專利名稱：油墨、油墨容器、油墨調(diào)節(jié)設(shè)備、噴墨印刷設(shè)備和噴墨印刷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油墨，特別是一種用于噴墨印刷方法的油墨，還涉及噴墨印刷方法。本發(fā)明還涉及油墨容器，一種油墨調(diào)節(jié)設(shè)備(set)，和一種噴墨印刷設(shè)備。本發(fā)明可被應(yīng)用到所有設(shè)備如印刷機，傳真機和復印機上，能印刷到各種印刷介質(zhì)，如紙、織物、皮革、無紡織物和塑料板(如OHP板)上。
噴墨印刷方法已經(jīng)被廣泛地用于印刷機，復印機等等上，因為它具有下面的各種優(yōu)點低噪音，低運行成本，高速印刷，尺寸縮小和多色輸出。每一臺這種類型的印刷機和復印機通常按照下列性能在各種類型的油墨中進行選擇油墨釋放性能，包括油墨固著性，印刷影像的滲色和反射密度的印刷性能，和包括顯色性的印刷質(zhì)量。
順便提一下，眾所周知，可以將那些油墨粗略地分成兩組，即按照各個油墨中含有的著色材料分成染料油墨和顏料油墨。顏料油墨在耐水性、光穩(wěn)定性和提供良好的字符質(zhì)量，如字符的清晰輪廓的能力方面優(yōu)于染料油墨。
含有顏料分散劑的顏料油墨(下文稱含分散劑的顏料油墨)的一個例子公開在，例如日本專利申請公開號179183/1993和53841/1995中。前者披露了一種通過“AB”或“BAB”型嵌段聚合物使顏料分散的顏料油墨，后者披露了通過“ABC”型三嵌段聚合物使顏料分散的另外一種顏料油墨。
此外，人們還知道不需要使用任何分散劑如上述嵌段聚合物來分散顏料的自分散型顏料油墨(下文稱無分散劑的顏料油墨)。例如在國際專利申請?zhí)朩O96/18695和WO96/18696中，公開了顏料油墨，其中分散了親水基團直接結(jié)合到其表面上的炭黑。
在施用任何一種顏料油墨，即含分散劑的顏料油墨或無分散劑的顏料油墨到印刷介質(zhì)上時，油墨中的顏料會附聚到印刷介質(zhì)的表面上并形成圖像點。因此，著色材料即顏料被放到印刷介質(zhì)的表面上。也就是說，油墨中幾乎所有的著色材料要保留在印刷介質(zhì)的表面上。下文中提供這種圖像點的油墨叫作“上載型(top-loading type)”油墨。
另外，為了改進所印刷圖像的色彩特性，本發(fā)明人完成的發(fā)明在于使用了一種所謂的超滲透型油墨，即一種極好地滲透到印刷介質(zhì)里面的油墨。在本發(fā)明中，促進了超滲透型油墨在印刷介質(zhì)厚度方向上的滲透作用，并且使超滲透型油墨分散在印刷介質(zhì)中(參見歐洲專利申請?zhí)朎P583096A，或日本專利申請公開號88048/1994)。
考慮到前面提到的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明人把注意力集中在包括點密度均勻性、點的外形和點的直徑等等在內(nèi)的點形狀上，并已經(jīng)得到下面的發(fā)現(xiàn)。圖7A-7G是在相同的條件下，通過將各種類型的油墨施加到相同的印刷介質(zhì)上得到的圖像點的平面示意圖。
圖7A是用含分散劑的油墨形成的具有直徑RA的圖像點，圖7B是用無分散劑的油墨形成的具有直徑RB的圖像點。直徑RB稍大于RA。遍及各個圖像點，每個圖像點具有統(tǒng)一的密度。另外，在兩個圖像點中不能看到顯著的羽化，因此在相應(yīng)點的外形中不能發(fā)現(xiàn)任何問題。但是關(guān)于圖像點的直徑，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，各個圖像點的直徑稍小于從相應(yīng)墨滴的形狀所預(yù)期的那些直徑。通過顏料油墨形成圖像被認為歸因于顏料附聚到印刷介質(zhì)上。總之，顏料油墨提供密度均勻和具有良好外形的圖像點，但是似乎墨滴不容易擴散到印刷介質(zhì)上。因此，有關(guān)顏料油墨的噴墨記錄工藝，本發(fā)明的發(fā)明人認識到為了使所形成的圖像點具有較大面積系數(shù)(area-factor)，即圖像點覆蓋面積與單位面積的比，應(yīng)該對已知顏料油墨改性。
基于前面提到的認識，為了通過利用超滲透型油墨的技術(shù)使之具有較好的滲透性，發(fā)明人對常規(guī)的顏料油墨進行了改進。實驗結(jié)果是，能觀察到顏料附聚的變化和改變了圖像點的外形。如圖7C和7D所示，各個圖像點的直徑RC和RD大于直徑RA和RB。也就是，RA,RB,RC和RD之間有如下的關(guān)系RA＜RB＜RC＜RD。
但是，如圖7C所示，改性的含分散劑顏料油墨的滲透性好于常規(guī)的含分散劑顏料油墨，提供具有從圖像點的中心向其外側(cè)擴展的羽化部分701的圖像。另外，改性的無分散劑的顏料油墨的滲透性好于常規(guī)的無分散劑的顏料油墨，提供了除羽化部分701外，還具有圍繞芯區(qū)704的圓周區(qū)(模糊區(qū))703的圖像點。在圓周區(qū)703中，油墨中的顏料細顆粒被擴散，而使圓周區(qū)703的密度變得低于芯區(qū)704。也就是，在圖像點中的密度在其圓周區(qū)703和其芯區(qū)704中明顯不同。
根據(jù)圖7C和7D所示的發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明人對兩種進一步改性的顏料油墨所形成的圖像點進行了進一步的實驗，其中一種是含有染料并比常規(guī)的含分散劑油墨有較好滲透性的含分散劑顏料油墨，另一種是含有染料并比常規(guī)的無分散劑顏料油墨有較好滲透性的無分散劑顏料油墨。用各自進一步改性的顏料油墨得到如圖7E和7F所示的圖像點。各個圖像點具有比RA-RD大得多的直徑RE和RF，且RF大于RE。但是，如圖7E所示，油墨點具有圍繞芯區(qū)706的圓周區(qū)705，圓周區(qū)705的密度低于芯區(qū)706的密度，而這在圖7C所示的圖像點中不能觀察到。圓周區(qū)705似乎是由于染料和顏料在印刷介質(zhì)上的分離以及分離染料的擴散而形成的，并且芯區(qū)好像是含有附聚的顏料。因此，圖像點中的密度差別顯著。
此外，如圖7F所示，油墨點具有圓周區(qū)707，其中染料混合和擴散在如圖7D所示的圖像點的圓周區(qū)703中。
除了上述提到的有關(guān)點形狀的問題，本發(fā)明的發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)當印刷介質(zhì)對油墨的吸收力差時，由于顏料在印刷介質(zhì)上嚴重附聚，常規(guī)顏料油墨所得到的圖像在顏料固著方面缺乏均勻性。
另外，在附聚較嚴重的情況下，不僅顏料的非均勻附聚，而且其中無著色材料存在的裂紋，有時可以在圖像點中觀察到。


圖1是用于解釋裂紋的示意圖。從中人們可以看到裂紋的尺寸相對大而且顯著。因此，裂紋使印刷圖像的質(zhì)量變差。除此以外，由于印刷介質(zhì)表面于裂紋處暴露，所以裂紋可以降低圖像點的光密度(O.D.)。因為樹脂層中的材料影響顏料在樹脂上的附聚，所以當將常規(guī)的顏料油墨施加到具有用于接受油墨的外涂層，即樹脂層(如用于投影儀(OHP)的透明膠片等等)的印刷介質(zhì)上時，可以觀察到這種裂紋。特別是，在施加陰離子顏料油墨到具有含陽離子物質(zhì)的樹脂層的印刷元件的情況下，顏料在樹脂層上發(fā)生強烈附聚。
