УСТРОЙСТВО СТРУЙНОЙ ЗАПИСИ И СПОСОБ СТРУЙНОЙ ЗАПИСИ
JET RECORDING DEVICE AND JET RECORDING METHOD

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству струйной записи и способу струйной записи.
Уровень техники
Способ (краско)струйной записи представляет собой способ, в котором капельки чернил осаждаются на носителе записи с выполнением записи. Поскольку этот способ имеет простой процесс записи, при низких затратах может быть выполнена многоцветная запись. Способ представляет собой бесконтактную запись, следовательно, можно реализовать печать с наложением, и легко улучшается качество записи, а высокоскоростная запись может быть выполнена без какого-либо шума. Таким образом, вышеупомянутый способ широко используется для любых от принтеров для домашнего использования до промышленных принтеров.
С помощью способа струйной записи может быть получено удовлетворительное качество изображения для любых от текстовых изображений до фотографических изображений. Таким образом, способ струйной записи широко используется в качестве способа для вывода фотографий вместо фотографий на основе галогенида серебра, вследствие недавней популяризации цифровых фотоаппаратов и сканеров. При такой тенденции пользователи пожелали, чтобы цветопередача выводимого печатного изображения была близка к цветопередаче на дисплее, чтобы сравнить изображение на экране компьютера с выводимым печатным изображением, и, таким образом, стало желательным качество изображения, превышающее качество изображения фотографий на основе галогенида серебра.
Для фотографического качества изображения струйной записи особенно желательно предотвратить зернистость, а также получить высокое разрешение и градацию. Таким образом, предложен способ для достижения градаций с использованием двух типов чернил, имеющих идентичный оттенок, но взаимно различные концентрации красителя (см., например, PTL 1 - PTL 3).
Кроме того, была изучена минимизация капелек чернил, чтобы достигнуть высокого качества изображения. Например, в PTL 4 раскрыто изобретение, в котором диаметры отверстий для подачи чернил выполняют составляющими 30 мкм или менее.
Кроме того, в PTL 5 раскрыто изобретение, в котором диаметры отверстий для выброса чернил у сопла выполняют составляющими 12 мкм или более, но 22 мкм или менее.
Список ссылок
Патентная литература
PTL 1: Публикация не прошедшей экспертизу японской патентной заявки № 64-1545
PTL 2: Японский патент № 1839472
PTL 3: Японский патент № 2859296
PTL 4: Публикация не прошедшей экспертизу японской патентной заявки № 2000-141655
PTL 5: Публикация не прошедшей экспертизу японской патентной заявки № 2004-90233
Сущность изобретения
Техническая проблема
Настоящее изобретение имеет задачу предоставить устройство струйной записи, способное устойчиво выбрасывать небольшие капельки и записывать изображение с высоким разрешением без зернистости без использования нескольких чернил (темных и светлых чернил), имеющих идентичный цвет, но взаимно различные концентрации красителя.
Следует отметить, что в настоящем описании, фраза ʺбез зернистостиʺ означает качество изображения, при котором изображение является гладким и не может быть визуально распознано в виде точек.
Решение проблемы
В качестве средства для решения вышеописанных проблем устройство струйной записи по настоящему изобретению удовлетворяет нижеприведенным аспектам (1)-(4),
(1) устройство струйной записи включает в себя блок выброса чернил, выполненный с возможностью выполнять выброс чернил,
(2) блок выброса чернил включает в себя струйную головку с диаметром сопла 17 мкм или больше, но 19 мкм или меньше,
(3) струйная головка включает в себя сопловую пластину и отталкивающий чернила слой, расположенный на поверхности сопловой пластины, и
(4) устройство струйной записи использует в качестве чернил чернила с водным красителем, включающие в себя водорастворимый краситель и имеющие вязкость 5 мПа⋅с или больше, но 12 мПа⋅с или меньше при 25°C.
Эффекты изобретения
Настоящее изобретение может обеспечить устройство струйной записи, способное устойчиво выбрасывать небольшие капли и записывать изображение с высоким разрешением без зернистости без использования темных и светлых чернил.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - пояснительный вид в перспективе, иллюстрирующий один пример устройства струйной записи по настоящему изобретению.
Фиг. 2 - схематическое изображение, иллюстрирующее один пример структуры устройства струйной записи по настоящему изобретению в целом.
Фиг. 3 - схематическое увеличенное изображение, иллюстрирующее один пример струйной головки по настоящему изобретению.
Фиг. 4 - увеличенное поэлементное изображение, иллюстрирующее один пример струйной головки по настоящему изобретению.
Фиг. 5 - увеличенное изображение главной части направления между каналами по одному примеру струйной головки по настоящему изобретению.
Фиг. 6 - поперечное сечение сопловых отверстий, сформированных в сопловой пластине струйной головки по настоящему изобретению.
Фиг. 7 - схематическое изображение, иллюстрирующее один пример картриджа с чернилами (для чернил) для использования в настоящем изобретении.
Фиг. 8 - схематическое изображение картриджа с чернилами по фиг. 7, включающего в себя корпус.
Описание вариантов осуществления
(Устройство струйной записи и способ струйной записи)
Устройство струйной записи по настоящему изобретению удовлетворяет нижеприведенным элементам (1)-(4):
(1) устройство струйной записи включает в себя блок выброса чернил, выполненный с возможностью выполнять выброс чернил,
(2) блок выброса чернил включает в себя струйную головку с диаметрос сопла 17 мкм или больше, но 19 мкм или меньше,
(3) струйная головка включает в себя сопловую пластину и отталкивающий чернила слой, расположенный на поверхности сопловой пластины, и
(4) устройство струйной записи использует в качестве чернил чернила с водным красителем, включающие в себя водорастворимый краситель и имеющие вязкость 5 мПа⋅с или больше, но 12 мПа⋅с или меньше при 25°C.
Способ струйной записи по настоящему изобретению удовлетворяет нижеприведенным аспектам (1)-(4):
(1) способ струйной записи включает этап выброса чернил, который включает выброс чернил для записи изображения,
(2) этап выброса чернил использует струйную головку с диаметром сопла 17 мкм или больше, но 19 мкм или меньше,
(3) струйная головка включает в себя сопловую пластину и отталкивающий чернила слой, расположенный на поверхности сопловой пластины, и
(4) способ струйной записи использует в качестве чернил чернила с водным красителем, включающие в себя водорастворимый краситель и имеющие вязкость 5 мПа⋅с или больше, но 12 мПа⋅с или меньше при 25°C.
Изобретение, в котором диаметры отверстий для подачи чернил выполнены составляющими 30 мкм или меньше, раскрыто в публикации не прошедшей экспертизу японской патентной заявке № 2000-141655 (PTL 4). Как ясно из описания его абзаца [0022], не имеется замысла, чтобы отверстия для подачи чернил выполнялись составляющими 20 мкм или меньше, и не предпринимались попытки оптимизации с чернилами.
В публикации не прошедшей экспертизу японской патентной заявке № 2004-90233 (PTL 5), кроме того, раскрыто изобретение, в котором диаметры сопла выполняют составляющими 12 мкм или больше, но 22 мкм или меньше, но диаметр сопла по примеру составляет 20 мкм, что отличается от настоящего изобретения. Кроме того, чернила для использования представляют собой "чернила, по существу не содержащие летучего компонента, т.е. чернила, в которых количество воды или органического растворителя, имеющего точку кипения 150°C или ниже, меньше 1% (абзац [0056] публикации не прошедшей экспертизу японской патентной заявки № 2004-90233)ʺ, что отличается от чернил с водным красителем для использования в настоящем изобретении. Более того, задача раскрытого изобретения: ʺвысокое качество изображения достигается путем выброса чернил с небольшой величиной капель, что не вызывает неравномерности концентрации или понижения качества напечатанных букв вследствие заблокированного сопла (абзац [0006] публикации не прошедшей экспертизу японской патентной заявки № 2004-90233)ʺ, что отличается от задачи настоящего изобретения, чтобы запись выполнялась без зернистости.
Способ струйной записи по настоящему изобретению может быть подходящим образом выполнен устройством струйной записи по настоящему изобретению. Этап выброса чернил может быть подходящим образом выполнен блоком выброса чернил. Кроме того, вышеупомянутые другие этапы могут быть подходящим образом выполнены вышеупомянутыми другими блоками.
<Блок выброса чернил (блок выпрыскивания чернил в виде струи) и этап выброса чернил (этап выпрыскивания чернил в виде струи)>
Блок выброса чернил представляет собой блок, выполненный с возможностью осуществлять выброс чернил для формирования изображения.
Этап выброса чернил представляет собой этап, включающий выброс чернил для формирования изображения.
В качестве блока выброса чернил предпочтительно используется струйная головка.
<<Струйная головка>>
Струйная головка включает в себя сопловую пластину и может дополнительно включать в себя другие элементы по необходимости.
- Сопловая пластина -
Сопловая пластина включает в себя подложку для сопел и отталкивающий чернила слой, расположенный на подложке для сопел.
В подложке для сопел формируют сопловые отверстия. Их форма, размер, материал и структура конкретно не ограничены и могут быть выбраны соответствующим образом.
Подложка для сопел имеет плоскость стороны выброса чернил, с которой чернила выбрасываются через сопловые отверстия, и присоединенную к камере для жидкости плоскость, размещенную напротив упомянутой плоскости стороны выброса чернил.
Отталкивающий чернила слой сформирован на плоскости стороны выброса чернил подложки для сопел.
Форма на виде сверху подложки для сопел конкретно не ограничена и может быть выбрана соответствующим образом. Примеры формы на виде сверху включают в себя прямоугольную форму, квадратную форму, форму ромба, круглую форму и овальную форму. Кроме того, примеры формы поперечного сечения подложки для сопел включают в себя форму плоской платы или форму пластины.
Размер подложки для сопел конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в соответствии с размером сопловой пластины.
2
5
2
2
5
2
3
Материал подложки для сопел конкретно не ограничен и может быть выбран соответствующим образом. Примеры материала включают нержавеющую сталь, никель, Al, Bi, Cr, InSn, ITO (оксид индия-олова), Nb, NbO, NiCr, Si, SiO, Sn, TaO, Ti, W, ZAO (ZnO+AlO) и Zn. Вышеперечисленные примеры могут использоваться отдельно или в комбинации. Среди вышеперечисленных примеров предпочтительна нержавеющая сталь с точки зрения устойчивости к коррозии.
Число, выравнивание, расстояние друг от друга, формы отверстий, размеры отверстий и формы поперечного сечения отверстий и т.д. для сопловых отверстий конкретно не ограничены и могут быть выбраны соответствующим образом.
Выравнивание сопловых отверстий конкретно не ограничено и может быть выбрано соответствующим образом. Примеры выравнивания включают вариант осуществления, в котором множество сопловых отверстий выровнены с одинаковыми интервалами вдоль направления длины подложки для сопел.
