CN110698918B - 喷墨用油墨和喷墨记录系统 - Google Patents

喷墨用油墨和喷墨记录系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供喷墨用油墨和喷墨记录系统。喷墨用油墨含有颜料、含第一树脂的第一颗粒、含第二树脂的第二颗粒、保湿剂。第一树脂中，以相对于全部重复单元为30质量％以上70质量％以下的比例含有来自甲基丙烯酸甲酯的重复单元。第二树脂中，来自甲基丙烯酸甲酯的重复单元的含有比例相对于全部重复单元小于30质量％。保湿剂含有α，ω‑链烷二醇。喷墨记录系统中，通过从喷墨记录头的若干个喷嘴中喷出喷墨用油墨，在输送部所输送的记录介质上形成墨点。

Description

喷墨用油墨和喷墨记录系统
技术领域
本发明涉及喷墨用油墨和喷墨记录系统。
背景技术
喷墨记录系统的记录头已知有一种线型记录头。还有，喷墨的印刷方式例如有多行程方式和单行程方式。多行程方式是指如下方式：使记录头在记录介质上进行若干次的来回移动，同时从记录头中将喷墨用油墨(以下，有时简记为“油墨”)喷出。单行程方式是指如下方式：使记录头在记录介质上只通过一次，同时从记录头中将油墨喷出。单行程方式具有能够实现印刷高速化的优势。
于是，从印刷高速化的观点出发，正在研究线型记录头与单行程方式进行了组合的图像形成装置。然而，使用线型记录头和单行程方式在记录介质上形成图像的情况下，由于记录头在记录介质上只通过一次，因此不能重复描画图像。因此，特别是在使用普通纸作为记录介质的情况下，容易导致所形成的图像的浓度(打印浓度)的下降和渗墨问题。
还有，使用线型记录头和单行程方式在记录介质上形成图像的情况下，油墨过度地浸透到记录介质内部，在记录介质上没有形成图像的面(背面)也能看到图像透过来，容易产生渗墨到背面的现象。如此，使用线型记录头和单行程方式在记录介质上形成图像的情况下，所形成的图像的画质可能非常差。
为了抑制所形成的图像的画质下降，提出了含有树脂乳液的油墨。根据含有树脂乳液的油墨的一个例子，通过使用酸值比普通油墨中的合成树脂乳液低的树脂乳液，能够得到一种对于非吸收性基材的粘附性与耐化学性之间的均衡性较优异的喷墨用油墨。
发明内容
然而，只通过上述技术的话，难以在使用油墨提高形成在记录介质上的图像的打印浓度的同时又确保优异的喷出稳定性。
本发明是鉴于上述课题而作出的，提供一种油墨，能够在使用油墨来提高形成在记录介质上的图像的打印浓度的同时又确保优异的喷出稳定性。而且，本发明还提供一种喷墨记录系统，能够在使用油墨来提高形成在记录介质上的图像的打印浓度的同时又确保优异的喷出稳定性。
本发明所涉及的喷墨用油墨含有：颜料、含第一树脂的第一颗粒、含第二树脂的第二颗粒、保湿剂。所述第一树脂中，以相对于全部重复单元为30质量％以上70质量％以下的比例含有来自甲基丙烯酸甲酯的重复单元。所述第二树脂中，来自甲基丙烯酸甲酯的重复单元的含有比例相对于全部重复单元小于30质量％。所述保湿剂含有α，ω-链烷二醇。另外，本说明书中，α，ω-链烷二醇是指在碳主链(最长的碳链)的两个末端具有羟基的链烷二醇。
本发明所涉及的喷墨记录系统具备输送部和喷墨记录头，所述输送部对记录介质进行输送。所述喷墨记录头具备若干列喷嘴列，所述喷嘴列具有排列在与所述记录介质的输送方向垂直的方向上的若干个喷嘴。若干列所述喷嘴列并排设置在所述记录介质的输送方向上。本发明所涉及的喷墨记录系统中，通过从所述喷墨记录头的所述若干个喷嘴中喷出上述说明的本发明所涉及的喷墨用油墨，在所述输送部所输送的所述记录介质上形成墨点。
根据本发明，能够在使用油墨来提高形成在记录介质上的图像的打印浓度的同时又确保优异的喷出稳定性。
附图说明
图1是本发明的优选实施方式所涉及的喷墨记录系统的结构图。
图2是从上方观察图1中的喷墨记录系统的输送带得到的图。
图3(a)是图2中的记录头的喷射单元，图3(b)是沿着图3(a)的IIIB-IIIB线的截面图。
图4是本发明的优选实施方式所涉及的喷墨记录系统的结构框图。
具体实施方式
以下，对本发明的优选实施方式进行说明。首先，对本说明书中使用的技术用语进行说明。没有特别规定的话，体积中位径(D50)的测量值是使用动态光散射式粒径分布测量装置(希森美康株式会社制造“Zetasizer nano ZS”)测量的值。没有特别规定的话，酸值的测量值是按照“JIS(日本工业标准)K0070-1992”测量的值。没有特别规定的话，重均分子量(Mw)的测量值是使用凝胶渗透色谱法测量的值。
<第一实施方式：油墨>
以下，对本发明的第一实施方式所涉及的油墨进行说明。第一实施方式所涉及的油墨含有：颜料、含第一树脂的第一颗粒、含第二树脂的第二颗粒、保湿剂。第一树脂中，以相对于全部重复单元为30质量％以上70质量％以下的比例含有来自甲基丙烯酸甲酯的重复单元(以下，有时记载为MMA单元)。第二树脂中，MMA单元的含有比例相对于全部重复单元小于30质量％。另外，第二树脂中的MMA单元含有比例也可以是0质量％。也就是说，第二树脂也可以不含MMA单元。保湿剂含有α，ω-链烷二醇。
第一实施方式所涉及的油墨由于具备上述的结构，因此能够在使用油墨来提高形成在记录介质上的图像的打印浓度的同时又确保优异的喷出稳定性。其理由推测如下。另外，油墨留在记录介质的表面上越多时，打印浓度越高。