當使用常規(guī)顏料油墨時，有關(guān)引起裂紋的附聚問題是明顯的，但是本發(fā)明的發(fā)明人證實裂紋發(fā)生在用含染料、顏料和用于顏料的分散劑的油墨形成的圖像點中，該油墨公開于由本發(fā)明的申請人所申請的日本專利申請公開No.276837/1990中。
考慮到為了用噴墨印刷方法形成更好質(zhì)量圖像的技術(shù)問題，這些問題是本發(fā)明人仔細研究上述相關(guān)技術(shù)發(fā)現(xiàn)的另外問題，完成了本發(fā)明。
本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠產(chǎn)生具有良好形狀的圖像點的油墨，即適當?shù)財U散在印刷介質(zhì)上且施加到印刷介質(zhì)上的墨滴具有適當直徑的墨點的油墨，該墨點在點中具有均勻密度，在圓周區(qū)中沒有或基本上沒有任何羽化現(xiàn)象，具有良好的外形。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能夠降低由顏料附聚引起的印刷圖像不均勻度和由裂紋引起的印刷圖像質(zhì)量變差的油墨。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能形成具有足夠密度的高質(zhì)量圖像和降低施加到印刷介質(zhì)上的油墨量的噴墨印刷方法。
本發(fā)明的又一目的是提供一種在油墨吸收性差的印刷介質(zhì)上能形成無裂紋或基本上無裂紋的高質(zhì)量圖像的噴墨印刷方法。
本發(fā)明的再一目的是提供一種能在印刷介質(zhì)上穩(wěn)定記錄高質(zhì)量圖像的噴墨記錄設(shè)備。
本發(fā)明的還一目的是提供一種用于能記錄高質(zhì)量圖像的噴墨記錄設(shè)備的墨盒和油墨罐。
按照本發(fā)明的第一方面，提供一種含有陰離子染料和陰離子基團結(jié)合到顏料表面的自分散型顏料的油墨，其中陰離子基團與顏料表面直接結(jié)合或通過原子團結(jié)合，其中按照Bristow方法，油墨具有的Ka值小于1毫升·米-2·毫秒-1/2。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種用于噴墨成像方法的油墨，該油墨通過噴墨噴射方法從孔口噴射，它包括陰離子染料和陰離子基團結(jié)合到顏料表面的自分散型顏料，其中，陰離子基團與顏料表面直接結(jié)合或通過原子團結(jié)合，其中按照Bristow方法，油墨具有的Ka值小于1毫升·米-2·毫秒-1/2。
各個油墨所提供的圖像點的直徑大于用常規(guī)“上載型”顏料油墨，即含有分散劑的顏料油墨和無分散劑顏料油墨形成的那些點的直徑。如圖7G所示，點直徑RG,RA和RB之間有如下的關(guān)系RA＜RB＜RG。按照本發(fā)明的油墨，能在不提高油墨的施用量的情況下，在難于形成高質(zhì)量圖像的某些印刷介質(zhì)上形成具有足夠密度的圖像。另外，當與用具有較強滲透性的改性常規(guī)顏料油墨形成的油墨點相比時，本發(fā)明的圖像點趨于小于直徑RD。但是，本發(fā)明的圖像點具有更均勻的密度和較高的光密度，并且在點的周圍看不到羽化現(xiàn)象。即，如圖7G所示，在本發(fā)明的點中，看不到在圖7D中的模糊區(qū)703、或在圖7E和7F中的芯區(qū)和圓周區(qū)之間的圖像密度不均勻性。
本發(fā)明的油墨得到這些技術(shù)優(yōu)點的原因目前尚不清楚，但是據(jù)認為在本發(fā)明油墨中的染料干擾了自分散型顏料的附聚，該干擾防止自分散型顏料附聚太多，但是允許自分散型顏料的附聚，并且染料和顏料均勻分布，好像染料和顏料連成一體形成圖像點。
因此，關(guān)于點直徑，本發(fā)明油墨提供了比那些用只含顏料的油墨(如圖7A和7B所示)形成的點的直徑大的圖像點；關(guān)于圖像密度，與具有較好滲透作用的油墨(如圖7C和7D所示)相比，由于對在油墨中分散細顆粒，如染料和顏料的限制，本發(fā)明的油墨提供一種具有高度均勻的密度和無模糊區(qū)的圖像點。
無論本發(fā)明的原理怎樣，在含有自分散型顏料和染料的本發(fā)明油墨被用于噴墨印刷的情況下，顏料的附聚變?nèi)?，染料降低顏料的附聚，因此，顏料的附聚形式看起來變成細顆粒。另外，附聚顏料的細顆粒被染料包圍。然后，在所得到的印刷圖像中，消除了由于強顏料附聚作用而產(chǎn)生的不均勻度。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種噴墨印刷方法，它包括下列步驟ⅰ)通過噴墨記錄方法噴射油墨；和ⅱ)將油墨施加到記錄介質(zhì)上，其中油墨含有陰離子染料和陰離子基團結(jié)合到顏料表面的自分散型顏料，陰離子基團與顏料表面直接結(jié)合或通過原子團結(jié)合，和其中按照Bristow方法，油墨具有的Ka值小于1毫升·米-2·毫秒-1/2。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種噴墨印刷方法，它包括下列步驟ⅰ)通過噴墨方法將油墨噴向構(gòu)成記錄介質(zhì)外表面的涂覆層；和ⅱ)在記錄介質(zhì)的外表面上形成圖像，其中油墨含有陰離子染料和陰離子基團結(jié)合到顏料表面的自分散型顏料，陰離子基團與顏料表面直接結(jié)合或通過原子團結(jié)合，和其中按照Bristow方法，油墨具有的Ka值小于1毫升·米-2·毫秒-1/2。
按照本發(fā)明噴墨印刷方法的上述各方面，能形成直徑大于用常規(guī)“上載型”顏料油墨形成的那些圖像點的直徑的圖像點，因此，在不提高施用到印刷介質(zhì)的油墨量的情況下，能夠提高面積系數(shù)并且形成密度高得多的圖像。另外，與本發(fā)明人所研究的改性油墨(即，超滲透型顏料油墨和超滲透型染料油墨)形成的點比較，本發(fā)明的方法提供一種具有極均勻密度的圖像點。因此，可以獲得質(zhì)量高得多的圖像。
此外，按照本發(fā)明噴墨印刷方法的每一方面，即使在油墨吸收性差的印刷介質(zhì)上形成圖像點，在點中也看不到裂紋，并且其密度高。在本發(fā)明中得到這些優(yōu)點的原因目前尚不清楚，但是據(jù)認為在含有自分散型顏料和不含任何分散劑如聚合物的油墨中，顏料的附聚度較弱，而且在本發(fā)明油墨中的染料干擾了自分散型顏料的附聚，因此顏料難于在印刷介質(zhì)上形成較大尺寸的附聚顏料。結(jié)果是，能夠減少裂紋的出現(xiàn)。
按照本發(fā)明的再一方面，提供一種含油墨的油墨罐，其中油墨含有陰離子染料和陰離子基團結(jié)合到顏料表面的自分散型顏料，其中，陰離子基團與顏料表面直接結(jié)合或通過原子團結(jié)合，其中按照Bristow方法，油墨具有的Ka值小于1毫升·米-2·毫秒-1/2。
按照本發(fā)明的又一方面，提供一種油墨調(diào)節(jié)設(shè)備，包括黑色油墨，和至少一種選自黃色油墨、品紅油墨和青色油墨的彩色油墨，其中黑色油墨含有陰離子染料和陰離子基團結(jié)合到炭黑表面的自分散型炭黑，其中，陰離子基團與炭黑表面直接結(jié)合或通過原子團結(jié)合，其中按照Bristow方法，油墨具有的Ka值小于1毫升·米-2·毫秒-1/2。
