CN1749007A - 喷墨记录装置 - Google Patents

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Abstract

一种喷墨记录装置，其包括记录头，并且通过从该记录头将含有挥发性有机化合物(VOC)的打印用液体喷射到记录介质上来成像，其中，所述喷墨记录装置具有用于分解挥发性有机化合物的挥发性有机化合物分解单元。

Description

喷墨记录装置
技术领域
本发明涉及一种喷墨记录装置，所述装置使用如油墨之类的打印用液体来成像。
背景技术
近年来，为了减少对环境造成的负担，对于由用于办公室中的喷墨型复印机或电子照相复印机/打印机/复合机器释放出来的各种挥发性有机化合物(VOC：挥发性有机化合物)，人们一直呼吁减少这些挥发性有机化合物的使用。
而且，为了明确满足上述要求的标准，已经有公共第三方组织或生产这类产品的公司制定了用于控制TVOC(总挥发性有机化合物)的具体标准(欧盟生态标签(Eco Label)认证标准)。
另一方面，用于喷墨记录装置的打印用液体(油墨或用于加速油墨中着色剂的絮凝作用的处理液等)含有各种挥发性有机化合物组分，例如，水溶性有机溶剂等。因此，今后日显重要的是，不仅须减少喷墨记录装置的挥发性有机化合物释放量，而且须达到上述的标准。
而且，对于喷墨记录装置，需要更高的速度和更优良的图像质量。为实现较高的速度，需要在打印速度上有所提高，也就是说，需要增大每单位时间内从记录头喷出的打印用液体的喷射量。此外，为了实现更高的图像质量，就需要进一步减小从记录头喷出的打印用液体的液滴尺寸。
因此，随着喷墨记录装置速度的加快以及图像质量的提高，单位时间内从中释放出的挥发性有机化合物的量会不可避免地增加，这就和以上要求减少挥发性有机化合物的释放量的趋势相矛盾。
另一方面，由于上述对减少挥发性有机化合物的要求只是在近几年来才变得受人关注，因此，迄今为止对于从喷墨记录装置中释放出的挥发性有机化合物的具体研究开展得并不多。
例如，由于用于喷墨记录装置的油墨包含一种具有挥发性异味的组分，因此已提出了具有除去或减少这种挥发性异味的单元的喷墨记录装置(参见日本特开2003-112412号公报)。
但是，上述喷墨记录装置使用了一种活性炭或芳香剂类物质来除臭或减少挥发性异味。因此，在利用活性炭的情况下，一旦从打印用液体中挥发的挥发性有机化合物被活性炭吸附直至一定程度时，该活性炭的吸附能力就会被饱和，因而无法抑制从该装置中释放出的挥发性有机化合物的逸出。在活性炭的吸附能力减弱的情况下，必须更换活性炭。而且，在将活性炭置于高温环境的情况下，已被吸附的挥发性有机化合物有可能再次释放出来。在使用芳香剂类物质的情况下，它仅仅是掩盖了嗅觉，而并没有从设置喷墨记录装置的室内将挥发性有机化合物组分本身消除。
发明内容
鉴于上述状况而作出了本发明。本发明提供了一种喷墨记录装置，该装置能分解伴随着成像等过程产生的挥发性有机化合物组分，并因此能抑制设置该喷墨记录装置的空间中的挥发性有机化合物的浓度。
本发明的第一方面是提供一种喷墨记录装置，所述装置包括记录头，并且通过从该记录头将包含挥发性有机化合物(VOC)的打印用液体喷射到记录介质上来成像，其中，所述的喷墨记录装置具有用于分解该挥发性有机化合物的挥发性有机化合物分解单元。
附图说明
图1是说明本发明的喷墨记录装置的一个实例的示意图。
图2是说明本发明的喷墨记录装置的另一实例的示意图。
具体实施方式
本发明的喷墨记录装置包括记录头，通过从该记录头将打印用液体喷射到记录介质上来成像，该打印用液体包含挥发性有机化合物(下文中称为VOC)，该喷墨记录装置的特征在于，该装置具有分解挥发性有机化合物用的挥发性有机化合物分解单元。
因此，由于本发明的喷墨记录装置可以分解在成像时产生的挥发性有机化合物，所以设置有喷墨记录装置的空间(房间)内的挥发性有机化合物的浓度就可以得到抑制。
本发明中，挥发性有机化合物(VOC)是指除水之外的具有挥发性的任何有机化合物，这类化合物包含于打印用液体中，所述的打印用液体是例如包含着色剂的油墨以及包含使该油墨中的着色剂絮凝的组分的无色或浅色液体(处理液)。具体地说，这里的VOC是指其在20℃时的蒸气压等于或大于1.33×10-7kPa(1×10-6mmHg)的挥发性有机化合物。
另一方面，特别优选使用催化剂的挥发性有机化合物分解单元。但是本发明并不限于此。例如，除使用催化剂的挥发性有机化合物分解单元以外，已知的挥发性有机化合物分解单元都可以利用，如，使用电晕放电来分解挥发性有机化合物的放电单元、使用微生物的生物型分解单元、臭氧氧化、燃烧单元等。可以结合其中的两种或两种以上进行使用。
本发明中所用的催化剂是指以下的催化剂：在挥发性有机化合物接触到活化的催化剂的情况下，该催化剂具有将该挥发性有机化合物分解为低分子量惰性组分(主要指水和二氧化碳)的功能。
作为所述催化剂，特别优选的是以二氧化钛(TiO2)为代表的由光照射来活化的催化剂(光催化剂)。另外，可以无限制地使用任何催化剂，只要该催化剂是通过施加来自外部的任何物理、化学或机械能来活化的催化剂(例如通过加热来活化的催化剂)即可。
并且，对于包含于打印用液体的所有挥发性有机化合物，本发明中使用的催化剂可以是能够使所有挥发性有机化合物中的至少一部分组分(该一部分组分是指可以按照分子结构或其它特征归于一类的组分，如按照分子量或蒸气压归于一类的组分)分解的催化剂，并且该催化剂优选具有可分解尽可能多的组分的能力。但是，根据催化剂种类的不同，各催化剂可有效分解的组分也是不同的。因此，必要时可以同时使用两种或两种以上的催化剂。这样可以更加有效地分解挥发性有机化合物。
