噴墨記錄設(shè)備和噴墨記錄方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及噴墨記錄設(shè)備和噴墨記錄方法。提供一種噴墨記錄設(shè)備，其包括：包括具有其中設(shè)置有噴射口的表面的記錄頭的記錄單元，從噴射口噴出以在記錄介質(zhì)上記錄圖像的水性墨，包括覆蓋具有噴射口的表面的覆蓋構(gòu)件的保護(hù)單元，和與覆蓋構(gòu)件分離、不具有刮擦墨接收構(gòu)件中沉積的墨或抽吸來自噴射口的墨的構(gòu)件的恢復(fù)單元?；謴?fù)單元包括不插入任何其它構(gòu)件直接接收來自噴射口的、根據(jù)預(yù)噴射數(shù)據(jù)從噴射口排出的廢墨的墨接收構(gòu)件。水性墨包含含有羧基或磺酸基的自分散顏料。
【專利說明】噴墨記錄設(shè)備和噴墨記錄方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及噴墨記錄設(shè)備和噴墨記錄方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 噴墨記錄設(shè)備可以低成本生產(chǎn)記錄品并且與電子照相記錄裝置相比在電力消耗 方面是更有利的，因此已廣泛使用。噴墨記錄設(shè)備通過從記錄頭噴射墨來記錄圖像。然而， 墨可堵塞記錄頭的噴射口或由于墨的液體組分的蒸發(fā)使得墨流路變得粘稠。這阻礙墨的正 常噴射。當(dāng)該不期望的現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，記錄頭進(jìn)行用于使正常地噴射墨的能力恢復(fù)的恢復(fù)操 作。以一定間隔或在記錄操作前后可進(jìn)行該操作。
[0003] -般地，通過將墨的一部分預(yù)噴射至在其中設(shè)置有噴射口的記錄頭的表面（噴射 口面）的對向位置設(shè)置的蓋（不用于記錄圖像）進(jìn)行所述恢復(fù)操作?？蛇x擇地，可通過由 與具有與抽吸蓋（suction cap)接觸的噴射口面的抽吸泵連接的抽吸蓋的操作產(chǎn)生的負(fù)壓 而將墨從記錄頭強(qiáng)制排出。然而，這些恢復(fù)操作需要例如如抽吸蓋或抽吸泵等具有一定重 量水平的抽吸構(gòu)件，并且抽吸構(gòu)件需要安裝的空間。
[0004] 另一方面，近年來資源節(jié)省的意識提高了，因此要求噴墨記錄設(shè)備的小型化和輕 量化。為了響應(yīng)要求，日本專利特開2003-231277和2004-114686建議著眼于用于為了恢 復(fù)記錄頭的能力而收集從噴射口噴射的但不用于記錄的廢墨的構(gòu)件或單元的方法。
[0005] 噴墨記錄使在各種類型的記錄介質(zhì)上記錄。此外，為了更滿意的圖像記錄，根據(jù)預(yù) 期的用途設(shè)計(jì)了各種類型的墨，如適合于在光澤紙等上記錄照相圖像的墨，或適合于在普 通紙等上記錄文件的墨。近年來，也采用噴墨記錄用于記錄包括字母或文字、圖表等的商業(yè) 文件。因此，商業(yè)用途中噴墨記錄的使用頻率顯著增加。在商業(yè)用途中，要求高光學(xué)濃度。 從提高記錄的圖像的光學(xué)濃度的觀點(diǎn)，自分散顏料有利地用作墨的著色材料。
[0006] 日本專利特開2006-089735和PCT日本翻譯專利公布2009-515007公開了用于提 高記錄的圖像的光學(xué)濃度、著眼于鍵合至顏料顆粒的表面的官能團(tuán)而開發(fā)的自分散顏料。
[0007] 另一方面，本發(fā)明人通過他們的研究發(fā)現(xiàn)，如果為了輕量化和小型化而從噴墨記 錄設(shè)備省略如抽吸蓋或抽吸泵等抽吸構(gòu)件，則預(yù)噴射排出的墨不期望地沉積在墨接收構(gòu)件 上。特別是，如日本專利特開2006-089735中公開的，在使用在提高記錄的圖像的光學(xué)濃度 方面是有利的包含膦酸基的自分散顏料時(shí)，當(dāng)墨的液體組分蒸發(fā)時(shí)顏料顆?？焖倬奂?。因 此，墨易于像石筍狀沉積在墨接收構(gòu)件的底面。如果用由此沉積的廢墨進(jìn)行預(yù)噴射，則廢墨 的石筍狀沉積很可能與記錄頭接觸，由此影響到滑架的操作或堵塞噴射口。雖然已知設(shè)置 有適于通過刮擦沉積物使墨接收構(gòu)件中墨的沉積物被除去或平坦化的構(gòu)件（刮擦構(gòu)件）的 噴墨記錄設(shè)備，但所述刮擦構(gòu)件妨礙輕量化或小型化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供使用將廢墨從記錄頭直接排出至墨接收構(gòu)件的機(jī)構(gòu)，并且其中可抑制 墨接收構(gòu)件中的墨的沉積的噴墨記錄設(shè)備和噴墨記錄方法。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的方面，提供噴墨記錄設(shè)備，其包括：包括具有設(shè)置有噴射口的表面的 記錄頭的記錄單元，從噴射口噴出以在記錄介質(zhì)上記錄圖像的水性墨，包括覆蓋具有噴射 口的表面的覆蓋構(gòu)件的保護(hù)單元，和與覆蓋構(gòu)件分離、不具有刮擦墨接收構(gòu)件中沉積的墨 或抽吸來自噴射口的墨的構(gòu)件的恢復(fù)單元?；謴?fù)單元包括不插入任何其它構(gòu)件而直接接 收來自噴射口的廢墨的墨接收構(gòu)件，所述廢墨為根據(jù)預(yù)噴射數(shù)據(jù)從噴射口排出的墨的一部 分。水性墨包含其中含有羧基和磺酸基的至少一種陰離子性基團(tuán)的官能團(tuán)鍵合至其顆粒表 面的自分散顏料。