Выравнивание сопловых отверстий соответствующим образом выбирается в зависимости от типа чернил, подлежащих выбросу. Выравнивание предпочтительно составляет от 1 линии до нескольких линий, а более предпочтительно от 1 линии до 4 линий.
Число сопловых отверстий на линию конкретно не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в соответствии с намеченной целью. Число сопловых отверстий на линию предпочтительно составляет от 10 до 10000, а более предпочтительно от 50 до 500.
Шаг P, который является минимальным расстоянием между центрами сопловых отверстий, находящихся рядом друг с другом, конкретно не ограничен и может быть выбран соответствующим образом. Например, шаг P предпочтительно находится в диапазоне от 100 точек на дюйм до 1200 точек на дюйм.
Формы сопловых отверстий конкретно не ограничены и могут быть выбраны соответствующим образом. Примеры форм отверстий включают в себя круги, овалы и квадраты. Среди вышеперечисленных примеров предпочтительны круги с точки зрения выброса капелек чернил.
Диаметры сопел составляют 17 мкм или больше, но 19 мкм или меньше. Когда диаметры сопел составляют 17 мкм или больше, но 19 мкм или меньше, улучшается устойчивость выброса, и может быть выполнена запись с высоким разрешением без зернистости, что является одной из проблем, подлежащих решению настоящим изобретением.
Сопловая пластина предпочтительно представляет собой сопловую пластину, имеющую сопло, сформированное таким образом, что диаметр сопла уменьшается от стороны впуска чернил, с которой чернила втекают из камеры для жидкости, к стороне выброса чернил, на которой втекшие чернила выбрасываются, и форма поперечного сечения сопла представляет собой искривленную форму и имеет гладко искривленную форму (скругленную форму), поскольку такая сопловая пластина позволяет выполнять устойчивый выброс небольших капель чернил.
- Отталкивающий чернила слой -
Отталкивающий чернила слой сформирован на плоскости стороны выброса чернил подложки для сопел. Форма, структура, материал и толщина отталкивающего чернила слоя конкретно не ограничены и могут быть выбраны соответствующим образом.
Материал отталкивающего чернила слоя конкретно не ограничен при условии, что материал представляет собой материал, который отталкивает чернила. Примеры материала включают в себя водоотталкивающие материалы на основе кремнийорганического соединения и фторсодержащие водоотталкивающие материалы. Среди вышеперечисленных примеров предпочтительны водоотталкивающие материалы на основе кремнийорганического соединения.
Примеры водоотталкивающих материалов на основе кремнийорганического соединения включают отверждаемые при комнатной температуре жидкие кремнийорганические смолы или эластомеры и отверждаемые ультрафиолетовыми лучами жидкие кремнийорганические смолы или эластомеры.
Примеры фторсодержащих водоотталкивающих материалов включают теплоотверждаемые жидкие кремнийорганические смолы или эластомеры.
Любой из вышеперечисленных материалов наносится на поверхность подложки для сопел сопловой пластины и остается в атмосфере при комнатной температуре для отверждения материала посредством полимеризации, облучения ультрафиолетовыми лучами или нагревания для формирования отталкивающего чернила слоя.
Вязкость кремнийорганической смолы составляет предпочтительно 1000 мПа⋅с или меньше.
Кремнийорганическая смола представляет собой смолу, имеющую в качестве базового скелета силоксановую связь, состоящую из Si и O. Кремнийорганическая смола доступна в продаже в различных формах, таких как масло, смолы и эластомеры. Кроме способности к отталкиванию чернил, которая является важным для настоящего изобретения, кремнийорганическая смола имеет различные характеристики, такие как теплостойкость, антиадгезионные свойства, противопенные свойства и способность к адгезии.
Примеры имеющегося в продаже продукта кремнийорганической смолы включают отверждаемую при комнатной температуре кремнийорганическую смолу SR2411 (доступно от Dow Corning Toray Co., Ltd.).
Кроме того, чтобы поддерживать достаточное отталкивание чернил относительно чернил, включающих в себя фторсодержащее поверхностно-активное вещество (ПАВ), отталкивающий чернила слой предпочтительно состоит из структуры, включающей кремнийорганическую смолу и/или фтористую смолу.
Структура, включающая кремнийорганическую смолу и/или фтористую смолу, состоит из одной только кремнийорганической смолы, одной только фтористой смолы или их смеси со структурным компонентом, таким как другая смола и металл. Примеры структуры, включающей кремнийорганическую смолу и/или фтористую смолу, включают структуру, в которой частицы кремнийорганической смолы диспергированы во фтористой смоле, продукт перемешивания кремнийорганической смолы с полипропиленом и эвтектоидное покрытие Ni кремнийорганической смолой или фтористой смолой. Смешанная основа из кремнийорганической смолы и другого структурного компонента эффективна для предотвращения разжижения кремнийорганической смолы.
Кроме вышеописанного метода отверждения после нанесения покрытия и вышеописанного метода эвтектоидного нанесения покрытия на Ni, в качестве способа формирования отталкивающего чернила слоя на поверхности сопловой пластины существует также метод электроосаждения фтористой смолы, метод вакуумного осаждения из паровой фазы и метод, в котором посредством полимеризации в плазме полимеризируется кремнийорганическое масло.
Когда отталкивающий чернила слой формируется методом, отличающимся от метода электроосаждения, сопловые отверстия и задняя поверхность сопловой пластины маскируются фоторезистом, водорастворимой смолой и т.д., фоторезист счищается и удаляется после формирования отталкивающего чернила слоя, с формированием тем самым отталкивающего чернила слоя только на поверхности сопловой пластины. Однако отталкивающий чернила слой может быть поврежден, когда используется сильная щелочная счищающая жидкость, и, следовательно, на это нужно обратить внимание.
Средняя толщина отталкивающего чернила слоя составляет предпочтительно от 0,1 мкм или больше, но 5,0 мкм или меньше, а более предпочтительно от 0,1 мкм или больше, но 1,0 мкм или меньше. Когда средняя толщина составляет 0,1 мкм или больше, устойчивость к стиранию может не ухудшаться, и может не возникать уменьшение отталкивания чернил при долговременном использовании. Кроме того, когда толщина больше 5,0 мкм, это больше, чем необходимая толщина, что увеличивает стоимость изготовления.
Шероховатость поверхности (Ra) отталкивающего чернила слоя составляет предпочтительно 0,2 мкм или меньше. Когда шероховатость поверхности составляет 0,2 мкм или меньше, могут быть уменьшены отходы от стирания.
- Другие элементы -
Вышеупомянутые другие элементы конкретно не ограничены и могут быть выбраны соответствующим образом. Примеры вышеупомянутых других элементов включают в себя нагнетающую камеру и блок формирования воздействия.
--Нагнетающая камера--
Нагнетающие камеры расположены в индивидуальном соответствии с множеством сопловых отверстий в сопловой пластине и представляют собой множество индивидуальных проточных каналов, сообщающихся с сопловыми отверстиями, и также могут упоминаться как проточные каналы для чернил, нагнетающие жидкость камеры, напорные камеры, камеры выброса или камеры для жидкости.
--Блок формирования воздействия--
Блок формирования воздействия представляет собой блок, выполненный с возможностью формировать воздействие, подаваемое на чернила.
Воздействие блока формирования воздействия конкретно не ограничено и может быть выбрано соответствующим образом. Примеры воздействия включают нагревание (температуру), давление, колебания и свет. Вышеперечисленные примеры могут использоваться отдельно или в комбинации. Среди вышеперечисленных примеров подходящим образом перечислены нагревание и давление.
Примеры блока формирования воздействия включают в себя устройства нагревания, нагнетающие устройства (повышенного давления), пьезоэлектрические элементы, устройства формирования вибрации, генераторы ультразвуковых колебаний и осветители. Конкретные примеры блока формирования воздействия включают: пьезоэлектрические приводы, такие как пьезоэлектрический элемент; тепловые приводы, использующие фазовый переход, вызванный пленочным кипением чернил с использованием элемента термоэлектрического преобразования, такие как терморезистор; актуатор на основе сплава с памятью формы, использующий фазовый переход металла вследствие изменения температуры; и электростатический актуатор, использующий электростатическую силу.
В случае, когда воздействие представляет собой, например, "тепло", существует способ, в котором к чернилам в головке выброса чернил прилагается тепловая энергия, соответствующая сигналу записи, например, посредством термопечатающей головки и т.д., для формирования пузырьков в чернилах вследствие тепловой энергии, и чернила выбрасываются из сопловых отверстий сопловой пластины в виде капелек за счет давления пузырьков.
В случае, когда воздействие представляет собой, например, "давление", существует способ, в котором к пьезоэлектрическому элементу, приклеенному в местоположении так называемой камеры давления внутри проточного канала для чернил в головке выброса чернил, прикладывается напряжение для изгибания пьезоэлектрического элемента, и в результате объем в напорной камере сокращается, выбрасывая чернила в виде капелек из сопловых отверстий головки выброса чернил.
Среди вышеперечисленных примеров предпочтительной является система с пьезоэлементом, в которой чернила выбрасываются при приложении напряжение к пьезоэлементу.
Размер капельки чернил, подлежащих выбросу, составляет предпочтительно от 1 пл до 7 пл, чтобы достигнуть качества фотографического изображения. Чтобы достигнуть качества изображения без зернистости, размер капельки желательно составляет как можно ближе к 1 пл. Кроме того, скорость выброса составляет предпочтительно от 5 м/с до 20 м/с. Частота приведения в движение струи выброса составляет предпочтительно 1 кГц или больше. Разрешение составляет предпочтительно 300 точек на дюйм или больше.
<Другие этапы и другие блоки>
Примеры вышеупомянутых других блоков включают в себя блок нагревания и блок управления.
Примеры вышеупомянутых других этапов включают в себя этап нагревания и этап управления.
Блок управления конкретно не ограничен и может быть выбран соответствующим образом при условии, что блок управления способен управлять операциями каждого из блоков. Примеры блока управления включают в себя такие устройства, как контроллер последовательности (секвенатор) и компьютер.
Устройство струйной записи и способ струйной записи по настоящему изобретению используются для различных типов записи в соответствии с системой струйной записи. Например, устройство струйной записи и способ струйной записи особенно подходящим образом используются для струйных принтеров, факсимильных устройств, копировальных устройств, многофункциональных периферийных устройств принтера/факса/копирования и т.д.
Один пример устройства струйной записи по настоящему изобретению будет описан со ссылкой на чертежи.
