CN103358708B - 喷墨记录设备和喷墨记录方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及喷墨记录设备和喷墨记录方法。根据本发明的一方面,通过切断托架(30)的扫描方向(Y)的行进方向后侧的临时固化辐照装置(32A、32B),进行滴喷射,而在滴喷射刚刚喷射之后不进行油墨的临时固化。油墨的临时固化是当托架在与滴喷射过程中的方向相反的方向扫描的过程中,通过在托架(30)的扫描方向(Y)的行进方向前侧的临时固化辐照装置(32A、32B)来进行的。

Description

喷墨记录设备和喷墨记录方法
发明背景
技术领域
本发明涉及一种喷墨记录设备和喷墨记录方法,更具体地涉及喷墨记录设备和喷墨记录方法,其使用通过活性光束例如紫外光辐照来固化的油墨。
相关领域说明
常规地,成像是在记录介质上通过将油墨从喷墨头喷射到记录介质的记录表面上来进行的。在通过这种喷墨记录设备来成像的领域中,已经基于使用紫外线可固化油墨的方法而开发了记录设备,所述的油墨含有具有对紫外光规定的敏感性的光引发剂;通过在其上发射紫外光,来将已经沉积在记录介质上的该紫外线可固化油墨进行固化并且固定到该记录介质上。
在使用紫外线可固化油墨的喷墨记录设备中,将用于发射紫外光的光源安装在其上安装有喷墨头的托架(carriage)上,该紫外光光源跟在喷墨头后面进行扫描,并且在油墨滴落于介质上之后立即将紫外光发射到油墨滴上,由此防止油墨滴的位置移动。
为了通过紫外光辐照来固化紫外线可固化油墨,必需使用高敏感性油墨,但是如果油墨的光敏性高,则在沉积的油墨滴中会出现非常明显的波浪形状,并且该油墨会以在沉积的油墨滴中有波浪形状的状态固化。因此,存在着图像光泽度降低的问题。
为了解决这种问题,例如日本专利申请公开No.2011-73330公开了一种喷墨印刷机结构,其包括用于临时固化(钉扎(pinning))的辐照单元和用于主固化的辐照单元,其中当以高光泽印刷模式运行时,通过用低辐照量进行临时固化来促进油墨的光滑化,来获得具有光泽饰面的图像。WO09/148074公开了在喷射透明油墨后通过发射紫外光并且经过一段时间来使得表面变得光滑,来提高光泽度。
发明内容
但是,使用高敏感性油墨时,波浪形状变得更明显。所以,日本专利申请公开No.2011-73330和WO09/148074中所述的设备和方法没有产生足够的光泽度。此外,日本专利申请公开No.2011-73330描述了通过控制UV光的发射量和托架扫描速度来改变与透明油墨流平度有关的光泽度,但是没有描述彩色油墨的流平。此外,WO09/148074也仅仅描述了在油墨喷射后和紫外光辐照前确保足够的时间来流平透明的油墨,并且没有提及彩色油墨的流平。所以,油墨的流平在彩色油墨中不会实现,发生了皱纹和失去了光泽饰面。此外,使用日本专利申请公开No.2011-73330的设备,光泽度是通过降低临时固化(钉扎)的亮度来提高的,但是没有提及在UV光辐照之前,确保从油墨沉积规定的时间。
本发明是考虑这些情况而设计的,其一个目标是基于UV光辐照之前的时间与UV光亮度之间的关系,通过抑制发生在喷射的彩色油墨滴表面上的皱纹的发生来改进光泽度。
为了实现上述目标,本发明一方面提供了一种喷墨记录设备,其包括:托架,其装备有:发射单元,其发射活性光束;和成像单元,其通过油墨的喷墨喷射而形成图像,该油墨是通过活性光束来固化的,其中该托架具有扫描装置,其在垂直于记录介质传送方向的扫描方向上双向扫描记录介质,和该发射单元包括临时固化装置和主固化装置,该临时固化装置在扫描方向提供在成像单元的两侧,和该主固化装置提供在记录介质的传送方向的下游侧,该喷墨记录设备进一步包含控制单元,当接通扫描方向前侧的临时固化装置并切断扫描执行方向后侧的临时固化装置时,控制单元执行滴喷射。
根据本发明,通过切断扫描方向的行进方向后侧的临时固化装置,进行滴喷射,而在刚刚滴喷射之后不进行油墨的临时固化。油墨的临时固化是在与滴喷射过程中的方向相反的方向上扫描的过程中,通过在扫描方向的行进方向前侧的临时固化辐照装置来进行的。因此,由于从滴喷射到临时固化之前的时间会增加,因此作为滴已经被喷射的油墨能够在从滴喷射到临时固化之前的时间内变得流平(leveled)。所以,能够降低图像表面上波浪皱纹的形成,和因此能够形成易于反射光的光滑表面和能够改进光泽度。
“在扫描方向的行进方向前侧的临时固化装置”表示该临时固化装置在成像单元之前,和“在扫描方向的行进方向后侧的临时固化装置”表示该临时固化装置在成像单元之后。因为托架可以在两个方向上进行扫描动作,因此前侧和后侧临时固化装置根据行进方向是不同的。
在涉及到本发明另一方面的喷墨记录设备中,优选地是临时固化装置的发射是在油墨滴喷射后0.1s-3s的范围中进行的。
根据涉及到本发明另一方面的喷墨记录设备,通过将从滴喷射到临时固化的时间设定到上述范围内,可以形成具有改进的光泽度的图像。如果到临时固化之前的时间长于上述范围,则易于发生条带(banding)不均匀性(密度不均匀性或者光泽不均匀性对应于样品宽度而周期性发生)。
在涉及到本发明另一方面的喷墨记录设备中,优选地,油墨是彩色油墨。
根据涉及到本发明另一方面的喷墨记录设备,可以抑制在所形成的图像中皱纹的发生,甚至当使用彩色油墨也是如此,并因此该喷墨记录设备可以理想地用于彩色油墨。这里“彩色油墨”表示除了白色油墨和透明油墨之外的油墨。
在根据本发明另一方面的喷墨记录设备中,优选地,该油墨包含自由基可聚合化合物作为组分A、自由基聚合引发剂作为组分B和着色剂作为组分C;组分A包含单官能自由基可聚合化合物作为组分A-1和多官能自由基可聚合化合物作为组分A-2;组分A-1包含N-乙烯基化合物作为组分A-1-1和下式(I)所示的化合物作为组分A-1-2;组分A-1的含量相对于组分A的总重量不小于50重量%并且不大于90重量%;组分A-1-1的含量相对于组分A-1的总重量不小于10重量%并且不大于40重量%;组分A-1-2的含量相对于组分A-1的总重量不小于5重量%并且不大于90重量%;和组分A-2包含至少两种类型的下式(II)所示的化合物,组分A-2的含量相对于组分A的总重量不小于0.1重量%并且不大于25重量%。
[式1]
(其中,R1、R2和R3分别和独立地代表氢原子、甲基或者乙基,和X1代表单键或者二价连接基团。)
[式2]
(其中R11分别和独立地代表氢原子或者具有1-6个碳原子且可以是被取代的烷基,R12代表氢原子或者具有1-6个碳原子且可以是被取代的烷基,R13分别和独立地代表氢原子或者甲基,X2代表单键或者二价连接基团,和p、q和r分别和独立地代表0-5的整数)。
根据本发明的另一方面,光泽度可以通过在形成图像中使用上述油墨组合物来进一步改进。
在涉及到本发明另一方面的喷墨记录设备中,优选地是托架在扫描方向上的移动距离等于记录介质的宽度。
根据该涉及到本发明另一方面的喷墨记录设备,通过将托架的移动距离设定为等于记录介质宽度的距离,可以确保从滴喷射到临时固化前预定的时间。
在该涉及到本发明另一方面的喷墨记录设备中,优选地是托架在扫描方向上的移动距离是扫描装置从端部到端部可能的移动距离。
根据该涉及到本发明另一方面的喷墨记录设备,通过将托架的移动距离设定为扫描装置的最大可能移动距离,可以进一步提高从滴喷射到临时固化的时间,并因此临时固化可以以滴喷射后油墨的流平进一步进行(这意味着光泽度可以被进一步改进)的状态进行。
在该涉及到本发明另一方面的喷墨记录设备中,优选地是油墨的滴喷射是在托架移动的两个方向上进行的。
根据该涉及到本发明另一方面的喷墨记录设备,因为油墨滴喷射可以在托架移动的两个方向上进行,因此可以在相对于油墨滴喷射的两个方向上进行油墨的流平。
在该涉及到本发明另一方面的喷墨记录设备中,优选地是油墨的滴喷射仅仅在托架移动两个方向之一的方向上进行。
根据该涉及到本发明另一方面的喷墨记录设备,可以实现油墨的流平,甚至当油墨滴喷射是当托架仅仅在一个方向上移动时来进行时也是如此。
为了实现上述目标,本发明提供了一种喷墨记录方法,包括:传送记录介质的记录介质传送步骤;在垂直于记录介质传送方向的扫描方向上,扫描该记录介质的扫描步骤,该步骤是通过托架来进行的,托架装备有发射活性光束的发射单元和通过油墨的喷墨喷射形成图像的成像单元,该油墨通过活性光束被固化,该扫描步骤能够进行双向扫描;在扫描步骤过程中通过喷墨来喷射油墨的油墨喷射步骤;临时固化装置变化步骤,控制在扫描方向上提供在成像单元的两侧的临时固化装置,来在扫描方向前侧接通临时固化装置和在扫描方向后侧切断临时固化装置;以在与油墨喷射步骤的扫描方向相反方向上的扫描运行过程中,将已经沉积到记录介质上的油墨滴进行不完全固化的程度发射活性光束的临时固化步骤;和发射活性光束的主固化步骤,其通过对在临时固化步骤中已经曝过光的油墨滴进行另外的曝光,来完全固化该油墨滴。
根据本发明,可以实现与上述喷墨记录设备类似的有益效果。
根据本发明的喷墨记录设备和喷墨记录方法,可以通过控制活性光束例如紫外光束的亮度和到发射之前的时间,来抑制在作为滴已经被喷射的油墨表面上的皱纹的发生,和因此能够改进所形成的图像的光泽度。
附图说明
本发明的性质,以及其的其他目标和优点,将在下面参考附图来解释,其中在整个附图中,相同的附图标记表示相同的或者类似的部件,和其中:
图1是涉及到本发明的一种实施方案的喷墨记录设备的外部透视图;
图2是一个说明性图,其说明了在图1所示的喷墨记录设备中,纸张传送路线的示意图;
图3是一个平面图透视图,其表示了图1所述的喷墨头构造的一个例子;
图4A和4B是油墨喷射表面的平面图,其表示了喷墨头中的喷嘴排列;
图5是一个横截面图,其表示了喷墨头的内部结构;
图6是一个方框图,其表示了图1所示的喷墨记录设备的油墨供给系统的构造;
图7是一个方框图,其表示了图1所示的喷墨记录设备的控制系统的主要组成;
图8A和8B是表示了当托架移动通过记录介质的宽度时从油墨滴喷射到临时固化的时间期间的图;
图9A和9B是表示了当托架移动通过记录介质的宽度时从油墨滴喷射到临时固化的时间期间的图;
图10A和10B是表示了当托架移动通过可能的移动宽度时从油墨滴喷射到临时固化的时间期间的图;
图11A-11F是表示了在单向印刷的情况中半色调百分率(%)和光泽度(%)之间的关系的图;
图12A-12F是这样的图,其表示了在双向印刷的情况中,当行进方向后侧的亮度降低到前侧亮度的42%时,半色调百分率(%)和光泽度(%)之间的关系;
图13A-13F是这样的图,其表示了在双向印刷的情况中,当托架移动通过记录介质宽度时,半色调百分率(%)和光泽度(%)之间的关系;
图14A-14F是这样的图,其表示了在双向印刷的情况中,当托架移动通过可能的移动范围宽度时,半色调百分率(%)和光泽度(%)之间的关系;
图15A和15B是图像形成之后激光扫描显微镜图像;和
图16A和16B是图15A和15B所示的激光扫描显微镜图像的傅里叶变 换图像。
具体实施方式
(喷墨记录设备的通用组成)
图1是涉及到本发明的一种实施方案的喷墨记录设备的外部透视图。这个喷墨记录设备10是宽式印刷机,其通过使用辐射束(活性光束)可固化的油墨(UV可固化油墨)在记录介质12上形成了彩色图像。宽式印刷机是一种适于记录宽成像范围的设备,例如用于大型海报或者商业墙体广告等。这里,对应于具有super A3或更大尺寸的介质的印刷机被称作“宽式”。
喷墨记录设备10包括设备主体20和支撑该设备主体20的架子22。设备主体20包括经按需滴加类型的喷墨头24(其朝着记录介质(介质)12喷射油墨)、压印盘(platen)26(其支撑记录介质12)和导向机构28和托架30(其形成了头移动装置(扫描装置))。
将导向机构28布置从而沿着扫描方向(Y方向)在压印盘26上延伸,扫描方向(Y方向)平行于压印盘26的介质支撑表面和垂直于记录介质12的传送方向(X方向)。托架30被支撑使得它能够沿着导向机构28在Y方向上进行往复移动。喷墨头24安装在托架30上,和临时固化光源(钉扎光源)32A、32B和主固化光源(固化光源)34A、34B(其在记录介质12之后发射活性光束例如紫外光到油墨上)也安装在托架30上。
临时固化光源32A、32B是这样的光源,其发射活性光束例如紫外光,用于将油墨临时固化到一定程度,由此使得从喷墨头24喷射的油墨滴在落着于记录介质12上之后,相邻的滴不结合在一起。从临时固化光源32A、32B发射活性光束例如紫外光到油墨上的油墨被临时固化到避免了落着干扰同时允许点膨胀(允许点充分铺展)的程度。
主固化光源34A、34B是这样的光源,其在临时固化后进行另外的曝光,并且其发射活性光束例如紫外光来最后完全固化油墨(主固化)。主固化光源34A、34B是这样的光源,其在活性光束例如紫外光已经从临时固化光源32A、32B发射到记录介质12上的油墨上之后进行继续的曝光,并且其最终发射活性光束例如紫外光用于完全固化(主固化)油墨。
位于托架30上的喷墨头24、临时固化光源32A、32B和主固化光源 34A、34B与托架30协同地(一起)沿着导向机构28移动。托架30的往复移动方向(Y方向)对应于“主扫描方向”,和记录介质12的传送方向(X方向)对应于“副扫描方向”。
各种介质可以用于该记录介质12,而对于材料没有任何限制,例如纸张、无纺布、氯乙烯、化合物化学纤维、聚乙烯、聚酯、焦油帆布等,或者不管该介质是渗透性的还是非渗透性的。记录介质12是以滚动态(参见图2)从设备后表面来供给的,并且在印刷后,将该介质卷到设备前侧的卷取辊上(图1未示出,但是在图2中用附图标记44来表示)。油墨滴从喷墨头24喷射到记录介质12(其是在压印盘26上传送的)上,并且活性光束例如紫外光从临时固化光源32A、32B和主固化光源34A、34B发射到已经沉积在记录介质12上的油墨滴上。
