图像质量改进处理液、处理方法、成像方法以及成像设备的制作方法

专利名称：图像质量改进处理液、处理方法、成像方法以及成像设备的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及图像质量改进处理液、图像质量改进处理方法、成 像方法以及成像设备。更具体地说，本发明涉及在其中采用从喷墨头喷射 出的墨滴根据图像信息在记录介质例如片材上形成图像的方法或设备中，
通过防止在记录介质上出现渗色(color bleeding)和羽化(feathering)效果来改
善图像质量的技术。
背景技术：
在喷墨记录技术中，通过让墨水通过小(喷射)喷嘴并且通过采用例如 按需加压方法或电荷控制方法将墨水喷射到记录介质例如片材上来将墨水 分成墨滴。这种技术优选用在各种成像设备例如打印机、传真机和复印机 中。期望将这些喷墨记录技术进一步发展为用于将图像记录到记录介质上 的图像记录方法，因为墨水直接喷射到记录介质上，这与例如作为在使用 了感光体的设备中所采用的间接打印类型技术的电摄影记录技术相比能够 减小设备的尺寸并且使得该设备制造更加容易。
接下来将参照附图对喷墨记录技术进行说明。如图1A和1B所示，在 如图1A所示包括其主要成分为水的媒液61和包括色料和染料并且分散在 i某液61中的色料62的墨滴63 ^^喷墨头喷射出并且如图1B所示一样施加 到介质64例如无涂层纸例如高质量纸和粗糙纸上时，媒液61和色料62 沿着介质(片材)64的纸浆纤维(未示出)的方向渗透。由于在片材表面上沿 着纸浆纤维方向渗透，所以墨水横向流动以形成被称为"羽化，，的锯齿状 墨滴。另外，在形成彩色图像中，在片材上形成第一颜色墨滴层之后，在 片材上还没有干的第 一颜色墨滴层上喷射第二颜色墨滴，从而使得第二颜 色墨滴形状变形并且导致墨水在片材表面上流动，由此产生出被称为"渗 色"的墨水渗出。另外，大部分色料62会在片材内部渗透，这会降低在 片材表面上的图像密度并且提高在片材背面上的密度，该现象被称为"图像穿透"。另外，墨滴在渗透到片材内之前与在片材表面上的其它墨滴接 触时，那些墨滴汇合以形成其尺寸为正常墨滴两倍以上的所谓"墨J朱"的 墨滴并且出现粒状。也就是说，如上所述，施加到记录介质例如片材和树 脂薄膜表面上的墨滴会渗透到介质背面(穿透)，在连续打印时附着到另一 张片材的背面上(被称为"蹭脏")，并且造成羽化、成珠、渗色和斑点， 即在记录介质上的墨滴密度不均匀。
为了克服这些问题，根据专利文献1至3,可以通过刚好在将墨滴喷 射到记录介质表面上之前在记录介质例如高质量纸或粗糙纸的记录表面上 施加处理液(下面被称为"图像质量改进处理液，，)，从而通过图像质量改 进处理液使得所喷射的墨滴固着在记录介质表面上，来防止这种羽化和渗
色。接下来将参照这些附图对该现有技术进行详细说明。如图2A所示， 在采用高质量纸或粗糙纸作为介质(片材)64时，在将墨滴63施力口(喷射)到 介质(片材)64的表面上之前提前将用于使墨滴63的色料62固着的图像质 量改进处理液65施加在介质(片材)64的表面上，以形成图像质量改进处理 液层，从而通过喷射到介质(片材)64的表面上的墨滴63来形成高质量图 像。如图2B和2C所示，在将墨滴63喷射到已形成的图像质量改进处理 液层上时，在墨滴63中的色料62凝结并且固着在一起，从而不会沿着介 质(片材)的纸浆纤维的方向渗透。因此，色料62保持在介质(片材)64的表 面上，并且另一方面媒液61渗透进介质(片材)64中。该特征使之能够防止 羽化、渗色、图像密度降低以及图像的穿透。同样，在采用树脂薄膜作为 介质(片材)64时，媒液61保持在薄膜表面上，但是色料62难以运动，因 为由于图像质量改进处理液64的缘故色料62容易凝结，由此能够防止渗 色。
为了使得包含在墨滴63中的色料62能够凝结，在墨滴63中的色料 62自身需要带有正电或负电。染料自身在水中离子化为阴离子或阳离子。 另一方面，在采用自扩散型色料作为色料时，自扩散型色料自身在水中离 子化为阴离子或阳离子。另外，在采用颜料扩散剂时，颜料扩散剂吸附到 颜料上并且在水中离子化为阴离子或阳离子。因此或者同样地，由颜料扩 散剂吸附的颜料自身离子化为阴离子或阳离子。通常，色料带负电并且分 散在墨水中。
图3A至3C显示出图^象质量改进处理液的第一工作原理。图3A显出具有水的墨水，其中色料62离子化为阴离子并且分散。在如图3B所示 墨水与具有酸性并且包括大量正质子(正电荷)的图像质量改进处理液接触
时，为阴离子的色料62通过在图像质量改进处理液中的大量正质子相互 静电耦合，从而色料62如图3C所示一样凝结在一起。
图4A至4C显示出图像质量改进处理液的第二工作原理。图4A显示 出具有水的墨水，其中色料62离子化为阴离子并且分散。在如图4B所示 墨水与包括有带有正电荷的阳离子组分的图像质量改进处理液接触时，为 阴离子的色料62通过在图像质量改进处理液中的阳离子组分相互静电耦 合，从而色料62如图4C所示一样凝结在一起。