[0010] 參考附圖，從以下示例性實(shí)施方案的描述中，本發(fā)明的進(jìn)一步特征將變得顯而易 見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的噴墨記錄設(shè)備的示意性透視圖。
[0012] 圖2為記錄單元的示意性透視圖。
[0013] 圖3為恢復(fù)單元的示意性透視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 參考示例性實(shí)施方案將進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0015] 以下描述中，用于本發(fā)明的實(shí)施方案的水性墨可簡稱為墨。除非另有說明，否則本 文提到的物理性質(zhì)為室溫（25°C )下的那些。
[0016] 從輕量化或小型化的觀點(diǎn)未設(shè)置有抽吸構(gòu)件的噴墨記錄設(shè)備中，不插入任何其它 構(gòu)件在大氣壓下將廢墨從記錄頭直接排出至墨接收構(gòu)件。當(dāng)不使用抽吸蓋、抽吸泵或任何 其它抽吸構(gòu)件時(shí)，與已知的記錄設(shè)備相比，接收預(yù)噴射排出的廢墨的墨接收構(gòu)件對大氣更 開放。在這些條件下，排出至墨接收構(gòu)件的廢墨相當(dāng)迅速地蒸發(fā)，因此，在廢墨擴(kuò)散至其不 沉積的程度之前失去廢墨的流動性，并且墨像石筍狀沉積。如上所述，這影響噴墨記錄設(shè)備 的操作或墨的噴射。一些噴墨記錄設(shè)備設(shè)置有適于通過刮擦沉積物使墨接收構(gòu)件中墨的沉 積物被除去或平坦化的構(gòu)件（刮擦構(gòu)件）。然而，所述刮擦構(gòu)件妨礙輕量化或小型化。 [0017] 如果從噴墨記錄設(shè)備省略如抽吸蓋或抽吸泵等抽吸構(gòu)件或刮擦墨的沉積物的刮 擦構(gòu)件從而輕量化或小型化，則其變得難以解決墨的沉積問題。因此，本發(fā)明人從墨的觀點(diǎn) 提出方法。用于墨的顏料包括自分散顏料和樹脂分散顏料。與包含自分散顏料的墨相比， 包含樹脂分散顏料的墨更可能維持顏料顆粒的分散，因此即使墨的液體組分蒸發(fā)也維持墨 的流動性。然而，如果使用樹脂分散顏料以穩(wěn)定地維持顏料顆粒的分散，當(dāng)記錄圖像時(shí)，記 錄介質(zhì)上顏料的聚集力降低。因此，圖像的光學(xué)濃度易于降低。
[0018] 本發(fā)明人通過他們的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，使用特定的自分散顏料作為墨的著色材料 解決了在包括不插入任何其它構(gòu)件將廢墨從記錄頭直接排出至其的墨接收構(gòu)件的噴墨記 錄設(shè)備中墨的沉積問題。更具體地，使用其中含有羧基和磺酸基的至少一種陰離子性基團(tuán) 的官能團(tuán)鍵合至其顆粒表面的自分散顏料。本發(fā)明人認(rèn)為所述特定的自分散顏料產(chǎn)生上述 效果的原因如下。
[0019] 包含作為陰離子性基團(tuán)的羧基或磺酸基的自分散顏料，與包含膦酸基的自分散顏 料一樣與記錄介質(zhì)中作為填料等而包含的鈣反應(yīng)，因此幫助提高顏料的聚集力和圖像的光 學(xué)濃度。另一方面，當(dāng)墨的液體組分已蒸發(fā)時(shí)，通過陰離子性基團(tuán)之間的雙電層的壓縮，但 不通過顏料與鈣之間的反應(yīng)，導(dǎo)致顏料顆粒的聚集。在這種情況下，與包含膦酸基的自分散 顏料相比，包含羧基或磺酸基的自分散顏料的聚集力傾向于更小。因此，包含羧基或磺酸基 的自分散顏料傾向于穩(wěn)定地維持顏料顆粒的分散，因此即使墨的液體組分已蒸發(fā)也維持墨 的流動性。因此，通過包含羧基或磺酸基的自分散顏料的使用可抑制墨接收構(gòu)件中墨的沉 積而不降低記錄的圖像的光學(xué)濃度。
[0020] 啼墨記錄設(shè)各和啼墨記錄方法
[0021] 現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方案的噴墨記錄設(shè)備。圖1為本發(fā)明的實(shí)施方 案的噴墨記錄設(shè)備的示意性透視圖。噴墨記錄設(shè)備包括進(jìn)紙單元101、輸送單元102、記錄 單元103、保護(hù)單元104和恢復(fù)單元105。進(jìn)紙單元101將記錄介質(zhì)供給至記錄設(shè)備的內(nèi)部。 輸送單元102輸送通過進(jìn)紙單元101供給的記錄介質(zhì)。
