记录液体 【技术领域】
本发明涉及记录液体 (recording liquid)， 其用于以液滴 (droplet) 形式喷射液 体进行记录的记录方法中。背景技术
喷墨记录 (ink jet recording) 已知为一种以液滴形式喷射记录液体进行记录的 方法。在喷墨记录方法中， 喷射作为记录液体的油墨来记录图像和文字。在此方法中， 小的 油墨液滴从印刷装置的喷墨头 (ink jet hand) 的喷嘴中喷出到记录介质上， 例如纸、 布或 膜， 从而在记录介质 (recording medium) 上形成图像和文字。
对于喷射油墨， 喷墨记录方法使用静电引力 ( 电荷控制方法 )、 压电元件的振荡压 力 (oscillation pressure)、 或热 ( 热喷墨方法 ) 来使气泡形成并生长从而产生压力。通 过这些技术喷墨记录方法可喷射微小的油墨液滴， 并因此可印刷非常精细的图像和文字。 对于喷墨记录， 使用了具有特殊性质的油墨。 稳定性为其中之一。 当在中止记录或 长期暂停后再启动油墨喷射时， 期望油墨不会沉积而堵塞喷嘴口 (clog nozzle aperture) 或从油墨储存器 (ink reservoir) 至喷嘴之间的微细流动通道。
由于中止记录或印刷装置长期不使用而在喷嘴口或流动通道中产生的沉积物会 妨碍油墨的喷射。 为防止这些问题， 已经提出了一些方法， 例如不会在喷嘴口和流动通道中 引起沉积的油墨， 以及恢复油墨喷射的装置如加盖技术 (capping mechanism)。
加盖是一种用盖 (cap)， 例如弹性部件 (elastic member)， 密封液体喷射头喷口的 技术， 从而防止了油墨的蒸发和外部物质沉积在喷嘴表面上。 对于加盖， 已经提出了在盖中 设置含有水的吸收体 (absorber) 来增加湿度， 从而提高喷嘴中变稠油墨的水分含量。从而 降低了油墨的粘度而易于喷射。
在油墨印刷装置中， 如果油墨在一段时间内， 即使是短至数秒的时间内， 不经喷嘴 喷出， 便会堵塞喷嘴或者使喷嘴周围的油墨变得粘稠。如果油墨变稠， 即使喷墨印刷装置 通过使用例如压电元件或热电阻 (heat resistor) 的其他系统运行， 还是会出现上述这种 问题。为防止出现这种问题， 许多印刷设备采用了称作预喷射 (pre-ejection) 或空喷射 (idle ejection) 的恢复措施。
预喷射是从喷射头喷射不参与印刷的油墨， 并由此恢复油墨喷射环境。在未使用 盖密封一段时间后而导致一些喷嘴周围的油墨变稠时， 可以实施预喷射。 从而， 预喷射可消 除喷射速度降低喷射方向变化、 以及油墨喷射量波动的问题。 另外， 预喷射可消除颜色混合 的问题， 在能够喷射多种彩色油墨的记录头的喷嘴中， 在强制喷射 (forced ejection) 或擦 拭 (wiping) 后会引起上述颜色混合问题。
不幸的是， 预喷射或空喷射可以引起许多问题， 特别是在行式印刷装置 (line printer apparatus) 中。当包括喷嘴 ( 油墨通过喷嘴喷射 ) 的头 (head) 沿着记录纸的宽 度方向移动时， 串行印刷装置 (serial printer apparatus) 印刷出一条线。在单线条印刷 完毕后， 记录纸沿着预定的方向传送预定的距离而变换位置， 并在头沿着记录纸的宽度方
向移动时印刷出下一条线。因为串行印刷装置的头固有地沿着记录纸宽度方向移动， 所以 预喷射吸收体可以设置在头移动的方向上。从而， 串行印刷装置在印刷期间易于进行预喷 射。
另一方面， 行式印刷装置的液体喷射头的宽度与记录纸的宽度基本相同， 因此不 需在记录纸的宽度方向上移动喷射头即可印刷一条线。 因此， 与串行印刷装置相比， 行式印 刷装置印刷的印刷速度快， 串行印刷装置通过在记录纸的宽度方向上移动液体喷射头来印 刷线。
但是， 在许多行式印刷装置中， 当记录纸传送到与液体喷射头相对的位置上时， 盖 擦拭并且覆盖液体喷射头的喷射表面， 并且对盖中的预喷射吸收体进行预喷射。因此印刷 操作会暂停一段时间， 从而导致印刷时间的增加。
在油墨组合物和印刷装置方面对从印刷暂停中恢复的方法进行考虑。 为了制备不 会引起喷嘴堵塞且即使在重启印刷后也表现出良好的喷射稳定性的油墨组合物， 已经提出 了多种添加剂。
日本专利 3846683 提出了一种含有着色剂 (coloring agent)、 水、 水溶性有机溶 剂和糖混合物的油墨组合物。设计该油墨组合物时考虑到长期存储方面， 但却无法克服短 暂蒸发粘度增加而引起的喷射失败。因此， 更倾向着眼于印刷装置的预喷射或空喷射方法 而不是油墨组合物。
例如， 日本已审查的专利申请公开 03-59832 提出了使用空喷射的技术。然而， 由 于在印刷期间 ( 包括预喷射 ) 维护 (maintenance) 液体喷射头， 会减慢印刷速度， 并且空喷 射接收器或废物容器的体积容量 (volumetric capacity) 增加了印刷装置的大小。
特别地， 行式印刷装置的液体喷射头的宽度与记录纸基本相同。 因此， 对于空喷射 而言， 需要设置装置或空间， 使得在其中整个液体喷射头可以从与记录纸相对的位置移开。 而且， 为了进行维护， 例如空喷射， 需要时间来移动较大的液体喷射头。 因此， 增加了印刷时 间， 提高了运行成本。
为了解决这个问题， 液体喷射头需要持续喷射油墨而不进行空喷射， 从而不将液 体喷射头从与记录纸相对的位置移开。例如， 日本未审查的专利申请 6-40042 公开了使 用喷射油墨次数较少的喷嘴进行预喷射， 直至在印刷时喷射的油墨没有显示在记录纸上。 日本未审查的专利申请公开 2009-12283 提出进行预喷射从而在记录纸上形成电子水印 (electronic watermark)。
