CN101541550A - 喷墨记录方法、喷墨记录装置和记录物 - Google Patents

喷墨记录方法、喷墨记录装置和记录物 Download PDF

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Abstract

喷墨记录方法，其包括使用黑色油墨和彩色油墨将三原色合成黑的黑色图像记录到记录介质上，其中所述黑色油墨包括水、水溶性有机溶剂、表面活性剂和体积平均粒径为40nm至100nm的炭黑，并且所述彩色油墨包括青色油墨、洋红色油墨和黄色油墨，其中在所述黑色油墨中固体含量A与水溶性有机溶剂含量B的质量比(A/B)是在1/8至1/15的范围内，并且其中所述记录介质包括带有涂布层的载体，并且在温度23℃和相对湿度50％下，在100ms和400ms的接触期间转移到所述记录介质上的净化水的量分别为2ml/m2至35ml/m2和3ml/m2至40m1/m2。

Description

喷墨记录方法、喷墨记录装置和记录物
技术领域
[1]本发明涉及喷墨记录方法，所述喷墨记录方法使用喷墨记录装置能够获得高图像质量记录物(recorded matter)，主要对于用于商业印刷应用的廉价可得记录介质诸如光泽涂布纸来说，该记录物的图像密度、光泽度和可靠性极佳，并且其质量接近于通过商业印刷诸如轮转平版印刷生产的记录物。
背景技术
[2]喷墨记录作为优良的记录方法而闻名，其受记录材料类型的影响不大。基于喷墨记录的记录装置、记录方法、记录材料等已经被积极地研究和开发。目前，对于喷墨记录油墨来说，主要使用含有作为着色剂的染料的染料油墨。
[3]同时，对于喷墨记录介质来说，主要使用如下的记录介质：其每个都包括在支撑基底上具有吸收油墨的空隙的油墨吸收层，并且根据需要进一步包括多孔光泽层。这种类型的纸的设计重点在于在与目前流行的染料油墨相匹配，并且已经广泛被用作喷绘用纸，尤其是光泽纸。当使用这样的纸时，可获得光泽度优良的非常高清晰度的图像；然而，因为材料为此非常昂贵并且生产过程也复杂，所以其生产成本相比用于商业印刷应用的光泽涂布纸的生产成本来说非常高。由于该原因，这种纸的应用倾向于局限于需要高质量输出的情况，高质量输出以照相输出为例，并且实际上，在要求以低价格大量生产的商业印刷领域中，例如传单、目录和小册子，很难使用这种纸。
[4]另外，关于所生产图像的长期储存稳定性的设计概念，因为染料本身不具有高的耐紫外光性或耐臭氧性，所以主要采用这种方法：让染料尽可能深地浸透到喷墨记录介质的吸墨层，以便使空气和紫外光的影响最小化，并且此外染料用抗氧化剂或稳定剂进行保护，所述抗氧化剂或稳定剂先前已经添加到油墨接受层中。由于该原因，使用大量着色剂浓度降低的油墨是必要的，并且因此印刷成本增加。另外，当图像或类似物被印刷到白纸上时，由于例如油墨犯水的原因，存在图像质量降低的问题。
[5]为了解决这种问题，最近几年用颜料作着色剂的颜料油墨已经被提出用于喷墨记录油墨。颜料油墨在图像密度、耐水性和耐气候性上优于染料油墨，并且使得在印刷到白纸上时获得具有较少油墨犯水的图像成为可能；然而，在印刷到具有涂布层的记录介质上时，存在这样的问题：不能获得足够的显色能力和光泽度，并且定影能力降低，因为对于颜料油墨而言在印刷后干燥需要花费较长的时间。
[6]另外在许多应用中常用的黑色字母/文字、黑线和黑色图像仅仅使用黑色颜料油墨印刷的情况中，颜料絮凝并粘附在记录介质表面附近；因此，记录介质的表面状态大大影响了图像密度，并且引起这样的麻烦，即图像密度下降且图像质量变差，特别是在印刷到具有涂布层的记录介质上时。当颜料浓度被降低，而不是增加水溶性有机溶剂中的不挥发物含量或低挥发物含量(润湿剂的量，不包括渗透剂)时，这种趋势是显著的，其中水溶性有机溶剂为黑色颜料油墨的成分，作为提高喷射可靠性和降低黑色颜料油墨成本的一种尝试，这是最常用。
[7]为了解决这类问题，专利文献1至专利文献3提出喷墨记录方法，这些方法中的每种方法都是这样的方法：其中制备含有黑色颜料的黑色油墨以及含有青色、洋红色和黄色染料的彩色油墨，并且将图像记录到记录介质上。然而，相关领域中这些提议的特征不是使用针对全色彩的颜料油墨；另外，染料本身不具有高的耐紫外光性或耐臭氧性，所以由于与上述同样的原因，彩色油墨使用染料的应用方法使得必然要使用大量着色剂浓度降低的油墨，并且因此存在印刷成本增加这样的缺点。
[8]专利文献4公开了获得具有高密度和优良耐光性的印刷文本是可能的，这是通过使用自分散性黑色颜料油墨和树脂涂布的彩色颜料油墨的组合印刷三原色合成黑的图像实现的。然而，在实施例中描述的黑色油墨的颜料浓度按质量计不低于4％，并且没有叙述使用如在本发明记录油墨中的颜料浓度按质量计为3％或以下的黑色油墨。
[9]专利文献5提出，为了获得足够的图像密度，将涂布有聚合物的自分散性颜料或染料用作喷墨记录方法，其不受介质类型诸如普通纸(白纸)和光泽介质的影响。根据该提议，当所用的介质是光泽介质时，主要通过具有除黑色外的颜色并且含有涂布有聚合物的着色剂的油墨可以获得三原色合成黑的黑色图像；然而，喷墨记录方法不同于这样的方法：其通过使用包括黑色油墨的油墨印刷三原色合成黑的图像而获得图像密度和光泽度优良的记录物，这是本发明的目的所在。
[10]专利文献6公开了喷绘用纸诸如光泽纸或印相纸上的光泽度和图像清晰度可以通过应用含有水不溶性乙烯基聚合物颗粒的水分散体的记录溶液来改进。在通过使用该记录溶液获得三原色合成黑的黑色图像的方法中，黑色图像是利用提供有洋红色油墨、黄色油墨和青色油墨的油墨组合进行印刷的；因此，和本发明不同，图像密度和光泽度优良的记录物不是通过使用包含黑色油墨的油墨印刷三原色合成黑的图像而获得的。此外，专利文献6中的记录介质是喷绘用纸诸如光泽纸或印相纸，其不同于本发明中用于商业印刷应用中的廉价可得的光泽涂布纸。
[11]专利文献7提出用于印刷高质量图像的喷墨记录装置，其中印刷头设有用于喷射两种不同黑色油墨的两个黑色油墨喷嘴，黑色区域——其为记录对象——的边缘区域采用作为第二黑色油墨的黑色颜料油墨进行记录，并且夹在边缘区域之间的内部区域交替地采用第二黑色油墨和作为第一黑色油墨的黑色染料油墨进行记录，第一黑色油墨的渗透速度高于第二黑色油墨。然而，该提议中的喷墨记录方法不同于如本发明记录油墨中获得采用黑色油墨和彩色油墨组合而形成的三原色合成黑的黑色图像的方法；另外，可能存在的顾虑是，由于使用染料油墨，在该建议中生产的图像在图像储存稳定性上将比仅使用颜料油墨形成的图像差。
[12]如刚才所述，实际上，仍难于获得高图像质量的记录物，其在记录介质上的图像密度、光泽度和可靠性极佳，并且其在质量上接近于通过商业印刷诸如轮转平版印刷生产的记录物。
[专利文献1]日本专利申请公开号(JP-A)2000198227
[专利文献2]JP-A号2006-168372
[专利文献3]JP-A号2006-182026
[专利文献4]国际公布号WO2002/026898
[专利文献5]JP-A号2002-327138
[专利文献6]JP-A号2006-316246
[专利文献7]JP-A号2002-113850
发明内容
[13]本发明的目标在于：提供喷墨记录方法，所述喷墨记录方法利用喷墨记录装置能够获得高图像质量记录物，该记录物主要对于用于商业印刷应用的廉价可得的记录介质诸如光泽涂布纸来说，在图像密度、光泽度、图像质量和可靠性方面极佳，并且其在质量上接近于通过商业印刷诸如轮转平版印刷生产的记录物；以及提供喷墨记录装置。
[14]作为为解决上述问题而进行认真研究的结果，本发明已经发现：通过利用记录油墨主要印刷到用于商业印刷应用的廉价可得的记录介质诸如光泽涂布纸，获得图像密度高并且光泽度、图像质量和可靠性极佳的记录物是可能的，其中所述记录油墨包含体积平均粒径在特定范围的炭黑；固体含量和水溶性有机溶剂浓度在特定范围的水分散体；以及青色、洋红色和黄色的彩色颜料油墨。另外，他们已经发现：通过向记录油墨中加入树脂细粒以便使颜料保持在记录介质表面附近，获得图像密度和图像质量更加高且颜料定影特性极佳的印刷物质是可能的。
[15]本发明基于本发明人的上述发现，并且解决上述问题的手段如下。
<1>喷墨记录方法，其包括利用黑色油墨和彩色油墨的组合将三原色合成黑的黑色图像记录到记录介质上，其中所述黑色油墨包括包括水、水溶性有机溶剂、表面活性剂和体积平均粒径为40nm至100nm的炭黑，并且所述彩色油墨包括含青色颜料的青色油墨、含洋红色颜料的洋红色油墨和含黄色颜料的黄色油墨，其中所述黑色油墨中固体含量A与所述黑色油墨中水溶性有机溶剂含量B的质量比(A/B)在1/8至1/15的范围内，并且其中所述记录介质包括载体，以及施加到所述载体的至少一个表面上的涂布层，在温度23℃和相对湿度50％下，在100ms的接触期间，通过动态扫描吸收计所测量的转移到所述记录介质的净化水的量为2ml/m2至35ml/m2，并且在温度23℃和相对湿度50％下，在400ms的接触期间，通过动态扫描吸收计所测量的转移到所述记录介质的净化水的量为3ml/m2至40ml/m2。
<2>根据<1>所述的喷墨记录方法，其中所述黑色油墨和所述彩色油墨包含体积平均粒径为10nm至300nm的树脂细粒。
<3>根据<2>所述的喷墨记录方法，其中所述黑色油墨中炭黑含量C与所述黑色油墨中树脂细粒含量D的质量比(C/D)在1/0.05至1/2的范围内。
<4>根据<2>和<3>中任一项所述的喷墨记录方法，其中所述树脂细粒选自丙烯酸树脂细粒、甲基丙烯酸树脂细粒、苯乙烯树脂细粒、聚氨酯树脂细粒、丙烯酰胺树脂细粒、聚酯树脂细粒、丁二烯树脂细粒和通过混合这些细粒所产生的树脂细粒。
<5>根据<1>至<4>中任一项所述的喷墨记录方法，其中所述炭黑用水不溶性乙烯基聚合物涂布。
<6>根据<1>至<4>中任一项所述的喷墨记录方法，其中所述炭黑在其表面上具有亲水性基团，并且所述亲水性基团是选自-COOM、-COOH、-SO3M、-SO3H、-PO3HM、-PO3M2、-PO3H2、-SO2NH2和-SO2NHCOR的官能团，其中M表示碱金属、铵或有机铵，并且R表示具有1至12个碳原子的烷基、可具有取代基的苯基或可具有取代基的萘基。
<7>根据<1>至<4>中任一项所述的喷墨记录方法，其中所述炭黑借助于表面活性剂进行分散。
<8>根据<1>至<4>中任一项所述的喷墨记录方法，其中所述炭黑在其表面上具有接枝聚合物基团。
<9>根据<1>至<4>中任一项所述的喷墨记录方法，其中所述炭黑包括在其表面上具有阴离子基团或阳离子基团的聚合物分散剂，和其表面被直接或间接涂布具有阴离子基团或阳离子基团的化合物的炭黑之一。
<10>根据<1>至<9>中任一项所述的喷墨记录方法，其中所述水溶性有机溶剂为选自下列物质的至少一种：甘油、乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、一缩二丙二醇、三丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、2，3-丁二醇、1，4-丁二醇、2-甲基-1，3-丁二醇、3-甲基-1，3-丁二醇、1，5-戊二醇、四甘醇、1，6-己二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、聚乙二醇、1，2，4-丁三醇、1，2，6-己三醇、硫二甘醇、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮和N-羟乙基-2-吡咯烷酮。
