CN101454408A

CN101454408A - 水性墨、喷墨记录法、墨盒、记录单元和喷墨记录设备

Info

Publication number: CN101454408A
Application number: CNA2007800189079A
Authority: CN
Inventors: 真船久美子; 真田干雄; 森部镰志; 渡边智成; 冈村大二; 工藤智; 中村文一
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-05-25
Filing date: 2007-05-24
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2027-05-24
Also published as: US20080018722A1; EP2031028A4; JP5938815B2; US7699924B2; CN101454408B; JP2008001891A; WO2007139171A1; EP2031028A1

Abstract

一种具有优良性质的水性墨，该水性墨即使是当各个墨滴的体积小时也具有优良的图像浓度和固着性而与记录介质的类型无关，并且所述墨给出在高速记录时不存在白条纹的图像。该水性墨包括水、水溶性有机溶剂、水不溶性着色材料、表面活性剂和对于水不溶性着色材料的不良介质和/或盐。所述水性墨的特征在于该水性墨由最大泡压法测定的在寿命时间50毫秒时的动态表面张力高于47mN/m，其由最大泡压法测定的在寿命时间5,000毫秒的动态表面张力为38mN/m以下。

Description

水性墨、喷墨记录法、墨盒、记录单元和喷墨记录设备

技术领域

本发明涉及水性墨，特别涉及适合用于在使用喷墨记录系统的记录方法和记录设备中使用的水性墨。

背景技术

出于获得高图像质量的目的，要求用于喷墨记录系统的墨成为赋予高图像浓度(OD值)的墨。另外，出于实现高速的目的，需要即使在连续进行记录时也可防止记录介质污染的墨，即具有优良的固着性的墨。此外，在高速记录时，在某些情况下，白条纹(连接的条纹)可能发生在通过处理盒每次扫描的每一条线记录而记录的图像之间的边界处，导致劣化图像质量，所以需要改进。

出于提高图像浓度的目的，迄今为止已经提出多种技术。例如，提出的技术包括使用颜色显影性优良的着色材料的技术和适当地设计墨组成的技术，从而增强着色材料的缔合或聚集能力以将更大量的着色材料留在记录介质的表面上。

迄今为止已经知道含水不溶性着色材料例如颜料作为着色材料的墨(颜料墨)提供坚牢性如水坚牢性和光坚牢性优良的图像。近年来，出于更加提高使用这种墨形成的图像的图像浓度的目的，已提出各种技术。例如，提出使用含有自分散型炭黑和特定盐的墨，从而提高图像浓度(日本专利申请特开No.2000-198955；下文称为专利文献1)。在这项技术中，以分散状态存在于墨中的颜料被迫聚集在记录介质的表面，因而抑制颜料渗透到记录介质中，从而获得更高的图像浓度。

然而，已发现：由于在如上所述的现有技术中导致颜料颗粒聚集在记录介质表面上，所以相对于墨滴体积能够用颜料覆盖的记录介质表面的面积(所谓面积因数(area factor))在某些情况下可能是不足的。这个事实意谓着与常规的包含通过分散剂分散颜料的颜料墨比较，在上述技术中，要求实现同样的图像浓度的墨的施用量增加。因而在此方面存在改进的空间。

此外，在如上述提及的现有技术中，墨的施用量增加，从而需要很长时间用于干燥，因此在某些情况下，高速连续记录可能引起问题例如如下所述在连续记录时的透印。更加具体地，由于在从第一记录物质形成到第二记录物质从喷墨记录设备的排出期间，第一记录物质的墨没有充分地干燥(固着)，所以第一记录物质的墨有时可能粘附在第二记录介质的背面。此外，上述面积因数对于喷墨记录设备中高分辨率的要求有时可能是不足的。因而在此方面也存在改进的空间。此外，存在通过提高墨到记录介质中的渗透性，即使使用小体积的墨滴也可达到高的面积因数的方法。然而，当改进墨渗透性时，墨不仅沿记录介质表面渗透，而且还沿记录介质的深度方向渗透，以致有时可能未获得足够的图像浓度。

已提出以下建议用于解决此问题。例如，存在通过以下方式改进图像浓度的提议：使含有多种水溶性有机溶剂和水不溶性着色材料的墨具有以下组成，从而即使使用小体积墨滴也可在记录介质表面附近聚集着色材料(日本专利申请特开No.2005-206615；下文中称为专利文献2)。更具体地讲，该多种水溶性有机溶剂包括对于自分散型颜料的良介质和不良介质，通过在Bristow法测定的该多种水溶性有机溶剂的各自Ka值中显示出最大Ka值的水溶性有机溶剂为不良介质。

作为用于控制墨渗透到记录介质和墨模糊化的技术，已经提出注意墨动态表面张力的建议。例如，存在关于以下的建议：通过具有[寿命时间0毫秒时的动态表面张力(dyn/cm)+粘度(cp)]＝42至49的构成的墨改进干燥的能力(日本专利登录号2516218；下文称为专利文献3)。还存在关于具有0.2mN/m/s以上至0.4mN/m/s以下的动态表面张力变化率最大值的墨的建议(日本专利申请特开2003-238851；下文称为专利文献4)。存在进一步的关于墨的建议，该墨在寿命时间10毫秒时的动态表面张力为25至50mN/m，且在动态表面张力的最大值和最小值之间具有5mN/m以下的差值(日本专利申请特开2005-200566；下文称为专利文献5)。更进一步存在关于墨的建议，该墨的干燥粘度为100mPa·s以下，在寿命时间10毫秒时的动态表面张力为45mN/m以下和在寿命时间1,000毫秒时的动态表面张力为35mN/m(日本专利申请特开2003-231838；下文称为专利文献6)。

此外，存在关于当含水和水溶性有机溶剂的颜料墨蒸发时颜料的粒径和分散稳定性变化的建议。例如，存在以下建议：当30质量％的墨蒸发时，将在颜料墨中的颜料的平均粒径增加率控制在25％以下(日本专利申请特开2002-167534；下文称为专利文献7)。还存在关于颜料墨的建议，通过该颜料墨，即使当50质量％的墨蒸发时也可获得分散稳定性(日本专利申请特开2004-143290；下文称为专利文献8)。

发明内容

本发明人已经研究了常规墨的优点和问题，并分析了通过使用该墨得到的图像特征。结果发现：将墨从记录头喷射并施用于记录介质后，墨渗透进记录介质中的速度和墨状态的变化(例如，着色材料的聚集)依据记录介质的类型而变化。此外，墨渗透到记录介质中的速度是指从将墨施加于记录介质后墨开始从记录介质的表面向其深度方向渗透的时间到在记录介质表面不存在墨的时间的速度，而不是当墨在记录介质内部扩散时的速度。还进一步发现：墨渗透速度高的记录介质，即具有粗织构和大量空隙的记录介质趋向于不会获得足够的图像浓度。

换而言之，现有技术的主要目的是获得高图像浓度以控制着色材料的状态。因此，当将随着向记录介质渗透引起着色材料聚集的墨施加到具有高渗透速度的记录介质时，有时不能获得足够的图像浓度，这是因为着色材料的聚集不能充分地进行。所以，目的是通过使更大量的着色材料存在于不同类型的记录介质表面上来获得高图像浓度。

还存在用于通过降低墨到记录介质中的渗透速度以使大量着色材料存在于记录介质表面上来提高图像浓度的技术。然而，当使用具有特别精细织构和少量空隙的记录介质时，即使使用如上所述的这种技术时，也不能满足墨的固着性。换而言之，另一个目的是改进墨对于各种类型记录介质的固着性。

对于具有高的墨渗透速度的记录介质，高图像浓度可通过适当地设计墨的组成以抑制墨渗透到记录介质中来达到。然而，当使用具有此组成的墨时，花费很长时间干燥(固着)当将图像形成于墨渗透速度低的记录介质上时的墨，以致此种墨有时不能应对高速连续记录。

相反，另一方面，还存在一种方法，在该方法中，使在墨中的着色材料的聚集率高，同时保持高的墨渗透速度，从而使着色材料存在于记录介质的表面上。然而，根据此方法，着色材料的聚集没有充分地进行，同时墨渗透到用于具有高渗透速度的记录介质的记录介质中，以致有时不能得到足够的图像浓度。另外，由于墨的渗透在将墨施加于记录介质后立即开始，所以尽管沿记录介质深度方向渗透的着色材料减少，但着色材料在记录介质的内部扩散，以致有时不能得到足够的图像浓度。

为了应对上述问题，进行以下：提出水不溶性着色材料和多种水溶性有机溶剂之间的特定关系，具体地，如专利文献2所述，使用具有由Bristow法测定的最大Ka值的水溶性有机溶剂作为对于水不溶性着色材料的不良介质。一般认为着色材料能够因此甚至通过小体积的墨滴在记录介质附近有效地扩散和聚集，从而得到足够的图像浓度。

然而，根据此方法，在该墨施加于记录介质上之后，着色材料聚集，同时在记录介质表面附近扩散。因此，着色材料的聚集在扩散的最初阶段变得不足，以致在墨开始扩散的时刻没有进行聚集的着色材料沿记录介质的深度方向扩散。结果，当使用墨渗透速度高的记录介质时，有时没有得到高的图像浓度。这个事实是指当表面条件和对墨的润湿性在记录介质之间变化时，墨的渗透速度和扩散率依据记录介质而变化。当将图像形成在墨渗透速度高的记录介质上时，着色材料的聚集跟不上墨的渗透和扩散，以致在墨中的着色材料沿记录介质的深度方向渗透。结果，引起这样的问题：根据记录介质的类型，不能得到足够的图像浓度。

本发明人已经分析了图像形成的机理，并注意找到能够解决上述问题的支配的技术因素。结果，已发现重要的是适当地控制着色材料在记录介质中的聚集和墨从施加于记录介质到渗透完成的行为。换而言之，重要的是发现通过在图像形成期间有效地使用着色材料，对于具有粗织构和大量空隙的记录介质即高渗透速度的记录介质，用于实现高图像浓度的墨的物理性质的新颖条件。

所以，本发明的目的是提供一种具有此种优良性能的水性墨，以致即使当墨滴的体积非常小时，图像浓度和固着性也优良，而与记录介质的类型无关，并且即使是当进行高速记录时也不造成白条纹。本发明的另一目的是提供使用该水性墨的喷墨记录法、墨盒、记录单元和喷墨记录设备。

