CN1295100A - 油墨、油墨系列、图象打印装置、喷墨打印方法和色料 - Google Patents

油墨、油墨系列、图象打印装置、喷墨打印方法和色料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种油墨,能给出打印图象的较高密度,和在保持耐光性和图象稳定性的基础上有较好的彩色再现性,并且在彩色图象形成时抑制渗色的发生。所述油墨含一胶囊色料,该色料由水不溶性色料和覆盖在所述色料上的一有机聚合物组成,所述胶囊色料包含的所述有机聚合物的含量范围占重量的1%—20%。

Description

油墨、油墨系列、 图象打印装置、喷墨打印方法和色料
本发明涉及一种用于书写工具如水溶性圆珠笔、自来水笔和毡尖笔的油墨(打印液)；一种属于热喷墨型、压电或类似类型的瞬时的喷墨打印机；一种油墨系列；一种墨盒；一种打印单元；一种图象打印装置；一种使用所述油墨的喷墨打印方法；及用于所述油墨的色料。
染料常用作油墨的色料以提高颜色的色彩再现性和稳定性。然而，染料在所成的图象中通常不能得到满意的抗水性和耐光性，尽管具有一些优点但仍有缺点，因而需要更多改进。近年来，为了克服上述缺点，发明了多种油墨，在这些油墨中，用不溶于水的色料如有机颜料和碳黑来替代染料。
但是，尽管用了如有机颜料或碳黑等色料，所形成的图象在耐磨擦性上(例如，用手指擦，或用毡尖笔在上面写)不理想。为了解决这个问题，本发明了使用一种微胶囊。
日本专利申请特许公开号1-170672中公开了一种油墨，该油墨用了一种胶囊色料，该胶囊状色料通过将一种色料溶解或散布在一种水不溶性溶剂中来形成，再用一种表面活性剂分散和乳化所形成的溶液，然后装入胶囊形成所述色料。日本专利申请特许公开号62-95366中公开了一种油墨，该油墨含有在聚合物微粒中的染料油墨。日本专利申请特许公开号9-151342中公开了一种水状悬浮液用作含阴离子微胶囊颜料的打印液；所述颜料的含量占所述胶囊状颜料重量百分比的35％-80％。
本发明人全面调查了含有机颜料或碳黑的微胶囊油墨。结论是，发现含所述微胶囊有机颜料的油墨不能给出足够的色饱和度，也不能提供具有足够光密度的图象，尽管这种油墨在保持图象的稳定性例如耐光性的情况下提高了耐磨擦性。因此，不充足的色饱和度或光密度在高品质的图象中需要提高。
本发明人认识到上述缺点是由于用有机聚合物或类似物覆盖有机颜料或碳黑而引起的。更具体地说，所述缺点是由下述两个原因引起的：(1)用有机聚合物覆盖所述有机颜料或碳黑削弱了颜料的色彩再现性，和(2)覆盖处理后的残余物的残留降低了油墨的表面张力，不便于油墨的有机颜料或碳黑渗透到打印介质的内部。
上述两个缺点可通过降低有机聚合物的覆盖度来克服。但是，仅仅降低覆盖度会引起其它的问题，如有机颜料或碳黑不能充分地和细微地分散到油墨介质中。由于上述问题，尽管不用滴入OD就能保持图象的稳定性从而提高耐磨擦性，这个方法仍是不可行的。
另外，例如，在打印彩色图象中，用一系列黄、品、青等含微胶囊有机颜料或碳黑的油墨系列，色彩就会呈现介于不同的颜色之间的边界色，或彩色油墨在打印介质中就会混合不均匀，从而降低了打印图象品质。(这种现象在后文中叫做“渗色”(“bleeding”))。
为防止这种渗色，日本专利申请特许公开号55-65269等申请中公开了一种方法，该方法是加入一表面活性剂到油墨中，以增强油墨渗透到打印介质的性能，另外日本专利申请特许公开号55-66976中公开了一种方法，该方法是以一种挥发性溶剂作为油墨液介质的主要成分。这些技术同样可能导致图象密度的降低或油墨喷墨性不稳定的缺陷。
因而，本发明人认识到改进油墨的必要性，在这种改进的油墨中含有有机颜料或碳黑，该油墨在单一使用或与其它彩色油墨一起使用时可提高色彩的再现性，且这种油墨在不依赖于打印介质种类的情况下可使图象质量的变化减小。
本发明的一个目的是提供一种油墨，可以减小打印介质对打印图象质量的影响，能给出一高质量的稳定的图象并且其自身很稳定。
本发明的另一目的是提供一种油墨，可不依赖于打印介质而形成一高质量的稳定的图象。
本发明的另一目的是提供一种油墨系列，通过使用上述水性油墨可防止渗色。
本发明的另一目的是提供一种图象形成装置，一图象形成方法，及一包括墨盒的装置和一打印单元装置，该打印单元装置可稳定地形成一高质量的图象，而在图象质量上，由打印介质而产生的影响很少。
本发明的另一目的是提供一种色料，可改进色饱和度和打印图象的密度，并适宜喷墨打印。
按照本发明的一个方面，提供了一种水性油墨，其包括一种由有机聚合物包裹的水不溶性色料，其中有机聚合物包裹的水不溶性色料所含的有机聚合物量占上述水不溶性色料重量的1％-20％。
按照本发明的另一个方面，提供的水性油墨包括一种有机聚合物包裹的水不溶性色料，其中一部分色料的表面是充分暴露在外的。
本发明的另一实施例的油墨，是一种水性油墨，包括一种胶囊色料，由可自我分散的有机颜料或可自我分散的碳黑组成，还包括覆盖在所述色料上的一有机聚合物；胶囊色料包含的有机聚合物的含量占所述色料重量的1％-20％。
本发明的另一实施例的油墨，是一种水性油墨，包括一胶囊色料，由可自我分散的有机颜料或可自我分散的碳黑组成，还包括覆盖在所述色料上的一种有机聚合物；色料的未覆盖的部分的表面是充分暴露在外的。
用上述实施例中的油墨可形成优良的图象，并具有高的耐磨擦性、高的毡尖笔耐磨擦性和足够的图象密度及色饱和度。
本发明的另一实施例的油墨，包括一种胶囊色料，由可自我分散的有机颜料或可自我分散的碳黑组成，还包括覆盖在所述色料上的一种有机聚合物；胶囊状色料的自我分散的有机颜料或自我分散的碳黑的表面功能基团具有固有峰值的红外吸收光谱。
本发明的另一实施例的油墨，包括一种胶囊色料，由可自我分散的有机颜料或可自我分散的碳黑组成，还包括覆盖在所述色料上的一种有机聚合物；在清除树脂后，胶囊色料不会给出一新的红外光谱吸收峰值。
用上述实施例中的油墨可稳定地形成优良的图象，并具有高的耐磨擦性、高的毡尖笔耐磨擦性和足够的图象密度及色饱和度。
上述实施例的油墨中，可有效地加入下列组中的至少一种盐类：(M2)2SO4、CH3COO(M2)、Ph-COO(M2)、(M2)NO3、(M2)Cl、(M2)Br、(M2)I、(M2)2SO3和(M2)2CO3，这里M2是一碱金属、铵或有机铵，Ph是苯基团。加入上述的盐能在油墨附着于打印介质后，加速色料(固体)与水性介质(液体)的分离，从而进一步提高图象密度和色饱和度。
本发明的实施例中用于彩色打印的油墨系列，包括黑、黄、品、青等油墨，其中，至少有一种油墨是上述的油墨。
用上述实施例中的油墨系列，可稳定地形成优良的图象，并具有高的耐磨擦性、高的毡尖笔耐磨擦性和足够的图象密度及色饱和度。在上述的油墨系列的油墨中，可有效地加入下列组中的至少一种盐类：(M2)2SO4、CH3COO(M2)、Ph-COO(M2)、(M2)NO3、(M2)Cl、(M2)Br、(M2)I、(M2)2SO3和(M2)2CO3，这里M2是一种碱金属、铵或有机铵，Ph是苯基团。加入上述的盐能在油墨附着于打印介质后，加速色料(固体)与水性介质(液体)的分离，从而进一步提高图象密度和色饱和度，并抑制渗色。
本发明的实施例中的墨盒，包括一墨水槽，盛装上述油墨中的任一种。
本发明实施例中的打印单元有一容器，用来装上述提到的任一种油墨，还有一用来喷墨的打印头。
本发明实施例中的喷墨打印方法，包括将上述提到的任一种油墨喷到打印介质的表面，并将油墨附着于打印介质的表面的步骤。
本发明实施例的胶囊色料，由可自我分散的有机颜料或可自我分散的碳黑组成，作为色料，还包括覆盖在所述色料上的一有机聚合物；胶囊色料的自我分散的有机颜料或自我分散的碳黑的表面功能基团具有固有峰值的红外吸收光谱。
本发明实施例的另一胶囊色料，由可自我分散的有机颜料或可自我分散的碳黑组成，还包括覆盖在所述色料上的一种有机聚合物；在清除覆盖的有机聚合物后，胶囊色料不给出新的一红外光谱吸收峰值。
图1是一喷墨打印装置的打印头的实施例的一垂直断面示意图。
图2是沿图1中线2-2的断面示意图。
图3是说明一多打印头的示意图。
图4是一喷墨打印装置的透视图。
图5是一墨盒的垂直断面示意图。
图6是一打印单元的透视图。
图7是另一喷墨打印头结构的示意图。
图8是用了4个墨盒的打印头的示意图。
图9是有4个打印头并列设置在一墨盒中的结构示意图。
图10A、10B和10C示意性表示含盐的颜料油墨在用于打印介质上时固-液分离的过程。
图11A、11B和11C示意性表示不含盐的颜料油墨在用于打印介质上时固-液分离的过程。
图12是装在液体喷头上的喷墨打印机的主体部分的透视图。
图13是一有液体喷头的喷墨盒的透视图。
图14是一液体喷头的主体部分的透视图。
图15是一液体喷头的一部分的概念图。
图16是图15中所示的液体喷头的喷孔的放大示意图。
图17是所述油墨附着于图16所示的油墨喷孔上的示意图。
图18是图15所示的喷头的主体部分的示意图。
图19是随时间的流逝，说明液体通过液体喷头的喷射过程的示意图，结合图20-26，相当于图18中的X-X断面的示意图。
图20是随时间的流逝，说明液体通过液体喷头的喷射过程的示意图，结合图19和图21-26，相当于图18中的X-X断面的示意图。
图21是随时间的流逝，说明液体通过液体喷头的喷射过程的示意图，结合图19、20和图22-26，相当于图18中的X-X断面的示意图。
图22是随时间的流逝，说明液体通过液体喷头的喷射过程的示意图，结合图19-21和图23-26，相当于图18中的X-X断面的示意图。
图23是随时间的流逝，说明液体通过液体喷头的喷射过程的示意图，结合图19-22和图24-26，相当于图18中的X-X断面的示意图。
图24是随时间的流逝，说明液体通过液体喷头的喷射过程的示意图，结合图19-23和图25及图26，相当于图18中的X-X断面的示意图。
