CN107020805B - 油墨排出装置和油墨排出方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的名称是油墨排出装置和油墨排出方法。提供了配置为从油墨排出头排出活性能量射线可固化油墨的油墨排出装置，与油墨接触的该油墨排出头的构件使用环氧粘合剂接合，其中该油墨包含选自丙烯酰胺化合物和N‑乙烯基化合物的至少任一种，并且其中由下面的式(1)表示的弹性模量降低比率为50％或更低，弹性模量降低比率(％)＝{(E1‑E2)/E1}×100 式(1)其中E1表示通过在90℃下固化环氧粘合剂4小时获得的固化产物的弹性模量(GPa)，并且E2表示通过将固化产物在60℃下浸入在油墨中4周获得的浸入产物的弹性模量(GPa)。

Description

油墨排出装置和油墨排出方法
技术领域
本公开内容涉及油墨排出装置和油墨排出方法。
背景技术
自由基可聚合油墨和阳离子可聚合油墨被用于活性能量射线固化喷墨记录方法中。在这些油墨中，从油墨的生产成本和储存稳定性的观点出发，自由基可聚合油墨广泛地被使用。
已知的是活性能量射线可固化型的自由基可聚合油墨包含可以抑制油墨的粘性和利用少量的光可固化的丙烯酸酯类。还已知的是丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物与丙烯酸酯类在自由基可聚合油墨中组合使用，因为这些化合物可以提高可固化性(curability)和固化膜与基底的紧密粘附性并且可以提高玻璃化转化温度。
例如，在可固化性、粘性和与其它组分的相容性方面，丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物的优选的实例是具有大约11(cal/cm3)1/2的溶解度参数和低摩尔体积的化合物。
但是，存在如下问题：活性能量射线可固化喷墨油墨降低了用于装配油墨排出装置的环氧粘合剂的固化产物的弹性模量，降低了油墨的排出稳定性。
因此，提出了如此油墨排出头：在该油墨排出头中使用具有高耐溶剂性和在低温下可固化的环氧粘合剂(参见，例如，日本未审查的专利申请公布号2006-257350)。
还提出了在油墨排出头耐久性和排出可靠性方面优异的紫外线可固化喷墨油墨组合物(参见，例如，日本未审查的专利申请公布号2013-018853)。
发明内容
根据本公开内容的一个方面，油墨排出装置包括活性能量射线可固化油墨和油墨排出头。油墨排出头包括液体腔、包括喷嘴孔的喷嘴板和流动路径。油墨排出头接触活性能量射线可固化油墨的构件使用环氧粘合剂接合。油墨排出头被配置为从喷嘴孔排出活性能量射线可固化油墨。活性能量射线可固化油墨包含选自丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物中的至少任一种。由下面的式(1)表示的弹性模量降低比率为50％或更低。
弹性模量降低比率(％)＝{(E1-E2)/E1}×100 式(1)
E1表示通过在90℃下固化环氧粘合剂4小时获得的固化产物的弹性模量(GPa)。E2表示通过在60℃下将固化产物浸入在活性能量射线可固化油墨中4小时获得的浸入产物的弹性模量(GPa)。
附图说明
图1是图解本公开内容的图像形成装置的实例的示意图；
图2是图解本公开内容的图像形成装置的另一个实例的示意图；
图3A-3D是图解本公开内容的图像形成装置的又另一个实例的示意图；
图4是头的外观的透视图，其图解了本公开内容的油墨排出头的实例；
图5是图解在图4中图解的油墨排出头的实例的横截面视图，以与喷嘴布置方向垂直的方向截取；
图6是图解在图4中图解的油墨排出头的实例的横截面视图，以与喷嘴布置方向平行的方向截取；
图7是喷嘴板的平面视图，其图解了在图4中图解的油墨排出头的实例；
图8A是构成流动路径构件的构件的平面视图，其图解了在图4中图解的油墨排出头的实例；
图8B是构成流动路径构件的构件的平面视图，其图解了在图4中图解的油墨排出头的实例；
图8C是构成流动路径构件的构件的平面视图，其图解了在图4中图解的油墨排出头的实例；
图8D是构成流动路径构件的构件的平面视图，其图解了在图4中图解的油墨排出头的实例；
图8E是构成流动路径构件的构件的平面视图，其图解了在图4中图解的油墨排出头的实例；
图8F是构成流动路径构件的构件的平面视图，其图解了在图4中图解的油墨排出头的实例；
图9A是构成头的共用液体腔构件的构件的平面视图，其图解了在图4中图解的油墨排出头的实例；
图9B是构成头的共用液体腔构件的构件的平面视图，其图解了在图4中图解的油墨排出头的实例；
图10是图解本公开内容的油墨排出头的另一个实例的横截面视图，以与喷嘴布置方向垂直的方向截取；和
图11是图解本公开内容的油墨排出头的另一个实例的横截面视图，以与喷嘴布置方向平行的方向截取。
具体实施方式
(油墨排出装置和油墨排出方法)
本公开内容的油墨排出装置是包含活性能量射线可固化油墨和油墨排出头的油墨排出装置。油墨排出头包括液体腔、包括喷嘴孔的喷嘴板和流动路径。油墨排出头接触活性能量射线可固化油墨的构件使用环氧粘合剂接合。油墨排出头被配置为从喷嘴孔排出活性能量射线可固化油墨。活性能量射线可固化油墨包含选自丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物中的至少任一种。由下面的式(1)表示的弹性模量降低比率为50％或更低。根据需要，油墨排出装置进一步包括其它构件。
弹性模量降低比率(％)＝{(E1-E2)/E1}×100
E1表示通过在90℃下固化环氧粘合剂4小时获得的固化产物的弹性模量(GPa)。E2表示通过在60℃下将固化产物浸入在活性能量射线可固化油墨中4小时获得的浸入产物的弹性模量(GPa)。
本公开内容的油墨排出装置基于使用现有环氧粘合剂接合的油墨排出头具有如下问题的发现：当油墨包含丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物——其溶解度参数和摩尔体积在特定范围内——时，用于接合的环氧粘合剂的固化产物的弹性模量降低。
本公开内容具有如下目标：提供一种油墨排出装置，使得油墨排出装置具有优异的排出稳定性，在该油墨排出装置中，环氧粘合剂——其用于接合油墨排出装置接触活性能量射线可固化油墨的构件——的固化产物的弹性模量的降低被抑制。
本公开内容可以提供一种油墨排出装置，使得油墨排出装置具有优异的排出稳定性，在该油墨排出装置中，环氧粘合剂——其用于接合油墨排出装置接触活性能量射线可固化油墨的构件——的固化产物的弹性模量的降低被抑制。
本公开内容的油墨排出方法使用本公开内容的油墨排出装置形成图像。
本公开内容的油墨排出方法可以有利地通过本公开内容的油墨排出装置来执行。
<油墨排出头>
油墨排出头包括液体腔、包括喷嘴孔的喷嘴板和流动路径。油墨排出头接触活性能量射线可固化油墨的构件使用环氧粘合剂接合。液体腔指的是在油墨排出头内部并填充有油墨的空间。液体腔的形状不被具体地限制并且可以根据预期目的适当地选自已知的形状。
喷嘴板不被具体地限制，只要喷嘴板包括喷嘴孔，并且已知的喷嘴板可以根据预期目的适当地选择。喷嘴孔指的是油墨的液滴通过其被排出的孔。
流动路径指的是液体腔和活性能量射线可固化油墨沿着其通过喷嘴板流动的路径。
当描述接触活性能量射线可固化油墨的构件使用环氧树脂接合时，意思是油墨排出头通过在至少一个位置处使用环氧粘合剂接合构成液体腔的构件、构成喷嘴板的构件和构成动路径的构件而形成。当喷嘴板和下面描述的刺激生成单元与位于喷嘴板和刺激生成单元之间的构件(例如，下面描述的流动路径板和振动板)的接合部分使用环氧粘合剂接合并且接合部分接触活性能量射线可固化油墨时，本公开内容是特别适合的。
接合不被具体地限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要接合经由环氧粘合剂。在接合中，施加压力是优选的以便于提高接合强度。
接触活性能量射线可固化油墨的构件不被具体地限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要构件接触活性能量射线可固化油墨。构件的实例包括构成液体腔的构件、构成喷嘴板的构件、构成流动路径的构件和构成刺激生成单元的构件。
-喷嘴板-
喷嘴板包括喷嘴衬底和在喷嘴衬底上的疏墨性膜。
--喷嘴衬底--
喷嘴衬底包括喷嘴孔。喷嘴孔的数目、形状、大小、材料和结构不被具体地限制并且可以根据预期目的适当地选择。
喷嘴衬底在油墨排出侧——油墨通过喷嘴孔排出至其——处具有喷嘴表面，和与油墨排出侧处的表面相对放置的液体腔接合表面。
