘附至每面;并且基材通过热空气干燥并进行超级压光。
(生产实施例2)
-生产记录介质2-
具有固体含量浓度60质量%的涂覆液体通过混合70质量%用作颜料的粘土(在所述粘土中,97质量%的颗粒具有直径2μm或更低);30质量%具有平均颗粒直径1.1μm的重质碳酸钙;7质量%苯乙烯-丁二烯共聚物乳液(用作粘合剂,具有玻璃转变温度(Tg)-5摄氏度);0.7质量%磷酸酯化淀粉;0.5质量%用作助剂的硬脂酸钙;和水而制成。
为了生产记录介质2,将所得涂覆液体使用刮刀涂布器涂布到以上基材的两面上使得8g/m2固体含量的涂覆液体粘附至每面;并且基材通过热空气而干燥并进行超级压光。
(第一实施方案)
-油墨组,记录介质,和图像记录-
通过常规方法,制备出由在生产实施例1中制成的青色油墨,在生产实施例2中制成的品红色油墨,在生产实施例3中制成的黄色油墨,和在生产实施例4中制成的黑色油墨组成的油墨组1。
在记录介质1上使用油墨组1(最大墨滴尺寸:18pl)在图像分辨率600dpi下使用300dpi液滴在具有喷嘴分辨率为384的、本发明实施方案的喷嘴的所需打印机原型装置上印刷图像。合成色的每单位面积的油墨总量被限制为140%并且形成实地彩色(solid-color)图像和字符。
(第二实施方案)
-油墨组,记录介质,和图像记录-
图像基本上按照与第一实施方案相同的方式形成,除了记录介质2用作记录介质。
(第三实施方案)
-油墨组,记录介质,和图像记录-
图像基本上按照与第一实施方案相同的方式形成,除了凹版印刷用的市售涂覆纸(商标名:Space DX,克数=56g/m2,Nippon纸业有限公司)(以下称作记录介质3)用作记录介质。对于每一记录介质1,记录介质2,记录介质3,使用动态扫描吸收计按照以下方法测量纯水的转移量和生产实施例1中生产的青色油墨的转移量。结果示于表3。
<使用动态扫描吸收计测量所转移的纯水和青色油墨的量>
对于每一以上记录介质,所转移的纯水和青色油墨的量使用动态扫描吸收计(K350系列,D型,Kyowa有限公司)在25摄氏度和50%RH下测定。在接触时间100ms和400ms下所转移的纯水和青色油墨的量通过使用在每一接触时间附近的时间点测定的转移量内推得到。
表3
在成珠、渗色、岔痕和光泽度方面,评估在第一至第三实施方案中印刷的图像的质量。结果示于表4。
<成珠>
印刷的绿色实地彩色图像的成珠度根据以下评估标准通过肉眼观察进行评估。
[评估标准]
AA:没有观察到成珠并且图像均匀印刷。
BB:稍微观察到成珠。
CC:明显观察到成珠。
DD:观察到过量成珠。
<渗色>
印刷的黑色字符在黄色背景中的渗色度根据以下评估标准通过肉眼观察进行评估。
[评估标准]
AA:没有观察到渗色并且清楚地印刷字符。
BB:稍微观察到渗色。
CC:明显观察到渗色。
DD:观察到过量渗色并且字符轮廓模糊。
<岔痕>
印刷图像中的岔痕的程度根据以下评估标准通过肉眼观察进行评估。
[评估标准]
AA:没有观察到岔痕。
BB:稍微观察到岔痕。
CC:明显观察到岔痕。
DD:观察到过量岔痕。
<光泽度>
印刷图像的光泽度根据以下评估标准通过肉眼观察进行评估。
[评估标准]
AA:图像具有高度光泽。
BB:图像有光泽。
CC:图像没有光泽。
表4
成珠 | 渗色 | 岔痕 | 光泽度 | |
第一实施方案 | BB | BB | BB | BB |
第二实施方案 | AA | AA | AA | BB |
第三实施方案 | BB | BB | BB | AA |
[附录]
以下提供本发明的典型的实施方案(1)至(40)。
实施方案(1)是喷液头,包括构造成喷射记录液体的液滴的喷嘴,连通至喷嘴上的液体腔,和构造成产生能量用于加压液体腔中的记录液体的能量产生设备,特征在于构造成形成用于记录液体的流动通道的流动通道形成元件由包含镍的金属材料制成并且镍的(200)面的峰强度高于镍的(111)面的峰强度,所述强度利用X-射线衍射分析而测定。
实施方案(2)是根据以上实施方案(1)的喷液头,特征在于制造流动通道形成元件的金属材料包含铊。
实施方案(3)是根据以上实施方案(2)的喷液头,特征在于铊的含量不大于1%质量。
