专利名称：喷墨记录装置和反应溶液容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷墨记录装置，其中将反应溶液和油墨组合物沉积在记录介质上进行打印，本发明还涉及一种装有反应溶液的容器，用于喷墨记录装置中。
喷墨记录方法是一种将油墨组合物液滴喷出并且在记录介质如纸上沉积的打印方法。该方法的特点是能够利用相对便宜的装置高速打印出分辨率高且质量好的图像。一般来说，喷墨记录中使用的油墨组合物包括作为主成分的水以及添加在其中的色料、和用来防止堵塞及其它用途的润湿剂，如甘油。
近来提出一种新型喷墨记录方法，包括将多价金属盐溶液施用到记录介质上，然后施用油墨组合物，油墨组合物中含有具有至少一个羧基的染料(例如，JP专利特开202328/1993)。
此外，也提出一些其它的喷墨记录方法，其中打印两种液体即多价金属盐溶液和油墨组合物(例如，JP专利特开63185/1989、240557/1991、240558/1991、52868/1996和207424/1997)。
使用两种液体的喷墨记录方法所声称的优点是当多价金属盐溶液(此后通常称作“反应溶液”)和油墨组合物打印到记录介质上时，多价金属盐主要和色料结合形成不溶性配合物，该配合物可以产生耐水且质量高不渗色的图像。
但是，多价的金属盐水溶性低。因此，使用长时间储存后的多价金属盐溶液会造成不利现象，如沉淀堵塞过滤器，阻碍反应溶液进入记录头，或者沉淀进入记录头，不利地堵塞微孔喷嘴。
本发明者目前发现在将两种液体打印形成图像的喷墨记录装置中，将含有多价金属盐的溶液在减压条件下密封到反应溶液容器内可以实现良好的打印效果，尤其是没有堵塞，即使经过长时间的储存后打印效果也很稳定。基于这一发现作出了本发明。
因此，本发明的目的是提供一种能够实现良好打印效果的喷墨记录装置，其中打印两种液体，并且提供一种为此使用的反应溶液容器。
本发明的一个方面是提供一种喷墨记录装置，用于将含有多价金属盐的反应溶液和油墨组合物沉积到记录介质上进行打印，所说的喷墨记录装置包括装有反应溶液的反应溶液容器、和装有油墨组合物的油墨组合物容器，反应溶液容器装有减压条件下密封在其中的反应溶液。
本发明的另一个方面是提供一种反应溶液容器，装有反应溶液，在用以将含有多价金属盐的反应溶液和油墨组合物沉积到记录介质上进行打印的喷墨记录装置中使用，反应溶液容器装有减压条件下密封在其中的反应溶液。
图1是本发明喷墨记录装置的透视图。
图2是本发明喷墨记录装置的一个实施方案的解释性剖视图。
图3是用于本发明喷墨记录装置的反应溶液容器的分解透视图。
喷墨记录装置和反应溶液容器以下将参考附图描述本发明的喷墨记录装置和反应溶液容器。
图1是表示本发明喷墨记录装置的一个实施方案的示意图。图中表示的装置包括一按箭头B所指方向在导杆2a上沿压纸辊1往复运动的滑架2，压纸辊1为记录纸传送装置，按箭头A所指方向旋转，用于传送记录纸。滑架2负载用以将反应溶液喷在压纸辊1附近位置的记录头3a和用以喷油墨组合物的记录头3b。反应溶液容器7a安装在记录头3a上面，而油墨组合物容器7b安装在记录头3b上面。来自反应溶液容器7a的反应溶液和来自油墨组合物容器7b的油墨组合物分别进入记录头3a和记录头3b。
信号通过信号电缆18被送到记录头3a和记录头3b中，并且响应于该信号，反应溶液滴或者油墨组合物滴从记录头3a或记录头3b中通过喷嘴(未显示)喷出。喷出的反应溶液滴或者油墨组合物滴沉积在缠在压纸辊1上的记录介质20(例如，纸)上，产生图像。
当记录头中发生堵塞时，用罩元件(cap member)13密封记录头的喷嘴面，接着借助通过罩元件13和导管14连接的泵15吸取反应溶液或油墨组合物，以消除堵塞。吸入的反应溶液或油墨组合物通过导管16引入废液槽17中。
