CN1238445C - 喷墨记录用水性油墨 - Google Patents
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Abstract
本发明的喷墨记录用油墨中的水分含量X(重量%)与饱和粘度Y满足Y≤4.50e0.09X。其中的饱和粘度Y是在温度60℃以及湿度40%的条件下使油墨中的挥发成分蒸发,当蒸发程度达到每50g油墨的重量变化低于0.05g/日时得到的油墨残留液在湿度40%的环境下冷却至25℃时的粘度(mPa·s),X满足50≤X≤75。该油墨在一般情况下使用时,显现出良好的喷射稳定性,同时在不盖喷嘴帽放置这样的异常情况下也容易恢复到正常的喷射状态。
Description
技术领域
本发明涉及喷墨记录用水性油墨。
背景技术
喷墨记录时,使用静电吸引方法、通过压电元件使油墨发生机械震动或位移的方法、或利用加热油墨出现气泡时产生的压力的方法等喷出油墨的方法形成小墨滴,并使小墨滴的一部分或全部附着在纸等记录介质上。
喷墨记录方法不需要显影·定影等过程,容易实现彩色化,所以近年来飞速地普及起来。最近凭借喷墨打印机打印的高清晰化、高速化得到了迅速的发展,并且可以在普通纸上印字的彩色打印机成为了主流。
在这种状况下对喷墨记录方法所用的喷墨用油墨的性能的要求更高,例如,要求在喷墨打印机的喷头顶端或油墨管道内不引起堵塞而可以进行稳定喷射、并能以鲜明的色调形成高浓度的记录画像等性能。
用于喷墨记录方法的油墨一般大致分为油性油墨和水性油墨,油性油墨与喷墨打印机的喷头内壁的润湿良好,所以可以进行稳定喷射,但是存在味臭、具有毒性等问题,现在使用水性油墨成了主流。
使用一般的水性油墨的喷墨打印机进行正常喷射时的油墨粘度约为1~10mPa·s,但是油墨中的水分等挥发成分蒸发会使喷墨打印机喷嘴顶端的油墨的粘度增大、并凝固,这样有时会发生堵塞或喷射弯曲。为了防止这些现象,通常采用的方法是不喷射时用喷嘴帽盖住喷嘴,这个方法在一般的使用条件下是很有效的。
但是,在喷墨打印机的喷头顶端的喷嘴上装有油墨的状态下,如果不用喷嘴帽封闭而放置数日或更长时间,则喷嘴表面的油墨随着挥发成分的蒸发而粘度显著升高,最坏的情况是会有析出物产生,且析出物慢慢凝固。即使通过利用以往众所周知的油墨泵等从喷头强制排出油墨的清洗装置也几乎不能使这些粘度增大、析出、并凝固的油墨恢复到正常状态。
发明内容
本发明是为解决上述问题而完成的发明,其目的是提供一般情况下使用时可显现良好的喷射稳定性,同时在不盖喷嘴帽这样的异常情况下也容易恢复到正常喷射状态的喷墨记录用水性油墨以及装有该油墨的喷墨记录装置。
本发明者为了达到上述目的进行了专心研究,结果发现对于各种组成成分按各种不同含量组合调制而成的油墨,当油墨中的水分含量与饱和粘度满足一定的关系时,喷嘴的恢复使用性良好,从而完成了本发明。
本发明1提供了油墨中的水分含量X(重量%)与饱和粘度Y满足下式(1):
Y≤4.50e0.09X …(1)的喷墨记录用水性油墨,式中,饱和粘度Y是在温度60℃以及湿度40%的条件下使油墨中的挥发成分蒸发,当蒸发程度达到每50g油墨的重量变化低于0.05g/日时得到的油墨残留液在湿度40%的环境下冷却至25℃时的粘度(mPa·s),X满足50≤X≤75。
本发明1的喷墨记录用水性油墨中的水分含量X与饱和粘度Y满足上述式(1)中的关系,该喷墨记录用水性油墨在一般情况下使用时可显现良好的喷射稳定性,同时在不盖喷嘴帽这样的异常情况下也容易恢复到正常的喷射状态。如果所用油墨不能够满足上述式(1)中关系,则一旦喷嘴表面的油墨随着挥发成分的蒸发而粘度显著升高,在析出物凝固时,使用清洗装置也几乎不可能使其恢复到正常状态。本发明中,如果考虑到稳定喷出和耐久性等,则饱和粘度Y最好满足下式(2):
Y≤2.00e0.09X …(2)
油墨中还可以含有水溶性有机溶剂与着色剂。油墨中的水分含量为55~73重量%。油墨中的水溶性有机溶剂含量为10~45重量%,着色剂含量为0.1~5.5重量%。
