CN1401496A - 喷墨记录用墨水组件、记录装置、喷墨记录装置、及喷墨记录方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可稳定地形成喷墨记录图像的、包括多个含有水不溶性的色材作为色材的墨水的墨水组件。该墨水组件包含第1-第n喷墨记录用的水性墨水,各水性墨水包含水不溶性色材、水性介质、用于将该色材分散到该水性介质中的分散剂、及水溶性有机化合物,该第1-第n水性墨水的以各墨水的总质量为基准的颜料浓度相互不同,而且该第1-第n水性墨水的在实际使用温度(T1)下的粘度相同,或实质上相同(其中n为2以上的整数)。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷墨记录用墨水组件、记录装置、喷墨记录装置、及喷墨记录方法。
背景技术
喷墨记录方法为使墨水组成物的小滴飞溅、附着到纸等记录媒体从而进行印刷的印刷方法。该方法可由较价廉的装置高速地印刷高析像度、高品质的图像。
近年来,通过这样的喷墨记录方法并使用多种彩色墨水形成彩色图像。例如,在形成彩色图像时,使用由黄墨水、红墨水、及青墨水这样3种颜色的墨水构成的墨水组件、由在该3色的墨水的基础上加上黑墨水的4色墨水构成的墨水组件、及加上红和青的具有相同色彩但着色力不同的2种墨水的6色墨水构成的墨水组件等。可是,近年来,在喷墨打印机特别是绘图仪那样的大型喷墨打印机中,对进一步改善的记录图像的牢固性(耐光性)等的要求不断提高,所以使用水不溶性的色材例如颜料等作为色材的墨水得到采用。
本发明者在上述技术背景下,对将以分散状态在水性介质中包含颜料作为色材而且颜料的浓度相互不同的2种以上的墨水搭载到1台喷墨打印机的场合进行研究后发现,墨水向喷墨头的供给和记录头的吸引恢复动作等有时变得不稳定。查找原因后发现,墨水间的物性的差特别是粘度的差为上述喷墨的特性不稳定的原因之一。具体地说,例如对于墨水的吸引恢复动作来说,优先进行充填了粘度相对较低的墨水的喷嘴的吸引恢复,充填了粘度相对较高的墨水的喷嘴的恢复可能不充分。该技术问题是对搭载了颜料浓度不同的多种墨水的喷墨打印机进行详细的研究后初次认识到的,本发明人在此前就连这样的技术问题的存在都未认识到,本发明人认识到,在4色或6色的墨水的色材都采用水不溶性的色材的场合,解决在该墨水间的物性的偏差导致的技术问题对进一步提高搭载了包含耐候性优良的水不溶性的色材的墨水的喷墨打印机的商品价值非常重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可稳定地形成喷墨记录图像的、包括了多种作为色材含有水不溶性的色材的墨水的墨水组件。另外,本发明的另一目的在于提供一种可更稳定地形成牢固性优良的喷墨记录图像的喷墨记录方法。
另外,本发明的再另一目的在于提供一种可用于上述喷墨记录方法的的墨水槽、记录装置、及喷墨记录装置。
本发明的一实施形式的墨水组件为包含第1-第n喷墨记录用的水性墨水的墨水组件;其特征在于:各水性墨水包含水不溶性色材、水性介质、用于将该色材分散到该水性介质中的分散剂、及水溶性有机化合物,该第1-第n水性墨水的以各墨水的总质量为基准的颜料浓度相互不同,而且该第1-第n水性墨水的在实际使用温度下的粘度相同,或实质上相同(其中n为2以上的整数)。
另外,本发明的一实施形式的喷墨记录方法的特征在于:具有按喷墨法分别排出构成上述墨水组件的第1-第n水性墨水的工序。
另外,本发明的一实施形式的墨水盒的特征在于:具有分别收容构成上述墨水组件的第1-第n水性墨水的墨水槽。
另外,本发明的一实施形式的记录装置的特征在于:具有分别收容构成上述墨水组件的第1-第n水性墨水的墨水槽和排出收容于该墨水槽中的各喷墨用水性墨水的多个喷墨记录头。
本发明的一形式的喷墨记录装置的特征在于:具有分别收容构成上述墨水组件的第1-第n喷墨用水性墨水的墨水槽和排出收容于该墨水槽中的各喷墨用水性墨水的多个喷墨记录头。
附图说明
图1为示出可搭载液体排出头的喷墨打印机的一例的要部的示意透视图。
图2为示出具有液体排出头的喷墨盒的一例的示意透视图。
图3为示出本发明的墨水盒的一实施形式的示意图。
图4为示出本发明的记录装置的一实施形式的示意图。
具体实施方式
本发明的墨水组件的一个特征在于,为包含第1-第n喷墨记录用的水性墨水的墨水组件,各水性墨水包含水不溶性色材、水性介质、用于将该色材分散到该水性介质中的分散剂、及水溶性有机化合物,该第1-第n水性墨水的以各墨水的总质量为基准的色材浓度相互不同,而且该第1-第n水性墨水的粘度相同,或实质上相同(其中n为2以上的整数)。
在这里,第1-第n水性墨水的实际使用温度下的粘度相同或实质上相同,意味着例如当墨水的实际使用温度(T1)(一般为10-50℃的范围内)下的粘度的平均值为ηave时,各墨水的温度T1下的粘度在ηave±15%的范围内。
特别是各墨水的温度T1下的粘度最好在ηave±13%的范围内,在ηave±10%的范围内时更理想。在这里,ηave±15%的范围内指(1±0.15)×ηave的范围内,即所有墨水的粘度处于0.85×ηave-1.15×ηave的范围。
通过满足该条件,可缓和粘度的差异导致的上述那样的问题,或可事前防止那样的问题的发生。在这里,ηave随测定温度和使用的喷墨记录头的不同而不同,例如,在25℃下,2.0mPa·s-3.5mPa·s左右为适当的值。另外,对于墨水实际使用温度(10-50℃)下的ηave,1.5mPa·s-10mPa·s的范围为适当的值。
