專利名稱：油墨、噴墨記錄方法、記錄制品、記錄單元、墨盒、噴墨記錄裝置、熒光增強方法和延長熒光 ...的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種油墨、一種使用該油墨的噴墨記錄方法、一種由該記錄方法和使用該油墨的儀器得到的記錄制品，尤其涉及一種可增強熒光強度并提供具有良好記錄質量，包括穩定性、可靠性和外觀著色能力的記錄制品的油墨、一種使用該油墨的噴墨記錄方法、一種由該記錄方法得到的記錄制品、和使用該油墨的儀器。本發明還涉及一種增強包含記錄介質和其上著色部分的記錄制品的熒光著色部分的熒光的方法、以及一種延長熒光壽命的方法。
針對用于書寫工具的油墨和用于噴墨的油墨，迄今已進行各種研究和報道。尤其是，為了增強記錄制品的質量，包括熒光強度和著色能力，已提出了上述的各種方案。例如，已經提出在上述應用場合中適用于油墨的分別具有新結構的著色材料和類似物，提出使用具有熒光性能的著色材料(以下稱作“熒光著色材料”)作為主要著色材料的油墨，和提出結合使用熒光著色材料作為用于油墨的著色材料。尤其是，注意到熒光著色材料的熒光性能的油墨方案包括日本專利申請公開8-151545、9-132729、10-193775、10-298462和10-298467、和日本專利233038，且其中已提出了新的記錄方法和熒光著色材料。
另外，涉及使用熒光著色材料的方案包括日本專利申請公開5-293976、6-191143、6-322307、7-009755、7-305013、8-053639、9-003375、9-01294、9-137097、9-137098、9-137099、9-165539、9-241565、9-255904、9-286939、10-007962、10-183043、11-080639、11-320921和2000-038529、和日本專利2995853。
近年來，熒光著色材料的應用場合已不僅限于迄今形成漂亮的彩色圖像，而且已經提出例如將熒光性能賦予油墨的技術方案，利用該油墨將信息如字符、數字、標記和/或條形碼記錄在記錄介質上，然后用波長合適的紫外線照射以使該熒光油墨發光，這樣可產生除了可見信息的另一信息(例如，安全信息)。因此，尚需拓寬具有熒光性能的油墨在許多領域中的應用場合，而且非常需要開發出穩定的、可靠的、熒光強度高的且著色能力優異的油墨。
但對于油墨在記錄介質上的著色能力，迄今僅考慮到使用色度(L*、a*、b*)來度量顏色。即使使用熒光著色材料，這些情況下也是按照常規方法來設計。因此，難以認為完全利用了著色材料的熒光性能。更具體地說，即使在上述利用熒光著色材料的各種方案中，考慮到著色材料的著色能力，這些熒光著色材料僅在(L*、a*、b*)觀點，而沒有在熒光性能觀點的基礎上使用，或注意到了著色材料的熒光性能，而沒有注意到熒光的顯色性能，換句話說，熒光的界面性能。因此，這些方案沒有完全最佳地利用著色材料的熒光性能。
因此，本發明的一個目的是提供一種可向記錄制品的記錄部分提供，例如熒光性能的油墨，這對于完全利用該油墨的熒光性能來充分賦予自然領域的顏色是重要的，而且該記錄制品具有高熒光強度且具有優異的印刷品質，包括著色能力，所述油墨能夠增強記錄制品的穩定性和可靠性。
本發明的另一目的是提供一種噴墨記錄方法，由此可簡單且穩定地形成具有高熒光強度的熒光著色部分的記錄制品。
本發明的另一目的是提供一種配有高熒光強度的著色部分的記錄制品。
本發明的另一目的是提供一種具有其熒光強度難以隨著時間下降的熒光著色部分的記錄制品。
本發明的另一目的是提供一種噴墨記錄裝置、一種墨盒和一種記錄單元，由此可穩定地提供一種具有熒光強度優異的熒光著色部分的記錄制品。
本發明的另一目的是提供一種增強包括記錄介質和其上著色部分的記錄制品的熒光著色部分的熒光的方法、以及一種延長熒光壽命的方法。
上述目的可通過下述的本發明而實現。
按照本發明的一個具體例，因此提供了一種油墨，包含(i)相互不相容的第一和第二有機化合物；(ii)具有熒光性能的化合物和具有熒光性能的著色材料中的至少一種；和(iii)其中溶解或分散組分(i)和(ii)的液體介質。
該油墨還可具有一種蒸氣壓不低于二甘醇蒸氣壓的化合物。
該油墨可用作噴墨油墨。
按照本發明的另一具體例，提供了一種噴墨記錄方法，包括將上述噴墨油墨響應記錄信號由孔噴射的步驟。
按照本發明的另一具體例，提供了一種通過上述噴墨記錄方法得到的記錄制品，其中在無木紙上形成的記錄部分的熒光強度與無木紙中的水含量成比例關系。
按照本發明的另一具體例，提供了一種在記錄介質上具有熒光性能的著色部分的記錄制品，其中所述著色部分包含具有熒光性能的化合物和具有熒光性能的著色材料中的至少一種，并在其最外表面與記錄介質的表面之間具有界面，在著色部分上來自外部的入射光在該界面上反射。
按照本發明的另一具體例，提供了一種記錄單元，包括含有上述噴墨油墨的油墨容器和用于噴射該油墨的記錄頭部分。
按照本發明的另一具體例，提供了一種墨盒，包括一個含有上述噴墨油墨的油墨容器。
按照本發明的另一具體例，提供了一種噴墨記錄裝置，包括一個含有上述噴墨油墨的油墨容器和一個用于噴射該油墨的記錄頭部分。
按照本發明的另一具體例，提供了一種增強包括記錄介質和其上著色部分的記錄制品的熒光著色部分的熒光的方法，其中所述著色部分通過一種包括將油墨利用噴墨體系施用到記錄介質上的步驟的噴墨記錄方法而形成，并將包含以下物質的油墨用作所述油墨(i)相互不相容的第一和第二有機化合物；(ii)具有熒光性能的化合物和具有熒光性能的著色材料中的至少一種；和(iii)其中溶解或分散組分(i)和(ii)的液體介質。
按照本發明的另一具體例，提供了一種增強包括記錄介質和其上著色部分的記錄制品的熒光著色部分的熒光的方法，包括，在著色部分的最外表面與著色部分上記錄介質的表面之間提供一個界面用于反射該著色部分上來自外部的入射光。
按照本發明的另一具體例，提供了一種延長包括記錄介質和其上著色部分的記錄制品的熒光著色部分的熒光壽命的方法，其中所述著色部分通過一種包括將油墨利用噴墨體系施用到記錄介質上的步驟的噴墨記錄方法而形成，并將包含以下物質的油墨用作所述油墨
(i)相互不相容的第一和第二有機化合物；(ii)一種蒸氣壓不低于二甘醇蒸氣壓的化合物；(iii)具有熒光性能的化合物和具有熒光性能的著色材料中的至少一種；和(iv)其中溶解或分散組分(i)、(ii)和(iii)的液體介質。
圖1是噴墨記錄裝置的記錄頭的縱截面圖。
圖2是噴墨記錄裝置的記錄頭的橫截面圖。
圖3是圖1所示記錄頭排列的多頭的外觀的透視圖。
圖4是說明示例性噴墨記錄裝置的透視圖。
圖5是墨盒的縱截面圖。
圖6是說明示例性印刷單元的透視圖。
圖7說明按照本發明的包括熒光強度的著色機理。
圖8說明按照本發明的包括熒光強度的著色機理。
圖9說明按照本發明的包括熒光強度的著色機理。
圖10說明按照本發明的包括熒光強度的著色機理。
圖11說明按照本發明的包括熒光強度的著色機理。
圖12說明按照本發明的包括熒光強度的著色機理。
圖13是說明在一個能夠安裝液體噴射頭的示例性噴墨打印機中的主要部件的透視示意圖。
圖14是說明配有液體噴射頭的示例性噴墨盒的透視示意圖。
圖15是典型說明用于圖14所示噴墨盒的示例性液體噴射頭的主要部件的透視示意圖。
圖16是說明由圖14所示示例性液體噴射頭選取的一部分的概念圖。
圖17是說明圖16所示噴射開口的一部分的放大圖。
圖18典型地說明油墨已連接到圖17所示噴射開口部分上的狀態。
圖19典型地說明圖16中的主要部件。
圖20是對應于沿著圖19中線20-20截取的截面形式的橫截面示意圖，并與圖21-27一起說明液體噴射頭中的液體隨著時間的噴射操作。
圖21是對應于沿著圖19中線20-20截取的截面形式的橫截面示意圖，并與圖20和22-27一起說明液體噴射頭中的液體隨著時間的噴射操作。
圖22是對應于沿著圖19中線20-20截取的截面形式的橫截面示意圖，并與圖20、21和23-27一起說明液體噴射頭中的液體隨著時間的噴射操作。
圖23是對應于沿著圖19中線20-20截取的截面形式的橫截面示意圖，并與圖20-22和24-27一起說明液體噴射頭中的液體隨著時間的噴射操作。
圖24是對應于沿著圖19中線20-20截取的截面形式的橫截面示意圖，并與圖20-23和25-27一起說明液體噴射頭中的液體隨著時間的噴射操作。
圖25是對應于沿著圖19中線20-20截取的截面形式的橫截面示意圖，并與圖20-24、26和27一起說明液體噴射頭中的液體隨著時間的噴射操作。
圖26是對應于沿著圖19中線20-20截取的截面形式的橫截面示意圖，并與圖20-25和27一起說明液體噴射頭中的液體隨著時間的噴射操作。
圖27是對應于沿著圖19中線20-20截取的截面形式的橫截面示意圖，并與圖20-26一起說明液體噴射頭中的液體隨著時間的噴射操作。
圖28是作為液體噴射裝置一個例子的噴墨記錄裝置的透視示意圖，其上可安裝并應用按照本發明的液體噴射頭。
本發明以下通過本發明的優選具體例進行更詳細描述。
(第一具體例)按照本發明的第一具體例的油墨的特征在于，該油墨包含(i)相互不相容的第一和第二有機化合物；(ii)具有熒光性能的化合物和具有熒光性能的著色材料中的至少一種；和(iii)其中溶解或分散組分(i)和(ii)的液體介質。
按照該具體例的油墨可通過充分利用油墨的熒光性能來提供一種具有良好穩定性和可靠性而且具有良好著色能力的記錄制品，首先描述其機理。
本發明人在開發可提供具有良好穩定性、可靠性和著色能力的油墨時考慮了各種機理，并且對各種著色材料和油墨組合物進行研究和確認。結果，本發明人得出新的結論如果相互不相容的兩種化合物用作油墨的組分，所得記錄制品的著色能力可變得良好，這樣就完成了本發明。
更具體地說，已經發現，如果使用包含兩種相互不相容的有機化合物、具有熒光的化合物和/或具有熒光的著色材料、和溶解或分散這兩種有機化合物、具有熒光的化合物和/或具有熒光的著色材料的液體介質的油墨，在將該油墨施用到記錄介質上時所得記錄制品的品質，包括熒光強度和著色能力得到提高，同時提供了一種具有良好穩定性和可靠性的記錄制品，尤其是，這種油墨在用于噴墨記錄時具有良好的效果。此外，已經發現，考慮到記錄制品的熒光強度，比起由常規熒光油墨形成的記錄制品，具有上述組成的本發明油墨可明顯增強熒光強度。