本发明人已进行了关于墨在记录介质上的蒸发和渗透行为的研究。结果，已发现需要以下条件以使着色材料有效地存在于记录介质的表面上。即，在从将墨施加于记录介质上至可以提高图像浓度的墨状态变化(墨粘度增加，着色材料缔合或聚集)发生期间，必须保持高的墨动态表面张力，以防止墨渗透到记录介质中。因此发现必须保持在寿命时间50毫秒时墨的动态表面张力高于47mN/m。本发明人还发现必须随寿命时间变化大幅减少动态表面张力，具体地，大幅改变在寿命时间50毫秒和在寿命时间5,000毫秒之间的动态表面张力的值，以使图像浓度和固着性优良。

上述目的可通过以下描述的本发明实现。更具体地，根据本发明的水性墨为至少包含水、水溶性有机溶剂、水不溶性着色材料、表面活性剂和对于水不溶性着色材料的不良介质和/或盐的水性墨，其中水性墨由最大泡压法测定的在寿命时间50毫秒时的动态表面张力高于47mN/m，由最大泡压法测定的在寿命时间5,000毫秒时的动态表面张力为38mN/m以下。

根据本发明另一实施方案的喷墨记录法为包括通过喷墨系统喷射墨的喷墨记录法，其中墨为上述水性墨。

根据本发明又一实施方案的墨盒为包括贮存墨的贮墨部的墨盒，其中贮存在贮墨部的墨为上述水性墨。

根据本发明再一实施方案的记录单元为包括贮存墨的贮墨部和用于喷射墨的记录头的记录单元，其中贮存在贮墨部的墨为上述水性墨。

根据本发明又一实施方案的喷墨记录设备为包括贮存墨的贮墨部和用于喷射墨的记录头的喷墨记录设备，其中贮存在贮墨部的墨为上述水性墨。

根据本发明，可提供一种具有优良性能的水性墨，以致即使是当墨滴的体积小时，图像浓度和固着性也优良，而与记录介质的类型无关，并且即使是当进行高速记录时也不造成白条纹。根据本发明的其它实施方案，可提供使用上述水性墨的喷墨记录法、墨盒、记录单元和喷墨记录设备。

附图说明

图1表示墨的动态表面张力变化状态的实例。

图2表示液体蒸发率和平均粒径变化率之间的关系。

图3为表示记录头的纵向截面图。

图4为记录头的横截面图。

图5为表示通过放大如图3所示的记录头得到的记录头外观的透视图。

图6为表示示例性喷墨记录设备的透视图。

图7为表示墨盒的纵向截面图。

图8为表示示例性记录单元的透视图。

图9表示记录头的示例性结构。

具体实施方式

以下将通过用于实施本发明的最佳方式更详细地描述本发明。此外，在以下描述中可将水性墨称为“墨”。还可将对于水不溶性着色材料的不良溶剂仅称为“不良溶剂”。尽管，盐在墨中以离解为离子的形式存在，但是为了方便起见，使用“含有盐”表示。在本发明中的渗透速度是指：在将墨施加于记录介质上之后，从墨开始由记录介质表面向其深度方向渗透的时间到记录介质的表面变为没有墨的时间。这表明是一种与墨在记录介质表面存在期间的时间有关，而与直到墨的扩散在记录介质内部完成的时间无关的现象。这种现象可通过从记录介质的侧向借助高速摄影机等观察从墨(一点)由记录头喷射并施加于记录介质的时间到该滴墨在记录介质表面消失的时间确定。

<本发明的技术理念和与现有技术的差别>

本发明的第一个技术理念是：在从墨施加于记录介质到由于墨的蒸发由墨中不良介质和/或盐导致的墨状态变化(墨的粘度的增加、着色材料的缔合或聚集)发生的时间内，将墨的动态表面张力保持在一定值以上。因而墨到记录介质中的渗透受到抑制，且同时控制着色材料的聚集，从而能够使着色材料有效地存在于记录介质表面上。

本发明的第二个技术理念是降低墨的表面张力到一定值，直到从墨施加于记录介质经过一定时间。墨的固着性因而得到改善。

本发明的第三个技术理念是：在墨施加于记录介质到墨状态变化发生的时间内，将墨的动态表面张力降低至一定值以下。因而可以保持墨的表面张力过高，以抑制在墨适当地扩散于记录介质中之前水不溶性着色材料的聚集过度进行。结果，能够抑制由不足的用着色材料覆盖的记录介质表面面积(称为面积因数)导致的白条纹，特别是在高速记录(一遍记录(one-passrecording)等)时明显导致的白条纹。此外，一遍记录指记录方法，该方法使用通过沿记录介质的进给方向(副扫描(subscanning)方向)配置多个用于喷射墨的喷射口得到的记录头，从而通过沿记录操作方向(主扫描方向)的前进方向或后退方向的一次主扫描形成图像。除了上述记录头之外，如果需要，还可另外组合使用通过沿记录的操作方向(主扫描方向)配置用于喷射多种不同的墨(例如彩色墨)的多组喷射口得到的记录头，从而能够进行一遍记录。进行一遍记录，在一次主扫描中尽可能多地使用沿副扫描方向配置的喷射口，从而以较少的扫描次数即以高速进行记录。

迄今为止已提出如专利文献3至6中的关于注意动态表面张力的墨的建议。然而，即使在这些建议的技术中，也根本没有进行关于在从墨施加于记录介质到墨渗透的过程中着色材料引起状态变化的任何研究。换而言之，由于在专利文献3至6中描述的发明没有考虑在记录介质中发生的现象，由本发明人追求的高图像浓度不能仅通过在这些文章中的墨物理性质的限定而实现。

例如，在专利文献3和4中描述的发明为涉及如何在短寿命时间期间降低墨的表面张力以提高渗透性的技术。然而，在这些技术中，没有考虑关于刚刚将墨施加于记录介质后动态表面张力对图像形成施加的影响。特别在专利文献4中描述的发明中，动态表面张力随时间的变化率低，以致难以同时满足对各种记录介质的图像浓度和固着性。因此，即使是当使用专利文献3和4中描述的墨时，认为也不可能实现本发明上述目的。

另一方面，在专利文献5和6中描述的发明规定在寿命时间10毫秒时的动态表面张力和动态表面张力的变化值。因此，本发明人已制备了满足专利文献5和6中所述条件的墨并研究了由该墨得到的图像浓度。结果发现没有得到由本发明人追求水平的图像浓度。考虑为此的原因是归因于墨的蒸发几乎不发生在寿命时间10毫秒时的事实，所以可提高记录介质上图像浓度的墨状态变化(墨粘度增加、着色材料的缔合或聚集)不会发生。换而言之，在专利文献5和6中描述的技术中，根本没有考虑在记录介质上的墨状态变化，在寿命时间10毫秒时的动态表面张力值可认为是对图像浓度增加没有意义的值。

在专利文献4中，在寿命时间10毫秒时的动态表面张力为45mN/m的值太低，以致不能抑制墨渗透到具有粗织构和大量空隙的记录介质中。即使从这种观点出发，在专利文献4中所述技术的目的是控制墨的渗透速度以实现合适的渗透性而不过度模糊。因此一般认为不能得到高图像浓度。

<解决问题的方式>

根据本发明的墨为至少包括水、水溶性有机溶剂、水不溶性着色材料、表面活性剂和对于水不溶性着色材料的不良介质和/或盐，且具有以下动态表面张力特征的墨。更具体地讲，由最大泡压法测定的在寿命时间50毫秒时的动态表面张力高于47mN/m，以及由最大泡压法测定在寿命时间5,000毫秒时的动态表面张力为38mN/m以下。

此外，在本发明中用于表面张力测量的最大泡压法如下。具体地，最大泡压法是这样一种方法：测量释放形成于浸入待测液体中的探针(毛细管)顶部的气泡所需要的最大压力，从该最大压力得出表面张力。寿命时间指时间，在最大泡压法中在探针顶部形成气泡时，从一个气泡在顶部释放后一个新气泡表面形成的时刻至达到最大泡压的时刻(当气泡的曲率半径等于探针顶部半径的时刻)。

本发明的重点为：通过精确地控制水不溶性着色材料的聚集和墨渗透到记录介质中的两种现象之间的平衡，同时实现图像浓度和固着性。为此，重要的是平衡水不溶性着色材料的聚集与由墨的动态表面张力变化引起的渗透开始时间，所述水不溶性着色材料的聚集是由于墨的蒸发或用墨润湿记录介质导致的墨中成分的比率变化而引起的。

在寿命时间50毫秒时的动态表面张力值对图像性质例如图像浓度和固着性发挥何种影响将在下文中详细地描述。

图1表示墨的动态表面张力变化状态的实例。在图1中，墨(1)为在整个时间变化过程中保持动态表面张力高于47mN/m的墨。墨(2)和(3)为具有在寿命时间50毫秒时的动态表面张力高于47mN/m的墨，其中该动态表面张力随时间变化而降低。在这些墨中，墨(3)的动态表面张力随时间变化而更大地改变，且在寿命时间5,000毫秒的动态表面张力变为38mN/m以下。墨(4)为这样一种墨，其具有在极短的寿命时间时动态表面张力高于47mN/m，但该动态表面张力随时间变化而大幅改变，由此在寿命时间50毫秒时的动态表面张力变为47mN/m以下，且甚至此后该动态表面张力还随时间变化而降低。墨(5)为这样一种墨，其甚至从极短的寿命时间即具有低的动态表面张力，且甚至此后该动态表面张力还随时间变化而降低。墨(6)为既不包含对于水不溶性着色材料的不良介质也不含有盐的墨。

根据在记录介质上在寿命时间50毫秒时刻的墨状态，具有这样如上所述的动态表面张力变化特性的各个墨彼此不同。在图1中的墨(1)、(2)和(3)具有在寿命时间50毫秒时的动态表面张力高于47mN/m。当在寿命时间50毫秒时的动态表面张力高于47mN/m时，即使是当记录介质为具有粗织构和大量空隙的记录介质，即具有高渗透速度的记录介质时，也能够抑制此种墨开始渗透到记录介质中。在这种情况下，该墨包括对于水不溶性着色材料的不良介质和/或盐，由此可得到高图像浓度，这是因为发生墨状态的变化例如在墨中的水蒸发时伴随的不溶性着色材料的聚集。根据由本发明人进行的研究，认为其可归因于以下机理。即，在当能够增加图像浓度的这种墨状态变化(墨粘度增加)发生的时刻，即，在从将墨施加于记录介质上经过50毫秒的时刻，将墨的动态表面张力保持高于47mN/m。在记录介质上的墨中的水因而蒸发，导致墨状态的变化(墨的粘度增加)，以致改变墨的组成。结果，在墨中对于水不溶性着色材料的不良介质和/或盐的浓度变化，因而导致水不溶性着色材料的聚集。因此导致水不溶性着色材料有效地存在于记录介质表面上。根据上述机理，具有像墨(1)、(2)和(3)的性质的墨能够实现高图像浓度，甚至是在具有粗织构和大量空隙的记录介质，即具有高渗透速度的记录介质上。