不幸的是， 待喷射在记录纸上的预喷射油墨的量以及预喷射条件都受到限制， 并 需要对电子水印等进行复杂的处理。因此， 喷墨印刷装置在实践中通常要在数秒内重复进 行预喷射操作。
为增强间歇喷射 (intermittent ejection) 的稳定性， 日本未审查的专利申请公 开 11-302584 提出了使用糖、 糖衍生物或糖醇， 用作含有着色物质自分散炭黑系统中的保 湿剂 (moisturizing agent)。然而， 在此专利文件中公开的油墨组合物仅在炭黑用作着色 材料的情况下使用， 不能应用到使用其他着色材料的情况中， 因此其使用范围受到限制。 发明内容
因此， 期望提供在印刷操作期间可适当地喷射而不需进行预喷射或空喷射， 并且可以获得良好的印刷品的记录液体。
根据本发明实施方式的记录液体通过液体喷射装置喷射， 该液体喷射装置包括具 有喷嘴的液体喷射头和加热装置， 记录液体通过所述喷嘴喷射， 所述加热装置将喷嘴周围 的记录液体加热至约 60℃。该记录液体包含 ： 70 质量％以上且低于 90 质量％的水 ； 甘油 ； 溶于或分散于水中的着色剂 ； 和 0.25 质量％～ 3.0 质量％的木糖醇。
根据本发明另一实施方式的记录液体， 其也通过液体喷射装置喷射， 并且包含 70 质量％以上且低于 90 质量％的水 ； 甘油 ； 溶于或分散于水中的着色剂 ； 0.25 质量％～ 2.0 质量％的赤藓醇。
根据本发明又一实施方式的记录液体， 其也通过液体喷射装置喷射， 并且包含 70 质量％以上且低于 90 质量％的水 ； 甘油 ； 溶于或分散于水中的着色剂 ； 和 0.5 质量％～ 1.0 质量％的 D- 甘露醇。
根据本发明再一实施方式的记录液体， 其也通过液体喷射装置喷射， 并且包含 ： 70 质量％以上且低于 90 质量％的水 ； 甘油 ； 溶于或分散于水中的着色剂 ； 和含有羟基的化合 物， 化合物的含量满足关系式 (3)。该化合物在常温常压下是固体， 并且满足以下关系式 (1) 和 (2)。 Q20 ＜ -10(1)
S60-S20 ＞ 10(2)
0.25 ＜ Y ＜ S60÷2500(3)
其中， Q20 表示所述化合物在 20℃和 103hPa 条件下在水中的溶解热， 以 KJ/mol 为 单位， S20 表示所述化合物在 20℃条件下在水中的溶解度， S60 表示所述化合物在 60℃条件 下在水中的溶解度， Y 表示所述化合物的含量， 以质量百分比为单位。溶解度是指在所述化 合物的 100 克饱和溶液中含有的所述化合物的质量， 以克为单位。
记录液体， 其包含 70 质量％以上且低于 90 质量％的水 ； 甘油 ； 溶于或分散于水中 的着色剂 ； 和 0.25 质量％～ 3.0 质量％的木糖醇。 通过使用液体喷射装置中的该记录液体， 在记录运行期间可以进行适当地喷射油墨而不需进行预喷射或空喷射， 所述液体喷射装置 包括具有喷嘴的液体喷射头和加热装置， 记录液体通过所述喷嘴喷射， 所述加热装置将喷 嘴周围的记录液体加热至约 60℃。
记录液体， 其包含 70 质量％以上且低于 90 质量％的水 ； 甘油 ； 溶于或分散于水中 的着色剂 ； 和 0.25 质量％～ 2.0 质量％的赤藓醇。 通过使用液体喷射装置中的该记录液体， 在记录运行期间可以进行适当地喷射油墨而不需进行预喷射或空喷射， 所述液体喷射装置 包括具有喷嘴的液体喷射头和加热装置， 记录液体通过所述喷嘴喷射， 所述加热装置将喷 嘴周围的记录液体加热至约 60℃。
记录液体， 其包含 70 质量％以上且低于 90 质量％的水 ； 甘油 ； 溶于或分散于水中 的着色剂 ； 和 0.5 质量％～ 1.0 质量％的 D- 甘露醇。通过使用液体喷射装置中的记该录液 体， 在记录运行期间可以进行适当地喷射油墨而不需进行预喷射或空喷射， 所述液体喷射 装置包括具有喷嘴的液体喷射头和加热装置， 记录液体通过所述喷嘴喷射， 所述加热装置 将喷嘴周围的记录液体加热至约 60℃。
记录液体， 其包含 70 质量％以上且低于 90 质量％的水 ； 甘油 ； 溶于或分散于水 中的着色剂 ； 和含有羟基并满足以下关系式 (1) 和 (2) 的化合物， 化合物含量满足关系式
(3)， 其在常温常压下为固态。通过使用液体喷射装置中的该记录液体， 在记录运行期间可 以进行适当地喷射油墨而不需进行预喷射或空喷射， 所述液体喷射装置包括具有喷嘴的液 体喷射头和加热装置， 记录液体通过所述喷嘴喷射， 所述加热装置将喷嘴周围的记录液体 加热至约 60℃。
Q20 ＜ -10(1)
S60-S20 ＞ 10(2)
0.25 ＜ Y ＜ S60÷2500(3) 附图说明 图 1 是使用根据本发明实施方式的记录液体的液体喷射装置的立体图。
图 2 是液体喷射装置的液体喷射头的立体图。
图 3 是液体喷射头的截面图。
图 4A 是在热电阻处产生有气泡的状态下的液体喷射头的截面图， 图 4B 是记录液 体经喷嘴喷出状态下的液体喷射头的剖面示意图 ；
图 5 是液体喷射头的侧面透视图。
图 6 是显示木糖醇含量与非喷射期间 (non-ejection period) 之间关系的曲线 图， 在该非喷射期间之后制备出良好的印刷品。
图 7 是显示赤藓醇含量与非喷射期间之间关系的曲线图， 在该非喷射期间之后制 备出良好的印刷品。以及
图 8 是显示 D- 甘露醇含量与非喷射期间之间关系的曲线图， 在该非喷射期间之后 制备出良好的印刷品。
具体实施方式
参照附图详细说明本发明实施方式的记录液体。将按照下述顺序进行说明 ：
1. 印刷装置
(1) 头盒 (head cartridge)
(2) 头盖 (head cap)
(3) 装置本体 (apparatus body)