本发明中，从蒸气压的角度来看，作为优选的待分解的挥发性有机化合物组分，在20℃时的蒸气压为1.33×10-5kPa(1×10-4mmHg)～40kPa(3×10-2mmHg)的组分是优选的，更优选的是其在20℃时的蒸气压为1.33×10-4kPa(1×10-3mmHg)～6.67kPa(50mmHg)的组分。打印用液体中包含有相对较多量的、蒸气压在上述范围内的挥发性有机化合物，蒸气压在此范围内的挥发性有机化合物也是造成空气中挥发性有机化合物浓度增大的主要原因。
光催化剂
其次，将详细描述挥发性有机化合物分解单元中使用以TiO2系列为代表的光催化剂的情况。
作为所述光催化剂，既可以使用由可见光(波长：约360nm～830nm)照射来活化的一类催化剂(可见光响应性光催化剂)，还可以使用由紫外线(波长：约1nm～360nm)照射来活化的一类催化剂(紫外线响应性光催化剂)，或者可以将以上二类结合使用。
可见光响应性光催化剂的例子包括氮掺杂二氧化钛、碳掺杂二氧化钛、硫掺杂二氧化钛、氟掺杂二氧化钛、卤化铂酸负载型二氧化钛、板钛矿型二氧化钛以及钽酸铟。
此外，紫外线响应性光催化剂的例子包括锐钛矿型二氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化铌以及钛酸锶。
另一方面，在利用光催化剂的情况下，为了便于处理或增加其与挥发性有机化合物的接触效率，优选通过例如吸附剂或金属等载体来负载光催化剂然后进行使用。而且，还可以通过将光催化剂与树脂或其他有机材料相混合，使光催化剂作为部件容易地得到处理。
这种情况下，所述吸附剂的例子包括活性炭、沸石、二氧化硅、氧化铝、高锰酸钾以及分子筛。
并且，所述金属材料的例子包括铂。作为所述树脂或其他有机材料，可以使用已知物质，例如氟碳树脂、纸/纸浆以及其他化学纤维。在将光催化剂直接与树脂材料相接触的情况下，与光催化剂相接触的这部分树脂材料有时可能会因为催化作用而被分解/腐蚀。因此，优选的是光催化剂通过无机材料(不会在树脂材料中引起分解或腐蚀的无机材料)被树脂材料负载。
所述无机材料的例子包括惰性陶瓷，如磷灰石。
光源
接着，将描述用于活化所述光催化剂的光源。
在本发明的喷墨记录装置使用光催化剂作为用来分解挥发性有机化合物的催化剂的情况下，它可以带有用于活化光催化剂的光源。在这种情况下，特别是将光催化剂设置于使该光催化剂不暴露于装置外部的光源(例如室内的荧光灯等光源或阳光等)下的位置时，该光催化剂可以得到充分的活化。
作为用于活化光催化剂的光源，根据所用光催化剂的种类，可以使用能照射出波长区域适合于活化的光的光催化剂活化用光源，也可以使用用于活化光催化剂的专用光源。
另一方面，在打印用液体包含通过光照射进行固化的光固化性组分(如光聚合性化合物，将在下文中对其作详细说明)的情况下，可以在喷墨记录装置中配置油墨固化用光源，所述光源以用于固化光固化性组分的光来照射施用了所述打印用液体的记录介质的表面。
在上述情况下，可以使用该油墨固化用光源作为光催化剂活化用的光源。可以将光催化剂配置在该光源的光可以照射到的位置，所述光催化剂可被油墨固化用光源发出的光的波长所活化。
作为用于紫外线响应性光催化剂的光催化剂活化用光源，可以使用已知的紫外线光源，而没有任何特别的限制。但是，优选使用通常用作油墨固化用光源的黑光灯或者紫外线发光二极管。
进一步地，在所用的催化剂为可见光响应性光催化剂时，优选使用位于该装置外部的光源。在这种情况下，没有必要为喷墨记录装置设置光催化剂活化用光源。
只要上述的光催化剂(或光催化剂载体)位于可暴露于可活化该光催化剂的光源的位置，上述的光催化剂(或光催化剂载体)可配置在位于喷墨记录装置之内或之外的所需位置。
例如，对于具有外壳和通风口的喷墨记录装置，在该通风口使该外壳内部通风并且具有过滤器的情况下，优选以光催化剂涂覆该过滤器。在这种情况下，当喷墨记录装置中产生的挥发性有机化合物通过通风口释放出来时，它们就会与所述光催化剂发生反应并被分解。
此外，在喷墨记录装置的外壳具有从该处排出记录介质的出纸口，和该喷墨记录装置具有其上储放有从该出纸口排出的记录介质的出纸托盘的情况下，优选在该外壳的外表面和/或出纸托盘的表面涂覆光催化剂。
在上述情况下，所述光催化剂可以分解以下挥发性有机化合物：在喷墨记录装置中产生的并且排放到该装置外部的挥发性有机化合物；以及在喷墨记录装置外部产生的挥发性有机化合物，例如，由在成像后被排出至出纸托盘上的记录介质产生的挥发性有机化合物。
在上述的任一种记录装置中，可以使用用于构成普通喷墨记录装置的常规部件。但是，为了更有效率地分解挥发性有机化合物，可以设置用以分解挥发性有机化合物的专用部件。
例如，在喷墨记录装置的外壳具有从中排出记录介质的出纸口，和该喷墨记录装置具有其上储放有从该出纸口排出的记录介质的出纸托盘的情况下，优选在所述外壳和出纸托盘之间设置透明的壳体，使该壳体的一个开口部与出纸口相连，另一开口部与出纸托盘相连，并且用光催化剂涂覆该透明壳体的内表面。
另一方面，在通过喷墨记录来成像的情况下，在打印用液体从记录头喷射到记录介质上的瞬间直到该记录介质移动到出纸托盘时，该记录介质上的打印用液体变干(即，单位时间内挥发至空气中的挥发性有机化合物的量最高)。而且，包含在外壳内挥发的挥发性有机化合物的空气会随着记录介质的排出，通过出纸口流到该装置的外部。因此，含有高浓度的挥发性有机化合物的空气很容易滞留在上述壳体内。