疏墨性膜在油墨排出侧处的喷嘴衬底的喷嘴表面上形成。
喷嘴衬底的平面形状不被具体地限制并且可以根据预期目的适当地选择。喷嘴衬底的平面形状的实例包括矩形形状、正方形形状、菱形形状、圆形形状和椭圆形形状。喷嘴衬底的横截面形状的实例包括平的板形状和板形状。
喷嘴衬底的大小不被具体地限制并且可以根据喷嘴板的大小适当地选择。
喷嘴衬底的材料不被具体地限制并且可以根据预期目的适当地选择。喷嘴衬底的材料的实例包括不锈钢、Al、Bi、Cr、InSn、ITO、Nb、Nb2O5、NiCr、Si、SiO2、Sn、Ta2O5、Ti、W、ZAO(ZnO+Al2O3)和Zn。这些材料中的一种可以单独使用或者这些材料中的两种或更多种可以组合使用。在这些材料中，就耐蚀性而言，不锈钢是优选的。
---喷嘴孔---
例如，喷嘴孔的数目、布置、间隔、开口形状、开口大小和横截面开口形状不被具体地限制并且可以根据预期目的适当地选择。
喷嘴孔的布置不被具体地限制并且可以根据预期目的适当地选择。喷嘴孔的布置的实例包括如此布置：其中多个喷嘴孔以相等间隔沿着喷嘴衬底的较长方向并排布置。
喷嘴孔的布置可以根据将要排出的油墨的种类适当地选择。但是，优选的是该布置包括从1条喷嘴孔线到多条喷嘴孔线，并且更具体地从1条喷嘴孔线到4条喷嘴孔线。
每条线中喷嘴孔的数目不被具体地限制并且可以根据预期目的适当地选择。但是，每条线中喷嘴孔的数目优选地从10到10,000，并且更优选地从50到500。
间隔(间距)P，其是相邻喷嘴孔的中心之间的最短距离，不被具体地限制并且可以根据预期目的适当地选择。但是，间距P优选地从21μm到169μm。
喷嘴孔的开口形状不被具体地限制并且可以根据预期目的适当地选择。喷嘴孔的开口形状的实例包括圆形形状、椭圆形形状和四边形形状。在这些形状之中，圆形形状是优选的以便于排出油墨的液滴。
--疏墨性膜--
疏墨性膜在油墨排出侧——在此处喷嘴衬底具有许多凹部(depression)——处的喷嘴衬底的喷嘴表面上形成。例如，疏墨性膜的形状、结构、材料和厚度不被具体地限制并且可以根据预期目的适当地选择。
疏墨性膜的材料不被具体地限制并且可以根据预期目的适当地选择。在对油墨的排斥性方面优异的疏墨性膜的材料的实例包括硅树脂和全氟聚醚化合物。
-液体腔-
液体腔是多个单独的流动路径，其与在喷嘴板中形成的多个喷嘴孔一一对应布置并且与喷嘴孔连通。液体腔还可以被称为加压液体腔、压力腔、排出腔和加压腔。
-其它构件-
其它构件不被具体地限制并且可以根据预期目的适当地选择。其它构件的实例包括刺激生成单元。
--刺激生成单元--
刺激生成单元是配置为生成待施加至活性能量射线可固化油墨的刺激的单元。
刺激生成单元的刺激不被具体地限制并且可以根据预期目的适当地选择。刺激的实例包括热(温度)、压力、振动和光。这些刺激中的一种可以单独使用或者这些刺激中的两种或更多种可以组合使用。在这些刺激中，热和压力是优选的。
刺激生成单元的实例包括加热设备、压力设备、压电元件、振动生成设备、超声波振荡器和光。刺激生成单元的具体实例包括：压电致动器，比如压电元件；热致动器，其使用热电变换器比如热元件和利用由油墨的膜式沸腾引起的相变；形状记忆合金致动器，其利用由温度变化引起的金属相变；和利用静电力的静电致动器。
当刺激是“热”时，存在如此方法：其使用例如热头施加与印刷信号对应的热能至油墨排出头中的油墨以通过热能在油墨中生成气泡并且通过气泡的压力以液滴的形式从喷嘴板的喷嘴孔排出油墨。
当刺激是“压力”时，存在如此方法：其用于例如施加电压至压电元件——其结合至在油墨排出头中的流动路径中存在的被称为压力腔的位置——以使压电元件挠曲并收缩压力腔的容量从而从油墨排出头的喷嘴孔以液滴的形式排出油墨。
在这些方法中，用于施加电压至压电元件以排出油墨的压电方法是优选的。
下面，将参照图4和图9B描述本公开内容的油墨排出头的实例。图4是头的外观的透视图，其图解了本公开内容的油墨排出头的实例。图5是图解在图4中图解的油墨排出头的实例的横截面视图，以与喷嘴布置方向垂直的方向截取。图6是在图解图4中图解的油墨排出头的实例的横截面视图，以与喷嘴布置方向平行的方向截取。图7是喷嘴板的平面视图，其图解了在图4中图解的油墨排出头的实例。图8A到8F是构成流动路径构件的构件的平面视图，其图解了在图4中图解的油墨排出头的实例。图9A和9B是构成头的共用液体腔构件的构件的平面视图，其图解了在图4中图解的油墨排出头的实例。
下面提到的液体具有与油墨相同的含义。
该液体排出头通过层压和接合喷嘴板1、流动路径板2和充当壁表面构件的振动板构件3形成。而且，液体排出头还包括配置为移位振动板构件3的压电致动器11、共用液体腔构件20和盖29。
喷嘴板1包括配置为排出液体的多个喷嘴4。
流动路径板2由通向喷嘴4的单个液体腔6、通向单个液体腔6的流阻器(fluidresistor)部分7和通向流阻器部分7的液体引入部分8构成。而且，流动路径板2由多个板状构件41到45构成，这些板状构件以该顺序从喷嘴板1的一侧层压/接合。多个板状构件41到45和振动板构件3被层压/接合以构成流动路径构件40。
振动板构件3包括过滤器部分9，其充当使液体引入部分8通向由共用液体腔构件20构成的共用液体腔10的开口。
振动板构件3是形成流动路径板2的单个液体腔6的壁表面的壁表面构件。振动板构件3的结构是双层结构，但是不限于此。振动板构件3包括形成薄部分的第一层和形成厚部分的第二层，其中第一层和第二层以该顺序从流动路径板2的一侧层压。可变形的振动区30在第一层的部分处提供，该部分对应于单个液体腔6。
在此，如图7中呈现的，多个喷嘴4以锯齿形方式被布置在喷嘴板1上。
如图8A中呈现的，构成流动路径板2的板状构件41包括：构成单个液体腔6的渗透槽(其意思是槽形渗透孔)6a；构成流阻器部分51的渗透槽51a；和构成循环流动路径52的渗透槽52a。
类似地，如图8B中呈现的，板状构件42包括：构成单个液体腔6的渗透槽6b；和构成循环流动路径52的渗透槽52b。
类似地，如图8C中呈现的，板状构件43包括：构成单个液体腔6的渗透槽6c；和构成循环流动路径53并具有作为纵向的喷嘴布置方向的渗透槽53a。
类似地，如图8D中呈现的，板状构件44包括：构成单个液体腔6的渗透槽6d；为流阻器部分7的渗透槽7a；构成液体引入部分8的渗透槽8a；和构成循环流动路径53并具有作为纵向的喷嘴布置方向的渗透槽53b。
类似地，如图8E中呈现的，板状构件45包括：构成单个液体腔6的渗透槽6e；构成液体引入部分8并具有作为纵向的喷嘴布置方向的渗透槽8b(其在过滤器的下游的一侧为液体腔)；和构成循环流动路径53和具有作为纵向的喷嘴布置方向的渗透槽53c。
如图8F中呈现的，振动板构件3包括振动区30、过滤器部分9、和构成循环流动路径53并具有作为纵向的喷嘴布置方向的渗透槽53d。
当多个板状构件以该方式层压和接合时，形成具有简单配置的复杂流动路径是可能的。
在上述配置中，包括流动路径板2和振动板构件3的流动路径构件40被设置有：流阻器部分51，其沿着流动路径板2的平面方向并通向每个单个液体腔6；循环流动路径52；和循环流动路径53，其沿着流动路径构件40的厚度方向并通向循环流动路径52。注意，循环流动路径53通向下面描述的循环共用液体腔50。
同时，共用液体腔构件20被设置有：共用液体腔10，液体从供应/循环机构供应至其中；和循环共用液体腔50。
如图9A中所呈现的，构成共用液体腔构件20的第一共用液体腔构件21包括：用于压电致动器的通孔25a；渗透槽10a，其为下游侧共用液体腔10A；和底槽50a，其为循环共用液体腔50。
类似地，如图9B中所呈现的，第二共用液体腔构件22包括：用于压电致动器的通孔25b；和槽10b，其为上游侧共用液体腔10B。
同样参考图4，第二共用液体腔构件22设置有通孔71a，其为通向供应端口71——喷嘴布置方向中共用液体腔10的一端——的供应端口。
类似地，第一共用液体腔构件21和第二共用液体腔构件22分别设置有通向循环端口81——喷嘴布置方向中循环共用液体腔50的另一端(通孔71a的相对侧处的端)——的通孔81a和81b。
注意，在图9A和9B中，底槽图解为被涂色(适用于下面的附图)。
以这种方式，共用液体腔构件20由第一共用液体腔构件21和第二共用液体腔构件22形成，并且第一共用液体腔构件21在振动板构件3的一侧处接合至流动路径构件40和第二共用液体腔构件22层压在第一共用液体腔构件21上并接合至第一共用液体腔构件21。
在此，第一共用液体腔构件21形成：上游侧共用液体腔10A，其是通向液体引入部分8的共用液体腔10的一部分；和通向循环流动路径53的循环共用液体腔50。而且，第二共用液体腔构件22形成上游侧共用液体腔10B，其是共用液体腔10的剩余部分。