(4) 印刷装置的操作
2. 记录液体
(1) 溶剂
(2) 着色剂
(3) 特定化合物
本发明实施方式的记录液体用于例如在图 1 中所示的喷墨印刷装置 1( 下文称之 为印刷装置 1) 中。该印刷装置 1 可以使用例如黄色、 品红色 (magenta)、 青色 (cyan) 和黑 色四种彩色记录液体 i 或油墨 i 来印刷彩色图像或文字。在以下说明中， 首先说明印刷装 置， 然后说明本发明实施方式的油墨 i。
1. 印刷装置
对印刷装置 1 进行详细说明。 如图 1 所示， 印刷装置 1 包括喷墨印刷头盒 ( 下文中称之为头盒 )2 和装置本体 3， 油墨 i 从该印刷头盒 2 喷射到记录介质上， 例如记录纸 P 上， 头盒 2 连接到装置本体 3 上。印刷装置 1 即是所谓的行式印刷装置， 其具有设置在至少一 条线以上的喷嘴， 该线沿着记录纸 P 的宽度方向延伸， 即沿着图 1 中箭头所指的方向 W。在 印刷装置 1 中， 头盒 2 可从装置本体 3 上拆卸。
(1) 头盒
对 印 刷 装 置 1 的 头 盒 2 进 行 说 明。 头 盒 2 使 用 电 热 转 换 (electrothermal conversion) 热电阻作为压力产生元件 (pressure generating element)， 将油墨 i 喷射到 记录纸 P 的主要表面上。头盒 2 包括含有油墨 i 的各个墨盒 (ink cartridge)11， 如图 2 和 图 3 所示。
墨盒 11 包括黄色墨盒 11y、 品红色墨盒 11m、 青色墨盒 11c 和黑色墨盒 11k。墨盒 11 基本上是矩形 (rectangular) 的， 并具有与记录纸 P 基本上相同的宽度。各墨盒 11 具有 油墨供给部分 (ink supply portion)12 和外通孔 (external communication hole)13， 油 墨 i 通过所述油墨供给部分 12 供给至头盒 2 的盒本体 (cartridge body)21， 所述外通孔 13 基本上位于上表面的中心， 在油墨 i 供给至盒本体 21 后， 空气从大气中经此通孔进入， 如 图 2 和图 3 所示。头盒 2 和墨盒 11 可整合在一起形成一个整体。 油墨供给部分 12 基本上设置在墨盒 11 的底部中心。油墨供给部分 12 为突出的 喷嘴。喷嘴底部与下述头盒 2 的相应的连接部分 (joint)25 啮合 (engage)， 从而使墨盒 11 与头盒 2 的盒本体 21 连接来供给油墨。油墨供给部分 12 包含阀结构， 其控制油墨 i 提供 至盒本体 21。
安装有墨盒 11 的头盒 2 包括盒本体 21， 如图 2 和图 3 所示。盒本体 21 具有其中 安装有墨盒 11 的附加部分 (attachment)22、 从其中喷射出油墨的油墨喷射头 23、 以及保护 油墨喷射头 23 的头盖 24。
连接部分 25 基本上设置在附加部分 22 的中心， 安装在附加部分 22 中的墨盒 11 的油墨供给部分 12 与连接部分 25 相连。连接部分 25 用作油墨供给通道， 通过该通道使油 墨 i 通过在附加部分 22 上的墨盒 11 的油墨供给部分 12 供给到油墨喷射头 23， 该油墨喷射 头在盒本体 21 的底部。连接部分 25 通过其阀结构控制着油墨 i 从墨盒 11 供给至油墨喷 射头 23。
油墨 i 经连接部分 25 供给至油墨喷射头 23， 该油墨喷射头 23 沿着盒本体 21 的底 部设置。油墨喷射头 23 具有喷嘴 27a( 在下文中说明 )， 经连接部分 25 供给的油墨 i 经喷 嘴 27a 喷射。相同色彩的喷嘴 27a 线性设置在记录纸 P 的宽度方向上， 即图 3 所示的箭头 W 所指的方向， 并且设置有分别用于每种不同色彩的喷嘴 27a 的线 (lines)。对于喷射油墨 i， 油墨喷射头 23 经各自的喷嘴线依次喷射油墨 i， 而不需在记录纸 P 的宽度方向上移动。
如图 4A 和 4B 所示， 油墨喷射头 23 包括电路基板 (circuit board)26， 该电路基 板 26 包括电热转换热电阻 26a、 在其中形成有喷嘴 27a 的喷嘴片 (nozzle sheet)27、 以及 设置在电路基板 26 和喷嘴片 27 之间的膜 28。在油墨喷射头 23 中， 由电路基板 26、 喷嘴片 27 和膜 28 限定了一个油墨室 29。油墨室 29 中充满了将经热电阻 26a 加热的油墨 i。油墨 喷射头 23 也具有油墨流动通道 30， 经该流动通道将油墨 i 从墨盒 11 运输至油墨室 29。
在油墨印刷头 23 中， 电路基板 26 的控制电路响应于根据印刷数据的记录信号， 选 择性地向热电阻 26a 施加脉冲电流， 从而加热热电阻 26a。当加热热电阻 26a 时， 在油墨 i
中形成与热电阻 26a 接触的气泡， 如图 4A 所示。气泡膨胀挤压油墨 i， 受挤压的油墨 i 形 成液滴并经喷嘴 27a 喷出， 如图 4B 所示。在油墨 i 的液滴喷射后， 油墨 i 经油墨流动通道 30 供给至油墨室 29。由此油墨喷射头 23 回到喷射前的状态。油墨喷射头 23 响应于根据 印刷信号的记录信号， 重复上述操作， 喷射油墨 i 到记录纸 P 上从而印刷图像和文字。
如果待印刷的图像或文字具有空白区域， 则与空白区域相对的喷嘴 27a 不会喷射 油墨 i。如果由于存在空白区域使得一个或多个喷嘴 27a 不喷射油墨 i， 即使是短时间内， 在这些喷嘴 27a 的末端和内部的油墨 i 会干燥从而变稠。因此， 在本发明实施方式的油墨 喷射头 23 中， 用热电阻 26a 将变稠的油墨 i 加热至 60℃， 以便于在通过已经处于暂停的喷 嘴 27a 重启喷射油墨 i 之前， 先降低粘度。油墨 i 在未经喷嘴 27a 喷出时， 被加热至 60℃ 的预热温度以降低油墨 i 的粘度。当在短时间内未喷射油墨的喷嘴 27a 重启油墨 i 的喷射 时， 通过将油墨 i 预热至 60℃， 防止了油墨 i 喷射失败， 并防止了油墨从与预定方向不同的 方向上喷射。