<11>根据<1>至<10>中任一项所述的喷墨记录方法，其中所述油墨在25℃下具有5mPa·s至20mPa·s的粘度。
<12>根据<1>至<11>中任一项所述的喷墨记录方法，其中所述记录介质的涂布层的固体含量为0.5g/m2至20.0g/m2，并且所述记录介质的定量为50g/m2至250g/m2。
<13>根据<1>至<12>中任一项所述的喷墨记录方法，其中油墨附着到所述记录介质的量为1.5g/m2至15g/m2。
<14>根据<1>至<13>中任一项所述的喷墨记录方法所记录的喷墨记录物，其包括实心记录部分，该实心记录部分的图像密度为2.0或更大并且在60°的光入射角下的光泽度为50或更大。
<15>用于获得根据<14>所述的喷墨记录物的喷墨记录装置，其包括喷墨单元，所述喷墨单元被配置为通过将刺激施加到所述油墨上而喷射所述油墨以便记录图像。
<16>根据<15>所述的喷墨记录装置，其中所述刺激是选自热、压力、振动和光中的至少一个。
<17>根据<15>和<16>中任一项所述的喷墨记录装置，其进一步包括换向单元，其被配置为使所述记录介质的记录表面翻转并且因此能够进行双面印刷。
<18>根据<15>至<17>中任一项所述的喷墨记录装置，其中喷射所述油墨的印刷头具有喷嘴板，其中油墨喷射表面已经进行过防水处理。
<19>根据<18>所述的喷墨记录装置，其中所述防水处理选自PTFE-Ni共析电镀(eutectoid plating)、氟树脂处理和有机硅树脂处理。
<20>根据<15>至<19>中任一项所述的喷墨记录装置，其进一步包括环形输送带和输送单元，所述输送单元被配置为通过使所述输送带表面充电以便保持所述记录介质而输送所述记录介质。
<21>根据<18>至<20>中任一项所述的喷墨记录装置，其进一步包括副箱(sub-tank)，其用于将油墨供给到印刷头上，其中所述副箱通过供给管从墨盒中补充油墨。
[16]本发明使得下述成为可能：提供喷墨记录方法，该方法利用由特定黑色油墨以及包含青色油墨、洋红色油墨和黄色油墨的彩色油墨——其中所有着色剂由颜料制成——组成的油墨，通过喷墨记录能够获得高图像质量的记录物，所述记录物主要对于用于商业印刷应用的廉价可得的记录介质诸如光泽涂布纸来说，在图像密度、光泽度、图像质量和可靠性方面极佳，并且所述记录物在质量上接近于通过商业印刷诸如轮转平版印刷生产的记录物；以及提供喷墨记录装置。
附图说明
[17]图1是显示本发明墨盒的一个实例的示意图。
[18]图2是示例性显示包括箱体(外部箱体)的图1墨盒的示意图。
[19]图3是示例性显示当设于墨盒装载部分处的盖子打开时本发明喷墨记录装置的说明性透视图。
[20]图4是用于解释本发明喷墨记录装置的总体结构的示意性结构图。
[21]图5是显示本发明喷墨记录装置中喷墨头的一个实例的示意性放大图。
[22]图6是显示本发明喷墨记录装置中喷墨头的一个实例的元件的放大图。
[23]图7是示例性显示图6喷墨头的主要部分的示意性放大截面图。
最佳实施方式
(喷墨记录方法)
[24]本发明提供喷墨记录方法，其通过从喷墨记录装置中喷射记录油墨滴并且将这些油墨滴附着到记录介质上而获得记录物，其中所使用的至少有黑色油墨，其包括包括水、水溶性有机溶剂和体积平均粒径在一定范围内的炭黑，以及彩色油墨，其包括青色油墨、洋红色油墨和黄色油墨，并且其中在温度23℃和相对湿度50％下在100ms的接触期间通过动态扫描吸收计所测量的转移到所述记录介质的净化水的量为2ml/m2至35ml/m2，并且在温度23℃和相对湿度50％下在400ms的接触期间通过动态扫描吸收计所测量的转移到所述记录介质的净化水的量为3ml/m2至40ml/m2。
[记录介质]
[25]记录介质包括载体，以及施加到所述载体的至少一个表面上的涂布层，并且根据需要进一步包括其它层。
[26]关于记录介质，在100ms的接触期间，通过动态扫描吸收计所测量的转移到所述记录介质的本发明油墨的量优选地为2ml/m2至40ml/m2，更优选地3ml/m2至30ml/m2。此外，在100ms的接触期间，通过动态扫描吸收计所测量的转移到所述记录介质的净化水的量优选地为2ml/m2至35ml/m2，更优选地3ml/m2至30ml/m2。
[27]当100ms的接触期间下转移的油墨和净化水的量太小时，可容易产生珠形成(beading)(密度不均匀)。当其太大时，记录后墨点直径可变得比期望的小很多。
[28]在400ms的接触期间，通过动态扫描吸收计所测量的转移到所述记录介质的本发明油墨的量优选地为3ml/m2至50ml/m2，更优选地4ml/m2至40ml/m2。此外，在400ms的接触期间，通过动态扫描吸收计所测量的转移到所述记录介质的净化水的量优选地为3ml/m2至40ml/m2，更优选地4ml/m2至35ml/m2。
[29]当400ms的接触期间下转移的油墨和净化水的量太小时，不能获得足够的干燥特性，并且因此可容易出现刺状痕迹(spur marks)。当其太大时，干燥后图像部分的光泽度可容易降低。
[30]这里，动态扫描吸收计(DSA，Japan TAPPI Journal，vol.48，May 1994，pp.88-92，Shigenori Kuga)是一种能够在极短期间内精确测量所吸收的液体量的仪器。动态扫描吸收计通过如下方法自动进行测量：其中，基于毛细管中凹液面的移动直接读取液体吸收速率，将样品制成圆盘形，螺旋状移动液体吸收头以在样品上进行扫描，按照预先设定的模式自动改变扫描速率，并且根据每个样品所需的点数重复测量。向纸样品供应液体的头通过Teflon(商标)管连接至毛细管，并且用光学传感器自动读取毛细管中凹液面的位置。具体而言，使用动态扫描吸收计(Kyowaseiko Corporation制造的K350系列D型)，测量所转移的纯化水的量。在100ms接触期间的转移量和在400ms接触期间的转移量可基于与上述接触期间接近的接触期间下转移量的测量值通过插值法进行计算。该测量是在温度23℃和相对湿度50％下进行的。
-载体-
[31]载体不受特别限制，可以根据预期用途适当选择。其实例包括主要用木纤维制成的纸和主要用木纤维和合成纤维制成的片状材料如非织造织物。
[32]纸不受特别限制并可根据预期用途适当地选自已知材料。例如，木浆和再生浆用于此。木浆的例子包括阔叶漂白的牛皮浆(leafbleached kraft pulp，LBKP)、针叶漂白的牛皮浆(needle bleached kraftpulp(NBKP))、NBSP、LBSP、GP和TMP。
[33]再生浆的原材料的实例包括在由纸张再循环促进中心(PaperRecycling Promotion Center)发布的“废纸标准质量规格表(Used PaperStandard Quality Specification List)”中所示的物品，诸如高质量白纸、带有线条和标记的白纸、乳色纸、卡片、中等质量白纸、低等质量白纸、模造纸、白色纸、绘图纸、白色铜版纸、中等质量彩色纸、低等质量彩色纸、报纸和杂志。其具体实例包括废纸板和下列纸的废纸：涉及信息的打印机用纸，诸如未涂布的计算机用纸、热敏纸和压敏纸；OA(办公自动化，office automation)相关用纸，诸如PPC(plain papercopier(普通纸复印机))用纸；涂布纸，诸如铜版纸、涂布纸、细涂布纸和无光泽纸；和未涂布纸，诸如高质量纸、高彩色质量纸、便条用纸、信纸、包装纸、彩色纸、中等质量纸、报纸、含磨木浆纸、高级包装纸(super wrapping paper)、模造纸、纯白卷纸和盛奶用纸盒。其更具体的实例包括化学浆纸和高产率含纸浆的纸(high-yieldpulp-containing paper)。这些中每种可单独使用或与两种或多种组合使用。
[34]再生浆一般通过以下四步的组合来生产。
(1)脱纤维：废纸利用碎浆机借助机械力和化学品处理并且因而纤维化，并且印刷油墨从纤维中分离。
(2)去除灰尘：废纸中所含的外源物质(塑料等)和灰尘通过筛子、清洁器等除去。
(3)去除油墨：利用表面活性剂已经从纤维中分离的印刷油墨通过浮选法或清洗法从该系统中去除。
(4)漂白：纤维的白度利用氧化或还原来提高。
[35]当再生浆与其它纸浆混合时，期望的是，全部纸浆中再生浆的混合比例为40％或更少，以防止记录后卷边。
[36]对于载体中使用的内部添加的填料来说，例如使用常规已知的颜料作为白色颜料。白色颜料的实例包括：白色无机颜料，诸如轻质碳酸钙、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、碳酸镁和氢氧化镁；以及有机颜料，诸如基于苯乙烯的塑料颜料、丙烯酸塑料颜料、聚乙烯、微胶囊、尿素树脂和三聚氰胺树脂。这些中的每一种可单独使用或与两种或多种组合使用。
[37]制造载体时所用的内部添加的施胶剂(sizing agent)的实例包括：中性造纸中所用的中性松香施胶剂；烯基琥珀酸酐(alkenylsuccinic anhydrides(ASA))；烷基乙烯酮二聚物(alkyl ketene dimmers(AKD))和石油树脂施胶剂。这些之中，中性松香施胶剂和烯基琥珀酸酐是特别优选的。尽管由于其强的施胶效果需要添加少量的任意烷基乙烯酮二聚物，但是在喷墨记录时就输送而言这可能是不利的，因为记录纸(介质)表面的摩擦系数降低并且该表面容易变滑。
-涂布层-
[38]涂布层包含颜料和粘结剂，并且其进一步包含表面活性剂以及根据需要包含其它成分。
[39]对于颜料来说，可以使用无机颜料，或者无机颜料和有机颜料的组合。
[40]无机颜料的实例包括：高岭土、滑石、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、亚硫酸钙、无定形硅石、钛白、碳酸镁、二氧化钛、氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化锌和绿泥石。这些之中，高岭土是特别优选的，因为它在光泽显现特性方面优良并且使得产生接近于胶版印刷用纸纹理的纹理成为可能。
[41]高岭土的实例包括：层状高岭土、煅烧高岭土和通过表面改性生产的工程高岭土等。考虑到光泽显现特性，期望的是按质量计全部高岭土的50％或以上被具有以下颗粒尺寸分布的高岭土所占据：按质量计80％或以上的颗粒的直径为2μm或以下。
[42]相对于100质量份粘结剂，加入高岭土的量优选地为50质量份或以上。当该量小于50质量份时，就光泽度而言，可能不能获得足够的效果。尽管该量的最大值没有特别限制，但是考虑到高岭土的流动性，尤其高剪切力存在时的增稠性能，就涂布适宜性而言期望该量为90质量份或以下。
[43]有机颜料的实例包括含有苯乙烯-丙烯酸共聚物颗粒、苯乙烯-丁二烯共聚物颗粒、聚苯乙烯颗粒和聚乙烯颗粒等的水溶性分散体。这些有机颜料中的每一种可以与两种或更多种组合使用。
[44]相对于100质量份涂布层中的全部颜料，有机颜料的加入量优选地为2质量份至20质量份。有机颜料光泽显现特性优良并且比重比无机颜料小，因而使得能够获得大容量、高光泽度且表面涂布特性极佳的涂布层。当该量小于2质量份时，不能获得这些效果。当其大于20质量份时，涂布溶液的流动性降低，这导致涂布操作性下降并且这在经济上也是不利的。
[45]有机颜料的形式的实例包括密集型(dense type)、空心型(hollow type)和环状物型(doughnut type)。然而，当考虑到光泽显现特性、表面涂布特性以及涂布溶液流动性之间的平衡时，期望的是平均粒径(D50)为0.2μm至3.0μm，并且进一步期望的是使用具有40％或以上空隙比的空心型。