然而，由于这个内表面涂覆有光催化剂的壳体是透明的，所以从装置外部的光源如装置外部的荧光灯以及阳光发出的光，可以射至该透明壳体的内表面，从而活化光催化剂。因此，在壳体的内部滞留的含有高浓度的挥发性有机化合物的空气会与该壳体的内表面接触，由此，所述的挥发性有机化合物被有效地分解。
有关本发明中使用的壳体，并不需要其壳壁全部透明。只要装置外部的光源的光可充分地照到壳体内表面上具有光催化剂的区域，一部分壳壁就可以是不透明的。例如，在将喷墨记录装置设置于台上的情况下，由于装置外部的光源的光并不从底表面一侧射入壳体，所以底表面就可以是不透明的。
喷墨记录装置的具体实例
接着，参照附图说明本发明的喷墨记录装置的具体实例。
图1是说明本发明喷墨记录装置的一个实例的示意图，其表示的是，在从侧面方向(正交于记录介质的传送方向)观察该喷墨记录装置内部的情况下，得到的该装置的内部的截面图。图1中显示了该装置的主要部分，其余部分予以省略。
图1中，附图标记10是外壳，10’是外壳外表面，10”是外壳内表面，11是进纸托盘，12是出纸托盘，13是记录头，13’是喷嘴表面，14是油墨固化用光源(同时用作光催化剂活化用光源)，15是带有过滤器的通风口，16是出纸口，17是进纸口，20是记录介质，20’是打印表面，100是喷墨记录装置，箭头E是指记录介质20的传送方向(出纸通道)。
图1中所示的喷墨记录装置100包括：大致为梯形的外壳10；配置于外壳10内的记录头13和油墨固化用光源14；出纸托盘12，其从外部连接于设在外壳10底部的出纸口16，并位于记录介质20的传送方向上的下游侧，所述记录介质20在外壳10内被单向传送；进纸托盘11，其从外部连接于设在外壳10底部的进纸口17，并位于记录介质20的传送方向上的上游侧；以及通风口15，该通风口15被设置于外壳10的壁表面(位于记录介质20的传送方向上的下游侧的壁表面)的一部分。
此处，在打印时，通过图中未显示的传送装置，将记录介质20沿着箭头E的方向传送，即从进纸托盘11，通过外壳10内的底部侧，传送到出纸托盘12。进一步地，将记录头13以及油墨固化用光源14配置于在外壳10的底部侧传送的记录介质20的上侧(打印表面20’一侧)，将记录头13配置于记录介质20的传送方向上的上游侧，并将油墨固化用光源14配置于下游侧。这里，配置记录头13以使得喷嘴表面13’朝向下侧(传送记录介质20的一侧)。
记录头13可以是所谓的扫描型记录头，它可以在记录介质20的纸张宽度方向(正交于箭头E的方向)上进行扫描；或者是所谓的固定型记录头，它的宽度大体上与记录介质20的纸张宽度(正交于箭头E的方向上的宽度)相同。
此外，油墨固化用光源14是一个圆柱状光源，它发射诸如黑光等紫外线。由于光源14可以从其整个外周表面照射放射状的光，因此它照射的光不仅可以照射到已接受来自记录头13的打印用液体的记录介质20的打印表面20’上，还可以照射到设置在通风口15的过滤器的外壳内侧表面上，以及外壳10的内壁上。
在喷墨记录装置100中，成像按如下程序进行：首先，进纸托盘11供应记录介质20并使之进入外壳10，当该记录介质20由图中未显示的送纸装置沿着箭头E的方向传送到记录头13的喷嘴表面13’侧时，将含有光固化性组分的打印用液体(油墨和处理液)从喷嘴表面13’喷射到记录介质20的打印表面20’(在喷嘴表面13’一侧的表面)之上。
接着，将记录介质20的打印表面20’进一步传送到下游侧后，用来自油墨固化用光源14的紫外光束照射该打印表面20’，从而使施用于打印表面20’的打印用液体中的光固化性组分固化。之后，将记录介质20排出到外壳10外部的出纸托盘12上。
在这样的成像顺序中，在打印用液体施用于记录介质20的打印表面20’上之后，打印用液体中含有的挥发性有机化合物组分就会立即开始挥发，并且在记录介质20排出至出纸托盘12后，来自其打印表面20’的挥发性有机化合物组分的挥发也会持续一段时间。
因此，在成像时，由于挥发性有机化合物会在打印之后从记录介质20的打印表面20’立即挥发，所以外壳10内的挥发性有机化合物的浓度显著提高。除此之外，由于挥发性有机化合物从出纸托盘12上的记录介质20的打印表面20’挥发，并且含有高浓度的挥发性有机化合物的空气还会通过通风口15排放到外壳10的外部，所以外壳10的外部的挥发性有机化合物的浓度也会增大。
因此，为了分解外壳10内部的挥发性有机化合物，优选在通风口15的过滤器位于外壳10一侧的内表面上，涂覆可由油墨固化用光源14照射的光活化的紫外线响应性光催化剂。在这种情况下，当外壳10内的含有高浓度挥发性有机化合物的空气通过通风口15排放到外壳10的外部时，挥发性有机化合物就可以被高效地分解。
此外，优选在通风口15的过滤器的外壳10的外表面上涂覆光催化剂。这种情况下，当外壳10内含有高浓度挥发性有机化合物的空气通过通风口15排放到外壳10的外部时，利用装置外部的光源(图中未显示)诸如荧光灯和阳光等照射的光，可以高效地分解挥发性有机化合物。
作为选择，可用紫外线响应性光催化剂涂覆外壳10的内壁面10”、记录头13或配置于外壳10内的其他部件(图中未显示)的表面，只要它们位于由油墨固化用光源14所照射的光可以照射到的位置即可。通过涂覆于这些部件的表面的紫外线响应性光催化剂的作用，滞留于外壳10内的空气中含有的挥发性有机化合物可以逐渐得到分解。
另一方面，为了分解外壳10外部的挥发性有机化合物，优选用光催化剂涂覆出纸托盘12的表面以及外壳10的外壁面10’。
