專利名稱:彩色噴墨方式的圖像記錄裝置和記錄方法及墨盒的制作方法
技術領域:
本發明涉及彩色噴墨方式圖像記錄裝置和記錄方法及墨盒(ink set)、彩色圖像記錄方法,更詳細地說,是涉及彩色噴墨方式圖像記錄方法和用于噴墨記錄的墨盒,在普通紙上記錄圖像時,該墨盒可以實現色彩印流(colorbleed)少的鮮明色彩再現且滲色(blurring)少。
背景技術:
目前的噴墨記錄技術,隨著具有高集成高精細的噴嘴的工作臺制作技術的進展,通過微小墨滴的噴出,已經能夠高速打印高清晰度的圖像。特別是,作為噴墨專用紙,對于在表面設置了油墨接受層的介質,可以記錄圖像分辨度高且和銀鹽攝影同等高的圖像質量的圖像。但是,即使用目前的噴墨記錄技術,在普通紙上記錄的圖像,其記錄品位也容易降低,在普通紙上相鄰墨點的邊界部分的滲色(blurring)和混色(bleeding)顯著之類的問題尚未解決。
特開平6-92008號公報提出了使用在施膠的紙上滴油墨5秒后的油墨的接觸角是40度以下且至少含有乙炔二醇(acetylene glycol)的油墨,但在實際的噴墨記錄中,由于油墨液滴干燥非常快,所以僅用滴下5秒后的接觸角規定是否妥當存有疑問。
特開平10-330666號公報提出了對于施膠度10秒以上的被記錄材料,普利斯托(ブリスト-)法測量的潤濕時間為0.2秒以下且前進接觸角為40°~70°的油墨,但是,普利斯托法的潤濕時間是表示紙的凹凸值,因此表示油墨滲透的宏觀量度,所以和目前的噴墨記錄中的超細油墨液滴的滲透不同,相應地油墨的滲色和高速打印之間的關系不甚明了。
特開2000-144028號公報提出了在普通紙上的動態接觸角的時間變化率是0.5~3.5度/秒的顏料油墨,但由于油墨的滲透相當慢,因此不能避免混色。
如上所述,為了抑制油墨的滲色和混色,已經提出了各種噴墨記錄用油墨和記錄方法,但是對普通紙的滲色和混色的控制還不夠,打印圖像時,全部變得模糊不清,不能得到精細的圖像。最近的噴墨記錄的狀況是謀求更高的圖像質量和快速的記錄,雖然需要能夠更好地抑制滲色和混色的技術,但還沒有開發出能充分滿足這些要求的油墨和記錄方法。
發明內容
因此,本發明的目的是提供彩色噴墨方式的圖像記錄裝置和記錄方法和墨盒,當將墨盒用作噴墨記錄用油墨時,即使在普通紙上進行高速記錄,也可以實現色彩印流少的鮮明色彩再現且滲色少。
本發明人為了解決上述課題,進行了深入的研究,結果發現,通過規定先打印的油墨A和后打印的油墨B的動態接觸角的變化量和點半徑的變化率,就可以得到噴墨記錄用墨盒,該墨盒可以實現色彩印流少的鮮明色彩再現且滲色少,至此完成了本發明。
即,本發明是一種彩色噴墨方式圖像記錄裝置,該裝置裝備有以彩色染料與水為必要成分的一種或一種以上顏色的彩色油墨和以黑顏料與水為必要成分的黑油墨構成的墨盒;以及用這些油墨打印在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上的噴墨印刷部,其中,前述墨盒的2種顏色的油墨,即至少一種顏色的彩色油墨和黑油墨,在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上的初始接觸角θ0分別在30~80°的范圍,且對于該2種顏色的油墨中的一種即油墨A和另一種即油墨B來說,油墨A通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xa在-70<Xa<-10(°)的范圍,油墨A的ta秒后的點面積比Ya在1.5<Ya的范圍,油墨B通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xb在-10<Xb<0(°)的范圍,油墨B的tb秒后的點面積比Yb在1.0<Yb<1.5的范圍,而且,噴墨印刷部先用油墨A打印,后用油墨B打印。式中,接觸角變化量X=θ-θ0,點面積比Y=rt2/r02,0.1<ta≤5(s),0<tb≤10(s),且θ表示油墨A或油墨B打印1秒后的動態接觸角,r0和rt分別表示用油墨A或油墨B打印時以及其打印ta或tb秒后的點的半徑。另外,動態吸液測定中的液滴量是2μL。
另外,本發明涉及彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,黑油墨中的黑顏料為自分散型顏料。
而且,本發明涉及彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,至少1種顏色的油墨含有多元醇或多元醇醚中的至少1種。
進一步,本發明涉及彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,上述多元醇或多元醇醚是選自乙二醇單烷基醚類、二甘醇單烷基醚類、三甘醇單烷基醚類、丙二醇單烷基醚類、一縮二丙二醇單烷基醚類和烷氧基取代的脂肪醇。
另外,本發明涉及彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,至少1種顏色的油墨含有乙二醇(glycol)基或乙炔二醇基表面活性劑。
而且,本發明涉及彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,至少1種顏色的油墨的表面張力在20~70mN/m范圍。
進一步,本發明涉及彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,至少1種顏色的油墨的粘度在1~20mPa·s范圍。
另外,本發明涉及彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,至少1種顏色的油墨含有作為定影樹脂的水溶性樹脂和/或乳液和/或膠乳。
而且,本發明涉及彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,油墨A為彩色油墨,油墨B為黑油墨。
