專利名稱：油墨、記錄方法、記錄單元、油墨盒及記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴墨用油墨、采用該油墨的記錄方法、記錄單元、油墨盒及記錄裝置，更詳細(xì)地說，該油墨是對(duì)噴出孔部不產(chǎn)生堵塞或色料的析出，在具有油墨接受層的涂層紙等上打印的圖像，在高溫高濕條件下即使長(zhǎng)期放置，油墨也不滲潤(rùn)、不損傷打印質(zhì)量的噴墨用油墨，采用該油墨的記錄方法、記錄單元、油墨盒及記錄裝置。
背景技術(shù)：
噴墨記錄方法，是使油墨的小滴飛翔，在紙等記錄介質(zhì)上附著油墨進(jìn)行記錄的方法。該記錄方法中使用的油墨，當(dāng)然要求其具有噴墨穩(wěn)定性優(yōu)良的性能，保存穩(wěn)定性高，在噴出孔部不發(fā)生堵塞或色料的析出等，適于噴墨記錄裝置的性能。
從前，作為噴墨記錄用油墨采用水系油墨時(shí)，因從記錄頭蒸發(fā)油墨的水分，故往往引起噴嘴發(fā)生堵塞等問題。為了解決該問題，提高即使在油墨的水分蒸發(fā)后水溶性色料的溶解性，在油墨中，已知采用具有一定量以上的色料溶解性能高的水溶性有機(jī)溶劑及保濕性能優(yōu)良的尿素及尿素衍生物作為溶解助劑是有效的(參見特開平6-025573號(hào)公報(bào)、特開平8-120204號(hào)公報(bào)及特開平9-095637號(hào)公報(bào))。
但是，采用色料溶解性能高的水溶性有機(jī)溶劑及保濕性能優(yōu)良的尿素及尿素衍生物等，在紙等基材上形成有含顏料與粘合劑的油墨接收層的所謂涂層紙上，用噴墨法記錄的圖像，在某種環(huán)境下，特別是在高溫多濕條件下當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間放置時(shí)，產(chǎn)生油墨的滲潤(rùn)(下面稱作高溫高濕滲潤(rùn))，導(dǎo)致打印質(zhì)量降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，特別是水溶性色料的分子量愈小(例如，游離酸形式時(shí)的分子量在600以下)，該現(xiàn)象愈顯著，采用分子量小的水溶性色料的油墨，油墨中色料溶解性能高的水溶性有機(jī)溶劑及保濕性能優(yōu)良的尿素及尿素衍生物等的含量愈多，高溫高濕滲潤(rùn)有愈容易發(fā)生的傾向。
因此，作為該高溫高濕滲潤(rùn)現(xiàn)象的抑制方法，考慮到原因物質(zhì)，可以推測(cè)在油墨中把色料溶解性能高的水溶性有機(jī)溶劑及保濕性能優(yōu)良的尿素及尿素衍生物等的含量降低是有效的。但是，當(dāng)油墨中把色料溶解性能高的水溶性有機(jī)溶劑及保濕性能優(yōu)良的尿素及尿素衍生物等的含量控制在某一定量以下時(shí)，所述噴出孔部產(chǎn)生堵塞及色料析出的問題。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種油墨，是在采用游離酸形式時(shí)的分子量在600以下的水溶性色料的噴墨用油墨中，滿足作為噴墨記錄用油墨所要求的性能，不發(fā)生所述噴出孔部的堵塞及色料的析出，在具有油墨接收層的涂層紙上打印的圖像，即使在高溫多濕條件下長(zhǎng)時(shí)間放置，油墨的滲潤(rùn)不損傷打印質(zhì)量的油墨。
本發(fā)明另一目的是提供一種使用該油墨的噴墨記錄方法、記錄單元、油墨盒及記錄裝置。
通過下述本發(fā)明可以達(dá)到所述目的。即，本發(fā)明的油墨，其特征在于，在含水、游離酸形式時(shí)的分子量值在600以下的水溶性色料、至少2種水溶性有機(jī)溶劑、以及尿素或尿素衍生物的噴墨用油墨中，滿足以下(1)、(2)及(3)的條件。
(1)至少2種水溶性有機(jī)溶劑，在25℃的蒸氣壓比水低。
(2)滿足所述(1)條件的水溶性有機(jī)溶劑，其中含有水溶性有機(jī)溶劑A和水溶性有機(jī)溶劑B當(dāng)該水溶性色料在各水溶性有機(jī)溶劑中的溶解度與該水溶性色料在水中的溶解度相比時(shí)，具有比對(duì)水溶解度高的溶解度的水溶性有機(jī)溶劑A，與具有對(duì)水溶解度低的或同樣的溶解度的水溶性有機(jī)溶劑B。
(3)在所述水溶性有機(jī)溶劑A中的該水溶性色料的溶解度，與在所述水溶性有機(jī)溶劑B中的該水溶性色料的溶解度的溶解度差在10％以上。
另外，本發(fā)明的記錄方法，其特征在于，具有根據(jù)記錄信號(hào)，從噴嘴噴出所述油墨液滴的工序。
還有，本發(fā)明的記錄單元，其特征在于，設(shè)置有容納所述油墨的油墨容納部以及用于噴出該油墨液滴的頭部。
本發(fā)明的墨盒，其特征在于，設(shè)置有容納所述油墨的油墨容納部。
