CN106393971A - 图像记录方法和图像记录设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及图像记录方法和图像记录设备。一种图像记录方法包括将反应液施加至中间转印构件上，将墨施加至所述中间转印构件上的反应液上，通过将含有水溶性树脂的液体组合物施加至所述中间转印构件上的反应液和墨上来形成中间图像，并通过使所述中间转印构件上的中间图像与记录介质相接触并将所述中间图像在维持与所述记录介质相接触时从所述中间转印构件剥离来转印所述中间图像。要与所述记录介质相接触的中间图像具有高于或等于所述水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度Tc，且要从所述中间转印构件剥离的中间图像具有低于所述水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度Tr。

Description

图像记录方法和图像记录设备
本申请是申请日为2015年4月30日、申请号为201510217125.4、发明名称为“图像记录方法和图像记录设备”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及图像记录方法和图像记录设备。
背景技术
喷墨记录设备由于它们的低运营成本、小型化的能力和容易用多种颜色的墨记录彩色图像而广泛用作计算机领域中的输出仪器。近年来，已期望不论记录介质的类型可在高速下输出高品质图像的图像记录设备。为了实现高速、高品质的图像输出，重要的是减少图像劣化现象，例如其中墨沿着记录介质的纤维渗开的现象的洇色(feathering)。
从克服上述问题的观点，美国专利4,538,156和5,099,256以及日本专利特开62-92849公开了使用中间转印构件的转印图像记录设备。这些转印图像记录设备使用喷墨记录装置在中间转印构件上形成中间图像。将中间转印构件上的中间图像干燥，然后转印至记录介质成为最终图像。由于中间图像在中间转印构件上干燥，所以使用此类转印技术的图像记录方法不引起作为在高速、高品质图像输出操作中产生的不利现象的洇色。
然而，在转印图像记录方法中，中间图像可部分留在中间转印构件上而不转印至记录介质，或者可以以使得分离的部分单独转印至记录介质或中间转印构件这样的方式在其中分离。因此，转印图像记录方法在某些情况下不能令人满意地形成图像。
从克服该缺点的观点来看，日本专利4834300公开了其中将含有水溶性树脂的第二材料施加至预先形成的中间图像的方法。在该方法中，首先将能够使墨中的颜料颗粒聚集的第一材料施加至中间转印构件上，然后将墨从记录头施加至已施加有第一材料的中间转印构件上，因而在中间转印构件上形成中间图像。然后，将含有水溶性树脂的第二材料施加至中间转印构件，随后将中间转印构件上的中间图像转印至记录介质。该第一材料含有金属盐。
发明内容
根据本申请的一个方面，提供一种图像记录方法，所述方法包括下列步骤：将反应液施加至中间转印构件上，将墨施加至中间转印构件上的反应液上，通过将含有水溶性树脂的液体组合物施加至中间转印构件上的反应液和墨上来形成中间图像，和通过使中间转印构件上的中间图像与记录介质相接触并将中间图像在维持与记录介质相接触时从中间转印构件剥离来将中间图像从中间转印构件转印至记录介质。在转印步骤中，要与记录介质相接触的中间图像具有高于或等于水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度Tc，和要从中间转印构件剥离的中间图像具有低于水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度Tr。
根据本申请的另一方面，提供一种图像记录设备，所述设备包括能够将反应液施加至中间转印构件上的反应液施加装置，能够将墨施加至中间转印构件上的反应液上的墨施加装置，能够通过将含有水溶性树脂的液体组合物施加至中间转印构件上的反应液和墨上来施加形成中间图像的液体组合物的液体组合物施加装置，以及配置为通过使中间转印构件上的中间图像与记录介质相接触并将中间图像在维持与记录介质相接触时从中间转印构件剥离来转印中间图像的转印装置，和配置为将中间图像的温度调节为高于或等于水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度Tc并将中间图像的温度调节为低于水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度Tr的中间图像温度调节器。
参考附图从下列示例性实施方案的描述，本发明的其它特征将变得显而易见。
附图说明
图1为根据一个实施方案的图像记录设备的示意图。
图2为根据另一实施方案的图像记录设备的示意图。
图3为根据又一实施方案的图像记录设备的示意图。
具体实施方式
在包括上述专利文献所公开的那些的现有技术中，含有水溶性树脂的第二材料主要用于改进中间图像向记录介质的转印性(transferability)，和用于改进中间图像的耐擦拭性(rub fastness)。另外，可期望根据中间图像的材料与转印操作时的温度之间的关系来改进中间图像向记录介质的转印性。本申请意欲改进中间图像向记录介质的转印效率，因而生产高品质图像。
1.图像记录设备
根据一个实施方案的图像记录设备包括反应液施加装置、墨施加装置、液体组合物施加装置、温度调节器和转印装置。反应液施加装置将反应液施加至中间转印构件上。墨施加装置将墨施加至中间转印构件上的反应液上。液体组合物施加装置将含有水溶性树脂的液体组合物施加至中间转印构件上的反应液和墨上。转印装置能够将中间图像转印至记录介质。此外，温度调节器如下调节中间图像的温度：