第一颗粒所含的第一树脂中，MMA单元含有比例相对于全部重复单元为30质量％以上。含有这种第一颗粒的油墨容易留在纸面上。还有，第二颗粒所含的第二树脂中，MMA单元含有比例相对于全部重复单元小于30质量％。含有这种第二颗粒的油墨的颜料分散性往往较高。由此，使用第一实施方式的油墨来形成图像时，颜料分散性较高的油墨容易留在纸面上。因此，根据第一实施方式的油墨，能够提高形成在记录介质上的图像的打印浓度。
还有，第一实施方式的油墨的第一颗粒所含的第一树脂中，MMA单元含有比例相对于全部重复单元为70质量％以下。使用含有这种第一颗粒的油墨时，喷嘴往往不易干燥。而且，第一实施方式的油墨中，保湿剂含有α，ω-链烷二醇。α，ω-链烷二醇中，在分子内亲水部分(羟基)对称配置，因此α，ω-链烷二醇与水的接触面积比较大。由此，α，ω-链烷二醇的相对吸湿性高。因此，根据第一实施方式的油墨，通过将第一树脂中MMA单元含有比例为70质量％以下的第一颗粒与相对吸湿性高的α，ω-链烷二醇一起使用，能够抑制喷嘴的干燥来确保优异的喷出稳定性。
以下，对第一实施方式所涉及的油墨中含有的成分进行说明。另外，也对第一实施方式所涉及的油墨的制造方法进行说明。
[第一颗粒]
如上所述，第一颗粒含第一树脂。为了在使用油墨来提高形成在记录介质上的图像的打印浓度的同时又确保优异的喷出稳定性，使用重均分子量(Mw)是10000以上160000以下的树脂作为第一树脂。第一树脂中，以相对于全部重复单元为30质量％以上70质量％以下的比例含有MMA单元。
第一树脂的重均分子量(Mw)能够通过改变第一树脂的聚合条件(更具体地来说，聚合引发剂的使用量、聚合温度、聚合时间等)进行调整。相对于单体混合物平均1摩尔，聚合引发剂的使用量优选为0.001摩尔以上5摩尔以下，更优选为0.01摩尔以上2摩尔以下。聚合温度优选为50℃以上70℃以下。聚合时间优选为10小时以上24小时以下。
第一实施方式的油墨中，在第一颗粒中也可以含有第一树脂以外的树脂。相对于第一颗粒的总量，第一颗粒中的第一树脂的含量优选为80质量％以上，更优选为90质量％以上，特别优选为100质量％。
第一实施方式的油墨中，第一树脂优选为：在MMA单元的基础上，进一步含有来自丙烯酸丁酯(BA)的重复单元(BA单元)和来自丙烯酸异辛酯(2EHA)的重复单元(2EHA单元)。相对于第一树脂中的全部重复单元，第一树脂中的BA单元含有比例优选为10质量％以上50质量％以下。还有，相对于第一树脂中的全部重复单元，第一树脂中的2EHA单元含有比例优选为10质量％以上50质量％以下。
为了在使用油墨来提高形成在记录介质上的图像的打印浓度的同时又确保优异的喷出稳定性，第一颗粒的体积中位径(D50)优选为30nm以上200nm以下，更优选为80nm以上160nm以下。基于同样的理由，相对于油墨的总量，油墨中的第一颗粒的含量优选为1质量％以上10质量％以下。基于同样的理由，第一树脂优选为重复单元只有MMA单元、BA单元和2EHA单元。
[颜料]
颜料例如有：黄色颜料、橙色颜料、红色颜料、蓝色颜料、紫色颜料和黑色颜料。黄色颜料例如是C.I.颜料黄(74、93、95、109、110、120、128、138、139、151、154、155、173、180、185和193)。橙色颜料例如是C.I.颜料橙(34、36、43、61、63和71)。红色颜料例如是C.I.颜料红(122和202)。蓝色颜料例如是C.I.颜料蓝(15、更具体来说是15∶3)。紫色颜料例如是C.I.颜料紫(19、23和33)。黑色颜料例如是C.I.颜料黑(7)。
相对于油墨的总量，油墨中的颜料含量优选为4质量％以上8质量％以下。颜料含量为4质量％以上时，容易得到所需图像浓度的图像。还有，颜料含量为8质量％以下时，确保了油墨的流动性，从而容易得到所需图像浓度的图像，并且容易确保油墨相对于记录介质的渗透性。
为了提高油墨的色浓度、色相或者稳定性，构成颜料的颜料颗粒的体积中位径(D50)优选为30nm以上200nm以下，更优选为70nm以上130nm以下。
[第二颗粒]
如上所述，第二颗粒含第二树脂。第二树脂中，相对于全部重复单元，MMA单元含有比例小于30质量％。第二颗粒优选为包覆着构成颜料的颜料颗粒。这样的情况下，由第二树脂(以下，有时记载为颜料分散树脂)构成的包覆膜(层)形成在颜料颗粒的表面，从而能够抑制颜料颗粒的凝集。在第二颗粒包覆颜料颗粒的情况下，为了更好地抑制颜料颗粒的凝集，相对于第二树脂(颜料分散树脂)中的全部重复单元，第二树脂中的MMA单元含有比例优选为20质量％以下。还有，在第二颗粒包覆颜料颗粒的情况下，第二颗粒优选为具有阴离子性。
第一实施方式的油墨中，第二颗粒中也可以含有第二树脂以外的树脂。相对于第二颗粒的总量，第二颗粒中的第二树脂的含量优选为80质量％以上，更优选为90质量％以上，特别优选为100质量％。
为了在使用油墨来提高形成在记录介质上的图像的打印浓度的同时又确保优异的喷出稳定性，第二颗粒的体积中位径(D50)优选为30nm以上200nm以下，更优选为80nm以上150nm以下。基于同样的理由，相对于油墨的总量，油墨中的第二颗粒的含量优选为1质量％以上13质量％以下。