但是，为了向记录介质施加图像质量改进处理液，已经采用了用于产 生图像质量改进处理液液滴的专用喷墨头。因此，根据包含在图像质量改 进处理液中的组分，喷墨头的喷孔会堵塞，这样缺乏可靠性。另外，为了 在喷墨头中成功地产生出墨滴，图像质量改进处理液的粘性需要和水一样 低，这限制了图像质量改进处理液的最大粘性。由于这种限制，会出现这 样的情况，例如即使在存在能够有效防止墨水渗色但是粘性较高的图像质 量改进处理液时，也不能使用该图像质量改进处理液，并且不可能充分提 高图像质量改进处理液的浓度以便改进打印图像质量。因此，采用图像质 量改进处理液进行处理的自由度有限，由此使之难以采用能够明显防止渗 色的图像质量改进处理液。
为了克服上面的问题，专利文献4提出了这样一种技术，其中通过使 用涂布辊将图像质量改进处理液涂覆到记录介质(片材)的打印表面上。根 据这项技术，可以扩大图像质量改进处理液的粘性范围(即提高粘性)，并 且可以在图像质量改进处理液中包括各种能够有效改善具有更高密度的图 像的质量的组分。
另 一 方面，还已知施加在介质例如片材上的图像质量改进处理液越 少，则在成像设备中消耗的定影液就越少。因此，可以降低打印成本，并 且可以减少干燥时间以便提供快速打印。
专利文献1:日本专利申请公开说明书No.2006-205465 专利文献2:日本专利申请公开说明书No.2001-301138 专利文献3:日本专利申请公开说明书No.S64-9279 专利文献4:日本专利申请公开说明书No.2006-45522但是，仍然存在缺点。图5A至5C显示出其中通过使用涂布辊73将 处于液态的图像质量改进处理液71简单地施加在介质(片材)72例如高质量 纸的表面上的情况。在该情况中，如上所述，为了减少施加在介质(片 材)72的表面上的图像质量改进处理液量，需要降低形成在涂布辊73的表 面上的图像质量改进处理液的厚度(参见图5A)。另外，由于介质(片材)72 的打印表面通常具有凸起部分和凹入部分，所以介质(片材)72的打印表面 不能完全与涂布辊73的表面接触(参见图5B)。因此，这样薄厚度的图像 质量改进处理液71不能完全施加在介质(片材)72的打印表面上(参见图 5C)。更具体地说，在假设要将20mg图像质量改进处理液施加到A4片材 的打印表面上时，形成在涂布辊73的表面上的液态图^f象质量改进处理液 71的厚度需要大约为0.32jam(在假设转移比率为100%时)。但是，高质量 纸的打印表面的粗糙度高度通常为大约10jum-20jim。因此，在该情况 下，实际上不能通过使用涂布辊73将液态图像质量改进处理液71均匀地 施加到介质(片材)72的表面上。另外，在使用涂布辊73将液态图像质量改 进处理液71施加到介质(片材)72的打印表面上时，为了将液态图像质量改 进处理液71施加到介质(片材)72的整个打印表面上，难以将施加到介质 (片材)72的打印表面上的液态图像质量改进处理液71的用量降低至每张 A4片材大约100mg或更少。因此，打印片材会巻曲或起皱；图像质量改 进处理液71的消耗量会增大，由此增加了打印每张片材的成本。

发明内容
根据本发明的一个方面，披露了一种图像质量改进处理液，在与墨水 接触时它可以通过与在墨水中的色料反应以便使得色料凝结在一起来改善 形成在介质上的图像质量。该墨水包括水和自身在水中离子化的色料或通 过与在水中具有离子特性的组分吸附而在水中离子化的色料。图像质量改 进处理液包括至少一种阳离子组分和能够让水酸化的组分、作为发泡剂的 非离子表面活性剂和两性表面活性剂中的至少一种以及不可溶于水的脂肪 酸。通过这样配置，可以防止介质(已打印的片材)弯曲或挠曲以及墨水在 介质表面上渗色，由此能够形成具有优异成本特性的图像。
另外，两性表面活性剂可以包括具有至少一个带有14、 16和18个碳 的烷基的烷基二曱基氨基乙酸甜菜碱，或者该两性表面活性剂可以包括具有少一个带有14、 16和18个碳的烷基酰胺丙基甜菜碱。此外，该两性表 面活性剂包括烷基二曱基氨基乙酸甜菜碱和烷基酰胺丙基甜菜碱的混合 物、具有至少一个14、 16和18个碳的烷基的二甲基氨基乙酸甜菜碱和具 有至少一个14、 16和18个碳的烷基的烷基酰胺丙基甜菜石成。通过这样构 成，可以改善图像质量改进处理液的泡沫稳定性，同时改善发泡性能。
另外，两性表面活性剂的亲水基团可以具有包括氨基的甜菜碱结构。 通过这样构成，可以很容易产生带泡的图像质量改进处理液，因为即使在 图像质量改进处理液高度离子化时也更容易保持发泡性能，由此改善了图 像质量改进处理液在施加到介质上时的可靠性。
另外，不可溶于水的脂肪酸可以为肉豆蔻酸、棕榈酸和^J旨酸中的一 种。通过这样构成，可以明显改善泡沫稳定性，由此改善发泡性能的可靠 性。
根据本发明的另一个方面，提供了一种图像质量改进处理方法，该方 法包括使得图像质量改进处理液发泡并且将发泡的图像质量改进处理液提 前施加到介质表面上。通过这样安排，可以只是将少量图像质量改进处理 液均匀地施加到介质表面上，由此改善了将图像质量改进处理液施加到介 质表面上的可靠性并且大大降低了该介质的单位面积的打印成本。