[46]对于粘结剂，优选使用水性树脂。
[47]对于水性树脂来说，至少水溶性树脂或水分散性树脂可以适当使用。水溶性树脂没有特别地限制并且可根据预期用途适当选择。其实例包括聚乙烯醇及聚乙烯醇的改性产物，诸如阴离子改性的聚乙烯醇、阳离子改性的聚乙烯醇和缩醛改性的聚乙烯醇；聚氨酯；聚乙烯吡咯烷酮及聚乙烯吡咯烷酮的改性产物，诸如聚乙烯吡咯烷酮和醋酸乙烯酯的共聚物、乙烯吡咯烷酮和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物、季铵化乙烯吡咯烷酮和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物以及乙烯吡咯烷酮和甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵的共聚物；纤维素，诸如羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素；纤维素的改性产物，诸如阳离子化的羟乙基纤维素；合成树脂，诸如聚酯、聚丙烯酸(酯)、三聚氰胺树脂、其改性产物以及聚酯和聚氨酯的共聚物；以及聚(甲基)丙烯酸、聚(甲基)丙烯酰胺、氧化淀粉、磷酸酯化的淀粉、自改性淀粉、阳离子化淀粉、各种类型的改性淀粉、聚环氧乙烷、聚丙烯酸钠以及藻酸钠。这些中每一种可以单独使用或与两种或多种组合使用。
[48]在这些当中，聚乙烯醇、阳离子改性的聚乙烯醇、缩醛改性的聚乙烯醇、聚酯、聚氨酯、聚酯和聚氨酯的共聚物等就油墨吸收来说是特别优选的。
[49]水分散性树脂没有特别地限制并且可根据预期用途适当选择。其实例包括聚醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、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、醋酸乙烯酯-(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-丙烯酸共聚物。另外，水分散性树脂可包含交联剂诸如羟甲基化三聚氰胺、羟甲基化脲、羟甲基化羟基丙烯脲或异氰酸酯或者可以是具有自交联能力的共聚物，其包含N-羟甲基丙烯酰胺或其它单元。多种这些水性树脂可以同时使用。
[50]相对于100质量份颜料，所加入的水性树脂的量优选地为2质量份至100质量份，更优选地3质量份至50质量份。确定所加入的水性树脂的量，以使记录介质的液体吸收特性在期望范围内。
[51]当水分散性着色剂被用作着色剂时，阳离子有机化合物不一定是必需的，并且阳离子有机化合物没有特别限制并且可根据预期用途适当选择。其实例包括伯胺至叔胺的单体、低聚物和聚合物，其通过与水溶性油墨中存在的直接染料或酸性染料中的官能团诸如磺酸基、羧基和氨基反应形成不溶性盐；和季铵盐的单体、低聚物和聚合物。在这些当中，低聚物和聚合物是优选的。
[52]阳离子有机化合物的实例包括二甲胺-表氯醇缩聚物、二甲胺-氨-表氯醇缩合物、聚(甲基丙烯酸三甲氨基乙酯-硫酸二甲酯)、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、二氰基二酰胺、二氰基二酰胺-氯化铵-脲-甲醛缩合物、聚亚烷基聚胺-二氰基二酰胺铵盐缩合物、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、聚氮丙啶、氮丙啶衍生物诸如丙烯酰胺聚合物、以及聚氮丙啶烯化氧的改性产物。这些中的每一种可以单独使用或与两种或多种组合使用。
[53]在这些当中，低分子阳离子有机化合物中任何一种诸如二甲胺-表氯醇缩聚物和聚烯丙基胺盐酸盐与相对高分子阳离子有机化合物中任何一种诸如聚(二烯丙基二甲基氯化铵)被优选地组合在一起。该组合使得增加图像密度成为可能，所述图像密度比在单独使用的情况中更大，并且进一步减少了毛须。
[54]根据胶体滴定方法(采用聚乙烯硫酸钾和甲苯胺蓝)测量的阳离子有机化合物的阳离子当量优选地为3meq/g(毫当量/克)至8meq/g(毫当量/克)。当该阳离子当量在该范围内时，就干燥且附着的阳离子有机化合物的量的范围而言，可以获得有利的结果。
[55]这里，在根据胶体滴定方法的阳离子当量测量中，阳离子有机化合物用蒸馏水进行稀释以使固体含量保持在按质量计0.1％，并且没有进行pH调节。
[56]干燥且粘附的阳离子有机化合物的量优选地为0.3g/m2至2.0g/m2。当干燥且附着的阳离子有机化合物的量小于0.3g/m2时，不可能获得如图像密度充分增加和毛须减少这样的效果。
[57]表面活性剂没有特别限制并可根据预期用途进行适当选择，并且阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和非离子表面活性剂中的任一种可用于此。在这些当中，非离子表面活性剂是特别优选的。通过加入表面活性剂，图像的防水性改善，图像密度增加并且可减少油墨犯水。
[58]非离子表面活性剂的实例包括：高级醇环氧乙烷加合物、烷基酚环氧乙烷加合物、脂肪酸环氧乙烷加合物、多元醇脂肪酸酯环氧乙烷加合物、高级脂肪胺环氧乙烷加合物、脂肪酸酰胺环氧乙烷加合物、高脂肪酸甘油脂的环氧乙烷加合物、聚丙二醇环氧乙烷加合物、甘油的脂肪酸酯、季戊四醇的脂肪酸酯、山梨糖醇和山梨聚糖的脂肪酸酯、蔗糖的脂肪酸酯、多元醇的烷基醚、和烷醇胺的脂肪酸酰胺。这些中的每一种可以单独使用或与两种或多种组合使用。
[59]多元醇没有特别限制并可根据预期用途进行适当选择。其实例包括甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇和蔗糖。关于环氧乙烷加合物，这类环氧乙烷加合物——其中以烯化氧诸如环氧丙烷或环氧丁烷取代部分环氧乙烷至可保持其水溶性的程度——也是有效的。取代比率优选地为50％或更低。非离子表面活性剂的HLB(hydrophile-lipophile balance(亲水亲脂平衡))优选地为4至15，并且更优选地7至13。
[60]相对于100质量份阳离子有机化合物，所加入的表面活性剂的量优选地为10质量份或更小，更优选地0.1质量份至1.0质量份。
[61]此外，其它成分可根据需要加入到该涂布层中，其程度为本发明的目标和作用没有被消弱。其它成分的实例包括添加剂诸如氧化铝粉、pH调节剂、防腐剂和抗氧化剂。
[62]制成涂布层的方法没有特别限制并可根据预期用途进行适当选择。例如，可以使用这样的方法，其中载体用涂布层溶液浸渍或涂布。用涂布层溶液浸渍或涂布载体的方法没有特别限制并可根据预期用途进行适当选择。例如，浸渍或涂布可以采用涂布机进行，诸如常规施胶机、门辊式施胶机、膜转移施胶机、刮刀涂布机、棒式涂布机、气刀涂布机、幕帘式涂布机或类似物。在这些当中，就成本而言，该载体优选地采用安装在造纸机上的常规施胶机、门辊式施胶机、膜转移施胶机等用涂布层溶液进行浸渍或涂布，并且用机内涂布机整饰。
[63]所施加的涂布层溶液的量没有特别限制并且可根据预期用途进行适当选择。以固体含量计，其优选地为0.5g/m2至20g/m2，更优选地为1g/m2至15g/m2。当其小于0.5g/m2时，油墨不能被充分吸收，并且因此油墨溢出，引起油墨犯水。当其大于20g/m2时，纸张的纹理被损坏，并且因此引起麻烦，例如纸张变得难于折叠或者用书写工具难于书写。
[64]如果必要的话，涂布层溶液可以在浸渍或涂布后进行干燥，其中干燥温度没有特别限制并且可根据预期用途进行适当选择，其中大约100℃至250℃的范围是优选的。
[65]记录介质可进一步包括形成于载体背面上的背层和形成于载体与涂布层之间以及载体与背层之间的其它层。在涂布层上提供保护层也是可能的。这些层中每一层可以由单层或多层组成。
[66]除喷墨记录用介质外，还有平版印刷用的商业可得涂布纸、凹版印刷用的商业可得涂布纸或类似物可用于记录介质，条件是其液体吸收特性在本发明的上述范围内。然而，廉价可得的记录介质诸如用于商业印刷应用的光泽涂布纸是特别优选的。
[67]用在商业印刷应用上的廉价可得的光泽涂布纸的实例包括RICOH BUSINESS COAT GLOSS 100(由Ricoh Company，Ltd.生产)和AURORA COAT(由Nippon Paper Industries Co.，Ltd.生产)。
[68]记录介质的定量优选地为50g/m2至250g/m2。当该定量小于50g/m2时，记录介质不具有充分的弹性，并且因此易于出现传输故障，其中例如记录介质堵塞传输路径。当其大于250g/m2时，记录介质具有过大的硬度，并且因此易于出现传输故障，其中例如记录介质不能在位于传输路径上的弯曲部分处适当地转动并且因此堵塞该路径。
[记录油墨]
-黑色油墨-
[69]黑色油墨包括水、水溶性有机溶剂、表面活性剂和炭黑，并且根据需要进一步包括其它成分。
[70]用在本发明中的炭黑类型没有特别限制，并且炭黑是通过生产炭黑的已知方法进行生产，例如槽法、油炉法、炉法、乙炔炭黑法或热裂炭黑法。
[71]用于本发明的炭黑经历表面改性过程，并且至少一个亲水基被直接或通过其它原子基团结合到其表面上；因此，炭黑可在没有利用分散剂的情况下被稳定地分散。
[72]表面改性过程的实例包括：氧化炭黑的过程，这是通过将炭黑加入到含有铵盐或碱金属盐诸如次氯酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、过硫酸盐、过硼酸盐或过碳酸盐的氧化剂水溶液中进行；使炭黑经历低温氧化等离子处理的过程；以及利用臭氧氧化炭黑的过程。
[73]亲水基的实例包括-COOM、-COOH、-SO3M、-SO3H、-PO3HM、-PO3M2、-PO3H2、-SO2NH2和-SO2NHCOR(式中的M表示碱金属、铵或有机铵。R表示具有1至12个碳原子的烷基、可具有取代基的苯基、或可具有取代基的萘基)。在这些当中，-COOM和-SO3M的使用——其中每一个结合于表面上——是优选的。
[74]亲水基团中“M”的实例包括作为碱金属的锂、钠和钾。有机铵的实例包括一甲铵、三甲铵、一乙铵、三乙铵、一甲醇铵和三甲醇铵。另外，存在一种通过用3-氨基-N-乙基溴化吡啶处理炭黑将由下列结构式所示的N-乙基吡啶基与炭黑结合的方法，并且通过使炭黑与重氮盐一起反应将阳离子亲水基引入到炭黑中也是可能的。阳离子亲水基的优选实例包括季铵基，更优选地为下面所示的季铵基，并且期望的是这些基团中任何一个被结合于颜料表面以构成着色材料。
Figure A20088000052100201
Figure A20088000052100211
[75]关于在没有分散剂的情况下生产可分散在水中的阳离子炭黑——任意亲水基团与其结合——的方法，将由下列结构式所示的N-乙基吡啶基结合于炭黑的方法的实例包括用3-氨基-N-乙基溴化吡啶处理炭黑的方法。然而，不言而喻，本发明并不局限于此。
Figure A20088000052100212
[76]另外，用于本发明的炭黑可借助表面活性剂分散于水介质中。对于表面活性剂来说，主要使用阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂；然而，在本发明中，本发明的表面活性剂并不局限于这些，并且表面活性剂可以是单个表面活性剂或两种或多种表面活性剂的组合。
[77]阴离子表面活性剂的实例包括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酯的盐。