進一步,本發明涉及彩色噴墨方式圖像記錄裝置,該裝置裝備有以彩色染料與水為必要成分的一種或一種以上顏色的彩色油墨和以黑染料與水為必要成分的黑油墨構成的墨盒;以及用這些油墨打印在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上的噴墨印刷部;其中,前述墨盒中的2種顏色油墨,即至少一種顏色的彩色油墨和黑油墨,在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上的初始接觸角θ0分別在30~80°的范圍;并且對于該2種顏色的油墨中的一種即油墨C和另一種即油墨D來說,油墨C通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xc在-70<Xc<-10(°)的范圍,油墨C的tc秒后的點面積比Yc在1.5<Yc的范圍,油墨D通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xd在-15<Xd<0(°)的范圍,油墨D的td秒后的點面積比Yd在1.0<Yd<1.7的范圍,而且,噴墨印刷部先用油墨C打印,后用油墨D打印。式中,接觸角變化量X=θ-θ0,點面積比Y=rt2/r02,0<tc≤5(s),0<td≤10(s),且θ表示油墨C或油墨D打印1秒后的動態接觸角,r0和rt分別表示用油墨C或油墨D打印時以及其打印tc或td秒后的點的半徑。另外,動態吸液測定中的液滴量是2μL。
另外,本發明涉及彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,至少1種顏色的油墨含有多元醇或多元醇醚中的至少1種。
而且,本發明涉及彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,上述多元醇或多元醇醚是選自乙二醇單烷基醚類、二甘醇單烷基醚類、三甘醇單烷基醚類、丙二醇單烷基醚類、一縮二丙二醇單烷基醚類和烷氧基取代的脂肪醇。
進一步,本發明涉及彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,至少1種顏色的油墨含有乙二醇基或乙炔二醇基表面活性劑。
另外,本發明涉及彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,至少1種顏色的油墨的表面張力在20~70mN/m范圍。
而且,本發明涉及彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,至少1種顏色的油墨的粘度在1~20mPa·s范圍。
進一步,本發明涉及彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,至少1種顏色的油墨含有作為定影樹脂的水溶性樹脂和/或乳液和/或膠乳。
另外,本發明涉及彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,油墨C為彩色油墨,油墨D為黑油墨。
而且,本發明涉及彩色噴墨方式圖像記錄方法,該方法是在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上,用以彩色染料與水為必要成分的一種或一種以上顏色的彩色油墨和以黑顏料與水為必要成分的黑油墨,以噴墨方式進行打印,其中2種顏色的油墨,即至少一種顏色的彩色油墨和黑油墨,在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上的初始接觸角θ0分別在30~80°的范圍,且對于該2種顏色的油墨中的一種即油墨E和另一種即油墨F來說,油墨E通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xe在-70<Xe<-10(°)的范圍,油墨E的te秒后的點面積比Ye在1.5<Ye的范圍,油墨F通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xf在-10<Xf<0(°)的范圍,油墨F的tf秒后的點面積比Yf在1.0<Yf<1.5的范圍,而且,先用油墨E打印,后用油墨F打印。其中,接觸角變化量X=θ-θ0,點面積比Y=rt2/r02,0.1<te≤5(s),0<tf≤10(s),且θ表示油墨E或油墨F打印1秒后的動態接觸角,r0和rt分別表示用油墨E或油墨F打印時及其打印te或tf秒后的點半徑。另外,動態吸液測定中的液滴量是2μL。
進一步,本發明涉及彩色噴墨方式圖像記錄方法,該方法是在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上,用以彩色染料與水為必要成分的一種或一種以上顏色的彩色油墨和以黑染料與水為必要成分的黑油墨,以噴墨方式進行打印,其中,2種顏色的油墨,即至少一種顏色的彩色油墨和黑油墨,在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上的初始接觸角θ0分別在30~80°的范圍,且對于該2種顏色的油墨中的一種即油墨G和另一種即油墨H來說,油墨G通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xg在-70<Xg<-10(°)的范圍,油墨G的tg秒后的點面積比Yg在1.5<Yg的范圍,油墨H通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xh在-15<Xh<0(°)的范圍,油墨H的th秒后的點面積比Yh在1.0<Yh<1.7的范圍,而且,先用油墨G打印,后用油墨H打印。其中,接觸角變化量X=θ-θ0,點面積比Y=rt2/r02,0.1<tg≤5(s),0<th≤10(s),且θ表示油墨G或油墨H打印1秒后的動態接觸角,r0和rt分別表示用油墨G或油墨H打印時及其打印tg或th秒后的點半徑;另外,動態吸液測定中的液滴量是2μL。