在本发明实施方式中， 尽管在油墨喷射头 23 中， 通过热电阻 26a 将粘稠的油墨 i 加热至 60℃， 但是在喷嘴 27a 附近可以设置任何装置来加热粘稠的油墨 i， 不需限制为热电 阻 26a。在油墨喷射头 23 中， 任何其他的加热装置可通过将油墨 i 加热至 60℃而降低粘稠 的油墨 i 的粘度。
另外， 可以在油墨喷射头 23 上设置增湿器 (humidifier)， 这样一来， 即使油墨喷 射暂停了更长的时间而导致油墨 i 变得更加粘稠时， 通过预喷射就可以简单地获得合适的 印刷， 而不需用清洁辊 (cleaning roller)24a 抽吸或擦拭来除去粘稠的油墨 i
(2) 头盖
如图 2 所示， 头盖 24 保护油墨喷射头 23 的喷射表面 23a， 其覆盖喷射表面 23a 以 防止在长时间暂停喷射期间时喷嘴 27a 干燥。对于印刷， 头盖 24 从头盒 2 的后部 (bottom) 向前移动， 即如图 2 中箭头 A1 所指示的方向， 从而露出油墨喷射头 23 的喷射表面 23a， 如 图 2 和图 5 所示。印刷之后， 头盖 24 移动至头盒 2 的后部， 即如图 2 中箭头 A2 所指示的方 向， 从而保护油墨喷射头 23 的喷射表面 23a， 如图 2 所示。
头盖 24 具有清洁辊 24a， 其用来擦去喷射表面 23a 多余的油墨 i。当头盖 24 打开 而露出喷射表面 23a 时， 清洁辊 24a 擦去喷射表面 23a 多余的油墨 i 并将其吸收。任选地， 在印刷后， 当头盖 24 移动至头盒 2 的后部时， 清洁辊 24a 可以擦拭喷射表面 23a。
头盖 24 可以具有吸收体 24b， 其用于在喷射表面 23a 被保护的状态下， 将在长时间 暂停油墨喷射后的空喷射所放出的油墨 i 吸收。在印刷长期停止之后， 用清洁辊 24a 进行 的清洁和空喷射有效地除去喷嘴 27a 中的粘稠的油墨。
(3) 装置本体
安 装 有 头 盒 2 的 装 置 本 体 3 上 具 有 头 盒 连 接 部 分 (head cartridge attachment)41， 头盒 2 安装在头盒连接部分 41 上， 如图 1 所示。进纸托架 (paper feed tray)43 中装载有多张待印刷的记录纸， 进纸托架 43 连接到进纸口 (paper feed port)42 上， 进纸口 42 设置在装置本体 3 的前部较低的位置处， 出纸托架 (paper ejection tray)45 容纳记录纸 P， 其连接至位于装置本体 3 的前部较上的出纸口 (paper ejection port)44。
见 图 5， 装 置 本 体 3 包 括 传 送 记 录 纸 P 的 进 纸 / 出 纸 装 置 46， 以及用于移动 (removing) 和连接 (attaching) 头盖 24 的盖移动装置 (cap removing mechanism)47， 其设置于油墨喷射头 23 的喷射表面 23a。
(4) 印刷装置的操作
印刷装置 1 根据从外部信息处理装置传送来的印刷数据印刷图像和文字。更具体 地， 在印刷装置 1 中， 头盖移动装置 47 从头盒 2 移动头盖 24 至连接有进纸托架 43 和出纸托 架 45 的装置本体 3 的前端。从而露出了设置在油墨喷射头 23 的喷射表面 23a 的喷嘴 27a， 以喷射油墨 i。在印刷装置 1 中， 在头盖 24 朝着装置本体 3 的前端移动之前， 粘稠的油墨 i 可在头盖 24 中通过空喷射排出， 或在头盖 24 朝着装置本体 3 的前端移动的时候通过清洁 辊 24a 擦拭喷射表面 23a。
然后， 根据装置本体 3 的控制按钮 3a 的操作来驱动装置本体 3 的进纸 / 出纸装置 46， 这样由进纸辊 51 从进纸托架 43 抽取记录纸 P， 并且仅有一张记录纸通过一对分开的辊 52a 和 52b( 在彼此相反的方向上旋转 ) 从进纸托架 43 抽取。从进纸托架 43 抽取的这张 记录纸 P 通过反转辊 (reversing roller)53 朝着头盒 2 反转， 并传送至设置在与印刷表面 23a 相对位置上的传送带 54 处。压板 (platen)55 支撑记录纸 P， 压板 55 设置在与油墨喷 射头 23 的喷射表面 23a 相对的位置上， 因此记录纸 P 与喷射表面 23a 相对。
然后， 根据印刷数据的控制信号， 印刷装置 1 对多个在油墨喷射头 23 中为了每种 色彩而设置的热电阻 26a 施加驱动电流， 对热电阻 26a 进行加热。通过热电阻 26a 产生的 热， 各种色彩油墨 i 形成液滴， 并经喷嘴 27a 喷射到一张被传送到与喷射表面 23a 相对位置 的记录纸上， 如图 4 所示。印刷装置从而在记录纸 P 上印刷了单色或彩色图像或文字。因 此印刷装置 1 可以， 例如以约 12 秒 / 张的速度印刷 A4 大小的图像或文字。 在印刷装置 1 中， 如果一个或多个喷嘴 27a 的油墨喷射由于在待印刷的图像或文 字中存在空白区域而暂停， 则在重启经喷嘴 27a 的喷射时， 相应于空白区域的喷嘴 27a 的热 电阻 26a 将此喷嘴 27a 中的油墨 i 加热至 60℃， 以降低油墨 i 的粘度。因此， 油墨 i 可以合 适地经喷嘴 27a 进行喷射。