根据本发明的另一个方面，提供了一种成像方法，该方法包括使得图 像质量改进处理液发泡、将发泡的图像质量改进处理液提前施加到介质表 面上；以及根据所要打印的图像将墨水喷射到介质表面上，所述墨水包括 水和将在水中离子化的色料或者通过与在水中具有离子特性的组分吸附而 离子化的色料。通过这样安排，可以防止介质巻曲或起皱以及在介质表面 上出现墨水渗色，由此能够形成具有优异成本性能的图像。
根据本发明的另 一个方面提供了 一种成像设备，它包括用来使图像质 量改进处理液发泡的图像质量改进处理液发泡单元、用来将发泡的图像质 量改进处理液提前施加到介质表面上的发泡的图像质量改进处理液施加单 元、以及用来根据所要打印的图像产生墨滴并且将墨滴施加到介质表面上 的记录单元，墨水包括水和将在水中离子化的色料或通过与在水中具有离 子特性的组分吸附而在水中离子化的色料。通过这样配置，可以防止介质 (所打印的片材)弯曲或起皱以及在介质表面上出现渗墨，由此能够形成具 有优异成本性能的图像。根据本发明的实施方式，可以在将墨滴喷射到介质例如片材或树脂薄 膜上时防止成珠并且在将墨滴喷射到未涂覆片材例如高质量纸上时明显降 低出现羽化现象、渗色和图像穿透的频率。另外，在与普通设备和方法相 比时，可以明显降低图像质量改进处理液的消耗量。因此，其上施加有图 像质量改进处理液的片材可以更快干燥，并且不会出现弯曲或起皱。另 外，可以降低运行成本，同时可以提供高质量图像。


从下面的说明书中并且结合附图将更加清楚了解本发明的其它目 的、特征和优点，其中
图1A和1B显示出其中将从喷墨头喷射出的墨滴施加到记录片材 上的情况；
图2A至2C显示出将从喷墨头喷射出的墨滴施加到其上形成有图 像质量改进处理液薄膜的记录片材的情况；
图3A至3C显示出图像质量改进处理过程的第 一操作原理；
图4A至4C显示出图像质量改进处理过程的第二操作原理；
图5A至5C显示出其中将液态图像质量改进处理液施加到记录片 材的表面上的情况；
图6A至6D示意性地显示出将根据本发明实施方式的图像质量改 进处理液施加到记录片材的整个表面上的情况；
图7A和7B示意性地显示出阴离子表面活性剂的气泡；
图8示意性地显示出在气泡的水层中存在具有酸性的组分(酸性组 分)的情况中阴离子表面活性剂在气泡中的行为；
图9示意性地显示出在水层中存在阳离子组分的情况中阴离子表 面活性剂在气泡中的行为；
图10示意性地显示出其中在气泡的水层中存在酸性组分的情况下 使用非离子表面活性剂作为发泡剂的情况；
图11显示出在水中释放出的非常微小的脂肪酸颗粒附着到非离子 表面活性剂的表面上；
图12示意性地显示出发泡的图像质量改进处理液施加装置的结
构；图13示意性地显示出发泡的图像质量改进处理液产生装置的结
构；
图14示意性地显示出发泡的图像质量改进处理液施加装置的结
构；
图15A和15B显示出通过膜厚控制刮板来控制形成在涂布辊上的 发泡的图像质量改进处理液的膜厚；并且
图16显示出将发泡的图像质量改进处理液施加到记录片材上的另 一种示例性方法。
具体实施例方式
首先将对本发明的原理进行简要说明。根据本发明的实施方式， 使得所要发泡的图像质量改进处理液发泡并且降低发泡的图像质量改 进处理液的气泡密度。通过这样配置，可以增大施加在涂布辊上的发 泡的图像质量改进处理液的厚度，从而确保即使在片材的打印表面具 有凸起部分和凹进部分的情况下也能将图像质量改进处理液施加到片 材的整个打印表面上。
图6A至6D示意性地显示出将施加到涂布辊11上的图像质量改进 处理液12施加到记录片材13的整个打印表面上的情况。更具体地 说，图6A为剖视图，显示出施加到涂布辊11上的图像质量改进处理 液12开始与记录片材13接触。在该情况中，在施加到涂布辊11表面 上的发泡的图像质量改进处理液12的气泡密度为0.01g/cm3，并且在涂 布辊11的表面上的发泡的图像质量改进处理液12的厚度为32jum， 发泡的图像质量改进处理液12的厚度大于记录片材13的打印表面的 粗糙度的最大高度(参见图6B)。因此，可以用发泡的图像质量改进处 理液12覆盖记录片材13的整个打印表面(参见图6C),并且还可以将 施加到A4记录片材13上的图像质量改进处理液12的用量降低至大约 20mg。另外，图像质量改进处理液12所施加的气泡破裂，从而可以将 图像质量改进处理液12均匀并且最低限度地施加到记录片材13的整 个打印表面上，该打印表面具有凸起部分和凹入部分(参见图6D)。
图7A示意性地显示出阴离子表面活性剂的气泡20。为了获得优 异的发泡性能并且获得具有优异泡沫稳定性的气泡，通常使用阴离子表面活性剂。图7B显示出通过沿着在图7A中的虚线方框切割包括阴 离子表面活性剂的气泡20的气泡薄膜而获得的放大剖视图。如图7B 所示，阴离子表面活性剂22的每个分子按照这样一种方式布置，从而 阴离子表面活性剂22的分子的负离子端朝着水层21的中央(内侧)取 向，为两个相反(双)取向。由于阴离子表面活性剂22的双:取向，所以 气泡薄膜可以具有足够的强度以保持气泡20不破裂。另外，阴离子表 面活性剂的其它优点为由于在阴离子表面活性剂22的亲水基团之间的 键合而表现出强取向性能并且由于在水层21中央两侧面对的阴离子表 面活性剂22的两层的负离子端^皮此沿着相反方向取向)之间的静电排 斥力而将水层21的厚度保持在其所需水平上(参见图7B)。