第二树脂例如可以适当选择使用众所周知的颜料分散树脂。第二树脂的具体例子有苯乙烯-丙烯酸树脂、苯乙烯-顺丁烯二酸共聚物、乙烯基萘-丙烯酸共聚物和乙烯基萘-顺丁烯二酸共聚物。苯乙烯-丙烯酸树脂含有来自苯乙烯的重复单元以及来自从丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯中选择的1种以上单体的重复单元。苯乙烯-丙烯酸树脂例如有：苯乙烯-丙烯酸-丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸烷基酯-丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-顺丁烯二酸-丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物和苯乙烯-甲基丙烯酸烷基酯共聚物。这些颜料分散树脂中，从制备容易、颜料分散效果优异的观点出发，优选为苯乙烯-丙烯酸树脂，更优选为苯乙烯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸烷基酯-丙烯酸烷基酯共聚物，特别优选为苯乙烯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物。
还有，第二树脂的酸值优选为100mgKOH/g以上300mgKOH/g以下。第二树脂的酸值在上述范围内时，能够同时提高颜料的分散性和油墨的保存稳定性。
第二树脂的酸值能够通过改变合成第二树脂的过程中使用的单体种类和其使用量进行调整。第二树脂的合成的一个例子中，使用具有酸性官能团(例如，羧基)的单体(更具体地来说，丙烯酸、甲基丙烯酸等)。通过增加具有酸性官能团的单体的使用量，能够提高第二树脂的酸值。
第二树脂的重均分子量(Mw)优选为10000以上160000以下。第二树脂的重均分子量(Mw)在上述范围内时，能够抑制油墨的粘度上升并容易得到具有所需图像浓度的图像。
第二树脂的重均分子量(Mw)能够通过改变第二树脂的聚合条件(更具体地来说，聚合引发剂的使用量、聚合温度、聚合时间等)进行调整。相对于单体混合物平均1摩尔，聚合引发剂的使用量优选为0.001摩尔以上5摩尔以下，更优选为0.01摩尔以上2摩尔以下。聚合温度优选为50℃以上70℃以下。聚合时间优选为10小时以上24小时以下。
相对于颜料100质量份，第二树脂的含量优选为15质量份以上100质量份以下。第二树脂的含量相对于颜料100质量份是15质量份以上的情况下，能够抑制渗墨到形成图像后的记录介质的背面。另一方面，第二树脂的含量相对于颜料100质量份是100质量份以下的情况下，油墨在记录介质上容易扩展，其结果是容易得到所需图像浓度的图像。
[颜料分散体]
上述颜料和含有上述第二树脂(颜料分散树脂)的第二颗粒也可以构成颜料分散体。颜料分散体优选为由颜料颗粒和覆盖颜料颗粒的第二颗粒(颜料分散树脂)构成。也就是说，颜料分散体优选为由颜料颗粒和以覆盖颜料颗粒表面的方式存在的颜料分散树脂层(由第二颗粒构成的包覆膜)构成。另外，在油墨中也可以存在未被颜料颗粒吸附的颜料分散树脂(未吸附树脂)。油墨的颜料分散树脂中，吸附在颜料颗粒上的颜料分散树脂(吸附树脂)的比例优选为95质量％以上100质量％以下。以下，对颜料分散体的制造方法进行说明。
[颜料分散体的制造方法]
通过用颜料分散树脂来包覆颜料颗粒，得到颜料分散体。颜料分散体的制造方法可以使用众所周知的方法。优选的方法是：使用Nanoglen研磨机(浅田铁工株式会社制造)、MSC研磨机(NIPPON COKE&ENGINEERING.CO.，LTD.制造)、Willy A.Bachofen(WAB)公司制造“DYNO(日本注册商标)-MILL”之类的介质型湿式分散机，在水之类适当的液状介质中，将颜料与第二颗粒进行混炼，从而得到颜料分散体(具体来说，含有颜料分散体的颜料分散液)。介质型湿式分散机的处理中，例如使用小粒径的珠粒。珠粒的粒径没有特别的限定，例如是0.5mm以上1.0mm以下。还有，珠粒的材质没有不做特别的限定，优选为玻璃、氧化锆之类的硬质材料。
制造颜料分散体时，相对于颜料与颜料分散树脂的合计质量，液状介质的使用量优选为0.1倍以上5倍以下，更优选为0.5倍以上4倍以下。
调整制造颜料分散体时的分散条件，使颜料分散体的体积中位径(D50)例如达到70nm以上130nm以下(优选为80nm以上120nm以下)。例如，通过改变珠粒的粒径，能够调整颜料的分散度和未吸附树脂的量(没有包覆颜料颗粒的颜料分散树脂的量)。具体来说，珠粒的粒径越小，能够对颜料分散体进行更小的微粒化。还有，珠粒的粒径越小，能够使颜料分散树脂相对于颜料颗粒的包覆量越多。
例如，在使用离子交换水将含有颜料分散体的颜料分散液稀释300倍得到的溶液，能够通过动态光散射式粒径分布测量装置(希森美康株式会社制造“Zetasizer nano ZS”)来测量颜料分散体的体积中位径(D50)。
[保湿剂]
第一实施方式的油墨中，α，ω-链烷二醇作为保湿剂。第一实施方式所涉及的油墨中，相对于第一实施方式所涉及的油墨的总量，α，ω-链烷二醇的含量优选为3.0质量％以上30.0质量％以下，更优选为5.0质量％以上20.0质量％以下。α，ω-链烷二醇的含量为3.0质量％以上30.0质量％以下时，能够进一步提高使用油墨形成在记录介质上的图像的打印浓度，还能够防止喷嘴的干燥并实现优异的喷出稳定性。
保湿剂中，相对于保湿剂的总量，优选为以5质量％以上100质量％以下的比例含有α，ω-链烷二醇。保湿剂可以只含有1种α，ω-链烷二醇，也可以含有2种以上的α，ω-链烷二醇。