Устройство струйной записи, проиллюстрированное на фиг. 1, включает в себя основной корпус 101 устройства, лоток 102 для подачи бумаги, установленный в основном корпусе 101 устройства и выполненный с возможностью загружать листы, и лоток 103 для выпуска бумаги, установленный в основном корпусе 101 устройства и выполненный с возможностью укладывать в стопку листы, на которых были записаны (сформированы) изображения. Верхняя поверхность верхней крышки 111 основного корпуса 101 устройства является по существу плоской поверхностью, передняя поверхность 112 передней крышки основного корпуса 101 устройства наклонена по диагонали назад относительно верхней поверхности, и на нижней стороне наклоненной передней поверхности 112 расположены лоток 103 для выпуска бумаги и лоток 102 для подачи бумаги, которые выступают вперед (в ближнюю сторону). На краевой стороне передней поверхности 112 расположен блок 104 установки картриджа с чернилами в позиции, которая выступает вперед от передней поверхности 112 и находится ниже верхней крышки 111, а на верхней поверхности блока 104 установки картриджа с чернилами размещен блок 105 управления, такой как операционные клавиши и дисплей. Блок 104 установки картриджа с чернилами имеет переднюю крышку 115, которая может быть открыта или закрыта для выполнения присоединения или отсоединения картриджа с чернилами.
В основном корпусе 101 устройства, как проиллюстрировано на фиг. 2 и 3, каретка 133 поддерживается с возможностью скольжения в направлении основного сканирования направляющим стержнем 131, который представляет собой направляющий элемент, соединяющий в поперечном направлении левую и правую боковые пластины (не проиллюстрированы), и стойкой 132, и каретка 133 перемещается для сканирования в направлении сканирования каретки по фиг. 3 основным двигателем сканирования (не проиллюстрирован). Записывающая головка 134, состоящая из четырех струйных головок, которые выбрасывают капельки чернил желтого, голубого, пурпурного и черного цветов, установлена в каретке 133 таким образом, что множество отверстий для выпрыскивания чернил в виде струи записывающей головки 134 выровнены в направлении, пересекающем направление основного сканирования, и направление выброса капелек чернил обращено вниз. В качестве каждой из головок, составляющих записывающую головку 134, может использоваться головка, включающая в себя блок генерации энергии, выполненный с возможностью выбрасывать чернила, такой как пьезоэлектрический привод (например, пьезоэлектрический элемент), тепловой привод, использующий фазовый переход вследствие пленочного кипения жидкости с использованием элемента термоэлектрического преобразования (например, терморезистора), привод со сплавом с памятью формы, использующий фазовый переход металла вследствие изменения температуры, и электростатический привод, использующий электростатическую силу.
Кроме того, в каретке 133 также расположен вспомогательный резервуар 135 для каждого цвета для подачи чернил каждого цвета в записывающую головку 134. Чернила подаются в и пополняют вспомогательный резервуар 135 из картриджа с чернилами, установленного в блоке 104 установки картриджа с чернилами через трубку подачи чернил (не проиллюстрирован).
Между тем, в качестве блока подачи бумаги, выполненного с возможностью подавать листы 142, уложенные стопкой в блоке укладки бумаги (прижимной пластине) 141 лотка 102 подачи бумаги, предусмотрены полукруглый валик 143 (валик подачи бумаги), выполненный с возможностью отделять и подавать листы 142 один за другим из блока укладки листов (прижимной пластины) 141, и разделительная (тормозная) площадка 144, которая обращена к валику 143 подачи бумаги и изготовлена из материала, имеющего большой коэффициент трения. Разделительная площадка 144 прижимается к валику 143 для подачи бумаги.
В качестве блока транспортировки для транспортировки листа 142, поданного из блока подачи бумаги на нижней стороне записывающей головки 134, предусмотрены транспортирующая лента 151, выполненная с возможностью электростатически притягивать и транспортировать лист 142, опорный валик 152, выполненный с возможностью прижимать лист 142, который был подан из блока подачи бумаги через направляющую 145, к транспортирующей ленте 151 для транспортировки листа 142, направляющая 153 для транспортировки, выполненная с возможностью изменять направление листа 142, который был подан по существу вертикально вверх, по существу на 90°, и помещать лист 142 на транспортирующую ленту 151, и оконечный прижимной валик 155, который прижимается к транспортирующей ленте 151 прижимным элементом 154. Кроме того, предусмотрен заряжающий валик 156, который представляет собой заряжающий блок, выполненный с возможностью заряжать поверхность транспортирующей ленты 151.
Транспортирующая лента 151 представляет собой бесконечную ленту, поддерживаемую транспортирующим валиком 157 и натяжным валиком 158, и способна вращаться в направлении транспортировки ленты. Транспортирующая лента 151 содержит, например, поверхностный слой, который служит в качестве удерживающей лист поверхности и сформирован из смолы, такой как чистое вещество этилентетрафторэтилен (ETFE), имеющей толщину примерно 40 мкм и сопротивление которой не регулировалось, и тыльный слой (промежуточный слой сопротивления, или слой заземления), сформированный из такого же материала, как поверхностный слой, и сопротивление которого регулировалось с помощью углерода. На тыльной стороне транспортирующей ленты 151 предусмотрен направляющий элемент 161, соответствующий области записи, выполняемой записывающей головкой 134. В качестве блока выпуска для выпуска листа 142, на котором осуществлена запись записывающей головкой 134, предусмотрены отделяющая лапка 171, выполненная с возможностью отделять лист 142 от транспортирующей ленты 151, и ведущий валик 172 для выпуска бумаги и ведомый валик 173 для выпуска бумаги. Снизу от ведущего валика 172 для выпуска бумаги предусмотрен лоток 103 для выпуска бумаги.
Фиг. 4 является поэлементным увеличенным изображением, иллюстрирующим один пример струйной головки для использования в настоящем изобретении. Фиг. 5 является увеличенным изображением главной части направления между каналами одного примера струйной головки.
Струйная головка включает в себя раму 10, в которой сформирована канавка, которая представляет собой общую камеру 12 для жидкости с отверстием для подачи чернил (не проиллюстрировано) (выполненным с возможностью подавать чернила в направлении от передней поверхности в глубину (в направлении задней поверхности бумаги) на фиг. 5); пластину 20 проточного канала, в которой сформированы участок 21 гидравлического сопротивления, канавка, которая представляет собой нагнетающую жидкость камеру 22, и соединительное отверстие 23, сообщающееся с соплом 41; сопловую пластину 30, в которой сформировано сопло 41; вибрационную пластину 60, содержащую выпуклую часть 61, диафрагменную часть 62 и впуск 63 для потока чернил; слоистый пьезоэлектрический элемент 50, приклеенный к вибрационной пластине 60 через слой 70 адгезива, и основа 40, к которой прикреплен слоистый пьезоэлектрический элемент 50. Основа 40 сформирована из керамики на основе титана-бария, и 2 линии слоистого пьезоэлектрического элемента 50 размещены и приклеены к основе 40.
В слоистом пьезоэлектрическом элементе 50 поочередно наслоены друг на друга пьезоэлектрические слои 51 из цирконата-титаната свинца (PZT), имеющие толщину от 10 мкм до 50 мкм на слой, и слои 52 внутренних электродов, сформированные из серебра/палладия (AgPd), имеющие толщину несколько микрометров на слой. Оба края слоя 52 внутренних электродов соединены с внешними электродами 53. Слоистый пьезоэлектрический элемент 50 разделен на гребневые формы посредством процесса половинной нарезки, и разделенные части соответственно используются в качестве приводящей в движение части 56 и опорной части 57 (не приводящей в движение части) (см. фиг. 5).
Длину внешнего края одного [соединяющегося с одним краем слоя 52 внутренних электродов в направлении передней поверхности или в направлении глубины (в направлении задней поверхности бумаги) на чертеже] из двух внешних электродов 53 управляют таким процессом, как насечка, чтобы выполнить разделение посредством обработки половинной нарезки, и слой 52 внутренних электродов превращается в множество индивидуальных электродов 54. Другой конец не разделяется нарезкой и является электропроводящим, и функционирует в качестве общего электрода 55.
Гибкая печатная плата (FPC) 80 припаяна к индивидуальному электроду 54 приводящей в движение части 56. Кроме того, общий электрод 55 присоединен к Gnd-электроду (заземляющему электроду) гибкой печатной платы 80 путем расположения электродного слоя на краю слоистого пьезоэлектрического элемента 50 и наматывания электродного слоя вокруг. Приводная интегральная схема (IC) (не проиллюстрирована) установлена на гибкой печатной плате 80, и приводная интегральная схема управляет подачей возбуждающего напряжения на приводящую в движение часть 56.
Вибрационная пластина 60 сформирована с помощью электроформования путем наслоения двух покрытых Ni пленок, имеющих тонкопленочную диафрагменную часть 62, выпуклую часть 61 в форме острова (островную часть), которая присоединена к слоистому пьезоэлектрическому элементу 50, которая сформирована в центре диафрагменной части 62 и предназначенной быть приводящей в движение частью 56, толстопленочную часть, содержащую балку для присоединения к опорной части (не иллюстрирована), и отверстие, которое представляет собой впуск 63 для потока чернил. Толщина диафрагменной части составляет 3 мкм, и ее ширина (одна сторона) составляет 35 мкм.
Соединение между выпуклой частью 61 в форме острова вибрационной пластины 60 и приводящей в движение частью 56 слоистого пьезоэлектрического элемента 50 и соединение между вибрационной пластиной 60 и рамой 10 обеспечены приклеиванием путем формирования рисунка слоя 70 адгезива, включающего заполняющий материал.
В качестве пластины 20 проточного канала используется монокристаллическая кремниевая подложка, а участок 21 гидравлического сопротивления, канавка, которая представляет собой нагнетающую жидкость камеру 22, и отверстие, которое представляет собой соединительное отверстие 23 в позиции, соответствующей соплу 41, формируются посредством травления. Части, оставшиеся от травления, представляют собой разделительные стенки 24 нагнетающей жидкость камеры 22. Кроме того, в головке часть, в которой ширина травления является узкой, расположена и используется в качестве участка 21 гидравлического сопротивления.
Сопловая пластина 30 сформирована из металла (например, пленка с осажденным Ni, сформированная электроформованием), и в сопловой пластине 30 сформировано большое число сопел 41, которые являются отверстиями высокодисперсного выброса для выброса капелек чернил. Внутренняя форма сопла 41 представляет собой форму рупора, почти цилиндрическую форму или форму почти кругового усеченного конуса и т.д.
Диаметры сопел 41 на стороне выброса капельки чернил составляют 17 мкм или больше, но 19 мкм или меньше. Когда диаметры находятся вне вышеупомянутого диапазона, устойчивость выброса является низкой, и нельзя выполнить запись с высоким разрешением без зернистости, которая является задачей настоящего изобретения. Кроме того, шаг между соплами на каждой линии составляет 150 точек на дюйм.
Отталкивающий чернила слой 71 расположен на поверхности выброса чернил (сторона поверхности сопла) сопловой пластины 30.
Материал отталкивающего чернила слоя 71 конкретно не ограничен при условии, что он представляет собой материал, который отталкивает чернила. Примеры материала включают водоотталкивающие материалы на основе кремнийорганического соединения и фторсодержащие водоотталкивающие материалы.