另外,本發明涉及噴墨記錄用墨盒,其由以彩色染料與水為必要成分的一種或一種以上顏色的彩色油墨和以黑顏料與水為必要成分的黑油墨組合而成,其中,2種顏色的油墨,即至少一種顏色的彩色油墨I和黑油墨J,在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上的初始接觸角θ0分別在30~80°的范圍,彩色油墨I通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xi在-70<Xi<-10(°)的范圍,彩色油墨I的ti秒后的點面積比Yi在1.5<Yi的范圍,黑油墨J通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xj在-10<Xj<0(°)的范圍,黑油墨J的tj秒后的點面積比Yj在1.0<Yj<1.5的范圍。其中,接觸角變化量X=θ-θ0,點面積比Y=rt2/r02,0.1<ti≤5(s),0<tj≤10(s),且θ表示彩色油墨I或黑油墨J打印1秒后的動態接觸角,r0和rt分別表示用彩色油墨I或黑油墨J打印時及其打印ti或tj秒后的點半徑。另外,動態吸液測定中的液滴量是2μL。
而且,本發明涉及噴墨記錄用墨盒,其由以彩色染料與水為必要成分的一種或一種以上顏色的彩色油墨和以黑染料與水為必要成分的黑油墨組合而成,其中,2種顏色的油墨,即至少1種顏色的彩色油墨K和黑油墨L,在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上的初始接觸角θ0分別在30~80°的范圍;并且彩色油墨K通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xk在-70<Xk<-10(°)的范圍,彩色油墨K的tk秒后的點面積比Yk在1.5<Yk的范圍,黑油墨L通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量X1在-15<X1<0(°)的范圍,黑油墨L的tl秒后的點面積比Y1在1.0<Y1<1.7的范圍。其中,接觸角變化量X=θ-θ0,點面積比Y=rt2/r02,0.1<tk≤5(s),0<tl≤10(s),且θ表示彩色油墨K或黑油墨L打印1秒后的動態接觸角,r0和rt分別表示用彩色油墨K或黑油墨L打印時及其打印tk或tl秒后的點半徑。另外,動態吸液測定中的液滴量是2μL。
圖1是說明本發明1的實施例和比較例中所用的油墨的原料的圖表。
圖2是說明本發明1的實施例和比較例中所用的油墨的特性的圖表。
圖3是說明評價本發明1的實施例和比較例中的墨盒的圖表。
圖4是說明本發明2的實施例和比較例中所用的油墨的原料的圖表。
圖5是說明本發明2的實施例和比較例中所用的油墨的特性的圖表。
圖6是說明評價本發明2的實施例和比較例中的墨盒的圖表。
具體實施例方式
下面說明本發明的實施方案。
本發明1的彩色噴墨方式圖像記錄裝置裝備有墨盒和噴墨印刷部,墨盒由以彩色染料與水為必要成分的1種顏色以上的彩色油墨和以黑顏料與水為必要成分的黑油墨組合而成。對于彩色油墨和黑油墨來說,可以通過添加表面活性劑和水溶性有機溶劑來調整油墨的接觸角θ和點半徑r,其中對于一種油墨,油墨A來說,動態吸液測定的1秒后的接觸角變化量Xa(參照下式1)優選在-70<Xa<-10(°)的范圍,更優選在-50<Xa<-20(°)的范圍,滿足0.1<ta≤5(s)的ta秒后的點面積比Ya(參照下式2)在1.5<Ya的范圍,更優選在5.0<Ya的范圍。油墨的接觸角變化量Xa越大,油墨的初始接觸角往往越小,所以難于制備Xa低于上述下限的油墨,而如果Xa超過上限,則油墨向普通紙的滲透變慢,引起混色。
另一種油墨,油墨B的動態吸液測定的1秒后的接觸角變化量Xb(參照下式1)優選在-10<Xb<0(°)的范圍、更優選在-7<Xb<0(°)的范圍,滿足0<tb≤10(s)的tb秒后的點面積比Yb(參照下式2)優選在1.0<Yb<1.5的范圍、更優選在1.0<Yb<1.4的范圍。如果接觸角變化量Xb低于上述下限或者點面積比Yb超過上述上限,則油墨的滲透加快,引起和先打印的油墨A混色。
本發明2的彩色噴墨方式圖像記錄裝置裝備有墨盒和噴墨印刷部,墨盒由以彩色染料與水為必要成分的1種顏色以上的彩色油墨和以黑染料與水為必要成分的黑油墨組合而成。對于彩色油墨和黑油墨來說,可以通過添加表面活性劑和水溶性有機溶劑來調整油墨的接觸角θ和點半徑r;對于一種油墨,油墨C來說,動態吸液測定的1秒后的接觸角變化量Xc(參照下式1)在-70<Xc<-10(°)的范圍,更優選在-50<Xc<-20(°)的范圍,滿足0.1<tc≤5(s)的tc秒后的點面積比Yc(參照下式2)在1.5<Yc的范圍,更優選在5.0<Yc的范圍。油墨的接觸角變化量Xc越大,油墨的初始接觸角往往變小,所以難于制備Xc低于上述下限的油墨,而如果Xc超過上述上限,則油墨向普通紙的滲透變慢,引起混色。
另一種油墨,油墨D的動態吸液測定的1秒后的接觸角變化量Xd(參照下式1)優選在-15<Xd<0(°)的范圍、更優選在-10<Xd<0(°)的范圍,滿足0<td≤10(s)的td秒后的點面積比Yd(參照下式2)優選在1.0<Yd<1.7的范圍、更優選在1.0<Yd<1.5的范圍。如果接觸角變化量Xd低于上述下限或者點面積比Yd超過上述上限,則油墨的滲透加快,引起和先打印的油墨C混色。
再有,上式1的接觸角變化量X=θ-θ0,上式2的點面積比Y=rt2/r02。而且,θ0和θ分別表示打印時(初始接觸角)以及打印1秒后的動態接觸角,r0和rt分別表示打印時以及其t秒后的點半徑。應當指出的是,這些量是指在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上的測定值,動態吸液測定的液滴量是2μL。
本發明1和2的彩色噴墨方式圖像記錄裝置的噴墨印刷部在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上,先用油墨A或C進行打印,后用油墨B或D進行打印。