另一方面，在从将墨施加于记录介质经过50毫秒之前，墨(4)和(5)的动态表面张力为47mN/m以下。当将具有这种性质的墨施加到渗透速度低的记录介质时，随着渗透发生水不溶性着色材料的聚集，这是因为墨慢慢渗透到记录介质中，以致能够引起水不溶性着色材料存在于记录介质表面附近。然而当将具有此种性质的墨施加到具有粗结构和大量空隙即具有高渗透速度的记录介质时，在墨状态变化(墨粘度增加、着色材料的缔合或聚集)发生之前，墨开始向记录介质中渗透。结果，不能导致水不溶性着色材料有效地存在于记录介质表面上。换而言之，当使用具有粗结构和大量空隙的记录介质，即具有高渗透速率的记录介质时，在具有像墨(4)和(5)的性质的墨中，渗透速度高于聚集速度，以致水不溶性着色材料渗透到记录介质中，因此图像浓度变低。

此外，墨(6)既不包括对于水不溶性着色材料的不良介质也不包括盐。当将此种墨施加到具有粗结构和大量空隙即具有高渗透速度的记录介质时，必要的是在寿命时间50毫秒时的该墨的动态表面张力为49mN/m以上，以实现高图像浓度。

如上所述，当墨既不包含对于水不溶性着色材料的不良介质也不含有盐时，甚至对于具有粗结构和大量空隙的记录介质，即，具有高渗透速度的记录介质，必要的是如下控制动态表面张力，以实现高的图像浓度。即，必要的是控制在寿命时间50毫秒时的该墨的动态表面张力为49mN/m以上。另一方面，当墨包含对于水不溶性着色材料的不良介质和/或盐时，仅仅必要的是使该墨在寿命时间50毫秒时的动态表面张力高于47mN/m。通过提供具有此构成的墨，即使是对于具有粗结构和大量空隙的记录介质，即，高渗透速度的记录介质，也能够实现高的图像浓度。这意味着：包含不良介质和/或盐的墨即使是当通过最大泡压法测定的在寿命时间50毫秒时的墨动态表面张力与既不含不良溶剂也不含有盐的墨相比是低的时，也能够实现高图像浓度。

为了改进墨的固着性，即促进其固着速度，优选墨的动态表面张力随时间变化而降低。具体地，必要的是通过最大泡压法测定的在寿命时间5,000毫秒时的墨动态表面张力为38mN/m以下。对于其的原因为：当在寿命时间5,000毫秒时的墨动态表面张力为38mN/m以下时，即使当记录介质具有精细织构和少量空隙时，也可以提高存在于记录介质表面的过多液体组分渗入记录介质的速度，所以固着速度可以提高。因此，出于提高固着速度的目的，在可以实现高图像浓度的图1中的墨(1)、(2)和(3)中，需要在寿命时间5,000毫秒时的动态表面张力为38mN/m以下的墨(3)。

此外，当在寿命时间5,000毫秒时的动态表面张力太低时，此种墨易于渗透到记录介质的内部(记录介质的厚度方向)，以致有时可能发生墨透过至记录介质背面的所谓透印(strikethrough)。因此，有利的是控制在寿命时间5,000毫秒时的动态表面张力至28mN/m以上，进一步32mN/m以上。无需说明，本发明不限于这些。

为了获得高图像浓度和提供高质量图像而不出现白条纹，有利的是将在寿命时间50毫秒时的墨动态表面张力控制为53mN/m以下。当在寿命时间50毫秒时的墨动态表面张力高于53mN/m时，在从刚刚将墨施加于记录介质后到墨开始渗透到记录介质中的这段短暂的时间内，有时这种墨在记录介质表面上可能不能充分地扩散。因此有时可能出现白条纹(连接条纹)，这是因为记录介质不能有效地用墨覆盖。白条纹(连接条纹)是指在上述一遍记录中第N次扫描的记录面积和第(N+1)次扫描的记录面积之间的连接部分处发生的白条纹，且不同于常规已知的由不良喷射导致的填充位置偏移引起的白条纹。通过控制在寿命时间50毫秒时的墨动态表面张力为53mN/m以下可以抑制白条纹的原因不是非常清楚地已知。然而，本发明人假定以下两个因素形成出现白条纹的原因。

首先，寿命时间50毫秒时的动态表面张力高于50mN/m的墨显示出邻近地施加于记录介质的多个墨滴聚集在彼此周围的趋势。因而，将在通过第一记录步骤(first recording pass)记录的面积的端部存在的墨吸引到墨富集的中间部分。同样，将在通过下一次记录步骤记录的面积的端部存在的墨也吸引到墨富集的中间部分。结果，认为白条纹出现在通过第一记录步骤记录的面积的末端部分和通过下一次记录步骤记录的面积的末端部分之间。因此有利的是控制在寿命时间50毫秒时的墨动态表面张力为53mN/m以下。

还认为从墨施加于记录介质到墨的渗透花费50毫秒以上的时间。其间，当水不溶性着色材料的聚集和墨粘度增加过度进行时，过度抑制水不溶性着色材料在记录介质上的扩散，所以不能得到足够的面积因数。结果，认为没有进行记录的部分局部地出现在由多个记录步骤记录的面积之间的连接部分，从而导致白条纹。

<墨>

根据本发明的墨的主要特征在于该墨具有如上所述的动态表面张力的特征且包括对于水不溶性着色材料的不良介质和/或盐。通过例如适当地结合渗透剂例如表面表面活性剂和水溶性有机溶剂的类型和含量能够进行墨动态表面张力的控制。除了上述条件之外，对于根据本发明的墨必要的仅是采用和常规墨的组成相同的组成。组成根据本发明的墨的各个组分将在下文中描述。

(表面活性剂)

没有特别地限定表面活性剂，只要控制根据本发明的墨使其展示出如上所述的这种动态表面张力的变化即可。基于墨的总质量，墨中表面活性剂的含量(质量％)优选0.10质量％以上至0.75质量％以下。如果含量低于0.10质量％，在某些情况下会难以将墨在寿命时间5,000毫秒时的动态表面张力降低至38mN/m以下。另一方面，如果含量高于0.75质量％，在某些情况下难以将墨在寿命时间50毫秒时的动态表面张力提高至高于47mN/m。进一步地，如果表面活性剂的含量过多，当将颜料用作水不溶性着色材料时，墨中过多地存在的表面活性剂对颜料的分散特性和聚集特性施加影响，所以在某些情况下，发生由蒸发等引起的墨状态的改变。作为表面活性剂，可具体使用例如下列表面活性剂。

[非离子表面活性剂]

聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物、脂肪酸二乙醇酰胺、乙炔二醇-环氧乙烷加合物和乙炔二醇表面活性剂。

[阴离子表面活性剂]

聚氧乙烯烷基醚硫酸盐、聚氧乙烯烷基醚磺酸盐、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸盐、聚氧乙烯烷基苯基醚磺酸盐、α-磺基脂肪酸酯盐、烷基苯磺酸盐、烷基苯酚磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷基四氢化萘磺酸盐(alkyl tetralinsulfonic acid salts)和二烷基磺基琥珀酸盐。

[阳离子表面活性剂]

烷基三甲基铵盐和二烷基二甲基氯化铵。

[两性表面活性剂]

烷基羧基甜菜碱。

[其他表面活性剂]

含氟表面活性剂和硅氧烷表面活性剂。

为了使根据本发明的墨具有如上所述的动态表面张力特性，通过使用上述表面活性剂中的一种或多种表面活性剂来控制动态表面张力。在本发明中，上述表面活性剂中，优选使用非离子表面活性剂，以及更优选使用聚氧乙烯烷基醚。包含具有12至18个碳原子的烷基的聚氧乙烯烷基醚是特别优选的。其中，特别优选其烷基基团是月桂基、鲸蜡基或者是油基的非离子表面活性剂。

在本发明中，优选使用由格里菲(Griffin)法测定的HLB值为8.0以上至15.5以下，优选9.0以上至14.0以下，特别优选9.0以上至13.6以下的表面活性剂。如果表面活性剂的HLB值低于8.0，则这种表面活性剂在水中的溶解度低，所以该表面活性剂很难溶解在墨中，并且在某些情况下表面活性剂在墨滴的表面可能分布不均匀。另一方面，如果表面活性剂的HLB值高于15.5，在所得墨中的动态表面张力变化变小，所以在某些情况下不能够充分达到本发明的效果。

<水性介质>

可将其为水和水溶性有机溶剂的混合溶剂的水性介质用于根据本发明的墨中。在本发明中，对于水溶性有机溶剂的选择，有利的是：在通过以下方法确定对于水不溶性着色材料的不良介质后，选择水溶性有机溶剂并适当地将其引入以制备墨。没有特别地限定水溶性有机溶剂，只要控制根据本发明的墨使其展示出如上所述的这种动态表面张力的变化即可。在墨中，包含其后描述的展示出不良介质行为的水溶性有机溶剂的水溶性有机溶剂的含量(质量％)优选3.0质量％以上至50.0质量％以下，基于墨的总质量。例如，具体可使用下列水溶性有机溶剂。

具有1至6个碳原子的链烷醇，例如乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇和叔丁醇；羧酸酰胺，例如N，N-二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺；酮例如丙酮、甲乙酮和2-甲基-2-羟基戊-4-酮；环醚例如酮醇、四氢呋喃和二噁烷；甘油；二醇例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、1，2-或1，3-丙二醇、1，2-或1，4-丁二醇、聚乙二醇和硫二甘醇；多元醇例如1，3-丁二醇、1，5-戊二醇、1，2-己二醇、1，6-己二醇、2-甲基-1，3-丙二醇和1，2，6-己三醇；多元醇烷基醚，例如乙二醇单甲基(或乙基)醚、二甘醇单甲基(或乙基)醚和三甘醇单乙基(或丁基)醚；杂环化合物例如正吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮和N-甲基吗啉；以及含硫化合物，例如二甲基亚砜。

在上述溶剂中，特别优选使用甘油、乙二醇、二甘醇、三甘醇和2-吡咯烷酮。特别优选使用其为具有高渗透性的水溶性有机溶剂的醇，例如乙醇、2-丙醇、1，2-戊二醇和1，2-己二醇以及亚烷基二醇。