-当中间图像与记录介质相接触时，将中间图像调节为高于或等于液体组合物中的水溶性树脂的玻璃化转变温度Tg的温度Tc；和
-当中间图像在维持与记录介质相接触时从中间转印构件剥离时，将中间图像调节为低于水溶性树脂的玻璃化转变温度Tg的温度Tr。
温度调节器为能够调节中间转印构件、记录介质和/或转印装置的温度的装置，以便中间图像的温度可调节为Tc和Tr，其满足Tc≥水溶性树脂的玻璃化转变温度Tg>Tr，并且没有其它限定。例如，通过适当结合从中间转印构件和/或记录介质的方向加热中间图像以及从中间转印构件和/或记录介质的方向冷却中间图像的操作，温度调节器根据水溶性树脂的玻璃化转变温度调节中间图像的温度。
在本实施方案的图像记录设备中，将中间图像在转印时设为温度Tc。结果，在中间图像与记录介质相接触的时候，中间图像的流动性已经增加，因而，记录介质和中间图像之间的粘合性(adhesion)增加。另外，将中间图像在转印时设为温度Tr。结果，中间图像在与记录介质接触之后迅速冷却，从而使水溶性树脂变成玻璃状态，从而抑制中间图像与记录介质之间的界面处的剥离。因此，改进了中间图像向记录介质的转印效率，因此可形成高品质图像。
图1为根据一个实施方案的图像记录设备的示意图。图1中示出的图像记录设备包括中间转印构件，该中间转印构件包括可转动的鼓状支承构件102和设置在支承构件102的外周上的表面构件104。支承构件102在轴106上沿着箭头所指方向转动，配置在中间转印构件周围的装置与转动同步操作。
图像记录设备还设置有辊式涂布装置105作为将反应液施加至中间转印构件101的外表面的反应液施加装置。配置辊式涂布装置105以便通过两个辊的转动利用辊的外周输送反应液容器中的反应液。辊外周上的反应液通过与中间转印构件101的外表面接触的辊的转动而施加至中间转印构件101的外表面。
喷墨装置103和107沿着中间转印构件101的转动方向设置在辊式涂布装置105的下游，从而与中间转印构件101的外表面相对。喷墨装置(墨施加装置)103将墨施加至中间转印构件101的外表面，喷墨装置(液体组合物施加装置)107将液体组合物施加至中间转印构件101的外表面。喷墨装置103和107各自为使用电热转换元件在需要时喷射墨的类型。这些喷墨装置为其中喷墨头沿着与中间转印构件101的轴106实质上平行的方向排列的线型记录头(line head)式。因此，反应液、墨和液体组合物以该顺序施加至中间转印构件101的外表面上，从而形成这些液体的中间图像(镜像反转图像)。设置鼓风机110，从而减少来自中间转印构件101上的中间图像的液体内容物。因此，减少中间图像中的液体内容物，从而防止转印期间图像的破坏，用于形成令人满意的图像。
中间转印构件101的支承构件102含有加热器(温度调节器)112。加热器112将中间转印构件加热至高于或等于包含在液体组合物中的水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度直到转印中间图像的时候。具有与中间转印构件101的外表面相对的外表面的加压辊113沿着中间转印构件101的转动方向设置在更下游。中间转印构件101和加压辊113因而构成转印装置。加压辊113使中间转印构件101上的中间图像与记录介质108相接触，从而将中间图像转印至记录介质108。加压辊113含有冷却器(温度调节器)115。冷却器115将转印用温度降低至低于水溶性树脂的玻璃化转变温度的水平。在示于图1的设备中，通过在中间转印构件101和加压辊113之间夹入(pinching)中间转印构件101上的记录介质108和中间图像来施加压力用于有效转印中间图像。在实际的转印步骤中，在记录介质108借助输送辊114的转动沿着输送引导件(conveyance guide)109输送下使中间转印构件101上的中间图像与图像转印部131相接触。然后移除中间转印构件101，因而将中间图像转印至记录介质108。
在本实施方案中，中间图像在维持与记录介质108相接触时从中间转印构件101剥离。为了调节此时中间图像的温度，使用冷却器或温度调节器115。然而，当中间图像剥离时的温度调节不限于该方式。在另一实施方案中，中间图像可通过使来自转印装置中的中间图像的热消散来冷却。
有利的是，选择记录介质和转印装置，以便在从中间图像输送至转印装置时到中间图像从中间转印构件101剥离时的期间内使具有温度Tc(≥水溶性树脂的玻璃化转变温度Tg)的中间图像可冷却至Tr(<Tg)。如果中间图像通过散热冷却，且记录介质108在室温(例如，25℃)下供给至转印装置，则中间图像的温度主要通过记录介质108从中间图像吸热来降低至Tr。尽管在此情况下温度调节器仅加热中间转印构件，但可采用任何结构，只要中间图像的温度可调节为满足Tc≥水溶性树脂的Tg>Tr的温度Tc和Tr即可。中间转印构件上的中间图像通过加热中间转印构件的加热器112来加热。这可使得中间图像中的液体组分能够除去。在此情况下，中间图像的温度通过用加热器112加热其上具有中间图像的中间转印构件101的表面而升至Tc。另一方面，要供给至加压辊113的记录介质108具有等于室温(25℃)的温度。
记录介质108为打印纸，且例如可为涂布纸或磨砂纸。记录介质108可为切割成规定形状的片，或轧制的长条状片。