[78]非离子表面活性剂的实例包括聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪族酯、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基胺和聚氧乙烯烷基酰胺。
[79]当记录油墨包括聚合物分散剂，尤其是在其表面具有阴离子基团或阳离子基团的聚合物分散剂时，或者通过用具有阴离子基团或阳离子基团的化合物直接或间接地涂布炭黑的表面，用在本发明中的炭黑可被分散于含水介质中。
[80]对于具有阴离子基团的化合物来说，可以使用任何化合物，只要它是具有稳定地将颜料分散到水或含水介质中的功能(换句话说，具有阴离子基团)的水溶性树脂。具体地，质均分子量在1,000至30,000范围内的化合物是优选的，更优选地在3,000至15,000的范围内。其具体实例包括疏水性单体诸如苯乙烯、苯乙烯衍生物、乙烯基萘、乙烯基萘衍生物、和α，β-烯键式不饱和羧酸的脂族醇酯；嵌段共聚物、接枝共聚物和无规共聚物，其中每一个由选自下列的两种或多种单体组成：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、富马酸和富马酸衍生物；以及其盐。
[81]这些树脂是碱溶性树脂，其可溶于其中已经溶解了碱的水溶液中。此外，这些树脂可以是用亲水性单体或其盐制成的均聚物。此外，水溶性树脂诸如聚乙烯醇、羧甲基纤维素和萘磺酸酯甲醛缩合物可用于此。然而，当使用碱溶性树脂时，存在着分散溶液的粘度可被降低以及分散可被促进这样的优势。期望的是，相对于油墨的总量，水溶性树脂的量在按质量计0.1％至按质量计5％的范围内。
(记录溶液)
[82]作为阳离子颜料分散剂，可以适当地使用由选自下述阳离子单体的单体制成的聚合物。此外，该聚合物的分子量期望地为2,000或更大。
[83]基于下面所列举的单体，在本发明中使用的阳离子单体是季铵化化合物。为了使下面的单体季铵化，可取的是使用氯代甲烷、硫酸二甲酯、苄基氯、表氯醇或类似物，根据常规方法处理单体。单体的实例包括：
甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯：
[CH2＝C(CH3)-CONH-CH2CH2N(CH3)2]、
丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯：
[CH2＝CH-CONH-CH2CH2N(CH3)2]、
N，N-二甲氨基丙烯酰胺：[CH2＝CH-CON(CH3)2]、
N，N-二甲氨基甲基丙烯酰胺：[CH2＝C(CH3)-CON(CH3)2]、
N，N-二甲氨基丙基丙烯酰胺：[CH2＝CH-CONH-C3H6N(CH3)2]和
N，N-二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺：
[CH2＝C(CH3)-CONH-C3H6N(CH3)2]。
[84]此外，当炭黑在其表面上具有接枝聚合物基团时，或者通过用水不溶性聚合物或接枝聚合物直接或间接地涂布该表面，用在本发明中的炭黑可被分散于含水介质中。
[85]接枝聚合物的实例包括丙烯酸丙烯酸酯-丙烯腈共聚物、醋酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物、丙烯酸-丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸-丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯-α-甲基苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-α-甲基苯乙烯-丙烯酸共聚物-丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、乙烯基萘-马来酸共聚物、醋酸乙烯酯-乙烯共聚物、醋酸乙烯酯-脂肪酸乙烯基乙烯共聚物、醋酸乙烯酯-马来酸酯共聚物、醋酸乙烯酯-巴豆酸共聚物以及醋酸乙烯酯-丙烯酸共聚物。
[86]在本发明中使用的涂布炭黑的水不溶性乙烯基聚合物的实例包括具有衍生自芳基烷基或含芳基丙烯酸酯的结构单元的那些聚合物。不限于此，水不溶性乙烯基聚合物可以具有衍生自下述的结构单元：(甲基)丙烯酸酯、除苯乙烯外的含芳环单体、在一端含有可聚合官能团的硅大分子单体以及甲基丙烯酸烷基酯大分子单体，其中的每一个包括具有1至20个碳原子、优选地1至18个碳原子的烷基，并且可以包括含有成盐基团的单体、苯乙烯大分子单体、疏水性单体、(甲基)丙烯腈或羟基。
[87]此外，记录油墨中炭黑的体积平均粒径优选地为40nm至90nm，更优选地60nm至80nm。当体积平均粒径小于40nm时，存在这样的问题：难于确保分散稳定性，并且当印刷采用记录油墨进行时，可以获得图像细节(image fineness)，但是不能获得均匀的图像，因此引起不均匀。当它大于90nm时，存在喷射稳定性下降的问题。
-彩色油墨-
[88]对于本发明中包括青色、洋红色和黄色颜料在内的彩色油墨来说，可以适当地使用含有着色材料的聚合物细粒的水分散材料。
[89]这里，“含有着色材料的聚合物细粒”这一表达意指下述状态的任一种或两者：着色材料被封装在聚合物细粒中的状态，以及着色材料被吸附在聚合物细粒表面上的状态。在这种情况中，并不是说本发明油墨中包括的所有着色材料都必须被封装在聚合物细粒中或者吸附在其上面，而是着色材料可以被分散在乳液中，其分散的程度是本发明的作用没有被削弱。着色材料不受特别限制并且可根据预期用途进行适当地选择，只要它们在水中不可溶或者少量地可溶并且可被吸附在聚合物细粒上。
[90]这里，“在水中不可溶或者少量地可溶(insoluble or sparinglysoluble in water)”这种表达在本文中是指在20℃下不多于10质量份的着色材料溶解在100质量份的水中。此外，术语“溶解(dissolve)”在本文中是指通过视觉观察证实在水溶液的表层或底层既没有着色材料的分离也没有着色材料的沉淀。
[91]含着色材料的聚合物细粒所用的聚合物的实例包括用作涂布炭黑的水不溶性乙烯基聚合物的那些聚合物。
[92]在该油墨中，含着色彩料的聚合物细粒(着色的细粒)的体积平均粒径优选地为0.01μm至0.16μm。当体积平均粒径小于0.01μm时，细粒的流动性增加，并且因此油墨犯水可能变得显著或者可能存在耐光性下降。当其大于0.16μm时，喷嘴容易堵塞或者显色能力可能变差。
[93]着色材料颜色的实例包括为材料着色的那些颜色。这些中的每一种可以单独使用或与两种或多种组合使用。
[94]关于颜色的着色材料，黄色油墨的着色材料的实例包括C.I.颜料黄1(坚牢黄G)、3、12(双偶氮黄AAA)、13、14、17、23、24、34、35、37、42(氧化铁黄)、53、55、74、81、83(双偶氮黄HR)、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、128、138、150和153。
[95]洋红色油墨的着色彩料的实例包括C.I.颜料红1、2、3、5、17、22(艳坚牢猩红)、23、31、38、48:2(永固红2B(Ba))、48:2(永固红2B(Ca))、48:3(永固红2B(Sr))、48:4(永固红2B(Mn))、49:1、52:2、53:1、57:1(艳洋红6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81(罗丹明6G淀)、83、88、92、101(红赭石)、104、105、106、108(镉红)、112、114、122(二甲基喹吖啶酮)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209和219。
[96]青色油墨的着色材料的实例包括C.I.颜料蓝1、2、15(铜酞菁蓝R)、15:1、15:2、15:3(酞菁蓝G)、15:4、15:6(酞菁蓝E)、16、17:1、56、60和63。
[97]关于中间色的着色彩料，红色、绿色和蓝色的着色材料的实例包括C.I.颜料红177、194和224；C.I.颜料橙43；C.I.颜料紫3、19、23和37；以及C.I.颜料绿7和36。
-水不溶性有机溶剂-
[98]对于水不溶性有机溶剂来说，任意下列化合物是适合的，原因在于，就溶解性和防止由湿气蒸发引起的喷射故障而言，可以获得优良的效果：甘油、乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、一缩二丙二醇、三丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、2，3-丁二醇、1，4-丁二醇、2-甲基-1，3-丁二醇、3-甲基-1，3-丁二醇、1，5-戊二醇、四甘醇、1，6-己二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、聚乙二醇、1，2，4-丁三醇、1，2，6-己三醇、硫二甘醇、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮和N-羟乙基-2-吡咯烷酮。然而，如果本发明的目标和效果没有被削弱，则水溶性有机溶剂并不限于此并且可进行适当地选择。此外，这些中的每一种可以单独使用或与两种或多种组合使用，这取决于需要。
[99]在记录油墨中包含的水溶性有机溶剂的量优选地为按质量计10％至按质量计50％，更优选地按质量计25％至按质量计45％。
[100]当该量太小时，喷嘴容易变干，因此可能引起液滴的喷射故障。当其太大时，油墨粘度增加，可能超过合适的粘度范围。
[101]其它水溶性有机溶剂——其可以被使用的程度是本发明的目标和效果没有被削弱——的实例包括多元醇诸如聚乙二醇、聚丙二醇、1，3-丙二醇、甘油、1，2，3-丁三醇和汽油(petriol)；多元醇烷基醚诸如乙二醇一乙醚、乙二醇一丁醚、二甘醇一甲醚、二甘醇一乙醚、二甘醇一丁醚、四甘醇一甲醚和丙二醇一乙醚；多元醇芳基醚，诸如乙二醇单苯基醚和乙二醇单苄醚；含氮杂环化合物，诸如1，3-二甲基咪唑啉酮和ε-己内酰胺；酰胺，诸如甲酰胺、N-甲基甲酰胺和N，N-二甲基甲酰胺；胺诸如单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单乙胺、二乙胺和三乙胺；含硫化合物，诸如二甲基亚砜、环丁砜、硫二甘醇；碳酸异丙烯酯；和碳酸亚乙酯。这些中的每一种可以单独使用或与两种或多种组合使用，这取决于需要。
[102]在本发明中使用的记录油墨中，颜料浓度为按质量计3％或以下的黑色油墨可以被有利地使用。
[103]此外，黑色油墨中固体含量A——其为该记录油墨的成分——与黑色油墨中水溶性有机溶剂含量B的质量比(A/B)优选地在1/8至1/15的范围内；理想地，假定黑色油墨中固体含量与黑色油墨中水溶性有机溶剂含量的质量比满足如上条件，则彩色油墨中青色、洋红色和黄色每一种的固体含量E与彩色油墨中水溶性有机溶剂含量F的质量比(E/F)在1/1.5至1/3的范围内。如果不满足这些关系，则图像质量降低；此外，喷嘴容易变干，因此可能引起液滴的喷射故障，或者油墨粘度增加，可能超过合适的粘度范围。这里，本发明中每种油墨中的固体含量基本上表示水不溶性着色剂和树脂细粒。