为了使根据本发明的墨具有如上所述的动态表面张力特性，可通过使用上述水溶性有机溶剂中的一种或多种水溶性有机溶剂来控制墨的动态表面张力。

在本发明中，有利的是：在通过以下方法确定对于水不溶性着色材料的不良介质和良介质后，当X为良介质的总含量(质量％)和Y为不良介质的总含量(质量％)时，在墨中的X和Y的比例通过以下方式进行控制。即，优选将组成墨的水溶性有机溶剂的类型和含量以以下方式调节，X与Y的质量比[(良介质的总含量(质量％)):(不良介质的总含量(质量％))]落在X:Y＝10:5以上至X:Y＝10:30以下的范围内。此外，[X与Y的比落在X:Y＝10:5以上至X:Y＝10:30以下的范围内]是指当X为10时，Y为5以上至30以下。

作为水，优选使用去离子水(离子交换水)。出于提供此种墨以具有对于稳定喷射适当的粘度和抑制在喷射口处阻塞的目的，墨中水的含量(质量％)优选50.0质量％以上至95质量％以下，基于墨的总质量。

(对于水不溶性着色材料的不良介质和/或盐)

要求根据本发明的墨包含对于水不溶性着色材料的不良介质和/或盐作为聚集促进剂。本发明中的聚集促进剂，尽管在没有发生墨的蒸发或润湿性变化的条件下稳定地存在于墨中，但当墨蒸发或润湿性变化发生时，其具有促进水不溶性着色材料聚集的作用。具体地，当通过在喷射墨后的墨蒸发或通过在将墨施加于记录介质后记录介质的润湿性变化而发生组成墨的组分的比例变化时，不良介质和盐具有促进水不溶性着色材料聚集的作用。

在本发明中，动态表面张力随寿命时间而变化的墨包括聚集促进剂，由此通过以下机理能够得到高图像浓度。当将根据本发明的墨施加于记录介质时，通过由于聚集促进剂的作用导致的水不溶性着色材料的聚集发生墨状态的变化，由此即使是当记录介质为具有粗结构和大量空隙的记录介质，即具有高渗透速度的记录介质时，也能够抑制墨渗透至记录介质中。换而言之，通过聚集促进剂的作用聚集水不溶性着色材料，即，在从墨施加于记录介质到墨渗透发生期间改变墨的状态。结果，即使是当记录介质为具有粗结构或大量空隙的记录介质，即具有高渗透速度的记录介质时，也能够抑制墨到记录介质中的渗透速度。墨到记录介质中的渗透开始于墨中的水不溶性着色材料在记录介质表面聚集之后，由此能够导致在墨中的水不溶性着色材料更加有效地存在于记录介质的表面。换而言之，本发明的重点是使用聚集促进剂，以在从墨施加于记录介质到墨渗透发生期间，即在墨存在于记录介质表面期间保证开始水不溶性着色材料的聚集。

在本发明中使用的聚集促进剂的具体实例包括对于水不溶性着色材料的不良介质和盐。如上所述，聚集促进剂尽管在没有发生墨的蒸发或润湿性变化的条件下在墨中稳定地存在，但当墨蒸发或润湿性变化发生时，其具有促进水不溶性着色材料聚集的作用。对于水不溶性着色材料的不良介质和盐将在下文中描述。

[对于水不溶性着色材料的不良介质]

在本发明中的不良介质是指这种水溶性有机溶剂：不能稳定地保持水不溶性着色材料在水溶性有机溶剂中的分散状态，而与水不溶性着色材料的分散方法无关。在本发明中，使用展示出如上所述的不良介质行为的水溶性有机溶剂作为对于水不溶性着色材料的聚集促进剂，墨中不良介质的成分(以没有蒸发的状态)以水不溶性着色材料能够稳定分散的方式存在。当将这种墨施加于记录介质时，在墨蒸发过程中不良介质的浓度相对增加。将在墨中的不良介质的含量优选设置以达到水不溶性着色材料能够在此时开始聚集的程度。在本发明中，在以如下方式测定对于对象水不溶性着色材料的分散稳定性之后，使用作为对于水不溶性着色材料的不良介质的水溶性有机溶剂。此外，不是不良介质的水溶性有机溶剂是指本发明中的良介质。

更具体地，通过以下方法确定使用的水溶性有机溶剂是否为对于特定水不溶性着色材料的良介质或不良介质。首先，制备以下两种分散液，其为测定对象的含有水溶性有机溶剂的特定水不溶性着色材料的分散液A，和水不溶性着色材料的分散液B。

A：具有以下组成的分散液，在该组成中，为测定对象的水溶性有机溶剂的含量为50质量％，水不溶性着色材料的含量或水不溶性着色材料和有助于着色材料分散性的物质的总含量为5质量％，水含量为45质量％。

B：具有以下组成的分散液，在该组成中，水不溶性着色材料的含量或水不溶性着色材料和有助于着色材料分散性的物质的总含量为5质量％，水含量为95质量％。

将分散液A在60℃保存48小时然后冷却到常温后，借助纤维光学颗粒分析仪(商品名：FPAR-1000；由Otsuka ElectronicsCo.，Ltd.制造)测量在分散液A中的水不溶性着色材料的平均粒径。此外，以如上所述相同的方式将分散液B在60℃保存48小时然后冷却到常温后，借助纤维光学颗粒分析仪测量在分散液B中的水不溶性着色材料的平均粒径。将在分散液A中和分散液B中的各个水不溶性着色材料的平均粒径的值分别记为粒径(A)和粒径(B)。此时，在粒径(A)大于粒径(B)的情况下确定该水溶性有机溶剂为不良介质，在粒径(A)等于或小于粒径(B)的情况下确定该水溶性有机溶剂为良介质。

使用以此种方式确定的不良介质，以制备具有在本发明中限定的构成的墨。结果，确定获得如上所述的这种优良的效果。

通过使用下述方法可以容易地确定组成未知的墨是否符合本发明。首先，通过气相色谱(GC/MS)分析包含在组成未知的墨中的水溶性有机溶剂的种类和含量。具体地，借助GC/MS(商品名：TRACE DSQ；由Thermo Quest制造)分析通过取出1g组成未知的墨并使用甲醇稀释墨至规定的稀释度得到的试样。从而能够鉴定包含在水性介质中的水溶性有机溶剂的类型和含量。

然后，必要的是测定鉴定的水溶性有机溶剂是否为良介质或不良介质。根据上述用于测定良介质和不良介质的方法，通过在包含水溶性有机溶剂和水的液体中分散自分散颜料来制备分散液。为了由墨制备此分散液，必须从墨中提取水不溶性着色材料或水不溶性着色材料和有助于着色材料分散的物质。然而在这种情况中，水不溶性着色材料或水不溶性着色材料和有助于其分散的物质可能在提取处理过程中变性。

因此，本发明人已进行了关于用于使用组成未知的墨本身确定不良介质和良介质的方法的研究，通过此方法确定的结果与上述用于确定良介质和不良介质的方法一致。结果，已发现能够将以下方法应用于使用组成未知的墨本身确定不良介质和良介质的方法。

将以上述方式鉴定的在墨中的水溶性有机溶剂以与在墨中的水溶性化合物的含量相等的量添加以制备稀释液。将此稀释液在60℃保存48小时并冷却到常温，借助纤维光学颗粒分析仪(商品名：FPAR-1000；由Otsuka Electronics Co.，Ltd.制造)等测量在稀释液中的水不溶性着色材料的平均粒径。此外，还以与上述相同的方式测量未在60℃保存48小时的状态的墨中的水不溶性着色材料的平均粒径。在60℃保存48小时的稀释液中和以未在60℃保存48小时的状态的墨中的各水不溶性着色材料的平均粒径的值分别记为粒径(A)和粒径(B)。此时，在粒径(A)大于粒径(B)的情况下，确定水溶性有机溶剂为不良介质，在粒径(A)等于或小于粒径(B)的情况下，确定水溶性有机溶剂为良介质。

优选墨中不良介质的含量(质量％)为3.0质量％以上至低于50.0质量％，更优选10.0质量％以上至40.0质量％以下，基于墨的总质量。如果该含量低于3.0质量％，不能取得通过不良介质聚集水不溶性着色材料的效果，以致在有些情况下不能使更大量的水不溶性着色材料存在于记录介质表面上。另一方面，如果该含量为50.0质量％以上，则在有些情况下不能获得墨的保存稳定性。此外，墨的保存稳定性通常指处于水不蒸发状态的保存稳定性。

作为在本发明中使用的不良介质的水溶性有机溶剂的具体实例包括异丙醇、三甘醇、2-吡咯烷酮、具有200以上平均分子量的聚乙二醇和在主链两个末端至少具有羟基的二醇。其中，优选使用2-吡咯烷酮、1，5-戊二醇、聚乙二醇600(平均分子量：600)和聚乙二醇1000(平均分子量：1000)。无需说明，本发明中使用的不良介质不限于这些。

[盐]

作为用于本发明的盐，可使用任何盐，只要其可在墨中起到电解质的作用即可。在本发明中，将盐用作对于水不溶性着色材料的聚集促进剂，以能够稳定分散水不溶性着色材料的方式设定墨中盐的含量(以不蒸发的状态)。当将这种墨施加于记录介质时，在墨蒸发过程中盐即电解质的浓度相对增加。将在墨中盐的含量优选设置以达到水不溶性着色材料能够在此时开始聚集的程度。

在本发明中，墨中盐的形式可为部分解离状态或完全解离状态的任意形式。在本发明中，这些状态都表示为含有“盐”的墨。在根据本发明的墨中使用的盐指通过以下阳离子和与该阳离子偶合的阴离子形成的盐。优选至少部分盐溶于水。用于形成盐的阳离子的具体实例包括一价金属离子例如Li⁺、Na⁺和K⁺；二价金属离子例如Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Mg²⁺和Zn²⁺；三价金属离子例如Al³⁺、Fe³⁺、Cr³⁺和Y³⁺；铵离子；和有机铵离子。与该阳离子偶合的阴离子的具体实例包括Cl^-、Br^-、I^-、ClO^-、ClO₂ ^-、ClO₃ ^-、ClO₄ ^-、NO₂ ^-、NO₃ ^-、SO₄ ^2-、CO₃ ^2-、HCOO^-、CH₃COO^-、C₂H₄(COO^-)₂、C₆H₅COO^-和C₆H₄(COO^-)₂。无需说明，本发明不限于这些。

在根据本发明的墨中，阳离子优选铵，这是因为获得优良的耐水性。特别地，优选NH₄NO₃、C₂H₄(COONH₄)₂、C₆H₄(COONH₄)₂和(NH₄)₂SO₄，这是因为在相对短的时间内形成耐水性。

此外，在本发明中，也可将能够使水不溶性着色材料的分散状态去稳定的水溶性染料或具有离子基团的聚合物用作盐。

墨中盐的含量(质量％)优选0.01质量％以上至10.0质量％以下，更优选0.1质量％以上至5.0质量％以下，基于墨的总质量。如果该含量低于0.01质量％，则在有些情况下不能取得本发明的效果。如果该含量高于10.0质量％，则在有些情况下不能获得墨的保存稳定性。此外，墨的保存稳定性通常指处于水不蒸发状态的保存稳定性。