实施方案(4)是根据以上实施方案(1)的喷液头,特征在于流动通道形成元件包含钴。
实施方案(5)是根据以上实施方案(4)的喷液头,特征在于钴的含量不大于1%质量。
实施方案(6)是根据以上实施方案(1)的喷液头,特征在于流动通道形成元件包含锰。
实施方案(7)是根据以上实施方案(4)的喷液头,特征在于锰的含量不大于1%质量。
实施方案(8)是喷液头,包括构造成喷射记录液体的液滴的喷嘴,连通至喷嘴上的液体腔,和构造成产生能量用于加压液体腔中的记录液体的能量产生设备,特征在于构造成形成用于记录液体的流动通道的流动通道形成元件由包含镍和铊的金属材料制成。
实施方案(9)是根据以上实施方案(8)的喷液头,特征在于镍的(200)面的峰强度高于镍的(111)面的峰强度,所述强度通过X-射线衍射分析而测定。
实施方案(10)是根据任一以上实施方案(1)至(9)的喷液头,特征在于定义为镍的(200)面的峰强度与镍的(111)面的峰强度的比率的取向晶面的强度比率满足关系I(200)/I(111)>1.0,其中I(111)是镍的(111)面的峰强度并且I(200)是镍的(200)面的峰强度,所述强度利用X-射线衍射分析而测定。
实施方案(11)是根据任一以上实施方案(1)至(10)的喷液头,特征在于流动通道形成元件包含硫并且硫的含量不大于0.1%质量。
实施方案(12)是根据任一以上实施方案(1)至(11)的喷液头,特征在于流动通道形成元件是构造成形成喷嘴的喷嘴板。
实施方案(13)是根据任一以上实施方案(1)至(12)的喷液头,特征在于流动通道形成元件是构造成形成液体腔的流动通道板。
实施方案(14)是根据任一以上实施方案(1)至(13)的喷液头,特征在于流动通道形成元件是具有构造成形成液体腔壁表面的元件的振动板。
实施方案(15)是根据任一以上实施方案(1)至(14)的喷液头,特征在于包含至少两个选自以下的元件:构造成形成喷嘴的喷嘴板,构造成形成液体腔的流动通道板,和具有构造成形成液体腔壁表面的元件的振动板,其中所述两个元件形成为整体。
实施方案(16)是根据任一以上实施方案(1)至(15)的喷液头,特征在于流动通道形成元件通过电铸法而形成。
实施方案(17)是根据任一以上实施方案(1)至(16)的喷液头,特征在于流动通道形成元件的Vickers硬度是250(Hv)至500(Hv)。
实施方案(18)是根据任一以上实施方案(1)至(17)的喷液头,特征在于它是侧边喷墨型头,其中喷射液滴的方向不同于用于记录液体的流动通道的方向。
实施方案(19)是成像装置,包括构造成喷射记录液体的液滴的记录头,特征在于记录头是根据任一以上实施方案(1)至(18)的喷液头。
实施方案(20)是根据以上实施方案(19)的成像装置,特征在于记录液体是包含染料作为着色材料的油墨。
实施方案(21)是根据以上实施方案(19)的成像装置,特征在于记录液体是包含颜料作为着色材料的油墨。
实施方案(22)是根据以上实施方案(19)的成像装置,特征在于记录液体是包含聚合物细颗粒的油墨,其中包含作为着色材料的颜料颗粒。
实施方案(23)是根据以上实施方案(19)的成像装置,特征在于记录液体是包含苯并三唑的油墨。
实施方案(24)是构造成从喷液头喷射液滴的设备,特征在于包含根据任一以上实施方案(1)至(18)的喷液头。
实施方案(25)是记录方法,特征在于从根据任一以上实施方案(1)至(18)的喷液头喷射记录液体的液滴,从而在记录介质上进行记录。
实施方案(26)是根据以上实施方案(25)的记录方法,特征在于记录介质是用于记录的介质,具有支持体和在支持体的至少一面上的涂层。
实施方案(27)是根据以上实施方案(25)或(26)的记录方法,特征在于接触时间100ms时转移至记录介质的记录液体的量是2-40ml/m2并且接触时间400ms时转移至记录介质的记录液体的量是3-50ml/m2,所述量在23摄氏度和50%RH下通过动态扫描液体吸收计测定。
实施方案(28)是根据以上实施方案(25)或(26)的记录方法,特征在于接触时间100ms时转移至记录介质的纯水的量是2-45ml/m2并且接触时间400ms时转移至记录介质的纯水的量是3-50ml/m2,所述量在23摄氏度和50%RH下通过动态扫描液体吸收计测定。