本发明2提供了喷墨记录装置,该装置具备油墨喷头、装有供给油墨喷头的油墨的油墨容器以及装在油墨容器中的本发明1的油墨。油墨容器可以固定于喷墨记录装置,也可以是能够更换的油墨盒。
附图说明
图1是本发明实施例中的具有含油墨的油墨盒的彩色喷墨打印机的立体图。
图2是打印头的立体图,其喷嘴朝上。
图3是表示喷墨打印与控制器的说明图。
图4是实施例制得的油墨中的水分含量与饱和粘度的关系图。
具体实施方式
本发明的喷墨记录用水性油墨至少含有水、润湿剂或渗透剂等水溶性有机溶剂及着色剂。用于喷墨用油墨中的上述水最好是阳离子或阴离子含量较少的纯水或蒸馏水等。
本发明的喷墨记录用水性油墨中的水分含量一般占喷墨记录用水性油墨全量的50~75重量%。如果不足50重量%,则会出现往纸上印字时有油墨渗出或难以往喷嘴输入油墨的现象,如果超过75重量%,则会出现挥发成分蒸发后油墨粘度变得过高而使喷嘴不能正常喷墨的现象。更好的是55~73重量%。
使用上记水溶性有机溶剂主要是为了防止油墨喷头的顶端有油墨析出并凝固。为了使喷墨记录用水性油墨满足上式(1)或(2),上述水溶性有机溶剂种类和量的选择非常重要,最好选择挥发性低、染料溶解性高的水溶性有机溶剂。
上述水溶性有机溶剂一般被称为润湿剂或渗透剂,具体包括聚乙二醇等聚烷二醇类,乙二醇、丙二醇、丁二醇、二甘醇、双丙甘醇、三甘醇、三丙二醇、1,2,6-己三醇、硫二甘醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、己二醇等烷二醇类,二甘醇一甲基醚、二甘醇一丁基醚、二甘醇一异丁基醚、双丙甘醇一甲基醚、双丙甘醇一丙基醚、双丙甘醇一异丙基醚、双丙甘醇一丁基醚、三甘醇一甲基醚、三甘醇一丁基醚、三丙二醇一甲基醚、三丙二醇一丁基醚等烷二醇醚类,甘油,2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等吡咯烷酮类。这些水溶性有机溶剂可以单独使用,也可以2种以上并用。
上记水溶性有机溶剂的含量对应于喷墨记录用水性油墨全量,一般为10~45重量%。如果不足10重量%,则润湿作用不充分而产生析出、凝固等问题,如果超过45重量%,则油墨粘度过度增大,导致不能喷射以及记录纸上的油墨干燥速度极其缓慢等现象。最好为15~40重量%。
上记着色剂可以使用常用于喷墨记录用油墨的颜料及染料。上述颜料可以使用无机颜料以及有机颜料中的任何一种。而且根据需要可以并用填充颜料。上述无机颜料包括炭黑、金属氧化物、金属硫化物、金属氯化物等。炭黑对于黑色水系油墨特别适合。
对上述炭黑没有特别的限定,包括炉法炭黑、灯黑、乙炔黑、槽法炭黑等。其中,市场上有出售的包括Raven7000、Raven5750、Raven5250、Raven5000、Raven3500、Raven2000、Raven1500、Raven1250、Raven1200、Raven1190ULTRA-II、Raven1170、Raven1255(以上都是哥伦比亚(コロンビア)株式会社的产品),Black Pearls、Regal 400R、Regal 330R、Regal 660R、Mogul L、Monarch700、Monarch800、Monarch880、Monarch900、Monarch1000、Monarch1100、Monarch1300、Monarch1400、Valcan XC-72R(以上都是卡伯特(キヤボット)株式会社的产品),ColorBlack FW1、ColorBlack FW2、ColorBlack FW2V、ColorBlackFW18、ColorBlack FW200、ColorBlack S150、ColorBlack S160、ColorBlack S170、Printex35、Printex U、Printex V、Printex140U、Printex140V、Special Black6、Special Black5、Special Black4A、Special Black4(以上都是デグッサ株式会社的产品),No.25、No.33、No.40、No.47、No.52、No.900、No.2300、MCF-88、MA600、MA7、MA8、MA100(以上多是三菱化学株式会社的产品)。