在本發明1和2的彩色噴墨方式圖像記錄裝置和記錄方法中,當一滴油墨液滴射出并到達記錄材料上時,在與該在前的油墨液滴相鄰或重疊的下一個油墨液滴射出并到達記錄材料上之前,通過使射出并已到達記錄材料上的油墨液滴完全滲透到記錄材料中,可以防止油墨的混色;通過根據噴墨打印記錄方法進行圖像形成,所述方法使用具有上述限定的接觸角和面積變化率,避免了因滲透速度太快而使油墨在橫向滲色;因此可以在普通紙上得到沒有油墨的滲色和混色的清晰圖像,且可以最大限度地縮短圖像打印時間。
采用本發明1和2的噴墨記錄方式成功地以高速打印得到在普通紙上沒有滲色和混色的清晰圖像的效果。
現在,說明本發明1和2的彩色噴墨方式圖像記錄裝置和記錄方法及墨盒中使用的著色劑和由將其分散或溶解的溶劑組成的記錄液。用作著色劑的著色水溶性染料,可以使用酸性染料、直接染料、堿性染料、活性染料、食用染料等。根據需要,可以將它們混合使用,另外,可在效果不受到損害的范圍內添加。可以使用的這些染料的具體例子包括作為酸性染料和食用染料,可以使用C.I.酸性黃17,23,42,44,79,142;C.I.酸性紅1,8,13,14,18,26,27,35,37,42,52,82,87,89,92,97,106,111,114,115,134,186,249,254,289;C.I.酸性藍9,29,45,92,249;C.I.食用黃3,4;C.I.食用紅7,9,14。
作為直接染料,可以使用C.I.直接黃11,12,24,26,33,44,50,86,120,132,142,144;C.I.直接紅1,4,9,13,17,20,28,31,39,80,81,83,89,225,227;C.I.直接橙黃26,29,62,102;C.I.直接藍1,2,6,15,22,25,71,76,79,86,87,90,98,163,165,199,202。
作為堿性染料,可以使用C.I.堿性黃1,2,11,13,14,15,19,21,23,24,25,28,29,32,36,40,41,45,49,51,53,63,64,65,67,70,73,77,87,91;C.I.堿性紅2,12,13,14,15,18,22,23,24,27,29,35,36,38,39,46,49,51,52,54,59,68,69,70,73,78,82,102,104,109,112;C.I.堿性藍1,3,5,7,9,21,22,26,35,41,45,47,54,62,65,66,67,69,75,77,78,89,92,93,105,117,120,122,124,129,137,141,147,155。
作為活性染料,可以使用C.I.活性黃1,5,11,13,14,20,21,22,25,40,47,51,55,65,67;C.I.活性紅1,14,17,25,26,32,37,44,46,55,60,66,74,79,96,97;C.I.活性藍1,2,7,14,15,23,32,35,38,41,63,80,95等。
本發明1中的黑顏料,一般可以使用黑油墨的炭黑,但優選例如在水中帶電并分散的自分散性炭黑。具體地說,通過將炭黑進行諸如酸/堿處理、偶聯劑處理、聚合物接枝處理、等離子體處理、氧化/還原處理等表面改性處理,可以得到能自分散在水中的顏料。作為可自分散在水中的顏料,除了如上所述對顏料實施表面改性處理的顏料之外,還可以使用キヤボツト社制的Cab-o-jet-200、Cab-o-jet-300、IJX-55、オリエント化學社制的Micro jetBlack CW-1或由日本催化劑社出售的顏料等市售的顏料。
在本發明2的彩色噴墨方式圖像記錄裝置和記錄方法及墨盒中,除了上述染料之外,還可以使用下述染料等作為酸性染料和食用染料,也可以使用C.I.酸性黑1,2,7,16,17,24,26,28,31,41,48,52,58,60,63,94,107,109,112,118,119,121,122,131,155,156;C.I.食用黑1,2。
作為直接染料,也可使用C.I.直接黑2,4,9,11,14,17,19,22,27,32,36,41,48,51,56,62,71,74,75,77,78,80,105,106,107,108,112,113,117,132,146,154,168,171,194。
作為堿性染料,也可以使用C.I.堿性黑2,8。
作為活性染料,也可以使用C.I.活性黑1,3,5,6,8,12,14等。
用于本發明1和2的噴墨記錄液中的著色劑相對于噴墨記錄液的重量,優選為0.5~20.0重量%,更優選為1.0~10.0重量%。如果著色材料的量低于0.5重量%,則不能得到足夠的圖像密度,如果超過20.0重量%,則存在圖像定影性差的情況。
其次,在為了得到所希望的物理特性、為了防止記錄液干燥以及改進溶解穩定性等目的下,在本發明1和2的噴墨記錄液中,可以混合使用多種下述水溶性有機溶劑。具體地說,可以單獨使用或組合使用下列這些溶劑包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、甘油、1,2,6-己三醇、1,2,4-丁三醇、1,2,3-丁三醇、戊三醇(ペトリオ-ル)等多元醇類;包括乙二醇一乙醚、乙二醇一丁醚、二甘醇一甲醚、二甘醇一乙醚、二甘醇一丁醚、四甘醇一甲醚、丙二醇一乙醚等多元醇單烷基醚類;包括乙二醇一苯醚、乙二醇一芐醚等多元醇芳基醚類;包括N-甲基-2-吡咯烷酮、N-羥乙基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、1,3-二甲基咪唑烷酮、ε-己內酰胺等含氮雜環化合物;包括甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺等酰胺類;包括一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一乙胺、二乙胺、三乙胺等胺類;包括二甲基亞砜、環丁砜、硫代二乙醇、亞乙基脲、脲等含硫化合物類,碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、γ-丁內酯等。