[不良介质和盐的组合使用]

根据本发明的墨可包括不良介质和盐二者。在本发明中，将不良介质和盐用作对于水不溶性着色材料的聚集促进剂，墨(以不蒸发的状态)中不良介质和盐的含量以能够稳定分散水不溶性着色材料的方式设定。当将这种墨施加于记录介质时，在墨蒸发过程中不良介质的浓度和盐(电解质)的浓度相对增加。将在墨中不良介质和盐的含量优选设置以达到水不溶性着色材料能够在此时开始聚集的程度。

当不良介质和盐组合使用时，不良介质的含量(质量％)优选3.0质量％以上至40.0质量％以下，更优选3.0质量％以上至20.0质量％以下，基于墨的总质量。当不良介质和盐组合使用时，在墨中盐的含量(质量％)优选0.01质量％以上至5.0质量％以下，更优选0.1质量％以上至5.0质量％以下，基于墨的总质量。当不良介质和盐组合使用时，墨中不良介质的含量与盐的含量的比例(不良介质/盐)优选0.6以上至200以下。当不良介质的含量与盐的含量的比例落在上述范围内时，能够更加有效地取得本发明的效果。

(水不溶性着色材料)

用于根据本发明的墨中的着色材料为水溶性着色材料例如炭黑或有机颜料。作为水不溶性着色材料，可使用任意着色材料而与其分散方式无关。例如可以使用用分散剂或表面活性剂的聚合物分散型着色材料(聚合物分散着色材料)，或亲水基引入到颗粒表面中的自分散型着色材料(自分散着色材料)。也可使用微胶囊型着色材料，该着色材料的分散性提高，且其能够不使用分散剂而分散，或还可使用颗粒的表面化学键合含聚合物的有机基团的着色材料(聚合物键合型自分散着色材料)。无需说明，分散方法彼此不同的这些水不溶性着色材料还可组合使用。优选墨中水不溶性着色材料的含量(质量％)为0.1质量％以上至15.0质量％以下，更优选1.0质量％至10.0质量％以下，基于墨的总质量。

[炭黑]

作为炭黑，可使用炭黑例如炉黑、灯黑、乙炔黑或槽黑。具体地，例如可使用以下炭黑。

Raven：1170、1190 ULTRA-II、1200、1250、1255、1500、2000、3500、5000、5250、5750和7000(全部为Columbian CarbonCo.的产品)；Black Pearls L，Regal：300R、400R和660R，MogulL，Monarch：700、800、880、900、1000、1100、1300和1400，和Valcan XC-72R(全部为CABOT Co.的产品)；Color Black：FW1、FW2、FW2V、FW18、FW200、S150、S160和S170，Printex：35、U、V、140U和140V，及Special Black：4、4A、5和6(全部为Degussa AG的产品)；与No.25、No.33、No.40、No.47、No.52、No.900、No.2300、MCF-88、MA600、MA7、MA8和MA100(均为MITSUBISHI CHEMICAL CORPORATION的产品)。

然而本发明并不限定于这些，并可使用常规已知的任何炭黑。除上述之外，也可以使用磁性细颗粒例如磁铁矿和铁氧体，以及钛黑作为颜料。

[有机颜料]

作为有机颜料，可具体使用例如下列颜料：水不溶性偶氮颜料如甲苯胺红、甲苯胺栗、汉撒黄、联苯胺黄和吡唑啉酮红；水溶性偶氮颜料如立索尔红、Helio Bordeaux、颜料猩红和永久红2B；还原染料衍生物如茜素、阴丹酮和硫靛栗；酞菁类颜料如酞菁蓝和酞菁绿；喹吖啶酮类颜料如喹吖啶酮红和喹吖啶酮品红；苝系颜料如苝红和苝猩红；异吲哚啉酮类颜料如异吲哚啉酮黄和异吲哚啉酮橙；咪唑酮类颜料如苯并咪唑酮黄、苯并咪唑酮橙和苯并咪唑酮红；皮蒽酮类颜料如皮蒽酮红和皮蒽酮橙；靛类颜料；缩合偶氮颜料；硫靛类颜料和其它颜料如黄烷士酮黄、酰胺黄、喹啉并酞酮黄(Quinophthalone yellow)、镍偶氮黄、铜甲亚胺黄、苉酮橙(perinone orange)、蒽酮橙、联蒽醌红、和二噁嗪紫。

当用颜色指数(C.I.)号表示有机颜料时，例如可以使用以下颜料。

C.I.颜料黄：12、13、14、17、20、24、74、83、86、93、109、110、117、120、125、128、137、138、147、148、151、153、154、166和168；C.I.颜料橙：16、36、43、51、55、59、61和71；C.I.颜料红：9、48、49、52、53、57、97、122、123、149、168、175、176、177、180、192、215、216、217、220、223、224、226、227、228、238和240；C.I.颜料紫：19、23、29、30、37、40和50；C.I.颜料蓝：15、15:1、15:3、15:4、15:6、22、60和64；C.I.颜料绿：7和36；和C.I.颜料棕23、25和26。

[分散剂]

在本发明中，也可将分散剂用于分散墨中的水不溶性着色材料。作为分散剂，可以使用任何树脂，只要其至少一部分具有水溶性即可。树脂的重均分子量优选1,000以上至30,000以下，更优选3,000以上至15,000以下。墨中树脂的含量(质量％)优选0.1质量％以上至10.0质量％以下。墨中水不溶性着色材料的含量与树脂的含量的比例(P/B比)优选0.02以上至150以下。

作为分散剂，可具体地使用例如由选自以下组的至少2种单体(至少其一为亲水性单体)组成的嵌段共聚物、无规共聚物或接枝共聚物或其盐。这些树脂溶于其中溶解碱的水溶液中(例如碱溶性树脂)。苯乙烯、苯乙烯衍生物、乙烯基萘、乙烯基萘衍生物、丙烯酸、丙烯酸衍生物、马来酸、马来酸衍生物、衣康酸、衣康酸衍生物、富马酸、富马酸衍生物、α，β-烯属不饱和羧酸的脂族醇酯、乙酸乙烯酯、乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺及其衍生物。也可使用天然树脂如松香、紫胶和淀粉。

[自分散颜料]

在本发明中，特别优选使用自分散型着色材料(自分散着色材料)。本发明人已经发现自分散着色材料(下文中可称为自分散颜料)对于获得优良的图像浓度是特别有效的。

当将包含自分散颜料和对于自分散颜料的不良介质和/或盐(聚集促进剂)的墨施加于记录介质时，通常发生以下现象。即通过记录介质上的墨中水的蒸发或墨中的水溶性有机溶剂和固体如自分散颜料之间的液固分离发生，使墨中自分散颜料的分散状态快速去稳定，因而导致自分散颜料的聚集。认为这种聚集时墨中聚集促进剂的浓度相对增加，对颜料的分散状态的去稳定施加很大影响。事实上，对于包含聚集促进剂的墨和不包含聚集促进剂的墨，当使用包含聚集促进剂的墨时，在记录介质表面上存在的自分散颜料的量变得更大，从而获得更高的图像浓度。

作为本发明人的研究结果，已发现：当即使使用相同的聚集促进剂，但使用的自分散颜料的类型不同时，具有上述动态表面张力特性的墨之间在得到的图像浓度上也存在很大的差异。

因而，出于作为模型观察当各种墨中的盐浓度通过在记录介质上墨中的水蒸发而相对增加时自分散颜料的聚集性质的目的，本发明人进行了关于分别包含不同自分散颜料的墨的以下研究。具体地，制备分别包含不同自分散颜料的墨，并将氯化钠添加到各墨中至分散态能够稳定保持的程度。蒸发此种墨，因而相对地增加在各墨中的氯化钠的浓度，以研究氯化钠的浓度和自分散颜料的平均粒径之间的关系。基于向其中添加最小量的氯化钠以增加自分散颜料的平均粒径的墨，将墨的蒸发率(％)和平均粒径增加率分别作为横坐标轴和纵坐标轴来制作图(图2)。此外，当蒸发向其中添加最小量的氯化钠以增加自分散颜料的平均粒径的墨作为参考(初始墨)时，以下描述的“蒸发率”是指由下列等式得到的值。即，蒸发率为由以下等式得到的值：

蒸发率(％)＝{[(初始墨的质量)-(蒸发后墨的质量)]/[初始墨的质量]}×100

结果，已发现可将自分散颜料粗略地划分为3种类型[图2中的(A)、(B)和(C)]的曲线的那些。进一步发现使用分别包含这些自分散颜料的墨以形成图像时，在得到的图像浓度中造成差异。更具体地，包含显示图2中(A)的聚集性质的自分散颜料的墨给出极为优良的图像浓度。包含显示图2中(B)的聚集性质的自分散颜料的墨给出优良的图像浓度，尽管它比(A)的墨差。包含显示图2中(C)的聚集性质的自分散颜料的墨通常给出与(B)的墨比较高的图像浓度，尽管图像浓度在一些记录介质上略低。从上述事实，本发明人已经发现在图2中的各条曲线的切线斜率即墨蒸发时伴随的自分散颜料的平均粒径的变化与图像浓度有某种关联。

图2中曲线的切线斜率和图像浓度之间的关系将在下文中描述。可认为在30％蒸发率下的平均粒径增加率大的自分散颜料为高聚集速度的自分散颜料。认为在30％蒸发率下的平均粒径增加率A₁为一定值以上的自分散颜料(例如自分散颜料(A)和(B))在记录介质上展示出以下聚集性质。更加具体地，认为通过墨中的水蒸发使自分散颜料的分散状态去稳定之后，自分散颜料的聚集迅速发生。在将墨施加于记录介质后，其动态表面张力在一定值以上保持一段时间的墨，如根据本发明的墨中，与聚集促进剂的效果结合，自分散颜料的聚集特别快地发生，同时抑制墨到记录介质中的渗透。由于这个原因，能够使自分散颜料特别有效地存在于记录介质表面上，以致认为获得优良的图像浓度。

另一方面，认为在30％蒸发率下的平均粒径增加率A₁低于一定值的自分散颜料(例如自分散颜料(C))展示出以下聚集性质。更加具体地，认为通过墨中的水蒸发使自分散颜料的分散状态去稳定之后，自分散颜料的聚集适度地发生。因此，将墨施加于记录介质后，将动态表面张力保持在一定值以上一段时间时，与上述(A)和(B)的情况比较，进行自分散颜料的聚集变得相对缓慢。结果，认为在记录介质表面上存在的自分散颜料的量变得相对小，所以当使用具有粗结构和大量空隙的记录介质即高渗透速度的记录介质时，图像浓度相对降低。