通过用光催化剂涂覆出纸托盘12的表面，可以高效地分解特别是从排出到出纸托盘12上的记录介质20的打印表面20’上挥发的挥发性有机化合物，以及分解从外壳10内部通过出纸口16流到外壳10的外部的空气中所含有的挥发性有机化合物。另外，滞留于外壳10外部的空气中含有的挥发性有机化合物也可以逐渐得到分解。
进一步而言，通过用光催化剂涂覆外壳10的外壁面10’，滞留于外壳10外部的空气中含有的挥发性有机化合物也可以逐渐得到分解。
由于装置外部的光源可以用于活化涂覆于外壳10的外部的光催化剂，因此可以使用可见光响应性光催化剂和/或紫外线响应性光催化剂。但是，当装置外部的光源所照射的光不包括紫外区的光时，或者当其光强度较弱时，优选使用可见光响应性光催化剂。
接下来将详细说明本发明的喷墨记录装置的另一实例。
图2为显示本发明喷墨记录装置的另一实例的示意图，其显示了从侧面方向(正交于记录介质的传送方向的方向)观察喷墨记录装置的内部时，所得到的该喷墨记录装置的出纸托盘的周边部分的截面图。
在图2中，附图标记18是一个壳体，18a是壳体的上壁，18a’是壳体的上壁的内表面，18b是壳体的下壁，18b’是壳体的下壁的内表面，101是喷墨记录装置，其他附图标记的含义与图1中所示的附图标记相同。
尽管图2中所示的喷墨记录装置101的基本结构与图1中所示的喷墨记录装置100的基本结构相同，但喷墨记录装置101的特征在于设置了壳体18，并且所述壳体18的一个开口部与出纸口16相连，另一开口部与出纸托盘12相连。
在所述壳体18中，该壳体的上壁18a以及壳体的侧壁(图中未显示)都是由透明材料构成的，同时该壳体的下壁18b是由不透明材料构成。因此，该壳体的上壁18a以及壳体侧壁可以透射由装置外部的光源(图中未显示)照射的光，并且该光线会照射到透明壳体内表面(透明壳体的内表面18a′、透明壳体侧壁的内表面(图中未显示)以及透明壳体下壁的内表面18b’)。因此，在用光催化剂涂覆所述透明壳体的这些内表面的情况下，由装置外部的光源(图中未显示)活化所述光催化剂。
因此，在涂覆于透明壳体18的内部的光催化剂的作用下，可以高效地分解以下挥发性有机化合物：包含在从外壳10内部流到该装置外部的空气中的挥发性有机化合物，以及在刚打印完的记录介质20通过透明壳体18的内部时挥发的挥发性有机化合物。
其它的装置的说明及其结构
下面将详细说明本发明的喷墨记录装置的其他说明及其构成。优选本发明的喷墨记录装置可以实现高速度和高图像质量。
即，从更高速度的角度来看，当记录介质为A4尺寸(210×297mm)时，优选最大成像速度为大于等于10张/分钟，并且更优选该成像速度为大于等于100张/分钟。最大成像速度越高越好。
另外，在记录头固定的状态下，使记录介质朝向该记录头喷射打印用液体的这一侧面，通过单向传送记录介质以用本发明的喷墨记录装置进行成像，这种情况下优选的是，该记录介质在正交于该记录介质的传送方向的方向上的宽度，与所述记录头在正交于该记录介质的传送方向的方向上的宽度基本相同(采用所谓的固定型记录头的情况)。
进一步而言，从实现更高的图像品质的角度来看，优选的是从记录头喷射出的每个液滴的量(滴量)为小于等于120pl(pl：10-12升)，更优选所述滴量为小于等于5pl。滴量越小越优选。但是，从实用的角度而言，优选滴量为大于等于1pl。
但是，最大成像速度的提高、固定式记录头的采用以及液滴尺寸的减小中的任一项都会引起单位时间内挥发的挥发性有机化合物的量的增加。但是，在本发明的喷墨记录装置中，由于设置了使用上述光催化剂的挥发性有机化合物分解单元，因此可以高效地分解大量的挥发性有机化合物，由此，在连续进行成像时，也可以抑制空间中(例如设置所述喷墨记录装置的房间中)挥发性有机化合物浓度的增加。
打印用液体
作为本发明的喷墨记录装置使用的打印用液体，除了包含如颜料和染料等着色剂的油墨之外，如果必要，还可以使用用于加速该油墨中着色剂絮凝的不包含着色剂的无色或浅色液体(处理液)。
对于所述打印用液体，除了水和着色剂(在使用油墨的情况下)之外，还可以包含水溶性有机溶剂，必要时还可进一步加入各种添加剂。例如，为加速着色剂的絮凝，可以利用与该着色剂反应并使之絮凝的多价金属盐。
除了上述物质之外，为了通过用光照射所述打印用液体来加速油墨的固化，还可以将光聚合性化合物加入所述油墨，或者将光聚合引发剂加入所述油墨和/或处理液。
下面将说明打印用液体中包含的各种组分，即，所述的光聚合性化合物、光聚合引发剂、多价金属离子、着色剂及其他组分。
光聚合性化合物
作为光聚合性化合物的实例，可以举出公知的以下光聚合性化合物，例如环氧(甲基)丙烯酸酯类、聚酯(甲基)丙烯酸酯类、聚碳酸酯(甲基)丙烯酸酯类、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯类、聚醚多元醇(甲基)丙烯酸酯类、聚丁二烯(甲基)丙烯酸酯类、硅(甲基)丙烯酸酯类、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯类、单官能团的(甲基)丙烯酸酯类、多官能团的(甲基)丙烯酸酯类、(甲基)丙烯酰胺、1，2-二取代乙烯化合物、乙烯基醚类、α-甲基苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基单体羧酸酯类以及如丙烯腈等带有氰基和氮原子的乙烯基单体。
光聚合引发剂