按照本發(fā)明的還一方面，提供一種噴墨記錄設(shè)備，包括四種油墨容器，每種容器含有一種黑色油墨，黃色油墨、品紅油墨和青色油墨，和通過噴墨噴射方法獨立地噴射各種油墨的裝置，其中黑色油墨含有陰離子染料和陰離子基團結(jié)合到炭黑表面的自分散型炭黑，其中，陰離子基團與炭黑表面直接結(jié)合或通過原子團結(jié)合，其中按照Bristow方法，油墨具有的Ka值小于1毫升·米-2·毫秒-1/2。
按照本發(fā)明的這些方面，由于前面所述的原因可以得到比常規(guī)技術(shù)質(zhì)量高得多的噴墨印刷圖像。
從下面實施方案及其相關(guān)附圖的描述，會更清楚本發(fā)明的上述和其它的目的，效果，特點和優(yōu)點。
圖1是作為本發(fā)明要解決問題之一的使用顏料油墨印刷圖像點的“裂紋”部分的示意圖；圖2是使用本發(fā)明第一實施方案的油墨印刷的部分圖像點的示意圖；圖3是作為本發(fā)明實施方案之一的噴墨印刷設(shè)備的側(cè)面示意圖；圖4是作為本發(fā)明另一實施方案的噴墨印刷機的透視示意圖；圖5是用如圖4所示的印刷機說明印刷操作的示意圖；圖6是作為本發(fā)明又一實施方案的噴墨印刷機的透視示意圖；圖7A-7G是說明當在相同條件下，采用噴墨印刷方法，使用各種油墨在相同印刷介質(zhì)上印刷每個點時，在印刷介質(zhì)上所形成圖像點的示意圖，其中圖7A描繪了上載型含分散劑的顏料油墨的點；
圖7B描繪了上載型無分散劑的顏料油墨的點；圖7C描繪了超滲透型含分散劑的顏料油墨的點；圖7D描繪了超滲透型含分散劑的顏料油墨的點；圖7E描繪了超滲透型染料和含分散劑的顏料油墨的點；圖7F描繪了超滲透型染料和無分散劑的顏料油墨的點；和圖7G描繪了上載型無分散劑的顏料油墨的點；按照本發(fā)明，為了達到本發(fā)明的目的，現(xiàn)在描述一種作為優(yōu)選實施方案之一的油墨。
用于本發(fā)明的一種油墨包括自分散型顏料和陰離子染料，其中一個陰離子基團與顏料表面直接結(jié)合或通過其它原子團結(jié)合，并且按照Bristow方法，油墨具有的Ka值小于1毫升·米-2·毫秒-1/2。
下面將描述這種油墨的更詳細內(nèi)容。
自分散型顏料意思是顏料的特征在于不使用分散劑如水可溶(water-solvable)聚合物而在含水溶液如水、含水有機溶劑或其混合物中保持穩(wěn)定擴散狀態(tài)，其中在含水溶液中顏料顆粒之間不發(fā)生任何附聚作用，而使用噴墨印刷技術(shù)時，這種附聚作用妨礙從油墨噴射裝置的孔口進行正常的油墨噴射。如上述所提到的，這種油墨包括自分散型顏料和陰離子染料，其中陰離子基團與顏料表面直接結(jié)合或通過其它原子團結(jié)合。更具體地講，例如，油墨含有炭黑，至少一個陰離子基團與炭黑直接結(jié)合或通過其它原子團結(jié)合。結(jié)合到炭黑上的陰離子基團可以選自，例如-COOM,-SO3M,-PO3HM,-PO3M2,-SO2NH2,-SO2NHCOR和類似物，其中M是氫原子，堿金屬，銨或有機銨；R是1-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基，取代的或未取代的苯基，取代的或未取代的萘基。如果R是取代的苯基或取代的萘基，取代基可以是1-6個碳原子的直鏈或支鏈烷基或類似基團。
對于上述的“M”，堿金屬為，例如鋰、鈉、鉀或類似物。對于上述的“M”，有機銨為，例如單-，二-，或三-甲基銨，單-，二-，或三-乙基銨，單-，二-，或三-甲醇銨或類似物。
在這些陰離子基團中，尤其優(yōu)選-COOM和-SO3M，因為它們能穩(wěn)定炭黑的分散狀態(tài)。
在上述的各種陰離子基團中，優(yōu)選使用通過其它原子團結(jié)合到炭黑表面上的那些。原子團可以是直鏈或未取代的亞烷基，取代的或未取代的亞苯基，取代的或未取代的亞萘基?？山Y(jié)合到亞苯基或亞萘基上的取代基是1-6個碳原子的直鏈或支鏈烷基或類似基團。
通過另外的原子團結(jié)合到炭黑表面的陰離子基團的具體例子包括-C2H4COOM,-PhSO3M,-PhCOOM等等，其中Ph代表苯基。但是，本發(fā)明不限于這些基團。
用下列的方法，可以制備出直接結(jié)合或通過其它原子團結(jié)合陰離子的上述炭黑。
在炭黑的表面上引入-COONa的方法之一可以是包括用次氯酸鈉氧化處理市場可購買的炭黑的步驟在內(nèi)的方法。
另外，在炭黑的表面上結(jié)合-Ar-COONa基團(其中Ar代表芳基)的方法之一可以是包括以下步驟的方法使NH2-Ar-COONa與亞硝酸反應(yīng)產(chǎn)生重氮鹽，接著結(jié)合到炭黑表面。但是，本發(fā)明不限于這些方法。
優(yōu)選的是，在油墨中，80％或更多的自分散型顏料的直徑為0.05-0.3μm，更優(yōu)選為0.1-0.25μm。在本發(fā)明的實施例中描述了形成這種油墨的方法。
優(yōu)選用于本發(fā)明實施方案的陰離子染料包括眾知的酸性染料，直接染料和活性染料。特別是，更優(yōu)選具有雙偶氮-或三偶氮-結(jié)構(gòu)作為其骨架結(jié)構(gòu)的染料。另外，還優(yōu)選使用兩種或兩種以上具有不同骨架結(jié)構(gòu)的不同染料組合物。除了黑色染料，可使用的另外的染料可以是在預(yù)定層次范圍內(nèi)的青色，品紅和黃色。自分散型炭黑被用作黑色顏料和黑色油墨的著色材料。
本發(fā)明實施方案的油墨不限于這些類型(顏色)的染料和顏料。由于人們希望增加印刷文字和符號的光密度(OD)，所以對于本發(fā)明實施方案的一個優(yōu)選形式來說，本發(fā)明實施方案的油墨可被用作黑色油墨。
作為顏料和染料混合物的著色材料的量基于油墨總量為0.1-15重量％，或優(yōu)選1-10重量％。染料與顏料的比(即，染料/顏料)是5/95-95/5，優(yōu)選10/90-90/10。更優(yōu)選的是，用于具有樹脂涂層的印刷介質(zhì)的染料/顏料比是9/1-4/6，或優(yōu)選范圍為染料占有量盡可能地大于顏料。對于普通紙，優(yōu)選染料/顏料比的范圍是5/95-6/4。
用于上述顏料和染料的溶劑是含水有機溶劑，包括具有1-5個碳原子的烷基醇，如甲醇，乙醇，正-丙醇，異丙醇，正-丁醇，仲-丁醇，叔-丁醇，異丁醇和正-戊醇；酰胺化合物，如二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺；酮或酮醇，如丙酮和雙丙酮醇；醚，如四氫呋喃和二氧六環(huán)；氧化乙烯或氧化丙烯共聚物，如二甘醇，三甘醇，四甘醇，二丙二醇，三丙二醇，聚乙二醇，和聚丙二醇；亞烷基具有2-6個碳原子的亞烷基二醇，如乙二醇，丙二醇，三亞甲基二醇，三甘醇和1,2,6-己三醇；甘油；低級烷基醚，如乙二醇單甲(或乙)醚，和三甘醇單甲(或乙)醚；多元醇的低級二烷基醚，如三甘醇二甲(或乙)醚，和四甘醇二甲(或乙)醚；鏈烷醇胺如單乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺；和環(huán)丁砜，N-甲基-2-吡咯烷酮，2-吡咯烷酮，和1,3-二甲基-2-咪唑啉酮。
這些含水有機溶劑的任何一種可以被單個或與其它的至少一種一起使用。
當注意油墨對印刷介質(zhì)的滲透性并調(diào)節(jié)Ka值在，例如小于1毫升·米-2·毫秒-1/2時，含有如上所述各種成分的本發(fā)明實施方案的油墨提供一種具有基本上均勻濃度的圖像點。因此，下面將描述油墨對印刷介質(zhì)的滲透性。