-渗透剂-
[104]此外，在本发明的记录油墨中，就提高渗透性的目的而言，使用具有7至11个碳原子的二醇化合物是可能的。当碳原子数小于7时，不可能获得充分的渗透性，并且因此在双面印刷时记录介质可能被蹭脏；此外，该油墨没有在记录介质上充分展开，因此图像未被像元充分填充，从而可能引起字母/字符质量下降以及图像密度降低。当其大于11时，储存稳定性可能降低。
[105]二醇化合物合适的实例包括2-乙基-1，3-己二醇和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇。
[106]在记录油墨中包含的二醇化合物的量优选地为按质量计0.1％至按质量计20％，更优选地按质量计0.5％至按质量计10％。当该量太小时，油墨对纸的渗透性降低；因此，当纸被输送时，记录物可能被滚筒以留下污迹的方式被刮擦，当记录介质的记录表面被翻转以进行双面印刷时，油墨可能以留下污迹的方式被附着到输送带上，并且对高速印刷或双面印刷而言不可能获得充分的可用性。当该量太大时，字母/字符的印刷点直径和线宽可增加，并且图像清晰度可能降低。
-表面活性剂-
[107]对于表面活性剂来说，使用任意下列表面活性剂是可能的：阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂和氟基表面活性剂。这些表面活性剂中的每一种可以单独使用或与两种或多种组合使用。在这些当中，非离子表面活性剂和氟基表面活性剂是特别优选的。
[108]阴离子表面活性剂的实例包括：烷基烯丙基萘磺酸盐、烷基磺酸萘、烷基磷酸盐、烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基醚硫酸盐、琥珀酸烷基酯磺基盐、烷基酯硫酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基二苯醚二磺酸盐、烷基芳基醚磷酸盐、烷基芳基醚硫酸盐、烷基芳基醚酯硫酸盐、烯烃磺酸盐、链烷烯烃磺酸盐、聚氧乙烯烷基醚磷酸盐、聚氧乙烯烷基醚硫酸盐、醚羧酸盐、磺基琥珀酸盐、α-磺基脂肪酸酯、脂肪酸盐、高级脂肪酸和氨基酸的缩合物和环烷酸盐。
[109]阳离子表面活性剂的实例包括烷基胺盐、二烷基胺盐、脂族胺盐、苄烷铵盐(benzalkonium)、季铵盐、烷基吡啶盐、咪唑啉盐、锍盐和鏻盐。
[110]非离子表面活性剂的实例包括乙炔二醇基表面活性剂、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失水山梨聚糖脂肪酸酯。
[111]两性表面活性剂的实例包括咪唑啉衍生物，诸如咪唑啉甜菜碱、二甲基烷基月桂基甜菜碱、烷基甘氨酸和烷基二(氨基乙基)甘氨酸。
[112]对于氟基表面活性剂来说，由下列结构式(I)至(III)所示的化合物中任何一种可以被有利地使用。
CF3CF2(CF2CF2)m-CH2CH2O(CH2CH2O)nH                  (I)
[113]在结构式(I)中，“m”表示0至10的整数，并且“n”表示1至40的整数。
Figure A20088000052100271
[114]在结构式(II)中，Rf表示含氟基团，优选地全氟烃基。
[115]全氟烃基优选地具有1至10个碳原子，更优选地1至3个碳原子，并且其实例包括CnF2n-1(其中n表示1至10的整数)。其具体实例包括CF3、CF2CF3、C3F7和C4F9，其中CF3和CF2CF3是特别优选的。
[116]″m″、″n″和″p″每一个都表示整数，其中″m″优选地为6至25，″n″优选地为1至4，并且″p″优选地为1至4。
Figure A20088000052100281
[117]在结构式(III)中，Rf表示含氟基团，优选地为类似于结构式(II)所提到的那些中任何一种的全氟烷基。其合适的实例包括CF3、CF2CF3、C3F7和C4F9。
[118]R2 +表示阳离子基团。其实例包括季铵基团；碱金属诸如钠和钾的离子；三乙胺和三乙醇胺。在这些当中，季铵基团是特别优选的。
R1 -表示阴离子基团，并且其实例包括COO-、SO3-、SO4-和PO4-。″q″表示整数，优选为1至6。
-树脂细粒-
[119]期望的是，本发明中的记录油墨包括树脂细粒，其可以被包含在彩色油墨和黑色油墨中任何一种中，并且还可以被加入到例如有机溶剂和表面活性剂中。
[120]树脂细粒是通过在水介质中分散由自由基聚合、乳液聚合、分散聚合、接种聚合、悬浮聚合等产生的聚合物而形成的。树脂细粒的体积平均粒径优选地为10nm至300nm，更优选地50nm至200nm。
[121]树脂细粒用树脂的实例可以被分成丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、聚氨酯树脂、丙烯酰胺树脂、聚酯树脂和丁二烯树脂，并且这些可以被混合或者共聚合。此外，这些可以是采用硅烷化合物进行硅氧烷改性。理想地，使用通过在乳化剂存在下使丙烯酸单体和硅烷化合物聚合而获得的硅氧烷改性的丙烯酸树脂，并且该树脂优选地不含水解的甲硅烷基。甲硅烷基被水解成硅烷醇基，并且硅烷醇基通过脱水缩合而形成硅氧烷键。因为有机硅树脂中硅氧烷键的结合能高，因此含有硅氧烷键的涂膜在耐磨擦牢度和耐溶剂性方面优良。此外，如果水解的甲硅烷基保留在树脂中，当该树脂在此被使用时记录油墨的储存稳定性可能降低。此外，硅氧烷改性的丙烯酸树脂在热稳定性上优良，因此当采用施加热能以便喷射油墨的手段时，能够进行稳定的喷墨，而不会引起结垢(kogation)。
[122]黑色油墨中碳黑含量C与黑色油墨中树脂细粒含量D的质量比(C/D)优选地在1/0.05至1/2的范围内，更优选地在1/0.2至1/1的范围内。当该树脂细粒含量D小于0.05时，不可能获得充分的定影能力。当其大于2时，储存稳定性可能降低或者喷射稳定性可能降低。
[123]上述其它成分没有特别限制并且可根据需要进行适当地选择。其实例包括pH调节剂、防腐剂/抗真菌剂、防锈剂、抗氧化剂、UV吸收剂、氧吸收剂和光稳定剂。
[124]pH调节剂没有特别限制，并且任何物质可根据预期用途被用于此，只要它能调节pH至7或更大，而对要制备的油墨没有不利影响。
[125]pH调节剂的实例包括胺诸如二乙醇胺和三乙醇胺；碱金属元素的氢氧化物诸如氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾；氢氧化铵、氢氧化季铵和氢氧化季鏻；以及碱金属的碳酸盐，诸如碳酸锂、碳酸钠和碳酸钾。
[126]防腐剂/抗真菌剂的实例包括1，2-苯并异噻唑啉-3-酮、脱氢醋酸钠、山梨酸钠、2-巯基吡啶-1-氧化物钠盐、苯甲酸钠和五氯苯酚钠。
[127]防锈剂的实例包括酸性亚硫酸盐、硫代硫酸钠、巯基双乙酸铵、二异丙基硝酸铵、季戊四醇四硝酸酯和二环己基硝酸铵。
[128]抗氧化剂的实例包括酚抗氧化剂(包括受阻酚抗氧化剂)、胺抗氧化剂、硫抗氧化剂和磷抗氧化剂。
[129]UV吸收剂的实例包括二苯甲酮UV吸收剂、苯并三唑UV吸收剂、水杨酸酯UV吸收剂、氰基丙烯酸酯UV吸收剂和镍配盐UV吸收剂。
[130]本发明记录油墨的特性没有特别限制并且可以根据预期用途进行适当地选择。例如，期望的是记录油墨的固体含量、粘度、表面张力、pH等在下列范围内。
[131]记录油墨中固体含量优选地为按质量计3％至按质量计30％，更优选地按质量计6％至按质量计15％。当该固体含量小于按质量计6％时，印刷后可能不能获得足够的图像密度。这里，本发明每种油墨中的固体含量基本上表示水不溶性着色剂和树脂细粒。
[132]粘度在25℃下优选地为5mPa·s至20mPa·s，更优选地为5mPa·s至10mPa·s。当该粘度大于20mPa·s时，可能变得难于确保喷射稳定性。
[133]表面张力在20℃下优选地为25mN/m至55mN/m。当表面张力小于25mN/m时，记录介质上油墨犯水可能变得显著，并且可能不能实现稳定的油墨喷射。当其大于55mN/m时，油墨没有充分渗透到记录介质中，并且因此油墨干燥可能需要较长时间。
[134]例如，pH优选地为7至10。
[135]本发明的记录油墨可被适当地应用在各个领域，诸如在每个都采用喷墨记录方法的图像记录装置(打印机等)中。例如，记录油墨可被用在这样的打印机中，所述打印机通过在印刷期间、之前或之后将记录纸和记录油墨加热至50℃至200℃的温度具有促进印刷定影的功能。记录油墨可以被特定适合地应用在下面所述的本发明的墨盒、油墨记录物、喷墨记录装置和喷墨记录方法中。
(墨盒)
[136]用在本发明中的墨盒包括容纳本发明中所用的记录油墨的容器，并且根据需要进一步包括适当选择的其它部件等。
[137]容器没有特别限制，并且其形状、结构、尺寸、材料等可根据预期用途进行适当地选择。其合适的实例包括具有墨囊或类似物——由铝层压膜、树脂膜等制成——的容器。
[138]接下来，将参考图1和2解释墨盒。这里，图1是显示本发明墨盒的一个实例的图，并且图2是示例性显示图1包括箱体(外部箱体)的墨盒的图。
[139]关于墨盒200，如图1所示，本发明的记录油墨从油墨入口242供给到墨囊241中，并且油墨入口242在排出空气后通过熔融粘合的方式闭合。当墨盒被使用时，由橡胶部件制成的喷墨出口243用装置主体的针刺穿，并且油墨因此被供应给该装置。
[140]墨囊241是由空气不可渗透包装部件诸如铝层压膜制成的。如图2所示，这种墨囊241通常被收纳在塑料盒箱体244中并且可拆卸地安装在各种喷墨记录装置上。
[141]本发明的墨盒容纳记录油墨(油墨组)并且能够可拆卸地安装在各种喷墨记录装置上。特别期望的是，墨盒可拆卸地安装在本发明的下述喷墨记录装置上。
[喷墨记录装置和喷墨记录方法]
[142]本发明的喷墨记录装置至少包括喷墨单元，并且根据需要进一步包括适当选择的其它单元，诸如刺激产生单元和控制单元。
[143]本发明的喷墨记录方法至少包括喷墨步骤，并且根据需要进一步包括适当选择的其它步骤，诸如刺激产生步骤和控制步骤。
[144]本发明的喷墨记录方法能够通过本发明的喷墨记录装置适当地进行，并且喷墨步骤能够通过喷墨单元适当地进行。另外，其他步骤能够通过其它单元适当地进行。
-喷墨步骤和喷墨单元-
[145]喷墨步骤是通过将刺激施加到记录油墨上来喷射本发明的记录油墨以便记录图像的步骤。
[146]喷墨单元是被配置为通过将刺激施加到记录油墨来喷射本发明的记录油墨以便记录图像的单元。喷墨单元没有特别限制，并且其实例包括用于喷射油墨的喷嘴。
[147]在本发明中，液体室、流体阻力单元、隔膜和喷射头的喷嘴部件中的至少一部分优选地是由至少含有硅氧烷或镍的材料制成。
[148]此外，喷墨喷嘴的直径优选地为30μm或更小，更优选地1μm至20μm。
[149]另外，用于将油墨供应到喷墨头上的副箱优选被设置，使得副箱通过供给管用来自墨盒的油墨来补充。
[150]刺激例如可以通过刺激产生单元产生，并且刺激没有特别限制并且可根据预期用途进行适当地选择。其实例包括热(温度)、压力、振动和光。这些中的每一种可以单独使用或与两种或多种组合使用。在这些当中，热和压力是适合的。
[151]刺激产生单元的实例包括加热器、加压器、压电元件、振动发生器、超声振荡器和光。其具体实例包括压电驱动器，诸如压电元件；热驱动器，其使用热电转换元件诸如放热电阻元件(exothermicresistive element)并且利用由液体膜沸腾引起的相变；形状记忆合金驱动器，其利用由温度变化引起的金属相变；和静电驱动器，其利用静电力。