在示于图1的设备中，在图像转印部131中，中间转印构件101的温度(第一温度)调节为高于或等于中间图像中水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度。另一方面，记录介质108的温度具有低于水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度。结果，当中间图像在图像转印部131中转印时，中间图像与记录介质108之间的粘接力(adhesion)增加至高于中间图像和中间转印构件101之间的粘接力，以使中间图像有效转印至记录介质108。
图2示出根据另一实施方案的图像记录设备，其与图1所示的图像记录设备的不同之处在于，使用带状的中间转印构件101和输送带(定影带)120。
图3示出根据又一实施方案的图像记录设备。示于图3的图像记录设备与图1所示的图像记录设备的不同之处在于，带状的中间转印构件101、输送带(或定影带)120和多个加压辊113设置于其中。
除了示于图2和3的图像记录设备中的这些构件以外的组件或构件与图1的图像记录设备的那些相同，因而将省略其描述。
满足Tc≥水溶性树脂的Tg>Tr的温度Tc和Tr不另外限定。Tc可在50℃至140℃的范围内，Tr可在25℃至70℃的范围内。
将进一步详细描述实施方案的图像记录设备的构件或组件。
中间转印构件
中间转印构件充当其上保持反应液、墨和液体组合物以形成中间图像的基材。中间转印构件可包括适于操作中间转印构件并传送必要动力的支承构件，和设置在支承构件上且其上形成有图像的表面构件。支承构件和表面构件可由一体化的单一构件限定，或可由各独立的多个构件限定。
支承构件可为片状、卷状、鼓状、带状或无端网状。鼓状或类似带的无端网状的支承构件使得一个中间转印构件能够持续且重复使用。这在生产性方面非常有利。中间转印构件的尺寸可根据要打印的图像的尺寸来选择。从输送精度和耐久性的观点来看，中间转印构件的支承构件需要具有达到某种程度的强度。合适的支承构件的材料包括金属、陶瓷和树脂。这些材料中，有利的是铝、铁、不锈钢、缩醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、聚氨酯、二氧化硅陶瓷、和氧化铝陶瓷。从抵抗为转印而施加的压力的支承构件的刚性和尺寸精度的观点来看，这些材料是合适的，并且适宜于降低操作惯性(inertia in operational)和改善控制响应性。这些材料中的两种或多种可组合使用在使用图1所示设备的实施方案中，有利的是，支承构件102允许中间图像具有上述温度历史(history)。
由于中间转印构件的表面构件通过将图像压在记录介质上而用于转印图像至记录介质如纸，因此表面构件期望是达到某种程度的弹性。例如，当纸用作记录介质时，中间转印构件的表面构件期望具有A型硬度计的硬度(type A durometer hardness)(JIS·K6253中规定的)在10°至100°的范围内，例如在20°至60°的范围内。另外，表面构件可由任何材料制成，例如聚合物、陶瓷或金属。在一个实施方案中，从特性和加工性的观点来看，可使用橡胶或弹性体。表面构件的材料的实例包括聚丁二烯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、氟碳橡胶、聚氨酯橡胶、苯乙烯类弹性体、烯烃类弹性体、氯乙烯类弹性体、酯类弹性体和酰胺类弹性体。表面构件可由其他材料如聚醚、聚酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、硅氧烷化合物、和全氟化碳化合物制成。丁腈橡胶、硅橡胶、氟碳橡胶和聚氨酯橡胶由于其尺寸稳定性、耐久性、耐热性和其他性质而特别有利。
表面构件可具有包括不同材料的各层的多层结构。此类多层结构的实例包括涂布有硅橡胶的聚氨酯橡胶环形带、涂布有硅橡胶的PET膜的片和覆盖有硅氧烷化合物的膜的聚氨酯橡胶片。可使用由棉、聚酯或人造丝等的织物底布(base cloth)制成的、浸渍有橡胶材料如丁腈橡胶或聚氨酯橡胶的片。表面构件可进行适当的表面处理。此类表面处理的实例包括框架处理(frame treatment)、电晕处理、等离子体处理、抛光、粗糙化、活化能射线(UV、IR、RF等)照射、臭氧化、表面活性剂处理和硅烷偶联。多个表面处理操作可组合进行。表面构件和支承构件可通过设置于二者之间的粘合剂或双面粘合带固定或保持。
反应液
反应液含有墨粘度增加材料。本文所提及的"墨粘度增加"可意味着墨中的着色材料、树脂或任何其它成分与墨粘度增加材料相接触，并与墨粘度增加材料反应或物理吸附至墨粘度增加材料，从而增加墨作为整体的粘度。还可意味着通过墨中一种或多种成分如着色材料的聚集而使墨的粘度局部增加。使用墨粘度增加材料可减少中间转印构件上的墨或墨的成分的流动性，从而抑制图像形成时引起的渗色(bleeding)和滚泡(beading)。墨粘度增加材料在反应液中的含量可根据其类型、反应液施加至中间转印构件的条件、和墨的类型等设定。例如，墨粘度增加材料可选自包括多价金属离子、有机酸、阳离子聚合物和多孔颗粒等的已知材料，而没有特别限定。多价金属离子和有机酸特别有利。这些墨粘度增加材料的一种或多种可组合使用。
反应液中墨粘度增加材料的含量期望为相对于反应液的总质量的5质量％以上。更具体地，可用作墨粘度增加材料的金属离子包括二价金属离子和三价金属离子。二价金属离子的实例包括Ca2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+和Zn2+，三价金属离子的实例包括Fe3+、Cr3 +、Y3+和Al3+。可用作墨粘度增加材料的有机酸的实例包括草酸、聚丙烯酸、甲酸、乙酸、丙酸、乙醇酸、丙二酸、苹果酸、马来酸、抗坏血酸、乙酰丙酸、琥珀酸、戊二酸、谷氨酸、富马酸、柠檬酸、酒石酸、乳酸、吡咯烷酮羧酸、吡喃酮羧酸(pyronecarboxylic acid)、吡咯羧酸、呋喃羧酸、吡啶羧酸、香豆酸、噻吩羧酸、烟酸、羟基琥珀酸、和二羟基琥珀酸。