图25是随时间的流逝，说明液体通过液体喷头的喷射过程的示意图，结合图19-24和图26，相当于图18中的X-X断面的示意图。
图26是随时间的流逝，说明液体通过液体喷头的喷射过程的示意图，结合图19-25，相当于图18中的X-X断面的示意图。
图27是一喷墨打印装置600作为装有按照本发明的喷液头的喷液装置的一个示例的透视图。
图28是三种胶囊色料在不同的有机聚合物覆盖的情况下的一部分傅立叶变换红外吸收光谱的图表。
本发明的优选实施例在下面详细描述。
本发明的油墨是一种水性油墨，包括一胶囊含有机聚合物的水不溶性色料，有机聚合物的含量占水不溶性色料的重量的1％-20％。特别地，本发明的油墨是一种水性油墨，由含有机聚合物的胶囊可自身分散的有机颜料或可自身分散的碳黑组成，有机聚合物的含量占水不溶性色料重量的1％-20％。本发明的另一种油墨是一水性油墨，含由有机聚合物包裹的水不溶性色料，一部分色料的表面是充分地暴露在外的。
本发明中使用的水不溶性色料包括有机颜料和碳黑。通常，水不溶性色料与传统分散剂结合使用。但是，在本发明中，所述有机颜料或所述碳黑是用传统的方式制成的自身分散式的，用作可自身分散的有机颜料或可自身分散的碳黑，而不必用分散剂来达到好的分散性。
所述有机颜料包括特定的不能溶解的偶氮颜料，如甲苯胺红、甲苯胺栗棕、罕扎黄(Hanza yellow)、联苯胺黄和吡唑啉酮红；能溶解的偶氮颜料，如立索尔深红、黑力欧枣红(helio bordeaux)、深红颜料和永久红2B；从还原染料派生的，如茜素、阴丹酮和硫靛蓝栗色；酞菁颜料，如酞菁蓝、酞菁绿；喹吖酮颜料，如喹吖酮红和喹吖酮品；二萘嵌苯颜料，如二萘嵌苯红和二萘嵌苯深红；异吲哚啉酮颜料如异吲哚啉酮黄和异吲哚啉酮橙；咪唑酮颜料，如苯并咪唑酮黄、苯并咪唑酮橙和苯并咪唑酮红；皮蒽酮颜料，如皮蒽酮红和皮蒽酮橙；硫靛蓝颜料；浓缩的偶氮颜料；flaventhrone yellow；酰胺黄；喹啉酞酮黄(quinophthalone yellow)；镍氮黄；铜氮次甲基黄；周萘酮橙(perinone orange)；蒽酮橙；二蒽醌基红；和二恶嗪紫。
所述的有机颜料包括下列引用的色标(C．I．)：C．I．颜料黄12、13、14、17、20、24、74、83、86、93、109、110、117、120、125、137、138、147、148、151、153、154、166和168；C．I．颜料橙16、36、43、51、55、59和61；C．I．颜料红9、48、49、52、53、57、97、122、123、149、168、175、176、177、180、192、215、216、217、220、223、224、226、227、228、238和240；C．I．颜料紫19、23、29、30、37、40和50；C．I．颜料蓝15、15：1、15：4、15：6、22、60和64；C．I．颜料绿7和36；C．I．颜料褐23、25和26；等等。自然，也可使用其它的已知有机颜料。
所述碳黑包括碳黑颜料如炉黑、灯黑、乙炔黑和槽法碳黑：特别是Raven 7000、Raven 5750、Raven 5250、Raven 5000、Raven 3500、Raven2000、Raven 1500、Raven 1250、Raven 1200、Raven 1190超-Ⅱ、Raven1170和Raven 1255(由哥伦比亚有限公司生产)；Black Pearls L、Regal400R、Regal 330R、Regal 660R、Mogul L、Monarch 700、Monarch 800、Monarch 880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300、Monarch 1400和Valcan XC-72R(由Cabot公司生产)；Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black FW 18、Color BlackFW 200、Color Black S150、Color Black S160、Color Black S170、Printex 35、PrintexU、PrintexV、Printex 140U、Printex 140V、SpecialBlack 6、Special Black 5、Special Black 4A和Special Black 4(由Degμssa公司生产)；和No．25、No．33、No．40、No．47、No．52、No．900、No．2300、MCF-88、MA 600、MA7、MA8和MA 100(由Mitsubishi化学公司生产)，但并不限于这些。其它已知的碳黑也可使用。
用于本发明的可自身分散的颜料包括那些至少具有一种亲水基团直接键接到或插入另一原子基团中从而键接到上述颜料微粒的表面上。所述亲水基团包括阴离子团如：-COOM1、-SO3M1、和-PO3H(M1)2(这里M1是氢原子、碱金属、铵或有机铵)。
上述亲水基团可直接键接在有机颜料或碳黑的表面，或者插入不同的原子基团中不直接键接在有机颜料或碳黑的表面。比较好的是，上述亲水基团插入不同的原子基团中键接在有机颜料或碳黑的表面。
用于插入的原子团的具体示例是直链的或支链的1-12碳的亚烃基，取代或不取代亚苯基团，以及取代或不取代萘撑次萘基团。取代的亚苯基团和萘撑次萘基团包括烷基团(如甲基)。结合插入的原子基团和亲水基团可具体示例为-C2H4-COOM1、-Ph-SO3M1、-Ph-COOM1(Ph表示苯基团)。碳黑和有机颜料含有-COOM1或-SO3M1基团作为阴离子基特别好，因为它们在组成油墨的水性介质中具有高的自身分散性。
上述碱金属由M1表示，包括Li、Na、K、Rb和Cs。有机铵包括甲基铵、二甲基铵、三甲基铵、乙醇铵、二乙醇铵、和三乙醇铵。
制备可自身分散的颜料如碳黑的较好的方法是，用次氯酸钠氧化处理碳黑，引入-COONa到碳黑的表面上。
水不溶性微胶囊色料如可自身分散的有机颜料或碳黑，可用任意的传统方法引入一种有机聚合发生反应形成一壁物去覆盖。传统的方法包括化学方法、物理方法、物理化学方法和机械方法。下述的是一些特别的方法。
界面聚合作用：两种单体或两种反应物分别以分散相和连续相溶解，然后在两相的界面反应形成一层膜；
原位聚合作用：一气态的或液态的单体和一催化剂，或两种反应物，其中一种加入到任一种连续相和豪威尔氏体中？，引起反应形成一壁膜；·溶解膜硬化法：滴入一种含核心物质粒子的高聚合物溶液，在溶液中由硬化剂或类似物硬化，形成壁膜；
凝聚(相分离)法：含核心物质粒子的高聚合物液体分散体，在其中分散而分离出高聚合物浓缩相和稀释相，从而形成壁膜；
液态干燥法：核心物质分散在壁膜材料的溶液中，这种液体分散体被引入一液体中，在这里该液体分散体的连续相不能混合成一乳状液化合物，而该壁膜料溶液的介质被渐渐移去，从而形成一壁膜；
融化分散冷却法：能被加热融化和冷却固化的一壁膜物质可加热液化，一核心物质粒子在其中分散而形成一精细粒子，而分散体以精细粒子的状态被冷却而形成一壁膜；
气态悬浮液遮盖物法：核心物质粒子粉末通过悬浮床悬浮在气体中，而作为壁形物质的覆盖液被喷出来混合而形成壁膜；
喷涂干燥法：封裹液体被喷入热气流中蒸发出挥发物以形成壁膜；
酸沉积法：含阴离子团的有机聚合物通过中和至少一部分基础化合物的阴离子团制成水溶液，然后在水性介质中混合色料，该混合物与酸性化合物一起被中和或酸化，然后该有机化合物固着在色料上，然后色料就被中和和分散；
乳化液相反转法：一水分散性阴离子有机聚合物和一色料被分散在一有机溶剂相中，水被加到有机溶剂相中，或有机相被加到水中。
形成微胶囊壁膜的有机聚合物料包括聚酰胺、聚氨酯、多酯、聚脲、环氧树脂、聚碳酸酯、尿素树脂、三聚氰胺醛树脂、酚醛树脂、硅酮树脂、多糖、凝胶、阿拉伯树脂、右旋糖苷、干酪素、蛋白质、天然橡胶、羧基聚亚甲基、聚乙烯醇、多乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、纤维素、乙基纤维素(ethycellulose)、甲基纤维素、硝化纤维、羟乙基纤维、醋酸纤维素、聚乙烯、聚苯乙烯、(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物、(甲基)丙烯酸酯聚合物和共聚物、(甲基)丙烯酸／(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯／(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯／甲基丙烯酸共聚物。烷基芳基磺酸钠、脂肪酸、石蜡、蜂蜡、水蜡树蜡、硬化牛脂(hardened tallow)、巴西棕榈蜡和清蛋白。所述有机聚合物材料可包含一阴离子基团如，一碳酸基团或一磺酸基团。所述非离子有机聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯二醇单甲基丙烯酸酯、聚丙二醇单甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙烯二醇单甲基丙烯酸酯和阳离子性开环聚合产品2-呃唑啉。所有这些中，完全皂化的聚偏二乙烯是特别好的，因为它们有较低的水溶解性，可溶解于热水但不溶于冷水。
形成微胶囊壁物质(microcapsule wall substance)的有机聚合物通常占水不溶性色料如有机颜料或碳黑重量的1％-20％。在有机聚合物的重量在上述范围内，可防止因覆盖在颜料表面的有机聚合物而引起的降低色彩再现性，因为胶囊中的有机聚合物含量相对较低。随着有机聚合物的含量低于1％，形成胶囊结果几乎不能达到，而当有机聚合物的重量超过20％，颜料的色彩再现性就会显著降低。考虑到其它性能，有机聚合物的含量较好是在占重量比的5％-10％。在较好的范围内，色料的一部分被完全未覆盖，是暴露在外的，从而保持色彩的再现性，而实际被覆盖的其它部分可同时达到颜料的覆盖的效果。从制备包封出发，用于本发明的有机聚合物的平均分子重数量值较好是不低于2000。在上面的描述中，术语“完全未覆盖”在这里意味着部分地完全地未覆盖的状态，不是象针孔和破裂的缺陷的总体或局部的未覆盖状态。