[152]记录油墨的喷射方面没有特别限制并且根据刺激的类型等而变化。在刺激是“热”的情况中，例如有这样一种方法，在该方法中采用加热头或类似物，将对应于记录信号的热能赋予记录头中的记录油墨，通过热能在记录油墨中产生气泡，并且通过气泡的压力记录油墨作为墨滴从记录头喷嘴孔中喷出。同时，在刺激是“压力”的情况中，例如有这样一种方法，在该方法中，通过将电压施加到粘附于被称为压力室的位置的压电元件上——所述压力室位于记录头中的油墨流动路径中，压电元件弯曲，压力室的体积减少，并且因此记录油墨作为墨滴从记录头喷嘴孔中喷出。
[153]期望的是，所喷射的记录油墨滴，举例来说，大小为3pL至40pL，喷射速度为5m/s至20m/s，驱动频率为1kHz或更大，以及分辨率为300dpi或更大。
[154]期望的是，喷墨记录装置包括换向单元，其被配置以使记录介质的记录表面翻转，并且因此能够进行双面印刷。换向单元的实例包括：输送带，其利用静电力；被配置以通过抽吸空气而保持记录介质的单元；以及输送滚筒和齿轮的组合。
[155]期望的是，喷墨记录装置包括环形输送带，以及输送单元——其被配置为通过使输送带表面充电以便保持记录介质而输送记录介质。在这种情况中，特别期望的是，通过将±1.2kV至±2.6kV的交流偏置施加至充电滚筒，输送带被充电。
[156]控制单元没有特别限制并且可以根据预期用途进行适当地选择，只要它能控制前述单元的操作。其实例包括装置诸如程序装置和计算机。
[157]通过本发明的喷墨记录装置进行本发明的喷墨记录方法的一个方面将参考附图进行解释。图3中的喷墨记录装置包括装置主体101；用于将装载在其上的纸送入装置主体101的进纸盘102；卸纸盘103，其用于储存纸，所述纸已经被装载到装置主体101中，并且在纸上已经记录(形成)图像；以及墨盒装载部分104。由操作键、显示器和类似物组成的操作单元105被置于墨盒装载部分104的上表面上。墨盒装载部分104具有前盖115，所述前盖能打开和关闭以加载和拆卸墨盒201。
[158]在装置主体101中，如图4和图5所示，托架133通过导杆131和支柱132被自由地可滑动地保持在主扫描方向上，所述导杆131是在左侧板与右侧板(未绘制)之间横向穿过的导向部件；并且托架133通过主扫描电动机(未绘制)移动以在由图5中箭头A所示的方向上扫描。带在图5中箭头B所示的方向上移动以输送纸张。
[159]由四个喷墨记录头组成的记录头134——其喷射黄色(Y)、青色(C)、洋红色(M)和黑色(Bk)的记录油墨滴——被安装在托架133中，使得多个喷墨出口在与主扫描方向交叉的方向上排列，并且墨滴喷射方向面朝下。
[160]对于构成记录头134的每个喷墨记录头来说，使用例如设有作为能量产生单元用以喷射记录油墨的任意下列驱动器的打印头是可能的：压电驱动器，诸如压电元件；热驱动器，其使用热电转换元件诸如放热电阻元件并且利用由液体膜沸腾引起的相变；形状记忆合金驱动器，其利用由温度变化引起的金属相变；静电驱动器，其利用静电力。
[161]此外，托架133结合了每种颜色的副箱135，用于将每种颜色的油墨供给到记录头134。每个副箱135通过记录油墨供给管(未绘制)从装载到墨盒装载部分104中的墨盒201供给和补充记录油墨。
[162]同时，作为进纸单元——用于输送装载在进纸盘102的装纸部分(加压板)141上的纸张142，其中设有半月形滚筒(进纸滚筒143)，其从装纸部分141逐张输送纸张142；和分离垫144，其面向进纸滚筒143并且由具有大的摩擦系数的材料制成。该分离垫144被偏向进纸滚筒143一侧。
[163]作为位于记录头134下用于输送纸142的输送单元——所述纸已经从该进纸单元进入，其中设有输送带151，其通过静电吸附来输送纸142；反向滚筒(counter roller)152，用于输送纸142，所述纸142通过导轨145从进纸单元被送入，从而纸142被夹在反向滚筒152与输送带151之间；输送导轨153，用于使得在基本垂直方向上向上递送的纸142以大约90°改变其方向，并且因此与输送带151一致；末端增压滚筒155，其通过挤压部件154偏向输送带151一侧。此外，其中设有充电滚筒156，作为用于使输送带151表面充电的充电单元。
[164]输送带151是环形带并且能够在带输送方向上以环形移动，其经过输送滚筒157与张力辊158之间。输送带151具有例如充当纸吸附表面的表层，该表层由树脂材料诸如乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)制成，具有大约40μm的厚度，对其没有进行电阻控制；和背层(中间电阻层、接地层)，其是由与该表层相同的材料制成的，对其已经用碳进行电阻控制。在输送带151的背面，导向构件161对应于通过记录头134进行印刷的区域被放置。另外，作为排出纸142——图像或类似物已经通过记录头134被记录在其上——的卸纸单元，其中设有分离爪171，用于使纸142与输送带151分开；卸纸滚筒172；和卸纸小滚筒173，其中卸纸盘103被置于卸纸滚筒172的下面。
[165]双面进纸单元181以自由可拆卸的方式安装在装置主体101的后表面部分上。双面进纸单元181通过输送带151反向旋转取得返回的纸142并将其翻转，然后将其重新输送到反向滚筒152和输送带151之间。另外，在双面进纸单元181的上表面设有手动进纸单元182。
[166]收到记录完成信号或者表明纸142的后端已经到达记录区域这样的信号后，记录操作完成，并且纸被卸到卸纸盘103上。
[167]一旦保留在副箱135中的记录油墨量被检测为太小，所需的记录油墨量从墨盒201被供给到副箱135中。
[168]关于这种喷墨记录装置，当墨盒201中的记录油墨已经用完时，通过拆卸墨盒201的外壳只替换墨盒201内的墨囊是可能的。此外，即使当墨盒201被纵向放置并且应用前装载结构时，稳定地供给记录油墨是可能的。因此，即使当装置主体101被安装成在其上面几乎没有空间时，例如当装置主体101被储存在支架中时或者当物体被置于装置主体101之上时，能够容易地替换墨盒201。
[169]应当注意，尽管本发明的喷墨记录方法已经参考实例——其中它被应用于其中托架执行扫描的串行型(往返型)喷墨记录装置——进行解释，本发明的喷墨记录方法也可被应用于设有线型头的线型喷墨记录装置。
[170]此外，本发明的喷墨记录装置和喷墨记录方法可以被应用于基于喷墨记录系统的各种类型的记录。例如，它们特别适合应用于喷墨记录打印机、传真装置、复印机和打印/传真/复印一体机等等。
[171]下面解释本发明所应用的喷墨头。
[172]图6是显示根据本发明一种实施方式的喷墨头元件的放大图，而图7是显示关于通道-通道方向的喷墨头主要部分的放大横截面图。
[173]这种喷墨头由下列组成：构架10，设有油墨供给端口(未绘制)和充当常规液体室1b的凹槽；流动通道板20，其包括流体阻力部分2a、充当加压液体室2b的凹槽和与喷嘴3a连通的连通端口2c；形成喷嘴3a的喷嘴板；隔膜60，设有隔膜突起6a、隔膜部分6b和油墨流入端口6c；层压压电元件50，其利用置于当中的粘合层70连接至隔膜60；和基座40，其上固定有层压压电元件50。
[174]基座40是由钛酸钡基陶瓷制成并且被连接至排成两行的层压压电元件50。
[175]在层压压电元件50中，压电层——其由锆钛酸铅(leadzirconate titanate(PZT))制成并且其中每一层厚度为10μm至50μm，和内部电极层——其是由银钯(AgPd)制成并且其中每一层厚度为几微米，被交替沉积在彼此顶部上。内部电极层在其两侧的末端处连接于外部电极。层压压电元件50通过半切穿切割(half-cut dicing)制成梳钉的形状，其中驱动部件5f和支撑部件(非驱动部件)5g被交替布置。一个外部电极的外侧长度受到切割等限制以便通过半切割进行分割，并且分割的片充当单个电极。其其它侧没有通过切割进行分割但是是电连续的，充当普通电极。
[176]FPC 8被焊接到驱动部件的单个电极上。利用设于层压压电元件末端处的电极层，普通电极以缠绕方式被连接到FPC 8的接地电极(Gnd electrode)上。在FPC 8上，驱动器IC(未绘制出)被安装，其控制将驱动电压施加到驱动部件5f上。
[177]隔膜60配备有以薄膜形成的隔膜部分6b；岛状凸起部分(岛部分)6a，其在该隔膜部分6b的中心处形成并且被连接到层压压电元件50的驱动部件5f；厚膜部分，其包括连接至支撑部分的横梁；和开口，其充当油墨流入端口6c，通过组合两个由电铸生产的镀Ni膜而形成。隔膜部分厚度为3μm并且宽度为35μm(关于一侧)。
[178]通过图案化包括间隙材料的粘合层70，隔膜60的岛状隔膜突起6a粘合于层压压电元件50的驱动部件5f，并且隔膜60粘合于构架10。
[179]关于流动通道板20，下列构件利用硅单晶基底通过蚀刻而形成图案：流体阻力部分2a；充当加压液体室2b的凹槽；和充当连通端口2c的通孔，其置于对应于喷嘴3a的位置中。
[180]保持未被蚀刻的部分充当加压液体室2b的隔离物2d。此外，该头设有蚀刻宽度小以充当流体阻力部分2a的部分。
[181]喷嘴板30由金属材料制成的，例如通过电铸生产的镀Ni膜，并且很多喷嘴3a——其是用于喷射墨滴的微小喷射出口——在其中形成。这些喷嘴3a中每一个的内部形状(internal shape)(里面的形状(inner shape))类似于角(其另外可以是基本柱形或基本锥形和梯形)的形状。此外，作为存在墨滴一侧的直径，这些喷嘴3a中每一个的直径大约为20μm至35μm。另外，每一行中喷嘴间距为150dpi。
[182]喷嘴板30的油墨喷射表面(在喷嘴表面侧)设有防水层3b(未绘制)，其已经进行防水表面处理。高图像质量是通过提供按照油墨特性选择的防水膜、藉着稳定墨滴形状及油墨喷射特性而获得的，所述防水膜通过PTFE-Ni共析电镀、氟树脂的电沉积、可蒸发氟树脂(诸如氟化沥青)的蒸汽沉积涂布、应用溶剂后有机硅树脂和氟树脂的烘培等产生的。例如，关于这些之中的氟树脂，尽管多种材料被称为氟树脂，但是优良的防水性可以通过使改性的全氟聚环氧乙烷(产品名称：OPTOOL DSX，由Daikin Industries，Ltd.生产)经历蒸汽沉积以便具有
Figure A20088000052100361
至
Figure A20088000052100362
的厚度而获得。
[183]构架10——其包括油墨供给端口和充当常规液体室1b的凹槽——通过使树脂成型产生。
[184]关于具有这种结构的喷墨头，通过将对应于记录信号的驱动波形(10V至50V的脉冲电压)施加到驱动部件5f，在驱动部件5f中产生层压方向的位移，随着加压液体室2b经由隔膜60被加压，存在压力增加，并且因此墨滴从喷嘴3a被喷出。此后，一旦墨滴喷射结束，加压液体室2b中的油墨压力降低，并且由于油墨流动的惯性以及驱动脉冲放电过程在加压液体室2b中产生负压，其后是油墨供给步骤。在这种场合，从油墨槽供给的油墨流进常规液体室1b，从常规液体室1b经由油墨流入端口6c穿过流体阻力部分2a，然后被供给到加压液体室2b中。
[185]流体阻力部分2a在喷墨后有效地降低残余压力振动；相反，它充当由表面张力引起的再填充的阻力。通过适当地选择流体阻力部分，平衡残余压力降低与再填充时间以及缩短在转移到接下来的墨滴喷射操作(驱动循环)上所花费的时间变成可能。
实施例
[186]下面解释本发明的实施例；然而，应当注意，本发明不以任何方式而被局限于这些实施例。