可用于本發明1和2中的聚合物分散劑或粘合劑包括明膠、白蛋白、酪蛋白等蛋白質,阿拉伯樹膠等天然橡膠類,皂角苷(sabonin)等葡糖苷類,木質素磺酸鹽、蟲膠等天然高分子類,以及聚氨酯樹脂、聚酯樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂等。它們可以單獨或一種以上組合使用。
從本發明1和2的彩色噴墨方式圖像記錄裝置中的噴墨用記錄液的排出性來看,記錄液的表面張力為20~70mN/m,優選為25~45mN/m。為了控制向記錄介質的滲透性,也可以添加表面活性劑。添加的表面活性劑優選和噴墨用記錄液的其他成分互溶性好,特別優選滲透性高且穩定的表面活性劑。作為這類表面活性劑的具體例子,可以舉出非離子表面活性劑。作為非離子表面活性劑,可以舉出聚氧乙烯系表面活性劑、聚氧丙烯系表面活性劑、聚(氧乙烯-氧丙烯)系表面活性劑、聚氧乙炔系表面活性劑、包括聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯烷基烯丙基醚、聚氧乙烯油醚、聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧化烯基烷基醚等醚基表面活性劑,包括聚氧乙烯油酸、聚氧乙烯油酸酯、聚氧乙烯二硬脂酸酯、山梨糖醇酐月桂酸酯、脫水山梨糖醇單硬脂酸酯、脫水山梨糖醇單油酸酯、聚氧乙烯硬脂酸酯等酯系表面活性劑,包括氟烷基酯、全氟烷基羧酸酯等含氟表面活性劑等。
而且,從本發明的1和2的彩色噴墨方式圖像記錄裝置中的噴墨用記錄液的排出性來看,記錄液的粘度優選為1.0~10.0mPa·s,為了調節粘度,可以添加親水性高分子化合物。作為這樣的親水性高分子化合物,可以舉出天然系的阿拉伯樹膠、黃蓍膠、瓜爾膠、梧桐膠、刺槐豆膠、阿拉伯半乳聚糖、果膠、解櫨籽(quince seed)淀粉等植物性高分子;藻酸、角叉菜膠、瓊脂等海藻系高分子,明膠、酪蛋白、白蛋白、膠原等動物系高分子,黃原膠、葡聚糖等微生物系高分子或者蟲膠等;半合成的高分子,可舉出甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、羧甲基纖維素等纖維蛋白系高分子,淀粉乙醇酸鈉、淀粉磷酸酯鈉等淀粉系高分子,海藻酸鈉、海藻酸丙二醇酯等海藻系高分子;純合成的高分子,可以舉出聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯甲基醚等乙烯系高分子,非交聯的聚丙烯酰胺、聚丙烯酸及其堿金屬鹽、水溶性苯乙烯丙烯酸樹脂等丙烯酸系樹脂,水溶性苯乙烯馬來酸樹脂,水溶性乙烯基萘丙烯酸樹脂,水溶性乙烯基萘馬來酸樹脂,聚乙烯吡咯烷酮,聚乙烯醇,β-萘磺酸甲醛縮合物的堿金屬鹽,在側鏈具有季銨基或氨基等陽離子官能團的高分子化合物等。
另外,在本發明1和2中的噴墨用記錄液中,可以添加現有技術中已知的記錄液用添加劑。例如作為防腐防霉劑,可以使用脫氫醋酸鈉、山梨酸鈉、2-吡啶硫醇-1-氧化鈉、苯甲酸鈉、五氯苯酚鈉等。作為pH調節劑,只要不使制備的油墨受到不利影響且可以將pH調節到7以上,可以使用任意物質。作為其實例,可以舉出二乙醇胺、三乙醇胺等胺,氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿金屬氫氧化物,氫氧化銨、季銨氫氧化物、季鏻氫氧化物、碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀等堿金屬碳酸鹽等。作為螯合劑,可以舉出例如乙二胺四乙酸鈉、次氮基三乙酸鈉、羥乙基乙二胺三乙酸鈉、二亞乙基三胺五醋酸鈉、2-氨基丙二酰脲二乙酸鈉等。作為防銹劑,可以舉出例如酸性亞硫酸鹽、硫代硫酸鈉、硫代二乙醇酸銨、二異丙基亞硝酸銨、季戊四醇四硝酸酯、二環己基亞硝酸銨等。除此之外,根據目的,也可以添加水溶性紫外線吸收劑、水溶性紅外線吸收劑、溶解助劑、抗氧劑等。
下面根據實施例和比較例,具體說明本發明1和2,但本發明不受這些實施例的限定。首先,下文示出本發明1的實施例和比較例中使用的油墨的組成。首先,以%給出的值是重量%。還有,染料、顏料、溶劑和添加劑的組成、種類和添加量如圖1所示;添加作為其余量的離子交換水以使總量達到100。再有,油墨A-1~A-4是青色、品紅、黃色的彩色油墨,其中使用的染料是直接藍199、活性紅180和酸性黃23。B-1~B-6是黑油墨,使用自分散型炭黑。
混合圖1中所示的油墨的各成分,在25℃攪拌并混合1小時,使用1.2μm的膜過濾器進行加壓過濾,進行脫氣處理,來制備油墨A-1~A-4。
對如此得到的油墨,在作為普通紙的夏普NM4A2S上進行動態接觸角測定,以得到初始接觸角、點半徑和一定時間后的接觸角、點半徑的時間變化,結果示于圖2中。再有,按下法測定動態接觸角在25℃,60%RH的環境中,動態接觸角的測定采用Fibro DAT裝置以這樣的方式測定在夏普NM4A2S紙張上滴2μL的油墨液滴,測定接觸角θ;初始接觸角以θ0表示(射出的油墨液滴到達記錄介質表面上后立刻測定的值),以射出的油墨液滴1秒后的接觸角以θ表示,設X=θ-θ0。
另外,設初期油墨點半徑為r0,對于油墨A,以10秒后的點半徑為rt,對于油墨B,以5秒后的點半徑為rt,設點面積比Y=rt2/r02。
之后,將制備的A-1~A-4和B-1~B-5的油墨組合物用噴墨打印機(商品名CL-700(エプソン社制)),用圖3中所列的實施例1-1~實施例1-4、比較例1-1~比較例1-9所示的組合,在普通紙夏普NM4A2S上打印用于評價的圖案,進行下述項目的評價試驗(a)油墨A和B間的混色(bleeding)評價,(b)圖像滲色評價和(c)干燥性試驗。
(a)油墨A和B間的混色(bleeding)評價在25℃,25RH的環境下,先用油墨A進行固體黃打印,然后在其上用油墨B打印字母表文字。1分鐘后,目視評價兩種顏色邊界處的混色和滲色。評價基準如下所示。
◎...油墨幾乎沒有飛濺和混色,點和2種顏色間的邊緣極其清晰。
○...多少可以看見油墨的飛濺和混色,但點和2種顏色間的邊緣清晰。
△...大致在全部點中可以看見油墨的飛濺和混色,點和2種顏色間的邊緣也稍微模糊不清。