如果考慮油墨能提供具有良好穩定性和可靠性并具有良好熒光強度、著色能力等的記錄制品的機理，一般要注意如何在油墨中均勻并以良好狀態溶解或分散著色材料，這樣可增強記錄制品的熒光和著色能力。換句話說，研究如何消除著色材料分子或分散顆粒在油墨中的聚集以使著色材料分子或分散顆粒變小，例如在考慮油墨時是否可增強油墨的吸光率以及是否可高度保持吸光率，然后設計油墨。通過如此方式設計油墨，使得著色材料分子或分散顆粒在施用到記錄介質上的油墨中難以聚集，這樣該著色材料具有良好的著色能力和熒光性能。
另一方面，對于通過將油墨施用到記錄介質上而形成的記錄制品(印刷品)，本發明人再次研究了油墨在記錄介質上的狀態以及世界上的各種記錄制品，并再三進行考慮。結果，本發明人首次注意到，在任何記錄制品中，記錄介質和該記錄介質上油墨之間有一個界面，盡管它可能不明顯，而且記錄介質上的油墨以該油墨具有與大氣的界面的狀態而存在。另外注意到，如果在例如無木紙上進行記錄，著色材料的外觀著色能力往往在增強油墨滲透時變差，而且如果在背涂膜上進行記錄，或將記錄制品層壓其上，可提高著色材料的外觀著色能力。根據上述內容，研究時考慮到如何形成油墨與大氣的界面狀態(其中在記錄之后，著色材料的著色能力在記錄介質上變得良好)，以及如何保持這種狀態，如此完成了本發明。
本發明人認為，按照該具體例的油墨可利用以下具體機理明顯提高所得記錄制品的熒光性能和著色能力。
在按照該具體例的油墨中，如圖7所示，單個組分以均勻狀態存在，使得它們以油墨狀態完全溶解或分散在液體介質中。在圖7中，參考數字7000表示在撞擊到記錄介質7009之前的墨滴。在該墨滴中，參考數字7001和7003表示兩種相互不相容的有機化合物。7005是具有熒光性能的化合物和具有熒光性能的著色材料中的至少一種(以下僅稱作“著色材料”)、和7007是其中溶解或分散有機化合物7001、7003、和著色材料7005的液體介質。參考數字7009表示記錄介質。如果按照圖8所示將該墨滴7000施用到記錄介質7009上進行記錄，該油墨組分的一部分(尤其是，液體介質7007)蒸發到大氣中或滲入記錄介質中以擴散，如圖9所示，這樣記錄介質上的油墨的構成和組成比率改變。結果，以油墨狀態穩定存在的相互不相容的兩種有機化合物7001和7003就在記錄介質上經歷層狀相分離，這樣油墨組分在油墨和大氣之間如圖10所示形成界面。因此，產生一種似乎記錄制品已被油墨各組分層壓的狀態。圖11通常表示圖10所示的狀態用以簡化。在圖11中以參考數字1101表示的層包含有機化合物7003和著色材料7005，而以參考數字1103表示的層包含有機化合物7001和著色材料7005。層1101的表面形成氣液界面1105，而層1101和1103則在它們之間形成液液界面1107。結果，在由本發明油墨形成的記錄制品中，具有穩定厚度的層1101通過產生液液界面1107而形成。因此，反射光可有效地產生，這樣包括熒光強度的著色能力變得良好，從而能夠有效地明顯提高記錄介質的熒光性能和著色能力。
按照本發明人的研究，已經發現，如果使用表面活性劑作為兩種相互不相容的有機化合物之一，可得到一種具有良好著色能力，包括熒光強度的圖像。本發明人認為這歸因于以下事實如果使用表面活性劑，表面活性劑的膠束層(1201)就形成為覆蓋層1101和1103的表面層，因此反射光可更有效地由該表面層1201產生，這樣可使包括熒光強度的著色能力更好。
按照本發明人的進一步研究，已經發現，優選使用水作為液體介質，這樣相互不相容的兩種有機化合物在油墨中以一種基本上均勻的狀態共存。更具體地說，如果使用水作為液體介質，比起其它液體介質，可以使用各種各樣的化合物，這樣不僅可擴大油墨組成材料的選擇余地，而且比起使用非水液體介質的油墨，由無木紙形成的所得記錄制品的品質難以變差，并且液體介質也可通過滲入無木紙中而去除，此外液體介質蒸發穩定。因此，即便考慮到此，水的使用是優選的。
按照該具體例的油墨優選用于將該油墨通過一個朝向記錄介質的空間加料的記錄中。更具體地說，記錄這樣進行將油墨接觸記錄介質以將其加壓成如同一個圓珠筆，將油墨推向記錄介質以使按照本發明的機理難以出現。
以下描述按照該具體例的油墨的組分和類似物，通過上述機理可實現優異的效果構成按照該具體例的油墨的相互不相容的兩種有機化合物是指當僅混合有機化合物時以層狀經歷相分離的那些，例如水和油。
具體地說，在相互不相容的兩種有機化合物和用作溶劑的水的三種組分中，有機化合物溶解在作為溶劑的水中。但如果作為溶劑的水在例如50℃的環境中蒸發，這兩種有機化合物就相互分離。尤其是，如果這兩種有機化合物是在作為溶劑的水蒸發時經歷液液分離的那些，按照該具體例的機理就更容易出現。
考慮到相互不相容的兩種有機化合物的結合及其與這些有機化合物的相容性，用于這些有機化合物的液體介質可選自各種各樣的液體。但特別優選的是，液體介質確定為水。其原因包括所得油墨的穩定性，而且除了在上述機理中提及的在使用非水液體介質時的品質等問題，容易選擇相互相容的兩種有機化合物。
只要如上所述僅該有機化合物混合時以層狀經歷相分離，例如水和油，相互不相容的兩種有機化合物就可以是任何化合物。但優選這樣的，例如，一種的溶解度參數至少為15且另一種的溶解度參數最高為13。如果兩種化合物的溶解度參數值太接近，它們往往相互相容，因此本發明的效果有時難以出現。順便說說，本文所給出的溶解度參數值是按照Fedors法測定的。
相互不相容的兩種有機化合物之一(第一有機化合物)優選具有甘油基團。該甘油基團具有強水合力并容易用作在本發明現象的上述特定例子中所示的“水和油”的水側上的化合物。在這些化合物中，單體糖醇如甘油、木糖醇和赤蘚醇、和二聚體和三聚體糖醇如甘油和雙甘油是優選的。
另外，氧化乙烯、氧化丙烯或其組合可作為替代物加入上述化合物中。其中，具有至少3個羥基并在室溫下為液體的那些是特別優選的。這些化合物在油墨中的含量優選控制在基于油墨總重的1.0-30％重量，尤其是5.0-20％重量。但本發明根據所用記錄介質并不局限于此。
現在描述相互不相容的兩種有機化合物中的另一個(第二有機化合物)。作為一種不同于第一有機化合物的對應于第二有機化合物的化合物，優選使用例如一種非離子化合物。這是因為，比起具有極性基團的表面活性劑，非離子表面活性劑更好地產生上述機理。
可用作第二有機化合物的非離子表面活性劑優選以水溶液狀態不從水溶液中相分離。這是因為，如果用液體介質水制備油墨，該油墨可抑制或防止變得不穩定。這明顯表明，非離子表面活性劑優選以均勻溶解或分散在水中的狀態來使用。尤其是，可以優選選擇在水中形成乳液狀態的非離子表面活性劑。進一步優選，該非離子表面活性劑在油墨中的含量可在足以在水溶液狀態下保持乳液態的范圍內選擇，這樣可消除對油墨穩定性的顧慮。
在非離子表面活性劑中，HLB最高為13的那些可優選用于該具體例。一般來說，HLB超過13的那些太親水。但使用HLB最高為13的非離子表面活性劑能夠很好地出現上述機理，即，作為該具體例油墨組分的相互不相容的兩種有機化合物在記錄介質的表面上經歷相分離，形成在油墨和大氣之間油墨組分的界面，這樣可得到良好的著色能力，包括熒光強度。
如果使用性質介于水和油之間，換句話說，具有濁點的那種作為表面活性劑，包括熒光強度的著色能力在包含該表面活性劑的相中得到提高。其原因認為如下具有熒光的化合物和/或具有熒光的著色材料基本上以單分子狀態溶解和/或分散在包含該表面活性劑的相中，這種狀態對包括熒光性能的著色能力是最佳的，其超飽和部分則溶解和/或分散在與該表面活性劑不相容的相中，這樣很好地提高了著色能力，包括熒光性能。
基于油墨的總重，非離子表面活性劑在該具體例油墨中的具體含量優選控制在至少為1％重量，更優選1-20％重量。如果含量落入該范圍內，上述機理可較好地出現，而且可以防止印刷品質的平衡，如羽化(須狀模糊)與固定能力或濃度之間的平衡變差。
在滿足上述要求的非離子表面活性劑中，特別優選的化合物包括由以下通式(I)表示的化合物和以下化合物(II)-(VII)。 其中A和B相互獨立地為CnH2n+1(n是1-10的整數)，且X和Y相互獨立地是開環氧化乙烯單元和/或開環氧化丙烯單元。 1，5-脫水山梨醇酯 1，4-脫水山梨醇酯 山梨糖醇酯 其中n1、n2、和n3是整數。 其中n1、n2、和n3是整數。 (R脂肪酸的長鏈烷基如硬脂基、月桂基、油基，n是整數)在由通式(I)表示的非離子表面活性劑中，由以下通式(VIII)表示的化合物是特別優選的。 其中m和n是整數。
在按照該具體例的油墨中，描述了作為油墨組分(ii)的具有熒光性能的化合物和具有熒光性能的著色材料。如果使用具有熒光性能的化合物或熒光著色材料，上述機理的作用完全出現。另外，由于按照該具體例的油墨往往在使用水作為液體介質的含水體系中利用上述原因表現出較好的效果，優選使用水溶性化合物或在水中可溶的著色材料或親水化合物和著色材料作為用于該具體例的油墨中的具有熒光性能的化合物和熒光著色材料。
在本發明中提及的具有熒光性能的水溶性或親水化合物和著色材料包括，例如在水中本身可溶的化合物和著色材料(例如，染料)、以及本身憎水但通過一種將它們在水中乳化的方法或類似方法來處理其表面而變得親水并似乎溶解在水中的化合物和著色材料。但不包括著色材料使用樹脂作為分散劑進行分散的技術，如顏料分散法。其原因在于，這種著色材料難以通過上述機理表現出效果，此外，考慮到所得油墨的可靠性，不能說這是一個非常優選的選擇。除非另有所指，具有熒光性能的化合物和熒光著色材料在該液體介質中的上述所有狀態以下表示為“溶解”。
作為所用的具有熒光性能的化合物和熒光著色材料，特別優選的是包含任何以下原子基團的那些OH-、-O-CH3、O-、-O-R、-NH2、 包含任何上述這些原子基團的熒光著色材料的具體例子包括以下化合物。
作為具有熒光性能的化合物，通常可以使用例如熒光增白劑。