作为色料在本发明中较好是用可自身分散的有机颜料或可自身分散的碳黑，因为色料会充分分散，既使在胶囊中有机聚合物的含量较低，也可在油墨中获得足够的稳定的贮藏。
有机聚合物通常选用适于微胶囊法的。因为在界面聚合作用方法中，适宜的有机聚合物包括：(甲基)丙烯酸聚合物或共聚物、(甲基)丙烯酸酯聚合物和共聚物、(甲基)丙烯酸／(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、和聚酰胺。在溶解膜硬化法中，适宜的有机聚合物包括：烷基芳基磺酸钠、聚乙烯醇、凝胶、清蛋白和环氧树脂。在凝聚法中，适宜的有机聚合物包括：凝胶、纤维素和干酪素。为了获得精细的和均匀的微胶囊颜料，自然地任何已知的胶囊方法都被加到上述的方法中。
在相反转或酸沉积法中，为了形成微胶囊，阴离子团有机聚合物被用作组成微胶囊的壁膜的有机聚合物。相反转是这样一个过程，其中，可自身分散的阴离子有机聚合物合成物、或在水中溶解的色料，如可自身分散的有机颜料或碳黑、或色料的混合物，如可自身分散的有机颜料或碳黑、硬化剂以及阴离子有机聚合物，被混合在有机溶剂相中；而水被加到有机溶剂相中，或有机溶剂被加到水中，而为制备微胶囊发生自身分散(相反转乳化)。在相反转方法中，在油墨的有机溶剂相中含媒介物或添加剂是没有问题的。特别是，油墨液体介质较好是结合直接生产油墨液体分散剂考虑。
酸性沉积微胶囊法，包括的步骤为：与基础化合物中和含有机聚合物的阴离子基团的一部分或整个的阴离子基团；在水性介质中与如可自身分散的有机颜料或碳黑的色料混合；中和或酸化混合物使之沉淀，并将含有机聚合物的阴离子基团附着在颜料上以获得一湿滤饼；以及用基础化合物在湿滤饼中中和一部分或整个阴离子基团以完成微胶囊法。因此，水性分散系就要准备含大量的精细阴离子微胶囊颜料。
上述准备的微胶囊的溶剂包括烷基醇甲醇、乙醇、丙醇、丁醇；芳香烃如苯、甲苯、二甲苯；酯如醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸异丁酯；氯化碳氢化合物如氯仿、二氯乙烷；酮如丙酮、甲基异丁基酮；醚如四氢呋喃、二氧杂环乙烷。
微胶囊通过离心或过滤从溶剂中一次分离。分离的微胶囊通过与水和一种必需的溶剂搅拌重新分散，以得到本发明的油墨，由上述方法获得的颜料胶囊具有从50nm至180nm的优选平均颗粒直径。
本发明的色素中的有机聚合物的构成比例能从色料浓缩物和非易失性的浓缩物轻易得到。色料的一部分完全未覆盖的状态可用下面的方法检测到。例如，如果分散系稳定的PH值的趋向在覆盖前后实际上没有改变，就可认为色料的一部分实际上是未覆盖并是暴露着的。另一种方法是，可通过测定体积的滴定法确定表面官能团来判断暴露的部分。还有一种方法是，水不溶性色料的暴露部分能通过红外(IR)吸收光谱确认。这可参照图28在下面详细描述。
在图28中，曲线(a)是没被有机聚合物覆盖可自身分散的碳黑(CaboJet300，Cabot公司造)的一部分IR吸收光谱。这种可自身分散的碳黑具有作为表面官能团的羧基团与插入到表面的亚苯基团键接。吸收峰值(a)是可自身分散的碳黑的表面官能团的特征。吸收峰值(b)是组成可自身分散的碳黑的胶囊色料的一部分IR吸收光谱，而覆盖的有机聚合物占色料重量的比例为20％。吸收峰值(c)是组成可自身分散的碳黑的胶囊色料的一部分IR吸收光谱，而覆盖的有机聚合物占色料重量的比例为40％。从光谱(b)中可清楚看到，有机聚合物占重量比例为20％的胶囊色料尽管吸收强度低，可自身分散的碳黑的表面官能团的吸收峰值是固有的，而胶囊色料的光谱(c)表明吸收峰值不是固有的。这就说明，占色料重量的比例为20％的有机聚合物覆盖了胶囊色料，有一部分碳黑表面是暴露的，没有被有机聚合物覆盖，而以占色料重量比例为40％的有机聚合物覆盖的胶囊色料的表面是完全覆盖的。
换句话说，本发明的胶囊色料用溶剂等方法移去覆盖的有机聚合物，没有给出新的IR光谱峰值，这就是本发明的特征。
为了防止颜料的色彩再现性降低，以及为了防止用两种或更多种彩色油墨形成彩色图象时，在不同的颜色之间的边界处发生渗色现象，可从下组化合物中选出至少一种加进油墨：(M2)2SO4、CH3COO(M2)、Ph-COO(M2)、(M2)NO3、(M2)Cl、(M2)Br、(M2)I、(M2)2SO3和(M2)2CO3，这里M2与上述M1表示的一样，Ph是苯基团。
在上述盐中，硫酸盐(如硫酸钾)和安息香酸盐(如苯甲酸铵)是较好的，因为上述的油墨性质中，如，喷墨油墨的喷墨性质，是很少相反地影响的。上述盐在油墨中的重量比例较好是0．05％-10％，更好是占重量的0．1％-5％，可获得高密度、高色彩再现性和高质量的图象。由于上述例举的盐的共存，由可自身分散的有机颜料或碳黑和有机聚合物组成的胶囊色料形成的油墨，能获得稳定的高质量的图象，而不会因为打印介质而在高密度、高色彩再现性和高质量上产生显著的影响。
油墨的上述性质展现的机械性此刻不能证实。但是，本发明人发现，Bristow的Ka值，即用来测定油墨穿透打印介质的性能，含上述盐的本发明的油墨就高于不含所述盐的油墨。Ka值的增加表明油墨穿透到打印介质的性能增加。油墨穿透性能的增加会降低图象密度，这是本领域技术人员的常识。随着油墨的穿透，色料也会穿透到打印介质的里面，就引起表面图象密度的降低。
从这共同的情况看，本发明的油墨中含上述例举的盐，被认为特别是在油墨附着到打印介质(如纸张)中后，能引起液体介质与固体介质很快分离(固-液分离)。换句话说，在油墨印到打印介质中时，如果固-液分离的速度降低，为了油墨具有高的Ka值，在打印介质中有高的油墨穿透性质，油墨与色料一起就能漫射地且无方向地进到打印介质中，削弱了特征的清晰度(打印质量)，并因为油墨较深地穿透进入打印介质的内部而降低了图象的密度。
但是，本发明中的油墨，特别是含上述盐的油墨，不会引起上述的现象。在油墨印到打印介质中时快速进行固-液分离，尽管油墨的Ka值高，仍可得到高密度、高色彩再现性和高质量的图象。甚至在相对高的渗透性的打印介质中，本发明的油墨很少会引起特征质量或图象密度的破坏。这也可从上述理由中认识到。这个解释还可进一步参照图10A-10C和图11A-11C。
图10A-10C和图11A-11C分别简要地，理论上地图示了油墨含有和不含有上述例举的盐的油墨的固-液分离的过程，以及该油墨由一喷墨打印系统喷到一高渗透性的打印介质上的过程。
一旦墨滴滴落之后，如图10A和图11B所示，墨滴1001或1101滴在打印介质的表面，不依赖本发明的盐。经过时间T1之后，含盐的油墨1001如图10B所示，所含的盐使得固-液很快分离，到了1005的区域在油墨和油墨的溶液介质中含有大部分的固体成分，在分离的液体介质的渗透前端1007渗透到打印介质1003的内部。另一方面，如图11B所示，不含盐的油墨1101不能象含盐的油墨那样引起固-液的快速分离，因此，油墨在未分离的状态1105下渗透到打印介质1103的内部。经过时间T2后，随含盐油墨1001，渗透前端1007更进一步渗透到纸张的内部，如图10C所示，而区域1005会保持在表面及周围。相反，不含盐的油墨1101在如图11C所示的时候开始发生固-液分离，油墨的固态物质的渗透前端1107与液体介质的渗透前端1109不同，同时油墨固体含有区域1111到达打印介质的内部深处。附带地，时间T1和T2分别是理论上解释在固-液分离中盐的效果测量时间。
如上面的解释，可以认为，当墨滴滴在打印介质的表面后，加入油墨中的特定的盐可引起油墨中固-液的快速分离，在早期的步骤中允许色料如颜料保持在表面上，并允许液体介质渗透到内部，因此可达到上述的效果。换句话说，加入特定的盐到油墨中补偿了在形成图象的密度和质量上，打印介质的渗透性的影响。在上述的特定的盐中，如上所述，硫酸盐(如硫酸钾)和安息香酸盐(如苯甲酸铵)与由有机聚合物覆盖的有机颜料或碳黑形成的胶囊颜料，有较高的相容性，在印到打印介质上时达到固-液分离的效果，并使得在各种打印介质上形成高质量的图象。
本发明的油墨的水性介质在下面描述。水性介质包括水，和被混合的水与水溶性的有机溶剂的溶剂。水较好是去离子水。水溶性有机溶剂较好是有防止油墨干燥效果的。水溶性有机溶剂包括特定的1-4碳的烷基醇如：甲醇、乙醇、n-丙醇、异丙醇、n-丁醇、s-丁醇和t-丁醇；酰胺如：二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；酮和酮类醇如丙酮和双丙酮醇；醚如四氢呋喃、二氧杂环乙烷；聚烷撑二醇如聚乙烯二醇和聚丙二醇；有2-6碳烯烃的多元醇如乙二醇、丙二醇、丁二醇、三甘醇、1，2，6-己三醇、硫代二甘醇、己二醇、二甘醇；较低烷基醚醋酸盐如聚乙烯二醇一甲基醚醋酸盐、甘三油；较低烷基醚多元醇如乙二醇一甲基(或一乙基)醚、二甘醇甲基(或乙基)醚和三甘醇一甲基(或一乙基)醚；多元醇如三羟甲基丙烷和三羟甲基乙烷；N-甲基-2-吡咯烷酮，2-吡咯烷酮和1，3-二甲基-2-咪唑烷酮；等等。上述的有机溶剂通常是单独地或两种或两种以上混合使用。
本发明的油墨的水溶性有机溶剂的含量不特别限制，较好是占油墨重量的3％-50％。油墨中水的含量较好是占油墨重量的50％-95％。本发明的油墨的本质成分在上面已经提到了。可使用附加助剂，如PH值控制剂，如碱化剂、表面活性剂、防腐剂、黏度控制剂、抗氧化剂和类似助剂。
本发明的油墨可作书写工具和喷墨打印用墨。喷墨打印系统包括一打印系统用于将机械能供给油墨从而喷出墨滴，和另一打印系统用于将热能供给油墨从而起泡喷出墨滴。本发明的油墨特别适用于上面两种喷墨打印系统。