還有，本發(fā)明的記錄裝置，其特征在于，該裝置具有記錄單元，該記錄單元具有容納所述油墨的油墨容納部以及用于噴出該油墨液滴的頭部。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方案中記錄裝置的斜體圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施方案中記錄裝置結(jié)構(gòu)部的斜體圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施方案中記錄裝置的剖面圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施方案中使用的頭盒(head cartridge)中表示裝備油墨槽的狀態(tài)的斜體圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施方案中使用的頭盒的分解立體圖。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方案中使用的頭盒中記錄元件基板的正面圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明人鑒于所述目的，研究發(fā)現(xiàn)在含水、游離酸形式時(shí)的分子量值在600以下的水溶性色料、色料溶解性高的水溶性有機(jī)溶劑、以及尿素或尿素衍生物的油墨中，在對(duì)使用的水溶性有機(jī)溶劑進(jìn)行種種探討的過程中，通過采用滿足下列條件的至少2種以上的水溶性有機(jī)溶劑，可以不損傷噴墨特性，有效抑制高溫高濕滲潤(rùn)的發(fā)生，從而完成本發(fā)明。
具體的是，第1，在油墨中含有至少2種在25℃的蒸氣壓比水低的水溶性有機(jī)溶劑。第2，在滿足所述第1條件的水溶性有機(jī)溶劑中，構(gòu)成油墨的水溶性色料的溶解度，當(dāng)以該水溶性色料在水中的溶解度為基準(zhǔn)時(shí)，采用具有比對(duì)水溶解度高的溶解度的水溶性有機(jī)溶劑A，與具有比對(duì)水溶解度低的或同樣的溶解度的水溶性有機(jī)溶劑B。第3，在所述水溶性有機(jī)溶劑A中的該水溶性色料的溶解度，與在所述水溶性有機(jī)溶劑B中的該水溶性色料的溶解度的溶解度差在10％以上。
在本發(fā)明的該油墨中，在噴出孔部不發(fā)生堵塞及色料析出的理由，與原來報(bào)告的同樣，是由于同時(shí)使用可以提高水溶性色料在油墨中溶解性的水溶性有機(jī)溶劑以及保濕性能優(yōu)良的尿素及尿素衍生物所致。根據(jù)本發(fā)明人的研究，特別是針對(duì)色料在噴出孔部容易析出，當(dāng)采用保濕性能優(yōu)良的尿素及尿素衍生物時(shí)，可以得到非常高的色料析出防止效果，防止油墨在噴出孔部的堵塞及析出。
對(duì)于采用所述本發(fā)明中的該油墨所形成的圖像，可以抑制高溫高濕滲潤(rùn)的理由，本發(fā)明人考慮如下。
首先，說明現(xiàn)有油墨中產(chǎn)生高溫高濕滲潤(rùn)的過程。采用構(gòu)成油墨的主成分是水的水性油墨記錄的圖像，從記錄介質(zhì)蒸發(fā)水。水蒸發(fā)后，殘留在記錄介質(zhì)中的油墨成分是蒸氣壓比水低的水溶性有機(jī)溶劑及色料。當(dāng)采用的是記錄介質(zhì)具有油墨接收層的涂層紙時(shí)，如上所述，當(dāng)水蒸發(fā)后的油墨接收層中殘留水溶性有機(jī)溶劑時(shí)，油墨接收層中的色料一部分以溶解在水溶性有機(jī)溶劑中的狀態(tài)存在。這種狀態(tài)的記錄介質(zhì)當(dāng)在高溫多濕的條件下長(zhǎng)時(shí)間放置時(shí)，大氣中的水分進(jìn)入油墨接收層。即，在高溫多濕的條件下長(zhǎng)時(shí)間放置時(shí)，油墨接收層中的水溶性色料供給可以移動(dòng)的介質(zhì)。結(jié)果是，圖像在高溫多濕的條件下長(zhǎng)時(shí)間放置的狀態(tài)下，溶解狀態(tài)的水溶性色料與水分一起移動(dòng)至油墨接收層中，產(chǎn)生記錄圖像的滲潤(rùn)。根據(jù)本發(fā)明人的研究，分子量特別小，例如采用分子量600以下的水溶性色料的油墨，由于色料的分子尺寸小，在油墨接收層中有更容易移動(dòng)的傾向。
本發(fā)明的油墨是含有分子量600以下的水溶性色料的油墨，作為蒸氣壓比水低的水溶性有機(jī)溶劑，以在該水溶性色料的水中溶解度為基準(zhǔn)，含有具有比在水中高的該水溶性色料的溶解度的水溶性有機(jī)溶劑A及具有比在水中低的該水溶性色料的溶解度的水溶性有機(jī)溶劑B。
在采用具有所述構(gòu)成的本發(fā)明油墨記錄的圖像中，保存時(shí)水蒸發(fā)后，在油墨接收層中，對(duì)油墨中用作色料的水溶性色料的溶解度各不相同的所述水溶性有機(jī)溶劑A及水溶性有機(jī)溶劑B發(fā)生殘留。因此，采用本發(fā)明油墨形成圖像后，當(dāng)圖像在高溫多濕的條件下長(zhǎng)時(shí)間放置時(shí)，油墨接收層中的水溶性色料的溶解狀態(tài)不穩(wěn)定，結(jié)果是油墨接收層中的水溶性色料的移動(dòng)被抑制，記錄圖像的滲潤(rùn)發(fā)生被抑制。