附图中仅提供了一个罩元件。另外，可以提供多个罩元件，分别用于记录头3a和记录头3b。
下面将描述本发明反应溶液容器。图2是图1所示喷墨记录装置的剖视图，而图3是反应溶液容器7a的分解透视图。记录头3a上面设置反应溶液容器7a，反应溶液容器7a具有一反应溶液储蓄槽6，内装一由多孔材料构造的泡沫6a，例如聚氨酯泡沫。反应溶液容器7a具有盖8，盖8上设置有和反应溶液容器外部相通的通孔9。另一方面，在底面上设置一底座状的凸缘10，以便和泡沫6a紧密接触。从凸缘10中央部分向下延伸有一和记录头3a相通的连通区域。该连通区域包括反应溶液室11和帽12，反应溶液室11用于回收和保持包含在泡沫6a中的反应溶液，帽12由弹性材料如橡胶构成，设置在反应溶液室11的端部。
将中空针5插入帽12中作为连通元件，和记录头3a以及设置在滑架上的过滤室4相通，这样允许浸渍在反应溶液容器7a内的反应溶液进入记录头3a中。
直至立即使用之前，使用一可开启、不透气密封元件21使至少一个通孔9在减压条件下处于密封状态。立即使用前，打开不透气密封元件21，使反应溶液容器7a和反应溶液容器7a的外部通过空气孔9a相通。密封元件21优选构制成如图3所示的那样，具有一足够长的截面，并且可以通过拔起长截面端很容易被打开。在打印期间，空气孔9a起到给反应溶液容器7a补充空气的作用，所补充空气的体积和消耗掉的反应溶液体积相等。
在本发明的反应溶液容器中，反应溶液在减压条件下装在反应溶液容器内。空气孔9a密封。减压下的反应溶液不会产生沉淀。因此，在将反应溶液容器安装在喷墨记录装置之后，使用反应溶液进行打印时，既不会因沉淀造成过滤器堵塞，也不会造成沉淀流入记录头，引起微孔喷嘴的不利堵塞。所以，使用填充在本发明反应溶液容器中的反应溶液能够实现没有堵塞、稳定打印的效果。
根据本发明优选的实施方案，反应溶液容器中的压力小于大气压力，优选不超过0.05MPa，更优选不超过0.02MPa。
本发明的反应溶液容器优选通过以下方法生产。首先，装配反应溶液容器7，但不装配密封元件21和22。通过通孔9将反应溶液容器7中的反应溶液储蓄槽6抽空。抽空的程度可以适当决定。但当考虑反应溶液的填入量和填充时间时，反应溶液容器抽空至优选不超过0.05MPa，更优选不超过0.02Mpa的压力。接着，将反应溶液通过通孔9填充入反应溶液容器。此时，反应溶液的压力降低成为脱气反应溶液。在大气压力下用密封元件22将除空气孔9a以外的通孔9密封。之后，在真空不透气密封的步骤中，将反应溶液容器7抽空，并且用密封元件21将空气孔9a密封。根据本发明优选的实施方案，反应溶液储蓄槽6的内部压力降低至不超过0.05MPa，更优选不超过0.02MPa。
反应溶液根据本发明，反应溶液至少包括多价金属盐。
可用于反应溶液中的多价金属盐由二价或更高的多价金属离子以及和多价金属离子键合的阴离子构成，并且溶于水。多价金属离子的特定实例包括二价金属离子，如Ca2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Zn2+和Ba2+，三价金属离子，如Al3+、Fe3+和Cr3+。阴离子包括Cl-、NO3-、I-、Br-、ClO3-和CH3COO-。
具体说，Ca2+或Mg2+构成的金属盐就反应溶液的pH和打印质量来说提供了有利结果。
适当决定多价金属盐在反应溶液中的浓度，以便达到提供良好打印质量并防止堵塞的效果。然而，浓度优选约0.1-40wt％，更优选约5-25wt％。