对于本发明的第1-第n墨水,当色材浓度最高的墨水的色材浓度为Pmax、最低色材浓度的墨水的色材浓度为Pmin时,Pmax/Pmin在3以上特别是在3.5以上或4以上时,墨水间的粘度易于产生差别,所以,本发明的统一墨水间的粘度的技术思想可特别有效地起作用。关于Pmax/Pmin,虽然在与本发明的特征事项的直接关联方面没有特别规定上限值,但使1台的喷墨打印机搭载的墨水间的颜料浓度极端地不同在考虑图像品质特别是中间格调的再现性、图像的粒状性、图像的浓度等时不现实。因此,Pmax/Pmin的上限值为20,特别是为15,进一步为10左右。
作为色材浓度不同的水性墨水间的粘度的调整方法,例如使用本发明的水性墨水的构成成分的方法有效,具体地说,可列举出下述(i)和(ii)的方法。
(i)使用水溶性有机化合物例如水溶性有机溶剂进行粘度调整的方法和
(ii)使用水不溶性色材的分散剂的方法。
特别是上述(ii)的方法不会或很少会在多种墨水间使相对记录媒体的渗透性差别很大,或导致墨水中的色材在水性媒体中的分散性的不稳定化,所以,在本发明中,可获得理想的形式。
在上述(ii)的方法中,以将颜料用作色材的场合为例进行更为具体的说明。
在将颜料分散到水性媒体的场合,树脂分散剂一般按质量基准使用0.5-1倍的量。这样,在颜料浓度不同的墨水之间树脂分散剂的量变化较大,墨水间产生粘度差。另外,上述(ii)的方法对于颜料相对较低的墨水添加超过颜料分散所需量的分散剂,使其粘度与颜料浓度相对较高的墨水的粘度相等或实质上相等。
(Smin/Smax)
在由上述(ii)的方法实现墨水间的粘度调整的场合,在各墨水间,水溶性有机化合物的墨水中的浓度最好相等或实质上相等,意味着在水溶性有机化合物相对墨水总量的比例最高的墨水的水溶性有机化合物的浓度为Smax、水溶性有机化合物相对墨水总量的比例最低的墨水的水溶性有机化合物的浓度为Smin时,Smin/Smax在0.6以上,在0.7以上更理想。这里示出,Smin/Smax越接近1则水溶性有机化合物的浓度的偏差越小,越接近0则水溶性有机化合物的浓度的偏差越大。这样,在墨水间,使水溶性有机化合物的量相等或实质上相等,可有效地抑制在墨水间的保存稳定性出现偏差或记录特性出现偏差。
作为上述(ii)的具体方法,可列举出在墨水中添加分散剂的方法。作为添加的方法,可预先在分散工序(制作使颜料分散的分散液的工序)加入较多的分散剂进行分散,也可在制作墨水时(混合分散液和其它成分时)添加分散剂。在这里,添加的分散剂虽可任何分散剂,但最好使用与分散颜料时使用的分散剂相同的分散剂。
(分散剂)
作为分散剂,可使用通常的水溶性树脂(但不包含所谓的树脂乳液)。作为水溶性树脂的具体例,可列举出由从苯乙烯、苯乙烯衍生体、乙烯基萘衍生体、α,β-乙烯性不饱和碳酸的脂肪族羟基酸的酯等、丙烯酸、丙烯酸衍生体、马来酸、马来酸衍生体、衣康酸、衣康酸衍生体、富马酸、富马酸衍生体等中选择的至少2个以上的单体构成的嵌段共聚物或无规共聚物、或它们的盐。作为上述聚合物的构造,可列举出无规聚合物和嵌段共聚物、分枝聚合物、或接支聚合物。可是,按照上述(ii)的方法,在墨水中存在超过颜料分散所需量的树脂分散剂。因此,作为树脂分散剂,最好选择使用即使在墨水中存在较大的量也不对该墨水的排出产生影响或影响极小的分散剂。嵌段聚合物即使在墨水中含有较多的量也不对该墨水的排出产生影响或影响很轻微,这一点是极为理想的。
特别是对于使用热能的记录头,在用高频驱动的场合,使用这些嵌段共聚物提高喷墨排出稳定性的效果更为显著。
作为嵌段共聚物,可列举出AB、BAB、及ABC型构造等(在这里A、B、C示出构造相互不同的聚合物嵌段),但只要存在嵌段部,则没有构造的制约。具有憎水性的嵌段并具有获得对分散稳定性有利的均衡性的嵌段尺寸的嵌段聚合物对实施本发明有利。可将官能团嵌入到憎水性嵌段(着色剂接合的嵌段),由此改善分散稳定性,所以,分散剂与着色剂之间的特异的相互作用得到进一步的强化。另外,在利用热能的喷墨记录方式特别是用于对应小液滴的喷墨记录头的场合,由于其流变适应性的原因,可更为理想。墨水中的聚合物的量与该聚合物构造、分子量、其它特性、及墨水组成物的其它成分有关。在实施本发明时选择的聚合物的数量平均分子量不到40000,不到20000时更好,在2000-10000的范围内时最理想。
另外,这些聚合物的制造法公开于日本特开平05-179183号公报、06-136311号公报、07-053841号公报、10-87768号公报、11-043639号公报、11-236502号公报、11-269418号公报。
作为可用于嵌段共聚物的典型的憎水性单体,具有以下的单体,但不限于此:丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸乙酯(EMA)、甲基丙烯酸丙酯、n-甲基丙烯酸丁酯(BMA或NBMA)、甲基丙烯酸己酯、2-甲基丙烯酸乙基己酯(EHMA)、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸十二酯(LMA)、甲基丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸羟乙基酯(HEMA)、甲基丙烯酸羟丙基酯、2-甲基丙烯酸乙氧基乙酯、甲基丙烯腈、2-甲基丙烯酸三甲基硅氧烷基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、p-甲基丙烯酸甲苯酯、甲基丙烯酸山梨酸酯(ソルビルメタクリレ-ト)、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、2-丙烯酸乙基己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸苯酯、2-丙烯酸苯乙酯、丙烯酸羟乙基酯、丙烯酸羟丙基酯、丙烯腈、2-丙烯酸三甲基硅氧烷基乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、p-丙烯酸甲苯酯、及丙烯酸山梨酸酯(ソルビルアクリレ-ト)等。