作为所述光聚合引发剂的实例，可以举出公知的以下光聚合引发剂，例如，苯偶姻醚类化合物、苯乙酮类化合物、二苯甲酮类化合物、噻吨酮类化合物以及酰基氧化膦类化合物。具体地说，可以举出例如苯偶姻异丙基醚、1，1-二氯苯乙酮、4，4′-二氯二苯甲酮、3，3′，4，4′-四(叔丁基过氧羰基)二苯甲酮、2-氯噻吨酮以及双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦。
多价金属离子
在使用两种或更多种打印用液体的情况下，可以在至少一种打印用液体中加入多价金属离子，并在其他打印用液体中加入可以和该多价金属离子反应而发生絮凝的着色剂，这样就可以避免色间洇纸(intercolorbleeding)。任何已知的二价或更高价的金属离子都可以使用，而没有特别限制。多价金属离子的例子包括镁、钙、钡、铜、钴、镍、锌、铁、铝、钛、镧、钕、钇、镨、钐、铅以及铟。这些多价金属离子可以以盐化合物的形式加入到打印用液体中。
所述盐化合物的例子包括磷酸盐、硫酸盐和醋酸盐。为了抑制打印用液体中出现的沉淀现象，优选该盐化合物的溶解度高于10。当该溶解度为10或小于10时，记录头的喷嘴可能会阻塞，或者油墨的长期稳定性可能会恶化。
作为多价金属离子，在上述的例子中特别优选镁。与其他金属离子相比，使用镁时，诸如所述的记录头喷嘴处的阻塞等问题出现的可能性较小，并且可以实施更稳定的打印。
并且，优选打印用液体中所述多价金属离子的浓度为大于等于100ppm，更优选为大于等于500ppm。当打印用液体中的多价金属离子的浓度低于100ppm时，可能无法充分获得通过使用多价金属离子带来的耐水性以及在改善色间洇纸的效果，或者还可能会导致图像浓度的变低。
着色剂
当打印用液体用作油墨时，可以向该打印用液体中加入已知的着色剂(颜料、染料)。作为加入打印用液体中的着色剂，优选使用自分散性颜料，或者是与聚合物分散剂一起使用的颜料。
作为所述的染料，既可以使用水溶性染料也可以使用分散性染料。水溶性染料的具体例子包括C.I.(染料索引)直接黑-2、-4、-9、-11、-17、-19、-22、-32、-80、-151、-154、-168、-171、-194、-195；C.I.直接蓝-1、-2、-6、-8、-22、-34、-70、-71、-76、-78、-86、-112、-142、-165、-199、-200、-201、-202、-203、-207、-218、-236、-287和-307；C.I.直接红-1、-2、-4、-8、-9、-11、-13、-15、-20、-28、-31、-33、-37、-39、-51、-59、-62、-63、-73、-75、-80、-81、-83、-87、-90、-94、-95、-99、-101、-110、-189以及-227；C.I.直接黄-1、-2、-4、-8、-11、-12、-26、-27、-28、-33、-34、-41、-44、-48、-58、-86、-87、-88、-132、-135、-142、-144和-173；C.I.食品黑-1和-2；C.I.酸性黑-1、-2、-7、-16、-24、-26、-28、-31、-48、-52、-63、107、-112、-118、-119、-121、-156、-172、-194和-208；C.I.酸性蓝-1、-7、-9、-15、-22、-23、-27、-29、-40、-43、-55、-59、-62、-78、-80、-81、-83、-90、-102、-104、-111、-185、-249和-254；C.I.酸性红-1、-4、-8、-13、-14、-15、-18、-21、-26、-35、-37、-52、-110、-144、-180、-249、-257和-289；以及C.I.酸性黄-1、-3、-4、-7、-11、-12、-13、-14、-18、-19、-23、-25、-34、-38、-41、-42、-44、-53、-55、-61、-71、-76、-78、-79和-122。
分散性染料的具体例子包括C.I.分散黄-3、-5、-7、-8、-42、-54、-64、-79、-82、-83、-93、-100、-119、-122、-126、-160和-184:1、-186、-198、-204和-224；C.I.分散橙-13、-29、-31:1、-33、-49、-54、-66、-73、-119和-163；C.I.分散红-1、-4、-11、-17、-19、-54、-60、-72、-73、-86、-92、-93、-126、-127、-135、-145、-154、-164、-167:1、-177、-181、-207、-239、-240、-258、-278、-283、-311、-343、-348、-356和-362；C.I.分散紫-33；C.I.分散蓝-14、-26、-56、-60、-73、-87、-128、-143、-154、-165、-165:1、-176、-183、-185、-201、-214、-224、-257、-287、-354、-365和-368；以及C.I.分散绿-6:1和-9。