上述這些具有熒光性能的化合物和/或熒光著色材料在油墨中的含量優選控制在最高1.5％重量，更優選最高1.0％重量。具有熒光性能的化合物和/或熒光著色材料的性質為當其在油墨中的含量超過某個值時，該油墨的熒光強度下降(該現象稱作濃度驟降)。因此，如果濃度超過1.5％重量，不能由上述機理防止濃度驟降。如果僅認為熒光性能最重要，特別優選該含量最高為0.5％重量。
考慮到油墨的穩定性，也可在按照該具體例的油墨中結合使用一元醇。一元醇的作用是將水與油進行混合，例如象汽油的脫水。這表明，考慮到油墨在出現上述機理時的穩定性，一元醇特別優選結合使用在油墨中。此外，當所得油墨施用到記錄介質上時，一元醇具有良好的蒸發和滲入記錄介質的作用。因此，一元醇對于較好地顯現本發明的效果是有用的。一元醇在按照該具體例的油墨中的含量為基于油墨總重的0.1-20％重量，優選0.5-10％重量。可用作該具體例油墨的組分的一元醇的具體例子包括乙醇、異丙醇和正丁醇。
在按照該具體例的油墨中，可結合使用一種固水劑。作為固水劑，可優選使用選自脲和脲衍生物的化合物。如果在油墨中包含選自脲和脲衍生物中的至少一種，可提高油墨的穩定性。更具體地說，如果包含選自脲和脲衍生物的化合物，可以在油墨狀態下在氣液界面上防止相互不相容的兩種有機化合物經歷層狀相分離的機理。另外，選自脲和脲衍生物的化合物也用作溶劑助劑，因此這種化合物的使用從油墨穩定性角度上也是優選的。
如果記錄介質是例如無木紙，按照本發明的機理的效果由于無木紙的固水能力而容易顯現。更具體地說，水預期會固定在該記錄介質中，這樣油墨組分釋放至記錄介質和大氣中的時間可變慢，因此相互不相容的兩種有機化合物的層狀相分離具有良好的結果。
作為脲衍生物，除環狀化合物的化合物是優選的，且優選使用選自脲的烷基衍生物和脲的氧化乙烯和/或氧化丙烯加合物中的至少一種、或適當選自通過至少兩個上述衍生物基團改性的衍生化合物的化合物。但選擇可根據構成油墨的各組分的量和種類而變化。優選使用可溶于水的。這些化合物的用量并不特別限定。但其含量一般優選基于油墨的總重為0.1-15％重量，更優選0.1-10％重量。
在按照該具體例的油墨中，可根據需要包含各種添加劑如水溶性有機溶劑、表面活性劑、防銹劑、防腐劑、防霉劑、抗氧化劑、抗還原劑、蒸發促進劑、螯合劑、水溶性聚合物和pH調節劑。
作為用于按照該具體例的油墨的液體介質，如上所述優選使用水。更優選的是水與水溶性有機溶劑的混合物。水溶性有機溶劑的具體例子包括酰胺如二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺；酮如丙酮；醚如四氫呋喃和二噁烷；聚亞烷基二醇如聚乙二醇和聚丙二醇；其亞烷基部分具有2-6個碳原子的亞烷基二醇如乙二醇、丙二醇、丁二醇、三甘醇、硫二甘醇、己二醇和二甘醇；1，2，6-己三醇；甘油；多元醇的低級烷基醚，如乙二醇單甲基(或單乙基)醚、二甘醇單甲基(或單乙基)醚、和三甘醇單甲基(或單乙基)醚；N-甲基-2-吡咯烷酮；1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；三乙醇胺；環丁砜；二甲基亞砜；環狀酰胺化合物如2-吡咯烷酮和ε-己內酰胺；和酰亞胺化合物如琥珀酰亞胺。
在按照該具體例的油墨中，優選將一種溶解度參數值介于相互不相容的兩種有機化合物的溶解度參數值之間的化合物與這兩種有機化合物結合使用。作為這種化合物，特別優選使用一種在室溫下為液體的二醇化合物。如果這些化合物在油墨中結合使用，可提高油墨狀態的穩定性而不會有損于本發明的效果。
作為按照該具體例的油墨的另一優選模式，也可結合使用一種蒸氣壓不超過三甘醇蒸氣壓的化合物。如果結合使用該化合物，油墨狀態中的氣液界面容易穩定地保持。
盡管以上已描述了該具體例的優選模式，但溶解度參數值小于12且可溶于水的化合物從通用性角度看，優選用作結合使用的化合物。其用量并不特別限定。但它一般優選為0.1-15％重量，更優選0.1-10％重量，基于油墨的總重。
上述這些水溶性有機溶劑的含量一般優選為基于油墨總重的1-40％重量，更優選3-30％重量。水在油墨中的含量一般為基于油墨總重的30-95％重量。如果該含量低于30％重量，著色材料和類似物的溶解性變差，且所得油墨的粘度也會增加。因此，并不優選使用低比例的水。另一方面，如果水含量超過95％重量，蒸發組分太多不能充分滿足結皮性能。
在按照該具體例的油墨中，可包含沒有熒光性能的著色材料以調節油墨的色調。作為此時使用的著色材料，考慮到所得油墨的穩定性，可溶于水的著色材料是優選的(正如對于熒光著色材料，包括例如通過在這種情況下乳化而似乎溶解在水中的那些)。如果考慮到由本發明油墨形成的記錄制品的耐水牢度，從所得油墨的穩定性出發也優選使用直接對記錄介質著色的著色材料(直接染料)。更優選在其結構中具有偶氮基團的著色材料。作為沒有熒光性能的著色材料，優選使用在其結構中具有羧基或其鹽基團的著色材料。更優選使用僅具有羧基或其鹽基團作為著色材料親水基團的著色材料。由于羧基在水親和性上弱于磺酸基團，因此可提高由本發明油墨形成的記錄制品的耐水牢度。
沒有熒光性能的著色材料在按照該具體例的油墨中的含量優選不低于上述具有熒光性能的著色材料的含量。如果油墨按照這種方式制成，即使沒有熒光性能的著色材料喪失耐水性且熒光由于記錄制品與水接觸而損失，記錄狀態也會保持，因此防止了記錄細節的完全損失。但如果選擇沒有熒光性能的著色材料，優選根據由具有熒光性能的化合物和/或具有熒光性能的著色材料形成的記錄制品的熒光性能顯現狀態，或與其著色能力平衡而適當選擇。
沒有熒光性能的著色材料的具體例子包括直接黑168、直接黑154、直接黃145、直接黃86、直接紅227、直接藍199、和由以下通式(A)-(C)表示的游離酸形式的化合物。但本發明并不局限于這些著色材料。
由通式(A)表示的游離酸形式的著色材料Pc(SO3H)t(SO2-NR1-L-NR2-X-NR3-G)q(A)其中Pc是金屬化酞菁核，R1、R2和R3相互獨立地為H、烷基(例如具有1-20個碳原子的直鏈或支鏈烷基)、取代烷基(例如，其至少一個氫原子被鹵素(氟、氯、溴等)、具有1-3個碳原子的烷氧基等取代的烷基)、鏈烯基(例如具有1-20個碳原子的鏈烯基)、取代鏈烯基(例如，其至少一個氫原子被鹵素(氟、氫、溴等)、具有1-3個碳原子的烷氧基等取代的鏈烯基)、芳烷基(例如，苯甲基或苯乙基)、或取代芳烷基(例如，其芳基被至少一個選自鹵素(氟、氫、溴等)、具有1-3個碳原子的直鏈或支鏈烷基、具有1-3個碳原子的烷氧基等的取代基取代的芳烷基)，L是二價有機鍵接基團(例如，亞甲基或亞乙基)，X是羰基或由以下結構式(2)、(3)或(4)表示的基團
其中各結構式(2)-(4)中的Z分別為NR4R5、SR6或OR6，結構式(3)中的Y是H、Cl、Z、SR7或OR7，結構式(4)中的E是Cl或CN，R4、R5、R6和R7相互獨立地為H、烷基(例如具有1-20個碳原子的直鏈或支鏈烷基)、取代烷基(例如，其至少一個氫原子被鹵素(氟、氯、溴等)、具有1-3個碳原子的烷氧基等取代的烷基)、芳基(例如，苯基)、取代芳基(例如，被至少一個選自鹵素(氟、氯、溴等)、具有1-3個碳原子的直鏈或支鏈烷基、具有1-3個碳原子的烷氧基等的取代基取代的苯基)、芳烷基(例如，苯甲基或苯乙基)、或取代芳烷基(例如，其芳基被至少一個選自鹵素(氟、氯、溴等)、具有1-3個碳原子的直鏈或支鏈烷基、具有1-3個碳原子的烷氧基等的取代基取代的芳烷基)，或R4和R5可與氮原子一起形成一個5-或6-元環，G是被1或2個COSH或COOH取代的無色有機殘基，且t+q為3或4。
由通式(A)表示的化合物的例子包括C.I.直接藍307和例舉的著色材料(1) 由通式(B)表示的游離酸形式的著色材料Ar1N＝NJX(NR1LNR2X)nJN＝NAr2(B)其中J是以下結構式 AR1和AR2相互獨立地為芳基或取代芳基，AR1和AR2中的至少一個是具有至少一個選自COOH和COSH的取代基的取代芳基，R1和R2相互獨立地是H、烷基(例如具有1-20個碳原子的直鏈或支鏈烷基)、取代烷基(例如，其至少一個氫原子被鹵素(氟、氯、溴等)、具有1-3個碳原子的烷氧基等取代的烷基)、鏈烯基(例如具有1-20個碳原子的鏈烯基)、或取代鏈烯基(例如，其至少一個氫原子被鹵素(氟、氯、溴等)、具有1-3個碳原子的烷氧基等取代的鏈烯基)，L是二價有機鍵接基團(例如，-NH-φ-NH-，其中φ是亞苯基)，n是0或1，且X是羰基或由以下結構式(2)、(3)或(4)表示的基團 其中各結構式(2)-(4)中的Z分別為NR3R4、SR5或OR6，結構式(3)中的Y是H、Cl、Z、SR6或OR6，結構式(4)中的E是Cl或CN，R4、R5、R6和R7相互獨立地是H、烷基(例如具有1-20個碳原子的直鏈或支鏈烷基)、取代烷基(例如，其至少一個氫原子被鹵素(氟、氯、溴等)、具有1-3個碳原子的烷氧基等取代的烷基)、鏈烯基(例如具有1-20個碳原子的鏈烯基)、取代鏈烯基(例如，其至少一個氫原子被鹵素(氟、氯、溴等)、具有1-3個碳原子的烷氧基等取代的鏈烯基)、芳基(例如，苯基)、取代芳基(例如，被至少一個選自鹵素(氟、氯、溴等)、具有1-3個碳原子的直鏈或支鏈烷基、具有1-3個碳原子的烷氧基等的取代基取代的苯基)、芳烷基(例如，苯甲基或苯乙基)、或取代芳烷基(例如，其芳基被至少一個選自鹵素(氟、氯、溴等)、具有1-3個碳原子的直鏈或支鏈烷基、具有1-3個碳原子的烷氧基等的取代基取代的芳烷基)，或R4和R5可與氮原子一起形成一個5-或6-元環，前提是由通式(B)表示的化合物具有至少與SO3H相同數目的選自COOH和COSH的基團。