最好憎水单体为丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、2-甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、2-甲基丙烯酸乙基己酯,最好使用从它们制造的均聚物和共聚物例如甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯的共聚物制造嵌段共聚物。
另外,作为可用于嵌段共聚物的典型的亲水性单体,具有以下的单体,但不限于此:甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、第3-甲基丙烯酸丁氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二乙氨基乙酯、丙烯酸二乙氨基乙酯、二甲氨基丙基丙烯酸酰胺、甲基丙烯酸酰胺、丙烯酸酰胺、及二甲替酰胺化合物等。最好使用甲基丙烯酸、丙烯酸、或甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的均聚物或共聚物制造嵌段共聚物。
含有酸的聚合物可直接制造或从具有在聚合后除去的嵌段基的被嵌段的单体制造。作为除去嵌段基后生成丙烯酸或甲基丙烯酸的受到嵌段的单体的例子,可列举出甲基丙烯酸三甲代甲硅酯(TMS-MAA)、丙烯酸三甲代甲硅酯、1-甲基丙烯酸丁氧基乙基酯、1-甲基丙烯酸乙氧基乙基酯、1-丙烯酸丁氧基乙基酯、1-丙烯酸乙氧基乙基酯、2-丙烯酸四氢吡喃酯、及2-甲基丙烯酸四氢吡喃酯等。
理想的墨水中的分散剂浓度为0.4质量%-10质量%,0.6质量%-8质量%更好,0.8质量%-6质量%的范围最理想。
(颜料)
下面说明用于本发明的颜料。
作为可使用的颜料的例子,可很好地使用碳黑作为用于颜料墨水的黑色墨水的颜料。
作为可使用的颜料的例子,如用色标(C.I.)编号表示,则可例示出C.I.颜料黄色12、13、14、17、20、24、55、74、83、86、93、97、98、109、110、117、120、125、128、137、138、139、147、148、150、151、153、154、155、166、168、180、185,C.I.颜料桔黄色16、36、43、51、55、59、61、71,C.I.颜料红色9、48、49、52、53、57、97、122、123、149、168、175、176、177、180、192、202、209、215、216、217、220、223、224、226、227、228、238、240、254、255、272,C.I.颜料紫色19、23、29、30、37、40、50,C.I.颜料蓝色15、15:1、15:3、15:4、15:6、22、60、64,C.I.颜料绿色7、36,C.I.颜料褐色23、25、26等。其中,C.I.颜料黄色13、17、55、74、93、97、98、110、128、138、139、147、150、151、154、155、180、185,C.I.颜料红色122、202、209,及C.I.颜料蓝色15:3、15:4较理想。
最好墨水中的颜料浓度为0.1质量%-10质量%,为0.3质量%-6质量%的范围则更好。
在本发明中,第1-第n墨水也可包含形成具有相互不同色彩的图像的墨水即色彩不同的墨水群。另外,第1-第n墨水也可包含形成具有相同色彩的图像,而且着色力不同的墨水群即浓墨水和淡墨水的组合。实际上,在搭载于1台的喷墨打印机的墨水群中,颜料浓度差别最大的例子可考虑为具有相同色彩但着色力不同的墨水群。例如,常用于形成高品质的银盐照片格调的图像的着色力弱的墨水(所谓淡墨水)为了使喷墨点不明显(降低粒状感),一般多在墨水总质量基准下将颜料浓度调制到1质量%以下。淡墨水的颜料浓度多按与浓墨水的平衡决定,难以单独讨论,但一般对于颜料浓度在1质量%以上的区域,1点单位的轮廓用眼可看到,存在粒状感明显的倾向,所以,最好设在1质量%以下,0.8质量%以下更好,0.6质量%以下最理想。
在本发明中,第1-第n墨水群包含浓墨水和淡墨水,在该浓淡墨水之间按上述(ii)的方法进行粘度调整的场合,可获得进一步提高喷墨记录图像的牢固性的效果。即,由颜料墨水形成的图像一般可认为牢固性(包含耐光性和耐气性等)优良。然而,根据近年来的的研究可发现,在由包含颜料作为色材的浓墨水形成的图像和由淡墨水形成的图像中,对于牢固性来说,淡墨水的图像比浓墨水的图像差。根据本发明,为了使淡墨水的粘度接近浓墨水的粘度,添加了树脂分散剂,这样,由获得的淡墨水形成的图像改善了其牢固性。这意味着在淡墨水中,通过使树脂分散剂相对颜料的量的比例(Binder/Pigment比)变高,可提高由淡墨水形成的图像的牢固性。因此,在本发明的第1-第n墨水中,包含浓淡墨水,而且在采用上述方法(ii)进行淡墨水的粘度调整的场合,通过使淡墨水的B/P比变得比浓墨水的B/P比更高,除了可进行稳定的喷墨记录外,还可获得形成牢固性极好的喷墨图像的效果。在WO01/48100中公开了对浓淡墨水改变B/P比的技术,但关于本发明的特征即墨水粘度的调整没有进行任何公开,另外,其实施例也没有记载墨水的粘度确定所需要的内容例如分散方法等,所以也不能验证,因此,不能成为有关本发明的重要的资料。