×...在全部點中可以看見油墨的飛濺和混色,點和2種顏色間的邊緣也不清楚。
(b)圖像滲色的評價在25℃,25RH的環境下,用七種顏色的RGBCMYK打印被評價的圖像,并在打印圖像1分鐘后,進行下述評價。評價基準如下所述◎...幾乎看不見滲色和洇潤(feathering),圖像質量高。
○...稍微能看見滲色和洇潤,總體來說圖像質量良好。
△...滲色和洇潤顯著,圖像質量差。
×...滲色和洇潤非常顯著,圖像質量非常差。
(c)干燥性試驗在25℃和25RH的環境下,打印待評價的圖像,用濾紙擦圖像,以打印部分不再吸墨的時間為基礎進行評價。評價基準如下所示。
○...10秒以內△...10秒~20秒×...20秒以上實施例1-1~1-4、比較例1-1~1-9的評價結果示于圖3中。從該結果可以看出,油墨A的點面積比Ya越大,色彩印流越好。這是因為,Ya值越大,油墨的滲透越快,因此在打印下一個點時,先打印的點已經干燥,可以抑制色彩印流。還有,油墨B的點面積比Yb越小,油墨A和B間的混色和滲色越好。這是因為,打印后,由于油墨沒有蔓延,幾乎不發生由于向紙滲透引起的滲色和洇潤。但是,將實施例1-1和比較例1-7比較時可以看出,盡管油墨B的點面積比Yb小,但油墨A和B間的混色和滲色變差。這是因為在比較例1-7中,油墨A的點面積比Ya小且干燥慢,在油墨B小滴出現前油墨A干燥不充分,從而引起混色。
如上所述,將先打印的動態接觸角的變化量和點面積比大的油墨A,與后打印的油墨動態接觸角的變化量和點面積比小的油墨B組合,發現可以實現色彩印流少的鮮明色彩再現,且可以得到滲色少的噴墨記錄用墨盒。
下面說明本發明2的實施例。首先,示出實施例和比較例中所用的油墨的組成。再有,以%給出的值是重量%。還有,染料、溶劑和添加劑的組成、種類和添加量如圖4所示;添加作為余量的離子交換水以使總量達到100。再者,油墨C-1~C-5是青色、品紅、黃色的彩色油墨,使用的染料是直接藍199、活性紅180和酸性黃23。D-1~D-6是黑油墨,使用的染料是直接黑19或食用黑2。
混合圖4中所示的油墨的各成分,在25℃攪拌并混合在一起1小時,使用1.2μm的膜過濾器進行加壓過濾和脫氣處理,來制備油墨C-1~C-5。
將如此得到的油墨在作為普通紙的夏普NM4A2S上進行動態接觸角測定,得到初始接觸角、點半徑和一定時間后的接觸角、點半徑的時間變化,結果示于圖5中。再有,如下測定動態接觸角在25℃,60%RH的環境中,采用Fibro DAT裝置以下述方式測量動態接觸角在夏普NM4A2S上滴2μL的油墨液滴,測定接觸角θ。
初始接觸角以θ0表示(射出的油墨液滴到達記錄介質表面上后立刻測定的值),將射出的油墨液滴到達1秒后的接觸角以θ表示,設X=θ-θ0。
另外,設初期油墨點半徑為r0,對于油墨A,以10秒后的點半徑為rt,對于油墨D,以5秒后的點半徑為rt,設點面積比Y=rt2/r02。
之后,將制作的C-1~C-5、D-1~D-6的油墨組合物,采用噴墨打印機(商品名CL-700(エプソン社制)),用圖6中列出的實施例2-1~實施例2-5、比較例2-1~比較例2-10的組合,在普通紙夏普4NMA2S上打印用于評價的圖案,進行下述項目的評價試驗(a)油墨C和D間的混色(印流(bleeding))評價、(b)圖像滲色評價和(c)干燥性試驗。
(a)油墨C、D間的混色(bleeding)評價在25℃,25RH的環境下,先用油墨A進行固體黃打印,然后在其上用油墨D打印字母表文字。1分鐘后,目視評價兩種顏色邊界處的混色和滲色。評價基準如下所示。
◎...油墨幾乎沒有飛濺和混色,點和2種顏色間的邊緣極其清晰。
○...多少可以看見油墨的飛濺和混色,但點和2種顏色間的邊緣清晰。
△...大致在全部點中可以看見油墨的飛濺和混色,點和2種顏色間的邊緣也稍微模糊不清。
×...在全部點中可以看見油墨的飛濺和混色,點和2種顏色間的邊緣也不清楚。
(b)圖像滲色的評價在25℃,25RH的環境下,用七種顏色的RGBCMYK打印被評價的圖像,并在打印圖像1分鐘后,進行下述評價。評價基準如下所述◎...幾乎看不見滲色和洇潤,圖像質量高。
○...稍微能看見滲色和洇潤,但總體來說圖像質量良好。
△...滲色和洇潤顯著,圖像質量差。
×...滲色和洇潤非常顯著,圖像質量非常差。
(c)干燥性試驗在25℃和25RH的環境下,打印待評價的圖像,用濾紙擦圖像,以打印部分不再吸墨的時間為基礎進行評價。評價基準如下所示。
○...5秒以內△...5秒~10秒×...10秒或10秒以上實施例2-1~2-5、比較例2-1~2-10的評價結果示于圖6中。從該結果可以看出,油墨C的點面積比Yc越大,色彩印流越好。這是因為,Yc值越大,油墨的滲透越快,因此在打印下一個點時,先打印的點已經干燥,可以抑制色彩印流。還有,油墨D的點面積比Yd越小,油墨C和D間的混色和滲色越好。這是因為,打印后,由于油墨沒有蔓延,幾乎不發生由于向紙滲透引起的滲色和洇潤。但是,將實施例2-1和比較例2-7比較時可以看出,盡管油墨D的點面積比Yd小,但油墨C和D間的混色滲色變差。這是因為在比較例2-7中,油墨C的點面積比Yc小且干燥慢,在油墨D液滴出現前油墨C干燥不充分,從而引起混色。
如上所述,將先打印的動態接觸角的變化量和點面積比大的油墨C,與后打印的油墨動態接觸角的變化量和點面積比小的油墨D組合,發現可以實現色彩印流少的鮮明色彩再現,且可以得到滲色少的噴墨記錄用墨盒。
在本發明1和2的彩色噴墨方式圖像記錄裝置和記錄方法及墨盒中,通過采用規定動態接觸角和點面積比的2種油墨,即使在普通紙上,也可以實現色彩印流少的鮮明色彩再現,且也可以提供滲色少的高質量的彩色圖像,可以使用價廉的普通紙代替成本高的專用紙,具有低運行成本的效果。
發明的效果根據本發明,當墨盒用作噴墨記錄用油墨時,即使在普通紙上進行高速記錄,也可以實現色彩印流少的鮮明色彩再現且滲色少的彩色噴墨方式圖像記錄裝置和記錄方法及墨盒。
權利要求