反应液可含有适当量的水或有机溶剂。水期望由离子交换去离子化。可用于反应液的有机溶剂不特别限定，并可选自已知的有机溶剂。反应液可含有树脂。向反应液添加适当的树脂在增加待转印的中间图像和记录介质之间的粘合性方面以及在增加最终图像的机械强度方面是有利的。可添加任何树脂而没有特别限定，只要其可与墨粘度增加材料共存即可。根据需要，反应液可进一步含有表面活性剂或粘度调节剂来调节表面张力或粘度。可使用任何表面活性剂或粘度调节剂，只要其可与墨粘度增加材料共存即可。例如，Acetylenol E 100(由Kawaken Fine Chemicals制)可用作表面活性剂。
墨
以下将描述用于实施方案的墨的成分。
(a)着色材料
墨可含有颜料作为着色材料。颜料可分散于液体中并以液体分散体的形式使用。颜料可选自已知的无机颜料和颜料而没有特别限定。更具体地，可使用由颜色指数(colorindex,C.I.)数目命名的颜料。炭黑可用作黑色颜料。墨中的颜料含量可在0.5质量％至15.0质量％的范围内，例如在1.0质量％至10.0质量％的范围内，相对于墨的总质量。
(b)颜料分散剂
颜料分散剂可用于分散颜料。颜料分散剂可选自用于喷墨技术的已知材料。在已知的颜料分散剂材料中，含兼具亲水性部和疏水性部的分子结构的水溶性分散剂是有利的。含有通过亲水性单体和疏水性单体共聚而生产的聚合物的颜料分散剂特别有利。单体不特别限定，且可使用任何已知的单体。疏水性单体的实例包括苯乙烯、苯乙烯衍生物、(甲基)丙烯酸烷基酯、和(甲基)丙烯酸苄酯。亲水性单体的实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸和马来酸。
颜料分散剂可具有50mg KOH/g至550mg KOH/g范围内的酸价。颜料分散剂的重均分子量可在1,000至50,000的范围内。颜料与颜料分散剂的质量比可在1:0.1至1:3的范围内。可使用已经表面改性而在墨中可分散的自分散性颜料而不使用分散剂。
(c)树脂颗粒
墨可进一步包含除着色材料以外的树脂颗粒。某些类型的树脂颗粒具有改进图像品质和定影性的效果，并且此类树脂颗粒是有利的。树脂颗粒的材料可选自已知的树脂而没有特别限定。示例性材料包括聚烯烃、聚苯乙烯、聚氨酯、聚酯、聚醚、聚脲、聚酰胺、聚(乙烯醇)、聚(甲基)丙烯酸和其盐、聚(甲基)丙烯酸烷基酯，和聚二烯的均聚物或共聚物等。树脂颗粒的重均分子量可在1,000至2,000,000的范围内。墨中树脂颗粒的含量可在1质量％至50质量％的范围内，例如在2质量％至40质量％的范围内，相对于墨的总质量。
在实施方案中，树脂颗粒可以以其中树脂颗粒分散于溶剂中的树脂颗粒分散体的形式使用。树脂颗粒可通过任何方法分散。例如，分散一个或多个具有解离性基团的单体的均聚物或共聚物的颗粒，并且有利使用由此制备的自分散性树脂颗粒的分散体。示例性解离性基团包括羧基、磺酸基和磷酸基，具有此类解离性基团的单体包括丙烯酸和甲基丙烯酸。
可选地，可使用通过将树脂颗粒用乳化剂分散而制备的乳化分散型树脂颗粒分散体。已知的表面活性剂可用作乳化剂，而不管树脂颗粒具有低分子量或高分子量。非离子性表面活性剂或具有与树脂颗粒相同电荷的表面活性剂有利地作为表面活性剂。树脂颗粒分散体中的树脂颗粒可具有粒径在10nm至1000nm的范围内，例如100nm至500nm。为了制备树脂颗粒分散体，可添加一些添加剂以稳定分散体。添加剂的实例包括正十六烷、甲基丙烯酸十二烷酯、甲基丙烯酸硬脂酯、氯苯、十二烷硫醇、橄榄油、蓝色染料(蓝70)和聚甲基丙烯酸甲酯。
(d)表面活性剂
墨可含有表面活性剂。表面活性剂可为Acetylenol EH(由Kawaken FineChemicals制)。墨中的表面活性剂含量可在0.01质量％至5.0质量％的范围内，相对于墨的总质量。
(e)水和水溶性有机溶剂
墨还可含有水和/或水溶性有机溶剂作为溶剂。水期望由离子交换去离子化。墨中的水含量可在30质量％至97质量％的范围内，相对于墨的总质量。水溶性有机溶剂不特别限定，且可使用任何已知的有机溶剂。水溶性有机溶剂的实例包括，甘油、二甘醇、聚乙二醇和2-吡咯烷酮。墨中水溶性有机溶剂的含量可在3质量％至70质量％的范围内，相对于墨的总质量。
(f)其它添加剂
墨可根据需要进一步含有其它添加剂，例如pH调节剂、防锈剂、防腐剂、防霉剂、抗氧化剂、还原抑制剂、水溶性树脂及其中和剂、和粘度调节剂。
液体组合物
将充当图像中的粘结剂的含有水溶性树脂的液体组合物施加至中间转印构件上。因此，中间图像与记录介质的粘合性增加，相应地增加通过将中间图像转印至记录介质形成的最终图像的耐擦拭性(定影性)。液体组合物可为水溶性或水不溶性，且含有水溶性树脂。本文所使用的水溶性树脂为具有溶解度大于0g/100g水的化合物。
任何水溶性树脂可用于液体组合物，只要其可充当图像中的粘结剂即可。然而，有利的是，选择适合于液体组合物施加装置的水溶性树脂。例如，如果记录头用作液体组合物施加装置，可有利地使用具有重均分子量在2000至10000范围内、例如在5000至10000范围内的水溶性树脂。如果将辊涂布机用作液体组合物施加装置，可使用具有比上述高的重均分子量的水溶性树脂。水溶性树脂可具有40℃至120℃范围内的玻璃化转变温度(Tg)。