如果油墨滲透性用每平方米的油墨體積表示，已知以下的Bristow等式代表在從墨滴噴射開始耗用的時間(t)內(nèi)，滲入到印刷介質(zhì)的油墨體積(V(ml/m2=μm))。
V=Vr+Ka(t-tw)1/2其中t＞tw在墨滴落到印刷介質(zhì)表面的一瞬，墨滴基本上被印刷介質(zhì)表面(即，粗糙表面)上的微觀粗糙面吸收，所以可忽略到達印刷介質(zhì)內(nèi)部的油墨量。所以，tw表示潤濕時間，Vr表示在tw期間中，在表面上的微觀粗糙面所吸收的油墨體積。接著，油墨通過印刷介質(zhì)的表面并到達其中，所以油墨的滲透體積V增加，以致于與超出上述耗用時間tw的時間(t-tw)的1/2次冪成正比。在等式中，Ka代表所取數(shù)值取決于滲透速率的比例系數(shù)。
用液體動態(tài)滲透測試儀S(Toyo Seiki Seisakusho,JAPAN)，使用Bristow方法測量Ka值。在該實驗中，使用從本申請人(即，CANONKabushiki Kaisha)處得到的PB紙作印刷介質(zhì)(印刷紙)，它既可以用于噴墨印刷設(shè)備，又可以用于電照相復制設(shè)備，如復印機或LBP。值得注意的是，使用一種用于電照相復制的PPC紙也可以達到相同的效果。此外，Ka值取決于表面活性劑的加入量，類型等等。例如，加入適量的非離子表面活性劑，如環(huán)氧乙烷-2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇(由KAWAKEN FINE CHEMICALS Co.,Ltd.生產(chǎn)，商品名Acetylenol)可以提高滲透性。
另外，不與Acetylenol(含量為0％)混合的油墨使低滲透性墨滴具有后面將定義的上載型油墨的性能。如果使1％的Acetylenol與油墨混合，那么可以獲得高滲透性墨滴，所以在短時間內(nèi)墨滴能達到印刷介質(zhì)103的內(nèi)部。如果使0.35％的Acetylenol與油墨混合，那么可以獲得半滲透性墨滴，并且其滲透性在低滲透性墨滴和高滲透性墨滴之間。
表1<
在表中，列出了“上載型油墨”，“半滲透性油墨”和“高滲透性油墨”各自的Ka值，Acetylenol含量(％)，表面張力(達因/厘米)。每種油墨對于作為印刷介質(zhì)的印刷紙的滲透性隨Ka值的增加或表面張力的降低而增加。
定義為“高滲透性油墨”的油墨含有0.7％或更多的Acetylenol，相當于能夠得到良好的滲透性的范圍。本發(fā)明實施方案的油墨的滲透性參考值相當于“上載型油墨”的Ka值，即優(yōu)選范圍小于1.0(毫升·米- 2·毫秒-1/2)，更優(yōu)選范圍小于0.4(毫升·米-2·毫秒-1/2)。
使用眾知的上墨設(shè)備，本發(fā)明實施方案的油墨可被用于在印刷介質(zhì)上形成圖像。優(yōu)選的一種上墨方法是噴墨印刷方法。其意思是本發(fā)明實施方案的油墨用于其中油墨從印刷頭噴射到印刷介質(zhì)以印刷圖像的印刷方法。在上述的印刷頭中可采用眾知的油墨噴射技術(shù)，如壓電(piezo)型噴射技術(shù)。但是，在優(yōu)選的實施方案中用于印刷頭的油墨噴射技術(shù)是通過在油墨中所產(chǎn)生氣泡的壓力噴射油墨。
從印刷頭噴射油墨后，用到印刷介質(zhì)上的油墨體積優(yōu)選小于每單位面積22ml/μm2。更具體地講，優(yōu)選對于360dpi小于100pl或?qū)τ?00dpi小于40pl。由于可以通過使同時與本發(fā)明實施方案的油墨中其它成分混合的染料廣泛滲透而提高面積系數(shù)，所以這些體積小于常規(guī)油墨的體積。另一方面，由于面積系數(shù)的不足，使光密度(OD)值降低，特別是對于當油墨含有顏料而不含有染料作為著色材料時的普通紙。
本發(fā)明的另一實施方案進一步包括一種儲存油墨的容器如墨盒，它儲存有預(yù)定體積的本發(fā)明油墨，以及一種印刷頭，它包括一活動組合體，該組合體包括油墨儲存部件和用于噴射儲存在該部件中的油墨的裝置。
本發(fā)明的再一實施方案提供一種油墨調(diào)節(jié)設(shè)備。油墨調(diào)節(jié)設(shè)備包括至少兩個相互獨立的儲存油墨的部件。第一個儲存油墨的部件是用于含有自分散型炭黑作為其著色材料的黑色油墨，和第二個儲存油墨的部件是用于至少一種選自包括黃色，品紅色和青色油墨在內(nèi)的其它顏色的彩色油墨。
用于本發(fā)明的印刷介質(zhì)不限于一種特殊的材料，所以它可選自紙，布，無紡織物，OHP片，皮革等等。如果使用噴墨方法將本發(fā)明的油墨用到樹脂層作外涂層的印刷介質(zhì)上，可以有效地避免在外涂層上形成圖像時的“裂紋”缺點。
圖2是通過使用本發(fā)明的第一實施方案的油墨所印刷的部分圖像點的示意圖。該圖表示通過100％負載印刷形成的實心陰影區(qū)域和按比例放大的部分實心陰影區(qū)域。
如圖2所示，當使用本發(fā)明的油墨進行印刷時，顏料附聚物以被染料包裹的細顆粒的形式存在，結(jié)果染料的分布中無附聚物。因此，如圖所示，沒有如圖1表示的“裂紋”缺點。本發(fā)明人推測，這種結(jié)果來源于本發(fā)明油墨包括無分散劑的顏料和染料這一事實。
另外，還推測由于染料的存在，附聚作用降低，因此可以解決所印刷圖像的非均勻性。
具有作外涂層的樹脂層的印刷介質(zhì)可以是在其上形成有樹脂層的紙板或從聚酯制成的塑料膜或類似物。構(gòu)成外涂層的材料除了作為必要成分的陽離子化合物，表面活性劑，填料等等之外，可以是水溶性樹脂，水分散樹脂，或類似物作為主要成分。
水溶性樹脂可以選自聚乙烯醇和其改性的形式，包括陰離子改性的聚乙烯醇、陽離子改性的聚乙烯醇、和縮醛改性的聚乙烯醇；水型聚氨酯，聚乙烯吡咯烷酮；改性的聚乙烯吡咯烷酮，包括乙烯基吡咯烷酮和醋酸乙烯酯的共聚物、乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯的共聚物、季銨化的乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯的共聚物、和乙烯基吡咯烷酮和(甲基丙烯酰胺丙基)三甲基氯化銨的共聚物；纖維素類水溶性樹脂，包括羧甲基纖維素、羥乙基纖維素和羥丙基纖維素，和改性的纖維素，包括陽離子羥乙基纖維素；聚酯，聚丙烯酸(酯)，三聚氰胺樹脂，和它們的改性產(chǎn)物，合成樹脂，如至少含有聚酯和聚氨酯的接枝共聚物，和天然樹脂，如白蛋白，明膠，酪蛋白，淀粉，陽離子淀粉，阿拉伯樹膠，和藻酸鈉。
水分散樹脂可選自聚醋酸乙烯酯，乙烯/醋酸乙烯酯共聚物，聚苯乙烯，苯乙烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物，(甲基)丙烯酸酯聚合物，醋酸乙烯酯/(甲基)丙烯酸(酯)共聚物，聚(甲基)丙烯酰胺，(甲基)丙烯酰胺共聚物，苯乙烯/異戊二烯共聚物，苯乙烯/丁二烯共聚物，苯乙烯/丙烯共聚物，聚乙烯基醚，聚硅氧烷(silicon)/丙烯酸共聚物等等，但是不限于這些化合物。