在本发明中,虽然定义了浓淡墨水的图像的色彩相同,但相同色彩意味着,用浓墨水和淡墨水分别通过20-50pl(皮升)左右的排出量喷墨记录头,在普通纸上形成形成360dpi(点/英寸)×720dpi的图像,用眼观察获得的图像,当将其色彩分类成根据芒塞尔色谱的芒塞尔色谱记号的10个类(R、YR、Y、GY、G、BG、B、PB、P、RP)时,各图像属于相同类或属于邻接的类。
水溶性有机化合物
(界面活性剂)
另外,在使用热能的记录头的场合,通过在本发明的墨水添加非离子系的界面活性剂,可进一步获得排出持续性。作为非离子系界面活性剂,最好为聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、炔烃邻二醇的环氧乙炔附加物等较理想。HLB最好在10以上,为12以上时更好,为15以上时最理想。这些界面活性剂可在墨水中使用0.3-3质量%。但最好为0.5质量%-2.5质量%,0.8质量%-2.0最理想。
(水溶性有机溶剂)
作为在本发明中用于墨水的水溶性有机溶剂,具体地说,例如可列举出甲醇、乙醇、n-丙醇、异丙醇、n-丁醇、sec-丁醇、tert-丁醇、异丁醇、n-戊醇等碳数1-5的烷基醇类;二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺类;丙酮、双丙酮醇等的酮或酮醇类;四氢呋喃、二氧杂环己烷等的醚类;二甘醇、三甘醇、四甘醇、双丙甘醇、三丙甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇等氧乙烯或氧丙烯的聚合物(二聚物、三聚物、四聚物等);乙二醇、丙二醇、亚丙基二醇、1,2,6-己三醇等亚烷基(スキサントリオ-ル等)包含2-6个碳原子的烷撑二醇类;甘油;乙二醇单甲基(或乙基)醚、二甘醇单甲基(或乙基)醚、三甘醇单甲基(或乙基)醚等多价醇的低级烷基醚类;三甘醇二甲基(或乙基)醚、四甘醇二甲基(或乙基)醚等多价醇的低级二烃基醚类;单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等烷基醇胺类;环丁砜(スルホラン)、N-甲基-2-吡咯烷酮、吡咯烷酮、1,3二甲基-2-咪唑烷酮等。
在这些溶剂中,乙二醇、二甘醇、三甘醇、2-吡咯烷酮、甘油、1,2,6-己三醇的使用特别理想。
含于本发明的水性墨水中的上述那样的水溶性有机溶剂的含有量没有特别限定,但相对于墨水总重,最好为3-50质量%的范围,10-35质量%的范围更为理想。另外,含于墨水中的水的含有量相对墨水总重量最好为50-95质量%的范围。
另外,作为保湿剂,尿素或乙撑脲、三羟甲基丙烷地使用较理想。特别是乙撑脲、三羟甲基丙烷对本发明非常适合。它们最好使用1-20%质量。
(喷墨记录方法和其使用的装置等)
下面,本发明的喷墨记录方法包括
(i)准备墨水组件的工序,该墨水组件含有第1-第n喷墨记录用的水性墨水,各水性墨水包含水不溶性色材、水性介质、用于将该色材分散到该水性介质中的分散剂、及水溶性有机化合物;
该第1-第n水性墨水的以各墨水的总质量为基准的颜料浓度相互不同,而且该第1-第n水性墨水的在实际使用温度下的粘度相同,或实质上相同;
(ii)按喷墨法排出该第1-第n水性墨水的工序(其中n为2以上的整数)。
下面,作为具体例对可用于该记录方法的本发明的喷墨记录装置说明喷墨打印机。图1为示出在排出时将气泡与大气连通的排出方法的液体排出头和使用该排出头的液体排出装置的喷墨打印机的一例的要部的示意透视图。
如图1所示,喷墨打印机包括输送装置1030、记录部1010、及移动驱动部1006,该输送装置1030把在外壳1008内沿长度方向设置的作为记录媒体的用纸1028向图中的箭头P方向间歇地输送;该记录部1010在与由输送装置1030进行的用纸1028的输送方向P大体直交的箭头S方向沿导向轴1014大体平行地往复运动;该移动驱动部1006作为使记录部1010往复运动的驱动装置。
上述输送装置1030具有相互大体平行地相向配置的一对滚轮装置1022a和滚轮装置1022b、一对滚轮装置1024a和滚轮装置1024b、及驱动这些各滚轮装置的驱动部1020。由该构成,当使输送装置1030的驱动部1020成为作动状态时,用纸1028由各滚轮装置1022a和1022b及滚轮装置1024a和1024b夹持,朝箭头P方向间歇地输送。移动驱动部1006包括皮带1016和马达1018,该皮带1016卷挂到按规定间隔相向配置并配置到回转轴的皮带轮1026a、皮带轮1026b;该马达1018大体平行于滚轮装置1022a和滚轮装置1022b地配置并且朝顺方向和逆方向驱动连接于记录部1010的盒构件1010a及带1016。
当马达1018成为作动状态而使皮带1016朝箭头R方向回转时,记录部1010的盒构件1010a朝箭头S方向移动规定的移动量。另外,马达1018成为作动状态而使皮带1016朝图中所示箭头R方向相反的方向回转时,记录部1010的盒构件1010a朝与箭头S方向相反的方向移动规定的移动量。另外,在移动驱动部1006的一端部的成为盒构件1010a的原始位置,与记录部1010的墨水排出口阵列相对峙地设置用于进行记录部1010的排出恢复处理的恢复装置1026。