印刷后的记录纸 P 由传送带 54 和出纸辊 (paper ejection roller)56 传送至出 纸口 44， 并将印刷后的记录纸输送到出纸托架 45， 传送带 54 朝着出纸口 44 的方向旋转， 出 纸辊 56 设置在喷射表面 23a 的出纸口侧， 并与传送带 54 相对。
2. 记录液体
接下来对用于上述印刷装置 1 中的油墨 i 进行说明。该油墨含有水、 甘油、 溶于或 分散于水中的着色剂、 以及含有羟基的特定化合物， 该化合物在常温常压下为固态并满足 下述关系式 (1) 和 (2)。
(1) 溶剂
至少水和甘油的混合物用作油墨 i 的溶剂。水优选去离子水。油墨 i 中水含量为 70 质量％以上且低于 90 质量％， 优选为 70 质量％～ 85 质量％。油墨 i 中的甘油含量为 10 质量％～ 20 质量％。上述这样的水含量和甘油含量可以防止油墨 i 干燥。
除了混合溶剂外， 也可加入水溶性有机溶剂。水溶性有机溶剂可以是脂肪族一元 醇、 多元醇或多元醇衍生物。
脂肪族一元醇的实例包括低级醇， 例如甲醇、 乙醇、 正丙醇、 异丙醇、 正丁醇、 仲丁 醇和叔丁醇。
多元醇的实例包括烷基醇 (alkyl glycol)， 例如乙二醇、 二乙二醇、 三乙二醇、 丙
二醇、 丁二醇和甘油 ； 聚亚烷基二醇 (polyalkylene glycol)， 例如聚乙二醇和聚丙二醇 ； 以及硫二甘醇。
多元醇衍生物的实例包括上述多元醇的低级烷基醚， 例如乙二醇二甲醚、 乙二醇 一乙醚 (cellosolve) 和二乙二醇一甲醚 ； 及上述多元醇的低级羧酸酯， 例如乙二醇二乙酸 酯。
油墨 i 的溶剂可以包含一些添加剂， 例如表面活性剂、 消泡剂、 pH 调节剂和杀菌剂 (fungicide)。溶剂可任选地包含醇胺， 例如单三乙醇胺 (monotriethanolamine) 和二三乙 醇胺 (ditriethanolamine) ； 酰胺， 例如二甲基甲酰胺和二甲基酮酰胺 (dimethyl ketone amide) ； 酮， 例如丙酮和甲乙酮 ； 及醚， 例如二噁烷。
溶剂还可含有 1 质量％以上且低于 4 质量％的 1， 2- 烷基二醇 (1， 2-alkylene glycol)， 例如 1， 2- 戊二醇或 1， 2- 己二醇。
(2) 着色剂
染料可用作油墨 i 的着色剂。染料可以是溶于水中的， 例如直接染料和酸性染料。
黄色直接染料的实例包括 C.I.Direct Yellows 1、 8、 11、 12、 24、 26、 23、 24、 28、 31、 33、 37、 39、 44、 46、 62、 63、 75、 79、 80、 81、 83、 84、 89、 95、 99、 113、 27、 50、 58、 85、 86、 88、 98、 100 和 110。 品 红 色 直 接 染 料 包 括 C.I.Direct Reds 1、 2、 4、 9、 11、 13、 17、 20、 197、 201、 218、 220、 224、 225、 226、 227、 228、 229、 230 和 321。
青色直接染料的实例包括 C.I.Direct Blues 1、 2、 6、 8、 15、 22、 25、 41、 71、 76、 77、 78、 80、 86、 90、 98、 106、 108、 120、 158、 160、 163、 165、 168、 192、 193、 194、 195、 196、 199、 200、 201、 202、 203、 207、 225、 226、 236、 237、 246、 248 和 249。
黑色直接染料包括 C.I.Direct Blacks 17、 19、 22、 32、 38、 51、 56、 62、 71、 74、 75、 77、 94、 105、 106、 107、 108、 112、 113、 117、 118、 132、 133 和 146。
黄 色 酸 性 染 料 的 实 例 包 括 C.I.Acid Yellows 1、 3、 7、 11、 17、 19、 23、 25、 29、 36、 38、 40、 42、 44、 49、 59、 61、 70、 72、 75、 76、 78、 79、 98、 99、 110、 111、 112、 114、 116、 118、 119、 127、 128、 131、 135、 141、 142、 161、 162、 163、 164 和 165。
品红色酸性染料的实例包括 C.I.Acid Reds 1、 6、 8、 9、 13、 14、 18、 26、 27、 32、 35、 37、 42、 51、 52、 57、 75、 77、 80、 82、 83、 85、 87、 88、 89、 92、 94、 97、 106、 111、 114、 115、 117、 118、 119、 129、 130、 131、 133、 134、 138、 143、 145、 154、 155、 158、 168、 180、 183、 184、 186、 194、 198、 199、 209、 211、 215、 216、 217、 219、 249、 252、 254、 256、 257、 262、 265、 266、 274、 276、 282、 283、 303、 317、 318、 320、 321 和 322。
青色酸性染料的实例包括 C.I.Acid Blues 1、 7、 9、 15、 22、 23、 25、 27、 29、 40、 41、 43、 45、 54、 59、 60、 62、 72、 74、 78、 80、 82、 83、 90、 92、 93、 100、 102、 103、 104、 112、 113、 117、 120、 126、 127、 129、 130、 131、 138、 140、 142、 143、 151、 154、 158、 161、 166、 167、 168、 170、 171、 175、 182、 183、 184、 187、 192、 199、 203、 204、 205、 229、 234 和 236。