本发明人已进行了关于在各种墨中蒸发率和图像浓度之间的关系的研究，该各种墨通过添加不同的自分散颜料到具有本发明中规定的动态表面张力特性的墨中得到。结果，已发现在30％蒸发率下自分散颜料的聚集速度和图像浓度之间存在很大关联。更具体地，已发现：使用具有此聚集速度以致直到蒸发率达到30％的时间时平均粒径增加至初始液体平均粒径的至少15倍的自分散颜料，从而得到非常优良的图像浓度。本发明人假设对于此的原因如下。

在具有本发明所规定的动态表面张力特性的墨中，该动态表面张力在将该墨施加于记录介质之后的一定时间内维持在一定值以上，因此抑制墨渗入记录介质。在这段时间内，在墨滴的表面附近发生水的蒸发，并且在墨滴表面附近的自分散颜料的分散状态逐渐去稳定，以开始自分散颜料的聚集。其后，施加于记录介质上的墨随着时间的推移开始渗透到记录介质中。此时，墨开始渗入记录介质的时间范围和在施加于记录介质的墨滴表面附近的水蒸发率达到30％的时间范围几乎相同。从这一事实，认为：在30％蒸发率下的颜料聚集速度与图像浓度非常相关。

从上述所述事实，为了获得尤其优良的图像浓度，特别优选具体使用在蒸发率30％下的平均粒径增加率A₁的值为15以上的自分散颜料。

具体地，特别优选使用满足以下条件的自分散颜料。向墨中添加用以改变自分散颜料平均粒径的最小量的氯化钠，从而制备液体(称为“初始液体”)。从下列等式(1)得到在蒸发率为30％下自分散颜料的平均粒径增加率A₁，该蒸发率通过等式{(初始液体的质量-蒸发之后液体的质量)/初始液体的质量}×100来得到。此时，使用满足条件A₁≥15的自分散颜料，从而能够得到特别优良的图像浓度。

平均粒径增加率A₁＝(在30％蒸发率下的自分散颜料的平均粒径)/(在0％蒸发率下的自分散颜料的平均粒径)[等式(1)]。

此外，当实际测定平均粒径增加率时，优选进行以下步骤。首先，测量墨中自分散颜料的平均粒径(R₀)。然后，向如上所述的相同墨中以0.1克的增量添加0.1克、0.2克、......、N克的氯化钠，从而制备多种总质量被调整为100.0克的液体。分别测量各液体中自分散颜料的平均粒径(R_0.1，R_0.2，…，R_N)。此时，自分散颜料的平均粒径R_N变得大于在不包含氯化钠的液体中自分散颜料的平均粒径R₀时所添加的氯化钠的量被认为是为“用以改变自分散颜料的平均粒径的最小量”。

已知水溶性有机溶剂和表面活性剂根据其类型和含量在有些情况下对自分散颜料的分散状态即自分散颜料的平均粒径具有影响。然而，作为本发明人研究的结果，已发现：在改变自分散颜料的平均粒径之后，水溶性有机溶剂和表面活性剂对平均粒径增加率几乎没有影响，只要其量落在通常在水性墨中使用的范围内即可。因此，只要该墨包含自分散颜料，上述平均粒径增加率的计算方法同样也可以应用到包含添加剂的墨中，所述添加剂例如染料、水溶性有机溶剂、表面活性剂、pH调节剂、防腐剂、防霉剂、抗氧化剂和螯合剂。

作为本发明人进一步研究的结果，已发现：从蒸发率为30％的状态进一步进行液体蒸发时，在50％蒸发率下的自分散颜料的聚集速度也与图像浓度具有极大的相关性。即，认为在50％蒸发率下的平均粒径增加率A₂高于在蒸发率为30％下的平均粒径增加率A₁一定值的自分散颜料(例如自分散颜料(A))在记录介质上展示出以下聚集性质。更具体地，认为与蒸发率从0％(初始)直至达到30％时的自分散颜料的聚集相比，蒸发率从30％直至达到50％时的自分散颜料的聚集进行得更快。考虑到自分散颜料在记录介质上的这种聚集速率，当墨中的水蒸发进行得越来越多时，自分散颜料的聚集加速进行。由于这个原因，认为能够使自分散颜料特别有效地存在于记录介质表面上，以致获得极优良的图像浓度。

另一方面，认为在50％蒸发率下的平均粒径增加率A₂相对于在蒸发率为30％下的平均粒径增加率A₁为一定值以下的自分散颜料(例如自分散颜料(B))在记录介质上展示出以下聚集性质。更具体地，认为与蒸发率从0％(初始)直至达到30％时的聚集性质相比，蒸发率从30％直至达到50％时的自分散颜料的聚集适度地进行。

由于自分散颜料之间的聚集速度差异影响图像性质，所以含具有像(A)的聚集速度的自分散颜料的墨给出极其优良的图像浓度。对于此的原因是：将墨施加于记录介质后，墨的动态表面张力一段时间内保持在一定值以上，且与聚集促进剂的效果结合，自分散颜料的聚集极快地发生，同时抑制墨渗入记录介质中。

本发明人已进行了关于在各种墨中蒸发率和图像浓度之间的关系的研究，其中该各种墨通过添加不同的自分散颜料到具有本发明中规定的动态表面张力特性的墨中得到。结果，已发现在30％和50％的蒸发率下自分散颜料的聚集速度和图像浓度之间存在特别大的关联。更具体地，已发现：具有当蒸发率达到30％时平均粒径增加至初始液体平均粒径的至少15倍的聚集速度的自分散颜料进一步具有以下聚集速度时，达到极其优良的图像浓度。换而言之，已发现：当使用50％蒸发率下的平均粒径增加率大于在30％蒸发率下的平均粒径增加率的5/3的自分散颜料时，能够获得极其优良的图像浓度。

具体地，特别优选使用满足以下条件的自分散颜料。首先，以与上述相同的方式，向墨中添加用以改变自分散颜料平均粒径的最小量的氯化钠，从而制备液体(称为“初始液体”)。从以下等式(2)得到在蒸发率为50％下自分散颜料的平均粒径增加率A₂，该蒸发率通过等式{(初始液体的质量-蒸发之后液体的质量)/初始液体的质量}×100而得到。此时，可以使用满足条件A₂>(5/3)×A₁的自分散颜料，从而得到特别优良的图像浓度。

平均粒径增加率A₂＝(在50％蒸发率下的自分散颜料的平均粒径)/(在0％蒸发率下的自分散颜料的平均粒径)[等式(2)]。

本发明人推测通过使用满足A₂>(5/3)×A₁条件的自分散颜料能够获得特别优良的图像浓度的原因如下。如上所述，在将墨施加于记录介质之后墨滴的表面附近的蒸发率达到30％的时间范围几乎等于墨开始渗入记录介质的时间范围。当时间进一步流逝时，墨到记录介质中的渗透快速进行。在此过程中，水的蒸发在墨滴表面附近过度发生，所以自分散颜料的聚集越来越多地进行。当此时自分散颜料的聚集快速进行时，在墨快速渗透到记录介质中的过程中，大量的自分散颜料能够保留在记录介质的表面上。另一方面，当自分散颜料的聚集缓慢进行时，墨到记录介质中的渗透快速进行，因此保留在记录介质表面上的自分散颜料的比例变低。在墨滴表面附近的水的蒸发达到50％时，墨到记录介质中的渗透基本完成。换而言之，认为：在50％蒸发率下的自分散颜料聚集速度与图像浓度非常相关。

认为：因为可以使自分散颜料以此种方式非常有效地存在于记录介质表面上，所以获得极其优良的图像浓度。即，当使用蒸发率从30％达到50％时的聚集速度大于30％蒸发率时的聚集速度的自分散颜料时，能够获得极其优良的图像浓度。换而言之，特别优选使用此种自分散颜料，该自分散颜料在30％蒸发率下的A₁值为15以上，在50％蒸发率下的A₂值大于A₁值的5/3倍。

具体地，特别优选使用满足以下条件的自分散颜料。即，使用平均粒径增加率A₁满足条件A₁≥15的自分散颜料，从而能够获得优良的图像浓度。此外，A₁的上限优选50以下，更优选30以下，尽管该值不特别限定。换而言之，A₁优选满足条件15≤A₁≤50，更优选15≤A₁≤30。此外，使用平均粒径增加率A₂满足条件A₂>(5/3)×A₁的自分散颜料，从而能够获得极其优良的图像浓度。

可使用任何自分散颜料，只要其具有如上所述的聚集速度特性即可。在本发明中，特别优选使用-R-(COOM)_n基团直接或通过其它原子基团键合于颗粒表面的自分散颜料。此外，在上式中，R是亚烷基或芳环，M是氢原子、碱金属、铵或有机铵，并且n是1到3整数。亚烷基优选具有1到6个碳原子，并且其具体实例包括亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基和亚异丙基。芳环的实例包括苯和亚萘环。碱金属的实例包括锂、钠和钾。有机铵的实例包括乙酰氨基、苯甲酰氨基、甲基氨基、丁基氨基、二乙基氨基和苯基氨基。在本发明中，特别优选使用至少具有-R-(COOM)_n基的化合物键合至颜料颗粒表面的自分散颜料，该自分散颜料通过重氮偶合工艺等获得。

关于引入到颜料颗粒表面的-R-(COOM)_n基的量，为了实现本发明的效果，优选使引入到每单位表面积颜料颗粒的量更大。具体地说，每单位表面积颜料颗粒的离子基团密度优选为1.0μmol/m²以上，更优选为2.5μmol/m²以上。此外，可以通过例如借助离子仪测量颜料分散液中的碱金属离子如钠离子的浓度，并且将所得值换算为离子基团密度，来测定离子基团密度。

可以将一种或两种或多种自分散颜料用于根据本发明的墨中，只要它们满足上述的蒸发率和平均粒径增加率之间的关系即可。为了调节色调，还可使用其它着色材料与自分散颜料的组合。然而，当使用其它着色材料时，优选在可以获得利用它们所带来的效果而不损害本发明的目的和效果的限度内使用它们。

<水不溶性材料、盐和渗透剂之间的关系>

描述墨中的水不溶性着色材料、盐和渗透剂之间的关系。如上所述，在本发明中特别优选使用自分散颜料作为水不溶性着色材料。自分散颜料的离子基团密度与盐和渗透剂(特别是表面活性剂)的含量之间存在紧密关系。为了有效地获得本发明的效果，优选以上述方式控制盐和表面活性剂的含量。