在此，下游侧共用液体腔10A——其是共用液体腔10的一部分——和循环共用液体腔50以与喷嘴布置方向垂直的方向并排布置。循环共用液体腔50被布置在这样的位置，使得循环共用液体腔50投影在共用液体腔10内。
利用这种配置，循环共用液体腔50的尺寸不接受任何约束，这是由于该尺寸对于由流动路径构件40形成并且包括单个液体腔6、流阻器部分7和液体引入部分8的流动路径而言是必需的。
当循环共用液体腔50和共用液体腔10的一部分并排布置并且循环共用液体腔50被布置在这样的位置使得循环共用液体腔50被投影在共用液体腔10内时，在与喷嘴布置方向垂直的方向中控制头的宽度以抑制头的扩大是可能的。共用液体腔构件20形成共用液体腔10——液体从进料罐和液体盒被供应至其中——和循环共用液体腔50。
同时，在与单个液体腔6相对的振动板构件3的一侧处，包括机电变换器的压电致动器11被布置，压电致动器11充当被配置为使振动板构件3的振动区30变形的驱动单元。
如图6中所呈现的，该压电致动器11包括接合至基础构件13上的压电构件12。压电构件12通过半切切割(half-cut dicing)加工以具有槽，从而以每个压电构件12为梳形以预定间隔形成需要数目的柱状压电元件12A和12B。
在此，压电构件12的压电元件12A为配置来通过施加驱动波形而被驱动的压电元件，并且压电元件12B仅被用作支点(fulcrum)而不施加驱动波形。但是，所有压电元件12A和12B可以被用作配置为要被驱动的压电元件。
压电元件12A接合至凸面部分30a，其是在振动板构件3的振动区30上形成的岛状(island-like)厚部分。压电元件12B接合至凸面部分30b，其是振动板构件3的厚部分。
该压电构件12是其中压电层和内部电极被交替层压的层压板。内部电极中的每个被拉至端表面以提供外部电极。挠性接线构件15连接至外部电极。
在以这种方式形成的液体排出头中，例如，通过从参考电压降低施加至压电元件12A的电压，压电元件12A收缩并且振动板构件3的振动区30下降。结果，单个液体腔6的体积增加并且液体流入单个液体腔6。
在那之后，通过增加施加至压电元件12A的电压以在层压方向中拉长压电元件12A和朝向喷嘴4使振动板构件3的振动区30变形来减小单个液体腔6的体积，单个液体腔6中的液体被挤压并从喷嘴4被排出。
通过将施加至压电元件12A的电压回复至参考电压，振动板构件3的振动区30至初始位置，并且单个液体腔6膨胀以生成负压。此时，因此，液体从共用液体腔10被充入单个液体腔6。在喷嘴4的半月面上的振动变弱并且稳定之后，状态被转移至用于下一个排出事件的操作。
注意，该头的驱动方法不限于上述实例(拉动-推动喷出)。取决于如何施加驱动波形，拉动喷出、推动喷出或其它可以被执行。而且，上述实施方式已经被描述使用层压压电元件作为配置为施加压力脉动至单个液体腔6的压力生成单元。但是，不限于层压压电元件，还可以使用薄膜压电元件。另一种可使用的方法是在单个液体腔6中布置加热电阻器并且通过由来自加热电阻器的热生成而形成的气泡施加压力脉动。仍另一种可使用的方法是使用静电力生成压力脉动。
当油墨排出头的上面描述的实例中的喷嘴板1、流动路径板2(即，板状构件41到45)和振动板构件3的接合部分中的至少一个使用环氧粘合剂接合时，本公开内容是特别适合应用的。
下面，将参考图10和图11描述本公开内容的油墨排出头的另一个实例。图10是图解本公开内容的油墨排出头的另一个实例的横截面视图，以与喷嘴布置方向垂直的方向截取。图11是图解本公开内容的油墨排出头的另一个实例的横截面视图，以与喷嘴布置方向平行的方向截取。
下面提及的液体具有与油墨相同的含义。
该液体排出头通过层压和接合喷嘴板101、流动路径板102和振动板构件103形成，该振动板构件103由薄膜材料形成并且充当壁表面构件。液体排出头还包括配置为移位振动板构件103的压电致动器111和充当共用液体腔构件的框架构件120。
喷嘴板101、流动路径板102和振动板构件103构成：通向多个喷嘴104——液体从其被排出——的单个液体腔106；配置为供应液体进入单个液体腔106的流阻器部分107；和通向流阻器部分107的液体引入部分108。
液体从共用液体腔110——其是框架构件120中的共用流动路径，经由在振动板构件103中形成的供应开口109并且通过液体引入部分108和流阻器部分107，被供应进入单个液体腔106。过滤器可以被设置在引入开口109处。
振动板构件103是形成流动路径板102的单个液体腔106的壁表面的壁表面构件。振动板构件103的结构是三层结构。可变形的振动区(振动板)130被设置在流动路径板102侧上的一层的一部分处，该部分对应于单个液体腔106。
在与单个液体腔106相对的振动板构件103的一侧处，布置了包括机电变换器的压电致动器111，该压电致动器111充当致动器单元或者被配置为使振动板构件103的振动区130变形的压力生成单元。
该压电致动器111包括使用粘合剂接合至基底构件113的多个层压压电构件112。压电构件112通过半切切割加工以具有槽，从而以每个压电构件112为梳形以预定间隔形成需要数目的柱状压电元件(压电柱)112A和112B。
压电构件112的压电元件112A和112B是相同的元件。但是，压电元件112A被配置为通过施加驱动波形而被驱动，并且压电元件112B仅被用作支点而不施加驱动波形。
压电元件112A接合至凸面部分130a，其是在振动板构件103的振动区130上形成的岛状厚部分。压电元件112B接合至凸面部分130b，其是振动板构件103的厚部分。
该压电构件112是其中压电层和内部电极被交替层压的层压板。内部电极中的每个被拉至端表面以提供外部电极。FPC 115，其是配置为施加驱动信号至压电元件112A的外部电极的挠性接线构件，被连接至外部电极。
框架构件112通过注塑例如环氧基树脂或聚苯硫醚——其是热塑性树脂——形成。框架构件120形成共用液体腔110，液体从进料罐或液体盒被供应至其中。
在以这种方式形成的液体排出头中，例如，通过从参考电压降低施加至压电元件112A的电压，压电元件112A收缩以拉动振动板构件103的振动区130。结果，单个液体腔106的体积增加并且液体流入单个液体腔106。
在那之后，通过增加施加至压电元件112A的电压以在层压方向中拉长压电元件112A和朝向喷嘴104使振动板构件103的振动区130变形来减小单个液体腔106的体积，单个液体腔106中的液体被挤压并从喷嘴4被排出(喷射)。
通过将施加至压电元件112A的电压回复至参考电压，振动板构件103的振动区130回复至初始位置，并且单个液体腔106膨胀以生成负压。此时，因此，液体从共用液体腔110被充入单个液体腔106。在喷嘴104的半月面上的振动变弱并且稳定之后，状态被转移至用于下一个液滴排出事件的操作。
注意，该头的驱动方法不限于上述实例(拉动-推动喷出)。取决于如何施加驱动波形，拉动喷出、推动喷出或其它可以被执行。
当油墨排出头的上面描述的实例中的喷嘴板101、流动路径板102和振动板构件103的接合部分中的至少一个使用环氧粘合剂接合时，本公开内容是特别适合应用的。
<<环氧粘合剂>>
环氧粘合剂包含环氧化合物和固化剂，并且根据需要进一步包括其它组分。环氧粘合剂还包含含有环氧化合物作为主要组分的环氧基粘合剂。
[固化产物的弹性模量]
通过在90℃下固化环氧粘合剂4小时获得的固化产物假定具有弹性模量E1(GPa)，并且通过在60℃下将固化产物浸入在活性能量射线可固化油墨中4周获得的浸入产物假定具有弹性模量E2(GPa)。在这种情况下，由下面的式(1)表示的弹性模量降低比率为50％或更低并且优选地10％或更低。当弹性模量降低比率为50％或更低时，阻止由于弹性模量降低的排出稳定性降低是可能的。
弹性模量降低比率(％)＝{(E1-E2)/E1}×100 式(1)
固化产物的弹性模量E1优选地为3.5GPa或更高并且更优选地为4.0GPa或更高。当固化产物的弹性模量E1为3.5GPa或更高时，流动路径具有高硬度。这使得增加油墨的排出稳定性是可能的。
[固化产物的马氏硬度]
通过在90℃下固化环氧粘合剂4小时获得的固化产物假定具有马氏硬度M1(N/mm2)。通过在60℃下将固化产物浸入在活性能量射线可固化油墨中4周获得的浸入产物假定具有马氏硬度M2(N/mm2)。在这种情况下，由下面的式(2)表示的马氏硬度降低比率为50％或更低并且优选地10％或更低。当马氏硬度降低比率为50％或更低时，阻止由于马氏硬度降低的排出稳定性降低是可能的。
马氏硬度降低比率(％)＝{(M1-M2)/M1}×100 式(2)