为了进一步提高打印浓度并容易地确保优异的喷出稳定性，α，ω-链烷二醇优选为从1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，5-戊二醇和3-甲基-1，5-戊二醇构成的组中选择的1种以上，更优选为3-甲基-1，5-戊二醇。以下，从1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，5-戊二醇和3-甲基-1，5-戊二醇构成的组中选择的1种以上α，ω-链烷二醇有时记载为特定α，ω-链烷二醇。
特定α，ω-链烷二醇的粘度和沸点不太高。因此，能够使油墨浸透到记录介质再蒸发掉油墨所含的挥发成分之后的油墨的干燥粘度在良好的范围中。这样的油墨由于相对于记录介质的渗透性优异，因此能够进一步提高打印浓度，并能够防止喷嘴的干燥并确保优异的喷出稳定性。
保湿剂中，在含有α，ω-链烷二醇的基础上，也可以进一步含有其它保湿剂。其它保湿剂例如是烷三醇和乙二醇醚。其它保湿剂可以只使用1种，也可以混合2种以上来使用。
[第一树脂与保湿剂的优选组合]
为了在进一步提高使用油墨形成在记录介质上的图像的打印浓度并容易地确保优异的喷出稳定性，优选为：第一树脂中的重复单元只有MMA单元、BA单元和2EHA单元，保湿剂含有3-甲基-1，5-戊二醇。
[渗透剂]
第一实施方式的油墨也可以进一步含有渗透剂。为了提高记录介质的纵向(厚度方向)上的油墨渗透性，渗透剂优选为1，2-辛二醇。为了进一步提高记录介质的纵向(厚度方向)上的油墨渗透性，相对于油墨的总量，渗透剂的含量优选为0.5质量％以上1.0质量％以下。
1，2-辛二醇在室温(例如，25℃)下是液体。使用在制备油墨时的温度(室温)下为固体的渗透剂的情况下，在图像形成中，油墨中的挥发成分从记录介质上蒸发出来时，渗透剂的一部分往往会析出。由于这样的析出，容易阻碍油墨浸透到记录介质中。因此，优选使用在室温(例如，25℃)下是液体的1，2-辛二醇作为渗透剂。
[表面活性剂]
第一实施方式的油墨也可以进一步含有表面活性剂。使用表面活性剂的目的是：提高油墨所含的成分的相容性与分散稳定性，以及提高油墨相对于记录介质的渗透性(润湿性)。为了进一步提高油墨所含的成分的相容性与分散稳定性，表面活性剂优选为非离子表面活性剂。
第一实施方式的油墨含有非离子表面活性剂的情况下，油墨润湿并浸透到记录介质中时，抑制表面活性剂脱离油墨，油墨所含的各成分不易分离。由此，能够抑制油墨中只有渗透性高的液状成分先浸透到记录介质内的问题。其结果，能够提高油墨整体到记录介质内部的渗透性，进一步提高使用油墨形成在记录介质上的图像的打印浓度，还能够防止喷嘴的干燥并确保优异的喷出稳定性。
非离子表面活性剂优选为丙烯酸聚亚烷基二醇烷基醚-丙烯酸烷基酯-丙烯酸聚亚烷基二醇-丙烯酸月桂酯-甲基丙烯酸烷基酯共聚物，更优选为丙烯酸聚乙二醇甲醚-丙烯酸丁酯-丙烯酸聚丙二醇-丙烯酸月桂酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物。
为了抑制使用油墨形成了图像的记录介质中发生凸状卷曲并获得所需打印浓度的图像，相对于油墨的总量，表面活性剂的含量优选为0.3质量％以上0.8质量％以下。
[其它成分]
第一实施方式的油墨中，根据需要也可以含有上述成分以外的其它成分，例如众所周知的添加剂(更具体地来说，溶解稳定剂、干燥防止剂、抗氧化剂、粘度调整剂、pH调整剂、抗菌剂等)。使用溶解稳定剂的目的是使油墨所含的成分相溶化，从而使油墨的溶解状态稳定化。溶解稳定剂例如有：2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮和γ-丁内酯。这些溶解稳定剂中，可以单独使用一种，也可以组合两种以上来使用。在油墨含有溶解稳定剂的情况下，相对于油墨的总量，溶解稳定剂的含量优选为1.0质量％以上20.0质量％以下，更优选为2.0质量％以上15.0质量％以下。
在第一实施方式的油墨含有干燥防止剂的情况下，干燥防止剂优选为丙三醇。
第一实施方式的油墨优选为含有水的油墨(水性油墨)。在第一实施方式的油墨是水性油墨的情况下，相对于油墨的总量，油墨中的水的含量优选为20质量％以上90质量％以下，更优选为25质量％以上80质量％以下。
[油墨的制造方法]
第一实施方式的油墨的制造方法只要能够将颜料、第一颗粒、第二颗粒、保湿剂和根据需要配合的其它成分均匀地混合即可，不做特别的限定。油墨的制造方法的具体例子有：使用搅拌机将油墨的各成分进行搅拌，在均匀混合之后，使用过滤器(例如孔径5μm以下的过滤器)去除异物和粗大颗粒。
如上所述，说明了第一实施方式所涉及的油墨。根据第一实施方式的油墨，能够在使用油墨来提高形成在记录介质上的图像的打印浓度的同时又确保优异的喷出稳定性。
<第二实施方式：喷墨记录系统>
接下来，对本发明的第二实施方式所涉及的喷墨记录系统进行说明。第二实施方式的喷墨记录系统具备输送部和喷墨记录头(以下，有时记载为“记录头”)，输送部对记录介质进行输送。第二实施方式的喷墨记录系统中，使用第一实施方式的油墨。以下，参照附图对第二实施方式的喷墨记录系统进行说明。另外，为了便于理解，附图中主要对各结构要素进行了示意性地表示，为了方便作图，图示各结构要素的大小、个数等可能与实际有出入。
图1是喷墨记录系统100的结构图。图2是从上方观察图1中的喷墨记录系统100的输送带5得到的图。