由通式(B)表示的化合物的例子包括C.I.直接紫107和例舉的著色材料(2) 例舉的著色材料(3) 例舉的著色材料(4) 例舉的著色材料(5) 由通式(C)表示的游離酸形式的著色材料 AR和AR1相互獨立地為芳基(例如苯基)或取代芳基，AR和AR1中的至少一個是具有至少一個選自磺酸基團、羧基和硫代羧基的取代基的取代芳基，J和J1相互獨立地為由以下結構式(2)、(3)或(4)表示的基團 其中結構式(2)中的R5選自氫原子、烷基(例如具有1-20個碳原子的直鏈或支鏈烷基)、取代烷基(例如，其至少一個氫原子被鹵素(氟、氯、溴等)、具有1-3個碳原子的烷氧基等取代的烷基)、烷氧基(例如，甲氧基和乙氧基)、鹵素(例如，氟、氯和溴)、CN、酰脲基團和NHCOR6(R6選自氫原子、烷基(例如具有1-20個碳原子的直鏈或支鏈烷基)、取代烷基(例如，其至少一個氫原子被鹵素(氟、氯、溴等)、具有1-3個碳原子的烷氧基等取代的烷基)、芳基(例如，苯基)、取代芳基(例如，被至少一個選自鹵素(氟、氯、溴等)、具有1-3個碳原子的直鏈或支鏈烷基、具有1-3個碳原子的烷氧基等的取代基取代的苯基)、芳烷基(例如，苯甲基或苯乙基)、和取代芳烷基(例如，其芳基被至少一個選自鹵素(氟、氯、溴等)、具有1-3個碳原子的直鏈或支鏈烷基、具有1-3個碳原子的烷氧基等的取代基取代的芳烷基))，結構式(3)中的T是烷基，W選自氫原子、CN、CONR10R11、吡啶鎓基團和羧基，(R10和R11相互獨立地選自氫原子、烷基(例如具有1-20個碳原子的直鏈或支鏈烷基)、和取代烷基(例如，其至少一個氫原子被鹵素(氟、氯、溴等)、具有1-3個碳原子的烷氧基等取代的烷基))，m是具有2-3個碳原子的亞烷基，結構式(4)中的B選自氫原子、烷基和羧基，結構式(C)中的R4、R5、R6和R7相互獨立地選自H、烷基(例如具有1-20個碳原子的直鏈或支鏈烷基)和取代烷基(例如，其至少一個氫原子被鹵素(氟、氯、溴等)、具有1-3個碳原子的烷氧基等取代的烷基)，L是二價有機鍵接基團(例如，-NH-φ-NH-，其中φ是亞苯基)，n是0或1，且X是羰基或由以下結構式(5)、(6)或(7)表示的基團 其中各結構式(5)-(7)中的Z分別為OR7、SR7和NR8R9，Y選自氫原子、Cl、和Z，E選自Cl和CN，R7、R8和R9相互獨立地是氫原子、鏈烯基(例如具有1-20個碳原子的鏈烯基)、取代鏈烯基(例如，其至少一個氫原子被鹵素(氟、氯、溴等)、具有1-3個碳原子的烷氧基等取代的鏈烯基)、烷基(例如具有1-20個碳原子的直鏈或支鏈烷基)、取代烷基(例如，其至少一個氫原子被鹵素(氟、氯、溴等)、具有1-3個碳原子的烷氧基等取代的烷基)、芳基(例如，苯基)、取代芳基(例如，被至少一個選自鹵素(氟、氯、溴等)、具有1-3個碳原子的直鏈或支鏈烷基、具有1-3個碳原子的烷氧基等的取代基取代的苯基)、芳烷基(例如，苯甲基或苯乙基)、或取代芳烷基-(例如，其芳基被至少一個選自鹵素(氟、氯、溴等)、具有1-3個碳原子的直鏈或支鏈烷基、具有1-3個碳原子的烷氧基等的取代基取代的芳烷基)，或R8和R9可與氮原子一起形成一個5-或6-元環，前提是當由通式(C)表示的化合物不帶磺酸基團時，該化合物具有至少兩個選自羧基和硫代羧基的基團，或由通式(C)表示的化合物具有至少與磺酸基團具有相同數目的選自羧基和硫代羧基的基團。
由通式(C)表示的化合物的例子包括例舉的著色材料(6) 例舉的著色材料(7) 例舉的著色材料(8) 例舉的著色材料(9) 例舉的著色材料(10) 例舉的著色材料(11) 并不特別限定這些上述的沒有熒光性能的著色材料的用量。但它一般優選為基于油墨總重的0.1-15％重量，更優選0.1-10％重量。
例如，按照該具體例的油墨優選具有最高為40mN/m(達因/厘米)的表面張力，因為，為了出現上述機理，從顯現效果的角度出發，墨滴優選在記錄之后擴散。另外，考慮到油墨的穩定性，按照該具體例的油墨的pH優選至少為8。
在按照該具體例的油墨中，優選結合使用堿金屬離子和銨離子作為這些著色材料的抗衡離子。
如果結合使用這兩種離子，在將油墨用于噴墨記錄時，所得油墨的穩定性和噴射穩定性得到提高。作為堿金屬離子的例子，可以提及Li+、Na+、和K+。按照該具體例的油墨優選在已去除著色材料和添加劑的油墨體系中調節至非離子性。
在按照該具體例的油墨中，為了增加所得圖像的熒光強度，具有熒光性能的化合物和/或具有熒光性能的著色材料的含量濃度至少足夠表現出油墨最大熒光強度。其原因推理認為如下由于在用水基油墨在記錄介質上進行記錄時著色材料的表觀濃度通過油墨的羽化或滲色、滲透等而降低，因此，如果用如此制成的油墨在記錄介質上進行記錄，可在所選記錄介質上保持良好的著色。
以上述方式制成的按照該具體例的熒光油墨也可用作一般書寫工具的油墨，但在用于噴墨記錄時特別有效。噴墨記錄方法包括一種其中將機械能施用到油墨上以噴射墨滴的記錄方法、以及一種其中將熱能施用到油墨上以利用油墨鼓泡來噴射墨滴的記錄方法。按照該具體例的油墨特別適用于其中利用熱能產生的鼓泡現象來噴射油墨的噴墨記錄方法。這種記錄方法的特征在于，油墨的噴射非常穩定，且不產生衛星墨點。但在這種情況下，有時可以控制油墨的熱性能(例如，比熱、熱膨脹系數、導熱率、等)。
為了使油墨與噴墨頭匹配良好，按照該具體例的油墨最好控制成作為在25℃下的自身物理性能，具有30-40mN/m(達因/厘米)的表面張力和15厘泊或更低，優選10厘泊或更低，更優選5厘泊或更低的粘度。為了將油墨控制成上述物理性能值以解決在普通紙上的問題，水在按照該具體例的油墨中的含量優選控制成不低于50％重量，但不超過98％重量，更優選不低于60％重量，但不超過95％重量。
(第二具體例)現在描述按照本發明第二具體例的油墨。
按照第二具體例的油墨的特征在于，在按照第一具體例的上述油墨中另外包含一種蒸氣壓高于二甘醇蒸氣壓的二醇化合物。按照該具體例的油墨，其中該化合物結合使用，包括熒光強度的著色能力變得良好，因此所得記錄制品的熒光性能和著色能力明顯提高，此外獲得一個單獨的優異效果，即有效防止具有熒光性能的常規記錄制品的缺陷，即曝光的熒光著色材料的熒光強度隨著時間下降的缺陷。
對于造成與第一具體例油墨不同的蒸氣壓高于二甘醇蒸氣壓的二醇化合物，該化合物優選為其中溶解或分散相互不相容的兩種有機化合物的化合物，例如其溶解度參數優選介于相互不相容的兩種有機化合物的溶解度參數值之間。如果結合使用該化合物，可如上所述有效防止具有熒光性能的常規記錄制品的缺陷，即曝光的熒光著色材料的熒光強度隨著時間而下降。該化合物的具體例子根據所用的兩種有機化合物而變化。但如果例如使用具有甘油基團的上述有機化合物和非離子表面活性劑作為這兩種有機化合物，優選使用一種二醇化合物。該化合物的例子包括蒸氣壓不低于乙二醇蒸氣壓的二醇化合物，具體地，乙二醇(在20℃下的蒸氣壓6.7Pa)和二甘醇(在20℃下的蒸氣壓小于1.3Pa)。
關于按照該具體例的油墨為何具有上述這種效果的原因，本發明人認為可歸于蒸氣壓不低于二甘醇蒸氣壓的該化合物，例如乙二醇或二甘醇在記錄介質上的蒸發作用。更具體地說，由于該化合物的蒸發較弱，該化合物在墨滴施用到記錄介質上不久大量包含在油墨中。因此認為，該化合物存在于圖11中的層1101和1103之間的液液界面1107上，或存在于圖12中的層1201和1203以及層1203和1205之間的至少一個液液界面1107上以抑制形成清晰的界面。即，比起在記錄之后通過不含該化合物的油墨得到的記錄部分，按照該具體例的油墨的記錄部分具有較弱的熒光強度。但該化合物隨著時間逐漸蒸發。結果，該液液界面變得清晰，導致形成適合得到高熒光強度的記錄部分。具有熒光性能的化合物或具有熒光性能的著色材料的熒光發射能力有時會根據該記錄制品所放置的環境而隨著時間下降。但由該具體例油墨形成的記錄部分的表觀熒光強度特別有效地被防止隨著時間而下降或幾乎不下降或可能在有些情況下增加。因此，如果預期記錄制品具有較長的熒光性能，優選使用按照該具體例的油墨。
作為一種使用按照本發明的油墨進行記錄的優選方法和裝置，可以提及一種方法和裝置，其中將對應于記錄信號的熱能施用到記錄頭內的油墨上，然后利用該熱能產生墨滴。
作為該裝置中主要部件的記錄頭的結構的例子在圖1、2和3中說明。圖1是沿著油墨的流路截取的記錄頭13的橫截面圖，且圖2是沿著圖1中線2-2截取的橫截面圖。記錄頭13通過將具有凹槽14(油墨由其經過)的玻璃、陶瓷、硅或塑料板或類似物粘結到用于熱記錄的加熱頭15上而形成(附圖給出了一種薄膜頭，但本發明不局限于此)。加熱頭15由保護膜16(由氧化硅或類似物制成)、鋁電極17-1和17-2、加熱電阻層18(由鎳鉻合金或類似物制成)、熱積聚層19、和基材20(由具有良好熱輻射性能的礬土或類似物制成)組成。
油墨21來到噴射孔(微小開口)22并由于壓力P而形成彎液面23。現在，通過將電信號施加到鋁電極17-1和17-2上，加熱頭15迅速在“n”所示區域生成熱，在接觸該區域的油墨21中形成氣泡。油墨的彎液面23利用如此產生的壓力而發射，因此油墨21以墨滴24的形式從噴射孔22射向記錄介質25。
圖3說明由圖1所示多個頭排列成的多頭的外觀。類似于圖1所述，該多頭通過將具有多個凹槽26的玻璃板27緊密粘結到加熱頭28上而形成。
圖4說明一個噴墨記錄裝置的例子，其中已加入了上述的記錄頭。在圖4中，參考數字61表示用作擦拭元件的葉片，其一端是固定端，由一個葉片夾持元件固定以形成一個懸臂。該葉片61位于一個鄰近記錄頭65操作區域的位置上，且在該具體例中以這樣一種形式固定，使得它突出到記錄頭65移動經過的路徑中。參考數字62表示用于記錄頭65噴射開口面的蓋，位于鄰近葉片61的起始位置上，而且構造使得它在垂直于記錄頭65移動方向的方向上移動，并接觸噴射開口的面以遮蓋。參考數字63表示一個鄰近于葉片61的吸墨元件，類似于葉片61，以這樣一種形式固定，使得它突出到記錄頭65移動經過的路徑中。
上述葉片61、蓋62和吸墨元件63構成了噴射回收部分64，其中葉片61和吸墨元件63除去來自噴墨開口面上的水、灰塵和/或類似物。參考數字65表示記錄頭，它具有噴射能量生成裝置并用于將油墨噴射至記錄介質上以進行記錄，記錄介質設置在與設有噴射開口的噴射開口面相對的位置上。參考數字66表示一個滑座，記錄頭65安裝在其上面，從而使記錄頭65可以移動。滑座66與導桿67滑動聯鎖，并連接(未示出)至由馬達68驅動的帶子69上。因此，滑座66可沿著導桿67運動，并因此記錄頭65可從記錄區移向與其相鄰的區域。