上述有机颜料包括偶氮颜料、重氮颜料、酞菁颜料、喹吖酮颜料、异吲哚满酮颜料、咪唑酮颜料、二噁嗪颜料、二萘嵌苯颜料、派立浓(ペリノン)颜料、硫靛(蓝)颜料、蒽醌颜料、喹酞酮颜料等。上述填充颜料包括二氧化硅、碳酸钙、滑石粉等。其中,市场上有售的包括甲苯胺红、甲苯胺褐红、汉莎黄、联苯胺黄、派拉佐隆红、妥尔油红、赫里奥枣红、颜料猩红、酸性色淀钙玉红2B、茜素明、标准还原蓝、硫靛褐红、酞菁蓝、酞菁绿、喹吖酮红、喹吖酮品红、二苯嵌蒽红、二苯嵌蒽猩红、异吲哚满酮黄、异吲哚满酮橙、苯并咪唑黄、苯并咪唑橙、苯并咪唑红等。上述颜料中大多都添加了分散剂,为了提高其在水中的分散稳定性,也可以使用表面经过亲水性基团处理的自分散型颜料。
上述染料一般是溶于水的碱性染料、酸性染料、直接染料、活性染料等阳离子性或阴离子性染料。但只要是油墨中可以稳定分散的物质,也可以使用不溶于水的分散性染料或油溶性染料。上记水溶性染料中市场上有售的包括碱性红染料标号1、1:1、2、12、13、14、18、22、27、28、29、34、38、39、46、46:1、67、69、70,碱性紫染料标号1、2、3、4、5、7、8、10、11、11:1、20、33,碱性蓝染料标号3、6、7、9、11、12、16、17、24、26、41、47、66,碱性绿染料标号1、4、5,碱性黄染料标号1、11、19、21、24、25、28、29、36、45、51、67、73,碱性橙染料标号14、21、22、32,碱性棕染料标号1、4,直接黑染料标号17、19、32、51、71、108、146、154、168,直接蓝染料标号6、22、25、71、86、90、106、199,直接红染料标号1、4、17、28、83、227,直接黄12、24、26、86、98、132、142,直接橙染料标号34、39、44、46、60,直接紫染料标号47、48、107,直接棕染料标号109,直接绿染料标号59,酸性黑染料标号2、7、24、26、31、52、63、112、118,酸性蓝染料标号9、22、40、59、93、102、104、113、117、120、167、229、234,酸性红染料标号1、6、32、37、51、52、80、85、87、92、94、115、181、256、289、315、317,酸性黄标号11、17、23、25、29、42、61、71,酸性橙标号7、19,酸性紫标号4、9,食品黑染料标号1、2、活性红染料标号180等。这些水溶性染料也可以2种以上混合使用,这时可以得到单种染料不能得到的颜色。
上述着色剂的含量可根据上式(1)、最好是根据上式(2)决定,且由所希望的颜色或浓度来决定,较好的是对应于喷墨记录用油墨的全量,为0.01~7重量%、更好的是0.1~5.5重量%。
在上述颜料或分散染料中可以混合分散剂及根据不同目的加入必要的添加物,并用分散机分散在油墨中。上记分散机可以使用众所周知的球磨机、砂磨机、直线磨机、高压均化器等。
上记分散剂包括高分子系分散剂、表面活性剂等。表面活性剂可以使用阳离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂、两性表面活性剂、非离子性表面活性剂中的任何一种。
上述阳离子性表面活性剂包括脂肪族胺盐、脂肪族季铵盐、苄烷胺盐、氯化苄甲乙氧铵、吡啶鎓盐、咪唑鎓盐等。上述阴离子性表面活性剂包括脂肪酸皂、N-酰基-N-甲基甘氨酸盐、N-酰基-N-甲基-β-丙氨酸盐、N-酰基谷氨酸盐、酰化缩氨酸、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、烷基磺基醋酸盐、α-烯烃基磺酸盐、N-酰基甲基牛磺酸、磺化油、高级醇硫酸酯盐、高级仲醇硫酸酯盐、聚氧乙烯烷基苯醚硫酸盐、甘油一硫酸酯、脂肪酸烷醇酰胺硫酸酯盐、烷基醚磷酸酯盐、烷基磷酸酯盐等。