還有，根據(jù)本發(fā)明人的更深入研究，為了更有效抑制圖像的滲潤(rùn)發(fā)生，水溶性有機(jī)溶劑A及水溶性有機(jī)溶劑B分別對(duì)使用的水溶性色料的溶解度差必須達(dá)到10％以上。
下面對(duì)本發(fā)明油墨的構(gòu)成成分分別加以說明。
(水溶性色料)作為本發(fā)明中使用的水溶性色料，只要是游離酸形式時(shí)的分子量值在600以下的水溶性色料的任何一種都可以，例如，可以采用游離酸形式時(shí)的分子量值在600以下的染料。作為染料，既可以是一般使用的公知的染料，也可以是新型的合成染料，但作為具體的染料，可以舉出酸性染料、直接染料、食用染料等。
在本發(fā)明中，該色料在油墨中的含量，對(duì)油墨總質(zhì)量為0.1～15.0質(zhì)量％是優(yōu)選的，0.5～5.0質(zhì)量％是特別優(yōu)選的。
還有，本發(fā)明中該色料既可以單獨(dú)使用，或2種以上混合使用。當(dāng)2種以上色料混合使用時(shí)，所有使用的染料未必全都是游離酸形式時(shí)的分子量值在600以下的染料，在油墨中至少有1種游離酸形式時(shí)的分子量值在600以下的染料即可。游離酸形式時(shí)的分子量值在600以下的染料對(duì)油墨中的全部染料的比例，以質(zhì)量為基準(zhǔn)為5～100％是優(yōu)選的，10～100％是特別優(yōu)選的。
作為構(gòu)成本發(fā)明油墨的水溶性色料優(yōu)選的例子，游離酸形式中可以舉出含有以下列通式(I)表示色料的油墨。即，作為構(gòu)成本發(fā)明油墨的水溶性色料，當(dāng)采用含有以下列通式(I)表示色料的油墨時(shí)，在噴出孔部不發(fā)生堵塞及色料的析出，而且，在具有油墨接收層的涂層紙上打印時(shí)，所得到的圖像即使在高溫多濕條件下長(zhǎng)時(shí)間放置時(shí)，油墨的滲潤(rùn)也不損傷打印質(zhì)量，本發(fā)明的效果更加顯著。
通式(I) (式中，m表示0～2的整數(shù)，n表示0～1的整數(shù)。并且m+n＝1以上的整數(shù))。
在本發(fā)明中，色料也可直接使用游離酸形式(游離酸型)，但在制造時(shí)以鹽型得到的可直接使用，也可轉(zhuǎn)換成所希望的鹽型后使用。還有，在通式(I)中，可以是酸基的一部分變換成鹽型的結(jié)構(gòu)的色料，也可以是鹽型色料與游離酸型色料混合存在的色料。
作為這種鹽型的結(jié)構(gòu)，可以舉出Na、Li、K等堿金屬鹽，由烷基或羥烷基取代的銨鹽，或有機(jī)胺鹽等。作為此時(shí)的有機(jī)胺例子，可以舉出低級(jí)烷基胺、羥基取代的低級(jí)烷基胺、羧基取代的低級(jí)烷基胺及具有碳原子數(shù)2～4的亞烷基胺單位2～10個(gè)的聚胺等。當(dāng)為這些鹽型時(shí)，其種類不限于1種，也可以是數(shù)種混合存在。還有，在本發(fā)明使用的色料結(jié)構(gòu)中，其1分子中含有多個(gè)酸基時(shí)，該多個(gè)酸基是堿基或酸型，互不同也可以。另外，當(dāng)色料為鹽型時(shí)，在油墨中解離為陰離子與相應(yīng)的陽離子而存在。
作為用所述通式(I)表示的色料的具體例子，例如，可以舉出下列結(jié)構(gòu)的色料，然而，本發(fā)明使用的色料又不限于這些。
列示化合物1 列示化合物2 (水溶性有機(jī)溶劑)本發(fā)明中可以使用的水溶性有機(jī)溶劑，只要顯示水溶性，并且滿足所述3個(gè)條件的組合即可，對(duì)種類等未作特別限定，例如，可以使用醇、多元醇、聚乙二醇、乙二醇醚、含氮極性溶劑、含硫極性溶劑等。
在本發(fā)明中，水溶性有機(jī)溶劑A以及水溶性有機(jī)溶劑B與水溶性色料的溶解度差為10％以上，15％以上是特別優(yōu)選的。還有，30％以下是優(yōu)選的。通過調(diào)整在該范圍內(nèi)，可更顯著地得到本發(fā)明的效果。
另外，在本發(fā)明中，水溶性色料的溶解度差為10％以上的水溶性有機(jī)溶劑A以及水溶性有機(jī)溶劑B的合計(jì)量，相對(duì)于油墨中的全部水溶性有機(jī)溶劑為80質(zhì)量％是優(yōu)選的。通過調(diào)整至該比例，除更加有效地抑制所形成圖像的高溫高濕滲潤(rùn)以外，還可以抑制噴出孔部的堵塞及色料的析出。
另外，在本發(fā)明中，水溶性有機(jī)溶劑A與水溶性有機(jī)溶劑B的混合比(水溶性有機(jī)溶劑A∶水溶性有機(jī)溶劑B)，以質(zhì)量為基準(zhǔn)，為4∶1～1∶1是優(yōu)選的，3.5∶1～2.5∶1是特別優(yōu)選的。通過調(diào)整在該范圍內(nèi)，可更顯著地得到本發(fā)明的效果。
另外，本發(fā)明油墨中的全部水溶性有機(jī)溶劑含量，當(dāng)考慮本發(fā)明的效果及油墨的物性、油墨對(duì)記錄紙的有效滲潤(rùn)等時(shí)，以質(zhì)量比為基準(zhǔn)，為整個(gè)油墨的10～35質(zhì)量％范圍是優(yōu)選的，更優(yōu)選15～30質(zhì)量％范圍。