如图1所示，喷墨记录系统100是具备输送部1和记录头11的喷墨记录装置。喷墨记录系统100还具备：供纸托盘2、供纸辊3、供纸从动辊4、输送带5、皮带驱动辊6、皮带从动辊7、排出辊8、排出从动辊9和出纸托盘10。输送带5、皮带驱动辊6和皮带从动辊7构成输送部1的一部分。在喷墨记录系统100的图中左端部，设置了供纸托盘2。供纸托盘2对记录纸张P(记录介质)进行收纳。在供纸托盘2的一端部，设置了供纸辊3和供纸从动辊4。供纸辊3将收纳在供纸托盘2中的记录纸张P从位于最上方的记录纸张P开始一张一张地依次取出，并输送到输送带(输送部)5，由此进行供纸。供纸从动辊4抵压接触于供纸辊3，从动地进行旋转。
在供纸辊3和供纸从动辊4的纸张输送方向下游侧(图1中的右侧)，输送带5设置为自由旋转。输送带5套在皮带驱动辊6和皮带从动辊7上。皮带驱动辊6配置在纸张输送方向下游侧。皮带驱动辊6对输送带5进行驱动。皮带从动辊7配置在纸张输送方向上游侧。皮带从动辊7通过输送带5从动于皮带驱动辊6进行旋转。皮带驱动辊6沿着顺时针方向进行驱动旋转，记录纸张P沿着箭头所示的输送方向X被输送。
还有，在输送带5的纸张输送方向下游侧，设置了排出辊8和排出从动辊9。排出辊8被驱动为沿着图中顺时针方向进行旋转，将记录了图像的记录纸张P排出到装置壳体外。排出从动辊9抵压接触于排出辊8的上部，从动地进行旋转。在排出辊8和排出从动辊9的下游侧，设置了出纸托盘10。在出纸托盘10上，装载了已排出到装置壳体外的记录纸张P。
记录头11含有记录头11C、11M、11Y和11K。在输送带5的上方，从记录纸张P的输送方向X的上游侧到下游侧，记录头11C、11M、11Y和11K依次设置。记录头11C、11M、11Y和11K(以下，有时将它们汇总记载为记录头11C～11K)的每一个被支承到一定的高度，相对于输送带5的顶面具有规定的间隔。记录头11C～11K将图像记录到输送带5上输送的记录纸张P中。记录头11C～11K中，分别填充四种不同颜色(青色、品红色、黄色和黑色)的油墨。通过从记录头11C～11K的每一个中喷出油墨，在记录纸张P上形成彩色图像。
如图2所示，记录头11C～11K都沿着与记录纸张P的输送方向X垂直的方向(图2的上下方向)延伸。记录头11C～11K的每一个都具备喷嘴列N1和喷嘴列N2。喷嘴列N1、N2都具有排列在与记录纸张P的输送方向X垂直的方向上的若干个喷嘴。还有，喷嘴列N1、N2在记录纸张P的输送方向X上并排设置。记录头11C～11K也称为线型记录头或者长尺寸喷墨记录头。记录头11C～11K具有所输送的记录纸张P的宽度以上的记录区域。喷嘴列N1、N2的每一个相对于输送带5上输送的记录纸张P都能够一起记录一行的图像。
另外，第二实施方式的喷墨记录系统100中，使用记录头11C～11K，通过在记录头11C～11K的主体的长边方向上排列若干个喷嘴，从而具有记录纸张P的宽度以上的记录区域。不过，例如也可以使用如下的记录头：通过将具备若干个喷嘴的短尺寸记录头在输送带5的宽度方向上排列若干个，从而能够跨越所输送的记录纸张P的宽度方向的整个宽度来记录图像。
接下来，参照图3(a)和图3(b)，对记录头11C～11K各自具备的喷射单元30的结构进行说明。图3(a)是喷射单元30，图3(b)是沿着图3(a)的IIIB-IIIB线的截面图。
如图3(a)和图3(b)所示，喷射单元30具有喷嘴12、执行器31、振动板31a、孔32、加压室33和喷嘴流路34。孔32、加压室33、喷嘴流路34和喷嘴12是连通的。还有，加压室33通过孔32与公共流路201连通。例如，通过泵将油墨从未图示的油墨盒供给到公共流路201。
执行器31例如含有压电元件。对压电元件(执行器31)施加电压后，由于逆压电效应，压电元件发生变形。压电元件的变形通过振动板31a传递到加压室33。由此，加压室33被压缩。从公共流路201通过孔32送到加压室33的油墨在加压室33中由于执行器31而被加压，通过喷嘴流路34从喷嘴12喷出。
图4是第二实施方式的喷墨记录系统100的结构框图。与图1和图2共通的部分使用相同的符号，省略其说明。喷墨记录系统100还具备控制部20、接口21、ROM22、RAM23、编码器24、马达控制电路25、记录头控制电路26、电压控制电路27和记录介质输送用马达28。控制部20上，连接了接口21、ROM22、RAM23、编码器24、马达控制电路25、记录头控制电路26和电压控制电路27。
接口21例如与计算机之类的主机装置进行数据的收发。控制部20根据需要将通过接口21接收到的图像信号进行缩放处理和/或灰度处理后变换为图像数据。然后，将控制信号输出到后面说明的各种控制电路中。
ROM22例如存储控制程序，用于驱动记录头11C～11K进行图像记录。RAM23中，通过控制部20进行了缩放处理和/或灰度处理的图像数据存储在规定的区域。
编码器24连接到皮带驱动辊6。编码器24根据皮带驱动辊6的旋转轴的旋转位移量将脉冲序列输出(发送)到控制部20。控制部20通过对编码器24发送来的脉冲数进行计数来计算出旋转量，由此掌握记录纸张P的进给量(纸张位置)。控制部20基于来自编码器24的信号，将控制信号输出给马达控制电路25和记录头控制电路26。
马达控制电路25根据来自控制部20的输出信号，对记录介质输送用马达28进行驱动。通过记录介质输送用马达28的驱动，皮带驱动辊6进行旋转。
记录头控制电路26根据来自控制部20的输出信号，将RAM23中存储的图像数据转发给记录头11C～11K。记录头控制电路26基于转发的图像数据，对记录头11C～11K的油墨喷出进行控制。通过记录头控制电路26对记录头11C～11K的油墨喷出控制和马达控制电路25对记录纸张P的输送控制，进行记录纸张P的记录处理。