记录部1010相对盒构件1010a可自由装拆地对各色例如黄、红、青、及黑分别设置喷墨盒(以下有时简单地记述为墨盒)1012Y、1012M、1012C、及1012B。在该场合,本发明的第1-第n墨水分别收容于独立的墨盒,但作为其它例子,可列举出如图3所示那样收容本发明的第1墨水和第2墨水的墨水收容部301和303、如图4所示那样相对喷墨记录头401可装拆地构成的墨水盒305。图3的墨水盒如图4所示那样安装到喷墨记录头401,从而将第1墨水和第2墨水分别供给到记录头,排出各种墨水。另外,在图3、4中,说明了墨水盒和喷墨记录头可装拆地的构成,但作为另一例子也可列举出墨水盒与喷墨记录头成一体的构成的其主要部分。
图2示出可搭载到上述喷墨记录装置的墨水盒的一例。本例的墨盒1012为系列类型,由喷墨记录头100和收容墨水等液体的液体槽1001构成其主要部分。
喷墨记录头100形成用于排出液体的多个排出口832,墨水等液体从液体槽1001通过图中未示出的液体供给通道引导至液体排出头100的共用液室(图中未示出)。图2所示的墨盒1012一体地形成喷墨记录头100和液体槽1001,根据需要可将液体供给到液体槽1001内,但也可采用能够相对该喷墨记录头100更换液体槽1001的构造。
具有喷墨记录头的喷墨盒为记录装置。因此,上述图4的墨水盒安装于喷墨记录头的形式为本发明的记录装置的范畴。
(实施例)
下面可列举出实施例和比较例更为具体地说明本发明。
首先,由下述方法制作在本发明的实施例1使用的墨水组件的各墨水(黄墨水1、红墨水1、青墨水1、黑墨水1、淡红墨水、及淡青墨水1)。
(黄墨水1(Y1))
(1)分散液的制作
首先,将丙烯酸苄酯和甲基丙烯酸作为原料,按常法制作酸值300、数量平均分子量2500的AB型嵌段聚合物,另外,由氢氧化钾水溶液中和,由离子交换水稀释,制成均质的50质量%的聚合物水溶液。
混合140g上述聚合物溶液、100gC.I.颜料黄色138、及260g离子交换水,预搅拌30分钟。接着,使用微型流化床设备在液体压力约10,000psi(约70MPa)下使该混合物在陶瓷L型腔室内通过5次进行处理。
另外,通过对在上面获得的分散液进行离心分离处理(12,000rpm、20分钟),除去包含粗大粒子的非分散物从而获得黄色分散液。获得的黄色分散液的颜料浓度为10质量%,分散剂浓度为7.5质量%。
(2)墨水的制作
墨水的制作使用上述黄色分散液,在其中加上以下的成分,获得规定的浓度,充分搅拌混合这些成分后,由微孔直径2.5μm的微过滤器(富士胶片制)加压过滤,调制颜料浓度4.5质量%、分散剂浓度3.38质量%的颜料墨水。
上述黄色分散液 45份
甘油 10份
二甘醇 10份
炔烃邻二醇的EO附加物 0.5份
(商品名:阿塞奇勒那鲁(アセチレノ-ル)EH;川研精细化学制。EO意味着环氧乙烯)
离子交换水 34.5份
(红墨水1(M1))
(分散液的制作)
混合100g在黄墨水1使用的聚合物溶液、100gC.I.颜料红色122、及300g离子交换水,预搅拌30分钟。接着,使用微型流化床设备在液体压力约10,000psi(约70MPa)下使该混合物在陶瓷L型腔室内通过5次进行处理。
另外,通过对在上面获得的分散液进行离心分离处理(12,000rpm、20分钟),除去了包含粗大粒子的非分散物从而获得红色分散液。获得的红色分散液的颜料浓度为10质量%,分散剂浓度为5质量%。
(2)墨水的制作
墨水的制作使用上述红色分散液,在其中加上以下的成分,获得规定的浓度,充分搅拌混合这些成分后,由微孔直径2.5μm的微过滤器(富士胶片制)加压过滤,调制颜料浓度4质量%、分散剂浓度2质量%的颜料墨水。
上述红色分散液 40份
甘油 10份
二甘醇 10份
炔烃邻二醇的EO附加物 0.5份
(商品名:阿塞奇勒那鲁EH;川研精细化学制)
离子交换水 39.5份
(青墨水1(C1))
(1)分散液的制作
首先,将丙烯酸苄酯和甲基丙烯酸作为原料,按常法制作酸值250、数量平均分子量3000的AB型嵌段聚合物,另外,由氢氧化钾水溶液中和,由离子交换水稀释,制成均质的50质量%的聚合物水溶液。
混合180g上述聚合物溶液、100gC.I.颜料蓝色15:3、及220g离子交换水,预搅拌30分钟。接着,使用微型流化床设备在液体压力约10,000psi(约70MPa)下使该混合物在陶瓷L型腔室内通过5次进行处理。
另外,通过对在上面获得的分散液进行离心分离处理(12,000rpm、20分钟),除去包含粗大粒子的非分散物从而获得青色分散液。获得的青色分散液的颜料浓度为10质量%,分散剂浓度为10质量%。
(2)墨水的制作
墨水的制作使用上述青色分散液,在其中加上以下的成分,获得规定的浓度,充分搅拌混合这些成分后,由微孔直径2.5μm的微过滤器(富士胶片制)加压过滤,调制颜料浓度2质量%、分散剂浓度2质量%的颜料墨水。
上述青色分散液 20份
甘油 10份
二甘醇 10份
乙二醇 6份
炔烃邻二醇的EO附加物 0.5份
(商品名:阿塞奇勒那鲁EH;川研精细化学制)
离子交换水 53.5份
(黑墨水1(Bk1))
(1)分散液的制作
混合100g在黄墨水1使用的聚合物溶液、100g碳黑、及300g离子交换水,预搅拌30分钟。接着,使用微型流化床设备在液体压力约10,000psi(约70MPa)下使该混合物在陶瓷L型腔室内通过5次进行处理。
另外,通过对在上面获得的分散液进行离心分离处理(12,000rpm、20分钟),除去包含粗大粒子的非分散物从而获得黑色分散液。获得的黑色分散液的颜料浓度为10质量%,分散剂浓度为6质量%。
(2)墨水的制作
墨水的制作使用上述黑色分散液,在其中加上以下的成分,获得规定的浓度,充分搅拌混合这些成分后,由微孔直径2.5μm的微过滤器(富士胶片制)加压过滤,调制颜料浓度5质量%、分散剂浓度3质量%的颜料墨水。
上述黑色分散液 50份
甘油 10份