Примеры водоотталкивающих материалов на основе кремнийорганического соединения включают отверждаемые при комнатной температуре жидкие кремнийорганические смолы или эластомеры и отверждаемые ультрафиолетовыми лучами жидкие кремнийорганические смолы или эластомеры. Примеры фторсодержащих водоотталкивающих материалов включают теплоотверждаемые жидкие кремнийорганические смолы или эластомеры. Любой из вышеперечисленных материалов наносится на поверхность основы сопловой пластины и выдерживается в атмосфере при комнатной температуре для отверждения материала посредством полимеризации, облучения ультрафиолетовыми лучами или нагревания с образованием отталкивающего чернила слоя 71.
Вязкость кремнийорганической смолы составляет предпочтительно 1000 мПа⋅с или меньше.
Кремнийорганическая смола представляет собой смолу, имеющую в качестве базового скелета силоксановую связь, состоящую из Si и O. Кремнийорганическая смола доступна в продаже в различных формах, таких как масло, смолы и эластомеры. Кроме отталкивания чернил, которое является важным для настоящего изобретения, кремнийорганическая смола имеет различные характеристики, такие как теплостойкость, антиадгезионные свойства, противопенные свойства и способность к адгезии.
Примеры имеющегося в продаже продукта кремнийорганической смолы включают в себя отверждаемую при комнатной температуре кремнийорганическую смолу SR2411 (доступную от Dow Corning Toray Co., Ltd.).
Кроме того, чтобы поддерживать достаточные свойства отталкивания относительно чернил, включающих фторсодержащее поверхностно-активное вещество (ПАВ), отталкивающий чернила слой 71 предпочтительно состоит из структуры, включающей кремнийорганическую смолу и/или фтористую смолу. Структура, включающая кремнийорганическую смолу и/или фтористую смолу, состоит из одной только кремнийорганической смолы, одной только фтористой смолы или их смеси со структурным компонентом, таким как другая смола и металл. Примеры структуры, включающей кремнийорганическую смолу и/или фтористую смолу, включают структуру, в которой частицы кремнийорганической смолы диспергированы во фтористой смоле, продукт перемешивания кремнийорганической смолы с полипропиленом и эвтектоидное покрытие Ni кремнийорганической смолой или фтористой смолой. Смешанная основа из кремнийорганической смолы и другого структурного компонента эффективна для предотвращения разжижения кремнийорганической смолы.
Кроме вышеописанного метода отверждения после нанесения покрытия и вышеописанного метода эвтектоидного нанесения покрытия на Ni, в качестве способа формирования отталкивающего чернила слоя 71 на поверхности сопловой пластины существует также метод электроосаждения фтористой смолы, метод вакуумного осаждения из паровой фазы, и метод, в котором посредством полимеризации в плазме полимеризируется кремнийорганическое масло.
Когда отталкивающий чернила слой 71 формируется методом, отличающимся от метода электроосаждения, сопловые отверстия и задняя поверхность сопловой пластины маскируются фоторезистом, водорастворимой смолой и т.д., фоторезист счищается и удаляется после формирования отталкивающего чернила слоя, с формированием тем самым отталкивающего чернила слоя только на поверхности сопловой пластины. Однако отталкивающий чернила слой может быть поврежден, когда используется сильная щелочная счищающая жидкость, и, следовательно, на это нужно обратить внимание.
Средняя толщина отталкивающего чернила слоя 71 составляет предпочтительно 0,1 мкм или больше, но 5,0 мкм или меньше, а более предпочтительно 0,1 мкм или больше, но 1,0 мкм или меньше. Когда средняя толщина составляет 0,1 мкм или больше, может не ухудшаться устойчивость к стиранию, и может не возникать уменьшение отталкивания чернил при долговременном использовании. Кроме того, когда толщина больше 5,0 мкм, это больше, чем необходимая толщина, что увеличивает стоимость изготовления.
Шероховатость поверхности (Ra) отталкивающего чернила слоя 71 составляет предпочтительно 0,2 мкм или меньше. Когда шероховатость поверхности составляет 0,2 мкм или меньше, могут быть уменьшены отходы от стирания.
В струйной головке, сформированной вышеупомянутым методом, на приводящую в движение часть 56 подается возбуждающий колебательный сигнал(импульсное напряжение от 10 В до 50 В), соответствующий сигналу записи, чтобы вызвать смещение приводящей в движение части 56 в боковом направлении, и затем нагнетающая жидкость камера 22 сжимается через вибрационную пластину 60 с увеличением ее давления и тем самым выброса капелек чернил из сопла 41.
Когда выброс капелек чернил завершается, после этого давление чернил в нагнетающей жидкость камере 22 уменьшается, и в нагнетающей жидкость камере 22 формируется отрицательное давление вследствие инерции потока чернил и процесса разряда возбуждающего импульса с переходом тем самым к процессу пополнения чернил. Во время процесса пополнения чернил чернила, поданные из резервуара с чернилами, втекают в общую камеру 12 для жидкости, и чернила подаются в нагнетающую жидкость камеру 22 из общей камеры 12 для жидкости через впуск 63 потока чернил и участок 21 гидравлического сопротивления.
Участок 21 гидравлического сопротивления имеет эффект демпфирования разностных колебаний давления после выброса. С другой стороны, участок 21 гидравлического сопротивления становится сопротивлением против повторного наполнения, выполняемого с использованием поверхностного натяжения. Баланс между демпфированием разностного давления и продолжительностью повторного наполнения может быть достигнут путем соответствующего выбора участка гидравлического сопротивления, и в результате время, требуемое для перехода на последующую операцию выброса капельки чернил (возбуждающий период), может быть сокращено.
Сопло 41, проиллюстрированное на фиг. 6, может выполнять устойчивый выброс небольших капелек, поскольку диаметр сопла 41 уменьшается от стороны впуска чернил, с которой чернила втекают из камеры для жидкости, к стороне выброса чернил, на которой втекшие чернила выбрасываются, в сопловой пластине 1, выполненной с возможностью выбрасывать чернила, находящиеся в камере для жидкости, из сопла, и сопло 41 сформировано таким образом, что форма его поперечного сечения представляет собой искривленную форму и имеет гладко искривленную форму (скругленную форму).
Например, что касается такого сопла, можно сделать ссылку на публикацию не прошедшей экспертизу японской патентной заявки № 2003-80716.
<Картридж с чернилами>
Картридж с чернилами для использования в настоящем изобретении будет описан со ссылкой на фиг. 7 и 8. Фиг. 7 является изображением, иллюстрирующим один пример картриджа с чернилами. Фиг. 8 является изображением картриджа 200 с чернилами, показанного на фиг. 7, включающим в себя корпус (внешний вид).
Как проиллюстрировано на фиг. 7, чернила помещаются в резервуар 241 для чернил через отверстие 242 для впрыскивания чернил, и отверстие 242 для впрыскивания чернил закрывается плавкой после удаления воздуха из резервуара для чернил. Во время использования игла основного корпуса устройства вставляется в отверстие 243 выпуска чернил, сформированное из резинового элемента, для подачи чернил в устройство. Резервуар 241 для чернил сформирован из непроницаемого оберточного элемента, такого как алюминиевая многослойная пленка. Как проиллюстрировано на фиг. 8, резервуар 241 для чернил как правило размещается в пластиковом корпусе 244 картриджа, который используется, будучи устанавливаемым с возможностью отсоединения в различных устройствах струйной записи.
Картридж с чернилами может использоваться, будучи устанавливаемым с возможностью отсоединения в устройстве струйной записи.
<Чернила>
Чернила (чернила для струйной записи или чернила с водным красителем) для использования в настоящем изобретении включают водорастворимый краситель, предпочтительно дополнительно включают органический растворитель и воду, и могут дополнительно включать другие компоненты по необходимости.
- Водорастворимый краситель -
Когда в качестве красителя для чернил используется водорастворимый краситель, может быть получен яркий оттенок, и может быть получено изображение, поддерживающее глянцевитость носителя записи. В настоящем описании термин "водорастворимый" означает, что краситель в качестве твердого содержимого растворяется в воде в количестве 1% по массе или больше.
Кроме того, использование водорастворимых красителей, имеющих высокую стойкость к погодным воздействиям для чернил голубого, пурпурного, желтого и черного цвета, которые являются основными цветами, может увеличить долговечность изображения. Примеры водорастворимых красителей, имеющих высокую стойкость к погодным воздействиям, включают водорастворимые красители, раскрытые в следующей литературе.
- Публикация не прошедшей экспертизу японской патентной заявки № 2003-192930
- Публикация не прошедшей экспертизу японской патентной заявки № 2005-008868
- Абзацы [0016]-[0118] и [0132]-[0231] публикации не прошедшей экспертизу японской патентной заявки № 2007-224274
- Абзацы [0025]-[0130], [0152]-[0182] и [0189]-[0259] публикации не прошедшей экспертизу японской патентной заявки № 2009-062515
- Абзацы [0289]-[0305] публикации не прошедшей экспертизу японской патентной заявки № 2012-193332
- Абзацы [0076]-[0087] японского патента № 4783581
- WO 2006/075706
- WO 2009/060654
Кроме того, в дополнение к вышеупомянутым водорастворимым красителям, следующие водорастворимые красители могут быть добавлены в качестве дополнительного цвета для каждого цвета.
- Примеры кислотных красителей и пищевых красителей включают: кислотные желтые C.I. Acid Yellow 17, 23, 42, 44, 79 и 142; кислотные красные C.I. Acid Red 1, 8, 13, 14, 18, 26, 27, 35, 37, 42, 52, 82, 87, 89, 92, 97, 106, 111, 114, 115, 134, 186, 249, 254 и 289; кислотные синие C.I. Acid Blue 9, 29, 45, 92 и 249; кислотные черные C.I. Acid Black 1, 2, 7, 24, 26 и 94; пищевые желтые C.I. Food Yellow 3 и 4; пищевые красные C.I. Food Red 7, 9 и 14; и пищевые черные C.I. Food Black 1 и 2.
- Примеры прямых красителей включают: прямые желтые C.I. Direct Yellow 1, 12, 24, 26, 33, 44, 50, 120, 132, 142, 144 и 86; прямые красные C.I. Direct Red 1, 4, 9, 13, 17, 20, 28, 31, 39, 80, 81, 83, 89, 225 и 227; прямые синие C.I. Direct Blue 1, 2, 6, 15, 22, 25, 71, 76, 79, 86, 87, 90, 98, 163, 165, 199 и 202; и прямые черные C.I. Direct Black 19, 22, 32, 38, 51, 56, 71, 74, 75, 77, 154, 168 и 171.
- Примеры основных красителей включают: основные желтые C.I. Basic Yellow 1, 2, 11, 13, 14, 15, 19, 21, 23, 24, 25, 28, 29, 32, 36, 40, 41, 45, 49, 51, 53, 63, 465, 67, 70, 73, 77, 87 и 91; основные красные C.I. Basic Red 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 и 112; основные синие C.I. Basic Blue 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 и 155; и основные черные C.I. Basic Black 2 и 8.