參考數字51和52分別表示由其插入記錄紙的進紙部分以及由馬達(未示出)驅動的進紙輥。采用這種構造，記錄紙被送入與記錄頭65的噴射開口面相對的位置，并從設有出紙輥53的出紙段隨記錄過程進行而排出。
在上述構造中，當記錄完成之后記錄頭65返回其起始位置時，噴射回收部分64中的蓋62從記錄頭65運動的路徑中收回，而葉片61仍突出進入移動路徑中。結果，記錄頭65的噴射開口面被擦拭。當蓋62與記錄頭65的噴射開口面接觸并將其蓋住時，移動蓋62以突出進入記錄頭65的移動路徑中。
當記錄頭65從其起始位置移動至記錄開始的位置時，蓋62和葉片61處于與上述用于擦拭位置相同的位置。結果，記錄頭65的噴射開口面也在這次移動時被擦拭。記錄頭65向其起始位置的上述移動不僅發生在記錄完成或記錄頭65被回收用于噴射時，而且還發生在記錄頭65因記錄而在記錄區域間移動時，在此期間，它以給定的間隔運動至與每一記錄區域相鄰的起始位置，在此，噴射開口面由這種移動進行擦拭。
圖5是一種示例性墨盒45，其中包含待通過油墨進料元件，如管路加入記錄頭的油墨。在此，參考數字40表示包含待供料油墨的油墨容器部分，例如油墨袋。在其一端設有由橡膠制成的塞子42。向該塞子42中插入一個針狀物(未示)，從而可將油墨袋40中的油墨加至記錄頭中。參考數字44表示用于接收廢油墨的吸墨元件。優選其表面與油墨接觸的油墨容器部分是由聚烯烴，特別是聚乙烯制成的。
用于本發明的噴墨記錄裝置并不限于如上所述記錄頭和墨盒分別設置的裝置。因而，也優選使用如圖6所示整體形成這些元件的裝置。圖6中，參考數字70表示記錄元件，在其內部包括一個包含油墨的油墨容器部分，如儲墨元件。記錄元件70構造使得在所述儲墨元件中的油墨以墨滴形式通過具有多個開孔的頭71噴射。
在本發明中，優選采用聚氨酯、纖維素、聚醋酸乙烯酯、聚烯烴或由有機化合物的縮合或聚合反應形成的聚合物作為儲墨元件的材料。另外，優選使用由多孔材料組成或具有多層結構的儲墨元件。優選的是，儲墨元件多層結構的多層排列的方向與所用油墨容器的油墨出料方向排成一行。另外優選使用具有與油墨容器的接觸表面的儲墨元件。參考數字72表示用于聯通記錄元件70的內部與大氣的空氣通路。這種記錄元件70可用于代替如圖4所示的記錄頭65，并以可拆卸方式安裝在滑座66上。
以下描述優選用于本發明的記錄裝置和記錄頭的其它例子。圖13是一個示意透視圖，給出了在噴射時氣泡與空氣連通的噴射體系的液體噴射頭的主要部件，以及作為使用該頭的液體噴射裝置的示例性噴墨打印機。
在圖13中，噴墨打印機包括一個用于在圖13中箭頭P所示的方向上間歇傳送作為記錄介質(沿著外殼1008縱向供給)的紙1028的傳送設備1030、一個在基本上平行于導桿1014的方向上在箭頭S的方向(基本上垂直于紙1028通過傳送設備1030傳送的方向P)上往復移動的記錄部件1010、和一個用于移動的驅動部件1006(作為用于往復移動記錄部件1010的驅動裝置)。
傳送設備1030包括基本上相互平行并相對的一對滾筒單元1022a和1022b和一對滾筒單元1024a和1024b、以及一個用于驅動這些相應滾筒單元的驅動部件1020。利用該結構，紙1028以這樣一種狀態間歇傳送當傳送設備1030的驅動部件1020操作時，紙在圖13中箭頭P所示方向上被夾在相應滾筒單元1022a和1022b以及滾筒單元1024a和1024b之間。
用于移動的驅動部件1006包括一個卷繞在滑輪1026a和1026b上的帶1016，所述滑輪分別位于以預定間隔相對排列的旋轉軸上；和一個用于驅動連接到記錄部件1010的支架元件1010a上的帶1016的馬達1018，所述記錄部件基本上平行于正向和反向上的滾筒單元1022a和1022b排列。
如果操作馬達1018以按照圖13箭頭R所示的方向旋轉帶1016，記錄部件1010的支架元件1010a通過在圖13箭頭S所示的方向上的規定運動而移動。如果操作馬達1018以按照與圖13箭頭R所示方向相反的方向旋轉帶1016，記錄部件1010的支架元件1010a通過在與圖13箭頭S所示方向相反的方向上的規定運動而移動。在用于移動的驅動部件1006的一端，用于將記錄部件1010進行噴射回收處理的回收單元1026與位于支架元件1010a起始位置的記錄部件1010的一排油墨噴射開口相對放置。
在記錄部件1010中，相應顏色，例如黃色、品色、青色和黑色的噴墨墨盒(以下在某些情況下可僅稱作“墨盒”)1012Y、1012M、1012C和1012B可拆卸地安裝在支架元件1010a上。
圖14給出了能夠安裝在上述噴墨記錄裝置上的示例性噴墨墨盒。該實施方案中的墨盒1012是連續型，且其主要部件由噴墨記錄頭100和用于包含液體如油墨的液體罐1001構成。
在噴墨記錄頭100中，形成了許多用于噴射液體的噴射開口832，且液體如油墨通過一個液體加料通道(未示)由液體罐1001導向共同液體腔(參見圖15)。圖14所示墨盒1012構造使得噴墨記錄頭100和液體罐1001整體形成，且液體可根據需要供給液體罐1001的內部。但也可采用這樣的結構，其中液體罐1001可置換地連接到該液體噴射頭100上。
以下詳細描述上述能夠安裝在這種結構的噴墨打印機上的液體噴射頭的具體例子。
圖15是通常說明液體噴射頭主要部件的示意透視圖，適用于本發明的噴墨記錄裝置。用于表示本發明的基本形式，而圖16-19是說明圖14所示液體噴射頭的噴射開口形式的正視圖。順便說說，在這些附圖中，省略了用于驅動電熱轉化元件的電布線和類似物。
在按照該實施方案的液體噴射頭中，使用了由玻璃、陶瓷、塑料或金屬組成的基材934，例如在圖15中說明。這種基材的材質對本發明并不關鍵且并不特別限定，只要它用作能形成流路的元件的一部分，并用作油墨噴射能生成元件和用于形成液體流路和噴射開口的材料層(隨后描述)的支撐物。因此，在該實施方案中，在使用Si基材(晶片)的情況下進行描述。噴射開口可以在這種基材934上形成。噴射開口可不僅按照激光束成型方法，而且還按照，例如其中使用光敏樹脂作為孔板(噴射開口板)935的方法(隨后描述)而形成，其中利用對準器如MPA(鏡面突起對準器)形成噴射開口。
在圖15中，參考數字934表示配有電熱轉化元件(以下在某些情況下可稱作“加熱器”)931和由作為共同液體腔的長槽貫穿開口形成的油墨加料開口933。加熱器931是熱能生成裝置，以鋸齒形在油墨加料開口933的兩面上沿著其縱向排成一排，電熱轉化元件之間的間距例如為300dpi。用于形成油墨流路的油墨流路壁936位于基材934上。另外，配有噴射開口832的噴射開口板935位于油墨流路壁936上。
在圖15中，油墨流路壁936和噴射開口板935描述為單獨的元件。但油墨流路壁936可通過旋涂之類的方法在基材934上形成，這樣同時形成作為相同元件的油墨流路壁936和噴射開口板935。在該實施方案中，噴射開口面(上表面)935a的那面進行斥水處理。
在所示裝置中，使用連續型頭例如以1200dpi進行記錄，其中在圖13中箭頭S所示方向上掃描的同時進行記錄。驅動頻率為10kHz，且噴射以100微秒的最短時間間隔在一個噴射開口中進行。
作為記錄頭大小的一個例子，考慮到流體，用于相互隔離鄰近噴嘴的隔離壁936a的寬度w為14μm，例如說明于圖16。如圖19所示，通過油墨流路壁936形成的鼓泡腔1337的N1(鼓泡腔的寬度)為33μm且N2(鼓泡腔的長度)為35μm。加熱器931的尺寸為30μm×30μm，加熱器的電阻值為53歐姆，且驅動電壓為10.3伏特。可以使用其中油墨流路壁936和隔離壁936a的高度為12μm，且噴射開口板的厚度為11μm的頭。
在配置在噴射開口板(包括噴射開口832)中的噴射開口部件940的截面中，沿著橫穿油墨噴射方向(孔板935的厚度方向)截取的截面的形狀基本上為星狀且一般由6個具有鈍角的角的突出部分832a和6個在這些突出部分832a之間交替排列并具有銳角的角的凹進部分832b。更具體地說，6個凹槽在圖15所示孔板的厚度方向(液體的噴射方向)上而形成，其中使用遠離噴射開口的中心O的凹進部分832b作為頂部并使用鄰近該區域且局部鄰近噴射開口的中心O的突出部分832a作為基底(關于凹槽的位置，參見圖20的1141a)。
在所示液體噴射頭中，噴射開口部件940例如使得，沿著貫穿其厚度方向的方向截取的截面是具有2個邊長為27μm的等邊三角形的形狀，這兩個三角形相互結合成其中之一已旋轉60度的狀態。圖17所示的T1為8μm。突出部分832a的角度都是120度，而凹進部分832b的角度都是60度。
因此，噴射開口的中心O與多邊形的重力G的中心一致，所述多邊形重心G是通過將連接相互鄰近的凹槽的中心(通過連接凹槽的頂部和與頂部鄰近的2個基底而形成的圖的中心(重心))而形成。在該實施方案中，噴射開口832的開口面積為400μm2，且凹槽的開口面積(通過連接凹槽的頂部和與頂部鄰近的2個基底而形成的圖的面積)為約33μm2/凹槽。
圖18是說明油墨已連接到圖17所示噴射開口部分上的一種狀態的典型圖。在圖18中，且參考符號C表示該油墨已連接的部分。
以下根據圖20-27來描述利用上述結構的平面記錄頭進行的液體噴射操作。
圖20-27是用于說明液體噴射操作的橫截面視圖，其中使用圖15-19所示的液體噴射頭；和圖19所示鼓泡腔1337沿著線20-20截取的橫截面視圖。在該截面中，孔板厚度方向上的噴射開口部件940的端部是凹槽1141的端部1141a。
圖20說明已在加熱器上形成膜狀氣泡的狀態，且圖21、22、23、24、25、26和27分別說明在圖20狀態約1微秒之后、在圖20狀態約2微秒之后、在圖20狀態約3微秒之后、在圖20狀態約4微秒之后、在圖20狀態約5微秒之后、在圖20狀態約6微秒之后、和在圖20狀態約7微秒之后的狀態。順便說說，在以下說明中，“滴”或“滴落”并不是指在所謂重力方向上的滴落，而是指在電熱轉化元件方向上的移動，與頭的安裝方向無關。
如果首先在加熱器931上的液體流路1338中根據記錄信號等來激勵加熱器931以形成氣泡101，如圖20所示，氣泡迅速體積膨脹并在約2微秒內生長，如圖17和18所示。氣泡101在最大體積時的高度起過噴射開口的面935a。同時，氣泡的壓力由幾分之一個大氣壓降至幾十分之一個大氣壓。