固化产物的马氏硬度M1优选地为180N/mm2或更高和更优选地200N/mm2或更高。当固化产物的马氏硬度M1为180N/mm2或更高时，流动路径具有高硬度。这使得增加油墨的排出稳定性是可能的。
例如，利用微硬度测定仪(仪器名称：可得自Fischer Instruments K.K.的FISCHER SCOPE HM2000)，弹性模量和马氏硬度可以通过压印(indent)维氏压头来测量。注意，弹性模量可以参考压痕弹性模量“EIT/(1-vs 2)”获得，并且马氏硬度可以参考“HM”值获得。测量条件是5mN/10秒的加载或卸载速率和5秒的蠕变(creeping)。
固化之前环氧粘合剂中环氧基团的含量优选地为0.4mol/100g或更高并且更优选地0.5mol/100g或更高。当固化之前环氧粘合剂中环氧基团的含量为0.4mol/100g或更高时，固化之后的环氧粘合剂(固化产物)可以阻止弹性模量和马氏硬度的降低，即使是当固化产物接触活性能量射线可固化油墨时，在该活性能量射线可固化油墨中倾向于降低固化产物的弹性模量和马氏硬度的组分比如丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物——其溶解度参数和摩尔体积在特定范围内——按质量计占油墨的30％或更高。
环氧粘合剂中环氧基团的含量可以根据下面的式(3)计算，其中在环氧粘合剂中包含的各自的环氧化合物的环氧当量由Q1、Q2…和Qx(g/mol)表示，并且环氧粘合剂中各自的环氧化合物的质量百分比由W1、W2…和Wx(％)表示。用于测量环氧化合物的环氧当量的方法不被具体地限制并且可以根据预期目的适当地选择。方法的实例包括由JapaneseIndustrial Standards(JIS)K7236标准化的滴定法。
环氧粘合剂中环氧基团的含量(mol/100g)＝Σi(Wi/Qi) 式(3)
在式(3)中，Σ表示总和并且i表示整数。
-环氧化合物-
环氧化合物不被具体地限制并且可以根据预期目的适当地选择。环氧化合物的实例包括双酚A型环氧化合物、双酚F型环氧化合物、双酚S型环氧化合物、氢化双酚A型环氧化合物、酚醛清漆型环氧化合物、甲酚清漆型环氧化合物、缩水甘油酯型环氧化合物、缩水甘油胺型环氧化合物、脂环族环氧化合物、氨基甲酸乙酯改性的环氧化合物、聚硫化物改性的环氧化合物、橡胶改性的环氧化合物(例如，通过CTBN改性：在末端含有羧基的丁二烯-丙烯腈共聚物液体橡胶，和通过ATBN改性：在末端含有氨基的丁二烯-丙烯腈共聚物液体橡胶)、聚二醇型环氧化合物、加入醚弹性体的双酚A型环氧化合物、加入液体氨基甲酸乙酯树脂的双酚A型环氧化合物和二聚酸改性的环氧化合物。这些环氧化合物中的一种可以单独使用或者这些环氧化合物中的两种或更多种可以组合使用。在这些环氧化合物中，就可固化性和粘附性而言，双酚A型环氧化合物和双酚F型环氧化合物是优选的。
低粘性环氧化合物比如正丁基缩水甘油醚和氧化苯乙烯可以被用作环氧化合物的活性稀释剂。
环氧化合物的含量优选地为环氧粘合剂的总量的按质量计60％或更高和更优选地按质量计80％或更高。当环氧化合物的含量为按质量计60％或更高时，环氧粘合剂的可固化性可以提高。
-固化剂-
固化剂不被具体地限制，并且已知的环氧固化剂可以根据预期目的适当地选择。已知的环氧固化剂的实例包括基于胺的化合物比如芳香胺、脂肪胺、脂环胺、杂环胺、双氰胺、酰肼和胺加成物、酸酐、酚化合物、硫醇化合物和咪唑化合物。
固化剂的含量优选地为环氧粘合剂的总量的按质量计1％或更高但是按质量计30％或更低并且更优选地按质量计5％或更高但是按质量计20％或更低。当固化剂的含量为按质量计1％或更高但是按质量计30％或更低时，环氧粘合剂的可固化性可以提高。
-其它组分-
其它组分的实例包括固化促进剂比如叔胺化合物和咪唑化合物，填料比如二氧化硅，和添加剂比如硅烷偶联剂。
用于固化环氧粘合剂的条件不被具体地限制。例如，已知的固化温度和已知的固化时间可以根据预期目的适当地选择。
固化温度不被具体地限制并且可以根据预期目的适当地选择。但是，固化温度优选地高于或等于室温(25℃)但是200℃或更低，并且更优选地40℃或更高但是180℃或更低。
固化时间不被具体地限制并且可以根据预期目的适当地选择。但是，固化时间优选地为10分钟或更长但是48小时或更短并且更优选地1小时或更长但是24小时或更短。
为了增加接合强度，在施加压力至接合目标彼此接触的位置的同时固化环氧粘合剂是优选的。
<活性能量射线可固化油墨>
活性能量射线可固化油墨包含选自丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物中的至少一种，并且根据需要进一步包括其它组分。
根据费多(Fedor)方法计算的丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物的溶解度参数优选地为10.5(cal/cm3)1/2或更高但是11.5(cal/cm3)1/2或更低。当丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物的溶解度参数(SP值)为10.5(cal/cm3)1/2或更高但是11.5(cal/cm3)1/2或更低时，采用本公开内容的油墨排出装置的效果是显著的，因为丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物容易渗透环氧粘合剂的分子之间的空间，并且尤其具有降低环氧粘合剂的固化产物的弹性模量和马氏硬度的倾向。
丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物的摩尔体积优选地为150cm3/mol或更低。当丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物的摩尔体积为150cm3/mol或更低时，采用本公开内容的油墨排出装置的效果是显著的，因为丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物容易渗透环氧粘合剂的分子之间的空间，并且尤其具有降低环氧粘合剂的固化产物的弹性模量和马氏硬度的倾向。
丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物的实例包括丙烯酰吗啉(SP值：11.2(cal/cm3)1/2，摩尔体积：118.5cm3/mol)、N-乙烯基己内酰胺(SP值：10.8(cal/cm3)1/2，摩尔体积：130.8cm3/mol)和N-乙烯基吡咯烷酮(SP值：11.4(cal/cm3)1/2，摩尔体积：98.6cm3/mol)。这些化合物中的一种可以单独使用或者这些化合物中的两种或更多种可以组合使用。在这些化合物中，丙烯酰吗啉和N-乙烯基己内酰胺是优选的。
丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物的含量，表达为丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物的总量，优选地为活性能量射线可固化油墨的总量的按质量计30％或更高和更优选地按质量计30％或更高但是按质量计50％或更低。
<<其它组分>>
其它组分是除了丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物之外的自由基可聚合化合物。
自由基可聚合化合物的实例包括：丙烯酸衍生物，比如丙烯酸-2-羟乙基酯、丙烯酸丁氧基乙酯、丙烯酸乙基卡必醇酯、丙烯酸环己基酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸-2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙基酯、丙烯酸苄基酯、丙烯酸-2-苯氧基乙基酯、丙烯酸异冰片酯、二丙烯酸新戊二醇酯、乙氧基化二丙烯酸新戊二醇酯、丙氧基化二丙烯酸新戊二醇酯、二丙烯酸-1,6-己二醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸二甘醇酯、二丙烯酸三甘醇酯、二丙烯酸四甘醇酯、二丙烯酸聚乙二醇酯、二丙烯酸丙二醇酯、二丙烯酸二丙二醇酯、二丙烯酸三丙二醇酯、二丙烯酸四丙二醇酯、二丙烯酸聚丙二醇酯、三丙烯酸季戊四醇酯、四丙烯酸季戊四醇酯、六丙烯酸双季戊四醇酯和三丙烯酸三羟甲基丙酯；甲基丙烯酸衍生物，比如甲基丙烯酸甲酯、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-2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙基酯、甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸二甲基氨甲基酯、二甲基丙烯酸-1,6-己二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸三甘醇酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯、二甲基丙烯酸聚丙二醇酯和三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯；烯丙基化合物，比如烯丙基缩水甘油醚、邻苯二甲酸二烯丙酯和偏苯三酸三烯丙酯；和乙烯基醚化合物，比如二乙二醇二乙烯基醚、环己烷二甲醇二乙烯基醚。这些自由基可聚合化合物中的一种可以单独使用或者这些自由基可聚合化合物中的两种或更多种可以组合使用。