此外，也可以使用颜料。黑色颜料的具体例子包括：RAVEN 7000、RAVEN 5750、RAVEN 5250、RAVEN 5000 ULTRA II、RAVEN 3500、RAVEN 2000、RAVEN 1500、RAVEN 1250、RAVEN 1200、RAVEN 1190ULTRA II、RAVEN 1170、RAVEN 1255、RAVEN 1080以及RAVEN1060(由哥伦比亚碳化学品公司(Columbian Carbon Chemicals Company制造)；REGAL 400R、REGAL 330R、REGAL 660R、MOGUL L、BLACKPEARLS L、MONARCH 700、MONARCH 800、MONARCH 880、MONARCH 900、MONARCH 1000、MONARCH 1100、MONARCH 1300以及MONARCH 1400(Cabot公司制造)；Color Black FWl、Color BlackFW2、Color Black FW2V、Color Black 18、Color Black FW200、Color BlackS150、Color Black S160、Color Black S170、PRINTEX 35、PRINTEX U、PRINTEX V、PRINTEX 140U、PRINTEX 140V、Special Black 6、SpecialBlack 5、Special Black 4A以及Special Black 4(Degussa公司制造)；以及No.25、No.33、No.40、No.47、No.52、No.900、No.2300、MCF-88、MA600、MA 7、MA 8以及MA 100(三菱化学公司制造)。但是，黑色颜料并不限于这些例子。
此外，作为自分散性颜料(可以在水中自行分散的颜料)，除了由对上述颜料进行表面处理后得到的颜料之外，还可以使用市售的自分散性颜料，例如CAB-O-JET-200、CAB-O-JET-300、IJX-253、IJX-266、IJX-444、IJX-273以及IJX-55(由Cabot公司制造)；Microjet Black CW-1、CW-2(由Orient Chemical Industries，Ltd.制造)；以及由日本触媒公司出售的自分散性颜料。
作为青色油墨的颜料的例子，可以举出C.I.颜料蓝-1、-2、-3、-15、-15:1、-15:2、-15:3、-15:4、-16、-22、-60等。但是，青色油墨颜料并不限于这些颜料。
作为品红油墨的颜料的例子，可以举出C.I.颜料红-5、-7、-12、-48、-48:1、-57、-112、-122、-123、-146、-168、-184、-202等。但是，品红油墨的颜料并不限于这些颜料。
作为黄色油墨的颜料的例子，可以举出C.I.颜料黄-1、-2、-3、-12、-13、-14、-16、-17、-73、-74、-75、-83、-93、-95、-97、-98、-114、-128、-129、-138、-151、-154等。但是黄色油墨的颜料并不限于这些颜料。
此外，作为各种颜色的着色剂，还可以使用其中由树脂包封着色剂的所谓胶囊式染料/颜料。
为了获得良好的图像，特别优选组合使用下列油墨：使用带有阴离子染料或阴离子表面基团的炭黑作为着色剂的黑色油墨，以及含有总浓度大于等于500ppm的多价金属离子的彩色油墨。这种情况下，通过将黑色油墨和彩色油墨一起用于黑色油墨图像部分，从而提高了图像浓度，并且抑制了黑色图像与彩色图像的相邻部分的色间洇纸，从而提高了图像质量。
水溶性有机溶剂
除了上述的组分，打印用液体还包含水作为溶剂，并且还可包含水溶性有机溶剂。在打印用液体中加入了水溶性有机溶剂的情况下，油墨和处理液的水分保持性和油墨中着色剂的溶解性变得更优良，而且可防止阻塞，还可保持从记录头喷射打印用液体时的喷射稳定性。此外，从打印用液体的长期保存性的角度而言，还可以防止着色剂和处理液中包含的处理剂发生絮凝/沉淀。
作为水溶性有机溶剂的具体例子，可以举出多元醇，例如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丁二醇、三乙二醇、1，5-戊二醇、1，2，6-己三醇和丙三醇等。
作为二醇醚的例子，可以举出多元醇衍生物，例如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇单丁醚以及双甘油的环氧乙烷加成物。
作为含氮溶剂的例子，可以举出吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、环己烷吡咯烷酮、三乙醇胺等。
作为含硫溶剂的例子，可以举出硫代二乙醇、硫代双甘油、环丁砜以及二甲基亚砜。此外，也可以同时使用如碳酸异丙烯酯或碳酸亚乙酯等溶剂。还可以使用醇类，如乙醇、异丙基醇、丁醇和苯甲醇。水溶性有机溶剂的含量为1～60质量份，优选5～40质量份。
表面活性剂
此外，打印用液体中可以加入表面活性剂。作为表面活性剂，可以使用分子内具有亲水部分和疏水部分结构的化合物，并且可以使用阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂以及非离子型表面活性剂中的任何一种。
作为所述阴离子表面活性剂，可以使用如下物质：烷基苯磺酸盐、烷基苯基磺酸盐、烷基苯基萘磺酸盐、高级脂肪酸盐、高级脂肪酸酯的硫酸酯盐、高级脂肪酸酯的磺酸盐、高级醇醚的硫酸酯盐和磺酸盐、高级烷基磺基琥珀酸盐、高级烷基磷酸酯盐、高级醇的环氧乙烷加成物的磷酸酯盐等。还可以有效地使用例如十二烷基苯磺酸盐、异丙基萘磺酸盐、单丁基苯基苯酚单磺酸盐、单丁基联苯磺酸盐以及二丁基苯基苯酚二磺酸盐。
作为所述非离子型表面活性剂，可以举出聚丙二醇的环氧乙烷加成物、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯月桂基苯基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、脱水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯、脂肪酸烷醇酰胺、乙炔二醇、乙炔二醇的氧乙烯加成物、脂肪族链烷醇酰胺、甘油酯、脱水山梨醇酯等等。