在選擇本發(fā)明油墨中使用的水溶性有機(jī)溶劑時(shí)，可采用下列方法，對(duì)油墨中使用的具體的水溶性色料在各水溶性有機(jī)溶劑中的溶解度預(yù)先進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)該水溶性色料在該水溶性有機(jī)溶劑中的溶解度，確定比該水溶性色料在水中的溶解度高的水溶性有機(jī)溶劑與比水低或同樣的水溶性有機(jī)溶劑。
另外，作為不歸屬于所述水溶性有機(jī)溶劑A及水溶性有機(jī)溶劑B的其他水溶性有機(jī)溶劑，可以舉出25℃的蒸氣壓比水高的甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮及甲乙酮等。
<水溶性有機(jī)溶劑的蒸氣壓>
本發(fā)明中的水溶性有機(jī)溶劑的蒸氣壓，是可以在25℃用常用的方法測(cè)定。另外，即使不實(shí)際測(cè)定，也可以利用各種文獻(xiàn)中記載的值。還有，當(dāng)文獻(xiàn)中未記載25℃的蒸氣壓時(shí)，例如水溶性有機(jī)溶劑在50℃的蒸氣壓，如比25℃的水蒸氣壓低時(shí)，則當(dāng)然可以判斷25℃的水溶性有機(jī)溶劑蒸氣壓比水低。
<水溶性色料的溶解度>
在本發(fā)明中，作為對(duì)象的水溶性色料在各水溶性有機(jī)溶劑中的溶解度按下法進(jìn)行測(cè)定。首先，當(dāng)色料為液體時(shí)，在100ml燒杯中(JISR3503)放入溶解了色料的水溶液50g，放置在60℃、20％RH的恒溫槽中。然后，蒸發(fā)干涸，達(dá)到每3小時(shí)的質(zhì)量變化在0.01g以下的恒重。其次，把得到的固化染料用乳缽研磨成粉末。另外，當(dāng)色料為粉末時(shí)，可直接使用。把這樣得到的染料粉末，放入作為測(cè)定對(duì)象的水或各水溶性有機(jī)溶劑中，使溶解達(dá)到飽和狀態(tài)，再次制成液體。此時(shí)，測(cè)定用于溶解的粉末色料質(zhì)量，用作為對(duì)象的水或各水溶性有機(jī)溶劑及粉末色料總質(zhì)量除，作為溶解度(％)。
在本發(fā)明中，取決于色料的種類，水溶性有機(jī)溶劑A優(yōu)選丙三醇、乙二醇、二甘醇及聚乙二醇，特別優(yōu)選丙三醇、乙二醇。還有，水溶性有機(jī)溶劑B優(yōu)選2-吡咯烷酮及1，5-戊二醇，特別優(yōu)選2-吡咯烷酮。
(尿素，尿素衍生物)在本發(fā)明中，為防止噴出孔部的堵塞及色料的析出，可用尿素或尿素衍生物作為保濕性固體成分，作為油墨成分。作為尿素衍生物，可以舉出乙烯尿素、丙烯尿素、二乙基尿素、硫代尿素等，這些中也可以2種以上同時(shí)使用。在本發(fā)明中，選擇尿素或乙烯尿素是特別優(yōu)選的。在本發(fā)明中，尿素或尿素衍生物在油墨中的含量，考慮高溫高濕滲潤(rùn)的影響，相對(duì)于油墨總量為3～10質(zhì)量％的范圍是優(yōu)選的。
(水)構(gòu)成本發(fā)明中油墨的水含量，相對(duì)于油墨總量為45～85質(zhì)量％的范圍是優(yōu)選的。當(dāng)水比規(guī)定含量少時(shí)，色料的溶解性等變差，油墨的粘度也容易變高。另一方面，當(dāng)比規(guī)定含量多時(shí)，蒸發(fā)成分過多，防止噴出孔部的堵塞及色料的析出得不到滿足。
(表面活性劑，添加劑)在本發(fā)明中，在不影響本發(fā)明效果的范圍內(nèi)，在油墨中可以使用表面活性劑及其他添加劑。作為此時(shí)使用的表面活性劑，可以使用脂肪酸鹽類、高級(jí)醇硫酸酯鹽類、液體脂肪油硫酸酯鹽類、烷基烯丙基磺酸鹽類等陰離子表面活性劑，聚氧化乙烯烷基醚類、聚氧化乙烯烷基酯類、聚氧化乙烯山梨糖醇烷基酯類、乙炔醇、乙炔二醇等非離子性表面活性劑，可以適當(dāng)選擇這些中的1種或2種以上使用。在所述的表面活性劑中，特別是乙炔醇類、乙炔二醇類對(duì)普通紙可以發(fā)揮優(yōu)良的滲透效果，是優(yōu)選的。
其用量，因其他油黑成分添加量而異，但相對(duì)于油墨總量為0.01～5質(zhì)量％左右是優(yōu)選的。此時(shí)，25℃的油墨表面張力為10mN/m(dyn/cm)以上是優(yōu)選的，20mN/m以上是特優(yōu)選的，決定表面活性劑的添加量，使表面張力為60mN/m以下是優(yōu)選的。當(dāng)在噴墨記錄方式中使用時(shí)，通過噴嘴頭部潤(rùn)濕，可有效抑制打印變形(油墨滴彈著點(diǎn)的偏移)等的發(fā)生。
另外，作為其他添加劑，可以例舉出pH調(diào)節(jié)劑、防銹劑、防腐劑、防霉劑、抗氧劑、還原防止劑、蒸發(fā)促進(jìn)劑、螫合劑、水溶性聚合物等。還有，為了得到油墨在噴墨記錄裝置中有良好的噴出特性，調(diào)整使其具有所希望的粘度及pH是優(yōu)選的。