上述两性表面活性剂包括羧基三甲胺乙内酯、磺基三甲胺乙内酯、氨基羧酸盐、咪唑鎓三甲胺乙内酯等。上述非离子性表面活性剂包括聚氧乙烯仲醇醚、聚氧乙烯烷基苯醚、聚氧乙烯甾醇醚、聚氧乙烯羊毛酯衍生物、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯蓖麻油、硬化蓖麻油、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯、甘油一脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、山梨糖醇脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、脂肪酸烷醇酰胺、聚氧乙烯脂肪酰胺、聚氧乙烯烷胺、烷基氧化胺、乙炔二醇、炔属醇。
为了提高喷出稳定性、对打印头或油墨盒的适应性、稳定保存性、图像保存性及其他各种性能,本发明的喷墨记录用水性油墨中还可以添加pH调节剂、金属封闭剂、粘度调整剂、表面张力调整剂、润湿剂、电阻率调整剂、保护膜形成剂、紫外线吸收剂、防氧化剂、防褪色剂、防锈剂、防腐剂等。
本发明的喷墨记录用水性油墨用于通过热能喷射油墨的喷墨记录方式时,有时需调整比热、热膨胀系数、热电导率等热性能方面的物性值。
本发明的喷墨记录用水性油墨充分解决了以往技术中存在的问题,一般情况下使用时显现良好的喷射稳定性,同时在不盖喷嘴帽等异常情况下也可以恢复到正常的喷射状态。
以下,通过实施例更详细地说明本发明,但是本发明并不限于此。
实施例1~5
把表1中列出的各个组成成分混合搅拌调制成黑色油墨。使用了炭黑的实施例4及5的的黑色油墨在混合搅拌后用0.8μm的膜滤器进行过滤,其他实施例的黑色油墨用0.2μm的膜滤器进行了过滤。
表1
使用材料 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
纯水 | 68 | 72 | 72 | 70 | 68 |
直接黑19 | 4.5 | 4 | - | - | - |
食品黑2 | 3.5 | 3 | 4 | - | - |
炭黑 | - | - | - | 5 | 6 |
三甘醇一丁醚 | 5.7 | 4.8 | 1.9 | 1.9 | 3 |
三甘醇一甲醚 | - | - | 6 | 6 | 1 |
二甘醇 | 6 | 2 | 8 | 5 | - |
甘油 | 12 | 14 | 8 | 12 | 22 |
聚氧乙烯烷胺 | 0.2 | 0.2 | - | - | - |
防腐剂(普罗基赛尔(プロキセル)XL-2) | 0.1 | - | 0.1 | 0.1 | - |
(单位:重量%)
实施例6~8
把表2中列出的各个组成成分混合搅拌调制黄色油墨。混合搅拌后用0.2μm的膜滤器进行过滤。
表2
使用材料 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 |
纯水 | 68 | 63 | 59 |
直接黄86 | 0.5 | - | - |
直接黄132 | 2.0 | - | 4 |
酸性黄23 | - | 1.5 | - |
三甘醇一丁醚 | 5 | 7 | 1 |
三甘醇一甲醚 | - | 1.4 | 5 |
二甘醇 | 4.4 | - | 8 |
甘油 | 14 | 27 | 15 |
聚乙二醇 | 6 | - | 8 |
防腐剂(普罗基赛尔XL-2) | 0.1 | 0.1 | - |
(单位:重量%)
实施例9~13
把表3中列出的各个组成成分混合搅拌调制品深红色油墨。混合搅拌后用0.2μm的膜滤器进行过滤。
表3
使用材料 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 |
纯水 | 63 | 63 | 61 | 56 | 68 |
酸性红52 | 1.5 | 0.7 | - | - | - |
酸性红289 | - | 0.5 | - | - | - |
碱性红1 | - | - | - | 0.5 | 0.5 |
碱性紫1∶1 | - | - | - | 0.4 | 0.4 |
直接紫48 | 0.5 | - | 2.5 | - | - |