丙烯酸衍生物和甲基丙烯酸衍生物不被具体地限制并且可以根据预期目的从已知的低聚物和预聚物中适当地选择。
<活性能量射线>
用于固化本公开内容的活性能量射线可固化组合物的活性能量射线不被具体地限制，只要它们能够给出必要的能量用于使得组合物中可聚合组分的聚合反应进行。活性能量射线的实例除了紫外线外还包括电子束、α-射线、β-射线、γ-射线和X-射线。当使用具有特别高能量的光源时，可以使得聚合反应进行而不需要聚合引发剂。此外，在利用紫外线照射的情况下，就保护环境而言，无汞是优选的。因此，从工业和环境观点来看，用GaN基半导体紫外光发射设备替换是优选的。而且，作为紫外光源，紫外光发射二极管(UV-LED)和紫外激光二极管(UV-LD)是优选的。小尺寸、长时间工作寿命、高效率和高性价比使得这些照射源是期望的。
<聚合引发剂>
本公开内容的活性能量射线可固化组合物任选地包括聚合引发剂。在施加活性能量射线的能量之后，聚合引发剂产生活性物质比如自由基或阳离子并且引发可聚合化合物(单体或低聚物)的聚合。作为聚合引发剂，适合的是使用已知的自由基聚合引发剂、阳离子聚合引发剂、碱(base)产生剂或其组合。在这些之中，自由基聚合引发剂是优选的。而且，聚合引发剂优选地占组合物的总含量(按重量计100％)的按重量计5％至按重量计20％以获得足够的固化速度。
自由基聚合引发剂的具体实例包括但不限于芳族酮、酰基膦氧化物化合物、芳族盐化合物、有机过氧化物、含硫化合物(噻吨酮化合物、含有苯硫基的化合物等)、六芳基联咪唑化合物、酮肟酯化合物、硼酸酯化合物、吖嗪(azinium)化合物、茂金属化合物、活性酯化合物、具有碳卤键(一个或多个)的化合物和烷基胺化合物。
此外，聚合加速剂(敏化剂)任选地与聚合引发剂一起使用。聚合加速剂不被具体地限制。其优选的实例包括但不限于胺类比如三甲胺、甲基二甲醇胺、三乙醇胺，对二乙基氨基苯乙酮，苯甲酸对二甲基氨基乙基酯，苯甲酸对二甲基氨基酯-2-乙基己基，N,N-二甲基苄胺和4,4'-双(二乙基氨基苯甲酮)。其含量根据聚合引发剂的身份(类型)和其含量确定。
<着色剂>
本公开内容的组合物可以包含着色剂。作为着色剂，可以根据组合物的预期用途和其需要的性质使用不同的颜料和染料，其赋予黑色、白色、品红色、青色、黄色、绿色、橙色和光泽颜色比如金色和银色。组合物中着色剂的含量不被具体地限制，并且可以考虑例如期望的颜色密度和组合物中着色剂的可分散性适当地确定。但是，相对于组合物的总质量(按质量计100％)，从按质量计0.1％到按质量计20％是优选的。附带地，本公开内容的活性能量射线可固化组合物不一定包含着色剂而可以是透明的和无色的。在这样的情况下，例如，这样的透明的和无色的组合物对于保护图像的外涂层而言是良好的。
颜料可以是无机的或有机的，并且可以组合使用两种或更多种颜料。
无机颜料的具体实例包括但不限于炭黑(C.I.颜料黑7)比如炉黑、灯黑、乙炔黑和槽法炭黑，氧化铁和氧化钛。
有机颜料的具体实例包括但不限于偶氮颜料比如不溶性偶氮颜料、浓缩的偶氮颜料、偶氮色淀和螯合物偶氮颜料，多环颜料比如酞菁颜料、苝系颜料、环酮(perinone)颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二烷颜料、硫蓝颜料、异吲哚啉酮颜料和喹酞酮颜料，染料螯合物(例如，碱性染料螯合物、酸性染料螯合物)，染料色淀(例如，碱性染料色淀、酸性染料色淀)，硝基颜料，亚硝基颜料，苯胺黑和日光型荧光颜料。
此外，分散剂任选地被加入以增强颜料的可分散性。分散剂没有具体的限制并且可以例如是通常用于制备颜料分散体(材料)的聚合物分散剂。
染料包括例如酸性染料、直接染料、活性染料、碱性染料和其组合。
<有机溶剂>
本公开内容的活性能量射线可固化组合物任选地包含有机溶剂，但是省去(spare)它是优选的。不含有机溶剂的可固化组合物，具体而言挥发性有机化合物(VOC)，是优选的，因为它增强组合物被处理的地方的安全性并且使得阻止环境污染是可能的。附带地，有机溶剂表示常规的不反应的有机溶剂，例如，醚、酮、二甲苯、乙酸乙酯、环己酮和甲苯，其明显地区别于反应单体。而且，“不含”有机溶剂意思是基本上不包含有机溶剂。其含量优选地少于按质量计0.1％。
<其它组分>
本公开内容的活性能量射线可固化组合物任选地包含其它已知的组分。其它已知的组分不被具体地限制。其具体实例包括但不限于已知制品比如表面活性剂、阻聚剂、均化剂、消泡剂、荧光增白剂、渗透增强剂、湿润剂(保湿剂)、定影剂、粘性稳定剂、杀菌剂、防腐剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、螯合剂、pH调节剂(调整剂)和增稠剂。
<活性能量射线可固化组合物的制备>
本公开内容的活性能量射线可固化组合物可以通过使用上面描述的组分制备。制备设备和条件不被具体地限制。例如，可固化组合物可以通过如下过程来制备：使用分散机比如球磨机、基蒂研磨机(kitty mill)、盘式研磨机(disk mill)、针式研磨机(pin mill)和DYNO-MILL将可聚合单体、颜料、分散剂等进行分散处理以制备颜料液体分散体，和进一步将颜料液体分散体与可聚合单体、引发剂、聚合引发剂和表面活性剂混合。
<粘度>
本公开内容的活性能量射线可固化组合物的粘度没有具体限制，因为它可以根据用途和应用设备调节。例如，如果采用从喷嘴喷射组合物的喷射设备，则在20℃到65℃的温度范围内，优选地在25℃的温度下，其粘度优选地在3mPa·s到40mPa·s的范围内，更优选地在5mPa·s到15mPa·s的范围内，并且特别优选地在6mPa·s到12mPa·s的范围内。此外，特别优选的是通过不含上面描述的有机溶剂的组合物来满足该粘性范围。附带地，粘性可以通过锥板旋转粘度仪(VISCOMETER TVE-22L，由TOKI SANGYO CO.,LTD.制造)使用圆锥形转子(1°34'x R24)在50rpm的转数下利用在20℃到65℃范围内的温热(hemathermal)循环水的温度设定来测量。VISCOMATE VM-150III可以被用于循环水的温度调节。
<应用领域>
本公开内容的活性能量射线可固化组合物的应用领域不被具体地限制。其可以被应用至其中使用活性能量射线可固化组合物的任何领域。例如，可固化组合物关于具体应用进行选择并且被用于树脂来加工油漆、粘合剂、绝缘材料、脱模剂、涂布材料、密封材料、各种抗蚀剂和各种光学材料。
而且，本公开内容的活性能量射线可固化组合物可以被用作油墨以在各种衬底上形成二维文字、图像和设计的涂膜，并且另外被用作立体物形成材料以形成三维物体。该三维物体形成材料可以还被用作通过粉末层的重复固化和层形成在形成三维物体的粉末层层压方法中使用的粉末颗粒的胶粘剂，并且可以被用作三维物体组成材料(模型材料)和在增材(additive)制造方法(立体平版印刷方法)中使用的支撑构件，如图2、图3A、图3B、图3C和图3D中图解的。图2是图解增材制造的方法的图，其通过重复排出可固化组合物至具体区域顺序地形成本公开内容的活性能量射线可固化组合物的层，一个在另一个上面，然后在照射活性能量射线之后固化(在下面详细描述)。图3A到3D每个是图解增材制造方法的图，其通过利用活性能量射线4照射本公开内容的活性能量射线可固化组合物5的储存池(储存部件)1在可移动平台3上顺序地形成具有各自预定形式的固化层6，一个在另一个上面。
通过本公开内容的活性能量射线可固化组合物制造三维物体的装置不被具体地限制并且可以是已知的装置。例如，装置包括可固化组合物的容纳设备、供应设备和排出设备，以及活性能量射线照射器。