除了上述的化合物外，陽離子化合物還可以用作制備印刷介質(zhì)外涂層的材料。任何陽離子化合物如果在它們各自的分子結(jié)構(gòu)中具有陽離子部分就可以使用，如季銨鹽型的陽離子表面活性劑，如單烷基氯化銨，二烷基氯化銨，四甲基氯化銨，三甲基苯基氯化銨，環(huán)氧乙烷加成物氯化銨，或類似物；或胺鹽型陽離子表面活性劑；或具有烷基甜菜堿，咪唑鎓-甜菜堿，丙氨酸，或類似物類型的陽離子部分的兩性表面活性劑。對于聚合物或低聚物，可以是聚丙烯酰胺的陽離子改性化合物，或丙烯酰胺和陽離子單體的共聚物，聚芳基胺，聚胺砜，聚乙烯基胺，聚乙烯亞胺，聚酰胺環(huán)氧氯丙烷樹脂，聚乙烯基鹵化吡啶鎓或類似物。此外，可以有乙烯基噁唑烷酮單體，或乙烯基噁唑烷酮單體與其它類型單體的共聚物，或乙烯基咪唑單體，或乙烯基咪唑單體與其它類型單體的共聚物。
上述的其它類型單體可以是甲基丙烯酸酯，丙烯酸酯，丙烯腈，乙烯基腈，乙烯基醚，醋酸乙烯酯，乙烯，苯乙烯，或類似物。還可以是陽離子改性的纖維素或類似物。
本發(fā)明優(yōu)選上述的陽離子改性的化合物，但是不限于上述所列的化合物。
可以涂敷的外涂層的厚度在0.1g/m2-100g/m2(以干重計)范圍內(nèi)。另外，外涂層可以是多層結(jié)構(gòu)，如單層結(jié)構(gòu)，二層結(jié)構(gòu)，或三層結(jié)構(gòu)。
具有上述外涂層的印刷介質(zhì)不僅因使用本發(fā)明油墨而具有特殊防止“細線裂紋”的優(yōu)點，而且還具有能夠彌補染料缺點如對于外涂層可潤濕性差的優(yōu)點，因為顏料本身對外涂層具有良好的可潤濕性。因此，本發(fā)明實施方案的既包括染料又包括顏料的油墨能防止因使用僅含有染料作為著色材料的油墨而出現(xiàn)的珠狀。
下文將用具體方式的實施例描述本發(fā)明。實施例1圖3是作為本發(fā)明實施方案之一的全線型(full-line type)噴墨印刷設(shè)備的側(cè)面示意圖。
印刷設(shè)備1采用噴墨印刷方法，其中沿著作為印刷介質(zhì)的記錄介質(zhì)的傳送方向(即，在圖中箭頭A的方向)，有許多安置在預(yù)定位置上的全線型印刷頭，通過從印刷頭中噴射油墨可以完成印刷操作。通過控制電路(在圖中未標明)控制印刷操作。
印刷頭組101g由印刷頭101BK,101C,101C,101M，和101Y組成。每個印刷頭具有約7,2000個油墨出口，它們被安置在向圖中A方向輸送的記錄紙的寬度方向上，這樣可以最大限度地印刷到A-3紙上。
記錄紙103在箭頭A的方向上通過一對定位輥114的轉(zhuǎn)動變換其位置，該定位輥114由傳輸馬達驅(qū)動、然后為了定位用一對導板115進行導向。紙定位后，傳送帶111輸送紙。傳送帶111是由兩個輥支撐的環(huán)形帶。在此，輥113被馬達(未標明)或其它驅(qū)動裝置驅(qū)動，以在箭頭A方向上輸送紙。通過靜電吸附作用，紙被固定在傳送帶表面上。在傳送帶111上輸送紙的過程中，印刷頭組101g進行印刷，接著被印刷的紙103被卸到紙盒116上。
印刷頭組101g的印刷頭是印刷頭101BK，它儲存含有黑色顏料(自分散型炭黑)和染料的油墨；以及各個頭(青色印刷頭101C，品紅印刷頭101M，和黃色印刷頭101Y)，它們儲存有相應(yīng)顏色的油墨。將它們每一個安置在輸送記錄紙103的方向上，如在圖中用箭頭A標明的。因此，用來自相應(yīng)印刷頭的不同顏色油墨能印刷出黑色符號或文字和多色圖像。
在該實施例中，設(shè)定每個印刷頭的油墨出口以密度600dpi排列，這樣可以點密度600dpi在輸送記錄紙方向上進行印刷。因此，在橫向和縱向上，用本實施例的方法印刷的圖像等等的點密度是600dpi。另外，每個印刷頭的噴射頻率是4KHz，每個印刷頭的噴射體積是每次噴射15pl。
在圖3所示的本發(fā)明實施例的噴墨印刷設(shè)備中，黑色印刷頭101bk和青色頭101C之間的距離Di較大，以防止在印刷介質(zhì)上的顏色混合，這種顏色混合是由油墨在黑色油墨印刷區(qū)域與其它顏色油墨印刷區(qū)域的邊界上的滲出而引起。如果印刷設(shè)備只使用其上形成有外涂層的印刷介質(zhì)，那么不需要考慮油墨滲出的問題。因此，在這種情況下，可以降低距離Di以容許印刷設(shè)備的較小型式設(shè)計。
在本實施例中所用的BK油墨具有下面的組成。在下文中，每種成分的量用“重量份”表示。
顏料分散液體Ⅰ15份C.I.直接黑195 2份甘油 6份二甘醇 5份Acetylenol EH 0.1份(Kawaken Fine Chemicals Co.,Ltd.)水 余量用下面的方法制備上述顏料分散液體Ⅰ。
將300g酸性炭黑(商標名MA-77,pH3.0，購自Mitsubishi KaseiCo.,Ltd.)與1000ml水充分混合，接著滴加450g次氯酸鈉(有效氯濃度12％)。在100-105℃下，攪拌混合物10小時。將得到的漿料通過濾紙(Toyo濾紙No.2，購自Advantice Co.,Ltd.)過濾。用水洗滌得到的顏料顆粒以獲得顏料濕餅。然后，將顏料濕餅分散在300ml水中，然后通過反滲透膜進行脫礦質(zhì)處理至0.2μs的電導率。另外，濃縮顏料分散液(pH=8-10)至10重量％的顏料濃度。結(jié)果，得到顏料分散液Ⅰ。該液體含有自分散型炭黑的分散液，其中親水基-COO-直接結(jié)合到炭黑表面上以提供陰電荷。
用上述方法制備的BK油墨具有Ka值0.35(毫升·米-2·毫秒-1/2)。實施例2在本實施例中所用的BK油墨可作為具有以下組成的另一實施例來提供。
顏料分散液體2 25份
C.I.食用黑2 2份甘油6份三甘醇 5份Acetylenol EH 0.1份(Kawaken Fine Chemicals Co.,Ltd.)水 余量用下面的方法制備上述顏料分散液體2。
將具有表面積230m2/g和DBP油吸收體積70ml/100g的10g炭黑，3.41g對-氨基-N-苯甲酸和72g水充分混合在一起，接著滴加1.62g次氯酸鈉并在70℃下攪拌。幾分鐘后，把通過在5g水中溶解1.07g次氯酸鈉而得到的含水溶液加到混合物中，并接著攪拌1小時。將得到的漿料通過濾紙(Toyo濾紙No.2，購自Advantice Co.,Ltd.)過濾。用水漂洗得到的顏料顆粒，然后在90℃烘箱中干燥。然后，通過在干燥顏料顆粒中加入適當體積的水得到含水顏料溶液(顏料顆粒的濃度10重量％)。結(jié)果，得到顏料分散液Ⅰ。該液體含有下面化學式的自分散型炭黑的分散液，其中親水基通過苯基結(jié)合到炭黑表面上以提供陰電荷。
用上述方法制備的BK油墨具有Ka值0.35(毫升·米-2·毫秒-1/2)。實施例3在本實施例中所用的BK油墨可作為具有以下組成的另一實施例來提供。
顏料分散液體3 5份C.I.直接黑168 3份C.I.直接藍199 0.5份甘油6份二甘醇 5份水 余量用下面的方法制備上述顏料分散液體3。
向通過在5.3g水中溶解5g濃鹽酸而制備出來的水溶液中，加入1.58g鄰氨基苯甲酸。然后在冰浴中攪拌該混合物溶液，使其于10℃或更低的溫度下冷卻。在冰浴中攪拌的過程中，將通過在8.7g水中加入1.78g次氯酸鈉制備的另一溶液冷卻至5℃。攪拌所得到的混合物15分鐘，接著加入具有表面積320m2/g和DBP油吸收體積120ml/100g的炭黑20g，并接著攪拌15分鐘。將得到的漿料通過濾紙(Toyo濾紙No.2，購自Advantice Co.,Ltd.)過濾。用水漂洗得到的顏料顆粒，然后在110℃烘箱干燥。此后，通過在干燥顏料顆粒中加入適當體積的水得到含水顏料溶液(顏料顆粒的濃度10重量％)。結(jié)果，得到顏料分散液3。該液體含有下面化學式的自分散型炭黑的分散液，其中親水基通過苯基結(jié)合到炭黑表面上以提供陰電荷。