在图1中,当从前面观察所述设备时,油墨盒(ink cartridge)36的安装部38被提供在设备主体20的左侧前面。油墨盒36是可更替的油墨供给源(油墨槽),其存储了辐射束(活性光束)可固化的油墨。提供油墨盒36来对应于在本发明的实施例中的喷墨记录设备10中所用的各油墨。每个颜色的各自油墨盒36分别通过油墨供给通道(未示出,其是独立形成的)连接到喷墨头24上。油墨盒36在各自颜色的油墨的剩余量变低时被更换。
虽然图中未示出,但是从前侧观察时,在设备主体20的右手侧提供了用于喷墨头24的维护单元。这个维护单元包括帽子(用于在不印刷时保持喷墨头24潮湿)和擦拭元件(刀片、网等,用于清洁喷墨头24的喷嘴表面(油墨喷射表面))。该帽子(其封盖了喷墨头24的喷嘴表面)具有油墨容器,用于在维护时接受从喷嘴喷射的油墨滴。
(记录介质传送路线的说明)
图2是一个原理图,其表示了喷墨记录设备10中记录介质传送路线的示意图。如图2所示,压印盘26是以倒置的沟槽形来形成的,并且其上表面是记录介质12的支撑表面(介质支撑表面)。一对压料辊40(其形成了记录介质传送装置,用于间歇地传送记录介质12)被提供在压印盘26在记录介质传送方向(X方向)上的上游侧,与压印盘26相邻。这些压料辊40将记录介质12在记录介质传送方向上移动通过压印盘26。
记录介质12(其是从供给侧辊(放线供给辊(pay-out supply roll))42输出的,该辊子构成了辊对辊类型介质传送装置)是在记录介质传送方向上通过这对压料辊40间歇传送的,压料辊40提供在印刷单元入口开口中(在记录介质传送方向中,在压印盘26的上游侧)。当记录介质12到达喷墨头24正下方的印刷单元时,通过成像单元23进行印刷,然后该记录介质在印刷后卷绕到卷取辊44上。用于记录介质12的导轨46提供在印刷单元在记录介质传送方向上的下游侧。
用于在印刷过程中调节记录介质12的温度的温度调节单元50提供在压印盘26的后表面上(与支撑记录介质12的表面相反的表面上),处于与印刷单元的喷墨头24相对的位置上。当记录介质12在印刷过程中被调节到规定的温度时,沉积在该记录介质12上的油墨滴的粘度、表面张力和其他物理性质呈现为规定值,并且可以获得期望的点直径。根据需要,可以在温度调节单元50的上游侧提供加热预调整单元52或者在温度调节单元50的下游侧提供加热后调整单元54。
(成像单元的构造)
图3是一平面图透视图,表示了排列在托架30上的喷墨头24、临时固化光源32A、32B和主固化光源34A、34B的排列的一个例子。
喷嘴行61W、61M、61Lm、61C、61Lc、61Y、61K、61CL提供在喷墨头24中,用于喷射白色油墨(W)(CL)、黄色(Y)、品红(M)、青色(C)、黑色(K)、亮青色(Lc)、亮品红(Lm)和透明(透明的)油墨各自颜色的油墨。在图3中,喷嘴行是用点线来表示的,并且没有示意单个喷嘴。此外,在下面的说明书中,喷嘴行61W、61M、61Lm、61C、61Lc、61Y、61K和61CL通常用附图标记61来表示。
油墨颜色(颜色数目)和颜色组合的类型不限于本发明的实施方案。例如,还可以采用取消了Lc和Lm喷嘴行的模式、取消了CL喷嘴行或者W喷嘴行的模式、加入了用于金属油墨的喷嘴行的模式、提供了用于金属油墨的喷嘴行来代替W喷嘴行的模式,或者加入了喷射特定颜色的油墨的喷嘴行的模式。此外,各颜色的喷嘴行的排列次序没有具体限制。但是,理想的组成是这样的,其中多种油墨类型的对于活性光束具有低的固化敏感性 响应的油墨靠近临时固化光源32A或者临时固化光源32B来排列。
能够形成彩色图像的喷墨头24可以由通过形成用于每个颜色的喷嘴行61的头模块和将这些头模块排列在一起而构成。例如,可以采用如下的模式,其中具有喷射黄色油墨的喷嘴行61Y的头模块24Y、具有喷射品红油墨的喷嘴行61M的头模块24M、具有喷射青色油墨的喷嘴行61C的头模块24C、具有喷射黑色油墨的喷嘴行61K的头模块24K和分别具有喷嘴行61Lc、61Lm、61CL、61W(其喷射Lc、Lm、CL和W的各自颜色的油墨)的头模块24Lc、24Lm、24CL、24W是在托架30往复移动的方向上(主扫描方向,Y方向)等距离排列的。由各自颜色的头模块24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24K组成的模块组(头组)可以每个解释为“喷墨头”,或者每个模块可以分别解释为“喷墨头”。或者,还可以采用这样的模式,其中油墨流动通道是根据一个喷墨头24内的颜色来区分的,并且在一个头内提供了喷射多种颜色的油墨的喷嘴行。
在每个喷嘴行61中,多个喷嘴是在记录介质的传送方向上(副扫描方向,X方向)以相同的间隔排列成一行的(一条直线)。在根据本发明的实施方案的喷墨头24中,构成喷嘴行61的喷嘴的排列间距(喷嘴间距)是254μm(100dpi),构成喷嘴行61的喷嘴数是256个喷嘴,并且喷嘴行61的总长度Lw(喷嘴行的总长度)是大约65mm(254μm×255=64.8mm)。此外,喷射频率是15kHz,和10pl、20pl、30pl三种类型的喷射滴体积可以通过改变驱动波形来选择性喷射。
虽然在下面描述细节,但是在本发明的实施方案中显示了用于通过喷墨记录设备10来进行图像记录的多道方法(multi-pass method)。此外,通过临时固化光源32A、32B和主固化光源32A、32B的曝光是根据基于多道方法的图像记录来控制的。
(喷墨头的结构)
图4A是一个表示了喷墨头24中的喷嘴排列的平面图透视图,并描述了用于一种颜色的喷嘴行61构成了一个头模块24的模式。如图4A所示,用于一种颜色的喷嘴行61具有沿着副扫描方向排列成一行的喷嘴70。喷嘴70连接到压力室72(用点线表示),其容纳了要喷射的油墨。如图4B所示, 还可以采用其中喷嘴70是以两行错排来排列的模式。
图5是表示了喷墨头24的三维结构的横截面图,并且说明了对应于一个喷嘴(一个喷射元件)的结构。在本发明的实施方案中所用的喷墨头24的油墨喷射方法可以使用一种方法(压电喷射方法),其通过使得压电元件(压电驱动器(piezo actuator))变形来推进油墨滴。辐射束(活性光束)可固化油墨通常具有比基于溶剂的油墨更高的粘度,并因此在具有相对大的喷射力的压电喷射系统中是有利的。
还可以采用热方法,其中提供了加热器来加热压力室72内的油墨,并且通过油墨薄膜沸腾现象将油墨从喷嘴70中喷出。
除了每个经由喷嘴流动通道71连接到喷嘴70上之外,压力室72还经由供给口(供给限流器)74连接到公共的流动通道76上。公共流动通道76连接到喷嘴70(其构成了一种颜色的喷嘴行61(参见图3))各自相应的压力室72上,并且将油墨供给到压力室72。
压电元件80在对应于压力室72的处于压力室72外部表面上的位置处,提供在隔膜78(其构成了压力室72的顶表面)上。压电元件80每个具有这样的结构,其中压电体夹在上电极82和下电极84之间,并且产生了扭曲变形,由此当在上电极82和下电极84之间施加驱动电压时,引起隔膜78变形。
当根据图像数据将驱动电压供给到压电元件80时,隔膜78变形,并且压力室72的体积减小,由此将体积对应于压力室72减小体积的油墨从喷嘴70中喷出。当停止向压电元件80供给驱动电压时,压电元件80的扭曲变形恢复,压力室72恢复到它的初始形状,并且油墨从公共流动通道76经由供给口74填充到压力室72中。
喷墨头24的喷嘴板70A的油墨喷射表面70B具有亲液性质。亲液化处理方法可以是在喷嘴板70A的至少一部分的油墨喷射表面70B上形成了一层或多层非斥墨层的方法。
更具体地,在至少一部分的油墨喷射表面70B中,理想地是提供通过选自金、不锈钢、铁、钛、钽、铂、铑、镍、铬、硅氧化物、氮化硅和氮化铝中的至少一种材料形成的层,更理想地是提供通过选自金、不锈钢、铁、钛、硅氧化物、氮化硅和氮化铝中的至少一种材料形成的层;甚至更 理想地是提供通过选自金、不锈钢和硅氧化物中的至少一种材料形成的层;并且优选地是提供通过硅氧化物形成的层。
亲液处理方法可以使用公知的方法,并且虽然没有具体限制,但是可以是例如(1)通过硅喷嘴板表面的热氧化形成硅氧化物膜的方法;(2)氧化性地形成了硅或者非硅的材料的氧化物膜的方法;或者(3)形成了金属层的方法。这些方法的细节可以参见US专利申请公开No.2010/0141709。
(油墨供给系统)
图6是一个方框图,其表示了喷墨记录设备10的油墨供给系统的构造。如图6所示,容纳在油墨盒36中的油墨被供给泵90吸入,并且经由副槽92传送到喷墨头24。在副槽92中,提供了用于调节其中的油墨的压力的压力调节单元94。
压力调节单元94包括减压泵97(其依靠阀门96连接到副槽92上)和压力表98(其提供在阀门96和减压泵97之间)。
在通常的印刷过程中,减压泵97在吸入副槽92内的油墨并且在副槽92内保持负压和在喷墨头24内保持负压的方向上运行。另一方面,在喷墨头24维护过程中,减压泵77在提高副槽92内的油墨压力由此强制升高副槽92的内压和喷墨头24的内压,并且喷墨头24内的油墨经由喷嘴喷出的方向上运行。已经被强制从喷墨头24中喷出的油墨容纳在上述帽(未示出)的油墨容器中。
在本发明实施方案所述的喷墨记录设备10中,在图6所示的油墨供给系统中,调节油墨温度来保持在均匀的范围内。作为用于保持均匀的油墨温度例如保持副槽92中的油墨温度的一个组成例子,将温度传感器和加热器提供在油墨流动通道,该通道将油墨从副槽92供给到喷墨头24,并且加热器是基于温度传感器的探测结果来运行的。
此外,一种理想的模式是这样的,其中油墨从油墨盒36被送到喷墨头24所经之处以油墨不受外部温度变化影响的方式覆盖有绝热材料。此外,一种理想的模式是这样的,其中加热器提供在喷墨头24的内部,并且对喷墨头24内的温度进行管理。
在本发明的实施方案所示的喷墨记录设备中,将在25℃的油墨粘度调 整到不大于50mPa·s,并且确保喷射稳定性。例如将油墨以油墨粘度从3mPa·s变成15mPa·s这样的方式从25℃加热到80℃。更理想的,将油墨以油墨粘度从3mPa·s变成13mPa·s这样的方式从25℃加热到50℃。
本发明所用的辐射束(活性光束)可固化油墨组合物具有比通常用作通常喷墨记录用油墨组合物的水性油墨组合物更高的粘度,并因此由于喷射时温度变化而引起的粘度变化是大的。油墨组合物粘度的变化对于滴尺寸的变化和滴喷射速度的变化有很大的影响,并因此引起了图像质量的劣化。因此,必需将油墨组分的温度在喷射过程中尽可能保持均匀。
所以,油墨温度的控制范围理想地是处于设定温度的±5℃内,更理想地处于设定温度的±2℃内,和甚至更理想地处于设定温度的±1℃内。油墨温度是通过下述的控制系统来管理的。
(喷墨记录设备控制系统的构成)
图7是一个方框图,其表示了涉及到本发明的一种实施方案的喷墨记录设备10的控制系统的主要构成。如图7所示,喷墨记录设备10具有控制设备102作为控制装置。
对于这种控制设备102,可以使用例如装备有中央处理器(CPU)的计算机等。控制设备102充当了控制设备用于根据规定的程序来控制整个喷墨记录设备10,以及充当了计算设备用于进行各计算。控制设备102包括记录介质传送控制单元104、托架驱动控制单元106、光源控制单元108、图像处理单元110和喷射控制单元112。这些各自的单元是通过硬件电路或者软件或者它们的组合来实现的。
记录介质传送控制单元104控制了传送驱动单元114来传送记录介质12(参见图1)。传送驱动单元114包括驱动电机,其驱动了图2所示的压料辊40及其驱动电路。记录介质12(其是在压印盘26上传送的(参见图1))是在副扫描方向上根据喷墨头24在主扫描方向上所进行的往复扫描动作(印刷通过动作)来间歇传送的。
图7所示的托架驱动控制单元106控制主扫描驱动单元116,用于在主扫描方向上移动托架30(参见图1)。主扫描驱动单元116包括连接到托架30的移动机构上的驱动电机、及其控制电路。光源控制单元108是控制装 置,其通过LED驱动电路118控制临时固化光源32A、32B的UV-LED元件(图7未示出)的光发射,以及通过LED驱动电路控制主固化光源34A、34B的UV-LED元件119的光发射。此外,光源控制单元108还控制了临时固化光源32A、32B的接通和切断。临时固化光源32A、32B的接通和切断是以这样的方式来控制的,即,切断扫描方向的行进方向后侧的临时固化光源和接通在前侧的。所以,临时固化光源的接通和切断是以这样的方式来控制的,即,在托架30往复扫描移动的向外移动和返回移动中,临时固化光源的接通和切断是相反的。
输入设备120例如操作面板和显示设备122连接到控制设备102上。输入设备120是这样的装置,通过其来将外部操作信号手动输入到控制设备102,并且可以使用不同的形式,例如键盘、鼠标、触摸屏或者操作钮等。显示设备122可以使用不同的形式,例如液晶显示器、有机EL显示器、CRT等。操作者通过操作输入设备120能够选择成像模式、输入印刷条件和输入和编辑附加条件等,并且经由显示设备122上的显示能够确认输入细节和各种信息例如搜索结果。
此外,在喷墨记录设备10中提供有信息存储单元124,其存储了各种信息和图像输入界面126,用于获得印刷用的图像数据。可以将用于图像输入界面的连续界面或者平行界面应用于这种界面。还可以安装缓冲存储器(未示出),用于实现高速通信。