黑色酸性染料的实例包括 C.I.Acid Blacks 1、 2、 7、 24、 26、 29、 31、 44、 48、 50、 51、 52、 58、 60、 62、 63、 64、 67、 72、 76、 77、 94、 107、 108、 109、 110、 112、 115、 118、 119、 121、 122、 131、 132、 139、 140、 155、 156、 157、 158、 159 和 191。
(3) 特定化合物
油墨 i 含有满足以下关系式 (1) 和 (2) 的特定化合物。所述化合物在常温常压下 是固体， 并且含有羟基。该化合物的含量 Y 满足关系式 (3)。该化合物包括木糖醇、 赤藓醇 和 D- 甘露醇。
Q20 ＜ -10(1)
S60-S20 ＞ 10(2)
0.25 ＜ Y ＜ S60÷2500(3)
在这些关系式中， Q20 表示所述化合物在 20℃和 103hPa 条件下在水中的溶解热， 以 KJ/mol 为单位， S20 表示所述化合物在 20℃条件下在水中的溶解度， S60 表示所述化合物在 60℃条件下在水中的溶解度， Y 表示所述化合物的含量， 以质量百分比为单位。此处所提及 的溶解度是指在所述化合物的 100 克饱和溶液中含有的所述化合物的质量， 以克为单位。 3
如关系式 (1) 所述， 化合物在 20℃和 10 hPa 条件下的溶解热低于 -10kJ/mol， 在 20℃和 60℃条件下在水中的溶解度之差大于 10 质量％。如果将油墨 i 加热至 60℃， 化合 物在油墨 i 中的溶解度上升， 因此粘稠的油墨 i 的粘度降低。 优选地， 化合物在 20℃条件下 在水中的溶解度为 60 质量％或更高。
含有满足关系式 (3) 的量的特定化合物的油墨 i， 即使其在相应于待印刷的图像 或文字的空白区域的喷嘴 27a 的末端或内部处是粘稠的， 通过热电阻 26a 加热至 60℃后， 该 油墨 i 也可合适地喷射。 该化合物包括木糖醇、 赤藓醇和 D- 甘露醇。表 1 显示了木糖醇、 赤藓醇和 D- 甘露 醇的溶解热 (Q20) 和 20℃时的溶解度 (S20) 以及 60℃时的溶解度 (S60)。
表1
Q20 (KJ/mo1) 木糖醇 赤藓醇 D- 甘露醇 麦芽糖醇 蔗糖
S20 ( 质量％ ) 61 16 32 53 66S60 ( 质量％ ) 83 37 56 73 74S60-S20 ( 质量％ ) 22 21 24 20 8-37 -29 -43 -6 -5特定化合物 ( 木糖醇、 赤藓醇或 D- 甘露醇 ) 的含量可从含量 ( 质量百分比 ) 与非 喷射期间 ( 秒 ) 的关系来确定， 在该非喷射期间之后可以制备出良好的印刷品， 如图 6 ～ 8 所示。非喷射期间 ( 该非喷射期间之后制备出良好的印刷品 ) 是指在油墨 i 暂停喷射的时 刻 (time) 到重启喷射时刻为止的最长期间， 重启喷射后可以制备良好的印刷品。上述行式 印刷装置 1 需要约 12 秒来印刷 A4 大小的图像或文字。为制备良好的印刷品， 行式印刷装 置 1 经喷嘴 27a 喷射油墨 i 需至少 12 秒， 即使待印刷的图像或文字具有空白区域。因此， 在图 6 ～ 8 中， 化合物的含量 ( 图 6 ～ 8 的横轴 ) 可在非喷射期间为 12 秒或更长的范围内确定， 在非喷射期间之后制备出良好的印刷品。
从图 6 中所示的结果可以看出， 可以将木糖醇的含量 (Y， 质量％ ) 设置在 0.25 质 量％～ 3.0 质量％范围。从图 7 中所示的结果可以看出， 可以将赤藓醇的含量 (Y， 质量％ ) 设置在 0.25 质量％～ 2.0 质量％范围。从图 8 中所示的结果可以看出， 可以将 D- 甘露醇 的含量 (Y， 质量％ ) 设置在 0.5 质量％～ 1.0 质量％范围。木糖醇、 赤藓醇和 D- 甘露醇在 3 20℃和 10 hPa 条件下在水中的溶解热 (Q20) 均低于 -10kJ/mol， 并且在 20℃和 60℃条件下 的溶解度表现出较大的差值 (S60-S20)。通过向油墨 i 中加入适当比例的木糖醇、 赤藓醇或 D- 甘露醇， 当用热电阻 26a 加热油墨 i 至 60℃时， 这些化合物会溶于油墨 i 中而降低油墨 i 的粘度。
当含有上述组合物的油墨 i 不经喷嘴 27a 喷射时， 在喷嘴 27a 中的或在喷嘴 27a 末 端的油墨 i 会干燥变稠。因此， 提高油墨组合物中甘油、 着色剂和特定化合物的含量来增加 粘度。在本发明实施方式的油墨 i 中， 其含有满足关系式 (1)Q20 ＜ -10 和 (2)S60-S20 ＞ 10， 并且在 20℃与 60℃之间表现出较大的溶解度差值的化合物， 然而通过加热装置 ( 例如热电 阻 26a) 加热后该化合物的溶解度会升高， 从而降低了油墨 i 的粘度。因此， 在喷嘴 27a 中 或在喷嘴 27a 末端的油墨 i 的粘度降低， 从而经喷嘴 27a 合适地喷出油墨 i。
通过使用在上述印刷装置 1 中的油墨 i， 印刷装置 1 可适当地喷射油墨从而达到连 续地印刷 12 秒或更长， 例如印刷 A4 大小图像或文字， 而不需使用具有头盖 24( 覆盖着油墨 喷射头 23 的喷射表面 23a) 的清洁辊 24a 来清洁喷射表面 23a， 或者在头盖 24 中进行油墨 i 的空喷射。由于印刷装置 1 在连续印刷 12 秒或更长期间， 可适当地喷射油墨而不需清洁 或空喷射， 从而减少了油墨消耗。而且， 在印刷装置 1 中使用油墨 i 减少了维护的工作量， 并且表现出良好的喷射稳定性且不会堵塞喷嘴 27a， 印刷装置可以实现稳定地印刷。