对于喷墨打印，本发明的油墨有很好的穿过喷墨头的特性。对于穿过喷墨头，油墨的黏度范围较好是在1-15cp，更好是在1-5cp；表面张力较好是不低于25mN／m(dyn／cm)，更好的范围是在25-50mN／m(dyn／cm)。
油墨渗透到打印介质的能力的测量是用Bristow的方法算Ka值。在墨滴滴到打印介质上后，在一时间t中，油墨渗透到打印介质中的量V(mL／m2=μm)如下面的Bristow的等式：
V=Vr+Ka(t-tw)1／2
紧接着在墨滴滴到打印介质的表面后，大部分的油墨是在打印介质的表面的凹面(表面粗糙度)，而很少渗透到打印介质的内部。这个时间被确定为接触时间(tw)，而被定义介质的凹面盛装的油墨的数量由Vr表示。在墨滴滴下之后的接触时间之后的时间，油墨渗透增加以接触时间之后的时间的平方根的比例增加，即(t-tw)1／2。Ka是比例常数，相应于渗透速度。这个Ka值可由Bristow的方法的动力渗透试验法测量(传统名：动力渗透试验法，Toyo Seiki Seisakμsho K．K．)或类似方法测量。
本发明的油墨表现出的Ka值较好是低于1．5，更好是在0．2-1．5的范围内，来提高图象的密度、色彩再现性和图象质量。在Ka值低于1．5时，本发明的油墨会在油墨渗透到打印介质的早期就引起固-液分离，从而形成高质量的图象和高图象密度和很少的洇纸现象。
本发明的Bristow的Ka值是用普通纸测量的(如由Canon K．K．提供的PB纸，用于电照相复印机、记录打印机(激光打印机)和喷墨打印型打印机；和用于电照相复印机的PPC纸)。测量值在普通的办公环境条件下就可测到：如，温度在20-25℃，相对湿度在40-60％。
本发明油墨中给出上述性质的适宜的水性介质较好是含有甘油、三羟甲基丙烷、硫代二甘醇、乙二醇、二甘醇、异丙醇、乙炔醇或类似物。特别是Ka值低于1．5可通过加入另外的如表面剂如乙炔乙二醇乙烯化氧加合物(传统名：Acetylenol，由Kawaken Fine Chemical K．K．制造)、渗透剂或类似制剂而获得。
本发明的油墨系列是在彩色打印时黑、黄、品、青墨的油墨系列，其中至少有一种油墨是上述提到的本发明的油墨，较好是含有上述的盐。在用这种油墨系列的彩色打印中，渗色可被有效地防止。为什么渗色被有效防止的原因还不清楚。推测来说，盐与含胶囊颜料的水性墨共存，该胶囊颜料含一水不溶性色料，如由一有机聚合物覆盖的可自身分散的有机颜料和碳黑，每当到达打印介质时就会加速固-液分离，并随后将色料固化，防止了在打印的彩色之间的边界处相邻的不同色彩区域的油墨渗色。通过在任意相邻的彩色油墨中的一种中加所述的盐就可达到上述效果。自然，可在所有彩色油墨中加入所述的盐达到上述效果。
如上面提到的，任意已知染料或颜料可按需要加到油墨中以调节色调。这也包括在本发明之中。所述染料包括酸性染料、直接染料、活性染料和食用染料。阴离子染料，已知的或新合成的，也通常使用，以提供染料具有合适的色调和彩色密度。染料可混合两种或更多种使用。阴离子染料的特别示例在下面列举。
(黄色染料)
C．I．指示黄8、11、12、27、28、33、39、44、50、58、85、86、87、88、89、98、100、110和132；C．I．酸性黄1、3、7、11、17、23、25、29、36、38、40、42、44、76、98和99；C．I．活性黄2、3、17、25、37和42；C．I．食物黄3；等等。
(红色染料)
C．I．指示红2、4、9、11、20、23、24、31、39、46、62、75、79、80、83、89、95、197、201、218、220、224、225、226、227、228和229；C．I．酸性红6、8、9、13、14、18、26、27、32、35、42、51、52、80、83、87、89、82、106、114、115、133、134、145、158、198、249、265和289；C．I．活性红7、12、13、15、17、20、23、24、31、42、45、46和59；C．I．食物红87、92和94；等等。
(蓝色染料)
C．I．指示蓝1、15、22、25、41、76、77、80、86、90、98、106、108、120、158、163、168、199和226；C．I．酸性蓝1、7、9、15、22、23、25、29、40、43、59、62、74、78、80、90、100、102、104、117、127、138、158和161；C．I．活性蓝4、5、7、13、14、15、18、19、21、26、27、29、32、38、40、44和100；等等。
(黑色染料)
C．I．酸性黑2、4、8、51、52、110、115和156；C．I．食物黑1和2；等等。
接下来，适宜本发明油墨的喷墨打印技术在下面解释。用热能的油墨喷射元件的主体部分，即喷头的结构的例子，如图1和2所示。
图1是沿油墨流动通道的喷头13的剖面图。图2是沿图1中线A-B的喷头的剖面图。喷头13是由玻璃、陶瓷、硅、塑料或类似的有一流通通道(喷嘴)14用于油墨流通的板与一加热元件基板15结合在一起构成的。该加热元件基板15的组成为，由二氧化硅、氮化硅、金刚砂或类似材料形成的保护层16；由铝、金、铝-铜合金或类似材料形成的电极17-1和17-2；由高融化材料如HfB2、TaN和TaAI形成的加热电阻层18；由加热的氧化硅、氧化铝或类似物形成的热-累积层19；以及由硅、铝和铝氮化物等热辐射材料制成的基板20。
当应用电信号将信息传给喷头13的电极17-1、17-2时，在加热元件基板15的用符号“n”表示的区域会突然产生热量，在加热元件基板的表面的油墨里形成泡，泡中的压力推出一弯月面23将油墨21喷出喷嘴14，并在喷头13的喷孔22成墨滴形状24。然后喷出的墨滴滴到打印介质25上。
图3为如图1所示的并列设置的多个喷头的多喷头外观。多喷头象图1所示喷头一样由具有多喷嘴26的玻璃板和加热发生头28结合形成。
图4所示为装有上述喷头的喷墨打印装置的整体示例。在图4中，作为刮擦元件的刀片61由一刀片支持元件支撑在该刀片的一个端部，并形成一固定端，成为一悬臂状。该刀片61设置在相邻于打印头65的打印区域的位置，并且，在这个例子中，被支撑在可使得其凸出进打印头的移动通道内。
一盖62用于盖住凸出的开放面，被设置在相邻于刀片61的原始位置，并被设计成当其移动时，其方向垂直于打印头65的移动方向，在与喷嘴面接触时能盖住该喷嘴。一油墨吸收件63，设置在与刀片61相邻的位置处，并被以类似于刀片61的方式被支撑在可使得其凸出进打印头65的移动通道内。刀片61、盖62和油墨吸收件63组成一喷墨恢复装置64。刀片61和油墨吸收件63用于去除水、灰和从油墨喷嘴的表面产生的类似物。
打印头65有一能量发生器用于喷射，并通过相对于喷嘴面喷射油墨到打印介质上来进行印刷。一滑架66设置来支撑并移动打印头65。滑架66可滑动地固定在导杆67上。滑架66的一部分与一皮带69相连(图中未示)，并由一电动机68驱动，因此滑架66可沿着导杆67移动，到达打印头65的印刷区域和其相邻的区域。一纸页传送装置51用来传送打印介质，和一纸页传送辊52由一马达驱动(图中未示)，它们传送打印介质到与打印头的喷嘴面相反的位置。
用上述结构，随着打印过程打印介质被传送，并被进一步传送到纸张排出装置，该纸张排出装置装有一纸页排出辊53。在上述结构中，当完成印刷后打印头65返回到原始位置时，喷墨恢复装置64的盖62在打印头65的移动通道外，而刀片61则允许凸出到移动通道上。从而，打印头65的喷嘴面被刮擦。
为了盖住打印头65的喷射面，盖62向打印头65的移动通道凸出，并与喷嘴面相接触。当打印头65从原始位置移向记录开始的位置时，由于上面提到的刮擦步骤，盖62和刀片61是在相同的位置，因此，打印头65的喷嘴面也是在这个移动中进行刮擦。
打印头65不仅在完成打印和喷射恢复时移到原始位置，也可在预定的时间间隔从打印区域打印的区间时移动。喷嘴可在这个移动中刮擦。
图5所示为一墨盒45示例的剖面图，墨盒45中装有例如由一管作为油墨供应元件所供应的油墨。一油墨贮藏容器40，例如，一油墨袋，内装用于供应的油墨，并在尖端部有一橡皮塞42。橡皮塞42中插入一针(图中未示)使得油墨从墨袋40中供应到喷头。一损耗油墨吸收件44用于吸收损耗的油墨。本发明中，油墨贮藏容器的液体接触面较好是由聚烯烃，特别是聚乙烯制成的。
用于本发明的喷墨打印装置并不限于上述提到的具有分开的喷头和墨盒的这种。如图6所示的构成整体的也适用。图6中，打印单元70中装有一油墨盛装件如油墨吸收件，并且在吸收件中的油墨可从喷头71的多个孔中以墨滴的方式喷射出来。本发明中，油墨吸收件较好是由聚氨酯制成。
油墨盛装件的结构可是一不用油墨吸收件而其内有一弹簧的墨袋。一空气通道开口72用来连通墨盒内部与外界的空气。打印单元70可用来代替图4中的打印头65，并可装在滑架66上或不装在滑架66上。
利用机械能的另一喷墨打印装置的实施例中，用一瞬时响应喷墨打印头。该瞬时响应喷墨打印头包括一具有多个喷嘴的喷嘴支持基板，和由相对于喷嘴的压电材料与导电材料构成的压力发生元件，并且在压力发生元件周围充满了油墨。通过施加一电压，压力发生元件就通过喷嘴喷射墨滴。
图7是打印装置的主体打印头的结构示意图。这个打印头的组成是，一与一油墨室(图中未示)相通的油墨流动通道80，一用来喷射一预定体积墨滴的孔板81，一用来直接施压给油墨的振动板82，一与振动板82相连接的压电元件83，并且该压电元件83相应于电信号被替换，和一用来固定孔板81振动板82的基板84，等等。
在图7中，油墨流动通道80是由感光树脂或类似材料制成的。喷孔85是穿过孔板81形成的，其由金属如不锈钢、镍制成，通过电铸法或压力加工法或类似方法钻孔。振动板82是由薄膜或金属如不锈钢、镍和钛或有高弹性树脂的薄膜制成。压电元件83是由非导电材料如钛酸钡和PZT制成的。