但是，在图像质量改进处理液12中存在酸性组分和阳离子组分。 图8示意性地显示出在水层21中存在这种酸性组分23的情况下阴离 子表面活性剂22在气泡20中的行为。如图8所示，在酸性组分23存 在于水层21中时，酸性组分23的负离子端和阴离子表面活性剂22的 负离子端彼此静电排斥，因此阴离子表面活性剂22的取向会受到干 扰，由此防止了发泡或者即使在发泡时也使得气泡立即破裂。另外， 图9示意性地显示出在水层21中存在阳离子组分24的情况下阴离子 表面活性剂22在气泡20中的行为。如图9所示，在阳离子组分24存 在于水层21中时，酸性组分23的正离子端和阴离子表面活性剂22的 负离子端相互静电结合，因此阴离子表面活性剂22的取向受到干扰。 因此，图像质量改进处理液的起泡会受到妨碍或者即使在一旦产生出 气泡时图像质量改进处理液的气泡也会立即破裂。由于这种气泡容易 立即破裂，即由于这些起泡具有较差的泡沫稳定性，所以难以在涂布 辊11上形成图像质量改进处理液12的气泡薄膜。
另一方面，非离子表面活性剂、两性表面活性剂和阳离子表面活 性剂没有显示与阴离子表面活性剂一样好的泡沫稳定性，因此只是产 生出会立即破裂的气泡。因此，在其中只是筒单通过单独使用传统的 表面活性剂产生气泡的任意方法中，不会如所期望的一样产生出气 泡，并且所形成的图像质量改进处理液具有较差的泡沫稳定性。因 此，难以产生出充分发泡的图像质量改进处理液以施加到记录介质(片 材)的打印表面上。为了克服上面问题中的至少一个，根据本发明的实施方式，采用 非离子表面活性剂或两性表面活性剂作为发泡剂，并且在图像质量改 进处理液中包括不可溶于水的脂肪酸，从而图像质量改进处理液具有 优异的发泡性能，并且所生产出的气泡具有优异的泡沫稳定性。
在图像质量改进处理液中，存在有许多极度离子化的组分。因 此，需要即使在存在这些极度离子化的组分的情况下，用于产生气泡 的发泡剂的亲水基团也要在静电上保持中性，或者发泡剂的亲水基团 的离子特性保持在静电中性状态或者其当前离子特性。为此目的，因 为非离子表面活性剂的亲水基团为静电中性，所以优选采用非离子表 面活性剂作为发泡剂。另外，因为即使在存在离子化组分的情况下两 性表面活性剂在周围流体具有酸性并且两性表面活性剂保持其静电中 性状态或其当前离子特性时具有阳离子特性，所以也优选采用两性表
面活性剂作为发泡剂。图10示意性地显示出在气泡20的水层21中存 在酸性组分23的情况下采用非离子表面活性剂25作为发泡剂的情 况。如图10所示，非离子表面活性剂25的亲水基团没有离子化。因 此，在存在酸性组分23的情况下，非离子表面活性剂25的取向没有 受到干扰。该原理也适用于釆用两性表面活性剂的情况。
但是，如在与阴离子表面活性剂的优点有关的段落中所述一样， 气泡20的水层21的厚度由于在水层21中央两侧面对的两层的负离子 端(彼此沿着相反方向取向)之间的静电排斥力而保持在其所要求的水平 (参见图7B)。因此，在采用其亲水基团没有静电充电的非离子表面活 性剂或两性表面活性剂时，难以将水层21的厚度保持在其所期望的水 平。由于该特征，在采用非离子表面活性剂或两性表面活性剂来在具 有极度离子化组分的图像质量改进处理液中产生气泡时，与采用传统 阴离子表面活性剂的情况相比，发泡性能明显得到改善。但是，泡沫 稳定性仍然不令人满意，因此不能将图像质量改进处理液的气泡薄膜 充分均匀地施加到涂布辊上。
为了消除发泡剂的上述缺陷，根据本发明的实施方式，向图〗象质 量改进处理液加入少量不溶于水的脂肪酸，从而明显改善泡沫稳定 性。作为改进泡沫稳定性的模型的示例，图11显示出在水中释放出的 极小脂肪酸颗粒26附着到非离子表面活性剂25的表面上，由此加强了水层(气泡薄膜)21的结构(强度)。
如上所述，通过针对极度离子化图像质量改进处理液采用非离子 表面活性剂或两性表面活性剂作为发泡剂，从而可以制备出具有优异 发泡性能的图像质量改进处理液。另外，同时通过向图像质量改进处 理液加入不溶于水脂肪酸，可以明显改善气泡的稳定性。
优选的是，在图像质量改进处理液中采用有机酸作为酸性组分。 也就是说，在家庭和办公室用的成像设备中优选采用有机酸，因为通 常有机酸在人体中产生出，包含在食物中并且通过人体，而且无味。 更具体地说，优选采用琥珀酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乳酸等作 为有机酸。另外，作为在根据本发明实施方式的图像质量改进处理液 中具有阳离子特性的组分，优选采用具有一元至四元胺基中至少一个 的聚合物。另外，作为用于图像改进处理液的发泡剂，优选采用非离 子表面活性剂。更具体地说，可以优选采用聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙 烯苯基醚、烷基糖苷、脂肪酸链烷醇酰胺等作为用于图像质量改进处 理液的发泡剂。
另外，作为图像质量改进处理液的发泡剂，也可以优选采用两性 表面活性剂。在两性表面活性剂之中，更优选采用其亲水基团具有包 括氨基的甜菜碱结构的两性表面活性剂。具体地说，优选采用如在下 面化学式1中所示的烷基二甲基氨基乙酸甜菜碱结构。