自分散颜料的离子基团密度与分散稳定性非常相关，并且更高的离子基团密度显示出使自分散颜料的分散状态稳定的趋势。在包含离子基团密度低的自分散颜料的墨的情况下，通过在将该墨施加于记录介质之后经过50毫秒的时刻，在记录介质上的墨中的水蒸发，自分散颜料的分散状态相对容易去稳定。此时，通过使用相对少量的盐，包含离子基团密度低的自分散颜料的墨能够使自分散颜料有效地存在于记录介质的表面上，这是因为自分散颜料分散状态的稳定性相对低。另一方面，在包含离子基团密度高的自分散颜料的墨的情况下，虽然在记录介质上墨中的水蒸发，但是在将该墨施加于记录介质之后经过50毫秒的时刻，自分散颜料仍然保持稳定的分散状态。因此，为了使水不溶性着色材料有效地存在于记录介质的表面上，必须使用聚集促进剂如盐。

如上所述，在自分散颜料的离子基团密度和墨中盐的含量之间存在紧密关系，并且具有更高的离子基团密度显示出增加水不溶性着色材料有效地存在于记录介质表面上所需要的盐含量的趋势。自分散颜料的离子基团密度和分散状态之间存在如下关系。当使用离子基团密度相对低的自分散颜料时，当在寿命时间50毫秒时墨的动态表面张力为49mN/m以上时，自分散颜料分散状态的稳定性如上所述相对较低。由于这个原因，当使用离子基团密度为1.0μmol/m²以上到小于2.5μmol/m²的自分散颜料时，能够获得优良的图像浓度，而无需向具有如本发明所规定的动态表面张力特性的墨中添加盐。另一方面，当使用离子基团密度相对高的自分散颜料时，当在寿命时间50毫秒时墨的动态表面张力小于49mN/m时，自分散颜料分散状态的稳定性如上所述相对较高。由于这个原因，当将离子基团密度为2.5μmol/m²以上至4.0μmol/m²以下的自分散颜料用作用于具有根据本发明的动态表面张力特性的墨的着色材料时，为了得到优良的图像浓度，优选墨中含有盐。

自分散颜料的离子基团密度也与渗透剂(特别是表面活性剂)的含量非常相关。更具体地说，由于当自分散颜料的离子基团密度变高时，表面活性剂吸附在自分散颜料上的位点相对减少，所以能够减少墨中的表面活性剂含量。另一方面，由于当自分散颜料的离子基团密度变低时，表面活性剂吸附在自分散颜料上的位点相对增加，所以在有些情况下必须增加墨中的表面活性剂含量。

(其它组分)

除了上述组分之外，出于维持墨保湿性的目的，根据本发明的墨中可包含保湿性固体成分如脲、脲衍生物、三羟甲基丙烷和三羟甲基乙烷。墨中的保湿性固体成分的含量(质量％)优选为0.10质量％以上至20质量％以下，更优选为3.0质量％以上至10.0质量％以下。

除了上述成组之外，如果需要，根据本发明的墨中还可以在不损害本发明效果的限度内包含各种添加剂。

例如，可以具体使用以下添加剂。可以使用含氮化合物如脲或亚乙基脲、pH调节剂、防锈剂、防腐剂、防霉剂、抗氧化剂、抗还原剂、蒸发促进剂和螯合剂。

<喷墨记录法、墨盒、记录单元和喷墨记录设备>

在下文中将描述示例性的喷墨记录设备。将根据本发明的上述水性墨特别优选用于墨喷射。首先，在图3和图4中示出了记录头的示例性结构，所述记录头是良好地利用热能的喷墨记录设备的主要部件。图3是记录头13沿墨流路截取的横截面图，图4是沿图3中的线4-4截取的横截面图。记录头13通过将具有墨通过的流路(喷嘴)14的玻璃、陶瓷、硅或塑料板接合到加热元件基板15而得到。

该加热元件基板15由保护层16、电极17-1和17-2、加热电阻器层18、蓄热层19和基板20组成。使用氧化硅、氮化硅或碳化硅形成保护层16。使用铝、金或铝铜合金形成电极17-1和17-2。使用高熔点材料如HfB₂、TaN或TaAl形成加热电阻器层18。使用热氧化的硅或氧化铝形成蓄热层19。使用具有良好的热辐射性质的材料例如硅、铝或氮化铝形成基板20。

当将脉冲电信号施加在记录头13的电极17-1和17-2上时，加热元件基板15在由‘n’表示的区域迅速发热而在与该区域接触的墨21中形成气泡。弯液面23通过气泡的压力而凸出，并且将墨21通过记录头的喷嘴14喷射，以墨滴24的形式从喷射口22向记录介质25飞出。

图5示出包括多个图3所示的记录头列的多头外观。该多头是将具有多个喷嘴26的玻璃板27接合到类似图3描述的加热头28上形成的。

图6示出引入该记录头的喷墨记录设备的实例。在图6中，擦拭构件刮板61的一端被刮板支撑构件支撑和固定而形成悬臂。刮板61布置在邻近记录头65运行的记录区的位置，并且在说明性实施方案中，以突出到记录头65移动路线上的形式放置。将用于记录头65喷射口面的盖62设置在刮板61附近的原始位置上，并将其构造为使得盖沿垂直于记录头65移动方向的方向移动，并且与喷射口的面接触以盖住该面。将墨吸收构件63邻近于刮板61设置，与刮板61类似，以突出到记录头65移动路线上的形式放置。喷射回复部64由刮板61、盖62和墨吸收构件63构成。通过刮板61和墨吸收构件63将水、灰尘从墨喷射口的面上除去。记录头65具有喷射能量生成装置并且用于将墨喷射到以与设置有喷射口的喷射口面相对关系放置的记录介质上以进行记录。将记录头65安装在机架66上以使得记录头65可以移动。机架66可滑动地与导杆67互锁并且将其部分与由电机68驱动的带69连接(未示出)。这样，机架66就可以沿着导杆67移动，从而记录头65可从一个记录区域移到与其相邻的另一区域。设置由其插入记录介质的给送部51和由电机(未示出)驱动的给送辊52。借助于这种结构，随着记录的进行，将记录介质进给到与记录头65的喷射口面相对的位置，并且将其从设置有排出辊53的排出部排出。在上述结构中，当通过记录头65完成记录之后记录头65返回到其原始位置时，喷射回复部64中的盖62从记录头65的移动路径中退回，并且刮板61仍然突出到移动路线当中。结果，就可以擦拭记录头65上的喷射口面。当盖62与记录头65的喷射口表面接触以盖住该表面时，移动盖62以突出到记录头65的移动路线上。当记录头65从其原始位置移动到开始记录的位置时，盖62和刮板61处于与如上所述用于擦拭的位置相同的位置。结果，在该移动的时候还擦拭记录头65的喷射口面。不仅当完成记录或记录头65回复以用于喷射时，而且当出于记录的目的使记录头65在记录区之间移动时，进行记录头65到其原始位置的移动，在这期间记录头以给定间隔移动到每一记录区附近的原始位置，在那里随着该移动擦拭喷射口面。

图7示出示例性墨盒，其中贮存通过墨给送构件例如管子而进给至记录头的墨。这里，说明以墨袋为例子的贮墨部40，其中已贮存要进给的墨。其一端设置有由橡胶制成的塞子42。可以将针(未示出)插入该塞子42中，以使用于墨的墨袋40中的墨可进给至记录头。在墨吸收构件44中接受废墨。

该喷墨记录设备并不限于其中记录头和墨盒如上所述分开设置的设备。因此，还可以适合地使用其中记录头和墨盒如图8中所示一体化形成的设备。在图8中，将用于贮存墨的贮墨部例如墨吸收构件容纳于记录单元70中。构造记录单元70以使得通过具有多个喷射口的记录头部71将此墨吸收构件中的墨以墨液滴的形式喷射。贮墨部也可以由其内部设置有弹簧的墨袋构成，而不使用墨吸收构件。设置空气通道72用于将墨盒的内部与大气相连。使用该记录单元70代替图6中所示的记录头65，并且将其可拆卸地安装在机架66上。

在本发明中，从喷墨记录设备的记录头喷射的每点墨的喷射量优选每点墨5.0ng以上至30ng以下，特别优选每点墨10.0ng以上至25.0ng以下。如果每点墨的喷射量小于5.0ng，则不能得到足够的面积因数，以致在有些情况下可能出现白条纹。另一方面，如果每点墨的喷射量高于30.0ng，墨滴的尺寸变得过大，以致有时可能消耗很长时间用于将墨渗入到记录介质中，从而在有些情况下降低固着性。

作为良好地利用机械能的喷墨记录设备的优选实例，可提及具有下述构造的按需型喷墨记录头的设备。具体地，该喷墨记录设备具有喷嘴形成基板，该喷嘴形成基板具有多个喷嘴和由压电材料和导电材料形成并以与喷嘴相对的关系设置的压力产生装置。该设备配备有填充在压力产生装置周围的墨，并且通过施加电压来使压力产生装置位移而从喷嘴喷射墨滴。图9示出记录头结构的实例，该记录头是上述的喷墨记录设备的主要部件。记录头由墨流路80、孔板81、振动板82、压电元件83和基板84构成，其中基板用于在其上支撑和固定所述孔板81和振动板82。墨以具有所需体积的墨滴通过孔板81从与墨室(未示出)连通的墨流路80喷射。这时，墨通过接合到振动板82上并通过电信号位移的压电元件83的作用喷射。墨流路80由感光树脂或其类似物形成。孔板81由金属如不锈钢或者镍制成，其喷射口85由电铸或通过压力加工冲孔而形成。振动板82是由金属如不锈钢、镍或钛的膜和高模量树脂膜制成。压电元件83是由介电材料如钛酸钡或者PZT制成。具有如上所述的此结构的记录头通过向压电元件83施加脉冲电压而产生应变应力。由该应力的能量使接合到压电元件83上的振动板变形，因此在墨流路80中的墨被垂直加压而从孔板81的喷射口85喷射墨滴(未示出)，从而进行记录。该记录头可以通过将其引入与图6所示设备类似的喷墨记录设备而使用。喷墨记录设备细节的操作可以以与上述相同的方法进行。

[实施例]

下文中，将通过下列实施例和比较例更具体地描述本发明。然而，除非超出本发明的主旨，本发明并不限于这些实施例。此外，除非特别指明，在下面实施例中的“份”和“％”是指质量份和质量％。