在上述结构的打印头中，将脉冲电压传给压电元件83从而引起变形应力，使振动板82产生相应变形连接到压电元件83，因此在油墨流动通道80里的油墨受到垂直压力而喷射出墨滴(图中未示)，这些墨滴通过孔板81的喷孔85进行打印。这种打印头能用在类似于图4所示的打印装置里。具有这种打印头的打印装置可象前面描述的采用相同的方式驱动。
在装有本发明的黑、黄、品、青墨的彩色油墨系列的打印中，打印头90可用如图3所示的墨盒上有4个多打印头的打印头。图9为一示例。4个打印单元91、92、93、94设置在上述打印装置的滑架上，并根据打印信号分别喷射黄、品、青和黑墨。图9所示的是4个打印单元的示例。但是，本发明并不限于此。例如，图8所示中，印刷是通过用具有不同的油墨流通通道的打印头喷射由墨盒86、87、88和89提供的不同颜色油墨来完成的。
适合本发明的打印头和打印装置的另一实施例在下面描述。
图12是用本发明液体喷射头的喷墨打印机的主体部分的透视图，其中，在喷出油墨时气泡与外界的空气是相通的。
在图12中，喷墨打印机包括，一传送装置1030，一打印装置1010和一移动驱动装置1006。传送装置1030设置在外壳1008的长度方向上，将纸页1028作为打印介质间歇地沿箭头P所示的方向传送。打印装置1010在垂直于纸页传送的方向S上往复驱动。移动驱动装置1006是一驱动元件，用来使打印装置1010往复移动。
驱动装置1006包括对接在一预定距离的旋转轴上的滑轮1026a和1026b，一绕在滑轮上的皮带1016，辊单元1022a和1022b，一用于设置平行于辊单元1022a和1022b的打印装置1010的滑架元件1010a，和在正常的和相反的方向上驱动与滑架元件1010a相连的皮带1016的驱动马达1018。
如图12所示由马达1018驱动的沿箭头R所示的方向旋转皮带1016，打印装置1010的滑架元件1010a就以预定距离沿箭头S所示的方向移动，而沿与箭头S所示的方向相反的方向由马达1018驱动皮带1016旋转，打印装置1010的滑架元件1010a就以预定距离沿与箭头S所示的方向相反的方向移动。在移动驱动元件1006的一端，一恢复元件1026设置在滑架元件1010a的原始位置处，与油墨喷孔设置相对，用于恢复打印装置1010的喷射操作。
打印装置1010，喷墨盒1012Y、1012M、1012C和1012B(这之后有时简称“墨盒”)，均可分别地和独立地从滑架元件1010a上装卸，滑架1010a上可有不同的颜色，如黄、品、青和黑。
图13所示为一装在上述喷墨打印装置上的喷墨墨盒。这个例子中墨盒1012是一窜行型，并主要由一喷墨打印头100和一用来装油墨或类似液体的液体箱1002组成。喷墨打印头有用于喷射液体的很多喷射孔832。油墨或类似液体从液体箱1002穿过传送通道(图中未示)到达一喷墨打印头100的共同液体室(参见图14)。墨盒1012与喷墨打印头100和液体箱1002一起构成一个整体。液体可补充到液体箱1002中。液体箱1002可交替连接到液体喷射头100。
用于具有上述结构的喷墨打印机的上述液体喷射头的具体示例在下面有更详细的解释说明。
图14是一本发明的液体喷射头的基本示例的主体部分的透视图。图15-18是说明图14中的液体喷射头的喷孔形状的前示图。在这些图中，用于驱动电热换能元件的电导线省略了。
这个例子中的液体喷射头有一用玻璃、陶瓷。塑料或金属制成的基板934，如图14所示。基板的材料不是本发明的实质，并且也不限于上述材料，所提供的材料能具有一部分液体流动通道的组成材料的功能，以及有油墨喷射能产生元件的支持件的功能，以及有在后面描述的形成液体通道和喷射孔的材料层的支持件的功能。在这个例子中，Si板(晶片)被用作基板。喷射孔可由激光束形成。另外，孔板(喷射孔板)935由感光树脂制成，并且喷孔可由光学校准器如MPA(镜面发射校准器)形成。
在图14中，基板934有一电热传导元件931(之后有时称“加热器”)和一油墨供应孔933，以长沟渠形穿过孔作为公用的液体室。在油墨供应孔933的长度方向上的两边，作为热能发生元件的加热器931呈一线排列，相互间以例如300dpi的间隔交互排列。油墨流动通道壁936在基板934上并形成油墨流动通道。在油墨流动通道壁936上，提供有具有喷孔932的喷射孔板935。
在图14中，油墨流动通道壁936和喷射孔板935是作为分开的元件显示的。但是，油墨流动通道壁936可由旋涂法用相同的材料同时形成喷射孔板935来形成。在这个例子中，喷射孔板面935a要进行防水性处理。
在这个例子中，在图12中串行型打印头沿箭头S的方向扫描以完成打印，例如，对每个喷孔用最小的喷射时间间隔100μs在驱动频率为10kHz下圆点密度为1200dpi。
对于实际的打印头的尺寸，例如，在图15中用来隔断相邻喷嘴的隔断墙936b有14μm的宽度w。在图18中，在油墨流动通道壁936中形成的一起泡室1337是N1(起泡室宽)=33μm和N2(起泡室长)=35μm。加热器931的尺寸为30μm×30μm，电阻为53Ω，并由10．3V的电压驱动。油墨流动通道壁936和隔断墙936b分别有12μm高。喷射孔板厚为11μm。
喷射孔832的截面940在垂直于油墨喷射的方向上(孔板935的厚度的方向)，其形状如星，它有六个向上升呈钝角的部分832a，以及有六个间隔设置的向下降呈锐角的部分832b。因此六个槽是沿孔板的厚度的方向上形成的(液体的喷射方向)，该槽具有从发射孔的中心O到作为顶部那么远的下降部分832b和从发射孔的中心O到作为底部的上升部分832b。在图16中以数字1141表示槽的位置。
在这个例子中，喷孔940是两个等边三角形相结合的形状，在厚度的横越方向上切的横截面的一边有27μm，可被变换60°旋转角度。在图16中，其长度T1是8μm。上升部分832a的顶部是120°角，而下降部分832b的底部是60°。
因此，通过连接槽的顶部和底部的中点形成的多边形的重心G就与喷孔的中心O重合。在这个例子中，喷孔有一400μm2的开放面积，一个槽的横截面面积(该面积是由连接槽的底部与相邻的两底部的轮廓面积)大约是33μm2。
图17所示为在图16所示的喷孔上油墨与孔壁相接触的状态的示意图。
参照图19-图26，通过上述结构的喷墨打印头的液体喷射的过程的描述。图19-20是沿图18中线X-X看的气泡室1337的截面图，用来说明图14-18中液体喷射头喷射液体的过程。在这些截面中，在孔板厚度方向上的喷孔940的端部相当于槽1141的顶部1141a。
图19显示了在一加热器中在薄膜的状态下气泡的形成。图20是图19中大约1μs后的状态。图21是大约2μs后的状态；图22是大约3μs后的状态；图23是大约4μs后的状态；图24是大约5μs后的状态；图25是大约6μs后的状态；图26是图19中大约7μs后的状态。在下面的描述中，术语“下降”或“正在下降”表示是向电-热导体的移动，而不是忽略喷头固定方向的沿重力下降的方向。
首先，电流相应于一信号适用于一加热器931。因此在如图19中的液体流动通道1338内的加热器931上形成一气泡101。在大约2μs内，气泡的体积迅速长大，如图20和21所示。在气泡101的最大体积时，气泡的高度超过喷射孔面935a的高度。在这种状态下，气泡中气体压力降低到大气压的百分之几到百分之十几。
在气泡101成形后大约2μs，上述提到的气泡开始从最大体积收缩，并且在大约相同的时间开始形成弯月面102。这个弯月面102如图22所示也往回或向加热器931下降。
在这个例子中，当弯月面往回移动时，分布在喷孔上的多个槽1141在槽1141处，在相反于往回移动的方向FM的方向Fc施加毛细管作用力到液体上。因此，气泡101的任何偏差能得到纠正，所以，弯月面往回移动的形状和主体液滴Ia(之后有时称作“液体”或“油墨”)的形状几乎相对于喷孔的中心是对称的。
在这个例子中，弯月面102的下降速度是高于气泡101的收缩速度的，因此，在图23所示的气泡形成之后的大约4μs，气泡101与喷孔832的较低表面附近的外界空气相连通。同时，喷孔832的中心轴附近的液体(油墨)部分朝加热器931下降，因为液体(油墨)Ia在气泡与外界空气连通之前由负压带回，在与空气连通之后由于惯性以一速度落向加热器931。
落向加热器931的液体(油墨)，在图24所示的气泡101形成之后的大约5μs，到达加热器931的表面，并如图25所示散布并覆盖在加热器931的表面。液体散布在加热器931的表面，在沿加热器931的水平方向上有一速度矢量，而在横跨加热器931表面的方向上失去向量，垂直向量。因此，液体的这部分趋向于在加热器931的表面上保持，在喷射的方向上有一速度矢量拉下该液体。
然后，介于加热器931表面的散布液体和在上部的液体(主要液滴)之间的液体的Ib部分变得更薄。在气泡101成形之后大约7μs，液体的Ib部分如图26所示在加热器931的表面的中心处切断，因此在喷射方向上有一速度矢量的主体液滴，就与散布在加热器931表面上的液体Ic分开。这种分开较好是由液体流动通道1338内产生的，更好是更靠近电-热传导元件931，不是更靠近喷孔832。
主体液滴Ia通过喷孔832的中心部分喷射出来，不会偏离方向也不会变形地印到打印介质的打印面的预定位置处。液体Ic散布在加热器931的表面，并保持在加热器931的表面，而在传统的方法中，液体Ic象卫星式液滴似的随主体液滴驱出。
通过防止卫星式液滴象上面所述的喷射出去，由卫星式液滴形成的趋于飞溅的斑点就能防止，并且因为雾状液引起的打印介质的打印面的脏污也能明确地防止。在图23-26中，符号Id表示附着在槽(在槽中的油墨)上的油墨，并且符号Ie表示存留在液体流动通道内的油墨。
在这个例子的液体喷射头中，液体在气泡长大到最大体积后开始收缩的步骤中喷射出来，并且主体液滴的喷射方向通过分布在喷孔中心周围的多个槽而稳定。因此，液体喷射头喷射液滴时，在液滴的高预定位置出也不会偏离喷射方向。另外，甚至在高驱动频率实现高速度精品打印时气泡的变化下的喷射也能稳定。