Rl-(CH3)2N-CH2COOH 化学式1 其中"R1"表示烷基。
另外更优选的是，在化学式1中所示的烷基二甲基氨基乙酸甜菜 碱结构中，烷基"R1"为具有14、 16或18个碳原子的肉豆蔻基、棕 榈酰基和十八烷基中至少 一个。
另外，作为其亲水基团具有包括氨基的甜菜碱结构的两性表面活 性剂，更优选采用如在下面化学式2中所示的烷基氨基丙基甜菜碱结 构。
R2-CO-NH-(CH2)3-(CH3)2N-CH2COOH 化学式2
其中"R2"表示烷基。
另外更优选的是，在该化学式2中，烷基"R2"为具有14、 16或 18个碳原子的肉豆蔻基、棕榈酰基和十八烷基中至少 一个。接下来，作为加入到图像质量改进处理液中的不溶于水脂肪酸， 烷基具有较长的链，尤其是肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸能够改善图像 质量改进处理液的泡沫稳定性。
图12示意性地显示出发泡的图像质量改进处理液涂覆装置30的 结构。如图12所示，在该发泡的图像质量改进处理液涂覆装置30 中，图像质量改进处理液发泡，并且通过使用膜厚控制刮板32将厚度 均匀的少量已发泡的图像质量改进处理液施加到涂布辊33上。然后， 将施加到涂布辊33上的已发泡的图像质量改进处理液提前施加(涂覆) 到介质34例如片材或树脂膜的打印表面上。在施加已发泡的图像质量 改进处理液之后，根据图像信息(所要打印的图像)将从喷墨头35喷射 出的每种颜色墨滴施加到介质34的打印表面上。墨滴36包括作为主 要组分的水和在水中正离子化或负离子化的色料。具体地说，优选采 用由于其羧基或磺基而在水中正离子化或负离子化的色料。另外，作 为介质34,优选采用片状介质例如高质量纸或树脂膜例如包装薄膜。 另外，作为喷墨头35，优选可以采用使用了压电部件或薄膜沸腾作为 压力源的按需加压式喷墨头。但是，也可以采用电荷控制式喷墨头， 并且也可以采用使用了静电雾的静电记录技术。
图13示意性地显示出发泡的图像质量改进处理液产生装置40的 结构。如图13所示，在发泡的图像质量改进处理液产生装置40中， 通过使用供应泵43，通过供应管44将包含在图像质量改进处理液容器 41中的液态图像质量改进处理液42才是供症会气液混合部分45。气液混 合部分45具有进气口 46,由于通过图^f象质量改进处理液42的供应流 而产生出负压而通过该进气口 46将空气引导进气液混合部分45中。 所引入的空气与液态图像质量改进处理液42混合，并且气体和液体的 混合物穿过多微孔片材47。通过这样构成，可以产生出具有直径基本 上一致的基本上独有的大气泡的发泡的图像质量改进处理液。另外， 这种发泡的图像质量改进处理液42优选也可以例如通过使用刮板式搅 拌器对由供应泵43提供的液体和通过进气口 46导入的空气进行搅 拌，使得气泡注入到流体42中来产生大气泡，或者通过使用供气泵等 使得由供应泵43提供的液态图像质量改进处理液发泡以产生出大气泡 来获得。然后，将所产生出的气泡提供到受到剪切力的旋转圆筒48中以使得大气泡破裂成小气泡。通过这样构成，可以产生出具有等于或
小于0.05g/cn^的非常低密度的发泡的图像质量改进处理液。
图14示意性地显示出发泡图像处理液涂覆装置50的示例性结 构。如图14所示，该发泡的图像质量改进处理液涂覆装置50为在图 12中的发泡的图像质量改进处理液涂覆装置30和在图13中的发泡的 图像质量改进处理液产生装置40的组合。在该发泡的图像质量改进处 理液涂覆装置50中，在墨滴从喷墨头喷射到记录片材上之前，可以将 非常少量的发泡的图像质量改进处理液42均匀地施加到记录片材的打 印表面上。图15A和15B为放大图，显示出通过使用膜厚控制刮板32 来控制施加到涂布辊33上的发泡的图像质量改进处理液42的薄膜厚 度。在膜厚控制刮板32和涂布辊33的表面之间的间隙减小时，施加 到涂布辊33上的发泡的图像质量改进处理液42的膜厚因此减小。另 一方面，在膜厚控制刮板32和涂布辊33的表面之间的间隙增大时， 施加到涂布辊33上的发泡的图像质量改进处理液42的膜厚因此增 大。图16显示出另一种将发泡的图像质量改进处理液施加到记录片材 上的方法。在该方法中，用于控制发泡的图像质量改进处理液42的膜 厚控制刮板32设置在皮带37围绕着辊子38弯曲的区域处。另外，在 要长时间保存时，可以使得加入到图像质量改进处理液42中的不溶于 水脂肪酸分离，并且漂浮到水表面上。在这样做出现问题时，例如， 可以刚好在图像质量改进处理液42与空气混合之前，将不溶于水脂肪 酸加入到图^^质量改进处理液42中。
另外，在上面的描述中，描述了这样一种情况，其中在成像设备 中提前将图像质量改进处理液施加到片材等上。但是，本发明不限于 该结构。例如，本发明可以应用于制造片材的过程中，在该过程中将 发泡的图像质量改进处理液施加到片材上。
在下面，制备出与五种(5)类型图像质量改进处理液对应的试样和 与五种(5)类型对应的比较试样，并且在进行喷墨打印过程之后进行比 较评价。
试样1