另外，本公开内容包括通过固化活性能量射线可固化组合物获得的固化材料和通过在衬底上加工具有固化材料的结构获得的加工产物。加工产物通过例如热拉伸(heat-drawing)和穿孔具有片状形式或膜状形式的固化材料或结构制造。加工产物适合于表面装饰之后进行加工。其实例是车辆的计量表或操作面板、办公机器、电机或电子机器、和摄像机。
衬底不被具体地限制。它可以适当地关于具体应用进行选择。其实例包括纸、装订线、纤维、织物、皮革、金属、塑料、玻璃、木头、陶瓷或其复合材料。在这些之中，就加工性能而言，塑料衬底是优选的。
本公开内容的油墨排出装置可以被用作图像形成装置。图像形成装置的实例包括配置为排出油墨和在纸张上形成图像的图像形成装置，和配置为排出形成液体至层状态的由粉末形成的粉末层上以形成三维物体(3D物体)的三维物体形成装置(3D形成装置)。这些形成装置不限于使用排出的液体产生有意义的可见图像，比如文字和数字。这些形成装置还可以形成有意义的图案或三维图像。在这些形成装置中，活性能量射线可固化油墨从预定的储存容器被供应至油墨排出头是优选的。储存组合物的容器、图像形成方法和图像形成装置将在下面描述。
<储存组合物的容器>
本公开内容的储存组合物的容器包含活性能量射线可固化组合物并且适合于上面描述的应用。例如，如果本公开内容的活性能量射线可固化组合物被用于油墨，则储存油墨的容器可以被用作墨盒或墨瓶。因此，使用者在操作比如转移或更换油墨期间可以避免与油墨直接接触，使得手指和衣服避免被污染。而且，可以防止油墨中包含异物比如灰尘。此外，容器可以具有任何大小、任何形式和任何材料。例如，容器可以关于具体应用进行设计。优选的是使用阻光材料来阻挡光或利用阻光板覆盖容器，等。
<图像形成方法和图像形成装置>
本公开内容的图像形成方法至少包括利用活性能量射线照射本公开内容的可固化组合物以固化可固化组合物的照射步骤。本公开内容的图像形成装置至少包括利用活性能量射线照射本公开内容的可固化组合物的照射器，和包含本公开内容的活性能量射线可固化组合物的储存部件。储存部件可以包括上面提及的容器。而且，方法和装置可以分别包括排出步骤和排出设备以排出活性能量射线可固化组合物。排出可固化组合物的方法不被具体地限制，并且其实例包括连续的喷射方法和按需方法。按需方法包括压电方法、热方法、静电方法等。
图1是图解装备有喷墨排出设备的二维图像形成装置的图。印刷单元23a、23b、23c和23d分别具有黄色、品红色、青色和黑色活性能量射线可固化油墨的墨盒和排出头，其排出油墨至自供应辊21供给的记录介质22上。其后，配置为固化油墨的光源24a、24b、24c和24d发射活性能量射线至油墨，从而固化油墨以形成彩色图像。其后，记录介质22被输送至加工单元25和印刷品上卷辊筒26。印刷单元23a、23b、23c和23d中的每个可以具有加热机构以使油墨排出部分处的油墨液化。而且，在本公开内容的另一个实施方式中，可以任选地包括以接触或非接触方式将记录介质冷却至大约室温的机构。此外，喷墨记录方法可以是串行方法(serial method)或行式方法(line method)。串行方法包括通过移动头排出油墨至记录介质上，同时记录介质根据排出头的宽度间歇地移动。行式方法包括从在固定位置处保持的排出头排出油墨至记录介质上，同时记录介质连续移动。
记录介质22不被具体地限制。其具体实例包括但不限于纸、膜、金属或其复合材料。记录介质22采取片状形式但是不限于此。图像形成装置可以具有单面印刷配置和/或双面印刷配置。
任选地，多种颜色可以利用来自光源24a、24b和24c的无活性能量射线或弱活性能量射线印刷，然后照射来自光源24d的活性能量射线。因此，可以节省能量和成本。
具有印刷有本公开内容的油墨的图像的记录物包括在普通纸、树脂膜等的平滑面(plain surface)，粗糙面，或各种材料比如金属或陶瓷制成的表面上具有印刷的图像或文字的物品。此外，通过将图像层层压在记录介质的一部分或全部中，可以制造部分立体的图像(由二维部分和三维部分形成)和三维物体。
图2是图解本公开内容的图像形成装置(制造3D物体的装置)的另一个实例的示意图。图2中图解的图像形成装置39使用具有由在箭头A和B指示的方向中可移动布置的喷墨头的头单元顺序地形成薄层，一个在另一个上面。在图像形成装置39中，用于增材制造的喷射头单元30喷射第一活性能量射线可固化组合物，和用于支撑和固化这些组合物的喷射头单元31和32喷射与第一活性能量射线可固化组合物具有不同组成的第二活性能量射线可固化组合物，同时邻近喷射头单元31和32的紫外线照射器33和34固化组合物。更详细而言，例如，在用于支撑的喷射头单元31和32喷射第二活性能量射线可固化组合物至用于增材制造的衬底37上和第二活性能量射线可固化组合物通过照射活性能量射线被固化以形成具有组合物的空间的第一衬底层之后，用于增材制造的喷射头单元30喷射第一活性能量射线可固化组合物至池上，然后照射活性能量射线用于固化，从而形成第一增材制造层。该步骤被重复多次，以匹配多少层被层压的方式降低在垂直方向中可移动的平台38，以层压支撑层和增材制造层以制造立体物35。
其后，如果需要，移除增材制造支撑部件36。虽然用于增材制造的仅单一喷射头单元30被提供至在图2中图解的图像形成装置39，但是其可以具有两个或更多个单元30。
<图像>
使用本公开内容的油墨排出装置形成图像。
图像优选地为二维的或三维的。
实施例
将通过实施例的方式在下面描述本公开内容。但是，本公开内容不应当被解释为限于实施例。
以下面描述的方式测量弹性模量、马氏硬度和固化之前环氧粘合剂中的环氧基团的含量。
<弹性模量和马氏硬度>
利用微硬度测定仪(仪器名称：可得自Fischer Instruments K.K.的FISCHERSCOPE HM2000)，弹性模量和马氏硬度可以通过压印维氏压头来测量。注意，弹性模量参考压痕弹性模量“EIT/(1-vs 2)”获得，并且马氏硬度参考“HM”值获得。测量条件是5mN/10秒的加载或卸载速率和5秒的蠕变。
<固化之前环氧粘合剂中的环氧基团的含量>
固化之前环氧粘合剂中的环氧基团的含量根据下面的式(3)计算，其中在环氧粘合剂中包含的各自环氧化合物的环氧当量由Q1、Q2…和Qx(g/mol)表示，并且环氧粘合剂中各自环氧化合物的质量百分比由W1、W2…和Wx(％)表示。
环氧粘合剂中的环氧基团的含量(mol/100g)＝Σi(Wi/Qi) 式(3)
在式(3)中，Σ表示总和并且i表示整数。
当环氧当量是广泛离散的时，使用中值进行计算。
(活性能量射线可固化油墨生产实施例1)
<活性能量射线可固化油墨1的生产>
将丙烯酰吗啉(可得自KJ Chemicals Corporation)(按质量计70.0％)、丙烯酸苄基酯(可得自Osaka Organic Chemical Industry Ltd.)(按质量计24.0％)、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基膦氧化物(可得自BASF Japan Ltd.)(按质量计5.5％)、2,4-二乙基噻吨酮(可得自Nippon Kayaku Co.,Ltd.)(按质量计0.3％)、4-甲氧基苯酚(可得自SeikoChemical Co.,Ltd.)(按质量计0.1％)和有机硅基表面活性剂(产品名称：BYK-UV3510，可得自Byk-Chemie Japan K.K.)(按质量计0.1％)以该顺序添加在一起并且搅拌1小时，进行目视观察以确认没有材料未溶解。随后，所得物通过膜滤器过滤以移除将引起头堵塞的粗颗粒，以产生活性能量射线可固化油墨1。
(活性能量射线可固化油墨生产实施例2到12)
<活性能量射线可固化油墨2到12的生产>
活性能量射线可固化油墨2到12以与活性能量射线可固化油墨生产实施例1中相同的方式生产，除了将在活性能量射线可固化油墨生产实施例1中使用的组合物和含量改变为下面的表1-2和1-2中呈现的组合物和含量。
表1-1
表1-2
表1-2和1-2的组分的产品名称和供应商名称如下。
-丙烯酰吗啉：可得自KJ Chemicals Corporation，SP值：11.2(cal/cm3)1/2，摩尔体积：118.5cm3/mol
-N-乙烯基己内酰胺：可得自Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.，SP值：10.8(cal/cm3)1/2，摩尔体积：130.8cm3/mol
-丙烯酸苄基酯：可得自Osaka Organic Chemical Industry Ltd.