根据本发明优选的实施方案，反应溶液中含有润湿剂，该润湿剂包括高沸点有机溶剂。高沸点有机溶剂用于防止反应溶液因蒸发而浓缩，从而防止记录头的堵塞。本发明可使用的高沸点有机溶剂的优选实例包括多元醇，例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、丙二醇、聚丙二醇、丁二醇、己二醇、1，2，6-己三醇、硫甘醇(thioglycol)、甘油、三羟甲基乙烷、和三羟甲基丙烷；多元醇的烷基醚，如乙二醇一甲基醚、乙二醇一乙基醚、乙二醇一丁基醚、二甘醇一甲基醚、二甘醇一乙基醚、二甘醇一丁基醚、三甘醇一甲基醚、和三甘醇一乙基醚、以及三甘醇一丁基醚；2-吡咯烷酮；N-甲基-2-吡咯烷酮；1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；以及三乙醇胺。
尽管对高沸点有机溶剂的添加量没有特别的限制，但优选约0.5-40wt％，更优选约2-20wt％。
根据本发明的一个优选实施方案，反应溶液包括低沸点有机溶剂。这里可使用的低沸点有机溶剂的优选实例包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、异丁醇和正戊醇。特别优选一元醇。低沸点有机溶剂的效果是缩短干燥油墨所需的时间。低沸点有机溶剂的添加量优选为0.5-10wt％的范围，更优选1.5-6wt％。
根据本发明的一个优选实施方案，反应溶液包括渗透剂。这里可使用的渗透剂包括各种表面活性剂，如阴离子、阳离子、两性表面活性剂；醇如甲醇、乙醇和异丙醇；以及多元醇的低级烷基醚，例如乙二醇一甲基醚、二甘醇一乙基醚、二甘醇一丁基醚、三甘醇一丁基醚、丙二醇一丁基醚和二丙二醇一丁基醚。
油墨组合物用于本发明的油墨组合物至少包括着色剂、有机溶剂、水，并且优选包括树脂乳液。着色剂可以是任一染料和颜料。这里可使用的染料包括通常用于喷墨记录的各种染料，如直接染料、酸性染料、食用染料、碱性染料、活性染料、分散染料和还原染料。对颜料而言，无机颜料和有机颜料都可以使用而不受限制。颜料通常以颜料分散液添加到油墨中，该分散液通过借助分散剂将颜料分散于含水介质中而制备。许多染料和颜料和反应溶液中所含的多价金属离子反应，产生不溶于水或者微溶于水的金属配合物，得到具有清晰的边缘并且没有渗色的印刷品。
树脂乳液也和多价金属离子反应，产生不溶性配合物。因此，添加树脂乳液可以大大改进打印的质量。
油墨组合物还可以包括有机溶剂。此外，不特别限制添加其它成分。具体说，优选将可以和多价金属离子反应产生不溶于水或者微溶于水的配合物的成分加入油墨组合物中。一般来说，油墨组合物包括水作为主成分，并且往其中添加着色剂和润湿剂如甘油，以防止堵塞和作其它用途。
本发明将参考以下实施例作更详细的描述，但本发明并不仅限于这些实施例。反应溶液1硝酸镁六水合物 25wt％三甘醇一丁基醚 10wt％甘油 20wt％三乙醇胺 0.9wt％纯水 余量反应溶液2硝酸镁六水合物 5wt％三甘醇一丁基醚 10wt％甘油 20wt％三乙醇胺 0.9wt％纯水 余量反应溶液3硝酸钙六水合物 10wt％三甘醇一丁基醚 10wt％甘油 20wt％三乙醇胺 0.9wt％纯水 余量填充反应溶液至容器中将以上各反应溶液填充至反应溶液容器中。具体说，装配具有图2所示基本结构的容器，并且将装配的反应溶液容器7中的反应溶液储蓄槽6通过通孔9抽空至压力不超过0.05MPa，接下来，将反应溶液通过通孔9填充至反应溶液容器中，然后用密封元件22将除空气孔9a以外的通孔9密封。之后，在不透气密封步骤中，将反应溶液容器7抽空，并且用密封元件21将通孔9a密封。将反应溶液容器抽空至表1指定的两种压力程度，即0.05MPa和0.02MPa。此外，作为比较，在填充反应溶液之后不进行抽空，并且密封在大气压下进行。给反应溶液1-3的每种溶液提供密封状态下分别具有三种压力程度的这三个容器。将这样获得的反应溶液容器在常规温度和常规湿度条件下放置一年。