如下制备出作为试样1的图像质量改进处理液。 试样1的制备稀释溶剂离子交换水45.8wt%;酸性组分乳酸30wt%;发泡 剂；1 wt%的肉豆蔻基氨基丙基甜菜碱(Matsumoto Yushi Seiyaku有限公 司的BISTA MAP)(在烷基中具有十四(14)个碳)和2wt。/。的十八烷基二甲 基氨基乙酸甜菜碱(KAO公司的AMPHITOL 86B)(在烷基中具有十八 (18)个碳)；不可溶于水的脂肪酸0.2%的肉豆蔻酸；气泡增强剂 lwt。/。的椰子油脂肪酸二乙醇氨基(l:l)类型(Matsumoto Yushi Seiyaku有 限公司的Marpon MM)和20wt。/。的丙二醇。
将上面所有的材料混合在水中以获得混合物。然后，使用热水加 热该混合物并且在70。C的温度下緩慢搅拌10分钟以制备出图像质量改 进处理液(试样1)。
试样2
通过下面的方法制备出作为试样2的图像质量改进处理液。 试样2的制备方法
稀释溶剂离子交换水45.9wt%;酸性组分乳酸30wt%;发泡 剂；肉豆蔻基氨基丙基甜菜碱(Matsumoto Yushi Seiyaku有限公司的 BISTA MAP)(在烷基中具有十四(14)个碳)lwt。/。和十八烷基二曱基氨基 乙酸甜菜碱(KAO公司的AMPHITOL 86B)(在烷基中具有十八(18)个 碳)2wt。/。；不可溶于水的脂肪酸棕榈酸0.1%;气泡增强剂椰子油 脂肪酸二乙醇氨基(l:l)类型(Matsumoto Yushi Seiyaku有限司的 Marpon MM) 1 wt。/。和丙二醇20wt% 。
将上面所有的材料混合在水中以获得混合物。然后，使用热水加 热该混合物并且在70。C的温度下緩慢搅拌10分钟以制备出图像质量改 进处理液(试样2)。
试样3
通过下面的方法制备出作为试样3的图像质量改进处理液。 试样3的制备方法
稀释溶剂离子交换水45.9wt%;酸性组分乳酸30wt%;发泡 剂；肉豆蔻基氨基丙基甜菜碱(Matsumoto Yushi Seiyaku有限公司的 BISTA MAP)(在烷基中具有十四(14)个碳)lwt。/。和十八烷基二曱基氨基 乙酸甜菜碱(KAO公司的AMPHITOL 86B)(在烷基中具有十八(18)个 碳)2wt。/。；不可溶于水的脂肪酸硬脂酸0.1wt%;气泡增强剂椰子油脂肪酸二乙醇氨基(l:l)类型(Matsumoto Yushi Seiyaku有限公司的 Marpon MM) 1 wt。/o和丙二醇20wt% 。
将上面所有的材料混合在水中以获得混合物。然后，使用热水加 热该混合物并且在70。C的温度下緩慢搅拌10分钟以制备出图像质量改 进处理液(试样3)。
试样4
通过下面的方法制备出作为试样4的图像质量改进处理液。 试样4的制备方法
稀释溶剂离子交换水45.8wt%;阳离子組分二曱基氨基/氨水/ 环氧氯丙烷聚合物缩合物(condensation) (SENKA />司的PAPYOGEN P105)30wt%;发泡剂；肉豆蔻基氨基丙基舌计菜石威(Matsumoto Yushi Seiyaku有限7>司的BISTA MAP)(在烷基中具有十四(")个石友)lwt。/o和 十八烷基二曱基氨基乙酸甜菜碱(KAO公司的AMPHITOL 86B)(在烷基 中具有十八(18)个^友)2wt。/。；不可溶于水的脂肪酸肉豆蔻酸0.2%; 气泡增强剂椰子油脂肪酸二乙醇氨基(1:1)类型(Matsumoto Yushi Seiyaku有限公司的Marpon MM) 1 wt。/。和丙二醇20wt%。
将上面所有的材料混合在水中以获得混合物。然后，使用热水加 热该混合物并且在70。C的温度下缓慢搅拌10分钟以制备出图像质量改 进处理液(试样4)。
试样5
通过下面的方法制备出作为试样5的图像质量改进处理液。 试样5的制备方法
稀释溶剂离子交换水61.8wt%;酸性组分乳酸30wt%;发泡 剂；POE(12)十二烷基醚(Nikko Chemical有限公司的BT-12)2wt%;不 可溶于水的脂肪酸肉豆蔻酸0.2%;气泡增强剂椰子油脂肪酸二乙 醇氨基(l:l)类型(Matsumoto Yushi Seiyaku有限公司的Marpon MM) lwt。/o和丙二醇5wt%。
将上面所有的材料混合在水中以获得混合物。然后，使用热水加 热该混合物并且在70。C的温度下缓慢搅拌10分钟以制备出图像质量改 进处理液(试样5)。
比较试样1通过下面的方法制备出作为比较试样1的图4象质量改进处理液。 比较实施例1的制备方法
稀释溶剂离子交换水44.8wt%;酸性组分乳酸30wt%;发泡 剂；椰子油脂肪酸钠4wt%;不可溶于水的脂肪酸肉豆蔻酸0.2%; 气泡增强剂椰子油脂肪酸二乙醇氨基(l:l)类型(Matsumoto Yushi Seiyaku有限公司的Marpon MM) 1 wt。/。和丙二醇20wt% 。
将上面所有的材料混合在水中以获得混合物。然后，使用热水加 热该混合物并且在70。C的温度下緩慢搅拌10分钟以制备出图像质量改 进处理液(比4交试样1)。
比较试样2
通过下面的方法制备出作为比较试样2的图像质量改进处理液。 比專交实施例2的制备方法