在氣泡形成約2微秒時，氣泡101的體積如上所述由最大體積變成下降體積，且基本上與此同時，開始形成彎液面102。彎液面102也收縮，即，在圖23所示的加熱器931方向上滴落。
在該實施方案中，所示液體噴射頭中的噴射開口部件具有多個分散態的凹槽1141，這樣，當彎液面1004收縮時，毛細力在凹槽1141部位上，在與彎液面102的收縮方向FM相對的方向FC上作用。結果，彎液面和主墨滴(以下在某些情況下可稱作“液體”或“油墨”)I在彎液面收縮時得到補償，得到相對噴射開口中心基本上對稱的形狀，即使由于某些原因觀察到氣泡101狀態的某些變化。
在所示液體噴射頭中，該彎液面1004的滴落速率快于氣泡101的收縮速率，因此氣泡101在氣泡形成約4微秒時與鄰近噴射開口832下表面的空氣連通，如圖24所示。同時，鄰近噴射開口832中心軸的液體(油墨)滴向加熱器931，因為在連通空氣之前通過氣泡101負壓縮向加熱器931面上的液體(油墨)I在朝向加熱器931的方向上由于慣性而保持速率，即使在連通空氣之后。
滴向加熱器931面上的液體(油墨)在氣泡形成約5微秒時到達加熱器931的表面上，如圖25所示，并擴散覆蓋加熱器31的表面，如圖26所示。如上所述，擴散覆蓋加熱器931表面的液體在沿著加熱器931表面的水平方向上具有一個矢量。但貫穿加熱器931表面的方向，例如垂直方向上的矢量消失，因此液體趨向留在加熱器931的表面上，這樣將位于上表面的液體拉回，而不使該液體，即在噴射方向上保持速率矢量的液體向下。
然后，擴散在加熱器931表面上的液體與位于上表面的液體(主墨滴)之間的液體部分Tb變薄，并在氣泡形成約7微秒時在加熱器931表面的中心破裂，如圖27所示，這樣液體分離成在噴射方向上保持速率矢量的主墨滴Ia和在加熱器931表面上擴散的液體Ic。這種分離的位置最好在液體流路1338的內部，優選靠近電熱轉化元件931而不是噴射開口832的那面。
主墨滴Ia由噴射開口832的中心部分噴射而沒有在噴射方向上的偏斜和噴射滑移，然后撞擊在記錄介質上的記錄表面的預定位置上。至此，擴散在加熱器931表面上的液體Ic在主墨滴之后噴射成衛星墨滴。但它留在加熱器931的表面上而不噴射。
由于衛星墨滴的噴射如上所述進行抑制，可以防止由于衛星墨滴噴射而容易發生的飛濺，而且可以確保防止霧狀懸浮的霧在記錄介質的記錄表面上的污染。在圖24-27中，參考數字Id和Ie分別表示連接到凹槽部分的油墨(凹槽內的油墨)和留在液體流路中的油墨。
如上所述，在按照該實施方案的液體噴射頭中，在氣泡體積在增長至最大體積之后下降的狀態下，如果進行液體噴射，主墨滴的噴射方向可通過分散到噴射開口中心的多個凹槽而穩定化。結果，可提供不會在噴射方向上滑移且具有高撞擊精度的液體噴射頭。此外，噴射可針對氣泡在高驅動頻率下的變化而穩定地進行，這樣可實現高速和高清晰度的打印。
尤其是，在所示液體噴射頭中，在氣泡體積下降的階段，液體通過氣泡與大氣首次連通而噴射，這樣可以防止墨滴噴射時由于氣泡與大氣連通而產生的霧，因此也可抑制墨滴連接到噴射開口面上的狀態，這是所謂突然噴射失敗的主要原因。
作為噴射時氣泡連通大氣的噴射體系的記錄頭的另一實施方案，可以提及例如描述于日本專利注冊號2783647的所謂邊緣發射型。
尤其是，在噴墨記錄體系進行記錄中，本發明在利用熱能形成噴射墨滴以進行記錄的記錄頭和記錄裝置中具有優異的效果。
至于典型的結構及其原理，使用例如公開于美國專利4723129和4740796的基本原理的那些是優選的。
該體系可應用于所謂的按需型和連續型。尤其是，按需型是有效的，因為將至少一個對應于記錄信息并快速升溫超過膜沸騰的驅動信號施加到對應片材或液體路徑(其中留有液體(油墨))而排列的電熱轉化器上，這樣電熱轉化器生成熱能以在記錄頭的熱作用表面上產生膜沸騰，因此氣泡可響應驅動信號，按照一對一的關系在液體(油墨)中形成。液體(油墨)通過將該氣泡增長收縮形成至少一個墨滴而由噴射開口噴射。如果驅動信號以脈沖形式施加，氣泡的增長收縮合適地瞬間進行，這樣可實現具有優異響應能力的液體(油墨)噴射。因此，優選使用這種脈沖信號。
作為脈沖驅動信號，例如描述于美國專利4463359和4345262的這些信號是合適的。如果采用描述于美國專利4313124(涉及溫度在熱作用表面上升高的速率的發明)的條件，可進行更優異的記錄。
作為構成按照本發明的墨盒、記錄單元和噴墨記錄裝置的記錄頭的結構，也可優選使用例如公開于美國專利出版物的噴射開口、液體流路和電熱轉化器的這種組合結構(線性液體流路或垂直液體流路)、以及基于美國專利4558333和4459600(公開了一種將熱作用部分排列在彎曲區域中的結構)的結構。
此外，基于日本專利申請公開59-123670(其中公開，使用多個電熱轉化器共有的狹縫作為電熱轉化器的噴射部件)、和日本專利申請公開59-138461(其中公開，在噴射部件的對面配置一個熱能的開口吸收壓力波)的結構也可有效地用于本發明。
另外，作為具有對應于記錄介質最長寬度的長度的全行型記錄頭，可以使用其中長度通過例如公開于上述出版物的多個記錄頭的組合來滿足的結構、以及其中記錄頭整體形成的結構，而且本發明的上述效果更有效地表現。
此外，即使使用可置換的晶片型記錄頭(其中與裝置殼體的電連接以及油墨由該裝置殼體的加料通過安裝該裝置殼體而變得易行)或墨盒型記錄頭(其中油墨罐整體配置在記錄頭本身中)，本發明也是有效的。
另外，優選引入用于記錄頭的回收裝置、預備輔助裝置等以構成按照本發明的記錄裝置，因為本發明的效果更加穩定。具體地說，用于記錄頭的覆蓋裝置、清潔裝置、加壓或吸取裝置、用于電熱轉化器的預備加熱裝置、除此之外的其它加熱元件或其組合、以及噴射與記錄分離的預備噴射模式也可有效地用于穩定記錄。
作為記錄裝置的記錄模式，本發明不僅對使用主顏色如黑色的記錄模式，而且對利用整體構成記錄頭或相互結合多個記錄頭的配有不同顏色的復合顏色和全色(通過混色)中至少一種的裝置特別有效。
在本發明的上述實施方案中，油墨已描述為液體。但在室溫下或更低溫度下凝固的油墨也可使用，只要它們在高于室溫的溫度下軟化或為液體，或在施加記錄信號時表現為液相，因為在上述噴墨體系中，油墨本身的溫度控制一般在30-70℃的范圍內進行以調節油墨的粘度至落入穩定的噴射范圍。
此外，根據記錄信號施加熱能而液化并作為液體油墨噴射的油墨，例如其中熱能溫度控制通過使用熱能作為固相至液相的相變能而真正抑制的油墨和為了防止油墨蒸發而放置固化的油墨、以及能夠首次被熱能液化的油墨，如在其到達記錄介質時已開始固化的油墨也可應用于本發明。在這種情況下，油墨可以與電熱轉化器相對，在多孔片材中在凹槽或穿孔中保持液體或固體，例如描述于日本專利申請公開54-56847或60-71260。在本發明中，上述膜沸騰體系對上述油墨最有效。
此外，作為按照本發明的記錄裝置的形式，也可采用其中所述裝置整體或分開配置成信息處理儀器如文字處理器和計算機的圖像輸出終端的形式、以及與具有傳輸-接收功能的閱讀器或傳真結合的復印機之類的形式。
以下概述其中安裝有上述液體噴射頭的液體噴射裝置。
圖28是噴墨記錄裝置600的示意透視圖，它是其上可安裝和使用按照本發明的液體噴射頭的液體噴射裝置的一個例子。
在圖28，噴墨頭墨盒601構造使得上述液體噴射頭與其中包含待加料到液體噴射頭的油墨的油墨罐整體形成。噴墨頭墨盒601安裝在與導向螺桿605中的螺旋凹槽606咬合的支架607上，并與支架607一起通過驅動馬達602的功率沿著導向裝置在箭頭a、b所示方向上往復移動，其中所述導向螺桿通過與驅動馬達602的正向和反向咬合的驅動力傳輸齒輪603和604而旋轉。記錄介質P’在壓制輥609上通過記錄介質傳送裝置(未示)而傳送并在支架607的移動方向上通過紙壓機板610而壓向壓制輥609。
光電耦合器611、612排列在導向螺桿605末端附近。它們是原位檢測裝置，用于確定支架607的杠桿607a是否存在于該區域以改變驅動馬達602的旋轉方向等。
支撐元件613用于支撐蓋元件614(覆蓋噴墨頭墨盒601的正面(噴射開口面))，其中存在噴射開口。油墨吸取裝置615通過從噴墨頭墨盒601進行空噴射等而用于吸取儲存在蓋元件614內部的油墨。通過該油墨吸取裝置615，噴墨頭墨盒601的吸取回收通過蓋中的一個開口(未示)來進行。配置一個用于擦拭噴墨頭墨盒601的噴射開口面的清潔葉片617，它可通過移動元件618在前后方向(垂直于支架607移動方向的方向)上移動。這些清潔葉片617和移動元件618由殼體支撐物619支撐。清潔葉片617不限于這種形式，而且可以使用任何其它的熟知清潔葉片。
通過液體噴射頭的這種吸取回收操作，用于引發吸取的杠桿620隨著與支架607咬合的凸輪621的移動而移動，然后來自驅動馬達602的驅動功率通過公眾已知的方式如變速器進行傳送控制。將用于將信號施加到加熱器(配置在噴墨頭墨盒601的液體噴射頭中)上并對上述相應機理進行驅動控制的噴墨記錄控制部件配置在裝置殼體的面上，在此沒有示出。
具有上述結構的噴墨記錄裝置600在記錄介質P’上進行記錄，同時將噴墨頭墨盒601在記錄介質P’的整個寬度上往復移動，其中所述記錄介質通過記錄介質傳送裝置(未示)而在壓制輥609上移動。
以下總體給出上述按照本發明的優選模式、和使用這些油墨的噴墨記錄方法的優選模式、由該方法形成的記錄制品、記錄單元、噴墨盒和噴墨記錄裝置。
按照本發明第一具體例的油墨的特征在于，它們包含相互不相容的兩種有機化合物、具有熒光性能的化合物和/或具有熒光性能的著色材料、以及其中溶解或分散有相互不相容的兩種有機化合物、具有熒光性能的化合物和/或具有熒光性能的著色材料的液體介質。它們優選為水基油墨。另外，它們優選為適用于噴墨記錄的油墨。另外，具有熒光性能的化合物和/或具有熒光性能的著色材料在油墨中的含量優選控制成最高1.5％重量，更優選最高1.0％重量。所用的具有熒光性能的化合物和/或具有熒光性能的著色材料優選水溶性或親水的。優選的油墨是熒光著色材料在油墨中的含量使得具有熒光性能的化合物和/或具有熒光性能的著色材料在油墨中的含量至少為足以表現出該油墨的最大熒光強度的濃度，尤其是，具有熒光性能的化合物和/或具有熒光性能的著色材料在油墨中的含量至少為足以使該油墨在溶解于水的狀態下表現出最大熒光強度的濃度。