实施方案(29)是根据以上实施方案(25)的记录方法,特征在于记录介质至少包含基材和涂层并且涂层中的固体附着物的量是0.5-20.0g/m2。
实施方案(30)是根据以上实施方案(25)的记录方法,特征在于记录介质的重量是50-250g/m2。
实施方案(31)是根据以上实施方案(25)的记录方法,特征在于对记录介质进行超级压光。
实施方案(32)是根据任一以上实施方案(25)至(31)的记录方法,特征在于记录介质包含颜料并且颜料是高岭土。
实施方案(33)是根据任一以上实施方案(25)至(31)的记录方法,特征在于记录介质包含颜料并且颜料是重质碳酸钙。
实施方案(34)是根据任一以上实施方案(25)至(33)的记录方法,特征在于记录介质包含水性树脂。
实施方案(35)是根据以上实施方案(34)的记录方法,特征在于水性树脂是水溶性树脂或水分散性树脂。
实施方案(36)是根据任一以上实施方案(25)至(35)的记录方法,特征在于记录液体至少包含水,着色剂,和润湿剂。
实施方案(37)是根据任一以上实施方案(25)至(36)的记录方法,特征在于记录液体在25摄氏度下的表面张力是15-40mN/m。
实施方案(38)是根据任一以上实施方案(25)至(37)的记录方法,特征在于记录液体包含分散性着色剂作为着色剂并且该分散性着色剂的平均颗粒直径是0.01-0.16μm。
实施方案(39)是根据任一以上实施方案(25)至(38)的记录方法,特征在于记录液体在25摄氏度下的粘度是1-30mPa·sec。
实施方案(40)是根据任一以上实施方案(25)至(39)的记录方法,特征在于记录液体包含表面活性剂并且表面活性剂是含氟表面活性剂。
根据至少一种上述典型实施方案的喷液头,没有或较少影响热处理工艺中的脆性和热收缩且连接精度或尺寸精度得到提高,这样可得到较高质量的喷液头,因为构造成形成用于记录液体的流动通道的流动通道形成元件由包含镍的金属材料制成并且镍的(200)面的峰强度高于镍的(111)面的峰强度,所述强度利用X-射线衍射分析而测定。
根据至少一种上述典型实施方案的喷液头,没有或较少影响热处理工艺中的脆性和热收缩且连接精度或尺寸精度得到提高,这样可得到较高质量的喷液头,因为构造成形成用于记录液体的流动通道的流动通道形成元件由包含镍和铊的金属材料制成,因此,可容易地得到这样一种构型,镍的(200)面的峰强度高于镍的(111)面的峰强度,所述强度通过X-射线衍射分析而测定。
根据至少一种上述典型实施方案的成像装置,可形成较高质量的图像,因为提供了至少一种上述典型的实施方案的喷液头。
根据至少一种上述典型实施方案构造成喷射液滴的设备,可得到一种包含较高质量喷液头的、构造成喷射液滴的设备,因为提供了至少一种上述典型的实施方案的喷液头。
根据至少一种上述典型实施方案的记录方法,可记录较高质量的图像,因为记录通过从至少一种上述典型的实施方案的喷液头喷射液滴而进行。
本发明不限于具体公开的实施方案且可在不背离本发明范围的情况下对这些实施方案进行变化和/或改进。
本申请要求基于日本专利申请No.2005-327468(2005年11月11日递交),和日本专利申请No.2006-025111(2006年2月1日递交)的外国优先权,其整个内容在此作为参考并入本发明。
工业实用性
本发明可应用于喷液头,尤其,其表面进行憎水处理的喷液头,成像装置,尤其,具有该喷液头的成像装置,用于喷射液滴的设备,和记录方法。
Claims (36)
1.一种喷液头,包括构造成喷射记录液体的液滴的喷嘴,连通至喷嘴上的液体腔,和构造成产生能量用于加压液体腔中的记录液体的能量产生设备,其中构造成形成用于记录液体的流动通道的流动通道形成元件由包含镍和铊的金属材料制成且进行热处理,
其中定义为热处理后镍的(200)面的峰强度与热处理后镍的(111)面的峰强度的比率的取向晶面的强度比率满足关系I(200)/I(111)>1.0,其中I(111)是热处理后镍的(111)面的峰强度并且I(200)是热处理后镍的(200)面的峰强度,所述强度利用X-射线衍射分析而测定。
2.根据权利要求1的喷液头,其中铊的含量不大于1%质量。