三甘醇一丁醚 | 2 | 8.7 | 4.5 | 8.1 | - |
三甘醇一甲醚 | 2 | - | 2.5 | - | 5 |
二甘醇 | 4.8 | - | - | - | 6.1 |
甘油 | 26 | 27 | - | - | - |
2-吡咯烷酮 | - | - | 10 | 20 | - |
聚乙二醇 | - | - | 20 | 15 | 20 |
防腐剂(普罗基赛尔XL-2) | 0.2 | 0.1 | - | - | - |
(单位:重量%)
实施例14~18
把表4中列出的各个组成成分混合搅拌调制蓝色油墨。混合搅拌后用0.2μm的膜滤器进行过滤。
表4
使用材料 | 实施例14 | 实施例15 | 实施例16 | 实施例17 | 实施例18 |
纯水 | 62 | 65 | 60 | 53 | 63 |
直接蓝199 | 2.5 | - | - | 2 | 2 |
酸性蓝9 | - | 2 | 3 | 3 | - |
三甘醇一丁醚 | 4 | - | 2 | 5 | 8 |
三甘醇一甲醚 | 1.2 | 7.9 | 6.8 | 2 | 2 |
二甘醇 | 5 | - | 10 | 4 | 5 |
甘油 | 25 | 25 | - | - | 20 |
2-吡咯烷酮 | - | - | - | 10 | - |
聚乙二醇 | - | - | 18 | 20 | - |
聚乙烯吡咯烷酮 | - | - | - | 1 | - |
聚氧乙烯烷胺 | 0.2 | - | 0.2 | - | - |
防腐剂(普罗基赛尔XL-2) | 0.1 | 0.1 | - | - | - |
(单位:重量%)
比较例1~5
把表5中列出的各个组成成分混合搅拌调制成油墨。混合搅拌后用0.2μm的膜滤器进行过滤。
表5
使用材料 | 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | 比较例4 | 比较例5 |
纯水 | 68 | 63 | 56 | 60 | 63 |
食品黑2 | 10 | - | - | - | - |
酸性红52 | - | 10 | 7 | - | - |
酸性蓝9 | - | - | - | 5 | 6 |
三甘醇一丁醚 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 |
三甘醇一甲醚 | - | - | - | - | 1 |
二甘醇 | - | 1.9 | 3 | 2 | - |
甘油 | 20 | 23 | 32 | - | 28 |
2-吡咯烷酮 | - | - | - | 6 | - |
聚乙二醇 | - | - | - | 20 | - |
聚乙烯吡咯烷酮 | 0.9 | - | - | 5 | - |
防腐剂(普罗基赛尔XL-2) | 0.1 | 0.1 | - | - | - |
(单位:重量%)
<评估>
用以下方法对实施例1~18以及比较例1~5制得的油墨进行了(1)饱和粘度、(2)析出物、(3)喷嘴恢复使用性的评估。结果列在表6之中。
(1)饱和粘度:取出实施例1~18以及比较例1~5制得的油墨50g放在玻璃瓶中,在不盖盖子的条件下保存在温度60℃湿度40%的恒温恒湿槽中,每天测定它的重量。当重量变化量达到0.05g以下时判断为无重量变化而得到油墨残留液。在湿度40%的条件下,使该油墨残留液冷却到25℃。然后用粘度计测定该25℃的油墨残留液的粘度,作为饱和粘度。
(2)析出物:用显微镜观察上述油墨残留液的内部状态,按照以下标准评估。○:完全没有析出物,△:略有析出物,×:析出物比较多。
(3)喷嘴恢复使用性:使用实施例1~18以及比较例1~5制得的油墨。通过压电元件震动对记录喷头内的油墨施加压力而产生液滴,通过具有多个随机式喷头(喷嘴直径40μm、驱动电压30V、频率10KHz、64个通道)的喷墨记录装置进行记录。然后,在40℃的不盖喷嘴帽的情况下放置14天,根据以下标准评估有无不能喷射的现象。如果有不能喷射的情况,则按以下的标准评估进行清洗时的恢复使用性。有无不能喷射的情况的评估标准是◎:没有发现不能喷射的通道,○:64个通道中的1~19个通道不能喷射,△:64个通道中的20~31个通道不能喷射,×:64个通道中的32个以上的通道不能喷射。恢复使用性的评估标准是-:没有发现不能喷射的情况,不用进行恢复使用性的评估,○:不能喷射的情况在1次清洗后可恢复,△:不能喷射的情况在2次或3次清洗后可恢复,×:不能喷射的情况在3次清洗后也不能恢复。