三甘醇 10份
三羟甲基丙烷 4份
炔烃邻二醇的EO附加物 0.5份
(商品名:阿塞奇勒那鲁EH;川研精细化学制)
离子交换水 25.5份
(淡红墨水1(LM1))
(1)分散液的制作
混合450g在黄墨水1使用的聚合物溶液、100gC.I.颜料红122、及450g离子交换水,预搅拌30分钟。接着,使用微型流化床设备在液体压力约10,000psi(约70MPa)下使该混合物在陶瓷L型腔室内通过5次进行处理。
另外,通过在上面获得的分散液进行离心分离处理(12,000rpm、20分钟),除去了包含粗大粒子的非分散物从而获得红色分散液。获得的红色分散液的颜料浓度为5质量%,分散剂浓度为12质量%。
(2)墨水的制作
墨水的制作使用上述红色分散液,在其中加上以下的成分,获得规定的浓度,充分搅拌混合这些成分后,由微孔直径2.5μm的微过滤器(富士胶片制)加压过滤,调制颜料浓度0.9质量%、分散剂浓度2.16质量%的颜料墨水。
上述红色分散液 18份
甘油 13份
三甘醇 7份
2-吡咯烷酮 3份
炔烃邻二醇的EO附加物 0.5份
(商品名:阿塞奇勒那鲁EH;川研精细化学制)
离子交换水 58.5份
(淡青墨水1(LC1))
(1)墨水的制作
墨水的制作使用青墨水1所用的青色分散液,在其中加上以下的成分,获得规定的浓度,充分搅拌混合这些成分后,由微孔直径2.5μm的微过滤器(富士胶片制)加压过滤,调制颜料浓度0.6质量%、分散剂浓度1.8质量%的颜料墨水。
在青墨水1中使用的青色分散液 8份
在青墨水1中使用的聚合物溶液 2.4份
甘油 12份
二甘醇 8份
乙二醇 8份
炔烃邻二醇的EO附加物 0.5份
(商品名:阿塞奇勒那鲁EH;川研精细化学制)
离子交换水 63.1份
下面,按以下方法制作在本发明的实施例2中使用的墨水组件的各墨水(黄墨水2、红墨水2、及青墨水2)。
(黄墨水2(Y2))
(1)黄墨水分散液的制作
苯乙烯-丙烯酸共聚物 8份
(数量平均分子量:约4000;规聚合物)
氢氧化钾 1份
甘油 5份
离子交换水 66份
首先,将上述成分加入到容器中进行混合,由水浴加热到70℃,使树脂完全溶解。接着,在该溶液中加入20份C.I.颜料黄色128,进行30分钟预搅拌后,装入到间歇式混砂机(爱依麦克斯(アイメツクス)公司制),将1mm直径的玻璃小球作为介质充填,一边水冷一边进行3小时分散处理。
另外,通过对在上面获得的分散液进行离心分离处理(12,000rpm、20分钟),除去包含粗大粒子的非分散物从而获得黄色分散液。获得的黄色分散液的颜料浓度为10质量%,分散剂浓度为4质量%。
(2)墨水的制作
墨水的制作使用上述黄色分散液,在其中加上以下的成分,获得规定的浓度,充分搅拌混合这些成分后,由微孔直径2.5μm的微过滤器(富士胶片制)加压过滤,调制颜料浓度3质量%、分散剂浓度1.2质量%的颜料墨水。
上述黄色分散液 30份
甘油 6.5份
乙撑脲 8份
炔烃邻二醇的EO附加物 0.2份
(商品名:沙扶那鲁(サ-フイノ-ル)465;日信化学工业株式会社制)
离子交换水 55.3份
(红墨水2(M2))
(1)红墨水分散液的制作
苯乙烯-甲基丙烯酸丙烯酸酯 11份
(数量平均分子量:约2500;无规聚合物)
氢氧化钾 1份
二甘醇 5份
离子交换水 63份
首先,将上述成分加入到容器中进行混合,由水浴加热到70℃,使树脂完全溶解。接着,在该溶液中加入20份C.I.颜料红色122,进行30分钟预搅拌后,进行与黄墨水2所用的黄色分散液的制作的场合同样的分散处理,制作红色分散液。获得的红色分散液的颜料浓度为10质量%,分散剂浓度为5.5质量%。
(2)墨水的制作
墨水的制作使用上述红色分散液,在其中加上以下的成分,获得规定的浓度,充分搅拌混合这些成分后,由微孔直径2.5μm的微过滤器(富士胶片制)加压过滤,调制颜料浓度2质量%、分散剂浓度1.1质量%的颜料墨水。
上述红色分散液 20份
甘油 12份
二甘醇 5份
乙撑脲 8份
炔烃邻二醇的EO附加物 0.5份
(商品名:阿塞奇勒那鲁EH;川研精细化学制)
离子交换水 54.5份
(青墨水2(C2))
(1)青墨水分散液的制作
苯乙烯-丙烯酸共聚物 13.5份
(数量平均分子量:约4000;无规聚合物)
氢氧化钾 1份
二甘醇 5份
离子交换水 70.5份
首先,将上述成分加入到容器中进行混合,由水浴加热到70℃,使树脂完全溶解。接着,在该溶液中加入10份C.I.颜料蓝色15:3,进行30分钟预搅拌后,进行与黄墨水2所用的黄色分散液的制作的场合同样的分散处理,制作青色分散液。获得的青色分散液的颜料浓度为5质量%,分散剂浓度为6.8质量%。
(2)墨水的制作
墨水的制作使用上述青色分散液,在其中加上以下的成分,获得规定的浓度,充分搅拌混合这些成分后,由微孔直径2.5μm的微过滤器(富士胶片制)加压过滤,调制颜料浓度0.95质量%、分散剂浓度1.29质量%的颜料墨水。
上述青色分散液 19份
甘油 10份
二甘醇 4份
三羟甲基丙烷 3份
炔烃邻二醇的EO附加物 0.1份
(商品名:沙扶那鲁440;日信化学工业株式会社制)
离子交换水 63.9份
(青墨水3(C3))
(1)分散液的制作
首先,将丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸乙氧基乙二醇酯作为原料,按常法制作酸值350、数量平均分子量2500的ABC型嵌段聚合物,另外,由氢氧化钾水溶液中和,由离子交换水稀释,制成均质的50质量%的聚合物水溶液。混合250g上述聚合物溶液、100gC.I.颜料蓝色15:3、及150g离子交换水,预搅拌30分钟。接着,使用微型流化床设备在液体压力约10,000psi(约700kg/cm2)下使该混合物在陶瓷L型腔室内通过5次进行处理。另外,通过对由上述获得的分散液进行离心分离处理(12,000rpm、20分钟),除去包含粗大粒子的非分散物从而获得青色分散液。获得的青色分散液的颜料浓度为10%,分散剂浓度为14%。