-丙烯酸-2-苯氧乙基酯：可得自Osaka Organic Chemical Industry Ltd.
-丙烯酸异冰片酯：可得自Osaka Organic Chemical Industry Ltd.
-双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基膦氧化物：可得自BASF Japan Ltd.
-2,4-二乙基噻吨酮：可得自Nippon Kayaku Co.,Ltd.
-4-甲氧基苯酚：可得自Seiko Chemical Co.,Ltd.
-有机硅基表面活性剂：可得自Byk-Chemie Japan K.K.，产品名称：BYK-UV3510
(油墨排出头生产实施例1)
<油墨排出头1的生产>
将双酚A型环氧化合物1(产品名称：JER828，可得自Mitsubishi ChemicalCorporation)(按质量计40.0％)、双酚F型环氧化合物(产品名称：JER806，可得自Mitsubishi Chemical Corporation)(按质量计20.0％)、对氨基酚型环氧化合物(产品名称：JER630，可得自Mitsubishi Chemical Corporation)(按质量计20.0％)和二氧化硅(产品名称：AEROSIL R972，可得自Nippon Aerosil Co.,Ltd.)(按质量计2.0％)以该顺序加入到一起并且搅拌和混合至均匀状态。进一步加入胺加成物(产品名称：AMICURE MY-24，可得自Ajinomoto Fine-Techno Co.Inc.)(按质量计18.0％)，并且材料被搅拌和混合至均匀状态，以产生环氧粘合剂1。使用该环氧粘合剂1，接合构成液体腔的构件、构成喷嘴板的构件和构成流动路径的构件——其是接触活性能量射线可固化油墨的构件，以产生油墨排出头1(MH5440，可得自Ricoh Company,Ltd.)，其包括：液体腔；包括喷嘴孔的喷嘴板；和流动路径。
(油墨排出头生产实施例2到4)
<油墨排出头2到4的生产>
油墨排出头2到4以与在油墨排出头生产实施例1中相同的方式生产，除了将在油墨排出头生产实施例1中使用的组合物和环氧粘合剂的组分的含量改变为下面表2中所呈现的。固化之前粘合剂中的环氧基团的含量，以及粘合剂的固化产物的弹性模量E1(浸入之前的初始值(GPa))和马氏硬度M1(浸入之前的初始值(N/mm2))也在下面的表2中呈现。
表2
表2的组分的产品名称和供应商如下。
-双酚A型环氧化合物1：可得自Mitsubishi Chemical Corporation，产品名称：JER828
-双酚A型环氧化合物2：可得自Mitsubishi Chemical Corporation，产品名称：JER1001
-双酚A型环氧化合物3：可得自Mitsubishi Chemical Corporation，产品名称：JER 1007
-双酚F型环氧化合物：可得自Mitsubishi Chemical Corporation，产品名称：JER806
-对氨基酚型环氧化合物：可得自Mitsubishi Chemical Corporation，产品名称：JER630
-胺加成物：可得自Ajinomoto Fine-Techno Co.Inc.，产品名称：AMICURE MY-24
-二氧化硅：可得自Nippon Aerosil Co.,Ltd.，产品名称：AEROSIL R972
(实施例1)
将生产的活性能量射线可固化油墨1和油墨排出头1组合并合并在图像形成装置中，以获得油墨排出装置1。
(实施例2到20和比较实施例1到8)
油墨排出装置2到28以与实施例1中相同的方式获得，除了将在实施例1中使用的活性能量射线可固化油墨1和油墨排出头1改变为下面的表3中呈现的活性能量射线可固化油墨和油墨排出头。
下面，使用获得的油墨排出装置1到28，以下面描述的方式评估“弹性模量”、“马氏硬度”和“排出稳定性”。
(弹性模量和马氏硬度)
将环氧粘合剂1到4中的每种倒入模具并且在90℃下固化4小时，以获得具有1mm平均厚度的固化产物。固化产物的弹性模量E1(浸入之前的初始值(GPa))和马氏硬度M1(浸入之前的初始值(N/mm2))在表2中呈现。然后，使用在下面的表3中呈现的油墨和环氧粘合剂的组合，将获得的固化产物中的每种放入填充有活性能量射线可固化油墨(50mL)的玻璃制遮光瓶中，并且将瓶密封。随后，将固化产物浸入在瓶中的油墨中，在热风烘箱中在60℃下持续4周，以获得浸入产物。浸入产物的弹性模量E2(GPa)和马氏硬度M2(N/mm2)以与测量浸入之前的固化产物的弹性模量E1和马氏硬度M1的相同方式测量，并且浸入产物的弹性模量E2(GPa)和马氏硬度M2(N/mm2)与浸入之前固化产物的弹性模量E1(GPa)和马氏硬度M1(N/mm2)的降低比率根据下面的式(1)和式(2)计算。结果在表3中呈现。
弹性模量降低比率(％)＝{(E1-E2)/E1}×100 式(1)
马氏硬度降低比率(％)＝{(M1-M2)/M1}×100 式(2)
从易于评估的观点来看，使用环氧粘合剂代替油墨排出装置评估弹性模量和马氏硬度。但是，使用环氧粘合剂评估的结果与使用油墨排出装置评估的结果相同。
(排出稳定性)
获得的油墨排出装置的排出条件设定为使得油墨液滴排出速度将为7m/s。在被填充在油墨排出头中的状态下，使油墨静置4周，然后在排出条件设定下再次排出，以根据下面描述的评估标准评估“排出稳定性”。
[评估标准]
A：油墨被静置之后的排出速度为6m/s或更高。
B：油墨被静置之后的排出速度为5m/s或更高但是低于6m/s。
C：油墨被静置之后的排出速度低于5m/s或不排出油墨。
表3
可见在实施例1到20的油墨排出装置中，浸入在活性能量射线可固化油墨中之后的弹性模量和马氏硬度与浸入之前的弹性模量和马氏硬度的降低比率为50％或更低，粘合剂的膨胀小，并且油墨排出装置的排出稳定性优异。与此相比，在比较实施例1到8的油墨排出装置中，浸入在活性能量射线可固化油墨中之后的弹性模量和马氏硬度与浸入之前的弹性模量和马氏硬度的降低比率大于50％，粘合剂的膨胀大，并且油墨排出装置缺乏排出稳定性。
本公开内容的方面例如如下。
<1>油墨排出装置，其包括：
活性能量射线可固化油墨；和
油墨排出头，
该油墨排出头包括：
液体腔；
包括喷嘴孔的喷嘴板；和
流动路径，
使用环氧粘合剂将与活性能量射线可固化油墨接触的油墨排出头的构件接合，
该油墨排出头配置为从喷嘴孔排出活性能量射线可固化油墨，
其中该活性能量射线可固化油墨包含选自丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物中的至少任一种，并且
其中由下面的式(1)表示的弹性模量降低比率为50％或更低，
弹性模量降低比率(％)＝{(E1-E2)/E1}×100 式(1)
其中E1表示通过在90℃下固化环氧粘合剂4小时获得的固化产物的弹性模量(GPa)，并且E2表示通过将固化产物在60℃下浸入在活性能量射线可固化油墨中4周获得的浸入产物的弹性模量(GPa)。
<2>根据<1>的油墨排出装置，其中丙烯酰胺化合物是丙烯酰吗啉，并且
其中N-乙烯基化合物是N-乙烯基己内酰胺。
<3>根据<1>或<2>的油墨排出装置，其中固化产物的弹性模量降低比率为10％或更低。
<4>根据<1>到<3>中任一项的油墨排出装置，其中固化产物的弹性模量E1为3.5GPa或更高。
<5>油墨排出装置，其包括：
活性能量射线可固化油墨；和
油墨排出头，
该油墨排出头包括：
液体腔；
包括喷嘴孔的喷嘴板；和
流动路径，
使用环氧粘合剂将与活性能量射线可固化油墨接触的油墨排出头的构件接合，
油墨排出头配置为从喷嘴孔排出活性能量射线可固化油墨，