电压控制电路27基于来自控制部20的输出信号，通过对供纸侧的皮带从动辊7施加电压，产生交变电场。通过产生的交变电场，记录纸张P被静电吸附到输送带5上。根据来自控制部20的输出信号，使皮带从动辊7或者皮带驱动辊6接地，由此解除静电吸附。另外，第二实施方式是对皮带从动辊7施加电压的结构。不过，也可以是对皮带驱动辊6施加电压的结构。
其中，在第二实施方式的喷墨记录系统100中，如图2所示，各记录头11C～11K的2列喷嘴列N1、N2在记录纸张P的输送方向X(图2的左右方向)上并排设置。在输送方向X上排列的2列喷嘴列N1、N2的若干个喷嘴喷出第一实施方式的油墨，通过在输送带5所输送的记录纸张P上形成墨点。
如上所述，说明了第二实施方式所涉及的喷墨记录系统。第二实施方式的喷墨记录系统由于使用第一实施方式的油墨，即使通过线型记录头与单行程方式的组合来形成图像，也能够在提高形成在记录介质上的图像的打印浓度的同时又确保优异的喷出稳定性。
如上所述，说明了第二实施方式所涉及的喷墨记录系统，但本发明不限于第二实施方式。例如也可以变形为以下方式进行实施。
第二实施方式中，以具备与四种颜色的油墨对应的记录头11C～11K的喷墨记录装置为例进行了说明。不过，本发明同样也适用于具备1个记录头的单色用喷墨记录装置。还有，本发明也适用于多功能一体机。多功能一体机例如具有扫描仪、复印机、打印机和传真机的功能。还有，本发明的油墨也可以用于图像形成以外的用途(例如，数据记录)。
还有，构成喷嘴列N1、N2的喷嘴的个数和喷嘴间隔可以根据装置的规格适当设定。
还有，第二实施方式中，2列喷嘴列N1、N2在输送方向X上并排设置，不过，本发明中，也可以是3列以上的喷嘴列并排设置，依次使用各喷嘴列的喷嘴来形成墨点列。喷嘴列的列数越多，墨点列中出现不良墨点的频度越低，由此白线条就更加不明显了。
【实施例】
以下，对本发明的实施例进行说明。不过，本发明不限于以下的实施例。
<颜料分散液L1的制备方法>
将颜料(TOYOCOLOR CO.，LTD.制造“LIONOL(日本注册商标)蓝色FG-7330”；成分：铜酞菁；颜色指数：颜料蓝15：3)、后面说明的树脂颗粒A、乙炔二醇的环氧乙烷加成物(日信化学工业株式会社制造“OLFINE(日本注册商标)E1010”)和离子交换水按照以下表1中的比例放入容量0.6L的器皿中。然后，使用介质型湿式分散机(Willy A.Bachofen(WAB)公司制造“DYNO(日本注册商标)-MILL”)对器皿的内含物进行分散。
【表1】
颜料分散液L1的原料 含量(质量％)
颜料 15.0
树脂颗粒A 6.0
OLFINE E1010 0.5
离子交换水 78.5
合计 100.0
使用氢氧化钾将甲基丙烯酸(MAA)-甲基丙烯酸甲酯(MMA)-丙烯酸丁酯(BA)-苯乙烯(ST)共聚物(重均分子量(Mw)20000、酸值100mgKOH/g)中和，得到碱溶性树脂(相当于第二树脂的树脂)，使用由所得碱溶性树脂构成的树脂颗粒(体积中位径(D50)100nm)作为树脂颗粒A。树脂颗粒A具有阴离子性。构成树脂颗粒A的树脂中，来自MAA的重复单元、来自MMA的重复单元、来自BA的重复单元、来自ST的重复单元的质量比(MAA单元/MMA单元/BA单元/ST单元)是40/15/30/15。
另外，使用上述氢氧化钾进行的中和是通过KOH水溶液(KOH的浓度：105质量％)的等量中和。KOH的添加量基于所要中和的共聚物的质量来计算。另外，表1的离子交换水包含KOH水溶液中的水以及中和反应产生的水。
接着，将介质(氧化锆珠)填充到器皿内，调整分散条件，得到所需体积中位径(D50)的颜料分散体。也就是说，相对于器皿容量，将70容量％的介质(粒径0.5mm的氧化锆珠)填充到器皿内，以温度10℃、转速8m/秒的条件，在水冷的同时，将器皿内的固态原料进一步分散到离子交换水中。其结果，得到含有体积中位径(D50)100nm的颜料分散体(颜料颗粒被树脂颗粒A包覆的颜料分散体)的颜料分散液L1。
使用离子交换水将颜料分散液L1稀释300倍，得到的溶液作为测量样品，使用动态光散射式粒径分布测量装置(希森美康株式会社制造“Zetasizer nano ZS”)测量上述颜料分散体的体积中位径(D50)。在这种情况下，测量样品数量为10个，求出10个测量样品各自的体积中位径(D50)，所得10个测量值的算术平均值作为颜料分散体的体积中位径(D50)。
<油墨的制备方法>
[树脂颗粒的准备]
准备以下表2中的树脂颗粒P1～P8。树脂颗粒P1～P8的体积中位径(D50)都是110nm。另外，表2中，“MMA单元”一栏的各数值是来自甲基丙烯酸甲酯的重复单元相对于构成树脂颗粒的树脂中的全部重复单元的含有比例(单位：质量％)。“BA单元”一栏的各数值是来自丙烯酸丁酯的重复单元相对于构成树脂颗粒的树脂中的全部重复单元的含有比例(单位：质量％)。“2EHA单元”一栏的各数值是来自丙烯酸异辛酯(2EHA)的重复单元相对于构成树脂颗粒的树脂中的全部重复单元的含有比例(单位：质量％)。
【表2】
树脂颗粒 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8
MMA单元 0 10 25 30 50 70 75 80
BA单元 80 70 60 50 30 10 15 10
2EHA单元 20 20 15 20 20 20 10 10
[油墨(A-1)的制备]