稀释溶剂离子交换水44.8wt%;阳离子组分二曱基氨基/氨水/ 环氧氯丙烷聚合物缩合物(condensation) (SENKA公司的PAPYOGEN P105) 30wt%;发泡剂；椰子油脂肪酸钠4wt%;不可溶于水的脂肪 酸肉豆蔻酸0.2wt%;气泡增强剂椰子油脂肪酸二乙醇氨基(l:l)类 型(Matsumoto Yushi Seiyaku有限7>司的Marpon MM)lwt。/o和丙二醇 20wt%。
将上面所有的材料混合在水中以获得混合物。然后，使用热水加 热该混合物并且在70。C的温度下緩慢搅拌10分钟以制备出图像质量改 进处理液C比4支试样2)。
比较试样3
通过下面的方法制备出作为比较试样3的图像质量改进处理液。 比较试样3的制备方法
稀释溶剂离子交换水46.0wt%;酸性组分乳酸30wt%;发泡 剂；肉豆蔻基氨基丙基甜菜碱(Matsumoto Yushi Seiyaku有限公司的 BISTA MAP)(在烷基中具有十四(14)个碳)lwt。/。和十八烷基二甲基氨基 乙酸甜菜碱(KAO公司的AMPHITOL 86B)(在烷基中具有十八(18)个 碳)2wt。/。；不可溶于水的脂肪酸无；气泡增强剂椰子油脂肪酸二乙 醇氨基(1:1)类型(Matsumoto Yushi Seiyaku有卩艮乂>司的 Marpon MM)lwt。/。和丙二醇20wt%。将上面所有的材料混合在水中以获得混合物。然后，使用热水加 热该混合物并且在70。C的温度下緩慢搅拌10分钟以制备出图像质量改
进处理液(比4交试样3)。 比较试样4
通过下面的方法制备出作为比较试样4的图像质量改进处理液。 比车交试才羊4的制备方法
稀释溶剂离子交换水46.0wt%;阳离子组分二曱基氨基/氨水/ 环氧氯丙烷聚合物缩合物(condensation) (SENKA公司的PAPYOGEN P105)30wt%;发泡剂；肉豆蔻基氨基丙基《甘菜石威(Matsumoto Yushi Seiyaku有限公司的BISTA MAP) lwt。/。和十八烷基二甲基氨基乙酸甜菜 碱(KAO公司的AMPHITOL 86B) 2wt%;不可溶于水的脂肪酸无；气 泡增强剂椰子油脂肪酸二乙醇氨基(l: 1 )类型(Matsumoto Yushi Seiyaku 有限/>司的MarponMM) lwt。/。和丙二醇20wt%。
将上面所有的材料混合在水中以获得混合物。然后，使用热水加 热该混合物并且在70。C的温度下緩慢搅拌10分钟以制备出图像质量改 进处理液C比I交试样4)。
比较试样5
通过下面的方法制备出作为比较试样5的图像质量改进处理液。 比4交试样5的制备方法
稀释溶剂离子交换水44.8wt%;酸性组分乳酸30wt%;发泡 剂；十二烷基二曱基氨基乙酸甜菜碱(KAO公司的AMPHITOL 20B)(在 烷基中具有十二个(12)碳)4wt。/。；不可溶于水的脂肪酸肉豆蔻酸 0.2%; 气泡增强剂椰子油脂肪酸二乙醇氨基(l: 1)类型(Matsumoto Yushi Seiyaku有限公司的Marpon MM) 1 wt。/。和丙二醇20wt%。
将上面所有的材料混合在水中以获得混合物。然后，使用热水加 热该混合物并且在70。C的温度下缓慢搅拌10分钟以制备出图像质量改 进处理液(比较试样5)。
通过使用下面所述的发泡的图像质量改进处理液产生装置使得试 样1至5以及比较试样1至5中的每一个起泡以制备出发泡的图像质 量改进处理液。
发泡的图像质量改进处理液产生装置该发泡的图像质量改进处理液产生装置包括大气泡产生部分、小 气泡产生部分以及图像质量改进处理液产生装置和墨滴施加装置。 大气泡产生部分
基于图13制造出的大气泡产生部分包括图像质量改进处理液容 器41;由PET树脂制成的瓶子；供应泵43;管泵45(内径2mm，管的 材料硅酮橡胶)；供应管44;硅酮橡月交管(内径2mm);以及用于产生 大气泡的多孩i孔4反47;由不4秀钢(#400)制成的网板(网眼大约40 ju m)。
小气泡产生部分
基于图13制造出小气泡产生部分。
旋转滚筒48为具有内滚筒和外滚筒的双滚筒结构。内滚筒的旋转 轴固定并且与旋转驱动电机(未示出)连接，从而内滚筒绕着旋转轴转 动。内滚筒和外滚筒的材料为PET树脂。外滚筒的内径和长度分别为 10mm和120mm。内滚筒的内径和长度分别为8mm和100mm。内滚筒 的转速为1000rpm至2000卬m。
图像质量改进处理液施加装置30和墨滴施加装置35 基于图12制造出图像质量改进处理液施加装置30和墨滴施加装 置35。
将通过上面小气泡产生部分产生出的发泡的图像质量改进处理液 提供给在膜厚控制刮板32和涂布辊33之间的间隙。
涂布辊33为SUS辊，其上烘干涂覆有PFA树脂，而且其直径为 30mm并且长度为320mm。
面对着涂布辊33的压辊39包括芯纟奉和围绕着芯一奉的海绵4昆。芯 棒由铝合金制成，其直径为10m并且长度为320mm。海绵辊由外径为 50mm的聚氨基曱酸乙酯气泡材料(INOAC公司的"Color bubble EMO")制成。