用上述方法制備的BK油墨具有Ka值0.25(毫升·米-2·毫秒-1/2)。對比實施例1為了與實施例1-3進行對比，制備具有下列成分的油墨。
顏料分散劑4 25份C.I.直接黑168 2份乙二醇 8份甘油5份異丙二醇4份水 56份用下面的方法制備上述顏料分散劑4。
將14份苯乙烯/丙烯酸/丙烯酸乙酯共聚物(酸值180，平均分子量12,000)，4份單乙醇胺和72份水混合在一起，然后在70℃水浴中將其加熱以較好地溶解樹脂部分。應(yīng)該注意如果被溶解的樹脂濃度低，那么樹脂溶解得不充分。因此，為了溶解樹脂以獲得作為稀釋溶液的具有所需濃度的樹脂溶液，預(yù)先制備較高濃度溶液。在所得到的溶液中加入10份炭黑(商標名MCF-88,pH8.0，購自Mitsubishi Kasei Co.,Ltd.)，然后預(yù)混合30分鐘。
制備顏料分散劑4的條件如下。
分散機器砂磨機(由Igarashi Kiki,Co.,Ltd.生產(chǎn))粉末化介質(zhì)直徑1mm的氧化鋯珠粒粉末化介質(zhì)的填充比50％(體積)粉末化時間3小時離心作用以12,000rpm進行20分鐘評估通過使用在實施例1中所描述的噴墨印刷設(shè)備在涂有外涂層的透明膜(商標名CF102，購自CANON Kabushiki Kaisha)上印刷預(yù)定尺寸的實心陰暗圖像，對實施例1-3和對比實施例1得到的油墨進行評價。通過是否存在“細線裂紋”缺點來評價每個圖像的質(zhì)量。作為評價結(jié)果，當油墨是除了對比實施例1外的實施例1-3的任何油墨時，看不到任何“細線裂紋”缺點。
我們還用與上述相同的方法對實施例1-3和對比實施例1得到的油墨進行評價，只是印刷介質(zhì)不同。在這種情況下，在涂有外涂層的透明膜(商標名CF101，購自CANON Kabushiki Kaisha)上印刷預(yù)定尺寸的實心陰暗圖像。通過是否存在“細線裂紋”缺點來評價每個圖像的質(zhì)量。作為評價結(jié)果，當油墨是實施例1-3的任何油墨時，看不到任何“細線裂紋”缺點。關(guān)于對比實施例1的油墨，可以看到較嚴重的“細線裂紋”缺點。
我們還用與上述相同的方法對實施例1-3和對比實施例1得到的油墨進行評價，只是印刷介質(zhì)不同。在這種情況下，在普通紙片(商標名PB紙，購自CANON Kabushiki Kaisha)上印刷預(yù)定尺寸的實心陰暗圖像。評價每個圖像的質(zhì)量。作為評價結(jié)果，與常規(guī)實施例1的油墨相比，實施例1-3的每種油墨的圖像密度顯著提高并且均勻。因此，實施例1-3的每種油墨提供極高的圖像質(zhì)量。此外，用實施例1-3和對比實施例1的每種油墨在普通紙上形成的圖像點顯示對比實施例1的點的直徑小于實施例1-3的每一點的直徑，并且前者的圖像濃度小于后者。實施例4制備油墨制備具有下面成分的BK油墨。
顏料分散劑15重量份C.I.食用黑2 1重量份乙二醇12重量份甘油 10重量份乙醇 6重量份水56重量份上述顏料分散劑含有20重量％具有砜基團的自分散型炭黑(平均顆粒尺寸130nm)(商標名CAB-O-JET 200，購自Cabot Co.,Ltd.)。隨后，將上述的成分混合在一起，并用攪拌機攪拌12小時以獲得實施例4的油墨。所得到的油墨具有Ka值0.36毫升·米-2·毫秒-1/2。評價為了評價上述的油墨，用下面的方法制備具有樹脂層的印刷介質(zhì)。
往45份水中，加入5份用作粘合劑的聚乙烯醇。然后，將混合物進一步與50份含有熱塑性樹脂的膠乳(聚烯烴樹脂顆粒(Tg=94，平均顆粒尺寸=0.5μm，商標名Chemiparl S-300,Mitsui Sekyu KagakuCo.,Ltd.))混合以制備涂覆溶液。為了具有固含量5g/m2(約5μm厚)，將所得到的涂覆溶液涂到購自CANON Kabushiki Kaisha的透明膜CF-301的表面上。隨后，在70℃干燥所得到的外涂層，以得到在用于本發(fā)明的油墨接收層上具有作為外涂層的熱塑性樹脂顆粒層的印刷介質(zhì)。
我們對由實施例4得到的油墨進行評價。也就是，將該實施例的BK油墨通過噴墨印刷機(商標名BJC-400J，購自CANON KabushikiKaisha)用于形成圖像點的方法中。作為目測點圖像的結(jié)果，點的中心和周邊部分在圖像密度上沒有區(qū)別。
我們還在普通紙(商標名PB紙，購自CANON Kabushiki Kaisha)上進行相同的評價，并目測點圖像。圖像點濃度高。并且在點的中心和周邊部分，我們沒有發(fā)現(xiàn)不均勻濃度的區(qū)域。另外，在圖像點中，我們沒有發(fā)現(xiàn)羽化或類似現(xiàn)象。實施例5制備油墨用與實施例4相同的方法制備BK油墨，區(qū)別如下。
顏料分散劑63重量份C.I.食用黑21.2重量份二甘醇 7重量份甘油 9重量份異丙醇 5重量份水 74.8重量份上述顏料分散劑含有15重量％具有羧基的自分散型炭黑(平均顆粒尺寸150nm)(商標名CAB-O-JET 300，購自Cabot Co.,Ltd.)。隨后，將上述成分混合在一起，并用攪拌機攪拌12小時以獲得實施例5的油墨。所得到的油墨具有Ka值0.38毫升·米-2·毫秒-1/2。評價為了評價上述的油墨，用下面的方法制備具有樹脂層的印刷介質(zhì)。
用與實施例4相同的方法制備印刷介質(zhì)，所不同的是熱塑性樹脂(聚烯烴樹脂顆粒(Tg=115℃，平均顆粒尺寸=3μm，商標名Chemiparl W-100,Mitsui Sekyu Kagaku Co.,Ltd.))。
我們用與實施例4相同的方法對由實施例5得到的油墨進行評價。作為目測點圖像的結(jié)果，點的中心和周邊部分在圖像密度上沒有區(qū)別。我們還在普通紙(商標名PB紙，購自CANON Kabushiki Kaisha)上進行相同的評價，并目測點圖像。圖像點濃度高。并且在點的中心和周邊部分，我們沒有發(fā)現(xiàn)不均勻濃度的區(qū)域。另外，在圖像點中，我們沒有發(fā)現(xiàn)羽化或類似現(xiàn)象。其它實施例圖4是作為另一設(shè)備的一種順次型印刷設(shè)備，它能夠使用上述實施例之一的油墨。
在該圖中，分別用相同數(shù)目來表示相同的結(jié)構(gòu)部件，以省略對其詳細描述。
作為印刷介質(zhì)的印刷紙103從進紙部分105被裝到印刷設(shè)備中，然后在通過印刷部分126后從設(shè)備中卸下。在印刷部分126中，支架107安裝有印刷頭101BK,101C,101M，和101Y，它們被馬達(未標明)驅(qū)動，沿著導軌109來回地運動。印刷頭101BK噴射按照本發(fā)明制備的黑色油墨，而印刷頭101C,101M和101Y分別噴射青色油墨，品紅油墨，和黃色油墨。這些印刷頭被驅(qū)動，這樣印刷介質(zhì)103按上述順序接收這些油墨。
印刷頭101BK,101C,101M，和101Y分別從油墨容器108B,108C,108M和108Y接收各自的油墨。印刷頭具有許多油墨釋放口。為了從印刷頭釋放墨滴，在與印刷頭的油墨釋放口(即，孔口)相鄰的油墨通道上建立熱電轉(zhuǎn)換器(即加熱器)，向其提供驅(qū)動信號，以通過熱作用產(chǎn)生氣泡，并且氣泡同時施加壓力到油墨上，通過使用壓力，從孔口釋放油墨。順便說一下，在該實施例中，每個印刷頭具有64個孔口，在垂直于印刷頭掃描方向的方向上，密度為360dpi。還有，在該實施例中，對于一個液滴每個孔口噴射23pl油墨。