(記錄介質(zhì))具有所述構(gòu)成的本發(fā)明油墨，當(dāng)然可采用通常的記錄介質(zhì)，特別是在表面具有油墨接收層的涂層紙等特殊的記錄介質(zhì)(特殊介質(zhì))，在用于噴墨記錄時(shí)可得到優(yōu)良的結(jié)果。下面對(duì)在本發(fā)明使用的特殊介質(zhì)之一例加以詳細(xì)說明。例如，油墨中的染料或顏料等色料，在記錄介質(zhì)表面形成有的油墨接收層內(nèi)的親水性多孔結(jié)構(gòu)被吸附在形成的微粒上，至少通過該吸附的色料，形成圖像的記錄介質(zhì)。該記錄介質(zhì)，當(dāng)在噴墨記錄方法中使用時(shí)特別合適。即使在這種記錄介質(zhì)中，特別是在支撐體上設(shè)置的油墨接收層中通過形成的空隙吸收油墨的所謂吸收型時(shí)，使用本發(fā)明的油墨可得到優(yōu)良的效果。
該吸收型油墨接收層，以微粒作為主體，并根據(jù)需要作為含有粘合劑及其他添加劑的親水性多空層而構(gòu)成。作為微粒的具體例子，可以舉出硅石、粘土、滑石、碳酸鈣、高嶺土、氧化鋁或氧化鋁水合物等氧化鋁、硅藻土、氧化鈦、水滑石、氧化鋅等無機(jī)顏料或尿素甲醛樹脂、乙烯樹脂、苯乙烯樹脂等有機(jī)顏料，這些可以使用一種以上。
用于形成油墨接收層的粘合劑優(yōu)選的例子，可以舉出水溶性高分子或膠乳。例如，可以使用聚乙烯醇或其改性體、淀粉或其改性體、明膠或其改性體、阿拉伯膠、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素等纖維素衍生物、SBR膠乳、NBR膠乳、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物膠乳、官能基改性聚合物膠乳、乙烯醋酸乙烯共聚物等乙烯類共聚物膠乳、聚乙烯基吡咯烷酮、馬來酸酐或其共聚物、丙烯酸酯共聚物，根據(jù)需要從所述化合物中選擇兩種以上加以組合后使用也可以。
在形成油墨接收層時(shí)，還可以使用其他的添加劑。例如，可根據(jù)需要添加分散劑、增粘劑、pH調(diào)節(jié)劑、潤(rùn)滑劑、流動(dòng)性改性劑、表面活性劑、消泡劑、脫模劑、熒光增白劑、紫外線吸收劑、抗氧劑等。
還有，在使用色料原本為粉末時(shí)，對(duì)目的溶劑使溶解達(dá)到飽和狀態(tài)，用溶劑和粉末色料的總質(zhì)量除以這種溶解使用的粉體色料的質(zhì)量作為溶解度。
(記錄裝置)所述本發(fā)明的油墨適于下述噴墨記錄裝置。下面對(duì)適合的噴墨記錄裝置加以說明。圖1是本實(shí)施方案采用的記錄裝置的斜體圖。而圖2及圖3是用于說明記錄裝置本體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖，圖2是從右上部看的斜體圖，圖3是記錄裝置本體的側(cè)剖面圖。
在本實(shí)施方案的記錄裝置中進(jìn)行給紙時(shí)，首先在包含給紙托盤M2060的給紙部中，僅把規(guī)定張數(shù)的記錄介質(zhì)傳送給由給紙輥M2080和分離輥M2041構(gòu)成的夾鉗部。被傳送的記錄介質(zhì)在夾鉗部分離，僅把最上層的記錄介質(zhì)加以傳送。傳送至用紙傳送部的記錄介質(zhì)，被導(dǎo)向夾送輥夾子M3000及紙導(dǎo)輥擋板M3030，傳送給傳送輥M3060及夾送輥3070的輥對(duì)。傳送輥M3060和夾送輥3070構(gòu)成的輥對(duì)，用LF馬達(dá)E0002驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，通過這種旋轉(zhuǎn)把記錄介質(zhì)傳送至臺(tái)版M3040上。
當(dāng)在滑動(dòng)架部于記錄介質(zhì)上形成圖像時(shí)，把記錄頭H1001(圖4)配置在目的圖像形成位置上，按照來自電基板E0014的信號(hào)，對(duì)記錄介質(zhì)噴出油墨。記錄頭H1001的詳細(xì)結(jié)構(gòu)在下面加以說明，本實(shí)施方案的記錄裝置中具有的結(jié)構(gòu)是用記錄頭H1001進(jìn)行記錄，滑動(dòng)架M4000通過沿列方向進(jìn)行掃描的記錄主掃描和用傳送輥M3060沿行方向?qū)τ涗浗橘|(zhì)進(jìn)行副掃描的交叉反復(fù)進(jìn)行，在記錄介質(zhì)上形成圖像。
最后，形成了圖像的記錄介質(zhì)在排紙部，夾在第一排紙輥M3110和馬刺M3120的夾鉗上加以傳送，排至排紙托盤3160。
另外，為了在清潔部把圖像形成前后的記錄頭H1001加以清洗，在把罩M5010與記錄頭H1001的油墨噴出口緊密接觸的狀態(tài)下，通過泵M5000的作用，從記錄頭H1001抽吸不需要的油墨等。另外，因在罩M5010打開的狀態(tài)下，把殘留在罩M5010上的油墨進(jìn)行抽吸，故不會(huì)產(chǎn)生因油墨的殘留引起的固著及其后的弊端。
(記錄頭的構(gòu)成)對(duì)所述記錄裝置采用的頭盒H1000的結(jié)構(gòu)加以說明。
本實(shí)施方案的頭盒H1000中，具有記錄頭H1001、搭載油墨槽H1900的裝置、以及從油墨槽H1900向記錄頭供給油墨的裝置，形成對(duì)滑動(dòng)架M4000可自由安裝拆卸的結(jié)構(gòu)。