膜厚控制刮泽反32是通过将玻璃板(厚lmm，宽50mm，高20mm)粘 在由铝合金制成的支撑板(厚2mm，宽50mm,高40mm)上而制成的， 从而玻璃板面对着涂布辊33。六个(6)膜厚控制刮板32沿着涂布辊33 的宽度方向排列，并且每个膜厚控制刮板32按照围绕着在图15B中所 示的旋转轴转动的方式可转动地设置以便通过相应的驱动机构(未示出)转动，从而每个膜厚控制刮板32可以在10jum至100jum之间的范围 内单独地确定在膜厚控制刮板32的玻璃表面和涂布辊33之间的相应 间隙。
片材供^会速度为150mm/s。
作为墨滴施加装置(35)，采用市售喷墨打印片几(Ricoh的GX5000)。 在墨水中，阴离子分散剂吸附在颜料上以提供在水中负离子化的色 料。在使用上述装置将发泡的图像质量改进处理液施加到片材的打印 表面上之后，在所施加的液体干燥之前立即将图像打印到片材上。
下面的表1示出了气泡密度(g/cm3)、液体的涂覆量(mg/A4规格片 材)和打印结果。作为打印介质(片材)，采用高质量纸(Ricoh的PCC纸 T-6200)。墨滴的体积为20pL。
表1
气泡密度(g/cm3)涂覆到片材上的 液体量(mg/A4规 格片材)是否观察到片材 弯曲或起皱？
没有对液体进行 任何处理--明显
试样l0.02060无
试样20.01550无
试样30.01940无
试样40.15060无
试样50.02060无
比较试样l没有起泡1.201200明显
比较试样2没有起泡1.201200明显
比较试样3气泡^f旦是立即石皮 裂0.5700轻微
比较试样4没有起泡I.IO1100明显
比较试样5起泡但是立即破 裂0.06200轻微
如表1所示，根据本发明的实施方式，通过使得图像质量改进处理 液起泡，可以产生(制备出)密度极低的图4象质量改进处理液。另外，通过使用该密度极低的图像质量改进处理液，可以将图像质量改进处理
液的涂覆量降低至每张A4规格片材100mg或更少。另外，在与其中在 图像质量改进处理液上没有进行任何处理例如起泡的情况相比可以获 得具有更高打印密度并且在背面上的密度更低的图像，并且不会产生 出弯曲或起皱，由此能够获得优异的图像质量改进处理。
权利要求
1.一种图像质量改进处理液，在与墨水接触时，它通过与在墨水中的色料反应以便使得色料凝结在一起来改善形成在介质上的图像质量，所述墨水包括水和在水中离子化的色料或由于与在水中具有离子特性的组分吸附而在水中离子化的色料，该图像质量改进处理液其特征在于阳离子组分和能够让水酸化的组分中的至少一种；作为发泡剂的非离子表面活性剂和两性表面活性剂中的至少一种；以及不可溶于水的脂肪酸。
2. 如权利要求1所述的图像质量改进处理液，其特征在于， 所述两性表面活性剂包括具有至少一个带有14、 16和18个碳的烷基的烷基二甲基氨基乙酸甜菜碱。
3. 如权利要求1所述的图像质量改进处理液，其特征在于， 所述两性表面活性剂包括具有少一个带有14、 16和18个碳的烷基酰胺丙基甜菜碱。
4. 如权利要求1所述的图像质量改进处理液，其特征在于，所述两性表面活性剂包括烷基二曱基氨基乙酸甜菜碱和烷基酰胺丙基 甜菜碱的混合物、具有至少一个带有14、 16和18个碳的烷基的烷基二曱 基氨基乙酸甜菜碱和具有至少一个带有14、 16和18个碳的烷基的烷基酰 胺丙基甜菜碱。
5. 如权利要求1所述的图像质量改进处理液，其特征在于， 所述两性表面活性剂的亲水基团可以具有包括氨基的甜菜碱结构。
6. 如权利要求1所述的图像质量改进处理液，其特征在于， 所述不可溶于水的脂肪酸为肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸中的一种。
7. —种图像质量改进处理方法，其特征在于包括以下步骤 使得如权利要求1所述的图像质量改进处理液发泡；并且 将发泡的图像质量改进处理液提前施加到介质表面上。
8. —种成像方法，其特征在于包括以下步骤 使得如权利要求1所述的图像质量改进处理液发泡； 将发泡的图像质量改进处理液提前施加到介质表面上；并且根据图像信息将墨水喷射到介质表面上，所述墨水包括水和将在水中 离子化的色料或者由于与水中的具有离子特性的组分吸附而离子化的色料。
9. 一种成像设备，其特征在于包括用来使如权利要求1所述的图像质量改进处理液发泡的图像质量改进 处理液发泡单元；用来将发泡的图像质量改进处理液提前施加到介质表面上的发泡的图 像质量改进处理液施加单元；以及用来根据图像信息产生墨滴并且将墨滴施加到介质表面上的记录单 元，所述墨水包括水和将在水中离子化的色料或者由于与水中的具有离子 特性的组分吸附而离子化的色料。
全文摘要
本发明披露了一种图像质量改进处理液，在与墨水接触时它通过与在墨水中的色料反应以便使得色料凝结在一起来改善形成在介质上的图像质量，所述墨水包括水和将在水中离子化的色料或通过与在水中具有离子特性的组分吸附而在水中离子化的色料。该图像质量改进处理液包括阳离子组分和能够让水酸化的组分中的至少一种、作为发泡剂的非离子表面活性剂和两性表面活性剂中的至少一种以及不可溶于水的脂肪酸。
文档编号B41J2/005GK101564934SQ200910134
公开日2009年10月28日 申请日期2009年4月17日 优先权日2008年4月22日
发明者市村实纪, 松本和悦, 泉川学, 片野泰男, 菅原智明 申请人:株式会社理光