水溶性树脂的实例包括由至少两个单体(至少一个单体为聚合性亲水性单体)合成的嵌段共聚物、无规共聚物和接枝共聚物，或它们的盐，所述单体选自由苯乙烯(Tg＝100℃)、苯乙烯衍生物、乙烯基萘(Tg＝159℃)、乙烯基萘衍生物、α,β-烯键式不饱和羧酸的脂肪醇酯、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、富马酸衍生物、乙酸乙烯基酯、乙烯醇、乙烯基吡咯烷酮、丙烯酰胺，和它们的衍生物组成的组。这些中，有利的是从选自由苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸衍生物、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸衍生物组成的组的至少两个单体(至少一个单体为聚合性亲水性单体)合成的嵌段或无规共聚物。天然树脂如松香、紫胶和淀粉也是有利的。这些水溶性树脂在通过将碱溶解在水中制备的碱性溶液中是可溶的。
液体组合物中的水溶性树脂含量可在0.1质量％至20质量％的范围内，例如在0.1质量％至10质量％的范围内，相对于液体组合物的总质量。期望的是，液体组合物具有比墨低的表面张力。此类液体组合物可在中间转印构件之上展开，因而容易与墨接触。液体组合物可含有树脂颗粒。树脂颗粒可与墨中含有的树脂颗粒相同。使用此类液体组合物抑制中间转印构件上墨的迁移，或增加记录介质上图像的坚牢性(fastness)。液体组合物可以以0.1至50范围内、例如0.5至25的范围内的比例施加至中间图像上，相对于施加至中间转印构件上的墨的量。
2.图像记录方法
在根据实施方案的图像记录方法中，将反应液施加至中间转印构件上，然后将墨施加至中间转印构件上的反应液上。然后，中间图像通过将含有水溶性树脂的液体组合物施加至中间转印构件上的反应液和墨上来形成。随后，在中间转印构件的第一温度调节为高于或等于水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度和记录介质的第二温度调节为低于水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度的条件下将中间图像转印至记录介质。
在本实施方案的图像记录方法中，将当中间图像转印时中间转印构件的第一温度调节为高于或等于中间图像中的水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度。结果，在中间图像与记录介质相接触的时候中间图像的流动性增加，因而记录介质与中间图像之间的粘合性增加。另外，在图像记录方法中，将当中间图像转印时记录介质的第二温度调节为低于中间图像中的水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度。结果，中间图像在与记录介质接触之后迅速冷却，从而使水溶性树脂变成玻璃状态，从而抑制中间图像与记录介质之间的界面处的剥离。因此，改进了中间图像向记录介质的转印效率，因此形成高品质图像。
当第一温度如上所述调节时，通过从中间转印构件向中间图像的热传导花费一定时间将中间图像加热至与第一温度相同的温度。然而，在本实施方案中，中间图像的温度允许通过例如在转印操作之前加热中间转印构件，到转印操作的时候(当中间图像与记录介质接触的时候)达到与第一温度相同的温度。另外，当非常薄的中间图像在用于转印的第二温度下与记录介质相接触时，中间图像的热量在非常短的时间内传导至记录介质。此时，记录介质的温度未增加。推测中间图像在转印时(当从中间转印构件剥离时)由此变为低于水溶性树脂的玻璃化转变温度Tg的温度。因此，中间图像在转印时(当从中间转印构件剥离时)的温度可变为与记录介质的第二温度相同的温度。在本实施方案中，由于中间图像非常薄，推测中间图像中的热传导速度不决定中间图像的温度变化速度。因此，不考虑从中间转印构件向中间图像以及从中间图像向记录介质的热传导花费长时间，且给予中间图像以温度梯度。
在本说明书和所附权利要求中，术语中间图像指使用反应液、墨和液体组合物形成于中间转印构件上的图像。
第一温度指在中间图像转印时(从中间图像与记录介质相接触时到中间图像从中间转印构件剥离之前的即刻时间的一段时期内)中间转印构件的温度。
第二温度指当中间图像转印时(当中间图像在维持与记录介质相接触时从中间转印构件剥离时)记录介质的温度。
第一温度和第二温度可通过在用加压辊加压前后用红外线辐射温度计测量中间转印构件和记录介质的表面温度来核对。可选地，可估算在图1所示设备中从用加热器112加热到用加压辊113施加压力的输送期间中间转印构件的表面温度的变化。另外，预先测量当加压辊113使中间转印构件的表面加压(使记录介质108在二者之间)时中间转印构件和记录介质的表面温度的变化。选择并操作图1所示的设备，以使第一温度和第二温度满足上述与水溶性树脂的玻璃化转变温度的关系。因此，第一温度和第二温度可适当调节。
中间图像的温度还可通过在用加压辊加压前后用红外线辐射温度计测量中间图像的表面温度来核对。因此，中间图像可通过适当选择并调节图1所示设备来调节为温度Tc和Tr。
水溶性树脂的玻璃化转变温度用差示扫描量热仪(例如，由Mettler Toledo制造的DSC822e)测量。更具体地，例如，玻璃化转变温度通过在氮气气氛(20mL/min的流量)中向铝制坩埚中的10mg水溶性树脂以2℃/min的加热速率施加30℃至120℃的温度循环2次来估算。