特别是，用这个例子中的液体喷射头，液滴在气泡与外界空气连通的气泡收缩步骤时喷射，因此连通外界空气喷射时产生的雾状就能防止，而且液滴粘到喷孔面从而导致喷射突然失败的情况也能防止。
适于实现本发明的另一类型的打印头是在日本专利号2，783，647中公开的边缘-射枪型喷头，它是通过在液滴喷射中使气泡与外界空气连通来完成液滴喷射的。
本发明对通过利用热能来喷射液滴以完成打印的喷墨型打印头和打印装置有效。
典型的结构和其中的规律在美国专利号4723129和4740796中公开。这种类型的结构可适合那种称作瞬时响应型，和连续型机。特别是，这种类型装置对瞬时响应型装置有效性好。在瞬时响应型装置中，至少一相应于打印信号的引起温度很快上升超过泡核沸腾温度的驱动信号，适用于一设置在液体-保持的纸页或液体流动通道的一电-热传导件，以产生热能引起薄膜在打印头的加热面沸腾，并随后相应于该驱动信号一对一地在液体(油墨)中形成一气泡。气泡的长大和收缩穿过喷孔用来作液体(油墨)喷射，形成一液滴。一脉冲驱动信号对于加快气泡的生长和收缩并使其精确以达到高响应液体(油墨)喷射较理想。
作为脉冲驱动信号，在美国专利号4463359和4345262中公开了适合的信号。在美国专利号4313124中公开了通过使用加热表面的温度升高速率的条件来更加满意地完成打印。
如美国专利号4558333和4459600中公开的加热部分是设置在一弯曲区域的有这样结构的打印头，被包括在本发明内，另外，在上述引用的专利号中公开的打印头，具有结合一喷孔、一液体流动通道和一电-热传导件的结构。
本发明对日本专利申请特许公开号59-123670中公开的结构也有效，其中多个电-热传导件使用一共用的狭长切口，或对日本专利申请特许公开号59-138461中公开的结构也有效，其中喷射部装有一开口，用来吸收热能的压力波。
本发明对整行型打印头也有效，该整行型打印头有一相应于打印介质的最大打印宽度的喷头长度。该整行型打印头可有一结构，对应于该长度在其中可结合用在上述专利中提到的多个打印头，或可在一个机体中其结构中有该喷射头的结构。
本发明对于可变换触点型打印头同样有效，其打印头能将电连接到装置的主体并接受从装置主体提供的油墨，且对于盒式打印头也有效，其打印头有一与其成一体的墨水槽。
打印头的恢复装置和其它的辅助装置可加到本发明的打印头装置上，用来稳定本发明的效果。附加的装置包括打印头盖装置、打印头清洁装置、打印头加压装置或吸收装置，与电-热传导件分开或结合用的预加热装置。预喷射的方式实际也影响打印的稳定性。
打印装置的打印方式并不限于黑或其它颜色的单一主色的打印方式，也可多色方式或通过用整体结构的打印头或多打印头结合的用的全色方式。
在本发明的上述例子中，用液体油墨来作说明。但是，油墨可以是在室温或更低的温度下固化的那种，并可在室温软化或液化。在喷墨打印中，油墨可以是在信号要求的那个时间变成液体，因为油墨通常在30-70℃温度控制下以控制为稳定的喷射所需的油墨黏度。
在固态和液态之间变换的状态中潜伏的热可预防由于热能带来的油墨温度的升高。为预防蒸发油墨在贮藏时是固态。本发明也适用于相应于打印信号由热能液化的油墨，作为液态油墨喷射，并且在附着到打印介质时开始固化。油墨可在一多孔纸页的通孔或凹腔处保持液态或固态，与一如日本专利申请特许公开号54-56847和60-71260中公开的电-热传导件相对。本发明对薄膜沸腾系统在实际中更有效。
本发明的打印装置不仅包括一成整体结合的信息处理装置的图象输出终端，或提供分别设置的如文字处理机和计算机，也包括与阅读器结合的复印机，和用来发送或接收信息的传真机。
使用本发明液体喷射头的液态喷射装置在下面简要描述。图27是一使用本发明的液体喷头的喷墨打印装置600的示例的透视图。
在图27中，喷墨头墨盒601是一上述提到的液体喷头和用来提供给液体喷头油墨的装油墨的墨水槽结合成一体的结构。这个喷墨头墨盒601装在一滑架607上，滑架607由导螺杆605的螺旋槽606固定，并由驱动马达602通过传送齿轮603、604驱动可逆旋转。喷墨头墨盒601与滑架607一起沿导杆608由驱动马达602如箭头a和b所示的方向往复移动。一打印介质P由图中未示的一打印介质传送元件传送到打字机压纸卷筒辊609上，并且沿滑架607的移动方向推出打字机压纸卷筒辊609。
光耦合器对611、612设置在导螺杆605一端的附近。光耦合器对在原始位置处探测滑架607的杆607a，传导驱动马达602和其它操作的旋转方向的变换。
一支持元件613，用来支持一盖元件614来盖上喷墨头墨盒601的喷孔的前面(喷射面)。一油墨吸收元件615，用来吮吸从喷墨头墨盒601来的空白打印或类似操作累积在盖元件614里的油墨。这个油墨吸收元件615通过一用于喷头操作恢复的盖的一开口(图中未示)来吮吸喷墨头墨盒601的油墨。一清洁刮刀617设置成可前后方向(垂直于滑架607的移动方向)移动的，用来刮去喷墨头墨盒601的喷孔面的油墨。清洁刮刀617和一移动元件618由一主体支持件619支撑。清洁刮刀617的类型不限于这里或已知的清洁刮刀的类型。
在进行吮吸液体喷头的恢复操作中，一用来开始吸收的杆620因固定在滑架607上的一凸轮621的移动而移动。驱动马达602的驱动力由开关离合器或一类似传送元件来控制。一用于喷墨打印的控制部件装在装置的主体上。这个控制部件将信号传送到喷墨头墨盒601的液体喷头内加热发生器上，并控制上述机械部件。该控制系统在图中未示。
上述结构的喷墨打印装置600在由打字机压纸卷筒辊609传送的打印介质P’上完成打印，打字机压纸卷筒辊609由图中未示的一打印介质传送元件驱动。为了进行打印，喷墨头墨盒601在打印介质P’的整个宽度上往复移动。
如上所述，本发明可达到下面的效果：
(1)本发明的油墨形成稳定的高质量图象，而在图象质量上很少受到打印介质的性质的影响。
(2)本发明的油墨不用考虑打印介质的品种，给出了高耐磨擦性的印品。
(3)本发明的油墨系列有效地防止了渗色。
(4)本发明的油墨、油墨系列、墨盒、打印单元、图象打印装置和喷墨打印方法，可在图象质量上很少受到打印介质的性质的影响，而获得稳定的高质量图象。
(5)本发明可稳定地形成高密度和高色饱和度的图象。
(实施例)
参照示例和比较例，下面更详细地描述本发明。在描述中，单位“份”或“％”除另有说明是指占重量的多少。
(例1)
首先，准备一可自身分散的颜料。表面积为230m2／g的10份碳黑和吸收度为70ml／100g的磷酸二丁酯(DBP)油，以及与72份水充分混合的3．41份p-氨基-安息香酸。另外，一滴一滴加入1．62份硝酸。在70℃下充分搅拌该混合物。搅拌几分钟后，另外加入5份水中有1．07份亚硝酸钠的溶液。然后，该混合物搅拌超过一个小时。得到的悬浮液通过滤纸(商标：Toyo Roshi No．2，由Advantice公司生产)过滤。收集到的颜料颗粒用水充分清洗并在一烘箱上在90℃下干燥。
封了颜料分散液的微胶囊如下述方法准备。首先，用175份n-丁基-丙烯酸甲酯，10．7份n-丁基-丙烯酸酯，37．5份β-羟乙基甲基丙烯酸，26．8份甲基丙烯酸和20份t-丁基过辛酸盐混合准备一混合物。上述液体混合物一滴一滴加入250份甲基乙基酮在氮气环境下保持在75℃并搅拌两个小时。在那个温度下进行反应15个小时以获得一树脂溶液。接下来，11．6份这种树脂溶液，1．6份二乙醇胺，30份上述准备好的颜料被混合，然后另外加入纯净水达到总量为150份。另外，加入平均颗粒直径为0．5mm的500g氧化锆小球。该混合物装入一颜料混合器中混合4个小时。氧化锆小球通过过滤被移动而获得一含树脂和颜料的分散系。该分散系用纯净水稀释一倍同时搅拌着。另外，1N盐酸伴随着搅拌一滴一滴地加入，直到树脂不溶解并被沉积到色料上。这时的PH值是3-5。随着吸气作用混合物被过滤，并且盐随着水洗作用而移动，而获得一含水饼状物。另外加入一水溶性的10％的二乙醇胺溶液并随时搅拌，调节PH值到8．5-9．5。这样持续搅拌一个多小时。液体分散系D通过调节非挥发性物质含量浓缩到15％来得到的。
液体分散系C以同样的方式来准备，但是树脂溶液的含量是从11．6份变到5．8份。液体分散系B以同样的方式来准备，但是树脂溶液的含量是变到2．9份。液体分散系C以同样的方式来准备，但是树脂溶液的含量是变到1．2份并且颜料变为60份。认为在液体分散系A、B、C、D中的胶囊碳黑，碳黑的有机聚合物的大致含量分别是1％、5％、10％和20％。
碳黑的有机聚合物含量：
液体分散系A：1％
液体分散系B：5％
液体分散系C：10％
液体分散系D：20％
每种液体分散系的固体物质通过蒸发获得，并通过傅立叶变换红外分光仪(FTS-135／UMA500，由Bio-Rad实验室公司制造)测量红外吸收光谱。从测量到的红外吸收光谱(这之后指“FT-IR”(FT指傅立叶变换))的峰值强度比例看，可以证实一部分颜料在各自的分散系中基本上是未被覆盖的。
下面的成分被混合(总量：100份)并被充分搅拌以很好地溶解各成分。然后通过压力用孔尺寸为3μm的微过滤器(由富士胶卷公司生产)进行过滤，以制备本发明的黑墨。
(黑墨1)
颜料液体分散系A               33．7份
三羟甲基丙烷                  6份
甘油                          6份
二甘醇                        6份
乙炔乙二醇-乙烯氧化加合物     0．2份
(商品名：Acetylenol EH；
由Kawaken Fine Chemical K．K．公司生产)
水                            余量
(黑墨2)
以同样的方式制备黑墨，只是用35．1份颜料液体分散系B代替颜料液体分散系A。
(黑墨3)
以同样的方式制备黑墨，只是用37．0份颜料液体分散系C代替颜料液体分散系A。
(黑墨4)
以同样的方式制备黑墨，只是用41．7份颜料液体分散系D代替颜料液体分散系A。
(比较墨1)