1.一種彩色噴墨方式圖像記錄裝置,該裝置裝備有以彩色染料與水為必要成分的一種或一種以上顏色的彩色油墨和以黑顏料與水為必要成分的黑油墨構成的墨盒;以及用這些油墨打印在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上的噴墨印刷部,其中前述墨盒的2種顏色的油墨,即至少一種顏色的彩色油墨和黑油墨,在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上的初始接觸角θ0分別在30~80°的范圍;且對于該2種顏色的油墨中的一種即油墨A和另一種即油墨B來說,油墨A通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xa在-70<Xa<-10(°)的范圍,油墨A的ta秒后的點面積比Ya在1.5<Ya的范圍,油墨B通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xb在-10<Xb<0(°)的范圍,油墨B的tb秒后的點面積比Yb在1.0<Yb<1.5的范圍,而且,噴墨印刷部先用油墨A打印,后用油墨B打印;其中,接觸角變化量X=θ-θ0,點面積比Y=rt2/r02,0.1<ta≤5(s),0<tb≤10(s),且θ表示油墨A或油墨B打印1秒后的動態接觸角,r0和rt分別表示用油墨A或油墨B打印時以及其打印ta或tb秒后的點的半徑;另外,動態吸液測定中的液滴量是2μL。
2.權利要求1所述的彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,黑油墨中的黑顏料是自分散型顏料。
3.權利要求1所述的彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,至少1種顏色的油墨含有多元醇或多元醇醚中的至少一種。
4.權利要求3所述的彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,上述多元醇或多元醇醚選自乙二醇單烷基醚類、二甘醇單烷基醚類、三甘醇單烷基醚類、丙二醇單烷基醚類、一縮二丙二醇單烷基醚類和烷氧基取代的脂肪醇。
5.權利要求1所述的彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,至少1種顏色的油墨含有乙二醇系或乙炔二醇系表面活性劑。
6.權利要求1所述的彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,至少1種顏色的油墨的表面張力在20~70mN/m的范圍。
7.權利要求1所述的彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,至少1種顏色的油墨的粘度在1~20mPa·s的范圍。
8.權利要求1所述的彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,至少1種顏色的油墨含有作為定影樹脂的水溶性樹脂和/或乳液和/或膠乳。
9.權利要求1所述的彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,油墨A是彩色油墨,油墨B是黑油墨。
10.一種彩色噴墨方式圖像記錄裝置,該裝置裝備有以彩色染料與水為必要成分的一種或一種以上顏色的彩色油墨和以黑染料與水為必要成分的黑油墨構成的墨盒;以及用這些油墨打印在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上的噴墨印刷部;其中前述墨盒中的2種顏色油墨,即至少一種顏色的彩色油墨和黑油墨,在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上的初始接觸角θ0分別在30~80°的范圍;并且對于該2種顏色的油墨中的一種即油墨C和另一種即油墨D來說,油墨C通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xc在-70<Xc<-10(°)的范圍,油墨C的tc秒后的點面積比Yc在1.5<Yc的范圍,油墨D通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xd在-15<Xd<0(°)的范圍,油墨D的td秒后的點面積比Yd在1.0<Yd<1.7的范圍,而且,噴墨印刷部先用油墨C打印,后用油墨D打印;其中接觸角變化量X=θ-θ0,點面積比Y=rt2/r02,0<tc<5(s),0<td≤10(s),且θ表示油墨C或油墨D打印1秒后的動態接觸角,r0和rt分別表示用油墨C或油墨D打印時以及其打印tc或td秒后的點的半徑;另外,動態吸液測定中的液滴量是2μL。
11.權利要求10所述的彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,至少1種顏色的油墨含有多元醇或多元醇醚中的至少一種。
12.權利要求11所述的彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,上述多元醇或多元醇醚選自乙二醇單烷基醚類、二甘醇單烷基醚類、三甘醇單烷基醚類、丙二醇單烷基醚類、一縮二丙二醇單烷基醚類和烷氧基取代的脂肪醇。
13.權利要求10所述的彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,至少1種顏色的油墨含有乙二醇系或乙炔二醇系表面活性劑。
14.權利要求10所述的彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,至少1種顏色的油墨的表面張力在20~70mN/m的范圍。
15.權利要求10所述的彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,至少1種顏色的油墨的粘度在1~20mPa·s的范圍。
16.權利要求10所述的彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,至少1種顏色的油墨含有作為定影樹脂的水溶性樹脂和/或乳液和/或膠乳。