圖4是表示對(duì)本實(shí)施方案采用的頭盒H1000安裝油墨槽H1900的狀態(tài)圖。本實(shí)施方案的記錄裝置是通過藍(lán)色、品紅色、黃色、黑色、紅色、淡藍(lán)色及淡品紅色等七色油墨形成圖像，油墨槽H1900獨(dú)立分裝所述七種顏色。還有，如圖所示，它們對(duì)頭盒H1000可自由安裝拆卸。另外，所述油墨槽H1900的安裝拆卸，在頭盒H1000搭載在滑動(dòng)架M4000的狀態(tài)下進(jìn)行。
圖5示出頭盒H1000的分解斜體圖。在該圖中，頭盒H1000是由第一記錄元件基板H1100及第二記錄元件基板H1101、第一感光板H1200、第二感光板H1400、電配線基板H1300、槽支持器H1500、流路形成構(gòu)件H1600、過濾器H1700、密封橡膠H1800等構(gòu)成。
在本實(shí)施方案中，形成把準(zhǔn)備的七種顏色的油墨槽H1900中的油墨，分配給9列噴嘴組的結(jié)構(gòu)，形成把油墨分配給形成各噴嘴組的第一記錄元件基板H1100及第二記錄元件基板H1101的結(jié)構(gòu)。
所述第一記錄元件基板H1100和第二記錄元件基板H1100為Si基板，在其一個(gè)面上通過光刻技術(shù)形成用于噴墨的多個(gè)記錄元件(噴嘴)。向各記錄元件供電的Al等電配線，通過成膜技術(shù)形成，對(duì)應(yīng)于各個(gè)記錄元件的多個(gè)油墨流路，也通過光刻技術(shù)形成。電配線基板H1300施加電信號(hào)，用于從第一記錄元件基板H1100和第二記錄元件基板H1101上形成的各個(gè)噴嘴噴出油墨，具有對(duì)應(yīng)于第一記錄元件基板H1100和第二記錄元件基板H1101的電配線，以及位于該電配線端部的，從記錄裝置本體接收電信號(hào)的外部信號(hào)輸入端子1301。另外，在第一感光板H1200上向背面開口形成用于供給多個(gè)油墨流路的油墨供給口H1201。
在本實(shí)施方案中，圖6是用于說明第一記錄元件基板H1100和第二記錄元件基板H1101結(jié)構(gòu)的正面放大圖。H2700～H3500分別為對(duì)應(yīng)于不同的或者相同的油墨顏色的噴嘴組，由對(duì)第一記錄元件基板H1100上供給淡藍(lán)色油墨的噴嘴組H3200，供給黑色油墨的噴嘴組H3300，供給紅色油墨的噴嘴組H3400以及供給淡品紅色油墨的噴嘴組H3500的四種顏色噴嘴組構(gòu)成。
在第二記錄元件基板H1101上形成供給藍(lán)色油墨的兩列噴嘴組H2700及3100、供給品紅色油墨的兩列噴嘴組H2800及H3000、供給黃色油墨的噴嘴組H2900的三種顏色的五列噴嘴組，以黃色油墨的噴嘴組H2900為中心，形成兩側(cè)線型對(duì)稱配置品紅色及藍(lán)色的油墨噴嘴組的結(jié)構(gòu)。
各噴嘴組由在記錄介質(zhì)的傳送方向以1200dpi(dot/inch，參考值)的間隔并列的768個(gè)噴嘴構(gòu)成，噴出約2微微升的油墨滴。各噴嘴的噴出口的開口面積設(shè)定約為100平方微米。
因此，藍(lán)色、品紅色及黃色的噴嘴組，相對(duì)于滑動(dòng)架M4000的掃描方向?qū)ΨQ配置，在滑動(dòng)架M4000進(jìn)行雙向打印時(shí)，具有降低色斑等圖像弊端的效果。所謂色斑，主要是對(duì)記錄介質(zhì)彈著油墨的顏色順序不同而引起的發(fā)色性差異所致。如同本實(shí)施方案那樣，以黃色油墨的噴嘴組H2900為中心，品紅色和藍(lán)色的油墨噴嘴組各兩組對(duì)稱構(gòu)成，在打印動(dòng)作往返進(jìn)行時(shí)通過切換所用的噴嘴組，可以使在記錄介質(zhì)上彈著的油墨順序統(tǒng)一。因此，在本實(shí)施方案中，其特征在于可在雙向高速形成高質(zhì)量的圖像。
另外，在利用噴嘴組配置的全部七種顏色中，對(duì)稱配置者是優(yōu)選的，但從引起裝置的大型化、成本上升以及數(shù)據(jù)處理復(fù)雜考慮，在本實(shí)施方案中，特別是在雙向打印時(shí)對(duì)色斑影響大的三色，即僅藍(lán)色、品紅色及黃色的噴嘴組對(duì)稱配置。
還有，本實(shí)施方案的油墨流路H1501在中途分成藍(lán)色油墨用流路和品紅色油墨用流路兩股，形成把從各個(gè)油墨槽供給的油墨分配給兩列的噴嘴組的結(jié)構(gòu)。
另外，作為這里的記錄頭的一個(gè)實(shí)施方案，可以舉出バブルジェツト(泡沫噴射)(注冊(cè)商標(biāo))方式的記錄頭之一例，其根據(jù)電信號(hào)，采用對(duì)油墨生成膜沸騰所產(chǎn)生的熱能的電熱交換體(記錄元件)進(jìn)行記錄。