第一温度调节为高于第二温度且高于或等于水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度，且不另外限定。有利地，第一温度与第二温度之差在10℃至35℃的范围内。
现将详细描述一个实施方案的图像记录方法。
反应液的施加
将反应液施加至中间转印构件的表面可通过在已知方法中适当选择的方法进行。例如，反应液可通过模涂法、刮涂法、使用凹版辊、使用胶版辊(offset roller)、或喷涂法来施加。可选地，可使用喷墨装置来施加反应液。这些方法中的一些可以组合。
墨的施加
随后，将墨施加至中间转印构件上的反应液上。墨的施加可以通过任何方法进行而没有特别限定。例如，可以使用喷墨装置来施加墨。喷墨装置可在如下装置类型中选择：
通过借助电热转换使墨膜沸腾(film-boiling)用于起泡来喷墨：
-通过电机械转换来喷墨；和
-通过静电来喷墨。
可使用用于喷墨液体喷出技术的其它喷墨装置。特别是从高速、高密度印刷的观点，电热转换类型是有利的。
喷墨装置的结构不特别限定。例如，喷墨装置可为所谓的往复型喷墨头，其沿垂直于中间转印构件的行进的方向移动以用于记录。可选地，喷墨装置可为所谓的线型喷墨头，其具有沿基本上垂直于中间转印构件的行进的方向(对于鼓状转印介质，沿基本上平行于轴方向的方向)线状配置的喷墨口。
墨的表面张力期望在20mN/m至50mN/m的范围内。
液体组合物的施加
然后，将含有水溶性树脂的液体组合物施加至中间转印构件上的反应液和墨上。液体组合物的施加可通过任何方法进行而没有特别限定。例如，可使用喷墨装置来施加液体组合物。因此，中间图像由反应液、墨和液体组合物在中间转印构件上形成。
液体组合物的表面张力期望在20mN/m至50mN/m的范围内。
液体组分的除去
在实施方案中，中间转印构件上的中间图像中的液体组分可以在图像记录方法的步骤中除去。该除去过多的液体组分的操作防止中间图像中过多的液体组分浸出，因此辅助形成令人满意的最终图像。对于除去液体组分，可应用任何已知的方法。例如，液体组分可通过加热中间图像、在中间图像上鼓风低湿空气、减压、使吸附剂与中间图像相接触、或这些方法的组合来除去。也可应用自然干燥。如果液体组分通过加热除去，中间转印构件可通过该加热来加热到高于或等于水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度。在此情况下，用于除去液体组分的加热器可兼作温度调节器。
中间图像的转印
在转印步骤中，在中间转印构件的第一温度调节为高于或等于水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度和记录介质的第二温度调节为低于水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度的条件下将中间图像转印至记录介质。不特别限定中间图像如何转印。例如，中间图像可通过使中间转印构件和记录介质彼此加压而从中间转印构件转印至记录介质。不特别限定中间转印构件与记录介质是如何彼此加压的。例如，以记录介质在中间转印构件和加压辊之间穿过这样的方式，可有效使用与中间转印构件的外表面接触而设置的加压辊。因此，中间图像沿中间转印构件的方向和记录介质的方向从两侧加压，从而使中间图像可有效转印。可选地，如图3所示，转印用加压在多阶段中进行。这在减少转印不良方面是有效的。在此情况下，设备具有其中在中间图像从中间转印构件剥离的最终阶段使中间图像达到Tr的多段配置。
为了调节转印期间记录介质的温度，加压辊可含有加热器。加热器可以以加热加压辊的一部分的方式设置，但期望以加热加压辊的整体的方式设置。在转印步骤中，第一温度调节为高于或等于水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度，第二温度调节为低于水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度。因此，加压辊的温度根据水溶性树脂的类型在第二温度的偏差范围内期望是可变的。期望配置加热器将加压辊的表面从25℃加热至140℃。记录介质可以以0.1m/s至3m/s范围内的速度输送以用于转印，且加压辊与中间转印构件之间的辊隙压力(nip pressure)可在5kg/cm2至30kg/cm2的范围内
定影
已转印有图像的记录介质可用辊加压从而将最终图像稳固地定影至记录介质。加热记录介质在增加最终图像的定影性方面也可以是有效的。加压和加热可使用加热辊同时进行。
实施例
现将参考附图详细描述本申请的实施例。本申请的范围不限于下列实施例。在下面的描述中，"份"和"％"以质量为基准，除非另有规定。
实施例1
使用图1所示图像记录设备进行图像记录。在本实施例中，鉴于包括尺寸精度和足以抵抗转印用压力的刚性在内的所需性质，并且从减少转动惯性来改进对调节的响应性的观点来看，将由铝合金制成的圆筒形构件用作中间转印构件的支承构件102。对于形成表面构件104，使用涂布有0.2mm厚橡胶硬度为40°的硅橡胶(KE 12，由Shin-Etsu Chemical制)的膜的0.5mm厚PET片。表面构件用常压等离子体设备(ST-7000，由Keyence制)以高离子体模式在下述条件下进行等离子体表面处理：处理距离5mm；和处理速度100mm/sec。该表面浸渍于中性洗涤剂的水溶液中10秒用于处理。中性洗涤剂水溶液通过在纯水中溶解3％的含有烷基苯磺酸钠的中性洗涤剂来制备。表面随后干燥，因而生产出表面构件104。所得表面构件104用双面粘合带固定至支承构件102。在本实施例中，OK Prince High QualityPaper(127.9g/m2，由Oji Paper制)用作记录介质。