(2)墨水的制作
墨水的制作使用上述青色分散液,在其中加上以下的成分,获得规定的浓度,充分搅拌混合这些成分后,由微孔直径2.5μm的微过滤器(富士胶片制)加压过滤,调制颜料浓度1.8%、分散剂浓度2.52%的颜料墨水。
上述青色分散液 18份
甘油 10份
三甘醇 5份
乙撑脲 10份
聚氧乙烯苯基醚(E0 15) 0.5份
炔烃邻二醇的EO附加物 0.5份
(商品名:阿塞奇勒那鲁EH;川研精细化学制)
离子交换水 56份
(淡青墨水2(LC2))
(1)分散液的制作
混合550g在青墨水3使用的聚合物溶液、100gC.I.颜料蓝色15:4、及350g离子交换水,预搅拌30分钟。接着,使用微型流化床设备在液体压力约10,000psi(约700kg/cm2)下使该混合物在陶瓷L型腔室内通过5次进行处理。另外,通过对由上述获得的分散液进行离心分离处理(12,000rpm、20分钟),除去包含粗大粒子的非分散物从而获得青色分散液。获得的青色分散液的颜料浓度为5%,分散剂浓度为15%。
(2)墨水的制作
墨水的制作使用上述青色分散液,在其中加上以下的成分,获得规定的浓度,充分搅拌混合这些成分后,由微孔直径2.5μm的微过滤器(富士胶片制)加压过滤,调制颜料浓度0.3%、分散剂浓度3%的颜料墨水。
上述青色分散液 6份
青墨水3的调制所使用的50%聚合物溶液 4.2份
甘油 10份
三甘醇 5份
乙撑脲 10份
聚氧乙烯苯基醚(E0 15) 0.5份
炔烃邻二醇的EO附加物 0.5份
(商品名:阿塞奇勒那鲁EH;川研精细化学制)
离子交换水 63.8份
(青墨水4(C4))
(1)墨水的制作
墨水的制作使用在青墨水1中所用的青色分散液,在其中加上以下的成分,获得规定的浓度,充分搅拌混合这些成分后,由微孔直径2.5μm的微过滤器(富士胶片制)加压过滤,调制颜料浓度2质量%、分散剂浓度2质量%的颜料墨水。
在青墨水1中所用的青色分散液 20份
甘油 10份
二甘醇 10份
炔烃邻二醇的EO附加物 0.5份
(商品名:阿塞奇勒那鲁EH;川研精细化学制)
离子交换水 59.5份
(黑墨水2(BK2))
(1)墨水的制作
墨水的制作使用在青墨水1中所用的黑色分散液,在其中加上以下的成分,获得规定的浓度,充分搅拌混合这些成分后,由微孔直径2.5μm的微过滤器(富士胶片制)加压过滤,调制颜料浓度5质量%、分散剂浓度3质量%的颜料墨水。
在黑墨水1中所用的黑色分散液 50份
甘油 10份
三甘醇 10份
炔烃邻二醇的EO附加物 0.5份
(商品名:阿塞奇勒那鲁EH;川研精细化学制)
离子交换水 29.5份
(淡红墨水2(LM2))
(1)墨水的制作
墨水的制作使用在红墨水1中所用的红色分散液,在其中加上以下的成分,获得规定的浓度,充分搅拌混合这些成分后,由微孔直径2.5μm的微过滤器(富士胶片制)加压过滤,调制颜料浓度0.9质量%、分散剂浓度0.45质量%的颜料墨水。
在红墨水1中所用的红色分散液 9份
甘油 13份
三甘醇 7份
炔烃邻二醇的EO附加物 0.5份
(商品名:阿塞奇勒那鲁EH;川研精细化学制)
离子交换水 70.5份
(淡青墨水3(LC3))
(1)墨水的制作
墨水的制作使用在青墨水1中所用的青色分散液,在其中加上以下的成分,获得规定的浓度,充分搅拌混合这些成分后,由微孔直径2.5μm的微过滤器(富士胶片制)加压过滤,调制颜料浓度0.6质量%、分散剂浓度0.6质量%的颜料墨水。
在青墨水1中所用的青色分散液 6份
甘油 12份
二甘醇 8份
炔烃邻二醇的EO附加物 0.5份
(商品名:阿塞奇勒那鲁EH;川研精细化学制)
离子交换水 73.5份
下面,按下述方法制作在本发明实施例4中使用的墨水组件的各墨水(淡红墨水3和淡青墨水4)。
(淡红墨水3(LM3))
(1)墨水的制作
墨水的制作使用在红墨水1中所用的红色分散液,在其中加上以下的成分,获得规定的浓度,充分搅拌混合这些成分后,由微孔直径2.5μm的微过滤器(富士胶片制)加压过滤,调制颜料浓度0.9质量%、分散剂浓度0.45质量%的颜料墨水。
在红墨水1中所用的红色分散液 9份
甘油 13份
三甘醇 7份
2-吡咯烷酮 3份
二甘醇 8份
三羟甲基丙烷 5份
炔烃邻二醇的EO附加物 0.5份
(商品名:阿塞奇勒那鲁EH;川研精细化学制)
离子交换水 54.5份
(淡青墨水4(LC4))
(1)墨水的制作
墨水的制作使用在青墨水1中所用的青色分散液,在其中加上以下的成分,获得规定的浓度,充分搅拌混合这些成分后,由微孔直径2.5μm的微过滤器(富士胶片制)加压过滤,调制颜料浓度0.6质量%、分散剂浓度0.6质量%的颜料墨水。
在青墨水1中所用的青色分散液 6份
甘油 18份
二甘醇 16份
炔烃邻二醇的EO附加物 0.5份
(商品名:阿塞奇勒那鲁EH;川研精细化学制)
离子交换水 59.5份
构成在实施例和比较例中使用的墨水组件的墨水的组成和物性归纳于表1。
表1
构成各实施例、比较例的墨水组件的墨水粘度使用E型粘度RE80L型粘度计(东机产业(株)制)在25℃下测定。