[0022] 圖2為記錄單元103的示例性結(jié)構(gòu)的示意性透視圖。記錄單元103根據(jù)圖像數(shù)據(jù) 在通過輸送單元102輸送的記錄介質(zhì)上記錄圖像。記錄單元103包括安裝在沿主掃描方向 往復(fù)移動的滑架上的墨盒31。墨盒31在其底面設(shè)置有記錄頭32。通過重復(fù)與滑架的移動 (主掃描操作）同步進(jìn)行的記錄頭的記錄操作和記錄介質(zhì)通過預(yù)定間距的輸送（副掃描操 作）在記錄介質(zhì)上記錄圖像。對于噴射墨，可以將機(jī)械能或熱能施加至墨。本實(shí)施方案中， 熱能可能是合適的。
[0023] 保護(hù)單元104覆蓋其中以列狀設(shè)置有噴射口 33的記錄頭32的表面（噴射口面 34,見圖2)，從而防止在不進(jìn)行記錄時(shí)堵塞噴射口 33。保護(hù)單元104包括對應(yīng)于記錄頭32 設(shè)置的蓋41。當(dāng)不進(jìn)行記錄時(shí)，通過滑架將墨盒31移動至對應(yīng)于蓋41的位置，并且使蓋 41與噴射口面34接觸從而形成封蓋的密閉空間，由此防止墨的液體組分蒸發(fā)。
[0024] 圖3為恢復(fù)單元105的示意性透視圖。使用恢復(fù)單元105以維持記錄頭32以正 常狀態(tài)噴射墨的能力?；謴?fù)單元105包括接收根據(jù)預(yù)噴射數(shù)據(jù)從記錄頭32的噴射口 33排 出的廢墨的墨接收構(gòu)件51。設(shè)置對應(yīng)于記錄頭32的噴射口 33的墨接收構(gòu)件51，并且墨接 收構(gòu)件51的上面部分地開口。墨接收構(gòu)件51可以由用作其壁面或底面的多個(gè)構(gòu)件或組件 構(gòu)成。
[0025] 如果在噴射口面未封蓋的情況下一定時(shí)期不噴射墨，則由于墨的液體組分的蒸發(fā) 使得墨可堵塞噴射口或墨流路變得粘稠。這妨礙墨的正常噴射。如果所述不期望的現(xiàn)象發(fā) 生，則使記錄頭進(jìn)行通過根據(jù)預(yù)噴射數(shù)據(jù)從噴射口排出墨而恢復(fù)正常噴射墨的能力的恢復(fù) 操作。以預(yù)定間隔或者記錄操作前后，以安裝記錄頭的滑架已移動至對應(yīng)于墨接收構(gòu)件的 位置的狀態(tài)，向墨接收構(gòu)件的開口部進(jìn)行該預(yù)噴射。
[0026] 已知的噴墨記錄設(shè)備中，使與抽吸泵連接的蓋與噴射口面接觸，并且通過抽吸泵 的操作將墨從記錄頭強(qiáng)制排出?？蛇x擇地，可設(shè)置用于刮擦墨接收構(gòu)件中墨的沉積物的構(gòu) 件以抑制墨的沉積。所述抽吸構(gòu)件或刮擦構(gòu)件的使用增加記錄設(shè)備的重量并且還導(dǎo)致設(shè)備 的大型化。
[0027] 本實(shí)施方案的噴墨記錄設(shè)備具有省略抽吸構(gòu)件和刮擦構(gòu)件從而輕量化和小型化 的結(jié)構(gòu)特征。在這種情況下，不插入包括抽吸構(gòu)件的任何其它構(gòu)件而通過墨接收構(gòu)件直接 接收根據(jù)預(yù)噴射數(shù)據(jù)從噴射口排出的廢墨。此外，由于墨接收構(gòu)件不具有用于刮擦墨的沉 積物的刮擦構(gòu)件，必須通過其它手段抑制墨的沉積。因此，本實(shí)施方案中，使用如下所述的 難以沉積的特定墨。
[0028] 為了有效抑制墨接收構(gòu)件中墨的沉積，可采用以下結(jié)構(gòu)。例如，可除去墨接收構(gòu)件 下部的至少一部分側(cè)壁以使得廢墨可流出至記錄設(shè)備的內(nèi)部?？蛇x擇地，墨接收構(gòu)件可通 過其它構(gòu)件支承以使得其底部與記錄設(shè)備的內(nèi)部底面分離，由此使廢墨有效地流出。在這 種情況下，墨接收構(gòu)件的底面可兼作記錄設(shè)備的外罩52 (圖3)。
[0029] 墨接收構(gòu)件的底面期望由非墨吸收性材料制成。非墨吸收性材料的實(shí)例包括聚烯 烴樹脂、聚苯乙烯樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸類樹脂和ABS樹脂。如果將如多孔或纖維材料等 墨吸收性材料設(shè)置在墨接收構(gòu)件的底面，則墨的液體組分變得更容易擴(kuò)散，而墨的固體或 顏料變得難以移動。這在降低墨的沉積方面是相當(dāng)不利的。也有利的是將廢墨直接排出至 由非墨吸收性材料制成的墨接收構(gòu)件的底面。雖然可將墨吸收體53 (圖3)設(shè)置在墨接收 構(gòu)件的底面的一部分，但墨吸收體的面積期望為墨接收構(gòu)件的底面面積的約一半以下，并 且更期望為底面面積的約1/3以下。