经由图像输入界面126的图像数据输入通过图像处理单元110被转化成用于印刷的数据(点数据)。通常,点数据是通过将多色调图像数据进行颜色转化处理和半色调处理来产生的。颜色转化处理是这样的处理,其用于将sRGB系统所代表的图像数据(例如RGB各自颜色的8位RGB图像数据)转化成喷墨记录设备10所使用的油墨各自颜色的图像数据。
半色调处理是这样的处理,其用于通过误差扩散、阈值矩阵等,将通过颜色转化处理所产生的各颜色的颜色数据转化成各颜色的点数据。进行半色调处理的装置可以使用不同种类的公知的方法,例如误差扩散方法、浓淡处理(dithering)方法、阈值矩阵方法、密度图案方法等。半色调处理通常将具有M值(M≥3)的渐变图像数据转化成具有N值(N<M)的渐变图像数据。在最简单的例子中,该图像数据被转化成具有二进制值(点打开/点关 闭)的点图像数据,但是在半色调处理中,还可以在多个值中进行量子化,所述的多个值对应于不同类型的点尺寸(例如三种类型的点:大点、中点和小点)。
将以此方式获得的双值或者多值图像数据(点数据)用于驱动(打开)或者不驱动(关闭)各喷嘴,或者在多值数据的情况中,作为油墨喷射数据(滴控制数据)用于控制滴体积(点尺寸)。
喷射控制单元112基于在图像处理单元110中所产生的点数据,而产生了用于头驱动电路128的喷射控制信号。此外,喷射控制单元112包括驱动波形发生单元(未示出)。该驱动波形发生单元是这样的装置,其产生了驱动电压的电压波形,用于驱动喷射能量产生元件(在本发明的实施方案中是压电元件),其对应于喷墨头24的各喷嘴。
驱动波形数据事先存储在信息存储单元124中,根据需要和在需要时将要用的驱动波形数据输出。将来自驱动波形发生单元的驱动波形输出供给到头驱动电路128。来自驱动波形发生单元的信号输出可以是数字波形数据或者模拟电压信号。
油墨是如下从相应的喷嘴喷出的:经由头驱动电路128施加公共驱动电压信号到喷墨头24的喷射能量产生装置上,并且根据各喷嘴的喷射时限来接通和切断转换元件(未示出,其连接到能量产生元件的单个电极上)。
控制设备102的CPU所执行的程序和控制目的所需的各种数据被存储在信息存储单元124中。信息存储单元124存储了对应于成像模式的解析度设定信息、道(pass)数(扫描重复数)、控制副扫描量所必需的信息和用于临时固化光源32A、32B和主固化光源34A、34B的控制信息等。
编码器130连接到主扫描驱动单元116的驱动电机和传送驱动单元114的驱动电机上,并且输出了对应于驱动电机的旋转量和旋转速度的脉冲信号,将这个脉冲信号提供给控制单元102。托架30的位置和记录介质12的位置(参见图1)是基于来自编码器130的脉冲信号输出来确定的。
传感器132包括提供在所述设备的各部件上的传感器。例如,记录介质12的宽度是基于通过传感器132所获得的传感器信号来确定的,其使用了传感器来测定安装在托架30上的记录介质12的宽度。
传感器132的另一例子是温度传感器(其测定油墨的温度)、位置传感 器(其测定记录介质的位置)、压力传感器等。例如,基于由测定油墨温度的温度传感器所获得的油墨温度信息,控制设备102将命令信号发送到加热器控制单元(未示出),该加热器控制单元基于来自控制设备102的指令信息来控制加热器的运行。图7所示的组成可以适当改变、增删。
(基于多道印刷方法的成像方法的描述)
接下来将描述一种基于多道(multi-pass)印刷方法的成像方法。当喷墨头24在主扫描方向(图1的Y方向)上移动时,从喷嘴上进行滴喷射。二维成像是在记录介质上、通过头24在主扫描方向上的往复移动和记录介质在副扫描区(图2的X方向)上的间歇传送的组合来进行的。
当期望的记录解析度(recording resolution)的图像是通过N扫描(扫描动作)来完成时,对于第一扫描、第二扫描、第三扫描等来说,纸张是以纸张通过第N+1扫描动作到达了精确对应于头(喷嘴行)长度的位置上这样的方式间歇传送的。为了使得N成像操作是无缝连接的,N+1扫描动作是通过从第一扫描动作的副扫描位置、在副扫描方向上移动穿过“喷嘴行长度+1喷嘴间距”来进行的。
[临时固化光源]
在本发明的临时固化光源32A、32B和主固化光源34A、34B(其排列在托架30的左手和右手侧,托架30在垂直于记录介质传送方向的方向上移动)的实施方案中,切断了托架30行进方向后侧的光源。换句话说,在图1中,当托架30从右向左移动来形成图像(向外路线)时,主扫描是在右侧的临时固化光源32B处于切断状态下进行的。当托架30从左向右移动时(返回路线),主扫描是在左侧的临时固化光源32A处于切断状态下进行的。
此外,在单向印刷中,其中滴喷射是在托架30仅仅从右向左(向外路线)的移动过程中进行的,当托架30从右向左移动时,切断右侧的临时固化光源32B。在从左向右的移动(返回路线)中,可以以相同的亮度接通任一侧的临时固化光源32A、32B,或者可以切断左侧的临时固化光源32A,或者可以切断右侧的临时固化光源32B,对称地具有向外路线。
在这种方式中,通过切断紧邻滴喷射之后的临时固化光源32A或者 32B,可以将到喷射的油墨滴受到临时固化光源32A或者32B的UV光曝光时的时间延长。因此,可以进行UV发射,并且油墨可以以这样的状态固化:喷射的油墨滴的流平得以推进并因此能够抑制皱纹的发生,因此可以改进图像的整体光泽度。
从喷射油墨滴后到通过临时固化光源32A、32B临时固化时的时间理想地是设定为大约0.1s-3s。从滴喷射到临时固化的时间可以根据所用设备的规格来规定。例如,在规格例如图8所示的那些的情况中,时间可以如下所述来确定。
喷墨头的喷嘴行是以W、Lm、K、C、M、Y、Lc、CL的次序从前表面的左边排列的,并且其之间的间隔是27mm。从临时固化光源32A、32B到最接近于临时固化光源32A、32B的彩色油墨的喷嘴行61之间的距离是100+27=127mm,并且到最远的彩色油墨的喷嘴行61的距离是100+27×6=262mm。如果在左侧和右侧存在着临时固化光源32A、32B,并且这两侧均是接通的,则因为主扫描速度是1270mm/s或者1355mm/s,因此滴刚刚喷射之后到临时固化的时间最短是127/1355≈0.1s,最长是262/1270≈0.21s。
另一方面,在图8A所示的本发明的实施方案中,如果托架30在图8A中是从右到左移动的(当从上面观察喷墨记录设备10时),则滴喷射是在仅仅托架30左侧的临时固化光源32A处于接通状态下进行的。如果滴喷射动作在记录介质12的宽度(宽度600,A2纸最长的边)上进行扫描动作,则该从右到左的移动覆盖了记录介质宽度(600mm)+[喷嘴排列宽度间距(27mm)×喷嘴行数(7)-1]+喷嘴和临时固化光源之间的距离(127mm)=889mm这样的距离。接下来,托架30开始从左到右移动。在这种情况中,与其中托架从右向左移动的情况相反,接通处于主扫描方向的行进方向前侧的临时固化光源32B,并切断临时固化光源32A。图8B表示了托架已经移动来临时固化图8A中喷射的油墨滴的情况的图。如图8B所示,因为喷射的油墨滴是通过临时固化光源32B临时固化的,因此可以通过将托架30移动通过对应于记录介质宽度的长度(600mm),来进行临时固化。因此,如果图8所示的托架的扫描距离是记录介质的宽度,则扫描距离是889(mm)+600(mm)=1489(mm),并且如果托架扫描速度快(1355(mm/s)),则 从滴喷射到临时固化的时间是1489(mm)/1355(mm/s)≈1.10s,因此发射是在大约1.1s后进行的。
图9A和9B是其中当托架30从右向左移动,换句话说,当从滴喷射到临时固化的时间最短时,进行滴喷射并且临时固化是在记录介质12的最左侧进行的情况的图。图9A表示了当托架30从右向左移动时滴喷射的位置。当托架30是从右向左移动时,类似于图8,仅仅接通行进方向前侧的临时固化光源32A。图9B是表示了托架30从右向左移动之后的位置的图。在到达图9B中的位置之后,托架30从左向右移动,并因此切断临时固化光源32A,并且接通临时固化光源32B。因此,当临时固化光源32B接通时,在图9A所示的位置上喷射的油墨滴被临时固化,和因此临时固化是在移动通过了喷嘴和临时固化光源之间的距离(127mm)之后进行的。因此,到临时固化的时间是127(mm)/1355(mm/s)≈0.09s,并且发射是在大约0.1s之后进行的。
在这种方式中,在图9A和9B中,从滴喷射到临时固化的时间明显不同于现有技术,但是当托架30从左向右移动时喷射的油墨滴是在托架30从右向左移动时临时固化的,和因此临时固化是在图8A和8B所示的时间已经过去之后进行的。因此,可以形成其中抑制了整个图像上皱纹的形成并因此能够改进图像的光泽度的具有光滑表面的图像。
如果成像是用布置在压印盘26的左端或者右端的记录介质12来进行的,则可以看到在所形成的图像的左侧和右侧之间由于到钉扎的时间差异的作用而引起的图像光泽度的差异。在例如这些情况中,可以通过将记录介质12布置在压印盘26的中心来降低所述的效应。
此外,在油墨的情况中,如果接通用于到发射时的时间间隔的逻辑寻找功能(logical seek function)(如果当记录介质12的整个宽度区域已经用托架30进行了扫描时,进行发射),则可以选择这样的情况:成像是通过在喷墨记录设备10的整个可记录宽度(1610mm)上进行主扫描动作来进行的。在这种情况中,在滴喷射后到临时固化光源的时间,从右到左的移动距离是最大宽度(1610mm)+喷嘴和临时固化光源之间的距离(127mm)=1737mm,如图10A所示。接下来,接通托架30右侧的临时固化光源32B,切断左侧的临时固化光源32A,并且托架30从左向右移动。通过 临时固化光源32B的临时固化可以通过将托架30移动通过最大宽度(1610mm)(图10B)来实现。因此,当成像已经通过在最大可能的移动宽度进行图10所示的托架30的扫描动作和通过显示托架的扫描速度来进行时,到临时固化光源的时间是3347/1270mm/s≈2.64s,因此发射是在大约2.6s后进行的。在以此方式形成的图像中,因为从滴喷射到UV光发射过去了规定的时间期间,因此油墨的流平进行,并且在油墨表面上没有形成皱纹,因此可以形成在整个图像中具有改进光泽度的图像。
在图8A-10B中,表示了双向印刷的情况,但是本发明也可以在其中托架是从右到左移动的单向印刷的情况中进行。在这种情况中,类似于双向印刷的情况,切断扫描方向的行进方向后侧的临时固化光源,并且仅仅接通前侧的临时固化光源,由此可以实现临时固化。此外,在单向印刷的情况中,当托架从左到右移动时(返回路线),不进行滴喷射,因此接通扫描方向的行进方向后侧的临时固化光源,并且可以接通前侧的临时固化光源,或者可以接通前侧和后侧二者的临时固化光源。
在本发明的实施方案中,通过在喷射彩色油墨滴后和过去规定的时间后进行临时固化,实现了彩色油墨的表面流平,抑制了表面皱纹的形成,和改进了光泽度。因此,当使用白色油墨或者透明油墨时,如果喷嘴行61在记录介质传送方向上被分成两个,并且彩色油墨(M、Lm、C、Lc、Y、K)的喷嘴行61被用于记录介质传送方向的上游侧和用于白色油墨和透明油墨的喷嘴行61W、61CL被用于记录介质传送方向的下游侧,则在喷射彩色油墨滴之后,可以在托架分别的扫描动作过程中喷射白色油墨或者透明油墨滴,并且可以抑制彩色油墨表面上皱纹的形成。此外,如果不使用白色油墨和透明油墨,则可以使用喷嘴行61的整个区域用于彩色油墨来进行成像。
[与常规设备的比较]
(1)单向印刷
在两种情况中,在成像后比较了光泽度:一种情况是这样:接通了排列在常规托架30的左侧和右侧的临时固化光源32A、32B二者;和一种情况是这样:切断了扫描方向的行进方向后侧的临时固化光源,如本发明的 实施方案那样。使用FujiFilm Acuity LED1600宽式印刷机(大规模生产试验机)来成像。此外,光泽度是基于60o入射角的光泽度使用BYKGardner光泽计Micro-Tri-Glossμ来进行比较的。相应的结果表示在图11A-11F中。图11A-11F所示的图是将60o光泽度值%的数值(垂直轴)相对于输入图像的半色调百分率(水平轴)进行绘图。此外,这些结果是用单向印刷以600×500的图像解析度来获得的。图像尺寸是540mm(主扫描方向(Y))乘以375mm(副扫描方向(X)),该试验是通过将图像置于能够穿过1610mm的最大宽度来印刷的压印盘中心来进行的。Y、M、C、R、G、B、3C、4C的固体片(solidpatch)排列在主扫描方向上,并且在副扫描方向上形成了半色调值为20%、40%、60%、80%和100%的图像。
在常规的成像方法(通常方法)中,托架30的左侧和右侧的临时固化光源32A、32B都设定为光输出量是4mJ/cm2,而在本发明的实施方案中,曝光是如下来进行的:在向外路线(左侧),仅仅接通主扫描方向的行进方向前侧的临时固化光源,光输出量是6mJ/cm2。此外,当托架30在从左到右的返回路线上扫描时,不进行滴喷射,并且托架30是通过仅仅接通左侧的临时固化光源32A来移动的。图像光泽度是在水平方向和垂直方向上测量的。分别测量了单个颜色C、M、Y、K和3C(CMY)和4C(CMYK)的光泽度,并且在这些情况的每个中,确认了光泽度的增加。在图11A-11F中,如果光泽度改变10%,则这种变化会通过一般的目测而明显地区分,并且可以确定的是与现有技术的在滴喷射之后立即进行临时固化的情况相比,光泽度得到改进。
(2)双向印刷