表6
实施例 | 水分含量(重量%) | 饱和粘度(mPa·s) | 析出物 | 不能喷射的情况 | 恢复使用性 |
实施例1 | 68 | 1100 | ○ | △ | △ |
实施例2 | 72 | 2900 | △ | △ | △ |
实施例3 | 72 | 630 | ○ | ○ | ○ |
实施例4 | 70 | 200 | ○ | ○ | ○ |
实施例5 | 68 | 2100 | ○ | △ | △ |
实施例6 | 68 | 150 | ○ | ◎ | - |
实施例7 | 63 | 160 | ○ | ◎ | - |
实施例8 | 59 | 290 | △ | △ | △ |
实施例9 | 63 | 280 | ○ | ○ | △ |
实施例10 | 63 | 200 | ○ | ◎ | - |
实施例11 | 61 | 55 | ○ | ○ | ○ |
实施例12 | 56 | 30 | ○ | ◎ | - |
实施例13 | 68 | 30 | ○ | ◎ | - |
实施例14 | 62 | 320 | ○ | ○ | △ |
实施例15 | 65 | 250 | ○ | ○ | ○ |
实施例16 | 60 | 80 | ○ | ◎ | - |
实施例17 | 53 | 280 | △ | △ | △ |
实施例18 | 63 | 120 | ○ | ◎ | - |
比较例1 | 68 | 3200 | × | × | × |
比较例2 | 63 | 2500 | △ | △ | × |
比较例3 | 56 | 2100 | △ | × | × |
比较例4 | 60 | 1200 | △ | △ | × |
比较例5 | 63 | 1900 | △ | △ | × |
另外,图4中列出了实施例1~18以及比较例1~5制得的油墨的水分含量与饱和粘度的关系。由图4的结果可知,即使油墨中所含的水分量相同,饱和粘度也会有所不同。这可能是因为油墨中所含的水溶性有机溶剂的结构或化学性质不同,从而引起有机溶剂的蒸汽压以及水的保湿性等的不同。此外,发现了饱和粘度相同的油墨进行喷墨记录的结果也不同的现象。由图4的结果可知,在直线Y=4.5e0.09X下方的油墨可以进行良好的喷射。从图4的结果导出的规律来看,满足Y≤4.5e0.09X的油墨适用于喷墨记录。另外,由图4的结果可知,在直线Y=2.0e0.09X下方的油墨可以进行更好的喷射。因此,从图4的结果导出的规律看,满足Y≤2.0e0.09X的油墨更适用于喷墨记录。
如表6及图4所示,实施例1~18制得的油墨都满足上式(1),虽然油墨中的水分等挥发成分蒸发后发现了有一部分析出物的情况或发现了多个喷头不能喷射的情况,但是都可以经过3次以下的清洗恢复过来。另外,如果考虑稳定喷射、耐久性等,则满足式(2)的油墨更好。比较例1~5制得的油墨都不满足上记式(1)及(2),都发现了不能喷射的情况,而且通过3次的清洗也不能恢复。一般来说喷墨记录装置中的油墨如果经过3次以下的清洗都不能恢复喷射,则该产品不合格。因此,比较例1~5制得的油墨缺乏实用性。
以下参考附图说明本发明的喷墨记录装置的喷墨打印机的具体例。
如图1所示,彩色喷墨打印机100包括以下部分。装有蓝色、深红色、黄色以及黑色油墨的4个油墨盒(装有油墨)61,具有往纸张62喷出油墨的喷墨打印机喷头6(以下称为喷头6)的打印头63,具有油墨盒61及打印头63的走车64,使走车64沿直线方向往返的驱动部件65,延伸在走车往返的方向、放置在喷头6的对面的压纸辊66,清洗装置67。黑色、蓝色、深红色及黄色油墨使用上述实施例调制的油墨。