- Примеры реактивных красителей включают: реактивные черные C.I. Reactive Black 3, 4, 7, 11, 12 и 17; реактивные желтые C.I. Reactive Yellow 1, 5, 11, 13, 14, 20, 21, 22, 25, 40, 47, 51, 55, 65 и 67; реактивные красные C.I. Reactive Red 1, 14, 17, 25, 26, 32, 37, 44, 46, 55, 60, 66, 74, 79, 96 и 97; и реактивные синие C.I. Reactive Blue 1, 2, 7, 14, 15, 23, 32, 35, 38, 41, 63, 80 и 95.
Кроме того, в качестве водорастворимых красителей, используемых для чернил промежуточных оттенков, может использоваться любой из имеющихся в продаже водорастворимых красителей, имеющих оттенки от желтого до оранжевого и до красного, отдельно или в комбинации.
Примеры водорастворимых красителей, используемых для чернил промежуточных оттенков, включают: C.I. Direct Orange 6, 8, 10, 26, 29, 39, 41, 49, 51, 62, and 102; C.I. Acid Orange 7, 8, 10, 33, 56, and 64; and C.I. Food Yellow 3, 4, and 5. Среди вышеперечисленных примеров предпочтительны красители C.I. Acid Orange 33 и C.I. Food Yellow 5 с точки зрения оттенка и цвета.
Количество водорастворимого красителя (общее количество, когда используются два или более водорастворимых красителей) относительно общего количества чернил составляет предпочтительно 1% по массе или больше, но 10% по массе или меньше, а более предпочтительно 2% по массе или больше, но 6% по массе или меньше. Когда количество находится в пределах вышеупомянутого диапазона, получается интенсивная окраска, превосходные светостойкость или устойчивость к озону, краситель не осаждается, и превосходной является устойчивость выброса чернил. Кроме того, количество 2% по массе или больше, но 6% по массе или меньше, является более предпочтительным, поскольку улучшается зернистость фотографии.
- Органический растворитель -
Примеры органического растворителя включают в себя многоатомные спирты, простые алкиловые эфиры многоатомных спиртов, простые ариловые эфиры многоатомных спиртов, азотсодержащие гетероциклические соединения, амиды, амины, серосодержащие соединения, пропиленкарбонат и этиленкарбонат.
Органический растворитель является предпочтительно любым из многоатомных спиртов, имеющих равновесную влажность 30% по массе или больше в окружающей среде с температурой 23°C и относительной влажностью 80%. Конкретные примеры включают 1,2,3-бутантриол (равновесная влажность: 38% по массе), 1,2,4-бутантриол (равновесная влажность: 41% по массе), глицерин (равновесная влажность: 49% по массе), диглицерин (равновесная влажность: 38% по массе), триэтиленгликоль (равновесная влажность: 39% по массе), тетраэтиленгликоль (равновесная влажность: 37% по массе), диэтиленгликоль (равновесная влажность: 43% по массе), и 1,3-бутандиол (равновесная влажность: 35% по массе). Вышеперечисленные примеры могут использоваться отдельно или в комбинации. Среди вышеперечисленных примеров предпочтительны глицерин и 1,3-бутандиол, поскольку вязкость понижается при включении влаги.
Количество органического растворителя относительно общего количества чернил составляет предпочтительно 30% по массе или больше, но 60% по массе или меньше, а более предпочтительно 35% по массе или больше, но 55% по массе или меньше. Когда количество составляет 30% по массе или больше, в устройстве выброса чернил превосходно обеспечивается устойчивость выброса, и превосходно предотвращается прилипание отработанных чернил. Кроме того, когда количество составляет 60% по массе или меньше, превосходной является растворимость красителя, превосходными являются свойства выброса без осадкообразования красителя, превосходными являются свойства высыхания чернил на бумаге, и превосходной является цветовая устойчивость на глянцевой бумаге.
Кроме того, органический растворитель, имеющий равновесную влажность меньше 30% по массе в окружающей среде с температурой 23°C и относительной влажностью 80%, может использоваться в сочетании с вышеописанным органическим растворителем по необходимости. Примеры органического растворителя, имеющего равновесную влажность меньше 30% по массе в окружающей среде с температурой 23°C и относительной влажностью 80%, включают многоатомные спирты, простые алкиловые эфиры многоатомных спиртов, простые ариловые эфиры многоатомных спиртов, циклические эфиры, амины, амиды, серосодержащие соединения, пропиленкарбонат и этиленкарбонат.
Количество органического растворителя, имеющего равновесную влажность меньше 30% по массе в окружающей среде с температурой 23°C и относительной влажностью 80%, относительно общего количества чернил составляет предпочтительно 30% по массе или меньше.
Примеры многоатомных спиртов включают этиленгликоль, полиэтиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль, полипропиленгликоль, 3-метил-1,3-бутандиол, 1,5-пентандиол, 2-метил-2,4-пентандиол, гексиленгликоль, 1,6-гександиол, 1,2,6-гексантриол, триметилолэтан, триметилолпропан, 3-метил-1,3-гександиол и пропилпропилендигликоль.
Примеры простых алкиловых эфиров многоатомных спиртов включают простой моноэтиловый эфир этиленгликоля, простой монобутиловый эфир этиленгликоля, простой монометиловый эфир диэтиленгликоля, простой моноэтиловый эфир диэтиленгликоля, простой монобутиловый эфир диэтиленгликоля, простой моно-2-этилгексиловый эфир этиленгликоля, простой моноэтиловый эфир пропиленгликоля и простой диметиловый эфир триэтиленгликоля.
Примеры простых ариловых эфиров многоатомных спиртов включают простой монофениловый эфир этиленгликоля и простой монобензиловый эфир этиленгликоля.
Примеры простых циклических эфиров включают эпоксиэфиры, оксетаны, тетрагидрофураны, тетрагидропираны и макроциклический эфир.
Примеры аминов включают моноэтаноламин, диэталоламин, триэтаноламин, N,N-диметилмоноэтаноламин, N-метилдиэтаноламин, N-метилэтаноламин, N-фенилэтаноламин и 3-аминопропилдиэтиламин.
Примеры амидных соединений включают 2-пирролидон, N-метил-2-пирролидон, 1,3-диметил-2-имидазолидинон, ε-капролактам, γ-бутиролактон, β-метокси-N,N-диметилпропионамид, и β-бутокси-N,N-диметилпропионамид. Амидное соединение имеет функцию создания растворимого красителя и имеет эффект предотвращения осаждения кристаллов во время высыхания чернил. Следует отметить, что в качестве амидного соединения существуют формамид, N-метилформамид, N,N-диметилформамид и N,N-диэтилформамид, но их использование не является предпочтительным вследствие высокой токсичности.
Примеры серосодержащих соединений включают диметилсульфоксид, сульфолан и тиодигликоль.
- Вода -
Количество воды в чернилах конкретно не ограничено и может быть выбрано соответствующим образом. С точки зрения свойств высыхания и устойчивости выброса чернил, количество составляет предпочтительно 10% по массе или больше, но 90% по массе или меньше, а более предпочтительно 20% по массе или больше, но 60% по массе или меньше.
- Другие компоненты -
Вышеупомянутые другие компоненты конкретно не ограничены и могут быть выбраны соответствующим образом. Их примеры включают поверхностно-активное вещество (ПАВ), регулятор pH, консервант и фунгицид (противоплесневое вещество), хелатирующий реактив, ингибитор коррозии, антиокислитель, поглотитель ультрафиолетовых лучей, поглотитель кислорода, фотостабилизатор и водорастворимую смолу.
--Поверхностно-активное вещество (ПАВ)--
В качестве ПАВ может использоваться любое из ПАВ на основе кремнийорганических соединений, фторсодержащих ПАВ, амфотерных ПАВ, неиногенных ПАВ и анионных ПАВ.
ПАВ на основе кремнийорганических соединений конкретно не ограничены и могут быть выбраны соответствующим образом. Среди ПАВ на основе кремнийорганических соединений предпочтительным является ПАВ на основе кремнийорганического соединения, которое не разлагается высоким pH. Примеры такого ПАВ включают модифицированный в боковой цепи полидиметилсилоксан, модифицированный на обоих концах полидиметилсилоксан, модифицированный на единственном конце полидиметилсилоксан и модифицированный как в боковой цепи, так и на обоих концах полидиметилсилоксан. ПАВ на основе кремнийорганического соединения, включающее в качестве модифицирующей группы полиоксиэтиленовую группу или полиоксиэтилен полиоксипропиленовую группу, особенно предпочтительно, поскольку ПАВ демонстрирует превосходные характеристики в качестве водного ПАВ. Кроме того, модифицированное простым полиэфиром ПАВ на основе кремнийорганического соединения также может использоваться в качестве ПАВ на основе кремнийорганического соединения. Его примеры включают соединение, в котором полиалкиленоксидная структура введена в боковую цепь участка Si диметилсилоксана.
4
3
2
2
2
2
2
2
2
2
3
В качестве фторсодержащего ПАВ, например, особенно предпочтительны соединения перфторалкилсульфоновой кислоты, перфторалкильные соединения карбоновых кислот, перфторалкильные соединения сложных эфиров фосфорной кислоты, аддукты перфторалкилэтиленоксида и полимерные соединения простых полиоксиалкиленовых эфиров, имеющие группу простого перфторалкильного эфира в своей боковой цепи, вследствие низкого вспенивания. Примеры перфторалкильных соединений сульфоновых кислот включают перфторалкильную сульфоновую кислоту и соль перфторалкильной сульфоновой кислоты. Примеры перфторалкильных соединений карбоновых кислот включают перфторалкильную карбоновую кислоту и соль перфторалкильной карбоновой кислоты. Примеры полимерных соединений простых полиоксиалкиленовых эфиров, имеющих группу простого перфторалкильного эфира в своей боковой цепи, включают соли сложных эфиров серной кислоты полимера простого полиоксиалкиленового эфира, имеющие группу простого перфторалкильного эфира в своей боковой цепи, и соли полимера простого полиоксиалкиленового эфира, имеющего группу простого перфторалкильного эфира в своей боковой цепи. Примеры противоположно заряженных ионов солей в вышеперечисленных фторсодержащих ПАВ включают Li, Na, K, NH, NHCHCHOH, NH(CHCHOH) и NH(CHCHOH).
Примеры амфотерных ПАВ включают соли лауриламинопропионовой кислоты, лаурилдиметил бетаин, стеарилдиметил бетаин и лаурилдигидроксиэтил бетаин.