[0030] 從實(shí)現(xiàn)噴墨記錄設(shè)備的小型化和墨沉積的抑制二者的觀點(diǎn)，當(dāng)記錄頭存在于對應(yīng) 于墨接收構(gòu)件的位置時(shí)，從噴射口面至外罩的底面的距離優(yōu)選為約30mm-36mm。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的噴墨記錄方法使用上述噴墨記錄設(shè)備。更具體地，噴墨 記錄方法包括通過從記錄頭的噴射口噴射水性墨而在記錄介質(zhì)上記錄圖像，用覆蓋構(gòu)件覆 蓋記錄頭的噴射口面，不插入任何其它構(gòu)件根據(jù)預(yù)噴射數(shù)據(jù)將廢墨從噴射口直接預(yù)噴射至 與覆蓋構(gòu)件分離的墨接收構(gòu)件，并且該方法不進(jìn)行刮擦墨接收構(gòu)件中水性墨的沉積物或抽 吸來自噴射口的水性墨。用于該方法的墨包含其中含有羧基和磺酸基的至少一種陰離子性 基團(tuán)的官能團(tuán)鍵合至其顆粒表面的自分散顏料。可以與已知的噴墨記錄方法中相同的方式 進(jìn)行其它操作或步驟。
[0032] 水件墨
[0033] 現(xiàn)在將描述墨的成分、構(gòu)成和物理性質(zhì)。
[0034] Mfi
[0035] 用作墨的著色材料的顏料為包括含有羧基和磺酸基的至少一種陰離子性基團(tuán)的 官能團(tuán)鍵合至其顆粒的表面的自分散顏料。所述自分散顏料的使用使得省略或最小化用于 在墨中分散顏料的分散劑。墨中顏料的含量優(yōu)選為〇. 10質(zhì)量％以上且15. 00質(zhì)量％以下， 更優(yōu)選1. 00質(zhì)量％以上且10. 00質(zhì)量％以下。
[0036] 陰離子件某閉
[0037] 如果將羧基用作陰離子性基團(tuán)，則記錄的圖像的耐水性可提高并且變得比使用磺 酸基的情況更高。因此陰離子性基團(tuán)為羧基在提高記錄的圖像的耐水性方面是有利的。此 夕卜，鍵合至顏料顆粒的表面的官能團(tuán)可以為鄰苯二甲酸基團(tuán)。由于包含鍵合至顏料顆粒的 表面的鄰苯二甲酸基團(tuán)的自分散顏料在記錄介質(zhì)上具有高聚集力，所以可提高記錄的圖像 的耐滲色性。
[0038] 陰離子性基團(tuán)可以為酸型或鹽型。更具體地，陰離子性基團(tuán)可以為-XH(酸）型 或-Χ_ΜΛ鹽）型，其中-Γ表示解離的陰離子性基團(tuán)。札+表示選自由堿金屬離子、銨離子 和有機(jī)銨離子組成的組的至少一種。如果陰離子性基團(tuán)為鹽型，則陰離子性基團(tuán)的部分或 全部可以為解離的。然而，在水性墨的通常的pH(約PH5-PH9)下鹽型的羧基和磺酸基實(shí)質(zhì) 上全部解離。陰離子性基團(tuán)的抗衡離子（M〇可以為鈉離子、鉀離子或銨離子。
[0039] 陰離子件某閉的引入量
[0040] 自分散顏料的陰離子性基團(tuán)的引入量優(yōu)選為0. 10mmol/g以上且2. 00mmol/g以 下。更優(yōu)選地，陰離子性基團(tuán)的量為0. 20mmol/g以上且2. 00mm〇l/g以下，并且特別是 0. 20mmol/g以上且1. 00mmol/g以下。如果陰離子性基團(tuán)的引入量為小于0. 10mmol/g，則 可在一定程度上降低墨的噴射穩(wěn)定性和記錄的圖像的耐滲色性。陰離子性基團(tuán)的引入量為 相對于lg顏料?？赏ㄟ^膠體滴定測量自分散顏料的陰離子性基團(tuán)的引入量。在后述實(shí)施例 中，通過使用配備有流動電位滴定單元（P⑶-500)的電位差自動滴定儀（AT-510,由Kyoto Electronics Manufacturing制造）的膠體滴定測量顏料分散液中的顏料的表面電荷量。 對于該測量，將甲基乙二醇?xì)ぞ厶怯米鞯味ㄔ噭??？蛇x擇地，可使用從墨中適當(dāng)?shù)靥崛〉念?料測量表面電荷量。
[0041] 顏料
[0042] 可使用可用于噴墨記錄的任何顏料，包括有機(jī)顏料和如炭黑等無機(jī)顏料。染料也 可以與顏料組合使用以調(diào)節(jié)顏色。本實(shí)施方案中，適合使用包含作為顏料的炭黑的黑色墨。
[0043] 鹽
[0044] 已知通過將如堿金屬離子或銨離子等單價(jià)陽離子的鹽添加至墨提高記錄的圖像 的光學(xué)濃度。本發(fā)明人研究了可在包括上述墨接收構(gòu)件的噴墨記錄設(shè)備中使用的墨中添加 的單價(jià)陽離子的鹽。然后，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當(dāng)鹽滿足以下條件時(shí)，可非常令人滿意地實(shí)現(xiàn)記錄 的圖像的光學(xué)濃度的提高和墨的沉積的抑制二者。即，鹽的單價(jià)陽離子為銨離子，并且源自 鹽的銨離子的摩爾濃度與自分散顏料的陰離子性基團(tuán)的引入量的總量的比為大于〇. 〇倍 且1. 7倍以下。以mmol/lOOg墨的單位計(jì)算源自鹽的銨離子的摩爾濃度與自分散顏料的陰 離子性基團(tuán)的引入量。在這些條件下的鹽能夠在提高光學(xué)濃度的同時(shí)抑制墨的沉積的原因 如下。