[合成实施例1]
[187]装备有机械搅拌器、温度计、氮气引入管、回流冷凝器和滴液漏斗的1L烧瓶内的气氛被氮气充分替换，然后放入11.2g苯乙烯、2.8g丙烯酸、12.0g甲基丙烯酸月桂酯、4.0g聚乙二醇甲基丙烯酸酯、4.0g苯乙烯大分子单体(产品名称：AS-6，由Toagosei Co.，Ltd.生产)和0.4g巯基乙醇，并且将温度升至65℃。接下来，将100.8g苯乙烯、25.2g丙烯酸、108.0g甲基丙烯酸月桂酯、36.0g聚乙二醇甲基丙烯酸酯、60.0g甲基丙烯酸羟乙酯、36.0g苯乙烯大分子单体(产品名称：AS-6，由Toagosei Co.，Ltd.生产)、3.6g巯基乙醇、2.4g偶氮双二甲基戊腈和18g甲基·乙基酮的混合溶液在2.5hr内滴入该烧瓶中。在混合溶液滴加完成后，0.8g偶氮双二甲基戊腈和18g甲基·乙基酮的混合溶液在0.5hr内被滴加到该烧瓶中。成分在65℃下老化1hr(1小时)，然后加入0.8g偶氮双甲基戊腈，并且所述成分进一步老化1hr(1小时)。反应完成后，向该烧瓶中加入364g甲基·乙基酮，并且因此得到800g浓度按质量计为50％的聚合物溶液。
[合成实施例2]
[188]在自动聚合反应装置(Polymerization Tester ModelDSL-2AS，由Todoroki Sangyo Co.，Ltd.制造)的反应容器中——包括装备有搅拌器、滴加装置、温度传感器以及在其上端具有氮气引入设备的回流装置的反应容器，放入550质量份的甲基·乙基酮(methyl ethylketone(MEK))，并且反应容器内的气氛用氮气替换同时成分被搅拌。在反应容器内部的氮气氛被保持的情况下，温度被升至80℃，然后从滴加装置中向甲基·乙基酮(MEK)滴加75.0质量份甲基丙烯酸2-羟乙酯、77.0质量份甲基丙烯酸、80.0质量份苯乙烯、150.0质量份甲基丙烯酸丁酯、98.0质量份丙烯酸丁酯、20.0质量份甲基丙烯酸甲酯和40.0质量份″Perbutyl(注册商标)O″(活性成分：过氧化2-乙基己酸叔丁酯，由Nippon Oils&Fats Co.，Ltd.生产)的混合溶液4hr。在混合溶液滴加完成后，反应在相同温度下进一步继续进行15hr，并且因此获得含阴离子基团的苯乙烯-丙烯酸共聚物A的MEK溶液，其酸值为100mgKOH/g，质均分子量为21,000以及玻璃化转变温度(Tg)为31℃(作为计算值)。在反应完成后，部分MEK在减压下通过蒸馏去除，并且因此获得不挥发物含量被调节至50％的共聚物A溶液。
[制备实施例1]
[189]在将28g合成实施例1中合成的聚合物溶液、26g炭黑(MONARCH 880，由Cabot Corporation生产)、13.6g 1mol/L氢氧化钾溶液、20g甲基·乙基酮和30g离子交换水充分搅拌后，这些成分采用三辊滚扎机进行捏合。所获得的糊状物被放入200g离子交换水中并且充分搅拌，然后利用蒸发器通过蒸馏去除甲基·乙基酮和水，并且因此获得固体含量按质量计为20％的水不溶性乙烯基聚合物颗粒的水分散体。
[制备实施例2]
[190]向3L 2mol/L过硫酸钠溶液中加入150g炭黑(TOKABLACK#7240，由Tokai Carbon Co.，Ltd.生产)，然后该混合物在温度60℃下搅拌10hr以便氧化炭黑。氧化的炭黑经历超滤以除去残余盐。此后，通过加入氢氧化钠水溶液将pH调节至8，然后进一步进行超滤以除去过量的盐，并且所获得的水溶液通过加入净化水进行调节以具有按质量计20％的固体含量。所获得分散体的体积平均粒径为70nm。
[制备实施例3]
[191]在装备有冷却夹套的混合浴中，放入1,000g炭黑(#960，由Mitsubishi Chemical Corporation生产)、800质量份在合成实施例2中获得的共聚物A溶液、143质量份20％(按质量计)氢氧化钠溶液、100质量份甲基·乙基酮(MEK)以及1,957质量份水，然后搅拌并且混合。混合溶液被引入填充直径0.3mm的氧化锆珠的分散装置(SC MillModel SC100/32，由Mitsui Mining.Co.，Ltd.制造)中，然后采用循环方法(从分散装置释放出的分散溶液被返回到混合浴的方法)分散6hr。分散装置的旋转速度为2,700rpm，并且通过将冷水引入到冷却用夹套中，分散溶液的温度被保持在40℃或以下。在分散已经完成后，未稀释的分散溶液从混合浴中去除，然后混合浴和分散装置流动通道用10,000质量份水进行洗涤，并且稀释的分散溶液通过将水与未稀释的分散溶液混合而获得。稀释的分散溶液被引入玻璃蒸馏装置中，并且全部MEK和部分水通过蒸馏从中去除。在稀释的分散溶液已经被冷却至室温后，其pH通过将按质量计10％盐酸滴入其中同时搅拌而被调节至4.5，然后固体内含物采用Nutsche过滤装置过滤出来并且用水进行洗涤。滤饼被放在容器中，并且加入200质量份20％(按质量计)的氢氧化钾溶液；其后，该混合物采用分散器(TK HOMODISPER Model20，由Tokushu Kika Kogyo Co.，Ltd制造)进行分散，不挥发物含量通过加入水进行调节，并且因此获得不挥发物含量为20％的颜料水分散体，其中炭黑被分散于水介质中，作为涂布有用氢氧化钾中和的含羧基苯乙烯-丙烯酸共聚物的复合颗粒。
[制备实施例4]
[192]蓝色聚合物细粒分散体类似于制备实施例1中的分散体进行制备，除了制备实施例1中的炭黑(MONARCH 880，由CabotCorporation生产)被变成铜酞菁颜料。
[193]所获得的聚合物细粒的平均颗粒直径(D50％)，采用粒度分布测量装置(MICROTRACK UPA，由Nikkiso Co.，Ltd.制造)进行测量，为93nm。
[制备实施例5]
-含有二甲基喹吖啶酮颜料的聚合物细粒分散体的制备-
[194]红紫色聚合物细粒分散体类似于制备实施例1中的分散体进行制备，除了制备实施例1中的炭黑(MONARCH 880，由CabotCorporation生产)被变成C.I.颜料红122。
[195]所获得的聚合物细粒的平均颗粒直径(D50％)，采用粒度分布测量装置(MICROTRACK UPA，由Nikkiso Co.，Ltd.制造)进行测量，为127nm。
[制备实施例6]
-含有单偶氮黄颜料的聚合物细粒分散体的制备-
[196]黄色聚合物细粒分散体类似于制备实施例1中的分散体进行制备，除了制备实施例1中的炭黑(MONARCH 880，由CabotCorporation生产)被变成C.I.颜料黄74。
[197]所获得的聚合物细粒的平均颗粒直径(D50％)，采用粒度分布测量装置(MICROTRACK UPA，由Nikkiso Co.，Ltd.制造)进行测量，为76nm。
[制备实施例7]
-记录介质1的制备-
[198]固体含量浓度为按质量计60％的涂布溶液通过混合颜料、粘合剂和助剂并且向其中加入水进行制备，其中颜料是指70质量份的粘土——其中直径2μm或更少的颗粒按质量计占全部颗粒的97％——和30质量份平均颗粒直径为1.1μm的重质碳酸钙；粘合剂是指8质量份玻璃化转变温度(Tg)为-5℃的苯乙烯-丁二烯共聚物乳液和1质量份磷酸-酯化淀粉；并且助剂是指0.5质量份硬脂酸钙。
[199]所获得的涂布溶液利用刮刀涂布机施加到上述载体的两个表面上，使得以固体含量计附着至每个表面的涂布溶液的量为8g/m2。然后涂布溶液在用热空气干燥后经历分级超级压光机处理，并且因此产生“记录介质1”。
[制备实施例8]
-记录介质2的生产-
[200]固体含量浓度为按质量计60％的涂布溶液通过混合颜料、粘合剂和助剂并且向其中加入水进行制备，其中颜料是指70质量份的粘土——其中直径2μm或更少的颗粒按质量计占全部颗粒的97％——以及30质量份平均颗粒直径为1.1μm的重质碳酸钙；粘合剂是指7质量份玻璃化转变温度(Tg)为-5℃的苯乙烯-丁二烯共聚物乳液和0.7质量份磷酸-酯化淀粉；并且助剂是指0.5质量份硬脂酸钙。
[201]所获得的涂布溶液利用刮刀涂布机施加到上述载体的两个表面上，使得以固体含量计附着至每个表面的涂布溶液的量为8g/m2。然后涂布溶液在用热空气干燥后经历分级超级压光机处理，并且因此产生“记录介质2”。
[202]接着，如下测量装移到记录介质1、记录介质2、RICOHBUSINESS COAT GLOSS 100、AURORA COAT、LUMIRROR U10和SUPER FINE PAPER每一种上净化水的量。结果显示在表1中。
<转移的净化水量的测量，采用动态扫描吸收计>
[203]关于每种记录介质，净化水的吸收曲线采用动态扫描吸收计(型号：KS350D，由Kyowaseiko Corporation制造)进行测量。通过将转移量(mL/m2)对接触期间(ms)的平方根作图，得到吸收曲线，为具有固定倾斜度的直线，并且两个不同预定时间期间后转移量的值通过插值法测量。
表1
Figure A20088000052100411
[实施例1]
[204]制备根据下列配方的油墨组合物，并且油墨通过用平均孔径0.8μm的膜滤器过滤油墨组合物而产生。油墨的性能以下列方式进行评价。结果显示在表2中。
<油墨组合物(黑色油墨组合物)>
·在制备实施例1中获得的体积平均粒径70nm的水不溶性乙烯基聚合物颗粒的水分散体：按质量计4.0％(为固体含量)
·3-甲基-1，3-丁二醇：按质量计28.0％
·甘油：              按质量计13.0％
·2-吡咯烷酮：        按质量计2.0％
·下列结构式(II)所示的表面活性剂：按质量计1.0％
在结构式(II)中，Rf表示CF2CF3，″m″表示2，″n″表示4，并且″p″表示4。
·离子交换水：        按质量计45.0％
<油墨组合物(青色油墨组合物)>
·根据制备实施例4的含有铜酞菁颜料的聚合物细粒分散体：
                      按质量计15.0％(为固体含量)
·3-甲基-1，3-丁二醇：按质量计23.0％
·甘油：              按质量计8.0％
·下列结构式(II)所示的表面活性剂：按质量计1.0％
Figure A20088000052100422
在结构式(II)中，Rf表示CF2CF3，″m″表示2，″n″表示4，并且″p″表示4。
·离子交换水：        按质量计53.0％
<油墨组合物(洋红色油墨组合物)>
·根据制备实施例5的含有二甲基喹吖啶酮颜料的聚合物细粒分散体：
                      按质量计15.0％(为固体含量)
·3-甲基-1，3-丁二醇：按质量计23.0％
·甘油：              按质量计8.0％
·下列结构式(II)所示的表面活性剂：按质量计1.0％
Figure A20088000052100431
在结构式(II)中，Rf表示CF2CF3，″m″表示2，″n″表示4，并且″p″表示4。
·离子交换水：        按质量计53.0％
<黄色组合物(黄色油墨组合物)>
·根据制备实施例6的含有单偶氮黄颜料的聚合物细粒分散体：
                      按质量计15.0％(为固体含量)
·3-甲基-1，3-丁二醇：按质量计23.0％
·甘油：              按质量计8.0％
·下列结构式(II)所示的表面活性剂：按质量计1.0％
Figure A20088000052100432