17.權利要求10所述的彩色噴墨方式圖像記錄裝置,其中,在上述墨盒中,油墨C是彩色油墨,油墨D是黑油墨。
18.一種彩色噴墨方式圖像記錄方法,該方法是在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上,用以彩色染料與水為必要成分的一種或一種以上顏色的彩色油墨和以黑染料與水為必要成分的黑油墨,以噴墨方式進行打印,其中2種顏色的油墨,即至少一種顏色的彩色油墨和黑油墨,在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上的初始接觸角θ0分別在30~80°的范圍,且對于該2種顏色的油墨中的一種即油墨E,和另一種即油墨F來說,油墨E通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xe在-70<Xe<-10(°)的范圍,油墨E的te秒后的點面積比Ye在1.5<Ye的范圍,油墨F通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xf在-10<Xf<0(°)的范圍,油墨F的tf秒后的點面積比Yf在1.0<Yf<1.5的范圍,而且,先用油墨E打印,后用油墨F打印;其中,接觸角變化量X=θ-θ0,點面積比Y=rt2/r02,0.1<te≤5(s),0<tf≤10(s),且θ表示油墨E或油墨F打印1秒后的動態接觸角,r0和rt分別表示用油墨E或油墨F打印時及其打印te或tf秒后的點半徑;另外,動態吸液測定中的液滴量是2μL。
19.一種彩色噴墨方式圖像記錄方法,該方法是在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上,用以彩色染料與水為必要成分的一種或一種以上顏色的彩色油墨和以黑染料與水為必要成分的黑油墨,以噴墨方式進行打印,其中2種顏色的油墨,即至少一種顏色的彩色油墨和黑油墨,在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上的初始接觸角θ0分別在30~80°的范圍,且對于該2種顏色的油墨中的一種即油墨G和另一種即油墨H來說,油墨G通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xg在-70<Xg<-10(°)的范圍,油墨G的tg秒后的點面積比Yg在1.5<Yg的范圍,油墨H通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xh在-15<Xh<0(°)的范圍,油墨H的th秒后的點面積比Yh在1.0<Yh<1.7的范圍,而且,先用油墨G打印,后用油墨H打印;其中,接觸角變化量X=θ-θ0,點面積比Y=rt2/r02,0.1<tg≤5(s),0<th≤10(s),且θ表示油墨G或油墨H打印1秒后的動態接觸角,r0和rt分別表示用油墨G或油墨H打印時及其打印tg或th秒后的點半徑;另外,動態吸液測定中的液滴量是2μL。
20.一種噴墨記錄用墨盒,其由以彩色染料與水為必要成分的一種或一種以上顏色的彩色油墨和以黑顏料與水為必要成分的黑油墨組合而成,其中2種顏色的油墨,即至少一種顏色的彩色油墨I和黑油墨J,在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上的初始接觸角θ0分別在30~80°的范圍,彩色油墨I通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xi在-70<Xi<-10(°)的范圍,彩色油墨I的ti秒后的點面積比Yi在1.5<Yi的范圍,黑油墨J通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xj在-10<Xj<0(°)的范圍,黑油墨J的tj秒后的點面積比Yj在1.0<Yj<1.5的范圍;其中,接觸角變化量X=θ-θ0,點面積比Y=rt2/r02,0.1<ti≤5(s),0<tj≤10(s),且θ表示彩色油墨I或黑油墨J打印1秒后的動態接觸角,r0和rt分別表示用彩色油墨I或黑油墨J打印時及其打印ti或tj秒后的點半徑;另外,動態吸液測定中的液滴量是2μL。
21.一種噴墨記錄用墨盒,其由以彩色染料與水為必要成分的一種或一種以上顏色的彩色油墨和以黑染料與水為必要成分的黑油墨組合而成,其中2種顏色的油墨,即至少一種顏色的彩色油墨K和黑油墨L,在平滑度為100秒或100秒以下的普通紙上的初始接觸角θ0分別在30~80°的范圍;并且彩色油墨K通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量Xk在-70<Xk<-10(°)的范圍,彩色油墨K的tk秒后的點面積比Yk在1.5<Yk的范圍,黑油墨L通過動態吸液測定得到的1秒后的接觸角變化量X1在-15<X1<0(°)的范圍,黑油墨L的tl秒后的點面積比Y1在1.0<Y1<1.7的范圍;其中,接觸角變化量X=θ-θ0,點面積比Y=rt2/r02,0.1<tk≤5(s),0<tl≤10(s),且θ表示彩色油墨K或黑油墨L打印1秒后的動態接觸角,r0和rt分別表示用彩色油墨K或黑油墨L打印時及其打印tk或tl秒后的點半徑;另外,動態吸液測定中的液滴量是2μL。
全文摘要
本發明提供了彩色噴墨方式圖像記錄裝置和記錄方法及墨盒,在普通紙上記錄圖像時,所述墨盒可以實現色彩印流少的鮮明色彩再現且滲色少。在彩色噴墨方式圖像記錄裝置中,裝備有1種或1種以上顏色的彩色油墨和黑油墨構成的墨盒,以及噴墨印刷部,其中兩種顏色的油墨,即彩色油墨和黑油墨的初始接觸角θ
文檔編號C09D11/00GK1486856SQ0315501
公開日2004年4月7日 申請日期2003年5月22日 優先權日2002年5月22日
發明者木之元正紀, 加本貴則, 中津裕美, 森本清文, 鈴木清太, 藤井一郎, 中彌浩明, 則, 太, 文, 明, 美, 郎 申請人:夏普公司