[0045] 即，銨離子比堿金屬離子更親水，因此可更容易抑制墨的液體組分特別是水的蒸 發(fā)。因此，即使墨接收構(gòu)件中已排出并且干燥廢墨，干燥的廢墨可以與之后排出的廢墨中的 液體成分水合。因此，干燥的廢墨變?yōu)榭闪鲃拥?，由此可抑制墨的沉積。
[0046] 如果在降低用于分散自分散顏料的陰離子性基團(tuán)的引入量的同時(shí)提高添加至墨 的銨鹽的含量，則顏料的聚集力提高。因此，記錄的圖像的光學(xué)濃度傾向于提高，但難以抑 制墨的沉積。因此，源自鹽的銨離子的摩爾濃度與自分散顏料的陰離子性基團(tuán)的引入量的 總量的比優(yōu)選為大于〇. 〇倍且1. 7倍以下。更優(yōu)選地，從提高圖像的光學(xué)濃度的觀點(diǎn)，銨離 子的摩爾濃度的比為〇. 1倍以上且1. 7倍以下。
[0047] 如果墨的液體組分進(jìn)一步從記錄頭的噴射口蒸發(fā)，則由于水的減少聚集力傾向于 提高，由此可降低噴射穩(wěn)定性。從獲得高噴射穩(wěn)定性的觀點(diǎn)，更有利的是上述比例優(yōu)選為大 于0. 0倍且0. 8倍以下。從實(shí)現(xiàn)高噴射穩(wěn)定性和記錄的圖像的高光學(xué)濃度二者的觀點(diǎn)，特 別有利的是上述比例優(yōu)選為〇. 1倍以上且〇. 8倍以下。
[0048] 可用于本實(shí)施方案的銨鹽為特定的陰離子和銨離子的組合。特定的陰離子可以 為選自由 cr、Br' Γ、CIO' C102' C103' C10p N02' NO，、S042' C032' HCCV、HC00' (C0CT) 2、 C00H(cool、CH3C00' C2H4 (cool 2、C6H5C00' C6H4 (COO) 2、P043' ΗΡ0廣和 H2P(V 組成的組的至 少一種離子。這些中，(：#5(1)0'(：6!14(0)0〇 2和50廣是有利的。這些離子的鹽可有效抑制墨 的沉積。
[0049] 墨中的鹽可以部分或全部解離。然而，在用于噴墨記錄設(shè)備的水性墨的通常的 pH(約pH5_pH9)下銨鹽實(shí)質(zhì)上全部解離。根據(jù)鹽的分子量，墨中鹽的含量相對于墨的總質(zhì) 量優(yōu)選為〇. 01質(zhì)量％以上且1. 〇〇質(zhì)量％以下，更優(yōu)選〇. 01質(zhì)量％以上且〇. 50質(zhì)量％以 下。
[0050] 水件介質(zhì)
[0051] 本實(shí)施方案的水性墨可包含含有水和水溶性有機(jī)溶劑的水性溶劑。水可以為去離 子水。墨中水的含量相對于墨的總質(zhì)量優(yōu)選為50. 00質(zhì)量％以上且95. 00質(zhì)量％以下。墨 中水溶性有機(jī)溶劑的含量相對于墨的總質(zhì)量優(yōu)選為3. 00質(zhì)量％以上且50. 00質(zhì)量％以下。 可使用用于噴墨墨的任意水溶性有機(jī)溶劑，包括醇類、二元醇類、乙二醇醚類和含氮有機(jī)化 合物類。本實(shí)施方案中，例如，優(yōu)選使用如甘油等多元醇類，如2-吡咯烷酮等含氮化合物 類，如三甘醇等亞烷基二醇類。這些水溶性有機(jī)溶劑可單獨(dú)使用或組合使用。
[0052] 其它添加劑
[0053] 水性墨可進(jìn)一步包含如脲、脲衍生物、三羥甲基丙烷或三羥甲基乙烷等室溫下為 固體的水溶性有機(jī)化合物。本實(shí)施方案中，例如，優(yōu)選使用三羥甲基丙烷。所述水溶性有機(jī) 化合物的含量相對于墨的總質(zhì)量優(yōu)選為〇. 10質(zhì)量％以上且20. 00質(zhì)量％以下,更優(yōu)選3. 00 質(zhì)量％以上且10. 00質(zhì)量％以下。此外，墨可任選地包含其它添加劑，如表面活性劑、樹脂、 pH調(diào)節(jié)劑、消泡劑、防銹劑、防腐劑、抗真菌劑、抗氧化劑、抗還原劑和螯合劑。
[0054] 聚氣乙烯烷某醚
[0055] 水性墨可包含作為表面活性劑的聚氧乙烯烷基醚。在25°C下在50毫秒的壽命時(shí) 間下墨具有優(yōu)選40mN/m以上、更優(yōu)選45mN/m以上的動態(tài)表面張力。所述墨使顏料有效地 存在于記錄介質(zhì)上并且可不依賴記錄介質(zhì)的種類在記錄介質(zhì)上形成高品質(zhì)圖像。添加聚 氧乙烯燒基醚以賦予墨所述動態(tài)表面張力。期望，當(dāng)通過格里菲法（Griffin method)測量 時(shí)用于墨的聚氧乙烯烷基醚的HLB (親水親油平衡）值為13. 0-20. 0,并且其烷基的碳數(shù)為 12-20。墨中聚氧乙烯烷基醚的含量相對于墨的總質(zhì)量優(yōu)選為0. 05質(zhì)量％以上且2. 00質(zhì) 量％以下，更優(yōu)選0. 05質(zhì)量％以上且1. 00質(zhì)量％以下。
[0056] 水件墨的物理件質(zhì)