在结构式(II)中，Rf表示CF2CF3，″m″表示2，″n″表示4，并且″p″表示4。
·离子交换水：        按质量计53.0％
<油墨的体积平均粒径>
所制备油墨中每一种的体积平均粒径(D50％)采用粒度分布测量装置(MICROTRACK UPA，由Nikkiso Co.，Ltd.制造)进行测量。
<图像密度>
[205]所制备的油墨被供给到图3至7中所示的喷墨打印机，然后RICOH BUSINESS COAT GLOSS 100，一种光泽介质，在分辨率1,200dpi下采用四种颜色即青色、黄色、洋红色和黑色的组合，被印刷三原色合成黑的实心图像(solid image)。在图像已经干燥后，其密度采用反射式颜色分光光度比色测定密度计(由X-Rite，Inc.制造)测量。此时附着的油墨量为9.5g/m2。
<光泽度>
[206]所制备的油墨被供给到图3至7中所示的喷墨打印机，然后RICOH BUSINESS COAT GLOSS 100(背景：60°，光泽度：21)，一种光泽介质，在分辨率1,200dpi下采用四种颜色即青色、黄色、洋红色和黑色的组合，被印刷三原色合成黑的实心图像。在图像已经干燥后，在光入射角60°下的光泽度采用光泽计(MICRO-GROSS 60°，由Atlas Material Testing Technology LLC制造)进行测量。
<图像质量>
[207]所制备的油墨被供给到图3至7中所示的喷墨打印机，然后RICOH BUSINESS COAT GLOSS 100(背景：60°，光泽度：21)，一种光泽介质，在分辨率1,200dpi下采用四种颜色即青色、黄色、洋红色和黑色的组合，被印刷三原色合成黑的实心图像。在图像已经干燥后，其质量通过视觉观察进行判断。
[评价标准]
A：极佳
B：良好
C：稍差
D：差
[实施例2]
[208]油墨类似于实施例1的油墨进行制备，除了在油墨组合物的制备中含有炭黑的水不溶性乙烯基聚合物颗粒的水分散体的平均颗粒直径从70nm变成50nm外，并且对该实施例的油墨进行评价。结果显示在表2中。
[实施例3]
[209]油墨类似于实施例1的油墨进行制备，除了在油墨组合物的制备中含有炭黑的水不溶性乙烯基聚合物颗粒的水分散体的平均颗粒直径从70nm变成90nm外，并且对该实施例的油墨进行评价。结果显示在表2中。
[实施例4]
[210]油墨类似于实施例1的油墨进行制备，除了在油墨组合物的制备中，含有炭黑的水不溶性乙烯基聚合物颗粒的水分散体被变成体积平均粒径为70nm的制备实施例2的炭黑分散体，并且对该实施例的油墨进行评价。结果显示在表2中。
[实施例5]
[211]油墨类似于实施例1的油墨进行制备，除了在油墨组合物的制备中，制备实施例1的水分散体被变成制备实施例3的水分散体，并且对该实施例的油墨进行评价。结果显示在表2中。
[实施例6]
[212]油墨类似于实施例1的油墨进行制备，除了在油墨组合物的制备中，向黑色油墨中加入按质量计6.5％的硅氧烷改性的丙烯酸树脂细粒，并且对该实施例的油墨进行评价。结果显示在表2中。
[实施例7]
[213]油墨类似于实施例1的油墨进行评价，除了关于所制备的油墨组合物，含有炭黑的水不溶性乙烯基聚合物颗粒的水分散体的添加量从按质量计4.0％变成按质量计5.0％。结果显示在表2中。
[实施例8]
[214]油墨类似于实施例1的油墨进行评价，除了关于所制备的油墨组合物，含有炭黑的水不溶性乙烯基聚合物颗粒的水分散体的添加量从按质量计4.0％变成按质量计3.0％。结果显示在表2中。
[实施例9]
[215]油墨类似于实施例1的油墨进行评价，除了记录介质被变成由Nippon Paper Industries Co.，Ltd生产的AURORA COAT。结果显示在表2中。
[实施例10]
[216]油墨类似于实施例1的油墨进行评价，除了记录介质被变成“记录介质1”。结果显示在表2中。
[实施例11]
[217]油墨类似于实施例1的油墨进行评价，除了记录介质被变成“记录介质2”。结果显示在表2中。
[比较实施例1]
[218]油墨类似于实施例1的油墨进行制备，除了在油墨组合物的制备中，含有炭黑的水不溶性乙烯基聚合物颗粒的水分散体的平均颗粒直径从70nm变成20nm外，并且对该实施例的油墨进行评价。结果显示在表2中。
[比较实施例2]
[219]油墨类似于实施例1的油墨进行制备，除了在油墨组合物的制备中，含有炭黑的水不溶性乙烯基聚合物颗粒的水分散体的平均颗粒直径从70nm变成150nm外，并且对该实施例的油墨进行评价。结果显示在表2中。
[比较实施例3]
[220]油墨类似于实施例1的油墨进行评价，除了关于所制备的油墨组合物，印刷介质从RICOH BUSINESS COAT GLOSS 100——一种光泽介质变成膜材料(LUMIRROR U10，由Toray Industries，Inc.生产)。结果显示在表2中。
[比较实施例4]
[221]油墨类似于实施例1的油墨进行评价，除了关于所制备的油墨组合物，印刷介质从RICOH BUSINESS COAT GLOSS 100——一种光泽介质变成光泽介质(SUPER FINE PAPER，由Seiko EpsonCorporation生产)。结果显示在表2中。
[比较实施例5]
[222]油墨类似于实施例1的油墨进行评价，除了黑色实心图像仅利用黑色油墨进行印刷。结果显示在表2中。
[比较实施例6]
[223]油墨类似于实施例1的油墨进行评价，除了关于所制备的油墨组合物，含有炭黑的水不溶性乙烯基聚合物颗粒的水分散体的添加量从按质量计4.0％变成按质量计6.0％。结果显示在表2中。
[比较实施例7]
[224]油墨类似于实施例1的油墨进行评价，除了关于所制备的油墨组合物，含有炭黑的水不溶性乙烯基聚合物颗粒的水分散体的添加量从按质量计4.0％变成按质量计8.0％。结果显示在表2中。
[比较实施例8]
[225]油墨类似于实施例1的油墨进行评价，除了关于所制备的油墨组合物，含有炭黑的水不溶性乙烯基聚合物颗粒的水分散体的添加量从按质量计4.0％变成按质量计2.0％。结果显示在表2中。
表2
Figure A20088000052100471
[226]从表2中判断，发现相比比较实施例1至8的记录油墨，实施例1至11的全部记录油墨在光泽介质上具有高的图像密度以及具有优良的光泽度和图像质量。
工业实用性
[227]本发明的喷墨记录装置和喷墨记录方法可以被用于基于喷墨记录系统的各种类型的记录。例如，它们可以特别适合应用于喷墨记录打印机、传真设备、复印机、打印机/传真/复印机一体机等等。

Claims (14)

1.喷墨记录方法，其包括：
利用黑色油墨和彩色油墨的组合将三原色合成黑的黑色图像记录到记录介质上，
其中所述黑色油墨包括水、水溶性有机溶剂、表面活性剂和体积平均粒径为40nm至100nm的炭黑，并且所述彩色油墨包括含青色颜料的青色油墨、含洋红色颜料的洋红色油墨和含黄色颜料的黄色油墨，
其中所述黑色油墨中固体含量A与所述黑色油墨中水溶性有机溶剂含量B的质量比(A/B)在1/8至1/15的范围内，并且
其中所述记录介质包括载体，以及施加到所述载体的至少一个表面上的涂布层，在温度23℃和相对湿度50％下，在100ms的接触期间通过动态扫描吸收计所测量的转移到所述记录介质的净化水的量为2ml/m2至35ml/m2，并且在温度23℃和相对湿度50％下，在400ms的接触期间通过动态扫描吸收计所测量的转移到所述记录介质的净化水的量为3ml/m2至40ml/m2。
2.根据权利要求1所述的喷墨记录方法，其中所述黑色油墨和所述彩色油墨包含体积平均粒径为10nm至300nm的树脂细粒。
3.根据权利要求2所述的喷墨记录方法，其中所述黑色油墨中炭黑含量C与所述黑色油墨中树脂细粒含量D的质量比(C/D)在1/0.05至1/2的范围内。
4.根据权利要求2和3中任一项所述的喷墨记录方法，其中所述树脂细粒选自丙烯酸树脂细粒、甲基丙烯酸树脂细粒、苯乙烯树脂细粒、聚氨酯树脂细粒、丙烯酰胺树脂细粒、聚酯树脂细粒、丁二烯树脂细粒和通过混合这些细粒所产生的树脂细粒。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的喷墨记录方法，其中所述炭黑被涂布水不溶性乙烯基聚合物。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的喷墨记录方法，其中所述炭黑在其表面上具有亲水性基团，并且所述亲水性基团是选自-COOM、-COOH、-SO3M、-SO3H、-PO3HM、-PO3M2、-PO3H2、-SO2NH2和-SO2NHCOR的官能团，其中M表示碱金属、铵或有机铵，并且R表示具有1至12个碳原子的烷基、可具有取代基的苯基或可具有取代基的萘基。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的喷墨记录方法，其中所述炭黑借助于表面活性剂进行分散。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的喷墨记录方法，其中所述炭黑在其表面上具有接枝聚合物基团。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的喷墨记录方法，其中所述炭黑包括下述之一：在其表面上具有阴离子基团或阳离子基团的聚合物分散剂；和其表面被直接或间接涂布具有阴离子基团或阳离子基团的化合物的炭黑。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的喷墨记录方法，其中所述水溶性有机溶剂为选自下列中的至少一种：甘油、乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、一缩二丙二醇、三丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、2，3-丁二醇、1，4-丁二醇、2-甲基-1，3-丁二醇、3-甲基-1，3-丁二醇、1，5-戊二醇、四甘醇、1，6-己二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、聚乙二醇、1，2，4-丁三醇、1，2，6-己三醇、硫二甘醇、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮和N-羟乙基-2-吡咯烷酮。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的喷墨记录方法，所述记录介质的涂布层的固体含量为0.5g/m2至20.0g/m2，并且所述记录介质的定量为50g/m2至250g/m2。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的喷墨记录方法，其中所述油墨附着到所述记录介质的量为1.5g/m2至15g/m2。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的喷墨记录方法所记录的喷墨记录物，其包括：
实心记录部分，其图像密度为2.0或以上并且在60°的光入射角下光泽度为50或以上。
14.用于获得根据权利要求13所述的喷墨记录物的喷墨记录装置，其包括：
喷墨单元，其被配置为通过将刺激施加到所述油墨上而喷射所述油墨以便记录图像。
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