作為構成本發明油墨的相互不相容的兩種有機化合物，優選的是，相互不相容的兩種有機化合物之一的溶解度參數至少為15，而另一個的溶解度參數最高為13，相互不相容的兩種有機化合物都是非極性化合物，相互不相容的兩種有機化合物都是水溶性的，相互不相容的兩種有機化合物都是液體，相互不相容的兩種有機化合物之一具有甘油基團，具有甘油基團的所述有機化合物是一種具有至少3個羥基的化合物。該油墨優選在室溫下為液體。進一步優選使用一種非離子表面活性劑作為相互不相容的兩種有機化合物中的另一種。特別優選的是，該非離子表面活性劑在室溫下為液體，或該非離子表面活性劑的HLB最高為13。還優選，如果非離子表面活性劑包含在油墨中，非離子表面活性劑在油墨中的含量使得非離子表面活性劑沒有以水溶液狀態在水溶液的界面上分離，而且包含在油墨中的非離子表面活性劑的量使得非離子表面活性劑沒有以已從中去除具有熒光性能的化合物和/或熒光著色材料的油墨狀態在油墨界面上分離。
按照本發明的油墨的優選模式包括其中構成油墨的非離子表面活性劑具有乙炔基團的油墨、和其中非離子表面活性劑具有由以下通式(I)表示的結構的油墨 其中A和B相互獨立地為CnH2n+1(n是1-10的整數)，且X和Y相互獨立地是開環氧化乙烯單元和/或開環氧化丙烯單元。
按照本發明的油墨的其它優選模式包括除了上述堿性化合物外還包含一元醇的油墨、和其中包含沒有熒光性能的著色材料的油墨。此時使用的沒有熒光性能的著色材料優選為具有水溶性的著色材料。另外，沒有熒光性能的著色材料優選為直接著色記錄介質的著色材料，更優選偶氮染料。作為油墨的其它優選模式，可以提及其中沒有熒光性能的著色材料的含量高于熒光著色材料的含量的油墨、其中沒有熒光性能的著色材料具有羧基或其鹽基團的油墨、以及其中包含至少一種銨離子作為沒有熒光性能的著色材料的親水基團的抗衡離子的油墨。
按照本發明的油墨的其它優選模式包括除了上述基本組分外還包含選自脲和脲衍生物中至少一種的油墨、其中脲衍生物不是環狀化合物的油墨、以及其中脲衍生物是選自脲的烷基衍生物和脲的氧化乙烯和/或氧化丙烯加合物中的至少一種的油墨。
按照本發明的油墨的其它優選模式包括其中與上述基本組分結合使用一種溶解度參數值介于相互不相容的兩種有機化合物的溶解度參數值之間的化合物的油墨、以及在已從中去除具有熒光性能的化合物和/或熒光著色材料、添加劑和其它著色材料的油墨體系中為非離子性的油墨。
由上述這些組分組成的按照本發明的油墨優選具有最高為40mN/m(達因/厘米)的表面張力和至少8的pH。另外，其中結合使用銨離子和堿金屬離子作為油墨中著色材料的抗衡離子的油墨是優選的。另外，其中油墨的激發最大波長小于油墨的熒光最大波長的油墨是優選的。
作為一種按照本發明另一具體例的油墨，除了上述組分外，還包含一種蒸氣壓不低于二甘醇蒸氣壓的化合物，這樣可長時間地保持著色部分上的熒光。其機理描述如上。如果兩種有機化合物之一是具有甘油基團的化合物，且另一個是非離子表面活性劑，那么蒸氣壓不低于二甘醇蒸氣壓的化合物的例子包括蒸氣壓不低于二甘醇蒸氣壓的二醇化合物。這些二醇化合物的例子包括二甘醇和乙二醇。
按照本發明的噴墨記錄方法的特征在于將按照本發明優選模式的上述油墨用作所述油墨，其中油墨響應記錄信號從孔中噴射，在記錄介質上進行記錄，這樣得到記錄制品。按照本發明的噴墨記錄方法優選將熱能施用到要從孔中噴射的油墨上以噴射出墨滴。本發明的優選模式包括通過上述噴墨記錄方法得到的記錄制品，其中在無木紙上形成的記錄部分的熒光強度具有與無木紙中水含量的相對比例關系；以及一種記錄制品，其中激發最大波長小于熒光最大波長。
本發明的另一優選模式包括一種記錄單元，包括一個含有按照本發明用于噴墨記錄的熒光油墨的油墨容器和一個用于噴射油墨的記錄頭部分。按照本發明的記錄單元的優選例子包括其中記錄頭部分的構造使得熱能施用到油墨上以噴射墨滴的記錄單元、其中油墨容器由聚烯烴形成的記錄單元、其中油墨容器具有儲墨元件的記錄單元、其中儲墨元件由選自聚氨酯、纖維素、聚醋酸乙烯酯和聚烯烴中的至少一種形成的記錄單元、以及其中儲墨元件由有機化合物縮合或聚合反應形成的聚合物組成的記錄單元。
按照本發明的記錄單元的其它優選例子包括其中儲墨元件由多孔材料組成的記錄單元、其中儲墨元件具有多層結構的記錄單元、其中多層結構的多層排列方向與油墨容器的油墨出料方向在一行的記錄單元、其中儲墨元件由纖維絮凝物組成的記錄單元、其中纖維絮凝物在油墨容器的油墨出料方向上取向的記錄單元、以及其中儲墨元件具有與油墨容器的接觸表面的記錄單元。
本發明的其它優選模式包括一種墨盒，包括一個含有按照本發明的熒光油墨的油墨容器。其優選例子包括其中油墨容器由聚烯烴組成的墨盒、其中油墨容器具有儲墨元件的墨盒、其中儲墨元件由選自聚氨酯、纖維素、聚醋酸乙烯酯和聚烯烴中的至少一種組成的墨盒、以及其中儲墨元件由有機化合物的縮合或聚合反應形成的聚合物組成的墨盒。
按照本發明的墨盒的其它優選例子包括其中儲墨元件由多孔材料組成的墨盒、其中儲墨元件具有多層結構的墨盒、其中多層結構的多層排列方向與油墨容器的油墨出料方向在一行的墨盒、其中儲墨元件由纖維絮凝物組成的墨盒、其中纖維絮凝物在油墨容器的油墨出料方向上取向的墨盒、以及其中儲墨元件具有與油墨容器的接觸表面的墨盒。
本發明的其它優選模式包括一種噴墨記錄裝置，包括一個含有按照本發明用于噴墨的熒光油墨的油墨容器和一個用于噴射油墨的記錄頭部分。其優選例子包括配有按照本發明的上述記錄單元的噴墨記錄裝置。
本發明的其它優選模式包括配有按照本發明的上述墨盒的噴墨記錄裝置。
以下，本發明通過以下實施例和對比例進行更具體的描述。順便說說，除非另有所指，以下實施例所用的所有名稱“份”或“份數”和“％”是指重量份和％重量。
(按照第一具體例的油墨)實施例1-8和對比例1-5將表1-1和1-2所示的相應組分混合并充分攪拌成溶液或分散體。將所得溶液或分散體在壓力下單獨濾過孔徑為0.1μm的Fluoropore過濾器(商品名Sumitomo Electric Industries，Ltd.的產品)，這樣制備出按照實施例和對比例的油墨。
<評估>
利用噴墨打印機BJF 800(商品名，由Canon公司制造)，按照以下的相應方法和標準，使用按照實施例和對比例的所得油墨來評估油墨。結果在表2中構成。
(噴射穩定性的評估)將每種油墨以預定量加入BJF 800的油墨罐中，在市售無木紙上記錄英文字符和數字，直到油墨罐內的油墨用盡。記錄之后，將在第一次和最后記錄得到的記錄制品相互比較，按照以下標準評估油墨的噴射穩定性A兩種記錄制品之間沒有差別；B在最后記錄得到的記錄制品中觀察到一些質量雜亂；
C在最后記錄得到的記錄制品中觀察到大的質量雜亂，且噴射失敗也顯著。
(穩定性的評估)將每種所得油墨放在實驗室玻璃盤上并在60℃環境中放置7天。然后，視覺觀察油墨的狀態，按照以下標準評估油墨的穩定性A沒有觀察到油墨組分的沉淀或分離；B在油墨的界面上觀察到分離；C觀察到明顯的沉淀。
(儲存穩定性的評估)將每種所得油墨放在玻璃容器中、密閉并在60℃環境中放置1個月。然后，將油墨在室溫環境中再放置1天，然后按照以下標準視覺觀察油墨的儲存穩定性A沒有觀察到沉淀物、懸浮物質以及油墨組分的分離；B稍微觀察到沉淀物或懸浮物質；C在油墨的氣液界面上觀察到分離；D觀察到大量沉淀。
(著色能力的評估)在市售無木紙上記錄英文字符和數字以及單色圖像，視覺觀察所得印刷制品，這樣按照以下標準評估每種油墨樣品的著色能力A明亮或清晰；B沒有看到模糊，但不明亮；C看上去模糊；(熒光性能的評估1)在市售無木紙上在23℃和50％RH的環境中以50％負荷率印刷一個實心圖像，在最容易測量用于實施例和對比例的著色材料的熒光強度的條件下，利用熒光強度儀FP-750(由Nippon Keiko K.K.制造)在260毫米的激發波長和600毫米的發射波長下測量所得印刷品的熒光強度，這樣按照以下標準評估熒光性能A熒光強度≥350；B350＞熒光強度≥300；
C200＞熒光強度。
(熒光性能的評估2)在15℃和10％RH的低溫和低溫環境中按照熒光性能評估1進行相同的測量，按照上述的相同方法和標準來評估油墨。結果在表2中給出。
表2實施例1-8和對比例1-5的評估結果
(第二具體例的油墨)實施例9-16和對比例6-10按照實施例1的相同方式制備出按照相應實施例和對比例的油墨，只是使用表3和4給出的相應組分。按照實施例1的相同方法和標準來評估油墨。關于實施例9-16和對比例6-10的記錄制品，按照以下的評估方法和標準，還觀察到熒光性能隨著時間的變化。
(熒光性能隨著時間的變化)在市售無木紙上以50％負荷率印刷一個實心圖像，利用熒光強度儀FP-750測量所得印刷品的熒光強度，將所得實心印刷樣品在不直接暴露于日光的房間中粘在墻壁上，然后在打開熒光燈的狀態下放置30天。然后，再次測量該印刷品的熒光強度。比較所得熒光強度值，按照以下標準評估油墨樣品A熒光強度的百分下降不超過5％；B熒光強度的百分下降不超過10％；C熒光強度的百分下降超過10％。
表1-1實施例的油墨組合物
表1-2對比例的油墨組合物
表3實施例的油墨組合物
表4對比例的油墨組合物
表5
如上所述，按照本發明，可提供一種可向記錄制品的記錄部分提供，例如熒光性能的油墨，這對于完全利用該油墨的熒光性能來充分賦予自然領域的顏色是重要的，而且該記錄制品具有高熒光強度且具有優異的印刷品質，包括著色能力，所述油墨能夠增強記錄制品的穩定性和可靠性；一種使用該油墨的噴墨記錄方法；一種通過該記錄方法得到的記錄制品；以及使用該油墨的儀器。按照本發明的一個具體例，還可提供一種記錄制品，其熒光著色部分的表觀熒光強度難以隨著時間而下降。
權利要求
1.一種油墨，包含(i)相互不相容的第一和第二有機化合物；(ii)具有熒光性能的化合物和具有熒光性能的著色材料中的至少一種；和(iii)其中溶解或分散有組分(i)和(ii)的液體介質。
2.根據權利要求1的油墨，其中所述油墨是一種水基油墨。
3.根據權利要求1的油墨，其中所述液體介質是水。