關(guān)于該代表的結(jié)構(gòu)和原理，例如采用美國(guó)專利第4723129號(hào)說明書、美國(guó)專利第4740796號(hào)說明書中公開的基本原理來進(jìn)行是優(yōu)選的。該方式是所謂按需(on demand)型、連續(xù)型的任何一種均可以采用，特別是采用按需型時(shí)，對(duì)應(yīng)于保持液體(油墨)的片或液體流路配置的電熱變換體，根據(jù)記錄信息，通過施加使超過核沸騰的快速溫度上升的至少一種驅(qū)動(dòng)信號(hào)，電熱變換體上產(chǎn)生熱能，在記錄頭熱作用面上產(chǎn)生膜沸騰，結(jié)果是一對(duì)一地對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的液體(油墨)內(nèi)的氣泡形成是有效的。通過該氣泡形成、收縮，經(jīng)由噴出口，噴出液體(油墨)，形成至少1滴。當(dāng)該驅(qū)動(dòng)信號(hào)為脈沖形狀時(shí)，由于適時(shí)進(jìn)行氣泡形成、收縮，可以達(dá)到響應(yīng)性特別優(yōu)良的液體(油墨)噴出，故是更優(yōu)選的。
還有，作為利用第二力學(xué)能的噴墨記錄裝置的形態(tài)，可以舉出，具有多個(gè)噴嘴的噴嘴形成基板、對(duì)著噴嘴配置的由壓電材料和導(dǎo)電材料構(gòu)成的壓力發(fā)生元件、布滿該壓力發(fā)生元件周圍的油墨，通過施加電壓使壓力發(fā)生元件變位，油墨小液滴從噴嘴噴出的按需噴墨記錄頭。
另外，作為油墨盒，是供給記錄頭油墨的構(gòu)件，例如，是通過軟管供給的油墨的容納構(gòu)件。
另外，作為本發(fā)明使用的噴墨記錄裝置，不限于分別采用所述頭和油墨盒，把它們組合成整體使用也是優(yōu)選的。
另外，不采用油墨吸收體，例如，油墨容納部采用內(nèi)部安裝蜂窩等油墨袋結(jié)構(gòu)也可以。
實(shí)施例下面，通過實(shí)施例及比較例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
首先，為了選擇實(shí)施例及比較例中使用的水溶性有機(jī)溶劑，對(duì)純水及在25℃的蒸氣壓比水低的各種水溶性有機(jī)溶劑，作為油墨的色料使用的下面例示化合物1的溶解度，分別按照先前說明的方法進(jìn)行測(cè)定。所得到的結(jié)果示于表1。在表1中，把其溶解度比對(duì)水的溶解度高的水溶性有機(jī)溶劑A，和其溶解度比對(duì)水溶解度低的或相同的水溶性有機(jī)溶劑B分別示出。
例示化合物1

表1關(guān)于各水溶性有機(jī)溶劑的色料溶解度

如上所述，本發(fā)明的油墨含有兩種以上的水溶性有機(jī)溶劑，是具有關(guān)于水溶性有機(jī)溶劑A的水溶性色料的化合物1的溶解度，以及關(guān)于水溶性有機(jī)溶劑B的水溶性色料的列舉的化合物1的溶解度的溶解度差為10％以上組合。
因此，從所述表1的結(jié)果可知，在實(shí)施例中，作為溶解度高的水溶性有機(jī)溶劑A，可以采用丙三醇、乙二醇、聚乙二醇200、二甘醇，作為溶解度低的或相同的水溶性有機(jī)溶劑B，可以采用三甘醇、2-吡咯烷酮、1，5-戊二醇。作為特別優(yōu)選的水溶性有機(jī)溶劑A，可以舉出丙三醇、乙二醇、聚乙二醇200，作為水溶性有機(jī)溶劑B，可以舉出2-吡咯烷酮、1，5-戊二醇。
實(shí)施例1～8及比較例1～4把表2～1及2～2中記載的各種成分加以混合，充分?jǐn)嚢枞芙夂?，?.20μm過濾器進(jìn)行加壓過濾，分別配制成實(shí)施例1～8及比較例1～4的油墨。另外，表2所示的油墨的成分組成為“質(zhì)量％”。
表2～1實(shí)施例1～8的油墨組成

(*)川研精細(xì)化學(xué)社制表2～2比較例1～4的油墨組成

(*)川研精細(xì)化學(xué)社制<油墨的評(píng)價(jià)>
所述得到的實(shí)施例1～8、以及比較例1～4的各油墨，通過把根據(jù)記錄信號(hào)的熱能賦予油墨，噴出油墨的按需型多元記錄頭的噴墨記錄裝置，即噴墨打印機(jī)Pixus 950i(佳能公司制造)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)噴嘴部的油墨阻塞情況、染料析出性及高溫高濕滲潤(rùn)性，按以下的方法和基準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。采用實(shí)施例1～8、以及比較例1～4的各油墨得到的評(píng)價(jià)結(jié)果匯總在表3。
(1)噴嘴部的油墨阻塞情況、染料析出性在所述打印機(jī)中裝入實(shí)施例及比較例的油墨，進(jìn)行規(guī)定的往返動(dòng)作，打印檢查用的圖案。然后，從噴墨打印機(jī)的本體取出記錄單元。而且，把安裝了油墨槽的記錄頭，在35℃/相對(duì)濕度5～20％RH的環(huán)境下，在裸露的狀態(tài)下放置14天后，于25℃放置24小時(shí)后的記錄頭的噴嘴，用肉眼觀察。然后，在所述打印機(jī)上再度安裝記錄頭進(jìn)行檢查用的圖案打印。按下列基準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
AA在噴嘴上未觀察到染料的析出物，記錄頭放置后能正常打印。
A幾乎未觀察到噴嘴上有染料的析出物，記錄頭放置后也能正常打印。