尽管上述实施方式在印刷装置 1 中使用了油墨 i， 油墨 i 可以用于串行印刷装置中 并且在连续印刷期间不需清洁或进行空喷射， 该串行印刷装置通过在记录纸的宽度方向上 移动喷射头来印刷线。尽管在上述实施方式中， 使用热电阻 26a 作为加热装置， 但加热装置 也可以是压电元件。与热电阻 26a 的用途一样， 压电元件有助于合适地喷射。
实施例
参照实验结果详细地说明本发明具体的实施例。
实施例 1
在实施例 1 中， 向离子交换水中加入市售的 Direct Blue 199， 并使其浓度达到 3 质量％， 之后加入下列组分 ： 10 质量％的甘油 ； 0.5 质量％用作表面活性剂的 Surfinol E1010( 由 Nissin Chemical Industry 生产 ) ； 3 质量％用作渗透剂 (penetrating agent) 的 1， 2- 己二醇 ； 和 0.25 质量％用作特定化合物的木糖醇。
实施例 2
除使用 0.5 质量％的木糖醇作为特定化合物之外， 按照与实施例 1 相同的方式制 备实施例 2 的油墨组合物。
实施例 3
除使用 1.0 质量％的木糖醇作为特定化合物之外， 按照与实施例 1 相同的方式制 备实施例 3 的油墨组合物。
实施例 4除使用 2.0 质量％的木糖醇作为特定化合物之外， 按照与实施例 1 相同的方式制 备实施例 4 的油墨组合物。
实施例 5
除使用 3.0 质量％的木糖醇作为特定化合物之外， 按照与实施例 1 相同的方式制 备实施例 5 的油墨组合物。
实施例 6
在实施例 6 中， 向离子交换水中加入市售的 Direct Blue 199， 并使其浓度达到 3 质量％， 之后加入下列组分 ： 10 质量％的甘油 ； 0.5 质量％用作表面活性剂的 Surfinol E1010( 由 Nissin Chemical Industry 生产 ) ； 3 质量％用作渗透剂的 1， 2- 己二醇 ； 和 0.25 质量％用作特定化合物的赤藓醇。
实施例 7
除使用 0.5 质量％的赤藓醇作为特定化合物之外， 按照与实施例 6 相同的方式制 备实施例 7 的油墨组合物。
实施例 8
除使用 1.0 质量％的赤藓醇作为特定化合物之外， 按照与实施例 6 相同的方式制 备实施例 8 的油墨组合物。
实施例 9
除使用 2.0 质量％的赤藓醇作为特定化合物之外， 按照与实施例 6 相同的方式制 备实施例 9 的油墨组合物。
实施例 10
在实施例 10 中， 向离子交换水中加入市售的 Direct Blue 199， 并使其浓度达到 3 质量％， 之后加入下列组分 ： 10 质量％的甘油 ； 0.5 质量％用作表面活性剂的 Surfinol E1010( 由 Nissin Chemical Industry 生产 ) ； 3 质量％用作渗透剂的 1， 2- 己二醇 ； 和 0.5 质量％用作特定化合物的 D- 甘露醇。
实施例 11
除使用 1.0 质量％的 D- 甘露醇作为特定化合物之外， 按照与实施例 10 相同的方 式制备实施例 11 的油墨组合物。
实施例 12
向离子交换水中加入市售的 Direct Blue 199， 并使其浓度达到 3 质量％， 之后加 入下列组分 ： 20 质量％的甘油 ； 0.5 质量％用作表面活性剂的 SurfinolE1010( 由 Nissin Chemical Industry 生产 ) ； 3 质量％用作渗透剂的 1， 2- 己二醇 ； 和 1.0 质量％用作特定化 合物的木糖醇。
实施例 13
除其将市售的 Yellow 132 加入到离子交换水中， 达到 3 质量％的浓度之外， 按照 与实施例 1 相同的方式制备实施例 13 的油墨组合物。
实施例 14
在实施例 14 中， 向离子交换水中加入市售的 Direct Blue 199， 并使其浓度达到 3 质量％， 之后加入下列组分 ： 20 质量％的甘油 ； 0.5 质量％用作表面活性剂的 Surfinol E1010( 由 Nissin Chemical Industry 生产 ) ； 3 质量％用作渗透剂的己二醇 ； 和 1 质量％用作特定化合物的木糖醇。
比较例 1
在比较例 1 中， 向离子交换水中加入市售的 Direct Blue 199， 并使其浓度达到 3 质量％， 之后加入下列组分 ： 10 质量％的甘油 ； 0.5 质量％用作表面活性剂的 Surfinol E1010( 由 Nissin Chemical Industry 生产 ) ； 和 3 质量％用作渗透剂的 1， 2- 己二醇。没 有加入特定的化合物。
比较例 2
除使用 4.0 质量％的木糖醇作为特定化合物之外， 按照与实施例 1 相同的方式制 备比较例 2 的油墨组合物。
比较例 3
除使用 5.0 质量％的木糖醇作为特定化合物之外， 按照与实施例 1 相同的方式制 备比较例 3 的油墨组合物。
比较例 4
除使用 3.0 质量％的赤藓醇作为特定化合物之外， 按照与实施例 6 相同的方式制 备比较例 4 的油墨组合物。 比较例 5
除使用 4.0 质量％的赤藓醇作为特定化合物之外， 按照与实施例 6 相同的方式制 备比较例 5 的油墨组合物。
比较例 6
除使用 2.0 质量％的 D- 甘露醇作为特定化合物之外， 按照与实施例 10 相同的方 式制备比较例 6 的油墨组合物。
比较例 7
除使用 3.0 质量％的 D- 甘露醇作为特定化合物之外， 按照与实施例 10 相同的方 式制备比较例 7 的油墨组合物。