打印测试开始放置一年之后，将反应溶液容器装载到喷墨打印机MJ-510C(Seiko Epson Corporation制造)上。在A4纸上连续打印包括文字和图标组合的图案。此时，通过肉眼观察反应溶液滴从喷嘴的喷出，并且按照以下标准评价结果。
A可打印、没有“遗漏”和“喷出的液滴具有非垂直于打印头的轨迹”的纸张数目，500或者500以上B可打印、没有“遗漏”和“喷出的液滴具有非垂直于打印头的轨迹”的纸张数目，300-500以下C可打印、没有“遗漏”和“喷出的液滴具有非垂直于打印头的轨迹”的纸张数目，100-300以下NG可打印、没有“遗漏”和“喷出的液滴具有非垂直于打印头的轨迹”的纸张数目，少于100评价的结果总结于下表中。表1实施例1 实施例2 比较实施例反应溶液容器的压力 0.05 0.02 大气压(MPa)反应溶液1BA C反应溶液2AA C反应溶液3AA NG
权利要求
1.一种喷墨记录装置，用于将含有多价金属盐的反应溶液和油墨组合物沉积到记录介质上，所说的喷墨记录装置包括装有反应溶液的反应溶液容器；和装有油墨组合物的油墨组合物容器，反应溶液容器装有减压条件下密封在其中的反应溶液。
2.根据权利要求1的喷墨记录装置，其中减压是低于大气压的压力。
3.根据权利要求1的喷墨记录装置，其中减压是不超过0.05MPa的压力。
4.一种反应溶液容器，装有反应溶液，在用以将含有多价金属盐的反应溶液和油墨组合物沉积到记录介质上进行打印的喷墨记录装置中使用，反应溶液容器装有减压条件下密封在其中的反应溶液。
5.根据权利要求4的反应溶液容器，其中减压是低于大气压的压力。
6.根据权利要求4的反应溶液容器，其中减压是不超过0.05MPa的压力。
7.一种反应溶液容器，装有反应溶液，在用以将含有多价金属盐的反应溶液和油墨组合物沉积到记录介质上进行打印的喷墨记录装置中使用，反应溶液容器包括反应溶液储蓄槽；和反应溶液储蓄槽以及记录头相通的连通区域；至少一个和反应容器外部相通的通孔；和用于不透气密封通孔的不透气性密封元件，反应溶液在减压条件下密封在反应溶液储蓄槽中。
8.根据权利要求7的反应溶液容器，其中减压是低于大气压的压力。
9.根据权利要求7的反应溶液容器，其中减压是不超过0.05MPa的压力。
10.一种生产在用于将含有多价金属盐的反应溶液和油墨组合物沉积在记录介质上进行打印的喷墨记录装置中使用的装有反应溶液的反应溶液容器的方法，所说的反应溶液容器包括反应溶液储蓄槽；和反应溶液储蓄槽以及记录头相通的连通区域；至少一个和反应容器外部相通的通孔；和用于不透气密封通孔的不透气性密封元件，所说的方法包括以下步骤(a)通过通孔抽空反应溶液储蓄槽；(b)将反应溶液通过通孔加入并填充到反应溶液容器中；并且(c)抽空反应溶液储蓄槽并且用不透气性密封元件不透气密封抽空状态下的反应溶液储蓄槽。
11.根据权利要求10的方法，其中步骤(c)中，将反应溶液储蓄槽抽空至低于大气压的压力。
12.根据权利要求10的方法，其中步骤(c)中，将反应溶液储蓄槽抽空至不超过0.05MPa的压力。
全文摘要
一种在喷墨记录装置中使用的容器,装有反应溶液,用于将两种液体即含有多价金属盐的反应溶液和油墨组合物沉积到记录介质上进行打印。该容器可以解决反应溶液的堵塞问题。含有多价金属盐的反应溶液在减压条件下密封在反应溶液容器中。这样防止反应溶液产生沉淀,并且即使在反应溶液长时间储存之后,仍可以实现良好的打印,特别是没有堵塞、稳定的打印效果。
文档编号B41J2/17GK1192964SQ98105138
公开日1998年9月16日 申请日期1998年1月23日 优先权日1997年1月24日
发明者渡边和昭 申请人:精工爱普生株式会社