(树脂颗粒乳液的制备工序)
将50质量份的树脂颗粒P4、5质量份的表面活性剂(花王株式会社制造“EMULGEN(日本注册商标)1135S-70”)和45质量份的离子交换水进行混合，制备出树脂颗粒乳液P4-1。
(混合工序和过滤工序)
将以下表3中的各成分按表3中的含量放入搅拌机(新东科学株式会社制造“Three-one motor BL-600”)中，使用搅拌机以转速400rpm进行搅拌，从而均匀混合。接着，使用孔径5μm的过滤器对混合液进行过滤，去除异物和粗大颗粒。其结果，得到油墨(A-1)。
【表3】
原料 含量(质量％)
颜料分散液L1 40.0
树脂颗粒乳液P4-1 3.0
3-甲基-1，5-戊二醇 7.0
2-吡咯烷酮 2.5
非离子表面活性剂S1 0.5
1，2-辛烷二醇 0.7
丙三醇 6.0
离子交换水 40.3
合计 100.0
另外，使用丙烯酸聚乙二醇甲醚(PEGA)-丙烯酸丁酯(BA)-丙烯酸聚丙二醇(PPGA)-丙烯酸月桂酯(LA)-甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚物，作为表3所示的非离子表面活性剂S1。该共聚物中，来自PEGA的重复单元、来自BA的重复单元、来自PPGA的重复单元、来自LA的重复单元、来自MMA的重复单元的质量比(PEGA单元/BA单元/PPGA单元/LA单元/MMA单元)是60/10/10/12/8。非离子表面活性剂S1的表面张力是30.5mN/m，重均分子量(Mw)是5000。非离子表面活性剂S1可溶于水。另外，使用表面张力计(协和界面科学株式会社制造“CBVP-Z”)，通过威廉米方法在液温25℃测量非离子表面活性剂S1的表面张力。
还有，非离子表面活性剂S1的重均分子量(Mw)是使用凝胶渗透色谱仪(东曹株式会社制造“HLC-8020GPC”)按照下述条件进行测量的。使用东曹株式会社制造的TSKgel标准聚苯乙烯F-40、F-20、F-4、F-1、A-5000、A-2500和A-1000以及正丙基苯，创建校正曲线。
(重均分子量的测量条件)
·色谱柱：东曹株式会社制造“TSKgel SuperMultipore HZ-H”(4.6mmI.D.×15cm的半微柱)
·色谱柱数量：3根
·淋洗液：四氢呋喃
·流速：0.35mL/分
·样品注入量：10μL
·测量温度：40℃
·检测器：IR检测器
[油墨(A-2)、(A-3)和(B-1)～(B-5)的制备]
在树脂颗粒乳液的制备工序中，除了使用以下表4中的种类的树脂颗粒(P1～P3和P5～P8的每一个)代替树脂颗粒P4以外，按照油墨(A-1)的制备方法分别制备出油墨(A-2)、(A-3)和(B-1)～(B-5)。另外，制备油墨(A-2)、(A-3)和(B-1)～(B-5)时的树脂颗粒乳液的制备工序中，相对于45质量份的离子交换水，树脂颗粒的量都是50质量份。
<评价方法>
对于所得油墨(A-1)～(A-3)和(B-1)～(B-5)的每一个，评价打印浓度和喷嘴的干燥性(喷嘴干燥)。以下，对打印浓度和喷嘴干燥的评价方法进行说明。
[打印浓度的评价方法]
使用具备上述喷墨记录系统100的结构的喷墨记录装置(京瓷办公信息系统株式会社制造的试生产样品评价机)，作为评价机。在评价机的记录头中，填充油墨(作为评价对象的油墨)。接下来，在温度25℃和湿度60％RH的常温常湿环境下，将大小10cm×10cm的实心图像形成在A4的普通纸(富士施乐株式会社制造“C2”；PPC纸张)上。在这种情况下，控制从记录头喷出的油墨量是平均一滴油墨为11pL，对于各油墨以相同条件形成图像。
将形成了实心图像的普通纸在温度25℃和湿度60％RH的常温常湿环境下静置1小时之后，通过反射密度仪(X-Rite公司制造“RD-19”)测量所形成的实心图像的图像浓度。测量中，实心图像中随机选择10个位置，分别测量图像浓度，所得测量值的算术平均值作为该评价对象的油墨的评价值(打印浓度)。所得打印浓度是1.20以上的情况评价为良好，所得打印浓度小于1.20的情况评价为不良。
[喷嘴干燥的评价方法]
通过上述[打印浓度的评价方法]测量了打印浓度之后，在温度25℃和湿度10％RH的环境下，通过评价机的喷嘴清洁功能对评价机的喷嘴进行清洁处理。接着，在温度25℃和湿度10％RH的环境下将评价机放置1小时之后，按照下述基准判断评价机的喷嘴的干燥性(喷嘴干燥)。判断结果是A(良好)的情况下，评价为“喷出稳定性优异”。判断结果是B(不良)的情况下，评价为“喷出稳定性不良”。
A(良好)：喷嘴干燥得到抑制，可以打印。
B(不良)：喷嘴干燥未得到抑制，无法打印。
油墨(A-1)～(A-3)和(B-1)～(B-5)各自的打印浓度和喷嘴干燥的评价结果表示在表4中。
【表4】
油墨 A-1 A-2 A-3 B-1 B-2 B-3 B-4 B-5
树脂颗粒 P4 P5 P6 P1 P2 P3 P7 P8
打印浓度 1.30 1.28 1.23 1.18 1.17 1.16 1.24 1.24
喷嘴干燥 A A A A A A B B
如表2和表4所示，油墨(A-1)～(A-3)中，分别使用了由MMA单元含有比例是30质量％以上70质量％以下的树脂(相当于第一树脂的树脂)构成的树脂颗粒P4～P6。还有，油墨(A-1)～(A-3)中，保湿剂是3-甲基-1，5-戊二醇(α，ω-链烷二醇)。油墨(A-1)～(A-3)中，所形成的图像的打印浓度是良好，并且喷嘴干燥是A(良好)。