Примеры неионогенных ПАВ включают простой полиоксиэтиленалкилфениловый эфир, сложный полиоксиэтиленалкильный эфир, полиоксиэтиленалкиламин, полиоксиэтиленалкиламид, блок-сополимеры полиоксиэтилена и пропилена, сложный эфир сорбита и жирной кислоты, сложный полиоксиэтиленовый эфир сорбита и жирной кислоты и аддукты этиленоксида спирта ацетиленового ряда.
Примеры анионных ПАВ включают соли уксусной кислоты и простых полиоксиэтиленалкиловых эфиров, соли додецилбензолсульфоновой кислоты, соли лауриловой кислоты и соли сульфата простого полиоксиэтиленалкилового эфира.
Вышеперечисленные ПАВ могут использоваться отдельно или в комбинации.
ПАВ на основе кремнийорганического соединения конкретно не ограничено и может быть выбрано соответствующим образом. Его примеры включают модифицированный в боковой цепи полидиметилсилоксан, модифицированный на обоих концах полидиметилсилоксан, модифицированный на единственном конце полидиметилсилоксан и модифицированный как в боковой цепи, так и на обоих концах полидиметилсилоксан. Особенно предпочтительно модифицированное полиэфиром ПАВ на основе кремнийорганического соединения, имеющее полиоксиэтиленовую группу или полиоксиэтиленовую полиоксипропиленовую группу в качестве модифицирующей группы, вследствие его отличных характеристик в качестве водного ПАВ.
Такой ПАВ может быть соответствующим образом синтезирован для использования или выбран из имеющихся в продаже продуктов. Например, имеющиеся в продаже продукты легко доступны от Byc Chemie Japan Co., Ltd., Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., Dow Corning Toray Co., Ltd., NIHON EMULSION Co., Ltd., Kyoeisha Chemical Co., Ltd. и т.д.
Вышеупомянутое модифицированное простым полиэфиром ПАВ на основе кремнийорганического соединения конкретно не ограничено и может быть выбрано соответствующим образом. Его примеры включают в себя модифицированное простым полиэфиром ПАВ на основе кремнийорганического соединения, представленное общей формулой (S-1), в которой полиалкиленоксидная структура введена в боковую цепь участка Si диметилполисилоксана.
[Общая формула (S-1)]
В вышеприведенной общей формуле (S-1) m, n, a и b - целые числа, и каждое из R и R′ - алкильная группа или алкиленовая группа.
В качестве вышеупомянутого модифицированного простым полиэфиром ПАВ на основе кремнийорганического соединения может использоваться имеющийся в продаже продукт. Примеры имеющегося в продаже продукта включают: KF-618, KF-642 и KF-643 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.); EMALEX-SS-5602 и SS-1906EX (доступный от NIHON EMULSION Co., Ltd.); FZ-2105, FZ-2118, FZ-2154, FZ-2161, FZ-2162, FZ-2163 и FZ-2164 (доступный от Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.); BYK-33 и BYK-387 (доступный от BYK Japan K.K.); и TSF4440, TSF4452 и TSF4453 (доступный от Momentive Performance Materials Inc.). Вышеперечисленные примеры могут использоваться отдельно или в комбинации.
Количество ПАВ в чернилах конкретно не ограничено и может быть выбрано соответствующим образом. С точки зрения превосходной смачиваемости, устойчивости выброса и улучшения качества изображения количество составляет предпочтительно 0,001% по массе или больше, но 5% по массе или меньше, а более предпочтительно 0,05% по массе или больше, но 5% по массе или меньше.
--Консервант и фунгицид--
Консервант и фунгицид конкретно не ограничены. Примеры консерванта и фунгицида включают 1,2-бензизотиазолин-3-он.
--Ингибитор коррозии--
Ингибитор коррозии конкретно не ограничен. Примеры ингибитора коррозии включают кислотный сульфит и тиосульфат натрия.
--Регулятор pH--
Регулятор pH конкретно не ограничен при условии, что регулятор pH может регулировать pH чернил до 7 или выше. Примеры регулятора pH включают амины, такие как диэтаноламин и триэтаноламин.
--Хелатирующий реактив--
Примеры хелатирующего реактива включают этилендиаминтетраацетат натрия, нитрилотриацетат натрия, гидроксиэтилэтилендиаминтриацетат натрия, диэтилентриамин пентаацетат натрия и урамил диацетат натрия.
--Антиокислитель--
Примеры антиокислителя включают антиокислители на основе фенола (в том числе антиокислители на основе экранированного фенола), антиокислители на основе амина, антиокислители на основе серы и антиокислители на основе фосфора.
--Поглотитель ультрафиолетовых лучей--
Примеры поглотителя ультрафиолетовых лучей включают поглотители ультрафиолетовых лучей на основе бензофенона, поглотители ультрафиолетовых лучей на основе бензотриазола, поглотители ультрафиолетовых лучей на основе салицилата, поглотители ультрафиолетовых лучей на основе цианоакрилата и поглотители ультрафиолетовых лучей на основе соли комплекса никеля.
--Диспергируемая в воде смола--
В чернила может быть добавлена диспергируемая в воде смола. В качестве диспергируемой в воде смолы для записи изображения с высокой плотностью (хорошей способностью к окрашиванию) с высокой водостойкостью эффективна смола, имеющая превосходную способность к формированию пленки (свойства формирования изображения) и снабженная высокой водоотталкивающей способностью, высокой водостойкостью и высокой стойкостью к погодным воздействиям. Примеры такой смолы включают конденсационные синтетические смолы, синтетические смолы со ступенчатой полимеризацией и природные полимерные соединения.
Диаметры частиц диспергируемой в воде смолы соотносятся с вязкостью дисперсионной жидкости. Когда состав дисперсионной жидкости идентичен, по мере уменьшения диаметров частиц вязкость увеличивается с тем же самым твердым содержимым. Чтобы предотвратить чрезмерно высокую вязкость при образовании чернил, объемный средний диаметр частиц диспергируемой в воде смолы составляет желательно 50 нм или больше. Кроме того, когда объемный средний диаметр частиц составляет несколько десятков микрометров, такая диспергируемая в воде смола не может использоваться, поскольку частицы больше, чем сопловые отверстия струйной головки. Свойства выброса чернил ухудшаются, когда в чернилах присутствуют частицы, имеющие большие диаметры частиц, даже при диаметрах частиц, которые меньше, чем сопловые отверстия. Таким образом, объемный средний диаметр частиц составляет предпочтительно 500 нм или меньше, а более предпочтительно 150 нм или меньше.
Диспергируемая в воде смола имеет функцию закрепления красящего вещества на поверхности бумаги. Ожидается, что диспергируемая в воде смола формирует покрывающую пленку при комнатной температуре для улучшения способности к закреплению красящего вещества. Таким образом, минимальная температура формирования пленки (MFT) диспергируемой в воде смолы предпочтительно является комнатной температурой или ниже, а более предпочтительно составляет 20°C или ниже. Однако, когда температура стеклования диспергируемой в воде смолы составляет -40°C или ниже, покрывающая пленка смолы становится очень вязкой для создания клейкости на печатном материале. Таким образом, температура стеклования составляет предпочтительно -30°C или выше.
Использование вышеупомянутой диспергируемой в воде смолы может улучшить способность к закреплению, водостойкость и газостойкость изображения, но глянцевитость может изменяться в зависимости от используемого носителя записи, поскольку диспергируемая в воде смола сформирована в виде покрывающей пленки. Когда добавлено большое количество диспергируемой в воде смолы, покрывающая пленка формируется во время высыхающего мениска струйной головки. В соответствии с этим количество диспергируемой в воде смолы, добавленной в чернила, составляет 5% по массе или меньше относительно твердого содержимого смолы.
<Физические свойства чернил>
Физические свойства чернил конкретно не ограничены и могут быть выбраны соответствующим образом. Вязкость, статическое поверхностное натяжение и т.д. предпочтительно находятся в следующих диапазонах.
Вязкость чернил при 25°C составляет 5 мПа⋅с или больше, но 12 мПа⋅с или меньше, а предпочтительно 6 мПа⋅с или больше, но 10 мПа⋅с или меньше. Когда вязкость чернил составляет 5 мПа⋅с или больше, остаточные колебания чернил с небольшой вероятностью будут формироваться во время выброса, и легко управлять вибрацией после выброса в соответствии с возбуждающим колебательным сигналом. В результате следующий выброс может быть выполнен в пределах короткого периода, и, следовательно, это подходит для высокоскоростной записи. С другой стороны, когда вязкость чернил поддерживается составляющей 12 мПа⋅с или меньше, свойства выброса легко стабилизируются. Поскольку вязкость чернил варьируется в зависимости от окружающей среды для использования, предпочтительно, чтобы вязкость чернил удовлетворяла вышеупомянутому диапазону при ожидаемых условиях окружающей среды для использования.
Например, вязкость чернил может измеряться посредством измерителя вязкости (RE-550L, доступного от TOKI SANGYO CO., LTD.) с регулировкой температуры на 25°C.
Кроме того, статическое поверхностное натяжение чернил при 25°C составляет предпочтительно 30 мН/м или больше, но 45 мН/м или меньше. Когда статическое поверхностное натяжение находится в пределах вышеупомянутого диапазона, капельки могут устойчиво формироваться.
Например, статическое поверхностное натяжение чернил может быть измерено при 25°C посредством автоматического измерителя поверхностного натяжения (CBVP-Z, продукт Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
<Способ получения чернил>
Чернила получают путем диспергирования или растворения водорастворимого красителя в водной среде, органическом растворителе, воде и других компонентах по необходимости, и соответствующих перемешивания и смешивания. Например, перемешивание и смешивание могут быть выполнены посредством песочной мельницы, гомогенизатора, шаровой мельницы, шейкера для краски, ультразвукового диспергатора и т.д. Перемешивание и смешивание могут быть выполнены мешалкой с использованием обычной перемешивающей лопасти, магнитной мешалкой, высокоскоростным диспергатором и т.д.
<Носитель записи>
Носитель записи, применимый для настоящего изобретения, конкретно не ограничен и может быть выбран соответствующим образом. Примеры носителя записи включают простую бумагу, мелованную бумагу для записи, глянцевую бумагу, специальную бумагу, ткань, пленки и листы OHP (прозрачные листы для проектора). Вышеперечисленные примеры могут использоваться отдельно или в комбинации.
В соответствии с настоящим изобретением может быть получено изображение без зернистости, даже когда чернила используются на глянцевых носителях, таких как глянцевая бумага и мелованная бумага для фотографий. В качестве носителя записи предпочтительным является носитель записи, включающий глянцевый слой, расположенный на принимающем чернила слое, и предпочтительно используется глянцевый носитель, т.е. носитель записи, имеющий значение блеска 10 или больше под углом 20° и под углом 60°.
Примеры глянцевого носителя включают глянцевую бумагу CRISPIA (доступна от SEIKO EPSON CORPORATION), имеющую значение блеска 51,3 под углом 20° и значение блеска 65,0 под углом 60°, и другие, такие листы для фотографий PM (доступные от SEIKO EPSON CORPORATION) и глянцевые пленки для Super Fine (доступные от SEIKO EPSON CORPORATION).