在上述印刷頭的配置中，相鄰印刷頭間的距離是1/2英寸，這樣印刷頭101BK和101S之間的距離、和在掃描方向上的印刷密度是720dpi，且每個頭的釋放頻率是7.2KHz。
圖5是印刷部分126頂部的示意圖，它說明了使用圖4所示的順次印刷設(shè)備進行印刷的過程。
在圖5中，在輸送記錄介質(zhì)103方向(下文指Y方向)的垂直方向(下文指X-方向)上，支架107來回地交替運動。在噴射油墨到印刷介質(zhì)103的方向上，由印刷頭101C,101M，和101Y組成的彩色油墨釋放部分的孔口(在圖中用點代表)被打開。
在每個印刷頭中，排列孔口以通過一次掃描過程在記錄紙103的Y方向上以寬度“d”進行印刷。為了在BK印刷頭噴射油墨和用彩色印刷頭噴射油墨之間產(chǎn)生時間差，在傳送印刷介質(zhì)的方向上，將BK印刷頭安置在與彩色印刷頭有一些距離的位置。這種時間差與為了基本上完成BK油墨滲入記錄紙的預(yù)定區(qū)域(即，BK油墨在沿著記錄紙的厚度方向滲透)所消耗的時間一致。
通過配置如上所述的組件，以相應(yīng)于支架107一次掃描運動時間的預(yù)定時間延遲進行BK油墨噴射和彩色油墨噴射。
圖6是作為本發(fā)明另一實施方案的噴墨記錄印刷機的透視示意圖，其中參考數(shù)字表示與圖3和圖4相同的結(jié)構(gòu)部件，所以去掉其詳細說明。
如圖6所示，包括在本發(fā)明實施方案中的油墨可以用作單色印刷機的黑色油墨。
因此，如上所述，本發(fā)明的油墨包括自分散顏料和染料。顏料本身的粘合力不強。但是，染料可彌補粘合力的損失，所以顏料的附聚物變成了細顆粒。因此，染料包裹了細顏料顆粒，因而基本上防止缺點如印刷圖像的不均勻性。
因此，本發(fā)明能高質(zhì)量印刷而不引起缺點，如不均勻印刷的圖像和“細線裂紋”。
在本說明書中，除非另有說明，“份”和“百分數(shù)”或“％”是以重量計的。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，已對本發(fā)明進行了詳細描述，在上述內(nèi)容看來，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不背離本發(fā)明主要方面的情況下進行變化和改進是顯而易見的，因此，在本發(fā)明的宗旨范圍內(nèi)，在權(quán)利要求書中會覆蓋所有這些變化和改進。
權(quán)利要求
1．一種含有陰離子染料和陰離子基團與顏料表面結(jié)合的自分散型顏料的油墨，該陰離子基團與顏料表面直接結(jié)合或通過原子團結(jié)合，其中按照Bristow方法，該油墨具有的Ka值小于1毫升·米-2·毫秒-1/2。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所要求的油墨，其中該陰離子基團選自-COOM、-SO3M、-PO3HM、-PO3M2、-SO2NH2和-SO2NHCOR，其中M是氫原子，堿金屬，銨或有機銨；R是1-12個碳原子的烷基，取代的或未取代的苯基，或取代或未取代的萘基。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所要求的油墨，其中原子團選自具有1-12個碳原子的取代或未取代的亞烷基、取代的或未取代的亞苯基、以及取代的或未取代的亞萘基。
4．根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所要求的油墨，其中80％或更多的顏料具有直徑0.05-0.3μm。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所要求的油墨，其中80％或更多的顏料具有直徑0.1-0.25μm。
6．根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所要求的油墨，其中染料是酸性染料、直接染料和活性染料中的至少一種。
7．根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所要求的油墨，其中染料是雙偶氮染料和三偶氮染料中的至少一種。
8．根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項所要求的油墨，其中油墨含有至少兩種結(jié)構(gòu)彼此不同的染料。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所要求的油墨，其中在油墨中染料和顏料的比為5∶95-95∶5。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所要求的油墨，其中該顏料是炭黑。
11．一種用于噴墨成像方法的油墨，該油墨通過噴墨噴射方法從孔口噴射，它包括陰離子染料和陰離子基團結(jié)合到顏料表面的自分散型顏料，該陰離子基團與顏料表面直接結(jié)合或通過原子團結(jié)合，其中按照Bristow方法，該油墨具有的Ka值小于1毫升·米-2·毫秒-1/2。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所要求的油墨，其中陰離子基團選自-COOM、-SO3M、-PO3HM、-PO3M2、-SO2NH2、-SO2NHCOR，其中M是氫原子，堿金屬，銨或有機銨；R是1-12個碳原子的烷基、取代的或未取代的苯基、或取代的或未取代的萘基。
13．根據(jù)權(quán)利要求11所要求的油墨，其中原子團選自具有1-12個碳原子的取代或未取代的亞烷基、取代的或未取代的亞苯基、取代的或未取代的亞萘基。
14．根據(jù)權(quán)利要求11-13任意一項所要求的油墨，其中80％或更多的顏料具有直徑0.05-0.3μm。
15．根據(jù)權(quán)利要求14所要求的油墨，其中80％或更多的顏料具有直徑0.1-0.25μm。
16．根據(jù)權(quán)利要求11-15任意一項所要求的油墨，其中染料是酸性染料、直接染料和活性染料中的至少一種。
17．根據(jù)權(quán)利要求11-15任意一項所要求的油墨，其中染料是雙偶氮染料和三偶氮染料中的至少一種。
18．根據(jù)權(quán)利要求11-17任意一項所要求的油墨，其中油墨含有至少兩種結(jié)構(gòu)彼此不同的染料。
19．根據(jù)權(quán)利要求11所要求的油墨，其中在油墨中染料和顏料的比為5∶95-95∶5。
20．根據(jù)權(quán)利要求11所要求的油墨，其中該顏料是炭黑。
21．一種噴墨印刷方法，包括下列步驟ⅰ)用噴墨記錄方法噴射油墨；和ⅱ)在印刷介質(zhì)上施加油墨，其中該油墨含有陰離子染料和陰離子基團與顏料表面結(jié)合的自分散型顏料，該陰離子基團與顏料表面直接結(jié)合或通過原子團結(jié)合，其中按照Bristow方法，該油墨具有的Ka值小于1毫升·米-2·毫秒-1/2。
22．按照權(quán)利要求21所要求的噴墨印刷方法，其中步驟ⅰ)包括如下子步驟向油墨施加熱能，和從孔口向印刷介質(zhì)噴射油墨。