其中活性能量射线可固化油墨包含选自丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物中的至少任一种，并且
其中由下面的式(2)表示的马氏硬度降低比率为50％或更低，
马氏硬度降低比率(％)＝{(M1-M2)/M1}×100 式(2)
其中M1表示通过在90℃下固化环氧粘合剂4小时获得的固化产物的马氏硬度(N/mm2)，并且M2表示通过将固化产物在60℃下浸入在活性能量射线可固化油墨中4周获得的浸入产物的马氏硬度(N/mm2)。
<6>根据<5>的油墨排出装置，其中丙烯酰胺化合物是丙烯酰吗啉，并且
其中N-乙烯基化合物是N-乙烯基己内酰胺。
<7>根据<5>或<6>的油墨排出装置，其中固化产物的马氏硬度降低比率为10％或更低。
<8>根据<5>到<7>中任一项的油墨排出装置，其中固化产物的马氏硬度M1为180N/mm2或更高。
<9>根据<1>到<8>中任一项的油墨排出装置，其中固化之前环氧粘合剂中环氧基团的含量为0.4mol/100g或更高。
<10>根据<1>到<9>中任一项的油墨排出装置，其中丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物的总含量为活性能量射线可固化油墨的总量的按质量计30％或更高。
<11>根据<1>到<10>中任一项的油墨排出装置，其中与活性能量射线可固化油墨接触并使用环氧粘合剂接合的构件包括选自喷嘴板、流动路径板和振动板中的至少任一种。
<12>根据<1>到<11>中任一项的油墨排出装置，其中环氧粘合剂包括环氧化合物和固化剂。
<13>根据<1>到<12>中任一项的油墨排出装置，其中固化之前环氧粘合剂中环氧基团的含量为0.5mol/100g或更高。
<14>根据<12>或<13>的油墨排出装置，其中环氧化合物是双酚A型环氧化合物和双酚F型环氧化合物中的至少任一种。
<15>根据<12>到<14>中任一项的油墨排出装置，其中固化剂是基于胺的化合物。
<16>根据<1>到<15>中任一项的油墨排出装置，其中活性能量射线可固化油墨在25℃下的粘性为3mPa·s或更高但是40mPa·s或更低。
<17>根据<1>到<16>中任一项的油墨排出装置，其中活性能量射线可固化油墨进一步包含聚合引发剂。
<18>根据<1>到<17>中任一项的油墨排出装置，其中活性能量射线可固化油墨进一步包含阻聚剂。
<19>根据<12>到<18>中任一项的油墨排出装置，其中固化剂的含量为环氧粘合剂的总量的按质量计1％或更高但是按质量计30％或更低。
<20>油墨排出方法，其包括：
使用根据<1>到<19>中任一项的油墨排出装置形成图像。
<21>根据<20>的油墨排出方法，其中图像是三维图像。
<22>根据<20>或<21>的油墨排出方法，其中活性能量射线可固化油墨在25℃下的粘性为3mPa·s或更高但是40mPa·s或更低。
根据<1>到<19>中任一项的油墨排出装置和根据<20>到<22>中任一项的油墨排出方法可以解决相关领域中的各种问题并且实现本公开内容的目标。

Claims (19)

1.油墨排出装置，其包括：
活性能量射线可固化油墨；和
油墨排出头，
其中所述油墨排出头包括：
液体腔；
包括喷嘴孔的喷嘴板；和
流动路径，
其中使用环氧粘合剂将与所述活性能量射线可固化油墨接触的所述油墨排出头的构件接合，
其中所述油墨排出头配置为从所述喷嘴孔排出所述活性能量射线可固化油墨，
其中所述活性能量射线可固化油墨包括选自丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物中的至少任一种，并且
其中由下面的式(1)表示的弹性模量降低比率为50％或更低，
弹性模量降低比率(％)＝{(E1-E2)/E1}×100 式(1)
其中E1表示通过在90℃下固化所述环氧粘合剂4小时获得的固化产物的弹性模量(GPa)，并且E2表示通过将所述固化产物在60℃下浸入在所述活性能量射线可固化油墨中4周获得的浸入产物的弹性模量(GPa)。
2.根据权利要求1所述的油墨排出装置，其中所述丙烯酰胺化合物包括丙烯酰吗啉，并且其中所述N-乙烯基化合物包括N-乙烯基己内酰胺。
3.根据权利要求1或2所述的油墨排出装置，其中所述固化产物的弹性模量降低比率为10％或更低。
4.油墨排出装置，其包括：
活性能量射线可固化油墨；和
油墨排出头，
其中所述油墨排出头包括：
液体腔；
包括喷嘴孔的喷嘴板；和
流动路径，
其中使用环氧粘合剂将与所述活性能量射线可固化油墨接触的所述油墨排出头的构件接合，
其中所述油墨排出头配置为从所述喷嘴孔排出所述活性能量射线可固化油墨，
其中所述活性能量射线可固化油墨包括选自丙烯酰胺化合物和N-乙烯基化合物中的至少任一种，并且
其中由下面的式(2)表示的马氏硬度降低比率为50％或更低，
马氏硬度降低比率(％)＝{(M1-M2)/M1}×100 式(2)
其中M1表示通过在90℃下固化所述环氧粘合剂4小时获得的固化产物的马氏硬度(N/mm2)，并且M2表示通过将所述固化产物在60℃下浸入在所述活性能量射线可固化油墨中4周获得的浸入产物的马氏硬度(N/mm2)。
5.根据权利要求4所述的油墨排出装置，其中所述丙烯酰胺化合物包括丙烯酰吗啉，并且其中所述N-乙烯基化合物包括N-乙烯基己内酰胺。
6.根据权利要求4或5所述的油墨排出装置，其中所述固化产物的马氏硬度降低比率为10％或更低。
7.根据权利要求1-2和4-5中任一项所述的油墨排出装置，其中固化之前所述环氧粘合剂中环氧基团的含量为0.4mol/100g或更高。
8.根据权利要求3所述的油墨排出装置，其中固化之前所述环氧粘合剂中环氧基团的含量为0.4mol/100g或更高。
9.根据权利要求6所述的油墨排出装置，其中固化之前所述环氧粘合剂中环氧基团的含量为0.4mol/100g或更高。
10.根据权利要求1-2、4-5和8-9中任一项所述的油墨排出装置，其中所述丙烯酰胺化合物和所述N-乙烯基化合物的总含量为所述活性能量射线可固化油墨的总量的按质量计30％或更高。
11.根据权利要求3所述的油墨排出装置，其中所述丙烯酰胺化合物和所述N-乙烯基化合物的总含量为所述活性能量射线可固化油墨的总量的按质量计30％或更高。
12.根据权利要求6所述的油墨排出装置，其中所述丙烯酰胺化合物和所述N-乙烯基化合物的总含量为所述活性能量射线可固化油墨的总量的按质量计30％或更高。
13.根据权利要求7所述的油墨排出装置，其中所述丙烯酰胺化合物和所述N-乙烯基化合物的总含量为所述活性能量射线可固化油墨的总量的按质量计30％或更高。
14.根据权利要求1-2、4-5、8-9和11-13中任一项所述的油墨排出装置，其中与所述活性能量射线可固化油墨接触并使用所述环氧粘合剂接合的所述构件包括选自所述喷嘴板、流动路径板和振动板中的至少任一种。
15.根据权利要求3所述的油墨排出装置，其中与所述活性能量射线可固化油墨接触并使用所述环氧粘合剂接合的所述构件包括选自所述喷嘴板、流动路径板和振动板中的至少任一种。
16.根据权利要求6所述的油墨排出装置，其中与所述活性能量射线可固化油墨接触并使用所述环氧粘合剂接合的所述构件包括选自所述喷嘴板、流动路径板和振动板中的至少任一种。
17.根据权利要求7所述的油墨排出装置，其中与所述活性能量射线可固化油墨接触并使用所述环氧粘合剂接合的所述构件包括选自所述喷嘴板、流动路径板和振动板中的至少任一种。
18.根据权利要求10所述的油墨排出装置，其中与所述活性能量射线可固化油墨接触并使用所述环氧粘合剂接合的所述构件包括选自所述喷嘴板、流动路径板和振动板中的至少任一种。
19.油墨排出方法，其包括：
使用根据权利要求1到18中任一项所述的油墨排出装置形成图像。
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