下面,对于各实施例的实施例和比较例的墨水组件,将构成各墨水组件的墨水充填到喷墨打印机(商品名BJF8500;佳能(有限)公司制)的墨水槽中,对各墨水测定连续进行10次打印头的清洗动作时的废墨水量的重量。结果发现,对于实施例的1-4的墨水组件,各墨水的废墨水量基本上没有偏差。对于比较例1的墨水组件,特别是在浓淡墨水间即M1与LM1、C3与LC2之间的废墨水量的差别极大。
然后,将构成实施例1的墨水组件的各墨水充填到BJF8500,在普通纸上(佳能公司制PPC用纸)进行照片格调的全彩色图像的印刷。同样,将构成比较例1的墨水组件的墨水组件充填到BJF8500,印刷了相同的照片格调图像。对获得的2张印刷物使用耐光性试验机(商品名:斯帕克舍隆(ス-パ-キセノン)SX-75;斯哥(スガ)试验机公司制)照射氙灯的光300小时,观察从初期的图像劣化的程度。从结果可以发现,比较例1的图像由眼睛可以看到明显的色调变化,相对初期图像的劣化很明显。另一方面,实施例1的图像虽然可看到一些色调的的变化,但还足以经得起观赏。
另外,将实施例1-4的墨水组件的各墨水分别在耐热性的玻璃瓶中装入100cc,密闭后在60℃的恒温下保持1个月后,测定粘度和粒径,评价保存前的状态和变化。根据结果可以确认,对于实施例1-3的墨水组件,看不到墨水的增粘和墨水中的色材粒子的凝集等,保存性良好。另一方面,对于实施例4的构成墨水组件的墨水,观察到增粘、色材的凝集。
按照本发明,可提供一种墨水组件,该墨水组件即使在使用颜料墨水的场合,作为墨水组件整体,也不在墨水供给机构和恢复机构出现故障,而且墨水的保存性良好。
另外,按照本发明的记录装置、喷墨记录头、喷墨记录方法,可长时间进行良好的图像记录。
Claims (19)
1.一种墨水组件,包含第1-第n喷墨记录用的水性墨水;其特征在于:各水性墨水包含水不溶性色材、水性介质、用于将该色材分散到该水性介质中的分散剂、及水溶性有机化合物,该第1-第n水性墨水的以各墨水的总质量为基准的颜料浓度相互不同,而且该第1-第n水性墨水的在实际使用温度(T1)下的粘度相同,或实质上相同(其中n为2以上的整数)。
2.根据权利要求1所述的墨水组件,其特征在于:该第1-第n水性墨水的在实际使用温度(T1)下的粘度的平均值为ηave时,各墨水的温度T1下的粘度处于ηave±15%的范围。
3.根据权利要求2所述的墨水组件,其特征在于:上述第1-第n水性墨水在25℃下的ηave处于2.0mPa·s-3.5mPa·s的范围。
4.根据权利要求1所述的墨水组件,其特征在于:上述第1-第n水性墨水的以各墨水的总质量为基准的水溶性有机化合物的浓度相同或实质上相同。
5.根据权利要求1所述的墨水组件,其特征在于:在上述第1-第n水性墨水中,当水溶性有机化合物的浓度最高的墨水的水溶性有机化合物的浓度为Smax、水溶性有机化合物的浓度最低的墨水的水溶性有机化合物的浓度为Smin时,Smin/Smax为0.6以上。
6.根据权利要求1所述的墨水组件,其特征在于:当上述第1-第n水性墨水中的色材浓度最高的墨水的颜料浓度为Pmax、色材浓度最低的墨水的色材的浓度为Pmin时,Pmax/Pmin为3以上。
7.根据权利要求1所述的墨水组件,其特征在于:构成该墨水组件的第1-第n喷墨记录用的水性墨水为热喷墨记录用的水性墨水。
8.根据权利要求1所述的墨水组件,其特征在于:上述第1-第n水性墨水至少包括具有相同的色彩的2个墨水。
9.一种喷墨记录方法,包括
(i)准备墨水组件的工序,该墨水组件含有第1-第n喷墨用的水性墨水,各水性墨水包含水不溶性色材、水性介质、用于将该色材分散到该水性介质中的分散剂、及水溶性有机化合物;
该第1-第n水性墨水的以各墨水的总质量为基准的颜料浓度相互不同,而且该第1-第n水性墨水的粘度相同,或实质上相同;
(ii)按喷墨法排出该第1-第n水性墨水的工序(其中n为2以上的整数)。
10.根据权利要求9所述的喷墨记录方法,其特征在于:上述第1-第n水性墨水的在墨水使用温度(T1)下的粘度的平均值为ηavg时,各墨水的温度T1下的粘度处于ηavg±15%的范围。
11.根据权利要求10所述的喷墨记录方法,其特征在于:上述第1-第n水性墨水在25℃下的ηavg处于2.0mPa·s-3.5mPa·s的范围。
12.根据权利要求9所述的喷墨记录方法,其特征在于:上述第1-第n水性墨水的以各墨水的总质量为基准的水溶性有机化合物的浓度相同或实质上相同。
13.根据权利要求9所述的喷墨记录方法,其特征在于:在上述第1-第n水性墨水中,当水溶性有机化合物的浓度最高的墨水的水溶性有机化合物的浓度为Smax、水溶性有机化合物的浓度最低的墨水的水溶性有机化合物的浓度为Smin时,Smin/Smax为0.6以上。
14.根据权利要求9所述的喷墨记录方法,其特征在于:在上述第1-第n水性墨水中,当色材浓度最高的墨水的颜料浓度为Pmax、色材浓度最低的墨水的色材的浓度为Pmin时,Pmax/Pmin为3以上。
15.根据权利要求9所述的喷墨记录方法,其特征在于:该喷墨法为热喷墨记录法。
16.一种墨水盒,其特征在于:具有分别收容构成权利要求1所述的墨水组件的第1-第n喷墨用水性墨水的墨水槽。
17.一种记录装置,其特征在于:具有分别收容构成权利要求1所述的墨水组件的第1-第n喷墨用水性墨水的墨水槽和排出收容于该墨水槽中的各喷墨用水性墨水的多个喷墨记录头。
18.根据权利要求17所述的记录装置,其中,上述多个喷墨记录头具有相同的构造。
19.一种喷墨记录装置,其特征在于:具有分别收容构成权利要求1所述的墨水组件的第1-第n喷墨用水性墨水的墨水槽和排出收容于该墨水槽中的各喷墨用水性墨水的多个喷墨记录头。
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