象制黑墨1一样以同样的方式制备作为比较墨1的黑墨，只是用33份颜料液体分散系代替颜料液体分散系A，该颜料液体分散系含以重量比为15％的可自身分散型碳黑。
(比较墨2)
以制液体分散系D同样的方式制备胶囊颜料液体分散系，只是在例1制液体分散系D的步骤中，将树脂溶液的含量从11．6份变到17．5份。象制黑墨1一样以同样的方式制备作为比较墨2的黑墨，只是用47．6份上述液体分散系代替颜料液体分散系A。
在比较墨1中，碳黑中有机聚合物的含量是0％。在比较墨2中，碳黑中有机聚合物的含量是30％。在比较墨1和比较墨2中被有机聚合物覆盖的色料的情况由上述提到的FT-IR仪测量。结果是，在比较墨1中，色料是部分未覆盖，而在比较墨2中，色料是基本上整个被覆盖。
黑墨1-4和比较墨1和2，通过下面的测试来评价，用瞬时型多打印头的喷墨打印机(商标名：BJC-400，由Canon K．K．制)测试，其可使用热能进行喷墨。结果见表1。
[1]印刷光密度
用上述油墨在五种普通复印纸(PPC纸)A、B、C、D和E上，用上述喷墨打印机进行打印。
A：PPC纸NSK，由佳能公司提供。
B：PPC纸NDK，由佳能公司提供。
C：PPC纸4024，由Xerox公司提供。
D：PPC纸Proper Bond，由Fox River公司提供。
E：PPC纸Canon，由Neμsiedler公司提供。
光学密度用MacBeth公司制的印刷光学密度测量仪测量，并根据下面的标准评价在纸页A、B、C、D和E上的平均印刷密度。
a：平均值不少于1．35(包括1．35)
b：平均值不少于1．25，但少于1．35
c：平均值少于1．25
[2]耐磨擦性
用上述油墨在五种普通复印纸(PPC纸)A、B、C、D和E上，用上述喷墨打印机进行印刷。放置一天后，用负载为40g／cm2的重量刮擦该印刷纸页。耐磨擦性根据下面的标准评价。
a：在每张试验纸页上没有显著的模糊痕迹
b：在有些试验纸页上有显著的模糊痕迹
c：在所有试验纸页上有显著的模糊痕迹
如表1所示，本发明的油墨在喷墨打印中给出了高印刷密度和高耐磨擦性。
(例2)
封了颜料分散液的微胶囊如下述方法准备。在例1中碳黑的处理和使用以固体物含量占总量1kg的15％在水中分散得很好。对这个液体分散系，一稀释的硫酸溶液被加入沉淀颜料(PH大约为3)。对这个溶液，一滴一滴地加入150g含水20％的聚乙烯醇(由Kuraray公司生产)溶液并搅拌。溶液就被水性氢氧化铵中和而获得液体分散系H。
液体分散系G以同样的方式制备，只是聚乙烯醇水溶液量从150g变为75g。液体分散系F以同样的方式制备，只是聚乙烯醇水溶液量变为37．5g。液体分散系H以同样的方式制备，只是聚乙烯醇水溶液量变为7．5g。
对于在液体分散系E、F、G、H中的胶囊包裹的碳黑，碳黑的有机聚合物的大致含量分别是1％、5％、10％和20％。
碳黑的有机聚合物含量：
液体分散系E：1％
液体分散系F：5％
液体分散系G：10％
液体分散系H：20％
每个液体分散系的固体物质通过蒸发获得，并通过红外吸收光谱测量数据(FT-IR)。从测量到的红外吸收光谱的峰值强度比例看，可以证实一部分颜料在各自的分散系中实际上是未被覆盖的。
下面的成分被混合(总量：100份)并被充分搅拌以很好地溶解各成分。然后通过压力用孔尺寸为3μm的微过滤器(由富士胶卷公司生产)进行过滤，以制备本发明的黑墨。
(黑墨5)
颜料液体分散系AE                 33．7份
三羟甲基丙烷                     6份
甘油                             6份
二甘醇                           6份
乙炔乙二醇-乙烯氧化加合物        0．2份
(商品名：Acetylenol EH；
由Kawaken Fine Chemical K．K．公司生产)
水                     余量
(黑墨6)
以同样的方式制备黑墨，只是用35．1份颜料液体分散系F代替颜料液体分散系E。
(黑墨7)
以同样的方式制备黑墨，只是用37．0份颜料液体分散系G代替颜料液体分散系E。
(黑墨8)
以同样的方式制备黑墨，只是用41．7份颜料液体分散系H代替颜料液体分散系E。
(比较墨3)
象制黑墨5一样以同样的方式制备作为比较墨3的黑墨，只是用33份非胶囊的可自身分散的颜料液体分散系代替颜料液体分散系E。
(比较墨4)
以制液体分散系H同样的方式制备胶囊颜料液体分散系，只是将水性聚乙烯醇溶液的含量变到225g。象制黑墨5一样以同样的方式制备作为比较墨4的黑墨，只是用47．6份上述液体分散系代替颜料液体分散系E。
在比较墨3中，碳黑中有机聚合物的含量是0％。在比较墨4中，碳黑中有机聚合物的含量是30％。在比较墨3和比较墨4中被有机聚合物覆盖的颜料的情况由上述提到的FT-IR仪测量。结果是，在比较墨3中，色料是部分未覆盖，而在比较墨4中，色料是基本上整个被覆盖。
黑墨5-8和比较墨3和4，通过象例1一样的评价标准进行相同的测试来评价。结果见表2。
如表2所示，本发明的油墨在喷墨打印中给出了高印刷密度和高耐磨擦性。
(例3)
包裹颜料分散液的微胶囊如下述方法准备。首先，用175份n-丁基-丙烯酸甲酯，10．7份n-丁基-丙烯酸酯，37．5份β-羟乙基甲基丙烯酸，26．8份甲基丙烯酸和20份t-丁基过辛酸盐混合准备一混合物。上述液体混合物一滴一滴加入250份甲基乙基酮在氮气环境下保持在75℃并搅拌两个小时。然后，在那个温度下进行反应15个小时以获得一树脂溶液。接下来，11．6份这种树脂溶液，1．6份二乙醇胺，30份碳黑颜料(MA-600，由Mitsubishi化学公司生产)被混合，然后另外加入纯净水达到总量为150份。另外，加入平均颗粒直径为0．5mm的500g氧化锆小球。该混合物装入一颜料混合器中混合4个小时。氧化锆小球通过过滤被移动而获得一含树脂和颜料的分散系。该分散系用纯净水稀释一倍同时搅拌着。另外，1N盐酸伴随着搅拌一滴一滴地加入，直到树脂不溶解并被沉积到色料上。这时的PH值是3-5。随着吸气作用混合物被过滤，并且盐随着水洗作用而移动，而获得一含水饼状物。另外加入一水溶性的10％的二乙醇胺溶液并随时搅拌，调节PH值到8．5-9．5的范围。这样持续搅拌一个多小时。液体分散系L通过调节非挥发性物质含量浓缩到15％来得到的。
液体分散系K象液体分散系L一样以同样的方式来准备，但是树脂溶液的含量是从11．6份变到5．8份。液体分散系J以同样的方式来准备，但是树脂溶液的含量是变到2．9份。液体分散系I以同样的方式来准备，但是树脂溶液的含量是变到1．2份并且颜料变为60份。认为在液体分散系I、J、K、L中的胶囊碳黑，碳黑的有机聚合物的大致含量分别是1％、5％、10％和20％。
碳黑的有机聚合物含量：
液体分散系I：1％
液体分散系J：5％
液体分散系K：10％
液体分散系L：20％
每种液体分散系的固体物质通过蒸发获得，并测量红外吸收光谱。从测量到的红外吸收光谱的峰值强度比例看，可以证实一部分颜料在各自的分散系中基本上是未被覆盖的。
下面的成分被混合(总量：100份)并被充分搅拌以很好地溶解各成分。然后通过压力用孔尺寸为3μm的微过滤器(由富士胶卷公司生产)进行过滤，以制备本发明的黑墨。
(黑墨9)
颜料液体分散系I              33．7份
三羟甲基丙烷                 6份
甘油                         6份
二甘醇                       6份
乙炔乙二醇-乙烯氧化加合物    0．2份
(商品名：Acetylenol EH；
由Kawaken Fine Chemical K．K．公司生产)
水                           余量
(黑墨10)
以同样的方式制备黑墨，只是用35．1份颜料液体分散系J代替颜料液体分散系I。
(黑墨11)
以同样的方式制备黑墨，只是用37．0份颜料液体分散系K代替颜料液体分散系I。
(黑墨12)
以同样的方式制备黑墨，只是用41．7份颜料液体分散系L代替颜料液体分散系I。
(比较墨5)
以同样的方式制备一黑墨，只是用33份非胶囊的可自身分散的颜料液体分散系代替颜料液体分散系I。
(比较墨6)
以制液体分散系L同样的方式制备胶囊颜料液体分散系，只是在例3制液体分散系L的步骤中，将树脂溶液的含量从11．6份变到17．5份。象制黑墨9一样以同样的方式制备作为比较墨6的黑墨，只是用47．6份上述液体分散系代替颜料液体分散系I。
在比较墨5中，碳黑中有机聚合物的含量是0％。在比较墨6中，碳黑中有机聚合物的含量是30％。在比较墨5和比较墨6中被有机聚合物覆盖的色料的情况由上述提到的FT-IR仪测量。结果是，在比较墨5中，色料是部分未覆盖，而在比较墨6中，色料是基本上整个被覆盖。
黑墨9-12和比较墨5和6，通过与例1相同的评价标准进行同样的测试来评价。结果见表3。
如表3所示，本发明的油墨在喷墨打印中给出了高印刷密度和高耐磨擦性。
(例4)
下面的成分被混合(总量：100份)并被充分搅拌以很好地溶解各成分。然后通过压力用孔尺寸为3μm的微过滤器(由富士胶卷公司生产)进行过滤，以制备本发明的黑墨。
(黑墨13)
颜料液体分散系A             33．7份
苯甲酸铵                    1份
三羟甲基丙烷                6份
甘油                        6份
二甘醇                      6份
乙炔乙二醇-乙烯氧化加合物   0．2份
(商品名：Acetylenol EH；
由Kawaken Fine Chemical K．K．公司生产)
水                          余量
(黑墨14)
以同样的方式制备黑墨，只是用35．1份颜料液体分散系B代替颜料液体分散系A。
(黑墨15)