23．按照權(quán)利要求21所要求的噴墨印刷方法，其中陰離子基團選自-COOM、-SO3M、-PO3HM、-PO3M2、-SO2NH2和-SO2NHCOR，其中M是氫原子，堿金屬，銨或有機銨；R是1-12個碳原子的烷基，取代的或未取代的苯基，或取代或未取代的萘基。
24．根據(jù)權(quán)利要求21所要求的噴墨印刷方法，其中原子團選自具有1-12個碳原子的取代或未取代的亞烷基、取代的或未取代的亞苯基和取代的或未取代的亞萘基。
25．根據(jù)權(quán)利要求21所要求的噴墨印刷方法，其中80％或更多的顏料具有直徑0.05-0.3μm。
26．根據(jù)權(quán)利要求25所要求的噴墨印刷方法，其中80％或更多的顏料具有直徑0.1-0.25μm。
27．根據(jù)權(quán)利要求21所要求的噴墨印刷方法，其中染料是酸性染料、直接染料和活性染料中的至少一種。
28．根據(jù)權(quán)利要求21所要求的噴墨印刷方法，其中染料是雙偶氮染料和三偶氮染料中的至少一種。
29．根據(jù)權(quán)利要求21所要求的噴墨印刷方法，其中油墨含有至少兩種結(jié)構(gòu)彼此不同的染料。
30．根據(jù)權(quán)利要求21所要求的噴墨印刷方法，其中在油墨中染料和顏料的比為5∶95-95∶5。
31．根據(jù)權(quán)利要求21所要求的噴墨印刷方法，其中該顏料是炭黑。
32．一種噴墨印刷方法，包括下列步驟ⅰ)用噴墨噴射方法向含有樹脂的涂層噴射油墨，該涂層構(gòu)成印刷介質(zhì)的外表面；和ⅱ)在印刷介質(zhì)的外表面上形成圖像，其中該油墨含有陰離子染料和陰離子基團與顏料表面結(jié)合的自分散型顏料，該陰離子基團與顏料表面直接結(jié)合或通過原子團結(jié)合，其中按照Bristow方法，該油墨具有的Ka值小于1毫升·米-2·毫秒-1/2。
33．按照權(quán)利要求32所要求的噴墨印刷方法，其中步驟ⅰ)包括如下子步驟向油墨施加熱能，和從孔口向印刷介質(zhì)噴射油墨。
34．按照權(quán)利要求32所要求的噴墨印刷方法，其中陰離子基團選自-COOM、-SO3M、-PO3HM、-PO3M2、-SO2NH2和-SO2NHCOR，其中M是氫原子，堿金屬，銨或有機銨；R是1-12個碳原子的烷基，取代的或未取代的苯基，或取代或未取代的萘基。
35．根據(jù)權(quán)利要求32或34所要求的噴墨印刷方法，其中原子團選自具有1-12個碳原子的取代或未取代的亞烷基、取代的或未取代的亞苯基、取代的或未取代的亞萘基。
36．根據(jù)權(quán)利要求32所要求的噴墨印刷方法，其中80％或更多的顏料具有直徑0.05-0.3μm。
37．根據(jù)權(quán)利要求36所要求的噴墨印刷方法，其中80％或更多的顏料具有直徑0.1-0.25μm。
38．根據(jù)權(quán)利要求32-37任意一項所要求的噴墨印刷方法，其中染料是酸性染料、直接染料和活性染料中的至少一種。
39．根據(jù)權(quán)利要求32-37任意一項所要求的噴墨印刷方法，其中染料是雙偶氮染料和三偶氮染料中的至少一種。
40．根據(jù)權(quán)利要求32-39任意一項所要求的噴墨印刷方法，其中油墨含有至少兩種結(jié)構(gòu)彼此不同的染料。
41．根據(jù)權(quán)利要求32-40任意一項所要求的噴墨印刷方法，其中在油墨中染料和顏料的比為5∶95-95∶5。
42．根據(jù)權(quán)利要求32-41任意一項所要求的噴墨印刷方法，其中該顏料是炭黑。
43．根據(jù)權(quán)利要求32所要求的噴墨印刷方法，其中涂層包括水溶性樹脂或水可分散樹脂。
44．根據(jù)權(quán)利要求43所要求的噴墨印刷方法，其中水溶性樹脂選自聚乙烯醇，陰離子改性的聚乙烯醇，陽離子改性的聚乙烯醇，縮醛改性的聚乙烯醇，聚氨酯，聚乙烯吡咯烷酮；聚乙烯基吡咯烷酮和醋酸乙烯酯的共聚物，乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯的共聚物，季銨化乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯的共聚物，乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酸甲基丙烯酰氨基乙基酯的共聚物，乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化銨的共聚物，羧甲基纖維素，羥乙基纖維素，羥丙基纖維素，陽離子羥乙基纖維素，聚酯，聚丙烯酸酯，三聚氰胺樹脂，聚氨酯和聚酯的接枝共聚物，白蛋白，明膠，酪蛋白，淀粉，陽離子淀粉，阿拉伯樹膠，和藻酸鈉。
45．根據(jù)權(quán)利要求43所要求的噴墨印刷方法，其中水可分散樹脂為選自以下物質(zhì)的化合物聚醋酸乙烯酯，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，聚苯乙烯，苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物，丙烯酸酯共聚物，甲基丙烯酸酯共聚物，醋酸乙烯酯-丙烯酸共聚物，醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸共聚物，醋酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物，醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸酯共聚物，聚丙烯酰胺，丙烯酰胺共聚物，甲基丙烯酰胺共聚物，苯乙烯-異戊二烯共聚物，聚乙烯基醚，聚硅氧烷-丙烯酸共聚物。
46．一種裝油墨的油墨罐，其中油墨含有陰離子染料和陰離子基團結(jié)合到顏料表面的自分散型顏料，該陰離子基團與顏料表面直接結(jié)合或通過原子團結(jié)合，其中按照Bristow方法，該油墨具有的Ka值小于1毫升·米-2·毫秒-1/2。
47．一種包括黑色油墨和至少一種彩色油墨的油墨調(diào)節(jié)設(shè)備，所述彩色油墨選自黃色油墨、品紅油墨和青色油墨，其中黑色油墨含有陰離子染料和陰離子基團結(jié)合到炭黑表面的自分散型炭黑，其中，該陰離子基團與炭黑表面直接結(jié)合或通過原子團結(jié)合，其中按照Bristow方法，該油墨具有的Ka值小于1毫升·米-2·毫秒-1/2。
48．一種噴墨記錄設(shè)備，它包括四個油墨容器和通過噴墨噴射方法獨立地噴射各種油墨的裝置，這些容器分別含有黑色油墨、黃色油墨、品紅油墨和青色油墨，其中黑色油墨含有陰離子染料和陰離子基團結(jié)合到炭黑表面的自分散型炭黑，其中，該陰離子基團與炭黑表面直接結(jié)合或通過原子團結(jié)合，其中按照Bristow方法，該油墨具有的Ka值小于1毫升·米-2·毫秒-1/2。
全文摘要
本發(fā)明的油墨具有染料和顏料。顏料是自分散型的顏料,陰離子染料中至少一種陰離子基團與顏料表面直接結(jié)合或通過其它原子團結(jié)合,按照Bristow方法,該油墨具有的Ka值小于1毫升·米
文檔編號B41J2/21GK1216312SQ98125070
公開日1999年5月12日 申請日期1998年10月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月30日
發(fā)明者小板橋規(guī)文, 瀧澤吉久, 倉林豐, 江口岳夫 申請人:佳能株式會社