接下来,在图12A-14F中表示了双向印刷的结果。类似于单向印刷的情况,在压印盘中心产生了图像,并且评价该图像。类似于图11,图12A-14F所示的图是将60o光泽度值%的数值(垂直轴)相对于输入图像的半色调百分率(水平轴)进行绘图。将图像解析度设定为600×500。图12A-12F表示了如下情况的结果:图像是通过将主扫描方向的行进方向后侧的钉扎光源的亮度降低到相对于前侧的钉扎光源(pinning light source)的42%来形成的。如图12A-12F所示,与常规设备(其中在托架30任一侧的 临时固化光源32A、32B的亮度都没有变化)相比,通过仅仅降低亮度,没有观察到光泽度变化。
图13A-13F和图14A-14F表示了其中切断扫描方向的行进方向后侧的临时固化光源的情况的结果;图13A-13F是其中成像是通过将托架30在记录介质12的宽度范围内往复移动来进行的情况的结果,和图14A-14F是其中成像是通过将托架30在导向机构28可能的移动范围内往复移动来进行的情况的结果。
如图13A-13F所示,可以确定的是,在双向印刷中通过切断扫描方向行进方向后侧的临时固化光源而改进了光泽度。
此外,图14A-14F表示了这样的结果:为了提高从滴喷射到第一临时固化动作的时间,切断逻辑寻找功能(一种当主扫描已经进行至图像的端部时在返回路线上开始的寻找方法),并且通过从导向机构28端部到端部可能的移动范围的(大约1600mm)扫描来进行曝光。如图14A-14F所示,可以确定的是光泽度与图13A-13F相比得到改进,因此通过增加从油墨滴的喷射到临时固化的时间,能够进一步改进光泽度。
图15A和15B表示了成像后用激光扫描显微镜拍摄的表面照片。图15A是由其中接通两侧的临时固化光源的常规方法形成的图像的表面照片,图15B是通过切断扫描方向的行进方向后侧的临时固化光源所形成的图象的表面照片。该图像是通过用激光扫描显微镜(Keyence VK-9700成形激光显微镜)观察表面来捕获的。
图15B(其描述了通过根据本发明的实施方案的设备所形成的图像)显示了与图15A相比,降低了宽度为大约5-15μm的波浪皱纹的发生,因此可以确定的是形成了容易反射光的光滑表面。通过基于此来设定到钉扎的时间间隔,可以推测喷射的油墨滴中的聚合引发剂、可聚合单体、颜料和在滴中存在的和不均匀分布的阻聚剂全部都与波浪皱纹形成的减少有关。
图16A和图16B是表示了图15A和15B的激光扫描显微镜图像的傅里叶变换的图像。图16A(其是对应于图15A的,由接通两侧的临时固化光源而形成的图像)显示了直至高频区的响应,和在图16B(其是对应于图15B的,通过本发明实施方案的设备所形成的图像)中,可以确定的是抑制了高频分量。图16A和16B是傅里叶变换图像,和因此穿过图像中心的水平和 垂直轴都表示频率,该频率越高,距离中心的位置越远。
[记录介质]
如上所述,可以将各种介质用于使用本发明的喷墨记录设备的记录介质,而对于材料例如纸张、无纺布、氯乙烯、化合物化学纤维、聚乙烯、聚酯、焦油帆布等没有任何的限制,或者无论该介质是渗透性的还是非渗透性的都可以。
更具体地,可以使用公知的作为支撑体或者记录材料的记录介质作为能够用于本发明的喷墨记录设备(成像方法)中的记录介质。记录介质可能的例子是:纸张,塑料(例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等)层合的纸张,金属板(例如铝、锌、铜等),塑料膜(例如二醋酸纤维素、三醋酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、硝酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯醇缩醛、聚氯乙烯(PVC)、丙烯酸树脂等),或者上述金属已经层合或者气相沉积在其上的纸张或者塑料膜(复合材料铝片等)。此外,还合适地是使用非吸收性记录介质作为本发明喷墨记录设备中所用的记录介质。
(油墨(油墨组合物))
接下来,将详细描述本发明的喷墨记录设备中所用的油墨(下文中也称作“油墨组合物”)。
该油墨组合物的一个可能的例子是这样,其含有自由基可聚合化合物(组分A)、自由基聚合引发剂(组分B)和着色剂(组分C),其中组分A包含单官能自由基可聚合化合物(组分A-1)和多官能自由基可聚合化合物(组分A-2),组分A-1包括N-乙烯基化合物(组分A-1-1)和式(I)所示的化合物(组分A-1-2),并且组分A-1相对于组分A的总重量的含量是50-90重量%;组分A-1-1相对于组分A-1的总重量的含量是10-40重量%;组分A-1-2相对于组分A-1的总重量的含量是5-90重量%;组分A-2包含至少两种类型的式(II)所示的化合物,和组分A-2相对于组分A的总重量的含量是0.1-25重量%。
[C3]
(在式(I)中,R1、R2和R3分别和独立地代表氢原子、甲基或者乙基,和X1代表单键或者二价连接基团。)
[C4]
(在式(II)中,R11分别和独立地代表氢原子或者具有1-6个碳原子的且可以是被取代的烷基,R12代表氢原子或者具有1-6个碳原子的且可以是被取代的烷基,R13分别和独立地代表氢原子或者甲基,X2代表单键或者二价连接基团,和p、q和r分别和独立地代表0-5的整数。)
此外,该油墨组合物还可以是这样的,其含有自由基可聚合化合物(组分A)、自由基聚合引发剂(组分B)和着色剂(组分C),其中组分A包含单官能自由基可聚合化合物(组分A-1)和多官能自由基可聚合化合物(组分A-2),该组分A-1包括N-乙烯基化合物(组分A-1-1)和式(I)所示的化合物(组分A-1-2),并且组分A-1相对于组分A的总重量的含量是50-90重量%;组分A-1-1相对于组分A-1的总重量的含量是10-40重量%;组分A-1-2相对于组分A-1的总重量的含量是5-90重量%;组分A-2包含至少一种类型的式(II’)所示的化合物,并且组分A-2相对于组分A的总重量的含量是0.1-25重量%。
[C5]
(在式(I)中,R1、R2和R3分别和独立地代表氢原子、甲基或者乙基,和X1代表单键或者二价连接基团。)
[C6]
(在式(II’)中,R11代表氢原子或者具有1-6个碳原子且可以是被取代的烷基,R12代表氢原子或者具有1-6个碳原子且可以是被取代的烷基,R13分别和独立地代表氢原子或者甲基,X2代表单键或者二价连接基团,和p、q和r分别和独立地代表0-5的整数,并且满足关系p+q+r≥1。)
在本发明中,“(甲基)丙烯酸类”表示“丙烯酸类”和“甲基丙烯酸类”中的任何一种或者二者,并且“(甲基)丙烯酸酯类”表示“丙烯酸酯类”和“甲基丙烯酸酯类”中的任何一种或者二者。
本发明所用的油墨组合物是一种油性油墨组合物,其可以通过活性辐射束(也称作活性能量束)来固化。“活性辐射束”是当该辐射束在发射时会施加能量来在油墨组合物中产生引发物质的辐射束,并且包括α束、γ射线、X射线、紫外光束、可见光束、电子束等。在它们中,从固化敏感性和获得相关设备的容易性的观点来说,紫外光束和电子束是理想的,并且紫外光束是最理想的。
理想地,本发明所用的油墨组合物包括N-乙烯基己内酰胺作为组分A-1-1,环状三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯作为组分A-1-2,至少两种式(II)所示的三官能的烯键式不饱和化合物作为组分A-2,和单酰基氧化膦化合物和/或双酰基氧化膦化合物和噻吨酮化合物作为组分B。
此外,本发明所用的油墨组分包括N-乙烯基己内酰胺作为组分A-1-1,环状三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯作为组分A-1-2,式(II’)所示的至少一种三官能的烯键式不饱和化合物作为组分A-2,和单酰基氧化膦化合物和/或双酰基氧化膦化合物和噻吨酮化合物作为组分B。
本发明所用的油墨组合物包括下面所述的组分A-1和组分A-2中的化合物作为组分A,组分A-1的含量相对于组分A的总重量是50-90重量%,组分A-1-1的含量相对于组分A-1的总重量是10-40重量%,组分A-1-2的含量相对于组分A-1的总重量是5-90重量%,和组分A-2的含量相对于组分A的总重量是0.1-25重量%。
组分A-1和A-2如下所述。
(组分A-1)单官能自由基可聚合化合物
本发明所用的油墨组分包括单官能自由基可聚合化合物(组分A-1)。
对于组分A-1,理想地是使用具有一个烯键式不饱和基团的自由基可聚合化合物。在它们中,N-乙烯基化合物(组分A-1-1)和式(I)所述的化合物(组分A-1-2)是更理想的。
更理想地,本发明所用的油墨组合物包含N-乙烯基化合物(组分A-1-1)和式(I)所示的化合物(组分A-1-2)作为组分A-1。
组分A-1-1和组分A-1-2如下所述。
本发明所用的油墨组合物包含N-乙烯基化合物(组分A-1-1)。
组分A-1-1如下所述。
包含N-乙烯基内酰胺或者N-乙烯基甲醛作为组分A-1-1是理想的。此外,理想地,N-乙烯基内酰胺是式(a)所示的化合物。
<N-乙烯基内酰胺>
本发明所用的油墨组合物理想地包含式(a)所示的化合物作为组分A-1-1。
[C7]
在式(a)中,n代表2-6的整数,并且从油墨组合物固化后的挠性、与记录介质的附着性和获得起始材料的容易性的观点来说,n理想地是3-5的整数,n更理想地是3或者5,和n最理想地是5,换句话说是N-乙烯基己内酰胺。N-乙烯基己内酰胺是理想的,因为它具有优异的安全性能,能够广泛地和相对廉价地获得,并且产生了特别良好的油墨固化性能和固化膜与记录介质良好的附着性。
此外,在上述的N-乙烯基内酰胺中,内酰胺环中的氢原子可以被取代基例如烷基、芳基等取代,并且内酰胺环和饱和的或者不饱和的环结构可以是连接的。
可以使用仅仅一种类型的,或者使用两种或者更多种类型组合的式(a)所示的化合物。
<N-乙烯基甲醛>
理想地是将具有下述结构的化合物作为N-乙烯基甲醛。具有下面给出的结构的化合物可以作为市售产品:Arakawa Chemical Industries Co.,Ltd.Beam Set770来获得。
[C8]
<式(I)所示的化合物>
本发明所用的油墨组合物理想地包含式(I)所示的化合物作为组分A-1-2。
下面将描述式(I)所示的化合物,其作为组分A-1-2用于本发明所用的油墨组合物中。
[C9]
(在式(I)中,R1、R2和R3分别和独立地代表氢原子、甲基或者乙基,和X1代表单键或者二价连接基团。)
R1理想地是氢原子或者甲基,和更理想地是氢原子。
理想地,R2和R3分别的和独立地是氢原子或者甲基,和R2和R3更理想的都是氢原子。
对X1中的二价连接基团没有具体限制,只要它不明显削弱本发明有益的效果就行,但是理想地是二价烃基或者结合了烃基和醚键的二价基团,和更理想地是二价烃基,聚(亚烷基氧)基团或者聚(亚烷基氧)亚烷基。此外,该二价连接基团的碳原子数理想地是1-60,和更理想地是1-20。
X1理想地是单键、二价烃基或者结合了烃基和醚键的二价基团,更理想地是具有1-20个碳原子的二价烃基,甚至更理想地是具有1-8个碳原子的二价烃基,和最理想地是亚甲基。
组分A-1-2具体的例子在下面给出,但是组分A-1-2不限于这些化合物。在下述的具体例子中,R代表氢原子或者甲基。
[C10]
在它们中,环状三羟甲基丙烷缩甲醛(甲基)丙烯酸酯是理想的,并且环状三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯(CTFA)是特别理想的。
组分A-1-2可以是市售产品,并且市售产品的一个理想的具体例子是SR531(由Sartomer制造)。
组分A-1在本发明所用的油墨组合物中的含量相对于组分A的总重量是50-90重量%,理想地是50-80重量%,和更理想地是60-80重量%。
如果组分A-1的含量小于50重量%或者超过90重量%,则不能获得期望的喷射稳定性和所获得的固化膜对于基底材料期望的附着性。
通过含有上述范围的组分A-1,获得了具有优异的喷射稳定性和所获得的固化膜对于基底材料优异的附着性的油墨组分。
此外,组分A-1-1在本发明所用的油墨组合物中的含量相对于组分A-1的总重量是10-40重量%,和理想地是15-30重量%。
此外,组分A-1-2在本发明所用的油墨组合物中的含量相对于组分A-1的总重量是5-90重量%,和理想地是30-90重量%。
(组分A-2)多官能自由基可聚合化合物
本发明所用的油墨组合物包含多官能自由基可聚合化合物(组分A-2)。
对于组分A-2,理想地是使用具有不少于两个烯键式不饱和基团的自由基可聚合化合物。此外,包含式(II)所示的化合物作为组分A-2。
<式(II)所示的化合物>
根据本发明第一实施方案的油墨组合物包含至少两种式(II)所示的化合物作为组分A-2。
下面将描述式(II)所示的化合物,其作为组分A-2用于本发明所用的油墨组合物中。
[C11]
(在式(II)中,R11分别和独立地代表氢原子或者具有1-6个碳原子且可以是被取代的烷基,R12代表氢原子或者具有1-6个碳原子且可以是被取代的烷基,R13分别和独立地代表氢原子或者甲基,X2代表单键或者二价连接基团,和p、q和r分别和独立地代表0-5的整数)。
在式(II)中,R11代表氢原子或者具有1-6个碳原子且可以是被取代的烷基,并且该烷基可以直链或者支化的基团。可能的取代基的例子是:卤素原子、羟基和氨基。理想地,R11是氢原子、甲基、乙基或者丙基,并且特别理想地是氢原子或者甲基。
在式(II)中,R12代表氢原子或者具有1-6个碳原子且可以是被取代的烷基,并且该烷基可以直链或者支化的基团。可能的取代基的例子是:卤素原子、氢基团和氨基。理想地,R12是氢原子、甲基、乙基、丙基、羟甲基、羟乙基,和特别理想地是氢原子、甲基、乙基或者羟甲基。