作为阳离子表面活性剂，可以举出四烷基铵盐、烷基胺盐、苯甲烷铵盐、烷基吡啶鎓盐、咪唑鎓盐等。例如，可以举出二羟乙基硬脂酰胺，2-十七碳烯基-羟乙基咪唑啉、月桂基二甲基苯甲基氯化铵、十六烷基氯化吡啶鎓以及硬脂酰胺、甲基氯化吡啶鎓。
另外，还可以使用硅表面活性剂，例如聚硅氧烷的氧乙烯加成物；全氟烷基羧酸盐、全氟烷基磺酸盐；氟表面活性剂，例如氧乙烯全氟烷基醚；生物表面活性剂，例如针胞子酸、鼠李糖脂以及溶血卵磷脂。
打印用液体中加入的表面活性剂的量优选为小于10质量份。当添加量大于等于10质量份时，打印用液体的光学浓度和储存稳定性可能会变得较差。
其它添加剂
为了控制性能，如提高打印用液体的喷射性能，可以使用以下物质：聚乙烯亚胺、聚胺、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、乙基纤维素、诸如羧甲基纤维素等纤维素衍生物、多糖以及它们的衍生物、其它水溶性聚合物、诸如丙烯酸聚合物乳液和聚氨酯乳液等聚合物乳液、环糊精、大环胺、树状聚合物、冠醚、脲及其衍生物以及乙酰胺。
进一步地，为了控制导电性和pH值，可以使用碱金属化合物，如氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化锂；以及含氮化合物，例如氢氧化铵、三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺以及2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
此外，在需要的情况下，打印用液体中还可以加入抗氧剂、防真菌剂、粘度调节剂、导电剂以及紫外线吸收剂。
构成上述打印用液体的各个组分之中，相当于挥发性有机化合物的主要成分之一是低分子量的有机化合物，如水溶性有机溶剂。除此之外，当使用具有一定的分子量分布的有机化合物例如光聚合性化合物时，其低分子量组分同样相当于挥发性有机化合物。
对于本发明中所使用的打印用液体，优选使用的水溶性有机溶剂具有以下蒸气压：其在20℃时的蒸气压为小于等于6.67×10-2kPa(0.5mmHg)(下文中称作低挥发性有机溶剂)，更优选该蒸气压为小于等于1.33×10-2kPa(0.1mmHg)。在包含于打印用液体中的水溶性有机溶剂的所述蒸气压大于6.67×10-2kPa(0.5mmHg)时，该水溶性有机溶剂在成像过程中的挥发速度和扩散速度较高。因此，水溶性有机溶剂可能会得不到充分的分解。
相应地，当水溶性有机溶剂用于打印用液体中时，优选该低挥发性有机溶剂的含量相对于所有水溶性有机溶剂的总重为大于等于70重量％，更优选该含量为大于等于90重量％，最优选该含量为100重量％。
实施例
尽管下面将参照实施例阐述本发明，但是本发明并不限于这些实施例。
实施例1
喷墨记录装置
作为喷墨记录装置，使用了试生产的喷墨记录装置，其主要部件结构如图1所示。
装配到该喷墨记录装置中的油墨固化用光源为紫外线光源(UV-LED，波长为380±5nm，870mW)，并且它发出的光不仅可以照射到在装置中传送的记录介质，而且可以照射到与通风口相连的过滤器。
而且，用光催化剂涂覆设置在通风口的50mm×100mm过滤器(筛目的平均尺寸约为50μm)。
光催化剂(载体)
作为光催化剂，使用了紫外光响应性光催化剂，即平均初级粒径为8nm的二氧化钛(锐钛矿晶型)。
将该过滤器浸入分散有光催化剂(3重量％)的水溶液之中进行过滤器的涂覆。
打印用液体
作为打印用液体，仅使用了由下列组分组成的黑色油墨。
炭黑：10重量％
分散剂(聚酯酸酰胺胺盐(polyesterate amideamine salt))：5重量％
2-羟基-3-苯氧丙基丙烯酸酯：15重量％
聚氨酯丙烯酸盐：5重量％
丙二醇单甲氧基乙酸酯(20℃时的蒸气压：0.5kPa(3.75mmHg))：35重量％
丙烯酸丁酯(20℃时的蒸气压：0.44kPa(3.30mmHg))：10重量％
甲乙酮(20℃时的蒸气压：10.5kPa(78.8mmHg))：15重量％
光聚合引发剂(2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮)：5重量％
评估
将该喷墨记录装置设于测试室(容积：50m3，温度：24℃，湿度：52％)中，该测试室预先已充分通风，而且其中的空调已关闭，门也已关闭。测试开始前，用GC-MS(气相色谱—质谱仪)测量由捕集剂采集的室内的空气时，该测试室中的挥发性有机化合物的浓度不大于检出极限值(1ng/m3)。
接着，在记录头的黑色油墨罐中填装上述打印用液体，将A4尺寸(210×297mm)的纸(P纸，由富士施乐社生产)用作记录纸，并以每分钟10张的速度连续两小时打印黑色字符图像。
测试完成后，再次对测试室内的挥发性有机化合物的浓度进行测定，结果为0.07mg/m3。
对比例1
使用与实施例1的装置相类似的喷墨记录装置，进行与实施例1中的测试相似的测试，所用装置的不同之处在于没有用光催化剂涂覆过滤器。在测试前，测试室内的挥发性有机化合物的浓度不大于检出极限值(1ng/m3)。
测试完成后，再次测量测试室内挥发性有机化合物的浓度，结果为7.2mg/m3。从测试结果发现，该挥发性有机化合物的浓度比实施例1的测试结果大100倍。
实施例2
喷墨记录装置