3.根据权利要求1的喷液头,其中制造流动通道形成元件的金属材料包含钴。
4.根据权利要求3的喷液头,其中钴的含量不大于1%质量。
5.根据权利要求1的喷液头,其中制造流动通道形成元件的金属材料包含锰。
6.根据权利要求5的喷液头,其中锰的含量不大于1%质量。
7.根据权利要求1的喷液头,其中制造流动通道形成元件的金属材料包含硫并且硫的含量不大于0.1%质量。
8.根据权利要求1至7中任一项的喷液头,其中流动通道形成元件是构造成形成喷嘴的喷嘴板。
9.根据权利要求1至7中任一项的喷液头,其中流动通道形成元件是构造成形成液体腔的流动通道板。
10.根据权利要求1至7中任一项的喷液头,其中流动通道形成元件是具有构造成形成液体腔壁表面的元件的振动板。
11.根据权利要求1至7中任一项的喷液头,包含至少两个选自以下的元件:构造成形成喷嘴的喷嘴板,构造成形成液体腔的流动通道板,和具有构造成形成液体腔壁表面的元件的振动板,其中所述至少两个元件形成为整体。
12.根据权利要求1至7中任一项的喷液头,其中流动通道形成元件通过电铸法而形成。
13.根据权利要求1至7中任一项的喷液头,其中流动通道形成元件的Vickers硬度是250(Hv)至500(Hv)。
14.根据权利要求1至7中任一项的喷液头,它是侧边喷墨型头,其中喷射液滴的方向不同于用于记录液体的流动通道的方向。
15.构造成从喷液头喷射液滴的设备,它包含根据权利要求1至14中任一项的喷液头。
16.权利要求15的设备,其中所述设备为成像装置,并且所述喷液头为构造成喷射记录液体的液滴的记录头。
17.根据权利要求16的设备,其中记录液体是包含染料作为着色材料的油墨。
18.根据权利要求16的设备,其中记录液体是包含颜料作为着色材料的油墨。
19.根据权利要求16的设备,其中记录液体是包含聚合物细颗粒的油墨,该油墨中包含作为着色材料的颜料颗粒。
20.根据权利要求16的设备,其中记录液体是包含苯并三唑的油墨。
21.一种记录方法,其中从根据权利要求1至14中任一项的喷液头喷射记录液体的液滴,从而在记录介质上进行记录。
22.根据权利要求21的记录方法,其中记录介质是用于记录的介质,它具有支持体和在支持体的至少一面上的涂层。
23.根据权利要求21或22的记录方法,其中接触时间100ms时转移至记录介质的记录液体的量是2-40ml/m2并且接触时间400ms时转移至记录介质的记录液体的量是3-50ml/m2,所述量在23摄氏度和50%RH下通过动态扫描液体吸收计测定。
24.根据权利要求21或22的记录方法,其中接触时间100ms时转移至记录介质的纯水的量是2-45ml/m2并且接触时间400ms时转移至记录介质的纯水的量是3-50ml/m2,所述量在23摄氏度和50%RH下通过动态扫描液体吸收计测定。
25.根据权利要求21的记录方法,其中记录介质至少包含基材和涂层并且涂层中的固体附着物的量是0.5-20.0g/m2。
26.根据权利要求21的记录方法,其中记录介质的重量是50-250g/m2。
27.根据权利要求21的记录方法,其中对记录介质进行超级压光。
28.根据权利要求21或22的记录方法,其中记录介质包含颜料并且颜料是高岭土。
29.根据权利要求21或22的记录方法,其中记录介质包含颜料并且颜料是重质碳酸钙。
30.根据权利要求21或22的记录方法,其中记录介质包含水性树脂。
31.根据权利要求30的记录方法,其中水性树脂是水溶性树脂或水分散性树脂。
32.根据权利要求21或22的记录方法,其中记录液体至少包含水,着色剂,和润湿剂。
33.根据权利要求21或22的记录方法,其中记录液体在25摄氏度下的表面张力是15-40mN/m。
34.根据权利要求21或22的记录方法,其中记录液体包含分散性着色剂作为着色剂并且分散性着色剂的平均颗粒直径是0.01-0.16μm。
35.根据权利要求21或22的记录方法,其中记录液体在25摄氏度下的粘度是1-30mPa·sec。
36.根据权利要求21或22的记录方法,其中记录液体包含表面活性剂并且表面活性剂是含氟表面活性剂。
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