R13分别和独立地代表氢原子或者甲基,和理想地是氢原子。
在式(II)中,X2代表单键或者二价连接基团,并且虽然对于该二价连接基团没有特别的限制,只要它不明显削弱本发明有益的效果就行,但是理想地是二价烃基或者结合了烃基和醚键的二价连接基团。
理想地,X2可以是单键、具有1-6个碳原子的二价烃基或者具有1-6 个碳原子的氧亚烷基,和特别理想地是单键或者亚甲基。
在式(II)中,p、q和r分别和独立地代表0-5的整数。理想地,p、q和r分别和独立地是0-3,特别理想地是0-2。此外,p、q和r值理想的组合例如是p=q=r=0,p=q=r=1或者p=q=r=2等等。
在其中p、q和r具有理想的值的情况中的化合物具体的例子如下所述,但是不限于这些值。
根据式(II)的化合物的p=q=r=0的情况的理想模式的是:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(其中R12是乙基,R13是甲基,且X2是亚甲基),三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(其中R12是乙基,R13是甲基,且X2是亚甲基),三羟甲基乙烷三丙烯酸酯(其中R12是甲基,R13是氢原子,且X2是亚甲基),三羟甲基乙烷三甲基丙烯酸酯(其中R12是甲基,R13是甲基,且X2是亚甲基),四羟甲基甲烷三丙烯酸酯(其中R12是羟甲基,R13是氢原子,且X2是亚甲基),四羟甲基甲烷三甲基丙烯酸酯(其中R12是羟甲基,R13是甲基,且X2是亚甲基),三丙烯酸甘油酯(其中R12是氢原子,R13是氢原子,且X2是亚甲基),和三甲基丙烯酸甘油酯(其中R12是氢原子,R13是甲基,且X2是亚甲基)。
这些材料可以作为市售产品来获得,例如来自Sartomer的SR351S、SR444、SR350等。
根据式(II)的化合物在p=q=r=1的情况的理想的模式的是具有下面所示结构式的化合物。这些化合物可以作为市售产品来获得,例如来自Sartomer的SR454、SR9020、SR492,或者是denacol丙烯酸酯DA-314(由Nagase Chemtex Cor.制造)等等。
[C12]
根据式(II)的化合物在p、q和r具有其他值的情况的理想的模式是具有下面所示结构式的化合物。这些化合物可以是作为市售产品来获得的,例如来自Sartomer的SR9021、SR9035、SR415,来自Toa Gosei Co.,Ltd.的Aronix M-320,来自Shin Nakamura ChemicalCo.,Ltd.的NK esterA-GLy-9E等等。
[C13]
(p+q+r=5.6的混合物)
式(II)所示的化合物理想的使用多个两种或者更多种类型的化合物的组合。在这种情况中一种理想的模式是这样的:使用了(II-a)和(II-d)的混合物,或者三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和(II-d)的混合物,并且三羟甲基 丙烷三丙烯酸酯和(II-d)的混合物是特别理想的。理想地,至少一种化合物是三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,和理想地,这种化合物的含量相对于组分A的总重量是0.5-8重量%。
组分A-2相对于组分A的总重量在本发明所用的油墨组合物中的含量是0.1-25重量%,理想地是0.5-10重量%,和更理想地是2-9重量%。
如果A-2的含量处于上述范围内,则可以获得具有优异的固化性能和喷射稳定性、以及优异的光泽度和所获得的固化膜对于基底材料优异的附着性的油墨组合物。
<式(II’)所示的化合物>
根据本发明第二实施方案的油墨组分包含至少一种式(II’)所示的化合物作为组分A-2。
下面将描述式(II’)所示的化合物,其作为组分A-2用于本发明所用的油墨组合物中。
[C14]
(在式(II’)中,R11代表氢原子或者具有1-6个碳原子的烷基,R12代表氢原子或者具有1-6个碳原子且可以是被取代的烷基,R13分别和独立地代表氢原子或者甲基,X2代表单键或者二价连接基团,并且p、q和r分别和独立地代表0-5的整数,并且满足关系式p+q+r≥1。)
在式(II’)中,R11、R12、R13和X2具有与式(II)中的R11、R12、R13和X2相同的定义,并且理想的模式是类似的。p、q和r分别和独立地代表0-5的整数,并且满足关系式p+q+r≥1。理想地,p、q和r分别和独立地是1-3,特别理想地是1或者2。
当p、q和r具有理想的值时,在作为式(II)所示化合物的理想的模式 而给出的化合物中,该化合物具体的例子是(II-a)、(II-b)、(II-c)等,但是不限于此。
(组分A-1-3)具有芳烃环的(甲基)丙烯酸酯化合物
本发明所用的油墨组合物还可以理想地包括具有芳烃环的(甲基)丙烯酸酯化合物(组分A-1-3)作为组分A-1。
组分A-1-3如下所述。
组分A-1-3一个理想的例子是描述在日本专利申请公开No.2009-96985的第0048-0063段的芳族单官能自由基可聚合单体。在本发明中,期望地是将式(a-2)所示的化合物作为具有芳烃环的单官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
[C15]
(在式(a-2)中,R1代表氢原子或者甲基,X1代表二价连接基团,和Ar代表单价芳烃基。)
在式(a-2)中,R1理想地是氢原子。
X1代表二价连接基团,其是醚键(-O-),酯键(-C(O)O-或者-OC(O)-),酰胺键(-C(O)NR'-或者NR’C(O)-),羰基(-C(O)-),亚氨基(-NR’-),具有1-15个碳原子且可以包含取代基的亚烷基,或者结合了两种或者更多种前述基团的二价基团。R’代表氢原子、具有1-20个碳原子的直链、支化或者环状的烷基、或者具有6-20个碳原子的芳基。可能的取代基的例子是羟基和卤素原子。
包括R1和X1的部分(H2C=C(R1)-C(O)O-X1-)可以在芳烃环的任何期望的位置上键合。此外,从改进与着色剂亲和性的观点来说,理想地,在X1中与芳烃环键合的端部是氧原子,和更理想地是醚氧原子。式(a-2)中的X1理想地是*-(LO)q-。这里*表示式(a-2)中的羧酸酯键的键合位置,q是0-10的整数,和L代表具有2-4个碳原子的亚烷基。理想地,q是0-4的整数,更理想地是0-2的整数,和甚至更理想地是1或者2。(LO)q理想地是环氧乙烷链或者环氧丙烷链。
Ar代表单价芳烃基。
单价芳烃基可能的例子是具有1-4个环的单价单环或者多环芳烃基,其具体例子是:苯、萘、蒽、1H-茚、9H-芴、1H-非那烯(1H-phenalene)、菲、三亚苯、芘、萘并萘、四亚苯、二亚苯、不对称引达省(as-indacene)、不对称引达省(s-indacene)、苊烯、荧蒽、acephenanthtrylene、aceanthtrylene、1,2-苯并菲等,从其中已经除去一个氢原子。
在它们中,在本发明中理想地是该单价芳烃基是苯基或者萘基,和更理想地是单环芳烃基,换句话说是苯基。
该单价芳烃基可以包括在芳族环上的取代基。
理想地,上述取代基是卤素原子、烷基、烯基、羧基、具有1-10个碳原子的酰基、羟基、取代的或者未取代的氨基、硫醇基、硅氧烷基或者烃基或者复合环基团(具有总共不大于30个碳原子),其可以包括取代基。
该取代基还可以包括取代基例如羟基、具有1-10个碳原子的烷基或者具有6-12个碳原子的芳基。
如果该单价芳烃基具有多个取代基,则该取代基可以相同或者可以不同。此外,该取代基可以是键合的和可以形成5或者6-元环。
此外,理想地,该单价芳烃基可以包括在芳环上的取代基。
在本发明中,理想地,式(a-2)所示的化合物是具有苯基的化合物,更理想地,它是(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯或者(甲基)丙烯酸苄酯,和甚至更理想地,它是(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯,和特别理想地是丙烯酸2-苯氧基乙酯(PEA)。
此外,组分A-1-3在本发明所用的油墨组合物中相对于组分A-1的总重量的含量是5-40重量%,和理想地是8-30重量%。
如果A-1-3的含量处于上述范围内,则可以获得具有优异的固化性能和喷射稳定性、以及优异的光泽度和所获得的固化膜对于基底材料优异的附着性的油墨组合物。
<另外的可聚合化合物>
除了在组分A-1和A-2中组分A-1-1、组分A-1-2、组分A-1-3和式(II)所示的化合物之外,本发明所用的油墨组合物还可以包含另外的可聚合化合物。
对于该另外的可聚合化合物没有特别的限制,但是烯键式不饱和化合物是理想的。
对于该另外的可聚合化合物,可以使用公知的可聚合化合物,其例子是(甲基)丙烯酸酯化合物、乙烯基醚化合物、芳基化合物、不饱和羧酸等,其不同于组分A-1-1、组分A-1-2、组分A-1-3和式(II)所示的化合物。具体的例子是:日本专利申请公开No.2009-221414中所述的自由基可聚合单体、日本专利申请公开No.2009-209289中所述的可聚合化合物和日本专利申请公开No.2009-191183中所述的烯键式不饱和化合物。
本发明所用的油墨组合物还可以理想地使用除了组分A-1-1、组分A-1-2、组分A-1-3和式(II)所示的化合物之外的双官能(甲基)丙烯酸酯化合物。该双官能(甲基)丙烯酸酯化合物理想地是双官能(甲基)丙烯酸酯化合物,其具有烃链,其可以包括具有5个或者更多个碳原子的支链。
双官能(甲基)丙烯酸酯化合物一个理想的例子是在分子中有5个或者更多个碳原子的烃链的双官能(甲基)丙烯酸酯化合物,更具体地:新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯,环氧丙烷(PO)改性的新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯,己二醇二(甲基)丙烯酸酯,PO改性的己二醇二(甲基)丙烯酸酯,壬二醇二(甲基)丙烯酸酯,癸二醇二(甲基)丙烯酸酯,十二烷二醇二(甲基)丙烯酸酯,十三烷二醇二(甲基)丙烯酸酯,十八烷二醇二(甲基)丙烯酸酯,3-甲基-1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯,2-正丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯,环己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯和环己烷二(甲基)丙烯酸酯等。在它们中,PO改性的新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯是特别理想的。
本发明所用的油墨组合物还可以使用三官能或者更高官能的(甲基)丙烯酸酯化合物作为除了组分A-1-1、组分A-1-2、组分A-1-3和式(II)所示的化合物之外的可聚合化合物。四官能的(甲基)丙烯酸酯化合物理想的例子是季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
另外的多官能(甲基)丙烯酸酯可能的例子是:双(4-(甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷,乙二醇二(甲基)丙烯酸酯,二甘醇二(甲基)丙烯酸酯,三甘醇二(甲基)丙烯酸酯,四甘醇二(甲基)丙烯酸酯,聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯,聚丙二醇二丙烯酸酯,2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷等。
此外,另外的可聚合化合物的例子是:不饱和羧酸例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、异巴豆酸、马来酸等以及它们的盐,具有烯键式不饱和基团的酸酐,丙烯腈,苯乙烯,或者自由基可聚合化合物例如各种不饱和聚酯、不饱和聚醚、不饱和聚酰胺、不饱和氨基甲酸酯等。
更明确的,该另外的可聚合化合物是(甲基)丙烯酸衍生物,例如:(甲基)丙烯酸2-乙基己酯,(甲基)丙烯酸2-羟乙酯,(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯,(甲基)丙烯酸卡必醇酯,(甲基)丙烯酸环己酯,(甲基)丙烯酸苄酯,(甲基)丙烯酸甲酯,(甲基)丙烯酸正丁酯,(甲基)丙烯酸烯丙酯,(甲基)丙烯酸缩水甘油酯,(甲基)丙烯酸二甲基氨基甲酯,低聚酯(甲基)丙烯酸酯,N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺,双丙酮(甲基)丙烯酰胺,环氧(甲基)丙烯酸酯等,和烯丙基化合物的衍生物例如烯丙基缩水甘油基醚、邻苯二甲酸二烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯等。