比较例 8
除使用 1.0 质量％的麦芽糖醇作为特定化合物之外， 按照与实施例 1 相同的方式 制备比较例 8 的油墨组合物。
比较例 9
除使用 1.0 质量％的蔗糖作为特定化合物之外， 按照与实施例 1 相同的方式制备 比较例 9 的油墨组合物。
比较例 10
在比较例 10 中， 向离子交换水中加入市售的 Direct Yellow 132， 并使其浓度达 到 3 质量％， 之后加入下列组分 ： 30 质量％的甘油 ； 0.5 质量％用作表面活性剂的 Surfinol E1010( 由 Nissin Chemical Industry 生产 ) ； 和 3 质量％用作渗透剂的 1， 2- 己二醇。以 及 1.0 质量％用作特定化合物的木糖醇。
所有上述制备的油墨组合物经 2μm 孔径的过滤器过滤， 并进行下述评价。用于油 3 墨组合物中的特定化合物所具有 20℃和 10 hPa 条件下的溶解热 (Q20)， 20℃条件下在水中 的溶解度 (S20)， 以及 60℃条件下在水中的溶解度 (S60)， 显示在表 1 中。
所有的油墨组合物均使用行式印刷头喷墨打印机 LPR-E5000 及其印刷头 ( 由 Sony
Corporation 生产 ) 来检测其后可以获得良好印刷品的非喷射期间。测试在下述条件下进 行： 用热电阻加热在喷嘴附近的油墨至 60℃。测试结果显示在表 2 中。非喷射期间 ( 非喷 射期间之后制备出良好的印刷品 ) 是指油墨 i 暂停喷射的时刻到重启喷射时刻为止的最长 期间， 重启喷射后可以制备良好的印刷品。
表2
特定化合物含量 ( 质量％ )其后制备出良好印刷 品的非喷射期间 ( 秒 ) 12 21 28 25 14 13 15 16 13 14 14 18 20 24 9 9 8 10水含量 ( 质量％ ) 83.25 83.00 82.50 81.50 80.50 83.25 83.00 82.50 81.50 83.00 82.50 72.50 83.25 72.50 83.50 79.50 78.50 80.50实施例 1 实施例 2 实施例 3 实施例 4 实施例 5 实施例 6 实施例 7 实施例 8 实施例 9 实施例 10 实施例 11 实施例 12 实施例 13 实施例 14 比较例 1 比较例 2 比较例 3 比较例 4木糖醇 木糖醇 木糖醇 木糖醇 木糖醇 赤藓醇 赤藓醇 赤藓醇 赤藓醇 D- 甘露醇 D- 甘露醇 木糖醇 木糖醇 木糖醇 无 木糖醇 木糖醇 赤藓醇0.25 0.50 1.00 2.00 3.00 0.25 0.50 1.00 2.00 0.50 1.00 1.00 1.00 1.00 -4.00 5.00 3.0016101948642 A CN 101948644说赤藓醇 D- 甘露醇 D- 甘露醇 麦芽糖醇 蔗糖 木糖醇 4.00 2.00 3.00 1.00 1.00 1.00明书9 9 6 9 9 614/14 页比较例 5 比较例 6 比较例 7 比较例 8 比较例 9 比较例 10
79.50 81.50 80.50 82.50 82.50 62.50如表 2 所示， 比较例 1 的其后制备出良好的印刷品的非喷射期间为 9 秒， 这是因为 其不含有在两个温度之间的溶解度具有较大差值的化合物。比较例 1 的结果表明， 如果比 较例 1 的油墨没有在例如 9 秒或更长的时间内喷射， 则可能无法进行适当地喷射。
比较例 2 ～ 7 含有木糖醇、 赤藓醇或 D- 甘露醇， 它们在 20℃和 103hPa 条件下的溶 解热 (Q20) 均低于 -10kJ/mol， 并且在两个温度之间的溶解度表现出较大的差值。但是， 其 含量均过高或过低， 其后制备出良好印刷品的非喷射期间没有达到 12 秒或更长。
比较例 8 含有 1.0 质量％的麦芽糖醇， 其溶解度满足关系式 (2)， 但是溶解热不满 足关系式 (1)。因此， 其后制备出良好印刷品的非喷射期间为 9 秒。这短于含有满足关系式 (1) 和 (2) 的化合物的实施例。
比较例 9 含有 1.0 质量％的蔗糖， 其溶解热和溶解度不满足关系式 (1) 和 (2)。因 此， 其后制备出良好印刷品的非喷射期间为 9 秒。这短于含有满足关系式 (1) 和 (2) 的化 合物的实施例。
比较例 10 含有 30 质量％的甘油 ； 因此水含量低于 70 质量％。因此， 油墨粘度较 高， 即使在加入木糖醇后， 其后制备出良好印刷品的非喷射期间降低至 6 秒。
另一方面， 实施例 1 ～ 14 含有满足关系式 (1)、 (2) 和 (3) 的木糖醇、 赤藓醇和 D- 甘露醇中的任意一种。通过在喷射前加热至 60℃， 木糖醇、 赤藓醇和 D- 甘露醇的溶解度 均升高从而降低了油墨的粘度。
因此实施例 1 ～ 14 的油墨可被合适地喷射出， 从而即使在喷射暂停 12 秒或更长 时间之后， 也制备出良好的图像。
实施例 2 ～ 4、 13 和 14 的油墨的非喷射期间为 20 秒或更长， 因此即使在喷射暂停 20 秒或更长时间之后， 也可重启喷射而制备良好的印刷品。 因此， 增加了连续印刷时间。 实 施例 2 ～ 4、 13 和 14 的油墨可连续印刷约 20 秒， 而不需清洁喷墨头或进行空喷射。即使印 刷时间长于 20 秒， 也可以减少清洁或空喷射的次数。
本 申 请 包 含 2009 年 7 月 8 日 提 交 至 日 本 专 利 局 的 日 本 优 先 权 专 利 申 请 JP 2009-161954 中涉及的相关主题， 其全部内容通过引用结合于此。
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