[0057] 本實(shí)施方案中，有利的是墨具有以下物理性質(zhì)。墨在25°C下的靜態(tài)表面張 力優(yōu)選為28mN/m-45mN/m。墨在25 °C下的粘度優(yōu)選為1. OmPa · s-5. OmPa · s，更優(yōu)選 1. OmPa · s_3. OmPa · s。墨在 25°C下的 pH 優(yōu)選為 5-9。
[0058] 實(shí)施例
[0059] 參考實(shí)施例和比較例將進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明不限于以下實(shí)施例， 并且也沒有特別地限制，除非背離其范圍。對于以下描述中提到的含量或量，"份"和" ％ " 為基于質(zhì)量，除非另有限定。
[0060] 顏料分散液的制各
[0061] 自分散顏料的陰離子件某閉的引入量
[0062] 首先將描述自分散顏料的陰離子性基團(tuán)的引入量的測量方法。通過使用配備 有流動電位滴定單元（PCD-500)的電位差自動滴定儀AT-510(由Kyoto Electronics Manufacturing制造）和甲基乙二醇?xì)ぞ厶亲鳛榈味ㄔ噭┑碾娢徊畹味ǚy量顏料分散液 中自分散顏料的表面電荷量。當(dāng)官能團(tuán)各自具有一個(gè)陰離子性基團(tuán)時(shí)，認(rèn)為官能團(tuán)的引入 量等于陰離子性基團(tuán)的引入量。當(dāng)官能團(tuán)各自具有兩個(gè)以上的陰離子性基團(tuán)時(shí)，認(rèn)為官能 團(tuán)的引入量為通過將陰離子性基團(tuán)的引入量除以一個(gè)官能團(tuán)中陰離子性基團(tuán)的數(shù)而計(jì)算 的值。
[0063] 顏料分散液1
[0064] 向5g濃硫酸在5. 5g水中的溶液（冷卻至5°C )中，添加1. 0g(5. 52mmol)4_氨基鄰 苯二甲酸。將包含該溶液的容器放置在冰浴中并且攪拌溶液使得保持在l〇°C以下。向該溶 液添加2. 2g(26mmol)亞硝酸鉀在9g5°C水中的溶液。將所得溶液攪拌另外15分鐘，并且在 攪拌下添加6g炭黑（比表面積：220m 2/g，鄰苯二甲酸二丁酯（DBP)吸油量：105mL/100g)。 然后，將混合物攪拌15分鐘。使所得楽料使用透析膜（spectrum membrane)進(jìn)行滲濾。通 過離子交換法使鈉離子取代漿料的鉀離子后，添加純水使得顏料含量變?yōu)?0. 〇%，接著將 顏料分散以得到分散液。由此，制備包含其中-C6H3-(C00Na) 2基團(tuán)鍵合至其顆粒表面的自 分散顏料的顏料分散液1。官能團(tuán)的引入量為〇.26mmol/g，和陰離子性基團(tuán)的引入量為 0·52mmol/g〇
[0065] 顏料分散液2
[0066] 向5g濃硫酸在5. 5g水中的溶液（冷卻至5°C )中，添加1. 5g(8. 28mmol)4_氨基鄰 苯二甲酸。將包含該溶液的容器放置在冰浴中并且攪拌溶液使得保持在10°c以下。向該溶 液添加2. 2g(26mmol)亞硝酸鉀在9g5°C水中的溶液。將所得溶液攪拌另外15分鐘，并且在 攪拌下添加6g炭黑（比表面積：220m 2/g，鄰苯二甲酸二丁酯（DBP)吸油量：105mL/100g)。 然后，將混合物攪拌15分鐘。使所得漿料使用透析膜進(jìn)行滲濾。通過離子交換法使鈉離子 取代漿料的鉀離子后，添加純水使得顏料含量變?yōu)?0. 〇%，接著將顏料分散以得到分散液。 由此，制備包含其中-C6H3-(C00Na) 2基團(tuán)鍵合至其顆粒表面的自分散顏料的顏料分散液2。 官能團(tuán)的引入量為〇. 36mmol/g，和陰離子性基團(tuán)的引入量為0. 72mmol/g。
[0067] 顏料分散液3
[0068] 向5g濃硫酸在5. 5g水中的溶液（冷卻至5°C )中，添加2. 0g(ll. 04mmol) 4-氨 基鄰苯二甲酸。將包含該溶液的容器放置在冰浴中并且攪拌溶液使得保持在l〇°C以下。 向該溶液添加2. 2g(26mmol)亞硝酸鉀在9g5°C水中的溶液。將所得溶液攪拌另外15分 鐘，并且在攪拌下添加6g炭黑（比表面積：220m 2/g，鄰苯二甲酸二丁酯（DBP)吸油量： 105mL/100g)。然后，將混合物攪拌15分鐘。使所得漿料使用透析膜進(jìn)行滲濾。通過離子 交換法使銨離子取代漿料的鉀離子后，添加純水使得顏料含量變?yōu)?0. 〇 %，接著將顏料分 散以得到分散液。由此，制備包含其中-c6h3-(coonh 4)2基團(tuán)鍵合至其顆粒表面的自分散顏 料的顏料分散液3。官能團(tuán)的引入量為0.44mmol/g，和陰離子性基團(tuán)的引入量為0.88_〇1/ g°
[0069] 顏料分散液4