更具体地,可以使用自由基可聚合或者可交联单体、低聚物和聚合物,其是市售产品或者是本领域公知的,如下面的文献中所述:“Cross-linking agent handbook”,S.Yamashita编辑,(Taiseisha,1981),“UV/EB curing handbook(starting materials等等)”,K.Kato编辑,(Kobunshi Kankokai,1985),“UV/EB curing technology:Applications and market”,Radtech Research Institute编辑,第79页(CMC Books,1989),“Polyester resin handbook”,E.Takiyama(Nikkan Kogyo Shinbunsha,1988)等等。
理想地,该另外的可聚合化合物的分子量是80-2000,更理想地是80-1000,和甚至更理想地是80-800。
本发明所用的油墨组合物还可以理想地使用单官能乙烯基醚化合物,作为除了组分A-1-1、组分A-1-2、组分A-1-3和式(II)所示的化合物之外的另外的可聚合化合物。
理想的所用单官能乙烯基醚化合物的例子包括:例如乙二醇单乙烯基醚,三甘醇单乙烯基醚,羟乙基单乙烯基醚,乙基乙烯基醚,正丁基乙烯基醚,异丁基乙烯基醚,十八烷基乙烯基醚,环己基乙烯基醚,羟丁基乙烯基醚,2-乙基己基乙烯基醚,羟基壬基单乙烯基醚,环己烷二甲醇单乙烯基醚,正丙基乙烯基醚,异丙基乙烯基醚,十二烷基乙烯基醚,二甘醇单乙烯基醚等。
此外,还可以使用多官能乙烯基醚化合物。理想地所用的多官能乙烯基醚化合物的例子包括二-或者三乙烯基醚化合物,例如乙二醇二乙烯基醚,二甘醇二乙烯基醚,三甘醇二乙烯基醚,丙二醇二乙烯基醚,二丙二醇二乙烯基醚,丁二醇二乙烯基醚,己二醇二乙烯基醚,环己烷二甲醇二乙烯基醚,三羟甲基丙烷三乙烯基醚等。
如果本发明所用的油墨组合物包含除了组分A-1和A-2中的组分A-1-1、组分A-1-2、组分A-1-3和式(II)所示的化合物之外的可聚合化合物,则这种另外的可聚合化合物相对于可聚合化合物的总重量的含量理想地是1-50重量%,更理想地是2-40重量%,和特别理想地是2-30重量%。
(组分B)自由基聚合引发剂
本发明所用的油墨组合物包括自由基聚合引发剂(组分B)。已经喷射到载体上的该油墨组合物是通过用活性辐射束辐照来固化的。通过该活性辐射束的辐照来分解本发明所用的油墨组合物中所包含的自由基聚合引发剂,这产生了聚合引发物质例如自由基,并且通过这种引发物质的作用来开始和促进该可聚合化合物的聚合反应。
本发明中的自由基聚合引发剂不限于通过吸收外部能量例如活性辐射束而产生聚合引发物质的化合物,而且还包括通过吸收特定的活性能量束来促进聚合引发剂的分解的化合物(所谓的“敏化剂”)。在本发明所用的油墨组合物中,如果存在敏化剂以及自由基聚合引发剂,则认为体系中的敏化剂在吸收活性辐射束时处于激励态,并且通过与自由基聚合引发剂接触来促进该自由基聚合引发剂的分解,由此能够实现更高敏感性的固化反应。敏化剂可能的例子描述在例如日本专利申请公开No.2008-208190中。
本发明所用的油墨组合物理想地包含作为组分B的单酰基氧化膦化合 物(组分B-1)和/或双酰基氧化膦化合物(组分B-2),以及噻吨酮化合物(组分B-3)。
通过将组分B与组分A-1、A-2和组分C相组合,可以获得具有优异的固化性能和喷射稳定性、以及优异的光泽度和所获得的固化膜对于基底材料优异的附着性的油墨组合物。
组分B-1-B-3如下所述。
(组分B-1)单酰基氧化膦化合物
对于单酰基氧化膦化合物(组分B-1)没有特别的限制,并且虽然可以使用公知的化合物,但是下式(b-1)所示的化合物是理想的。
[C16]
(在式(b-1)中,R1D、R2D、R3D分别和独立地代表芳族烃基,其可以具有甲基或者乙基作为取代基。)
在式(b-1)所示的单酰基氧化膦化合物中,理想地,R1D-R3D分别和独立地是苯基,其可以具有甲基作为取代基,和更理想地R2D和R3D是苯基,R1D是具有1-3个甲基的苯基。
在它们中,理想地是将2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦(由Ciba Japan制造的Darocur TPO,或者由BASF制造的Lucirin TPO)作为式(b-1)所示的单酰基氧化膦化合物。
组分B-1的含量相对于油墨组合物的整体理想地是0.1-3重量%,和更理想地是0.5-3重量%。
(组分B-2)双酰基氧化膦化合物
对于双酰基氧化膦化合物(组分B-2)没有特别的限制,并且虽然可以使用公知的化合物,但是下式(b-2)所示的化合物是理想的。
[C17]
(在式(b-2)中,R1E、R2E、R3E分别和独立地代表芳族烃基,其可以具有甲基或者乙基作为取代基。)
可以使用公知的化合物作为双酰基氧化膦化合物。其可能的例子是:日本专利申请公开No.3-101686、日本专利申请公开No.5-345790和日本专利申请公开No.6-298818中所述的双酰基氧化膦化合物。
具体的例子是:双(2,6-二氯苯甲酰基)苯基氧化膦,双(2,6-二氯苯甲酰基)-2,5-二甲基苯基氧化膦,双(2,6-二氯苯甲酰基)-4-乙氧基苯基氧化膦,双(2,6-二氯苯甲酰基)-4-丙基苯基氧化膦,双(2,6-二氯苯甲酰基)-2-萘基氧化膦,双(2,6-二氯苯甲酰基)-1-萘基氧化膦,双(2,6-二氯苯甲酰基)-4-氯苯基氧化膦,双(2,6-二氯苯甲酰基)-2,4-二甲氧基苯基氧化膦,双(2,6-二氯苯甲酰基)癸基氧化膦,双(2,6-二氯苯甲酰基)-4-辛基苯基氧化膦,双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦,双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-2,5-二甲基苯基氧化膦,双(2,6-二氯-3,4,5-三甲氧基苯甲酰基)-2,5-二甲基苯基氧化膦,双(2,6-二氯-3,4,5-三甲氧基苯甲酰基)-4-乙氧基苯基氧化膦,双(2-甲基-1-萘酰基)-2,5-二甲基苯基氧化膦,双(2-甲基-1-萘酰基)-4-乙氧基苯基氧化膦,双(2-甲基-1-萘酰基)-2-萘基氧化膦,双(2-甲基-1-萘酰基)-4-丙基苯基氧化膦,双(2-甲基-1-萘酰基)-2,5-二甲基苯基氧化膦,双(2-甲氧基-1-萘酰基)-4-乙氧基苯基氧化膦,双(2-氯-1-萘酰基)-2,5-二甲基苯基氧化膦,双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦等。
在它们中,双酰基氧化膦化合物理想地是双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(IRGACURE819:由BASF Japan制造)或者双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦等。
组分B-2相对于油墨组合物的整体的含量理想地是0.5-10重量%,和更理想地是1-5重量%。
(组分B-3)噻吨酮化合物
本发明所用的油墨组合物可以理想地包括噻吨酮化合物(组分B-3)作为聚合引发剂。
对于噻吨酮化合物没有特别的限制,并且虽然可以使用公知的化合物,但是下式(b-3)所示的化合物是理想的。
[C18]
在式(b-3)中,R1F、R2F、R3F、R4F、R5F、R6F、R7F和R8F分别和独立地代表:氢原子、烷基、卤素原子、羟基、氰基、硝基、氨基、烷基硫、烷基氨基(包括单或者双取代,下面相同)、烷氧基、烷氧基羰基、酰氧基、酰基、羧基或者磺基。在烷基、烷基硫、烷基氨基、烷氧基、烷氧基羰基、酰氧基和酰基中,烷基部分中的碳原子数理想地是1-20,更理想地是1-8,和甚至更理想地是1-4。
R1F、R2F、R3F、R4F、R5F、R6F、R7F和R8F可以分别通过其两个彼此连接来成环。在形成这样的环的情况中,该环结构可以是5或者6元的脂环族环、芳环等,并且还可以是包括除了碳原子之外的元素的复合环、或者双核环例如缩合的环,其中所形成的环是进一步彼此组合的。这些环结构还可以包括取代基。取代基可能的例子是:卤素原子、羟基、氰基、硝基、氨基、烷基硫、烷基氨基、烷氧基、烷氧基羰基、酰氧基、酰基、羧基和磺基。所形成的环结构是复合环中的杂原子的例子可以包括N、O和S。
噻吨酮化合物的例子是:噻吨酮,2-异丙基噻吨酮,4-异丙基噻吨酮,2-氯噻吨酮,2-十二烷基噻吨酮,2,4-二氯噻吨酮,2,3-二乙基噻吨酮,1-氯-4-丙氧基噻吨酮,2-环己基噻吨酮,4-环己基噻吨酮,2,4-二乙基噻吨酮,2,4-二甲基噻吨酮,1-甲氧基羰基噻吨酮,2-乙氧基羰基噻吨酮,3-(2-甲氧基乙氧基羰基)噻吨酮,4-丁氧基羰基噻吨酮,3-丁氧基羰基-7-甲基噻吨酮,1-氰基-3-氯噻吨酮,1-乙氧基羰基-3-氯噻吨酮,1-乙氧基羰基-3-乙氧基噻吨酮,1-乙氧基羰基-3-氨基噻吨酮,1-乙 氧基羰基-3-苯基磺酰基噻吨酮,3,4-二[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基羰基]噻吨酮,1-乙氧基羰基-3-(1-甲基-1-吗啉乙基)噻吨酮,2-甲基-6-二甲氧基甲基噻吨酮,2-甲基-6-(1,1-二甲氧基苄基)噻吨酮,2-吗啉甲基噻吨酮,2-甲基-6-吗啉甲基噻吨酮,正烯丙基噻吨酮-3,4-二甲酰亚胺,正辛基噻吨酮-3,4-二甲酰亚胺,N-(1,1,3,3-四甲基丁基)噻吨酮-3,4-二甲酰亚胺,1-苯氧基噻吨酮,6-乙氧基羰基-2-甲氧基噻吨酮,6-乙氧基羰基-2-甲基噻吨酮,噻吨酮-2-聚乙二醇酯,2-羟基-3-(3,4-二甲基-9-氧杂-9H-噻吨酮-2-基氧)-N,N,N-三甲基-1-丙烷氯化铵等。在它们中,从易于获得和固化性的观点来说,理想的例子是噻吨酮,2,3-二乙基噻吨酮,2,4-二乙基噻吨酮,2,4-二氯噻吨酮,1-氯-4-丙氧基噻吨酮,2-环己基噻吨酮,4-环己基噻吨酮,2-异丙基噻吨酮和4-异丙基噻吨酮,在其中,2-异丙基噻吨酮和4-异丙基噻吨酮是更理想的。
相对于油墨组合物的整体,组分B-3的含量理想地是0.5-10重量%,和更理想地是1-5重量%。
(组分B-4)α-氨基烷基酮化合物
本发明所用的油墨组合物理想地还包括α-氨基烷基苯酮化合物(组分B-4)作为组分B。通过包括组分B-4,获得了具有甚至更好的固化性能的油墨组分。理想地,组分B-4是式(b-4)所示的化合物。
[C19]
在式(b-4)中,R1、R2和R3分别和独立地代表羟基、烷基(其可以具有取代基)、烷氧基(其可以具有取代基)或者氨基(其可以具有取代基),X代表氢原子或者氨基(其可以具有取代基)、烷基硫(其可以具有取代基)或者烷基(其可以具有取代基)。R1、R2和R3中的至少一个代表氨基,其可以是取代的。当R1、R2和R3和X是氨基时,所述取代基可以键合在一起来形成复合环基团。该取代基可以是具有1-10个碳原子的烷基。
组分B-4理想地是式(b-4-1)和式(b-4-2)之一所示的化合物。
[C20]
在式(b-4-1)中,R4、R5、R6和R7分别代表烷基(其可以具有取代基),并且R4和R5、或者R6和R7中至少之一可以键合在一起来形成复合环(complex ring)基团。R1、R2和取代基分别具有与式(b-4)中的R1、R2和取代基相同的定义。
[C21]
在式(b-4-2)中,R8代表烷基,其可以具有取代基。
R1、R2和取代基具有与式(b-4)中的R1、R2和取代基相同的定义,和R4和R5具有与式(b-4-1)中的R4和R5相同的定义。
对于复合环基团没有特别的限制,并且可以选择合适的基团,虽然吗啉基团是理想的。
对于α-氨基烷基苯酮(phenone)化合物,例如可以使用市售产品例如IRGACURE369(由BASF Japan制造)或者IRGACURE907(由BASF Japan制造)等。
相对于油墨组合物的整体,组分B-4的含量理想地是0.5-10重量%,和更理想地是1-5重量%。
本发明中组分B的一种理想的实施方案包含组分B-1和/或B-2和B-3,和更理想地包含至少组分B-1,其含量相对于油墨组合物的总重量不大于3重量%。更理想地,组分B还包含组分B-1、B-3和B-4的组合,和特别理想地,组分B包含组分B-1至B-3的组合。
相对于油墨组合物的整体,本发明中组分B的总含量理想地是1-20重量%,更理想地5-15重量%,和特别理想地是8-10重量%。
本发明所用的油墨组合物可以包括除了组分B-1至B-4中的聚合引发剂之外的另外的聚合引发剂。另外的聚合引发剂可能的例子包括:单酰基膦化合物,α-羟基酮化合物,芳族酮,芳族氯化鎓化合物,有机过氧化物,硫代化合物,六芳基双咪唑化合物,酮肟酯化合物,硼酸盐化合物,吖嗪鎓(azinium)化合物,茂金属化合物,活性酯化合物和具有碳卤键的化合物。
上述聚合引发剂的细节是本领域技术人员公知的,并且描述在例如日本专利申请公开No.2009-185186的第0090-0116段中。
(组分C)着色剂
本发明所用的油墨组合物包含着色剂(组分C)。
组分C的作用是用于改进所形成的图像部分的可见度。对于组分C没有特别的限制,但是具有优异的耐候性和丰富的颜色再现性的颜料或者油溶性染料是理想的,并且可以选择任何公知的着色剂例如油溶性染料。从降低活性辐射束引起的固化反应的敏感性的观点来说,理想地是选择不起到阻聚剂作用的化合物作为组分C。
下面描述用作组分C的颜料和染料。
对能够用于本发明的颜料没有特别的限制,但是可以例如使用具有下面所示的数字的有机或者无机颜料,其是以染料索引来描述的。