B噴嘴上觀察到染料的析出物，記錄頭放置后也能正常打印。
C噴嘴上觀察到染料的析出物，為了正常進(jìn)行打印必須數(shù)次反復(fù)進(jìn)行動(dòng)作。
(2)涂層紙打印時(shí)的高溫高濕滲潤(rùn)在所述打印機(jī)上采用實(shí)施例及比較例的油墨，在光紙(PR-101，佳能公司制造)上打印實(shí)心斑中含有空白文字的圖案。把得到的打印物自然干燥2 4小時(shí)，于30℃/相對(duì)濕度80％RH的高溫多濕條件下放置1周。然后，用肉眼觀察打印物空白的文字部分的油墨是否滲潤(rùn)，按下列基準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
AA未滲潤(rùn)。
A稍有滲潤(rùn)。
B有滲潤(rùn)，空白的文字未發(fā)生毀壞。
C有滲潤(rùn)，空白的文字發(fā)生毀壞。
表3評(píng)價(jià)結(jié)果

如上所述，按照本發(fā)明，提供一種在噴出孔部不會(huì)發(fā)生油墨的堵塞及色料的析出，在具有油墨接收層的涂層紙上打印良好，所得到的圖像即使在高溫高濕條件下長(zhǎng)時(shí)間放置也不會(huì)發(fā)生油墨的滲潤(rùn)，不損傷打印質(zhì)量的噴墨記錄用油墨、記錄方法、記錄單元、油墨盒及記錄裝置。
本申請(qǐng)要求2003年8月11日提出的日本國(guó)專利申請(qǐng)第2003-207040的優(yōu)先權(quán)，引用其內(nèi)容，作為本申請(qǐng)的一部分。
權(quán)利要求
1.一種油墨，其特征在于，在含水、游離酸形式時(shí)的分子量值在600以下的水溶性色料、至少2種水溶性有機(jī)溶劑、以及尿素或尿素衍生物的噴墨用油墨中，滿足以下(1)、(2)及(3)的條件(1)所述至少2種水溶性有機(jī)溶劑，在25℃的蒸氣壓比水低；(2)滿足所述(1)條件的水溶性有機(jī)溶劑，其中含有水溶性有機(jī)溶劑A和水溶性有機(jī)溶劑B當(dāng)該水溶性色料在各水溶性有機(jī)溶劑中的溶解度與該水溶性色料在水中的溶解度相比時(shí)，具有比對(duì)水的溶解度高的溶解度的水溶性有機(jī)溶劑A，與具有比對(duì)水溶解度低的或同樣的溶解度的水溶性有機(jī)溶劑B；(3)該水溶性色料在所述水溶性有機(jī)溶劑A中的溶解度，與該水溶性色料在所述水溶性有機(jī)溶劑B中的溶解度的溶解度差在10％以上。
2.按照權(quán)利要求1中記載的油墨，其中，水溶性有機(jī)溶劑A與水溶性有機(jī)溶劑B的合計(jì)量相對(duì)于油墨中全部水溶性有機(jī)溶劑為80質(zhì)量％以上。
3.按照權(quán)利要求1中記載的油墨，其中，水溶性有機(jī)溶劑A與水溶性有機(jī)溶劑B的混合比(水溶性有機(jī)溶劑A水溶性有機(jī)溶劑B)，以質(zhì)量基準(zhǔn)為4∶1～1∶1。
4.按照權(quán)利要求1中記載的油墨，其中，所述水溶性色料是以游離酸形式用下列通式(I)表示通式(I) (式中，m表示0～2的整數(shù)，n表示0～1的整數(shù)，并且m+n為1以上的整數(shù))。
5.一種記錄方法，其特征在于，在具有根據(jù)記錄信號(hào)從噴嘴噴出油墨工序的噴墨記錄方法中，所述油墨為權(quán)利要求1中記載的油墨。
6.一種記錄單元，其特征在于，設(shè)置有容納權(quán)利要求1中記載的油墨的油墨容納部以及用于噴出該油墨液滴的頭部。
7.一種油墨盒，其特征在于，設(shè)置有容納權(quán)利要求1中記載的油墨的油墨容納部。
8.一種記錄裝置，其特征在于，該裝置具有記錄單元，該記錄單元具有容納權(quán)利要求1中記載的油墨的油墨容納部以及用于噴出該油墨液滴的頭部。
全文摘要
本發(fā)明的油墨是含有水、游離酸形式時(shí)的分子量值在600以下的水溶性色料、至少兩種水溶性有機(jī)溶劑、以及尿素或尿素衍生物的噴墨用油墨，其特征在于，(1)所述至少兩種水溶性有機(jī)溶劑在25℃的蒸氣壓比水低；(2)滿足所述(1)條件的水溶性有機(jī)溶劑含有水溶性有機(jī)溶劑A和水溶性有機(jī)溶劑B，即該水溶性色料在各水溶性有機(jī)溶劑中的溶解度，與該水溶性色料在水中的溶解度相比較時(shí)，具有比對(duì)水的溶解度高的水溶性有機(jī)溶劑A，和具有低的或同樣的溶解度的水溶性有機(jī)溶劑B；以及(3)在所述水溶性有機(jī)溶劑A中的該水溶性色料的溶解度和在所述水溶性有機(jī)溶劑B中的該水溶性色料的溶解度的溶解度差在10％以上。
文檔編號(hào)B41M5/00GK1836014SQ2004800229
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2004年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月11日
發(fā)明者菅家剛, 富岡洋, 宅原浩幸, 栃原伸一 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社