作为喷墨记录装置，使用了试生产的喷墨记录装置(该装置安装有壳体)，其主要部件的结构如图2所示。
该壳体截面呈矩形，并使用了透明树脂板材(聚碳酸酯)，其中的开口部的尺寸为380mm×100mm，长度为500mm。进一步地，用光催化剂喷涂该透明壳体的内表面。
光催化剂(载体)
作为光催化剂，使用可见光响应性光催化剂，即粒径为7nm的二氧化钛(氮掺杂型锐钛矿微晶体，通过在氨气/氩气气氛中加热得到)。
使用分散有光催化剂(1重量％)的水溶液，充分喷涂透明壳体的整个内表面，以此进行透明壳体内表面的涂覆，之后再使该壳体的整个内表面干燥。
打印用液体
作为打印用液体，使用以下4色油墨。
黑色油墨
炭黑(自分散型颜料)：5重量％
二乙二醇(20℃时的蒸气压：1×10-4kPa(7.5×10-4mmHg))：15重量％
氧乙烯烷基醚：0.3重量％
水：79.7重量％
青色油墨
直接蓝199:3重量％
二乙二醇单丁醚(20℃的蒸气压：3×10-3kPa(2.25×10-2mmHg))：5重量％
甘油(20℃时的蒸气压：7×10-7kPa(5.25×10-6mmHg))：10重量％
环丁砜(20℃时的蒸气压：6×10-4kPa(4.5×10-3mmHg))：10重量％
氧乙烯-氧丙烯嵌段共聚物：0.2重量％
水：71.8重量％
品红色油墨
直接红75:2重量％
二乙二醇单丁醚(20℃的蒸气压：3×10-3kPa(2.25×10-2mmHg))：5重量％
甘油(20℃时的蒸气压：7×10-7kPa(5.25×10-6mmHg))：10重量％
环丁砜(20℃时的蒸气压：6×10-4kPa(4.5×10-3mmHg))：10重量％
氧乙烯-氧丙烯嵌段共聚物：0.2重量％
水：72.8重量％
黄色油墨
直接黄132:3重量％
二乙二醇单丁醚(20℃的蒸气压：3×10-3kPa(2.25×10-2mmHg))：5重量％
甘油(20℃时的蒸气压：7×10-7kPa(5.25×10-6mmHg))：10重量％
环丁砜(20℃时的蒸气压：6×10-4kPa(4.5×10-3mmHg))：10重量％
氧乙烯-氧丙烯嵌段共聚物：0.2重量％
水：71.8重量％
评估
在测试室(容积：50m3，温度：23℃，湿度：48％，并在天花板设置20盏40瓦的荧光灯)中，将该喷墨记录装置设置于荧光灯正下方约1米的位置，该测试室预先已充分通风，而且其中的空调已关闭，门也已关闭。测试前，按照与实施例1中相同的方式测量该测试室内的挥发性有机化合物的浓度，测试前的挥发性有机化合物浓度不大于检出极限值(1ng/m3)
接着，将上述的四种打印用液体填装到记录头的四色油墨罐中，使用A4尺寸(210×297mm)的纸(P纸，由富士施乐社生产)作为记录纸，以每分钟6张的速度连续2小时打印全色图像。测试过程中，为了活化所述光催化剂，点亮测试室内的所有荧光灯。
测试完成后，再次检测该测试室内的挥发性有机化合物的浓度，结果为不大于检出极限值(1ng/m3)。
对比例2
使用与实施例2中的装置相似的喷墨记录装置，进行与实施例2中的测试相似的测试，不同之处在于没有用光催化剂涂覆壳体的内表面。在测试前，测试室内的挥发性有机化合物的浓度不大于检出极限值(1ng/m3)。
测试完成后，再次检测该测试室内的挥发性有机化合物的浓度，测试结果为0.1mg/m3。
如上所述，本发明可以提供一种喷墨记录装置，该装置可以分解伴随着成像而产生的挥发性有机化合物组分，从而可抑制在设置该喷墨记录装置的空间中的挥发性有机化合物的浓度。

Claims (10)

1.一种喷墨记录装置，所述装置包括记录头，并且通过从该记录头将含有挥发性有机化合物(VOC)的打印用液体喷射到记录介质上来成像，
其中，所述喷墨记录装置具有用于分解该挥发性有机化合物的挥发性有机化合物分解单元。
2.如权利要求1所述的喷墨记录装置，其中，所述挥发性有机化合物分解单元包含催化剂。
3.如权利要求2所述的喷墨记录装置，其中，所述催化剂为光催化剂。
4.如权利要求3所述的喷墨记录装置，其中，所述光催化剂通过无机材料被树脂材料负载。
5.如权利要求3所述的喷墨记录装置，该装置包括外壳和通风口，所述外壳的内部通过该通风口通风，并且所述通风口具有过滤器，
其中，所述过滤器涂覆有所述光催化剂。
6.如权利要求3所述的喷墨记录装置，该装置包括：外壳，该外壳具有从其中排出记录介质的出纸口；以及出纸托盘，该出纸托盘上储放有从所述出纸口排出的记录介质，
其中，所述外壳的外表面与所述出纸托盘的表面中的至少一个表面涂覆有所述光催化剂。
7.如权利要求3所述的喷墨记录装置，该装置包括：外壳，该外壳具有从其中排出记录介质的出纸口；以及出纸托盘，该出纸托盘上储放有从所述出纸口排出的记录介质，
其中，在所述外壳与出纸托盘之间设置了透明的壳体，且所述的壳体的一个开口部与所述出纸口相连，另一开口部与所述出纸托盘相连；并且
所述透明壳体的内表面涂覆有所述光催化剂。
8.如权利要求3所述的喷墨记录装置，所述装置包括用于活化所述光催化剂的光催化剂活化用光源。
9.如权利要求8所述的喷墨记录装置，在所述装置中，所述打印用液体含有通过光照射而得以固化的光固化性组分，并且所述装置包括油墨固化用光源，该光源以用于固化所述光固化性组分的光来照射施用了所述打印用液体的记录介质的表面，
其中，所述油墨固化用光源也用作所述光催化剂活化用光源。
10.如权利要求1所述的喷墨记录装置，其中，所述打印用液体含有光聚合性化合物。
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