根据目标,可以使用作为红色或者品红颜料的C.I.颜料红3,5,19,22,31,38,42,43,48:1,48:2,48:3,48:4,48:5,49:1,53:1,57:1,57:2,58:4,63:1,81,81:1,81:2,81:3,81:4,88,104,108,112,122,123,144,146,149,166,168,169,170,177,178,179,184,185,202,208,216,226,257,C.I.颜料紫3,19,23,29,30,37,50,88,C.I.颜料橙13,16,20,36,作为蓝色或者青色颜料的C.I.颜料蓝1,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,17-1,22,27,28,29,36,60,作为绿色颜料的C.I.颜料绿7,26,36,50,作为黄色颜料的C.I.颜料黄1,3,12,13,14,17,34,35,37,55,74,81,83,93,94,95,97,108,109,110,120,137,138,139,150,153,154,155,157,166,167,168,180, 185,193,作为黑色颜料的C.I.颜料黑7,28,26和作为白色颜料的C.I.颜料白6,18,21等。
在本发明中,可以使用在不混溶的有机溶剂中能够溶解的分散染料。分散染料还包括通常的水溶性染料,但是在本发明中,理想地是使用在不混溶的有机溶剂中能够溶解的染料。
分散染料理想的例子是C.I.分散黄5,42,54,64,79,82,83,93,99,100,119,122,124,126,160,184:1,186,198,199,201,204,224和237;C.I.分散橙13,29,31:1,33,49,54,55,66,73,118,119和163;C.I.分散红54,60,72,73,86,88,91,92,93,111,126,127,134,135,143,145,152,153,154,159,164,167:1,177,181,204,206,207,221,239,240,258,277,278,283,311,323,343,348,356和362;C.I.分散紫33;C.I.分散蓝56,60,73,87,113,128,143,148,154,158,165,165:1,165:2,176,183,185,197,198,201,214,224,225,257,266,267,287,354,358,365和368;和C.I.分散绿6:1和9等。
理想地,在着色剂加入到油墨组合物中后,将着色剂合适地分散在油墨组合物中。可以使用各种分散设备来分散着色剂,例如球磨机、砂磨机、磨碎机、辊磨机、搅拌器、Henschel混合器、胶体磨、超声波均化器、珠磨机、湿喷射磨机、涂料摇动机(paint shaker)等。
当制备油墨组合物时,着色剂可以与各组分一起直接加入。此外,为了改进分散,可以事先加入分散介质,例如本发明所用的溶剂或者可聚合化合物,并且用着色剂来均匀分散或者溶解这种分散体介质,然后将着色剂与油墨组合物相组合。
在本发明中,理想地,为了避免问题例如当溶剂留在固化的图像中时耐溶剂性变差和在残余溶剂中的挥发性有机化合物(VOC),事先加入了着色剂,并且与分散介质例如可聚合化合物相组合。换句话说,理想地,该着色剂不包括溶剂。仅仅考虑分散性时,理想地是选择具有最低粘度的单体作为着色剂添加中所用的可聚合化合物。应当根据油墨组合物的目标用途来适当地选择一种或者两种或者多种着色剂。
如果使用着色剂例如以固体形式存在于油墨组合物中的颜料,则优选 地是以着色剂粒子的平均粒度理想地是0.005-0.5微米,更理想地是0.01-0.45微米,和甚至更理想地是0.015-0.4微米这样的方式来选择着色剂、分散剂和分散介质,并且设定分散条件和过滤条件。这种粒度管理是理想的,因为这使得抑制喷墨头喷嘴的阻塞和保持油墨组合物的存储稳定性、以及透明性和固化敏感性成为可能。
组分C在油墨组合物中的含量是根据颜色和目标用途来适当选择的,但是理想地,相对于油墨组合物的总重量,组分C的含量是0.1-20重量%,更理想地0.5-10重量%和甚至更理想地1-5重量%。
<分散剂>
本发明所用的油墨组合物理想地包括分散剂。具体地,当使用颜料时,理想地是包括分散剂来将该颜料稳定地分散在油墨组合物中。分散剂理想地是聚合物分散剂。本发明的“聚合物分散剂”表示重均分子量不小于1000的分散剂。
聚合物分散剂可能的例子是:DISPERBYK-101,DISPERBYK-102,DISPERBYK-103,DISPERBYK-106,DISPERBYK-111,DISPERBYK-161,DISPERBYK-162,DISPERBYK-163,DISPERBYK-164,DISPERBYK-166,DISPERBYK-167,DISPERBYK-168,DISPERBYK-170,DISPERBYK-171,DISPERBYK-174,DISPERBYK-182(BYK Chemie Co.,Ltd.);EFKA4010,EFKA4046,EFKA4080,EFKA5010,EFKA5207,EFKA5244,EFKA6745,EFKA6750,EFKA7414,EFKA745,EFKA7462,EFKA7500,EFKA7570,EFKA7575,EFKA7580(Efka Additives),Dispersaid6,Dispersaid8,Dispersaid15,Dispersaid9100(Sannopco);Solsperse3000,5000,9000,12000,13240,13940,17000,22000,24000,26000,28000,32000,36000,39000,41000,71000或者其他各种Solsperse分散剂(Noveon);Adeka Pluronic L31,F38,L42,L44,L61,L64,F68,L72,P95,F77,P84,F87,P94,L101,P103,F108,L121,P-123(Adeka);Ionate S-20(Sanyo Chemical Industries),Disparlon KS-860,873SN,874(聚合物分散剂),#2150(脂环族多价羧酸),#7004(聚醚酯)(Kusumoto Chemicals Ltd.)等。
分散剂在油墨组合物中的含量可以根据目标用途来适当地选择,但是相对于油墨组合物总重量为0.05-15重量%的含量是理想的。
<表面活性剂>
本发明所用的油墨组合物理想地不包含有机硅表面活性剂或者氟表面活性剂,或者有机硅表面活性剂和氟表面活性剂的总含量小于油墨组合物总重量的0.01重量%,和更理想地该油墨组合物不包含有机硅表面活性剂或者氟表面活性剂,或者其总含量不大于油墨组合物总重量的0.005重量%,和特别理想地,该油墨组合物不包含有机硅表面活性剂或者氟表面活性剂。
非有机硅表面活性剂或者氟表面活性剂的表面活性剂可能的例子描述在日本专利申请公开No.62-173463和日本专利申请公开No.62-183457中。例如存在着阴离子表面活性剂例如二烷基磺化琥珀酸酯、烷基萘磺酸酯、脂肪酸盐等;非离子表面活性剂例如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基烯丙基醚,乙炔二醇(acetylene glycol),聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌段共聚物等,阳离子表面活性剂例如烷基胺盐,季铵盐等。
此外,本发明所用的油墨组合物理想地不包含除了有机硅表面活性剂和氟表面活性剂之外的表面活性剂,或者其含量小于油墨组合物总重量的0.01重量%,和更理想地,其含量不大于0.005重量%,和特别理想地不具有其含量。
市售有机硅表面活性剂的一个例子是BYK-307(BYK Chemie)。
<低聚物>
本发明所用的油墨组合物理想地包括低聚物。
通常,低聚物是其中键合了有限数目的单体(通常是5-100)的聚合物,并且可以选择任何公知的称作低聚物的化合物,虽然在本发明中,理想地是选择重均分子量为400-10000(和更理想地500-5000)的聚合物。
该低聚物可以具有自由基可聚合基团。该自由基可聚合基团理想地是烯键式不饱和基团,和更理想地是(甲基)丙烯酰氧基基团。
本发明所用的低聚物可以是任何的低聚物,并且其可能的例子是:烯 烃低聚物(乙烯低聚物,丙烯低聚物,丁烯低聚物等等),乙烯基低聚物(苯乙烯低聚物,乙烯醇低聚物,乙烯基吡咯烷酮低聚物,丙烯酸酯低聚物,甲基丙烯酸酯低聚物等),二烯低聚物(丁二烯低聚物,氯丁二烯橡胶,戊二烯低聚物等),开环聚合低聚物(二-、三-、四-甘醇,聚乙二醇,聚醚亚胺等),加聚低聚物(低聚酯丙烯酸酯,聚酰胺低聚物,多异氰酸酯低聚物),加成缩合低聚物(酚树脂,氨基树脂,二甲苯树脂,酮树脂等),等等。在它们中,低聚酯(甲基)丙烯酸酯是理想的,并且在它们中,氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯是更理想的,氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯是最理想的。
氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯理想的例子是:脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯和芳族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,但是脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯是更理想的。
此外,氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯理想地是四官能的或者低级官能的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,和更理想地是双官能或者单官能的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。
通过包括氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,可以获得具有对于基底材料优异的附着性和优异的固化性能的油墨组合物。
关于低聚物的信息还可以在Oligomer Handbook(J.Furukawa编辑,The ChemicalDaily Co.,Ltd.)中找到。
此外,市售低聚物产品的例子包括下面所列的那些。
对于氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,例子包括:Dai’ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.R1204,R1211,R1213,R1217,R1218,R1301,R1302,R1303,R1304,R1306,R1308,R1901,R1150等等,Daicel Saitech Co.,Ltd.EBECRYL系列(例如EBECRYL230,270,4858,8402,8804,8807,8803,9260,1290,1290K,5129,4842,8210,210,4827,6700,4450,220),ShinNakamura Chemical Co.,Ltd.NK Oligomer U-4HA,U-6HA,U-15HA,U-108A,U200AX等,ToaGosei Co.,Ltd.Aronix M-1100,M-1200,M-1210,M-1310,M-1600,M-1960,和SartomerCo.,Ltd.CN964A85,CN962,CN983等等。
对于聚酯(甲基)丙烯酸酯,例子包括Daicel Saitech Co.,Ltd. EBECRYL系列(例如EBECRYL770,IRR467,81,84,83,80,675,800,810,812,1657,1810,IRR302,450,670,830,870,1830,1870,2870,IRR267,813,IRR483,811等),Toa Gosei Co.,Ltd.Aronix M-6100,M-6200,M-6250,M-6500,M-7100,M-8030,M-8060,M-8100,M-8530,M-8560,M-9050等。
此外,对于环氧(甲基)丙烯酸酯,例子包括:Daicel Saitech Co.,Ltd.EBECRYL系列(例如EBECRYL600,860,2958,3411,3600,3605,3700,3701,3703,3702,3708,RDX63182,6040等),等等。
可以使用仅仅一种类型,或者使用两种或者更多种类型的低聚物的组合。
相对于油墨组合物的总重量,低聚物在本发明所用的油墨组合物中的含量理想地是0.1-50重量%,和更理想地是0.5-20重量%,和甚至更理想地是1-10重量%。
<其他组分>
根据需要,本发明所用的油墨组合物还可以包括上述那些组分之外的其他组分,例如敏化剂、紫外光吸收剂、抗氧化剂、抗衰减剂、导电性盐、溶剂、碱性化合物等等。公知的材料可以用于这些其他组分,例如日本专利申请公开No.2009-221416中所述的那些。