Считается, что зернистость распознается вследствие того, что точки не могут быть визуально различены, и вследствие впечатления, полученного от состояния поверхности носителя записи. Предполагается, что причина того, что точки не могут быть визуально различены, состоит в том, что уменьшается размер точек, а именно, в результате наличия или отсутствия случаев растекания, вызванного количеством капелек, под влиянием управления диаметром сопла, чернил или носителя.
Между тем, что касается впечатления от состояния поверхности носителя записи, использование глянцевого носителя может не только достичь сглаженности точек, но также и придать формируемой точке форму, близкую к истинному кругу. Кроме того, форма точки имеет небольшой диаметр, и точка (растровая точка) имеет закрепленную форму растровой точки. Следовательно, нелегко различить растровую точку на каждую капельку. Различимость улучшается, поскольку плотность изображения на растровую точку увеличивается, но точки нелегко различать, поскольку диаметры растровых точек становятся небольшими. Следовательно, может быть получено изображение без зернистости.
В качестве одного аспекта способа струйной записи по настоящему изобретению существует способ струйной записи, использующий в качестве носителя записи носитель записи, имеющий значение блеска 10 или больше под углом 20° и под углом 60° и удовлетворяющий следующим аспектам (1)-(4):
(1) способ струйной записи включает этап выброса чернил, который включает выброс чернил для записи изображения;
(2) этап выброса чернил использует струйную головку с диаметром сопла 17 мкм или больше, но 19 мкм или меньше;
(3) струйная головка включает в себя сопловую пластину и отталкивающий чернила слой, расположенный на поверхности упомянутой сопловой пластины; и
(4) способ струйной записи использует в качестве чернил чернила с водным красителем, включающие водорастворимый краситель и имеющие вязкость 5 мПа⋅с или больше, но 12 мПа⋅с или меньше при 25°C.
<Записанный материал>
Записанный материал, полученный устройством струйной записи и способом струйной записи по настоящему изобретению, имеет высокое качество изображения без размытия, имеет превосходную глянцевитость и может подходящим образом использоваться для различных применений, таких как документы, на которых записываются различные буквы и/или изображения.
Все термины ʺформирование изображенияʺ, "запись", "печатание", "печать" и т.д., используемые в настоящем изобретении, являются синонимами, и все термины "выброс чернил" и ʺвыпрыскивание чернил в виде струиʺ, используемые в настоящем изобретении, являются синонимами.
Примеры
Далее здесь будут описаны примеры настоящего изобретения, но примеры не должны быть истолкованы как ограничивающие объем настоящего изобретения.
(Пример приготовления жидкой дисперсии пигмента)
-Приготовление жидкой дисперсии голубого пигмента-
ПАВ следующей рецептуры растворяли в подвергшейся ионному обмену воде. К полученному в результате продукту подмешивали пигмент для достаточного увлажнения пигмента. Полученную смесь диспергировали при 2000 об/мин в течение 2 часов диспергатором влажного типа (DYNO-MILL KDL A, доступный от WAB), заполненным шариками диоксида циркония, имеющими диаметр 0,5 мм, с получением тем самым жидкой дисперсии голубого пигмента. Результат измерения совокупного диаметра 50% частиц (D50) пигмента в жидкой дисперсии голубого пигмента составил 78 нм. Следует отметить, что для измерения совокупного диаметра 50% частиц (D50) использовали измерительный прибор гранулометрического состава (распределения частиц по размерам) (NANOTRACK UPA-EX150, доступный от Nikkiso Co., Ltd.).
<Рецептура жидкой дисперсии пигмента>
- фталоцианиновый пигмент ((C.I. Pigment Blue 15:3, доступный от Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd.): 30,0 массовых частей
- Простой полиоксиэтиленстиренфениловый эфир (неионогенное ПАВ, NOIGEN EA-177, доступно от DKS Co., Ltd., значение HLB=15.7): 10,0 массовых частей
- Подвергнутая ионному обмену вода: 60,0 массовых частей
(Примеры 1-11 приготовления чернил)
Каждые чернила приготавливали следующим образом с использованием материалов, представленных в каждой из колонок Примеры приготовления 1-11 таблицы 1-1 и таблицы 1-2. В таблицах значения основаны на % по массе. Для красителей и пигментов представлена доля твердых частиц в чернилах. Для других материалов представлено состояние продукта. В колонках самой нижней строки для количества органического растворителя представлено общее количество используемых органических растворителей.
Кроме того, DISPANOL TOC и EMULGEN LS-106 являются неионогенными ПАВ, Zonyl FSO-100 является фторсодержащим ПАВ, и Proxel LV является фунгицидным (противоплесневым) агентом.
Сначала смешивали органический растворитель, ПАВ и воду и перемешивали в течение 30 минут, после этого к полученной в результате смеси добавляли водный раствор красителя или жидкую дисперсию пигмента. К полученному в результате продукту добавляли недостающую воду, чтобы общее количество составило 100% по массе, и полученную в результате смесь перемешивали в течение 30 минут. После этого добавляли триэтаноламин с контролем pH чернил, и полученную в результате смесь перемешивали, с регулированием тем самым pH чернил до 9. Затем полученный в результате продукт подвергали фильтрации под давлением с помощью фильтра с ацетатцеллюлозной мембраной, имеющего средний диаметр пор 0,2 мкм, для удаления крупных частиц с получением тем самым каждых чернил.
Таблица 1-1
Пример приготовления
1
2
3
4
5
6
Краситель
C.I. Direct Black 168
5
-
-
-
6
-
C.I. Direct Blue 199
-
5
-
-
-
4
C.I. Acid Red 254
-
-
5
-
-
-
C.I. Food Yellow 3
-
-
-
5
-
-
Пигмент
Pigment Blue 15:3
-
-
-
-
-
-
Органический растворитель
1,3-бутандиол
20
-
34
-
22
10
триэтиленгликоль
-
22
-
13
-
-
Глицерин
8
11
17
10
11
20
простой монобутиловый эфир триэтиленгликоля
-
12
-
15
-
-
2-пирролидон
-
-
6
5
6
-
имидазолидинон
-
-
-
-
5
-
октандиол
2
-
2
-
3
-
ПАВ
DISPANOL TOC(доступно от NOF CORPORATION)
-
1
-
-
-
-
EMULGEN LS-106 (доступно от Kao Corporation)
1
-
0,8
-
-
-
Zonyl FSO-100 (доступно от DuPont)
-
-
-
-
0,1
-
Добавки
триэтаноламин
подходящее количество
подходящее количество
подходящее количество
подходящее количество
подходящее количество
подходящее количество
Proxel LV (доступно от Lonza)
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
Вода
Остальное
Остальное
Остальное
Остальное
Остальное
Остальное
Общее количество (% по массе)
100
100
100
100
100
100
Количество органического растворителя(% по массе)
30
45
59
43
47
30
Таблица 1-2
Пример приготовления
7
8
9
10
11
Краситель
C.I. Direct Black 168
-
-
-
5
-
C.I. Direct Blue 199
4
-
-
-
-
C.I. Acid Red 254
-
5
-
-
-
C.I. Food Yellow 3
-
-
5.5
-
-
Пигмент
Pigment Blue 15:3
-
-
-
-
5
Органический растворитель
1,3-бутандиол
8
35
35
18
-
триэтиленгликоль
-
-
-
-
20
глицерин
20
18
18
6
20
простой монобутиловый эфир триэтиленгликоля
-
-
5
1
8
2-пирролидон
-
5
-
-
5
имидазолидинон
-
-
3
-
-
октандиол
-
3
-
3
2
ПАВ
DISPANOL TOC(доступно от NOF CORPORATION)
1
-
0,8
-
1
EMULGEN LS-106 (доступно от Kao Corporation)
-
-
-
1
-
Zonyl FSO-100 (доступно от DuPont)
-
-
-
-
-
Добавки
триэтаноламин
подходящее количество
подходящее количество
подходящее количество
подходящее количество
подходящее количество
Proxel LV (доступно от Lonza)
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
Вода
Остальное
Остальное
Остальное
Остальное
Остальное
Общее количество (% по массе)
100
100
100
100
100
Количество органического растворителя(% по массе)
28
61
61
28
55
Свойства каждых из чернил оценивали следующим образом. Результаты представлены в таблице 2.
<Измерение вязкости>
Вязкость чернил измеряли при 25°C посредством измерителя вязкости R-типа (RE-550L, доступный от TOKI SANGYO CO., LTD.).
<Измерение статического поверхностного натяжения>
Статическое поверхностное натяжение чернил измеряли при 25°C посредством автоматического измерителя поверхностного натяжения (CBVP-Z, доступного от Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
Таблица 2
Пример приготовления
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Вязкость(мПа•с)
5
8
12
8
9
6
5
12
13
4
9
Статическоеповерхностноенатяжение (мН/м)
32
30
34
45
28
46
33
39
34
32
32
(Примеры 1-10 и сравнительные Примеры 1-5)
В картридж для чернил, проиллюстрированный на фиг. 7-8, загружали каждые из чернил по примерам приготовления 1-11. Струйную головку, полученную с изменением диаметра сопла, как представлено в таблице 3, устанавливали в струйном принтере (IPSiO G707, доступный от Ricoh Company Limited), имеющем структуру, проиллюстрированную на фиг. 1-2, с комбинацией, представленной в таблице 3, с получением тем самым каждого из принтеров по примерам 1-10 и сравнительным примерам 1-5.
Струйная головка включала в себя отталкивающий чернила слой (кремнийорганическую смолу), сформированный на сопловой подложке, причем отталкивающий чернила слой имел среднюю толщину 1 мкм, и сопловая подложка имела размер 40 мм (длина) × 23 мм (ширина), имела среднюю толщину 640 мкм и была сформирована из никеля.
В сопловой подложке располагали 2 параллельные линии сопловых отверстий, и 192 сопловых отверстия, каждое из которых имеет диаметр сопла, представленный в таблице 3, выравнивали по каждой линии сопловых отверстий. Сопловые отверстия в линии располагали таким образом, чтобы шаг между соседними сопловыми отверстиями составлял расстояние, эквивалентное 150 точкам на дюйм. Между линиями сопловые отверстия были расположены таким образом, что позиции сопловых отверстий были сдвинуты на полшага (300 точек на дюйм). В результате сопловые отверстия были размещены в шахматной конфигурации с 2 линиями сопловых отверстий.
В качестве сопловой пластины, как проиллюстрировано на фиг. 6, использовали сопловую пластину, имеющую сопло 41, сформированное таким образом, что диаметр сопла 41 уменьшается от стороны впуска чернил, с которой чернила втекали из камеры для жидкости, к стороне выброса чернил, на которой втекшие чернила выбрасывались, и форма его поперечного сечения представляла собой гладкую скругленную форму.