4.根據權利要求1的油墨，它由一個油墨施用裝置施用到記錄介質上，其中所述油墨施用裝置與所述記錄介質之間存在間隙。
5.根據權利要求1的油墨，其中所述組分(ii)在油墨中的含量最高為1.5％重量。
6.根據權利要求5的油墨，其中所述組分(ii)在油墨中的含量最高為油墨總重量的1.0％重量。
7.根據權利要求1的油墨，其中所述組分(ii)是水溶性或親水的。
8.根據權利要求1的油墨，其中所述組分(ii)在油墨中的含量至少為足以在油墨中顯現最大熒光強度的濃度。
9.根據權利要求8的油墨，其中所述組分(ii)在油墨中的含量至少為足以在溶解于水中的狀態下顯現最大熒光強度的濃度。
10.根據權利要求1的油墨，其中所述組分(i)溶解、分散或溶解并分散有組分(ii)。
11.根據權利要求1的油墨，其中所述組分(i)的第一和第二有機化合物之一具有至少為15的溶解度參數值，且另一則具有最高為13的溶解度參數值。
12.根據權利要求1的油墨，其中所述組分(i)的第一和第二有機化合物是非極性化合物。
13.根據權利要求1的油墨，其中所述組分(i)的第一和第二有機化合物都是水溶性的。
14.根據權利要求13的油墨，其中所述組分(i)的第一和第二有機化合物都是液體。
15.根據權利要求1的油墨，其中所述組分(i)的第一和第二有機化合物之一具有甘油基團。
16.根據權利要求15的油墨，其中具有甘油基團的所述有機化合物具有至少3個羥基。
17.根據權利要求15的油墨，其中具有甘油基團的所述有機化合物在常溫下是液體。
18.根據權利要求1的油墨，其中所述組分(i)的第一和第二有機化合物中的另一種是非離子表面活性劑。
19.根據權利要求18的油墨，其中所述非離子表面活性劑在常溫下是液體。
20.根據權利要求18的油墨，其中所述非離子表面活性劑的HLB最高為13。
21.根據權利要求18的油墨，其中所述非離子表面活性劑具有濁點。
22.根據權利要求20的油墨，其中所述非離子表面活性劑的含量使得所述非離子表面活性劑在不在水溶液的界面上以水溶液狀態分離。
23.根據權利要求22的油墨，其中所述非離子表面活性劑的含量使得所述非離子表面活性劑不在油墨的界面上以已去除組分(ii)的油墨狀態分離。
24.根據權利要求18的油墨，其中所述非離子表面活性劑具有乙炔基團。
25.根據權利要求24的油墨，其中所述非離子表面活性劑具有由以下通式(I)表示的結構 其中A和B相互獨立地為CnH2n+1(n是1-10的整數)，且X和Y相互獨立地是開環氧化乙烯單元和/或開環氧化丙烯單元。
26.根據權利要求18的油墨，其中所述非離子表面活性劑的含量比例為基于油墨總重的至少1％重量。
27.根據權利要求1的油墨，它還包含一元醇。
28.根據權利要求1的油墨，它還包含一種沒有熒光性能的著色材料。
29.根據權利要求28的油墨，其中沒有熒光性能的所述著色材料是一種具有水溶性的著色材料。
30.根據權利要求28的油墨，其中沒有熒光性能的所述著色材料是一種直接著色記錄介質的著色材料。
31.根據權利要求28的油墨，其中沒有熒光性能的所述著色材料是一種偶氮染料。
32.根據權利要求28的油墨，其中沒有熒光性能的所述著色材料在油墨中的含量不低于具有熒光的著色材料在油墨中的含量。
33.根據權利要求28的油墨，其中沒有熒光性能的所述著色材料具有羧基或其鹽基團。
34.根據權利要求28的油墨，其中沒有熒光性能的所述著色材料的親水基團的抗衡離子包含至少一種銨離子。
35.根據權利要求1的油墨，它還包含選自脲和脲衍生物中的至少一種。
36.根據權利要求35的油墨，其中所述脲衍生物不是環狀化合物。
37.根據權利要求35的油墨，其中所述脲衍生物是選自脲的烷基衍生物以及脲的氧化乙烯和/或氧化丙烯加合物中的至少一種。
38.根據權利要求1的油墨，它還包含一種溶解度參數值介于相互不相容的兩種有機化合物的溶解度參數值間的化合物。
39.根據權利要求1的油墨，它還包含一種蒸氣壓不超過三甘醇蒸氣壓的化合物。
40.根據權利要求1的油墨，它還包含一種蒸氣壓不低于二甘醇蒸氣壓的化合物。
41.根據權利要求40的油墨，其中蒸氣壓不低于二甘醇蒸氣壓的所述化合物的溶解度參數介于相互不相容的第一和第二有機化合物的溶解度參數之間。
42.根據權利要求40或41的油墨，其中蒸氣壓不低于二甘醇蒸氣壓的所述化合物是二甘醇和乙二醇中的至少一種。
43.根據權利要求1的油墨，其中具有熒光性能的化合物和/或具有熒光性能的著色材料、添加劑和其它著色材料已被從中去除的油墨是非離子性的。
44.根據權利要求1的油墨，其中所述油墨的表面張力最高為40mN/m(達因/厘米)。
45.根據權利要求1的油墨，其中所述油墨的pH至少為8。
46.根據權利要求1的油墨，其中所述油墨的著色材料具有兩個抗衡離子，其中之一是銨離子且另一個是堿金屬離子。
47.根據權利要求1的油墨，它具有激發最大波長和熒光最大波長，且所述激發最大波長短于所述熒光最大波長。
48.根據權利要求1的油墨，它是一種用于噴墨記錄的油墨。
49.一種噴墨記錄方法，包括將根據權利要求48的油墨響應記錄信號從孔中噴射的步驟。
50.根據權利要求49的噴墨記錄方法，其中所述步驟包括一個將熱能施用到油墨上以從孔中噴射油墨的子步驟。
51.一種通過權利要求50的噴墨記錄方法得到的記錄制品，其中在無木紙上形成的記錄部分的熒光強度具有與無木紙中水含量成比例的關系。
52.根據權利要求51的記錄制品，它具有激發最大波長和熒光最大波長，且所述激發最大波長短于所述熒光最大波長。
53.一種在記錄介質上具有熒光著色部分的記錄制品，其中所述著色部分包含具有熒光性能的化合物和具有熒光性能的著色材料中的至少一種且具有一個所述著色部分上的入射光在其上反射的界面，所述界面在其最外表面和記錄介質表面之間。
54.一種記錄單元，包括一個含有根據權利要求48的油墨的油墨容器和一個用于噴射該油墨的記錄頭部分。
55.根據權利要求54的記錄單元，其中所述記錄頭部分構造為使得熱能施用到油墨上以噴射該油墨。
56.根據權利要求54的記錄單元，其中所述油墨容器包含聚烯烴。
57.根據權利要求54的記錄單元，其中所述油墨容器具有一個儲墨元件。
58.根據權利要求57的記錄單元，其中所述儲墨元件包含選自聚氨酯、纖維素、聚醋酸乙烯酯和聚烯烴中的至少一種。
59.根據權利要求57的記錄單元，其中所述儲墨元件包含一種通過有機化合物的縮合或聚合反應而形成的聚合物。
60.根據權利要求57的記錄單元，其中所述儲墨元件包含多孔材料。
61.根據權利要求60的記錄單元，其中所述儲墨元件具有與所述油墨容器接觸的表面。
62.根據權利要求57的記錄單元，其中所述儲墨元件具有多層結構。
63.根據權利要求62的記錄單元，其中所述多層結構的多層排列方向與所述油墨容器的油墨出料方向排成一行。
64.根據權利要求62的記錄單元，其中所述儲墨元件具有與所述油墨容器的接觸表面。
65.根據權利要求57的記錄單元，其中所述儲墨元件由纖維絮凝物組成。
66.根據權利要求65的記錄單元，其中所述纖維絮凝物在所述油墨容器的油墨出料方向排成一行。
67.根據權利要求66的記錄單元，其中所述儲墨元件具有與所述油墨容器的接觸表面。
68.一種墨盒，包括一個包含根據權利要求1-48中任一項的油墨的油墨容器。
69.根據權利要求68的墨盒，其中所述油墨容器包含聚烯烴。
70.根據權利要求68的墨盒，其中所述油墨容器具有儲墨元件。
71.根據權利要求70的墨盒，其中所述儲墨元件包含選自聚氨酯、纖維素、聚醋酸乙烯酯和聚烯烴中的至少一種。
72.根據權利要求70的墨盒，其中所述儲墨元件包含一種通過有機化合物的縮合或聚合反應而形成的聚合物。
73.根據權利要求70的墨盒，其中所述儲墨元件具有多孔結構。
74.根據權利要求73的墨盒，其中所述儲墨元件具有與所述油墨容器的接觸表面。
75.根據權利要求70的墨盒，其中所述儲墨元件具有多孔結構。
76.根據權利要求75的墨盒，其中所述多層結構的多層排列方向與所述油墨容器的油墨出料方向排成一行。
77.根據權利要求76的墨盒，其中所述儲墨元件具有與所述油墨容器的接觸表面。
78.根據權利要求70的墨盒，其中所述儲墨元件由纖維絮凝物組成。
79.根據權利要求78的墨盒，其中所述纖維絮凝物在所述油墨容器的油墨出料方向排成一行。
80.根據權利要求79的墨盒，其中所述儲墨元件具有與所述油墨容器的接觸表面。
81.一種噴墨記錄裝置，包括一個包含根據權利要求48的油墨的油墨容器和一個用于噴射該油墨的記錄頭部分。
82.一種增強包括記錄介質和其上著色部分的記錄制品的熒光著色部分的熒光的方法，其中所述著色部分通過一種包括將油墨利用噴墨體系施用到記錄介質上的步驟的噴墨記錄方法而形成，并將包含以下物質的油墨用作所述油墨(i)相互不相容的第一和第二有機化合物；(ii)具有熒光的化合物和具有熒光的著色材料中的至少一種；和(iii)其中溶解或分散組分(i)和(ii)的液體介質。
83.一種增強包括記錄介質和其上著色部分的記錄制品的熒光著色部分的熒光的方法，包括，在著色部分的最外表面與著色部分處記錄介質的表面之間提供一個用于該著色部分上來自外部的入射光的反射界面。
84.一種延長包括記錄介質和其上著色部分的記錄制品的熒光著色部分的熒光壽命的方法，其中所述著色部分通過一種包括將油墨利用噴墨體系施用到記錄介質上的步驟的噴墨記錄方法而形成，并將包含以下物質的油墨用作所述油墨(i)相互不相容的第一和第二有機化合物；(ii)一種蒸氣壓不低于二甘醇蒸氣壓的化合物；(iii)具有熒光性能的化合物和具有熒光性能的著色材料中的至少一種；和(iv)其中溶解或分散組分(i)、(ii)和(iii)的液體介質。
全文摘要
本發明公開了一種油墨,包含:(i)相互不相容的第一和第二有機化合物;(ii)具有熒光性能的化合物和具有熒光性能的著色材料中的至少一種;和(iii)其中溶解或分散有組分(i)和(ii)的液體介質。
文檔編號C09D11/00GK1347943SQ0114076
公開日2002年5月8日 申請日期2001年8月8日 優先權日2000年8月8日
發明者永嶼聰, 袴田慎一 申請人:佳能株式會社