从改进存储性能的观点来说,本发明所用的油墨组合物理想地包含阻聚剂。
如果将该油墨组合物用作喷墨记录的油墨组合物,则该油墨组合物理想地是通过在25-80℃的范围内被加热以降低粘度来喷射的,并且理想地加入阻聚剂来防止由于热聚合引起的喷墨头堵塞。
阻聚剂可以是亚硝基类型阻聚剂、对苯二酚、苯醌、对甲氧基酚、TEMPO、TEMPOL、铜铁灵(cupferron)Al、受阻胺等,并且在它们中,亚硝基类型阻聚剂和受阻胺类型阻聚剂。
亚硝基类型阻聚剂具体的例子(将其用于本发明中是理想的)在下面给出,但不限于这些。
[C22]
市售的亚硝基类型阻聚剂的一个例子是FIRSTCURE ST-1(Chem First Co.,Ltd.)等等。市售的受阻胺类型阻聚剂的例子是:TINUVIN292、TINUVIN770DF、TINUVIN765和TINUVIN123。
阻聚剂在本发明所用的油墨组合物中的含量理想地是0.01-2重量%,更理想地0.1-1.5重量%和甚至更理想地0.2-1.2重量%。如果将含量设定在上述范围内,则可以抑制油墨组合物制造和存储过程中聚合的发生,和可以防止喷墨喷嘴的堵塞。
但是,应当理解并非打算将本发明限制到所公开的具体形式,而是相反,本发明要覆盖落入附加的权利要求书所表达的本发明的主旨和范围内的全部的改变、替代构造和等价物。

Claims (8)

1.一种喷墨记录设备,其包含:
托架,其装备有:
发射单元,其发射活性光束;和
成像单元,其通过油墨的喷墨喷射而形成图像,所述油墨通过活性光束被固化,所述油墨为彩色油墨、透明油墨和白色油墨,其中
该托架具有扫描装置,其在垂直于记录介质传送方向的主扫描方向上双向扫描记录介质,和
该发射单元包括临时固化装置和主固化装置,该临时固化装置提供在主扫描方向上成像单元的两侧,并且该主固化装置提供在记录介质的传送方向的下游侧,
该喷墨记录设备进一步包含控制单元,其在喷射彩色油墨时执行彩色油墨的滴喷射,同时接通主扫描方向前侧的临时固化装置并切断主扫描方向后侧的临时固化装置。
2.权利要求1所定义的喷墨记录设备,其中临时固化装置的发射是在油墨滴喷射之后0.1s-3s的范围内进行。
3.权利要求1或者2所定义的喷墨记录设备,其中
该油墨包含自由基可聚合化合物作为组分A、自由基聚合引发剂作为组分B和着色剂作为组分C;
组分A包含单官能自由基可聚合化合物作为组分A-1和多官能自由基可聚合化合物作为组分A-2;
组分A-1包含N-乙烯基化合物作为组分A-1-1和下面式(I)所示的化合物作为组分A-1-2;
相对于组分A的总重量,组分A-1的含量不小于50重量%且不大于90重量%;
相对于组分A-1的总重量,组分A-1-1的含量不小于10重量%且不大于40重量%;
相对于组分A-1的总重量,组分A-1-2的含量不小于5重量%且不大于90重量%;和
组分A-2包含至少两种类型的下式(II)所示的化合物,相对于组分A的总重量,组分A-2的含量不小于0.1重量%且不大于25重量%;
[式1]
其中R1、R2和R3分别和独立地代表氢原子、甲基或者乙基,和X1代表单键或者二价连接基团,
[式2]
其中R11分别和独立地代表氢原子或者具有1-6个碳原子且可以被取代的烷基,R12代表氢原子或者具有1-6个碳原子且可以被取代的烷基,R13分别和独立地代表氢原子或者甲基,X2代表单键或者二价连接基团,和p、q和r分别和独立地代表0-5的整数。
4.权利要求1或者2所定义的喷墨记录设备,其中托架在扫描方向上的移动距离等于记录介质的宽度。
5.权利要求1或者2所定义的喷墨记录设备,其中托架在扫描方向上的移动距离是扫描装置从端部到端部可能的移动距离。
6.权利要求1或者2所定义的喷墨记录设备,其中油墨的滴喷射是在托架移动的两个方向上进行的。
7.权利要求1或者2所定义的喷墨记录设备,其中油墨的滴喷射仅仅在托架移动的两个方向之一上进行。
8.一种喷墨记录方法,其包含:
传送记录介质的记录介质传送步骤;
在垂直于记录介质传送方向的主扫描方向上,通过托架扫描该记录介质的扫描步骤,该托架装备有发射活性光束的发射单元和通过彩色油墨、透明油墨和白色油墨的喷墨喷射形成图像的成像单元,所述彩色油墨、透明油墨和白色油墨通过活性光束被固化,该扫描步骤能够进行双向扫描;
在扫描步骤过程中通过喷墨喷射彩色油墨、透明油墨和白色油墨的油墨喷射步骤;
临时固化装置变化步骤,当喷射彩色油墨时控制在主扫描方向上提供在成像单元的两侧的临时固化装置,从而在主扫描方向前侧接通临时固化装置和切断主扫描方向后侧的临时固化装置;
在与油墨喷射步骤的扫描方向相反方向的扫描运行过程中,以将已经沉积到记录介质上的油墨滴不完全固化的程度发射活性光束的临时固化步骤;和
发射活性光束,通过对在临时固化步骤中已经曝光的油墨滴进行额外的曝光来完全固化油墨滴的主固化步骤。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6500370B2 (ja) * 2013-09-12 2019-04-17 株式会社リコー 光沢度判定装置、測色装置、画像形成装置、および光沢度判定方法
JP6322985B2 (ja) * 2013-12-09 2018-05-16 セイコーエプソン株式会社 インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
CN105172392B (zh) * 2015-08-25 2017-10-24 深圳市汉拓数码有限公司 紫外灯固化装置及其固化方法
JP2020131548A (ja) * 2019-02-19 2020-08-31 株式会社リコー 液体吐出装置、液体吐出装置における光沢度調整方法及び光沢度調整プログラム
JP7158439B2 (ja) * 2020-06-18 2022-10-21 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

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101518984A (zh) * 2008-02-29 2009-09-02 株式会社御牧工程 喷墨打印机
EP2325011A1 (en) * 2009-01-15 2011-05-25 Mimaki Engineering Co., Ltd. Inkjet printer and printing method using same

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62173463A (ja) 1986-01-28 1987-07-30 Fuji Photo Film Co Ltd 画像形成方法
JPS62183457A (ja) 1986-02-07 1987-08-11 Fuji Photo Film Co Ltd 画像形成方法
DE59010615D1 (de) 1989-08-04 1997-02-06 Ciba Geigy Ag Mono- und Diacylphosphinoxide
RU2091385C1 (ru) 1991-09-23 1997-09-27 Циба-Гейги АГ Бисацилфосфиноксиды, состав и способ нанесения покрытий
ZA941879B (en) 1993-03-18 1994-09-19 Ciba Geigy Curing compositions containing bisacylphosphine oxide photoinitiators
US7073901B2 (en) * 2001-04-13 2006-07-11 Electronics For Imaging, Inc. Radiation treatment for ink jet fluids
JP2003011334A (ja) 2001-06-29 2003-01-15 Canon Inc インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法
JP4531405B2 (ja) 2004-01-13 2010-08-25 ローランドディー.ジー.株式会社 インク・ジェット・プリンタおよび印刷方法
JP4487664B2 (ja) * 2004-07-13 2010-06-23 コニカミノルタエムジー株式会社 インクジェット記録装置
JP2007030464A (ja) * 2005-07-29 2007-02-08 Fujifilm Holdings Corp 画像形成装置
JP5227521B2 (ja) 2007-02-26 2013-07-03 富士フイルム株式会社 インク組成物、インクジェット記録方法、印刷物、及び、インクセット
JP5241349B2 (ja) 2007-09-26 2013-07-17 富士フイルム株式会社 インク組成物、インクジェット記録方法及び印刷物
JP5254632B2 (ja) 2008-02-07 2013-08-07 富士フイルム株式会社 インク組成物、インクジェット記録方法、印刷物、及び、成形印刷物
JP2009191183A (ja) 2008-02-15 2009-08-27 Fujifilm Corp インク組成物、インクジェット記録方法、及び、印刷物
JP5128312B2 (ja) 2008-02-29 2013-01-23 株式会社ミマキエンジニアリング 紫外線硬化型インクジェットプリンタ、紫外線硬化型インクジェットプリンタの印刷方法及びヘッドユニット構造
JP5244424B2 (ja) 2008-03-05 2013-07-24 富士フイルム株式会社 インク組成物、インクジェット記録方法及び印刷物
JP2009221416A (ja) 2008-03-18 2009-10-01 Fujifilm Corp インクセット、及び、インクジェット記録方法
JP2009221414A (ja) 2008-03-18 2009-10-01 Fujifilm Corp インク組成物、インクジェット記録方法、及び、印刷物
JP4914862B2 (ja) * 2008-03-26 2012-04-11 富士フイルム株式会社 インクジェット記録方法、及び、インクジェット記録装置
WO2009148074A1 (ja) 2008-06-03 2009-12-10 ローランドディー.ジー.株式会社 インクジェット式記録装置
EP2149454B1 (en) * 2008-07-30 2016-11-16 Seiko Epson Corporation Paper width determination method for a label printer, printing control method for a label printer, and a label printer
KR20110081888A (ko) 2008-10-31 2011-07-14 후지필름 디마틱스, 인크. 노즐 유출구 형상화
JP5560563B2 (ja) * 2009-01-22 2014-07-30 セイコーエプソン株式会社 液体吐出装置
JP5504802B2 (ja) 2009-09-30 2014-05-28 セイコーエプソン株式会社 印刷装置、及び、印刷方法
JP2011073329A (ja) 2009-09-30 2011-04-14 Seiko Epson Corp 印刷装置、及び、印刷方法
JP5402497B2 (ja) * 2009-10-13 2014-01-29 セイコーエプソン株式会社 印刷装置
JP2011173328A (ja) * 2010-02-24 2011-09-08 Seiko Epson Corp 記録装置、記録方法
JP5682750B2 (ja) * 2010-03-30 2015-03-11 セイコーエプソン株式会社 インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法
JP5650049B2 (ja) 2010-07-29 2015-01-07 富士フイルム株式会社 インクジェット記録方法、及び、印刷物

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101518984A (zh) * 2008-02-29 2009-09-02 株式会社御牧工程 喷墨打印机
EP2325011A1 (en) * 2009-01-15 2011-05-25 Mimaki Engineering Co., Ltd. Inkjet printer and printing method using same

Also Published As

Publication number Publication date
EP2641747B1 (en) 2015-04-22
CN103358708A (zh) 2013-10-23
EP2641747A1 (en) 2013-09-25
US20130250018A1 (en) 2013-09-26
JP2013193349A (ja) 2013-09-30
US9004668B2 (en) 2015-04-14

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