如表2和表4所示，油墨(B-1)～(B-3)中，分别使用了来自甲基丙烯酸甲酯(MMA)的重复单元的含有比例是0质量％以上25质量％以下的树脂颗粒P1～P3。油墨(B-1)～(B-3)中，喷嘴干燥是A(良好)，但所形成的图像的打印浓度是不良。
如表2和表4所示，油墨(B-4)和(B-5)中，分别使用了来自甲基丙烯酸甲酯(MMA)的重复单元的含有比例是75质量％以上80质量％以下的树脂颗粒P7和P8。油墨(B-4)和(B-5)中，所形成的图像的打印浓度是良好，但喷嘴干燥是B(不良)。
[作为保湿剂的α，ω-链烷二醇的评价]
改变在油墨的制备中作为保湿剂的α，ω-链烷二醇的种类，研究其对打印浓度和喷嘴干燥的影响。使用以下表5中的1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，5-戊二醇和3-甲基-1，5-戊二醇的每一个，作为α，ω-链烷二醇。还有，也对使用α，ω-链烷二醇以外的链烷二醇的例子进行了评价。使用以下表6中的1，2-戊二醇、1，3-丁二醇、1，2-丁二醇和1，2-丙二醇(1，2-丙二醇)的每一个，作为α，ω-链烷二醇以外的链烷二醇。另外，表5和表6中的链烷二醇都是相对于水的溶解度较高的链烷二醇。
【表5】
α，ω-链烷二醇的种类 简称 沸点(℃) 碳原子数
1，3-丙二醇 POD 207 3
2-甲基-1，3-丙二醇 MPOD 250 4
1，5-戊二醇 PD 197 5
3-甲基-1，5-戊二醇 MPD 206 6
【表6】
Figure BDA0002116738140000211
使用表5和表6中的链烷二醇的每一个，按照上述的油墨(A-1)的制备方法，制备具有以下表7中的成分结构的油墨。表7中的链烷二醇D是表5和表6中的链烷二醇的每一个。评价所制备的油墨(A-4)～(A-7)和(B-6)～(B-9)的打印浓度和喷嘴干燥。打印浓度和喷嘴干燥的评价方法都与上述的油墨(A-1)～(A-3)和(B-1)～(B-5)的评价方法相同。打印浓度和喷嘴干燥的评价结果表示在以下表8中。
【表7】
原料 含量(质量％)
颜料分散液L1 40.0
树脂颗粒乳液P4-1 3.0
链烷二醇D 8.0
2-吡咯烷酮 2.5
非离子表面活性剂S1 0.5
1，2-辛烷二醇 0.7
丙三醇 6.0
离子交换水 39.3
合计 100.0
【表8】
油墨 A-4 A-5 A-6 A-7 B-6 B-7 B-8 B-9
链烷二醇D POD MPOD PD MPD 1，2-PG 1，3-BG 1，2-BG PG
打印浓度 1.27 1.25 1.27 1.30 1.27 1.25 1.27 1.30
喷嘴干燥 A A A A B B B B
如表8所示，使用α，ω-链烷二醇的油墨(A-4)～(A-7)中，所形成的图像的打印浓度表现出1.25以上的良好值，并且喷嘴干燥也是A(良好)。另一方面，使用α，ω-链烷二醇以外的链烷二醇的油墨(B-6)～(B-9)中，所形成的图像的打印浓度是良好，但喷嘴干燥是B(不良)。
综上所述，本公开说明了能够在提高使用油墨形成在记录介质上的图像的打印浓度的同时又确保优异的喷出稳定性。

Claims (8)

1.一种喷墨用油墨，含有颜料、含第一树脂的第一颗粒、含第二树脂的第二颗粒、保湿剂，所述喷墨用油墨的特征在于，
所述第一树脂只含有来自甲基丙烯酸甲酯的重复单元、来自丙烯酸丁酯的重复单元和来自丙烯酸异辛酯的重复单元，
所述第一树脂中，以相对于全部重复单元为30质量％以上70质量％以下的比例含有来自所述甲基丙烯酸甲酯的重复单元，
所述第二颗粒包覆所述颜料，
所述第二树脂中，来自甲基丙烯酸甲酯的重复单元的含有比例相对于全部重复单元小于30质量％，
所述第二树脂还含有来自苯乙烯的重复单元，
所述保湿剂含有α，ω-链烷二醇。
2.根据权利要求1所述的喷墨用油墨，其特征在于，
所述α，ω-链烷二醇是从1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，5-戊二醇和3-甲基-1，5-戊二醇构成的组中选择的1种以上物质。
3.根据权利要求1或者2所述的喷墨用油墨，其特征在于，
相对于所述喷墨用油墨的总量，所述α，ω-链烷二醇的含量是3.0质量％以上30.0质量％以下。
4.根据权利要求1或2所述的喷墨用油墨，其特征在于，
所述第一树脂中，相对于全部重复单元，来自所述丙烯酸丁酯的重复单元的含有比例是10质量％以上50质量％以下，
所述第一树脂中，相对于全部重复单元，来自所述丙烯酸异辛酯的重复单元的含有比例是10质量％以上50质量％以下。
5.根据权利要求1或者2所述的喷墨用油墨，其特征在于，
进一步含有渗透剂。
6.根据权利要求1或者2所述的喷墨用油墨，其特征在于，
进一步含有表面活性剂。
7.根据权利要求6所述的喷墨用油墨，其特征在于，
所述表面活性剂是非离子表面活性剂。
8.一种喷墨记录系统，具备输送部和喷墨记录头，所述输送部对记录介质进行输送，所述喷墨记录系统的特征在于，
所述喷墨记录头具备若干列喷嘴列，所述喷嘴列具有排列在与所述记录介质的输送方向垂直的方向上的若干个喷嘴，
若干列所述喷嘴列并排设置在所述记录介质的输送方向上，
通过从所述喷墨记录头的所述若干个喷嘴中喷出权利要求1或者2所述的喷墨用油墨，在所述输送部所输送的所述记录介质上形成墨点。
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