以同样的方式制备黑墨15，只是用37．0份颜料液体分散系C代替颜料液体分散系A。
(黑墨16)
以同样的方式制备黑墨，只是用41．7份颜料液体分散系D代替颜料液体分散系A。
(比较墨7)
象制黑墨13一样以同样的方式制备作为比较墨7的黑墨，只是用33份颜料液体分散系代替颜料液体分散系A，该颜料液体分散系含上述以重量比为15％的可自身分散型碳黑。
(比较墨8)
以制液体分散系D同样的方式制备胶囊颜料液体分散系，只是在例1制液体分散系D的步骤中，将树脂溶液的含量从11．6份变到17．5份。象制黑墨13一样以同样的方式制备作为比较墨8的黑墨，只是用47．6份上述液体分散系代替颜料液体分散系A。
在比较墨7中，碳黑中有机聚合物的含量是0％。在比较墨8中，碳黑中有机聚合物的含量是30％。在比较墨7和比较墨8中被有机聚合物覆盖的色料的情况由上述提到的FT-IR仪测量。结果是，在比较墨7中，色料是部分未覆盖，而在比较墨8中，色料是基本上整个被覆盖。
黑墨13-16和比较墨7和8，通过与例1中相同的评价标准进行相同的测试来评价。另外，在这个例子中，按照下面的方法进行了渗色评价。结果见表4。
[3]渗色试验
下面的油墨系列用于评价渗色。
(黄墨)
下面的成分被混合并被充分搅拌以很好地溶解各成分。然后通过压力用孔尺寸为0．2μm的微精细过滤器(由富士胶卷公司生产)进行过滤，以获得黄墨。
乙炔乙二醇-乙烯氧化加合物               1份
(商品名：Acetylenol EH；
由Kawaken Fine Chemical K．K．公司生产)
二甘醇                    10份
甘油                      5份
C．I．直接黄86            3份
水                        81份
(品红墨)
品红墨以相同的方式如上述黄墨用下面的组份制备。
乙炔乙二醇-乙烯氧化加合物 1份
(商品名：Acetylenol EH；
由Kawaken Fine Chemical K．K．公司生产)
二甘醇                        10份
甘油                          5份
C．I．酸性红35                3份
水                            81份
(青墨)
青墨以相同的方式如上述黄墨用下面的组份制备。
乙炔乙二醇-乙烯氧化加合物     1份
(商品名：Acetylenol EH；
由Kawaken Fine Chemical K．K．公司生产)
二甘醇                        10份
甘油                           5份
C．I．酸性蓝9                  3份
水                            81份
渗色试验是用油墨系列结合上述黄、品、青墨及前述的黑墨13-16及比较墨7和8中的一种来进行测试。
在10cm平方面积里，用黑墨和彩色油墨在5mm×5mm的面积里交替相邻地进行实地印刷。在黑色实地印刷面积和彩色实地印刷面积之间的边界处进行检测，并且按照下面的标准对边界处的渗色进行评价。
a：彩色之间的边界线是清晰的，没有洇纸或彩色混淆的现象
b：彩色之间的边界线观察到有一些洇纸或在某些品种的纸上有彩色混淆的现象
c：边界线不清晰
如表4所示，本发明的油墨给出了高品质的特性、高印刷密度和高耐磨擦性，并且在喷墨打印或其它印刷中有防止渗色的效果。
在上面的例子中，碳黑被用来作为颜料具体说明本发明。但是，本发明在用有机颜料作为色料的印刷中具有同样的效果。
表1：评价结果
    打印密度     耐磨擦性
    黑墨1     a     b
    黑墨2     b     a
    黑墨3     b     a
    黑墨4     b     a
    比较墨1     a     c
    比较墨2     c     a
表2：评价结果
    打印密度     耐磨擦性
    黑墨5     a     b
    黑墨6     b     a
    黑墨7     b     a
    黑墨8     b     a
    比较墨3     a     c
    比较墨4     c     a
表3：评价结果
    打印密度     耐磨擦性
    黑墨9     a     b
    黑墨10     b     a
    黑墨11     b     a
    黑墨12     b     a
    比较墨5     a     c
    比较墨6     c     a
表4：评价结果
    打印密度     耐磨擦性     渗色
    黑墨13     a     b     a
    黑墨14     a     a     a
    黑墨15     a     a     a
    黑0墨16     b     a     a
    比较墨7     a     c     a
    比较墨8     c     a     a

Claims (25)

1．一种水性油墨包括一种由有机聚合物包裹的水不溶性色料，其特征在于：由有机聚合物包裹的色料包含的该有机聚合物的量占该水不溶性色料重量的1-20％。
2．一种水性油墨包括一种由有机聚合物包裹的色料，其特征在于：一部分该色料的表面是充分地暴露的。
3．一种水性油墨包括一种由有机聚合物包裹的可自身分散的有机颜料或可自身分散的碳黑，其特征在于：该包裹的颜料或该包裹的碳黑包含的该有机聚合物的量占该颜料或该碳黑重量的1-20％。
4．一种水性油墨包括一种由有机聚合物包裹的可自身分散的有机颜料或可自身分散的碳黑，其特征在于：一部分该可自身分散的颜料或可自身分散的碳黑的表面是充分地暴露的。
5．一种水性油墨包括一种由有机聚合物包裹的可自身分散的有机颜料或可自身分散的碳黑，其特征在于：该由有机聚合物包裹的颜料或碳黑在红外吸收光谱中有一吸收峰值，该峰值被设置到一官能团上，所述官能团被附着于所述可自身分散的颜料或可自身分散的碳黑的所述表面。
6．一种水性油墨包括一种由有机聚合物包裹的可自身分散的有机颜料或可自身分散的碳黑，其特征在于：该由有机聚合物包裹的可自身分散的颜料或该可自身分散的碳黑在红外吸收光谱中有一吸收峰值，甚至当包裹着所述可自身分散的颜料或可自身分散的碳黑的有机聚合物被去除时，没有新的峰值出现。
7．如权利要求3-6中任意一种所述的水性油墨，其特征在于：所述可自身分散的有机颜料或可自身分散的碳黑，在其表面上具有至少一种亲水基团，并且所述亲水基团是直接或通过另一原子团键接在所述表面上的。
8．如权利要求4或5中所述的水性油墨，其特征在于：所述亲水基团是下面基团的组中选定的至少一种：-COOM1、-SO3M1和-PO3H(M1)2，(这里，M1是一氢原子、一碱金属、铵或一有机铵)。
9．如权利要求7所述的水性油墨，其特征在于：所述原子团是有1-12碳的一亚烃基团，一种替换或未替换的亚苯基团，或一种替换或未替换的次萘基团。
10．如权利要求7所述的水性油墨，其特征在于：所述可自身分散有机颜料或可自身分散的碳黑的所述亲水基团是一羧基团。
11．如权利要求1-6中任意一种所述的水性油墨，其特征在于：所述有机聚合物有一非离子或阴离子基团。
12．如权利要求1所述的水性油墨，其特征在于：所述有机聚合物的平均分子量不低于2000。
13．如权利要求1-6中任意一种所述的水性油墨，其特征在于：由所述有机聚合物包裹的所述色料、可自身分散的有机颜料或可自身分散的碳黑的颗粒的平均直径为50nm-180nm。
14．如权利要求1-6中任意一种所述的水性油墨，其特征在于：所述油墨含下面基团的组中选定的至少一种盐：(M2)2SO4、CH3COO(M2)、Ph-COO(M2)、(M2)NO3、(M2)Cl、(M2)Br、(M2)I、(M2)2SO3、和(M2)2CO3，这里，M2是一碱金属、铵或一有机铵，Ph是苯基团。
15．如权利要求14所述的水性油墨，其特征在于：所述油墨中包含的盐的含量占所述油墨总重量的重量比范围是0．05％-10％。
16．如权利要求15所述的水性油墨，其特征在于：所述油墨中包含的盐的含量占所述油墨总重量的重量比范围是0．1％-5％。
17．一种用于彩色打印的油墨系列包括，黑、黄、品、青墨，其特征在于：所述油墨中至少一种是如权利要求1-6中任意之一所述的水性油墨。
18．一墨盒，包括一装有如权利要求1-6中任意之一所述的油墨的墨水槽。
19．一打印单元，含有一用来盛装油墨的盛装件，和一用来喷射油墨的喷头，其特征在于，所述盛装件盛装前述的如权利要求1-6中任意一种的所述油墨系列。
20．一图象打印装置，含有一容器盛有如权利要求1-6中任意一种的油墨，和一用于喷射所述油墨的喷头。
21．一种喷墨打印方法，包括将权利要求1-6中任意一种的油墨喷向一打印介质表面的步骤，和将所述油墨附着于所述打印介质的表面的步骤。
22．如权利要求21所述的喷墨打印方法，其特征在于，所述油墨是由热能喷射的。
23．如权利要求21所述的喷墨打印方法，其特征在于，所述油墨是由机械能喷射的。
24．一种胶囊色料包括一由有机聚合物包裹的可自身分散的有机颜料或可自身分散的碳黑，其特征在于：所述胶囊色料在红外吸收光谱中有一吸收峰值，该峰值被设置到一官能团上，所述官能团被附着于所述可自身分散的颜料或可自身分散的碳黑的所述表面。
25．一种胶囊色料包括一由有机聚合物包裹的可自身分散的有机颜料或可自身分散的碳黑，其特征在于：所述色料在红外吸收光谱中有一吸收峰值，甚至当包裹着所述可自身分散的颜料或可自身分散的碳黑的有机聚合物被去除时，没有新的峰值出现。
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