[0070] 向5g濃硫酸在5. 5g水中的溶液（冷卻至5°C )中，添加1. 55g(ll. 3mmol)對氨基 苯甲酸。將包含該溶液的容器放置在冰浴中并且攪拌溶液使得保持在10°c以下。向該溶液 添加1. 8g(21mmol)亞硝酸鉀在9g5°C水中的溶液。將所得溶液攪拌另外15分鐘，并且在 攪拌下添加6g炭黑（比表面積：220m 2/g，鄰苯二甲酸二丁酯（DBP)吸油量：105mL/100g)。 然后，將混合物攪拌15分鐘。使所得漿料使用透析膜進(jìn)行滲濾。通過離子交換法使銨離子 取代漿料的鉀離子后，添加純水使得顏料含量變?yōu)?0. 〇%，接著將顏料分散以得到分散液。 由此，制備包含其中-(：6氏-〇)0冊14基團(tuán)鍵合至其顆粒表面的自分散顏料的顏料分散液4。官 能團(tuán)的引入量為〇. 28mmol/g，和陰離子性基團(tuán)的引入量為0. 28mmol/g。
[0071] 顏料分散液5
[0072] 向5g濃硫酸在5. 5g水中的溶液（冷卻至5°C )中，添加0. 98g(7. 14mmol)對氨基 苯甲酸。將包含該溶液的容器放置在冰浴中并且攪拌溶液使得保持在l〇°C以下。向該溶液 添加1. 8g(21mmol)亞硝酸鉀在9g5°C水中的溶液。將所得溶液攪拌另外15分鐘，并且在 攪拌下添加6g炭黑（比表面積：220m 2/g，鄰苯二甲酸二丁酯（DBP)吸油量：105mL/100g)。 然后，將混合物攪拌15分鐘。使所得漿料使用透析膜進(jìn)行滲濾。通過離子交換法使銨離子 取代漿料的鉀離子后，添加純水使得顏料含量變?yōu)?0. 〇%，接著將顏料分散以得到分散液。 由此，制備包含其中-C6H4-C00NH 4基團(tuán)鍵合至其顆粒表面的自分散顏料的顏料分散液5。官 能團(tuán)的引入量為〇. 12mmol/g，和陰離子性基團(tuán)的引入量為0. 12mmol/g。
[0073] 顏料分散液6
[0074] 向5g濃硫酸在5. 5g水中的溶液（冷卻至5°C )中，添加0· 73g(5. 34mmol)對氨基 苯甲酸。將包含該溶液的容器放置在冰浴中并且攪拌溶液使得保持在10°c以下。向該溶液 添加1. 8g(21mmol)亞硝酸鉀在9g5°C水中的溶液。將所得溶液攪拌另外15分鐘，并且在 攪拌下添加6g炭黑（比表面積：220m 2/g，鄰苯二甲酸二丁酯（DBP)吸油量：105mL/100g)。 然后，將混合物攪拌15分鐘。使所得漿料使用透析膜進(jìn)行滲濾。通過離子交換法使銨離子 取代漿料的鉀離子后，添加純水使得顏料含量變?yōu)?0. 〇%，接著將顏料分散以得到分散液。 由此，制備包含其中-C6H3-C00NH 4基團(tuán)鍵合至其顆粒表面的自分散顏料的顏料分散液6。官 能團(tuán)的引入量為〇. 〇5mmol/g，和陰離子性基團(tuán)的引入量為0. 05mmol/g。
[0075] 顏料分散液7
[0076] 將商購可得的包含自分散顏料的分散液（商品名：CAB-0-JET200,由Cabot制造） 調(diào)整為包含10.0%顏料的分散液。將顏料分散液用作包含其中-c6h4-so3nh 4基團(tuán)鍵合至其 顆粒表面的自分散顏料的顏料分散液7。官能團(tuán)的引入量為0. 26mmol/g，和陰離子性基團(tuán) 的引入量為〇. 26mmol/g。
[0077] 顏料分散液8
[0078] 制備包含20g炭黑、7mmol處理劑（(4-氨基苯甲酰基氨基）_甲烷-1，1-二基）雙 膦酸單鈉、20mmol硝酸和200mL純水的混合物。炭黑具有220m 2/g的比表面積和105mL/100g 的DBP吸油量。對于混合，在室溫下以6, OOOrpm使用Silverson混合機(jī)。30分鐘后，將 20mmol溶解在少量水中的亞硝酸鈉緩慢地添加至混合物中。通過該添加，混合物的溫度升 高至60°C。然后，將混合物在該條件下進(jìn)行反應(yīng)1小時(shí)。隨后，用氫氧化鈉的水溶液將所得 混合物調(diào)整至pH為10。30分鐘后，添加20mL純水，并且使混合物使用透析膜進(jìn)行滲濾。通 過離子交換法使銨離子取代所得混合物的鈉離子后，添加純水使得顏料含量變?yōu)?0. 〇%， 接著將顏料分散以得到分散液。由此，制備包含其中含有銨離子作為抗衡離子的（(4-氨基 苯甲?；被甲烷-1，1-二基）雙膦酸基鍵合至其顆粒表面的自分散顏料的顏料分散 液8。官能團(tuán)的引入量為0. 26mmol/g，和陰離子性基團(tuán)的引入量為0. 52mmol/g。
[0079] 墨的制各
[0080] 根據(jù)表1-3的上排所示的成分充分混合材料，并且通過具有2. 5 μ m的孔徑的丙烯 過濾器（由Pall制造）加壓過濾所得混合物以得到墨。表中示出的NIKK0L BL-9EX為由 Nikko Chemicals制造的聚氧化乙烯十二烷基醚，其為通過格里菲法測量的HLB值為13. 6 并且分子內(nèi)包含9摩爾加成的氧化乙烯的表面活性劑。表1-3的下排示出源自鹽的單價(jià)陽 離子的含量（4)、源自單價(jià)陽離子的銨離子的含量（A)和陰離子性基團(tuán)的總引入量（B)(各 自以mm 〇l/100g墨計(jì)），以及A/B比率（實(shí)施例10-12的AVB)。