驱动部件65包括走车导轨71、钢轨72、2个皮带轮73和74及环形皮带75。走车导轨71安装在走车的下端部分,与压纸辊66平行地延伸。钢轨72安装在走车64的上端部分,与走车导轨71平行地延伸。皮带轮73和74在走车导轨的两端并且安装在走车导轨71与钢轨72之间。环形皮带75伸展在皮带轮73与74之间。
皮带轮73通过马达以正方向或逆方向旋转,连接在环形皮带75的走车64随着皮带轮73的正旋转或逆旋转沿走车导轨71与钢轨72直线往返。
纸张62通过喷墨打印机100附带的纸盒(在图中没有表示)提供,输送到喷头6与压纸辊66之间,由从喷头6喷射的小墨滴进行预定的打印。然后纸张62排出到外部。纸张输送功能以及纸张排出功能在图1中没有显示出来。
清洗装置67安装在压纸辊66的另一方。清洗装置67安装在打印头63到达复位位置时的对面方向。清洗装置67包括清洗帽81、墨泵82、凸轮83以及废油墨贮存器84。清洗帽81与喷嘴面接触而覆盖喷头6中的多个喷嘴(在后面说明)。当打印头63到达复位位置时喷头6内的喷嘴被清洗帽81覆盖,通过墨泵82以及凸轮83吸出封闭在喷头6中的含气泡的油墨,经过这样的过程清洗喷头6。吸出的油墨贮藏在废油墨贮藏器84中。
为了防止油墨凝固使用了防护帽85,当走车64在打印结束后回到复位位置时盖住走车64中的喷头6的喷嘴15(图2)。
如图2所示,打印头63沿纸张62移动的方向设置在走车64上,其上部实质上是打开的箱型。打印头63具有由可以弹性形变的薄金属板制成的盖板44。盖板44固定在打印头63的前面,喷头6移动时覆盖打印头63。另外,打印头63具有安装4个从上部可以装卸的油墨盒61的框架2。供油墨管4a、4b、4c、4d分别与各个油墨盒61的喷射部分连接而与打印头63的底板5连通。供油墨管4a、4b、4c、4d为了与供油墨孔19a紧密连接设有橡皮填密封47。
喷头6由互相平行放置的4个部件组成。底板5的下侧有4个阶梯状的支撑材料6,支撑喷头6的各个部件。底板5内中的多个凹痕9a、9b中装填有UV粘合剂而粘合喷头6的各个部件,凹痕9a、9b贯穿了整个底板5。
图3是表示喷头6内的一个压力室的截面图。喷头6内有多个压力室16。与各个压力室16连通的喷嘴15在喷嘴6一侧的面上大致成一列的方式设置。
如图3所示,喷头6由腔板10与压电控制装置20组成。腔板10具有与油墨盒61连接的供油墨孔19a、支管12、窄部16d、压力室16、通孔17以及喷嘴15,这些部分都互相连通。供油墨孔19a为了画图方便图3中朝着喷嘴15的喷射方向敞开,实际上是朝着压电控制装置20敞开的。
控制器3通过使驱动脉冲叠加在时钟信号,将事前存储的驱动脉冲传递到压电控制装置20。驱动脉冲可以用美国专利6,312,089号、第6,412,923号以及第6,460,959号揭示的技术控制。打印机的详细结构与打印头的控制方法也如上述美国专利所述,引用这些内容作为本说明书的一部分。
本发明的油墨在一般情况下使用时,显现出良好的喷射稳定性,同时在不盖喷嘴帽而放置的异常情况下也容易恢复到正常的喷射状态。因此,存储了本发明的油墨的喷墨记录装置可以一直维持良好的喷射状态。
Claims (4)
1.喷墨记录用水性油墨,其特征在于,它含有水溶性有机溶剂与着色剂,其中水分含量X为55~73重量%,水溶性有机溶剂含量为10~45重量%,着色剂含量为0.1~5.5重量%,
且油墨所含水分量X(重量%)与油墨的饱和粘度Y满足下式(1):
Y≤4.50e0.09X ……(1)式中,饱和粘度Y是在温度60℃以及湿度40%的条件下使油墨中的挥发成分蒸发,当蒸发程度达到每50g油墨的重量变化低于0.05g/日时得到的油墨残留液在湿度40%的环境下冷却至25℃时的粘度(mPa·s)。
2.如权利要求1所述的油墨,其特征还在于,Y≤2.00e0.09X。
3.喷墨记录装置,其特征在于,具备油墨喷头、装有供给油墨喷头的油墨的油墨容器以及装在油墨容器中的权利要求1所述的油墨。
4.如权利要求3所述的喷墨记录装置,其特征还在于,油墨容器为可以更换的油墨盒。
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