用于图1的设备的反应液、墨和液体组合物如下制备。
反应液的制备
反应液通过以下来制备：将30份戊二酸、7份甘油、5份表面活性剂(Acetylenol E100)和58份离子交换水混合，充分搅拌混合物，然后通过3.0μm孔径的微滤器(由FujifilmCorporation制)在加压下过滤混合物。
黑色颜料分散液的制备
首先，将10份炭黑(产品名：Monarch 1100，由Cabot制)、15份用氢氧化钾中和的颜料分散剂水溶液(含有苯乙烯-丙烯酸乙酯-丙烯酸共聚物(酸价：150，重均分子量：8,000)，固含量为20％)、和75份纯水混合。将所得混合物置于间歇式立型砂磨机(由Aimex制)中，然后将200份的0.3mm直径的氧化锆珠置于该砂磨机中。混合物的材料由此在冷却时分散5小时。将所得分散液离心分离除去粗颗粒，因此制备含有约10％黑色颜料的黑色颜料分散液。
树脂颗粒分散体的制备
将18份甲基丙烯酸乙酯、2份2,2'-偶氮双-(2-甲基丁腈)和2份正十六烷的混合物搅拌0.5小时。将混合物滴至78份6％的NIKKOL BC 15(乳化剂，由Nikko Chemicals制)的水溶液，然后搅拌0.5小时。然后，将所得混合物进行超声波照射3小时。随后，混合物在氮气气氛和80℃下进行聚合反应4小时，然后在室温下冷却。过滤反应产物从而得到含有约20％树脂颗粒的分散体。
墨的制备
将5份黑色颜料分散液、30份树脂颗粒分散体、5份甘油、4份二甘醇、1份表面活性剂(Acetylenol EH)、和55份离子交换水的混合物充分搅拌。然后，混合物通过3.0μm孔径的微滤器(由Fujifilm Corporation制)进行加压过滤，从而得到墨(表面张力：35mN/m)。墨的表面张力用自动表面张力计(DY-300，由Kyowa Interface Science制)测量。
液体组合物的制备
将30份树脂颗粒分散体、3份水溶性树脂(苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚物(酸价：132，重均分子量：7,700，玻璃化转变温度：78℃)，固含量为20％，用氢氧化钾的水溶液中和)、5份甘油、4份二甘醇、1份表面活性剂(Acetylenol EH)和57份离子交换水的混合物充分搅拌。然后，混合物通过3.0μm孔径的微滤器(由Fujifilm Corporation制)进行加压过滤，从而得到液体组合物(表面张力：35mN/m)。液体组合物的表面张力用自动表面张力计(DY-300，由Kyowa Interface Science制)测量。水溶性树脂的玻璃化转变温度用差示扫描量热仪(由Mettler Toledo制)测量。
在本实施例中，图像记录使用图1所示设备如下进行。首先，将反应液从辊式涂布装置105施加至中间转印构件101上。然后，将上述制备的墨和液体组合物分别从喷墨装置103和107施加至中间转印构件101上，从而形成中间图像。随后，用鼓风机110将液体组分从中间转印构件101上的中间图像中除去，同时中间转印构件101用中间转印构件101中的加热器112加热。随后，在中间转印构件101沿箭头方向转动时，使中间图像与图像转印部131中的中间转印构件101和加压辊113之间的记录介质108相接触，由此从中间转印构件101被转印至记录介质108。本实施例中，对于该转印操作，中间转印构件101的第一温度设为80℃，记录介质108的第二温度设为25℃。中间转印构件101和记录介质108的温度用红外线辐射温度计测量。
实施例2
除了使用含有酸价为84、重均分子量为7,100和玻璃化转变温度为44℃的水溶性树脂(甲基丙烯酸苄酯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚物)的液体组合物以外，以与实施例1相同的方式进行图像记录。
实施例3
除了使用含有酸价为87、重均分子量为9,300和玻璃化转变温度为60℃的水溶性树脂(苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚物)的液体组合物，且中间转印构件101的第一温度为70℃，记录介质108的第二温度为40℃以外，以与实施例1相同的方式进行图像记录。
实施例4
除了将反应液中的戊二酸(30份)用柠檬酸(30份)代替以外，以与实施例1相同的方式进行图像记录。
实施例5
除了将反应液中的戊二酸(30份)用乙酰丙酸(30份)代替以外，以与实施例1相同的方式进行图像记录。
实施例6
除了使用不含有树脂颗粒的墨以外，以与实施例1相同的方式进行图像记录。
实施例7
除了中间转印构件101和记录介质108的温度分别设为80℃和75℃以外，使用图1所示设备以与实施例1相同的方式进行图像记录。
实施例8
除了中间转印构件101和记录介质108的温度分别设为80℃和70℃以外，使用图1所示设备以与实施例1相同的方式进行图像记录。
实施例9
除了中间转印构件101和记录介质108的温度分别设为110℃和75℃以外，使用图1所示设备以与实施例1相同的方式进行图像记录。
实施例10
除了中间转印构件101和记录介质108的温度分别设为80℃和25℃以外，使用图1所示设备以与实施例1相同的方式进行图像记录。
实施例11
除了使用不含有树脂颗粒的液体组合物以外，以与实施例1相同的方式进行图像记录。
实施例12
除了液体组合物中表面活性剂(Acetylenol EH)含量和离子交换水含量分别变为5份和53份，从而使其表面张力变为30mN/m以外，以与实施例1相同的方式进行图像记录。