[0081] 使用下式計(jì)算含量AjPA:[100g墨中鹽的重量（g)]/[鹽的分子量（g/ mol) ] X (鹽的一個(gè)分子中的陽離子的數(shù)）X 1000。使用下式計(jì)算量B : [100g墨中自分散顏 料的重量（g)]X [自分散顏料的官能團(tuán)的引入量（mm0l/g)]X(-個(gè)官能團(tuán)中陰離子性基 團(tuán)的數(shù)）。
[0082] 表 1
[0083] 墨的組成和性質(zhì)
[0084]

【權(quán)利要求】
1. 一種噴墨記錄設(shè)備，其特征在于，其包括： 記錄單元，所述記錄單元包括具有設(shè)置有噴射口的表面的記錄頭； 水性墨，所述水性墨從所述噴射口噴出以在記錄介質(zhì)上記錄圖像； 保護(hù)單元，所述保護(hù)單元包括覆蓋所述具有噴射口的表面的覆蓋構(gòu)件；和 恢復(fù)單元，所述恢復(fù)單元與所述覆蓋構(gòu)件分離、不具有刮擦墨接收構(gòu)件上沉積的墨或 抽吸來自所述噴射口的墨的構(gòu)件，所述恢復(fù)單元包括不插入任何其它構(gòu)件而直接接收來自 所述噴射口的廢墨的墨接收構(gòu)件，所述廢墨為根據(jù)預(yù)噴射數(shù)據(jù)排出的所述墨的一部分； 其中所述水性墨包含含有羧基和磺酸基的至少一種陰離子性基團(tuán)的官能團(tuán)鍵合至顆 粒表面的自分散顏料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨記錄設(shè)備，其中所述水性墨進(jìn)一步包含銨離子與選自由 cr、Br' Γ、CIO' CIO" CIO，、CIO，、NO" NO，、S042' C032' HCO，、HCOO' (COCT) 2、COOH (COCT)、 CH3C00_、C2H4 (C00_) 2、C6H5C00_、C6H4 (C00_) 2、P043_、hpo42_ 和 H2P04_ 組成的組的陰離子的鹽，和 源自所述鹽的銨離子的以mmol/lOOg墨計(jì)的量與所述自分散顏料的陰離子性基團(tuán)的 引入量的以mmol/lOOg墨計(jì)的總量的比率為大于0. 0倍且1. 7倍以下。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴墨記錄設(shè)備，其中所述銨離子的量與所述陰離子性基團(tuán)的 引入量的總量的比率以摩爾計(jì)為大于〇. 〇倍且〇. 8倍以下。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴墨記錄設(shè)備，其中所述墨中的所述鹽的含量相對于所述墨 的總質(zhì)量為〇. 01質(zhì)量％以上且〇. 50質(zhì)量％以下。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨記錄設(shè)備，其中所述陰離子性基團(tuán)為羧基。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨記錄設(shè)備，其中所述官能團(tuán)為鄰苯二甲酸基團(tuán)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨記錄設(shè)備，其中所述自分散顏料的所述陰離子性基團(tuán)的 引入量為〇. 10mm〇l/g以上且2. 00mmol/g以下。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨記錄設(shè)備，其中所述自分散顏料的所述陰離子性基團(tuán)的 引入量為〇. 20mmol/g以上且2. 00mmol/g以下。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨記錄設(shè)備，其中所述墨接收構(gòu)件具有由非墨吸收性材料 制成的底面。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨記錄設(shè)備，其中所述墨接收構(gòu)件包括在小于或等于底 面的面積的一半的面積內(nèi)設(shè)置有墨吸收體的底面。
11. 一種噴墨記錄方法，其特征在于，其包括： 通過從設(shè)置于記錄頭的表面中的噴射口噴射水性墨而在記錄介質(zhì)上記錄圖像； 用覆蓋構(gòu)件覆蓋所述噴射口的表面用于保護(hù)；和 不插入任何其它構(gòu)件根據(jù)預(yù)噴射數(shù)據(jù)將廢墨從所述噴射口直接預(yù)噴射至與所述覆蓋 構(gòu)件分離的墨接收構(gòu)件， 其中所述方法不進(jìn)行刮擦所述墨接收構(gòu)件上的水性墨的沉積物或抽吸來自所述噴射 口的所述水性墨，和 用于所述記錄的所述水性墨包含其中含有羧基和磺酸基的至少一種陰離子性基團(tuán)的 官能團(tuán)鍵合至顆粒表面的自分散顏料。
【文檔編號】B41J2/01GK104290447SQ201410338869
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月19日
【發(fā)明者】山下乙女, 永井莊一 申請人:佳能株式會社