Таблица 3
Диаметр сопла головки (мкм)
Рецептура чернил
Пример 1
17
Пример приготовления 1
Пример 2
18
Пример приготовления 2
Пример 3
19
Пример приготовления 3
Пример 4
17
Пример приготовления 3
Пример 5
19
Пример приготовления 1
Пример 6
18
Пример приготовления 4
Пример 7
17
Пример приготовления 5
Пример 8
18
Пример приготовления 6
Пример 9
18
Пример приготовления 8
Пример 10
18
Пример приготовления 7
Сравнительный пример 1
16
Пример приготовления 2
Сравнительный пример 2
20
Пример приготовления 4
Сравнительный пример 3
18
Пример приготовления 9
Сравнительный пример 4
18
Пример приготовления 10
Сравнительный пример 5
19
Пример приготовления 11
Свойства непрерывного выброса и свойства прерывистого выброса исследовали следующим образом с использованием каждого из вышеупомянутых принтеров по примерам и сравнительным примерам с регулировкой возбуждающей частоты струйной головки на 5 кГц и размера капельки чернил на 1 пл.
(1) Оценка свойств непрерывного выброса
Головку фиксировали в середине направления основного сканирования принтера, и для наблюдения за состоянием выброса устанавливали камеру. В этом состоянии непрерывный выброс выполняли в течение 10 минут, и смещение позиции попадания на 1 мм от края головки оценивали на основе следующих критериев. Результаты представлены в Таблице 4.
[Критерии оценки]
A: Не было смещения от начальной позиции.
B: Смещение от начальной позиции составляло 15 мкм или меньше.
C: Смещение от начальной позиции составляло больше 15 мкм.
(2) Оценка свойств прерывистого выброса
После скольжения головки с заданным числом возвратов (сканирование на холостом ходу) в направлении основного сканирования принтера без выброса чернил капельки чернил печатали на глянцевой бумаге CRISPIA (доступной от SEIKO EPSON CORPORATION) (блеск 51,3 под углом 20° и блеск 65,0 под углом 60°) в таком же состоянии как в вышеупомянутом пункте (1). Число сканирований на холостом ходу, при котором имелось отличие от нормального состояния, оценивали на основе следующих критериев. Результаты представлены в таблице 4.
[Критерии оценки]
A: Число сканирований на холостом ходу, при котором выброс выполнялся нормально, составляло 30 раз или больше.
B: Число сканирований на холостом ходу, при котором выброс выполнялся нормально, составляло 10 раз или больше, но меньше 30 раз.
C: Число сканирований на холостом ходу, при котором выброс выполнялся нормально, составляло меньше 10 раз.
(3) Оценка осажденного количества чернил
Посредством каждого из принтеров по вышеприведенным примерам и сравнительным примерам возбуждающую частоту струйной головки задавали как 5 кГц, и колебательный сигнал (форму волны сигнала) задавали таким образом, чтобы чернила могли устойчиво выбрасываться при объеме небольшой капельки от 0,5 пл до 2,0 пл. Сплошное изображение 1200 точек на дюйм × 1200 точек на дюйм печатали на бумаге очень высокого качества (доступной от SEIKO EPSON CORPORATION) с колебательным сигналом для устойчивых больших капелек. Массу осажденных чернил оценивали на основе следующих критериев. Результаты представлены в Таблице 4.
[Критерии оценки]
2
A: Осажденное количество чернил составляло 8 мг/м или больше.
2
2
B: Осажденное количество чернил составляло 6 мг/м или больше, но меньше 8 мг/м.
2
C: Осажденное количество чернил составляло меньше 6 мг/м.
(4) Оценка зернистости
Посредством каждого из принтеров по вышеприведенным примерам и сравнительным примерам возбуждающую частоту струйной головки задавали как 5 кГц, и колебательный сигнал задавали таким образом, чтобы чернила могли устойчиво выбрасываться при объеме небольшой капельки от 0,5 пл до 2,0 пл. Сплошное изображение 1200 точек на дюйм × 1200 точек на дюйм с заполняемостью при записи 5% печатали на глянцевой бумаге CRISPIA (доступна от SEIKO EPSON CORPORATION) с колебательным сигналом для устойчивых небольших капелек. Полученное изображение визуально проверяли на расстоянии от глаз 10 см при освещении внутри помещения и оценивали на основе следующих критериев. Результаты представлены в таблице 4.
[Критерии оценки]
A: В изображении не наблюдалось никаких частиц, не распознавалась какая-либо грубая текстура, и не имелось никакой зернистости.
B: В изображении не наблюдалось никаких частиц, но слабо распознавалась грубая текстура.
C: В изображении наблюдались частицы, распознавалась грубая текстура, и имелась зернистость.
Таблица 4
Свойства непрерывного выброса
Свойства прерывистого выброса
Нанесенное количество чернил
Зернистость
мг/м<sup>2</sup>
Оценка
Пример 1
A
A
9,6
A
A
Пример 2
A
A
8,9
A
A
Пример 3
A
A
9,0
A
A
Пример 4
A
A
7,2
B
A
Пример 5
A
A
11,9
A
B
Пример 6
A
A
8,9
A
A
Пример 7
B
A
7,6
B
A
Пример 8
B
B
9,8
A
A
Пример 9
B
A
7,1
B
A
Пример 10
B
A
10,7
A
B
Сравнительныйпример 1
C
B
5,4
C
A
Сравнительныйпример 2
C
C
8,5
A
C
Сравнительныйпример 3
C
B
4,1
C
A
Сравнительныйпример 4
C
C
10,3
A
C
Как понятно из результатов таблицы 4, примеры 1-6 являются особенно предпочтительными примерами, и устойчивость выброса в них отличная. Кроме того, примеры 7-10 представляют собой примеры, в которых поверхностное натяжение не находится в диапазоне от 30 мН/м до 45 мН/м, или количество органического растворителя не находится в диапазоне от 30% по массе до 60% по массе, и устойчивость выброса в них немного ниже по сравнению с примерами 1-6, но они находятся на практическом уровне.
Между тем, сравнительные примеры 1-5 имеют устойчивость выброса, которая находится на таком уровне, который не может быть применен на практике. В частности, в сравнительном примере 5 не было удовлетворительного выброса, и его результат был хуже, чем "C". Следовательно, сравнительный пример 5 не представлен в таблице 4.
Например, варианты осуществления настоящего изобретения состоят в следующем.
<1> Устройство струйной записи, удовлетворяющее нижеприведенным аспектам (1)-(4),
(1) устройство струйной записи включает в себя блок выброса чернил, выполненный с возможностью выполнять выброс чернил,
(2) блок выброса чернил включает в себя струйную головку с диаметром сопла 17 мкм или больше, но 19 мкм или меньше,
(3) струйная головка включает в себя сопловую пластину и отталкивающий чернила слой, расположенный на поверхности этой сопловой пластины, и
(4) устройство струйной записи использует в качестве чернил чернила с водным красителем, включающие водорастворимый краситель и имеющие вязкость 5 мПа⋅с или больше, но 12 мПа⋅с или меньше при 25°C.
<2> Устройство струйной записи в соответствии с <1>,
в котором отталкивающий чернила слой включает водоотталкивающий материал на основе кремнийорганического соединения.
<3> Устройство струйной записи в соответствии с <1> или <2>,
в котором сопловая пластина имеет сопло, сформированное таким образом, что диаметр сопла уменьшается от стороны впуска чернил, с которой чернила, находящиеся внутри камеры для жидкости, втекают, к стороне выброса чернил, с которой втекшие чернила выбрасываются, и форма поперечного сечения сопла представляет собой искривленную форму.
<4> Устройство струйной записи в соответствии с любым из <1>-<3>,
в котором статическое поверхностное натяжение чернил при 25°C составляет 30 мН/м или больше, но 45 мН/м или меньше.
<5> Устройство струйной записи в соответствии с любым из <1>-<4>,
в котором чернила включают органический растворитель, и количество органического растворителя в чернилах составляет 30% по массе или больше, но 60% по массе или меньше относительно общего количества чернил.
<6> Устройство струйной записи в соответствии с <5>,
в котором органический растворитель является многоатомным спиртом, имеющим равновесную влажность 30% по массе или больше в окружающей среде с температурой 23°C и относительной влажностью 80%.
<7> Устройство струйной записи в соответствии с любым из <1>-<6>,
в котором в качестве чернил используются 4 вида цветных чернил, включая черные, голубые, пурпурные и желтые.
<8> Способ струйной записи, удовлетворяющий нижеприведенным аспектам (1)-(4),
(1) способ струйной записи включает этап выброса чернил, который включает выброс чернил для записи изображения,
(2) этап выброса чернил использует струйную головку с диаметром сопла 17 мкм или больше, но 19 мкм или меньше,
(3) струйная головка включает в себя сопловую пластину и отталкивающий чернила слой, расположенный на поверхности этой сопловой пластины, и
(4) способ струйной записи использует в качестве чернил чернила с водным красителем, включающие водорастворимый краситель и имеющие вязкость 5 мПа⋅с или больше, но 12 мПа⋅с или меньше при 25°C.
<9> Способ струйной записи в соответствии с <8>,
в котором отталкивающий чернила слой включает в себя водоотталкивающий материал на основе кремнийорганического соединения.
<10> Способ струйной записи в соответствии с <8> или <9>,
в котором сопловая пластина имеет сопло, сформированное таким образом, что диаметр сопла уменьшается от стороны впуска чернил, с которой чернила, находящиеся внутри камеры для жидкости, втекают, к стороне выброса чернил, с которой втекшие чернила выбрасываются, и форма поперечного сечения сопла представляет собой искривленную форму.
<11> Способ струйной записи в соответствии с любым из <8>-<10>,
в котором статическое поверхностное натяжение чернил при 25°C составляет 30 мН/м или больше, но 45 мН/м или меньше.
<12> Способ струйной записи в соответствии с любым из <8>-<11>,
в котором чернила включают органический растворитель, и количество органического растворителя в чернилах составляет 30% по массе или больше, но 60% по массе или меньше относительно общего количества чернил.
<13> Способ струйной записи в соответствии с <12>,
в котором органический растворитель является многоатомным спиртом, имеющим равновесную влажность 30% по массе или больше в окружающей среде с температурой 23°C и относительной влажностью 80%.
<14> Способ струйной записи в соответствии с любым из <8>-<13>,
в котором чернила состоят из 4 видов цветных чернил, включая черные, голубые, пурпурные и желтые.
Устройство струйной записи в соответствии с любым из вариантов с <1> по <7> и способ струйной записи в соответствии с любым из вариантов с <8> по <14> могут решить вышеупомянутые различные проблемы, существующие в данной области техники, и могут достичь цели настоящего изобретения.
Описание ссылочных позиций
30: сопловая пластина
31: отталкивающий чернила слой
32: сопловая пластина
33: чернила
41: сопло
71: отталкивающий чернила слой
134: записывающая головка