比较例1
使用未设置有用于喷出液体组合物的喷墨装置107的记录设备。因此，液体组合物未施加至中间转印构件101上。另外，中间转印构件101的温度设为80℃，记录介质108的温度设为25℃。除了这些以外，以与实施例1相同的方式进行图像记录。
比较例2
除了中间转印构件101和记录介质108的温度分别设为50℃(低于水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度)和25℃以外，使用图1所示设备以与实施例1相同的方式进行图像记录。
转印率的测量
在实施例1至12中，将温度调节为满足关系Tc≥液体组合物中水溶性树脂的玻璃化转变温度(Tg)>Tr的Tc和Tr。另一方面，在比较例1和2中，该关系不适用。
估算在此类条件下进行的各图像记录的转印率。中间图像向记录介质的转印率使用转印之后残留在中间转印构件上的中间图像的面积与转印之前在中间转印构件上的中间图像的面积的比例来计算。更具体地，残留中间图像的面积通过借助光学显微镜观察转印之后的中间转印构件来测量，且转印率使用下式计算：{1-(残留中间图像的面积)/(中间图像的面积)}×100。
表格示出实施例与比较例中中间转印构件的第一温度和转印率。如表格所示，实施例1至12中的转印率高达90％以上。另一方面，不使用液体组合物的比较例1显示低转印性。其中中间转印构件的第一温度低于水溶性树脂的玻璃化转变温度的比较例2显示低转印性。这些结果表明，根据本申请实施方案的方法能够使图像记录具有高转印性。
表
虽然参考示例性实施方案对本发明进行了描述，但应当理解的是，本发明并不限于公开的示例性实施方案。所附权利要求的范围符合最宽泛的解释以便涵盖所有此类改造以及等同的结构和功能。

Claims (15)

1.一种图像记录方法，其特征在于，其包括：
在中间转印构件上形成中间图像，其包括：
将反应液施加至中间转印构件上；
将墨施加至所述中间转印构件上的所述反应液上；和
将含有水溶性树脂的液体组合物施加至所述中间转印构件上的所述反应液和所述墨上；和
将所述中间图像从所述中间转印构件转印至记录介质，
其中，
在所述转印中，
当在所述中间转印构件上的中间图像与所述记录介质相接触的时间点的所述中间转印构件的温度表示为Tc，以及在所述中间图像从所述中间转印构件剥离的时间点的所述记录介质的温度表示为Tr时，
温度Tc等于或高于所述水溶性树脂的玻璃化转变温度，并且
温度Tr低于所述水溶性树脂的玻璃化转变温度。
2.根据权利要求1所述的图像记录方法，其中所述温度Tc作为在所述中间转印构件上的中间图像与所述记录介质相接触的时间点的所述中间图像的温度。
3.根据权利要求1所述的图像记录方法，其中所述温度Tr作为在所述中间图像从所述中间转印构件剥离的时间点的所述中间图像的温度。
4.根据权利要求1所述的图像记录方法，其中所述温度Tc在50℃至140℃的范围内。
5.根据权利要求1所述的图像记录方法，其中所述温度Tr在25℃至70℃的范围内。
6.根据权利要求1所述的图像记录方法，其中所述温度Tc和Tr的差在10℃至35℃的范围内。
7.根据权利要求1所述的图像记录方法，其中所述水溶性树脂具有40℃至120℃范围内的玻璃化转变温度。
8.根据权利要求1所述的图像记录方法，其中所述水溶性树脂具有5000至10000范围内的重均分子量。
9.根据权利要求1所述的图像记录方法，其中所述水溶性树脂是由至少两个单体合成的嵌段共聚物或无规共聚物，所述单体选自由苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸衍生物、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸衍生物组成的组，其中所述至少两个单体中之一为聚合性亲水性单体。
10.根据权利要求1所述的图像记录方法，其中所述水溶性树脂具有在100g水中大于0g的溶解度。
11.根据权利要求1所述的图像记录方法，其中所述液体组合物具有比所述墨低的表面张力。
12.根据权利要求1所述的图像记录方法，其中所述液体组合物含有树脂颗粒。
13.根据权利要求1所述的图像记录方法，其中在所述中间转印构件上的中间图像与所述记录介质相接触的时间点，通过加热所述中间转印构件将所述中间图像加热至具有等于或高于所述水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度。
14.根据权利要求1所述的图像记录方法，其中在所述中间图像从所述中间转印构件剥离的时间点，通过冷却所述记录介质或者使所述中间图像散热将所述中间图像冷却至具有低于所述水溶性树脂的玻璃化转变温度的温度。
15.一种图像记录设备，其特征在于，其包括：
中间转印构件；
能够将反应液施加至所述中间转印构件上的反应液施加装置；
能够将墨施加至所述中间转印构件上的所述反应液上的墨施加装置；
能够将含有水溶性树脂的液体组合物施加至所述中间转印构件上的所述反应液和所述墨上的液体组合物施加装置；
配置为将中间图像从所述中间转印构件转印至记录介质的转印装置；和中间图像温度调节器，其如下配置：
在所述中间转印构件上的所述中间图像与所述记录介质相接触的时间点，将所述中间转印构件的温度Tc调节为等于或高于所述水溶性树脂的玻璃化转变温度，并且
在所述中间图像从所述中间转印构件剥离的时间点，将所述记录介质的温度Tr调节为低于所述水溶性树脂的玻璃化转变温度。
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