<制备颜料分散液A>

将300克pH为3的酸性炭黑(商品名：MA-77；MitsubishiChemical Corporation的产品)添加到1,000ml水中并充分混合，并向混合物中滴加450克次氯酸钠(有效氯浓度：12％)，在100℃到105℃的温度下搅拌该混合物10小时。通过滤纸(商品名：Standard Filter Paper No.2；Advantec Co.的产品)过滤所获到的浆料之后，用水充分洗涤所获得的颗粒，以便获得颜料的湿滤饼。将所获得的颜料的湿滤饼分散在3,000毫升水中，并借助反渗透膜进行脱盐直至电导率达到0.2μs，以获得pH为8至10的颜料分散液。将所获得的颜料分散液浓缩至10质量％的颜料浓度，从而制备分散液。根据上述步骤，获得颜料分散液A，其中将-COONa基引入炭黑颗粒表面的自分散炭黑A分散在水中。

<制备颜料分散液B>

向2.5g浓盐酸溶解于5.5g水中的溶液中，加入冷却至5℃状态下的0.8g对氨基苯甲酸。然后将装有该溶液的容器放置在冰浴中，搅拌溶液，从而使溶液一直保持在10℃以下的状态，向此溶液中加入0.9g亚硝酸钠溶解于9g 5℃的水中的溶液。在继续搅拌该溶液15分钟以后，边搅拌边加入9g具有比表面积220m²/g且DBP吸油值为105mL/100g的炭黑。然后将得到的混合物再继续搅拌15分钟。通过滤纸(商品名：Standard Filter PaperNo.2；Advantec Co.的产品)过滤所获到的浆料之后，用水充分洗涤所获得的颗粒，然后在控制在110℃的烘箱中干燥，从而制备自分散炭黑。进一步将水加入到以上得到的自分散炭黑中来分散炭黑，以便给出10质量％的颜料浓度，从而制备分散液。根据上述步骤，获得颜料分散液B，该颜料分散液B处于将引入-C₆H₄-COONa基到炭黑颗粒表面中的自分散炭黑B分散在水中的状态。

测量以上制备的自分散炭黑B的离子基团密度。结果，该离子基团密度为1.0μmol/m²。此时使用的离子基团密度的测量方法是：借助离子计(DKK制造)测量上面制得的颜料分散液中的钠离子浓度，将该值换算成自分散炭黑的离子基团的密度。

(制备颜料分散液C)

向5g浓盐酸溶解于5.5g水中的溶液中，加入冷却至5℃状态下的1.55g对氨基苯甲酸。然后将装有该溶液的容器放置在冰浴中，搅拌溶液，从而使溶液一直保持在10℃以下的条件中，向该溶液中加入1.8g亚硝酸钠溶解于9g5℃的水中的溶液。在继续搅拌该溶液15分钟以后，边搅拌边加入6g具有比表面积220m²/g且DBP吸油值为105mL/100g的炭黑。此后，将得到的混合物再继续搅拌15分钟。通过滤纸(商品名：Standard Filter PaperNo.2；Advantec Co.的产品)过滤所得到的浆料之后，用水充分洗涤所获得的颗粒，并在控制在110℃的烘箱中干燥，从而制备自分散炭黑。进一步将水加入到以上得到的自分散炭黑中来分散炭黑，以便给出10质量％的颜料浓度，从而制备分散液。根据上述步骤，获得颜料分散液C，在该颜料分散液C中，将引入-C₆H₄-COONa基到炭黑颗粒表面中的自分散炭黑C(颜料C)分散在水中。以与自分散炭黑B中相同的方法测量以上制备的自分散炭黑C的离子基团的密度。结果，该离子基团密度为2.6μmol/m²。

(制备颜料分散液D)

向5g浓盐酸溶解于5.5g水中的溶液中，加入冷却至5℃状态下的1.5g 4-氨基-1，2-苯二羧酸。然后将装有该溶液的容器放置在冰浴中，搅拌溶液，从而使溶液一直保持在10℃以下的条件中，向此溶液中加入将1.8g亚硝酸钠溶于9g 5℃的水中所得的溶液。在继续搅拌该溶液15分钟以后，边搅拌边加入6g具有比表面积220m²/g且DBP吸油值为105mL/100g的炭黑。然后将得到的混合物再继续搅拌15分钟。通过滤纸(商品名：Standard FilterPaper No.2；Advantec Co.的产品)过滤所得到的浆料之后，用水充分洗涤所获得的颗粒，并在控制在110℃的烘箱中干燥，从而制备自分散炭黑。进一步将水加入到以上得到的自分散炭黑中来分散炭黑，以便给出10质量％的颜料浓度，从而制备分散液。根据上述步骤，得到颜料分散液，在颜料分散液中，将引入-C₆H₃-(COONa)₂基到炭黑颗粒表面中的自分散炭黑分散在水中。

此外，测量以上制备的自分散炭黑的离子基团密度。结果，该离子基团密度为3.1μmol/m²。此时使用的离子基团密度的测量方法是：借助离子计(DKK制造)测量上面制得的颜料分散液中的钠离子浓度，再将该值换算成自分散炭黑的离子基团的密度。

<制备墨>

将下表1所示组分混合并充分搅拌之后，将所获得的各混合物在压力下过滤通过具有孔径为3.0μm的微滤器(Fuji PhotoFilm Co.，Ltd.的产品)，从而制备墨1到4。

表1

<自分散颜料的聚集速度的检验>

(改变自分散颜料平均粒径的氯化钠最小量的检验)

对于以上所获得的各种墨，检验改变自分散颜料的平均粒径的氯化钠最小量。这里，将墨4作为实例具体描述检验方法。

将下表2的上栏示出的组分混合，从而制备氯化钠添加量彼此不同的各种液体。用纤维光学颗粒分析仪(商品名：FPAR-1000；由Otsuka Electronics Co.，Ltd.制造)测量各液体中自分散颜料的平均粒径。将由此获得的结果在表2的下栏中示出。

表2

如表2显而易见，添加到液体a到e中氯化钠的量没有改变自分散颜料的平均粒径。另一方面，发现添加到液体f中的氯化钠的量(0.8克)改变自分散颜料的平均粒径。结果，确定：在墨4中，包含为了改变自分散颜料的平均粒径的最小量氯化钠的液体对应于液体e。将该液体e看作包含改变墨4中自分散颜料平均粒径的最小量氯化钠的液体4。

同样对于墨1至3，以与如上报述同样的方法进行检验，从而分别获得包含改变自分散颜料平均粒径的最小量氯化钠的液体1到3。液体1到3中的氯化钠含量为：液体1为0.2克，液体2为0.5克，以及液体3为1.1克。液体的编号对应于墨的编号。

(通过蒸发改变自分散颜料的平均粒径)

将如上获得的液体1到4(称为“初始液体”)在温度为30℃、相对湿度为10％的环境中静置以蒸发液体中的水。在通过以下等式(A)得到的蒸发率(％)达到30％和50％的时刻，测量各液体中自分散颜料的平均粒径。

蒸发率(％)＝{[初始墨的质量(g)-蒸发之后墨的质量(g)]/初始墨的质量(g)}×100 [等式(A)]

进一步，根据以下等式(1)，由在初始液体(即蒸发率：0％)和在蒸发率30％的液体中的自分散颜料的平均粒径值，得到平均粒径增加率(A₁)。进一步，根据以下等式(2)，由在初始液体(即蒸发率：0％)和在蒸发率50％的液体中的自分散颜料的平均粒径值，得到平均粒径增加率(A₂)。

从以上获得的各数值，得到A₁、A₂和[(5/3)×A₁]的值。确定各液体是否满足关系：A₁≥15和A₂>(5/3)×A₁。由此得到的结果示于表3。此外，示于表3中的结果通过“O”表示满足该关系的情况，或通过“X”表示液体不满足该关系的情况。

表3

<各水溶性有机溶剂中的不良介质/良介质的确定>

进行以下实验，以选择用作上述颜料分散液A到D中对于颜料的不良介质或良介质的水溶性有机溶剂。首先，使用各颜料分散液A至D(颜料浓度：10质量％)，从而根据下列配方比例制备用于确定不良介质和良介质的分散液A和水分散液B。

(分散液的配方比)

[分散液A]

各颜料分散液(颜料浓度：10质量％) 50份

表4所述的各水溶性有机溶剂 50份

[分散液B]

各颜料分散液(颜料浓度：10质量％) 50份

纯水 50份

(确定方法和确定结果)

将10克用上述方式制备的各分散液A和分散液B放入带有瓶盖的透明玻璃制的样品瓶中。将瓶子盖上盖之后，充分搅拌分散液并在60℃下静置48小时。其后，将冷却到常温的各分散液A用作测试样品，以用纤维光学颗粒分析仪(商品名：FPAR-1000；由Otsuka Electronics Co.，Ltd.制造)测量分散液A中的颜料的平均粒径。冷却到常温的各水分散液B中的颜料的平均粒径也以与上述相同的方式测量。对于在60℃下保存48小时后的分散液A和分散液B，在分散液A中颜料的平均粒径大于水分散液B中颜料的平均粒径的情况下，确定该水溶性有机溶剂为不良介质，或在分散体A中颜料的平均粒径等于或小于分散液B中颜料的平均粒径的情况下，确定该水溶性有机化合物是非不良介质，即为良介质。

以上述方式测量颜料的平均粒径，从而确定对于水溶性有机溶剂归属于不良介质和良介质的哪一种。结果示于表4。表4中示出的结果通过“O”表示识别出颜料平均粒径增加从而确定该水溶性有机溶剂为不良介质的情况，通过“X”表示识别出颜料的平均粒径不增加从而确定该水溶性有机溶剂为良介质的情况。

表4

(^*1)：重均分子量600

<表面活性剂的HLB值和结构>

测定表面活性剂的HLB值。具体地，通过格里菲法(以下等式(3))和戴维斯(Davis)法(以下等式(4))计算各表面活性剂的主要组分的HLB值。结果示于表5。

这里，描述格里菲法和戴维斯法。根据格里菲法的HLB值通过基于亲水基的式量和表面活性剂的分子量的以下等式(3)得到。另一方面，根据戴维斯法的HLB值由以下等式(4)通过测定表面活性剂中官能团特有的基数(base number)得到。

通过格里菲法的HLB值＝[20×(表面活性剂的亲水基的式量)/(表面活性剂的分子量)] [等式(3)]

通过戴维斯法的HLB值＝

7+∑(亲水基的基数)+∑(亲油基的基数) [等式(4)]。

此外，在表5中，EMULMIN CC-100、EMULMIN CC-200、EMULMIN NL90、EMULMIN NL80、EMULMIN CO-50、EMULMIN CO-200和EMULMIN L380都是由Sanyo ChemicalIndustries，Ltd.生产的表面活性剂，ACETYLENOL E100为由Kawaken Fine Chemicals Co.，Ltd.生产的表面活性剂。

在表5中，汇总地示出当此表面活性剂的结构为聚氧乙烯烷基醚时，各表面活性剂中的主要成分的结构以及烷基的碳原子数和名称。

表5

<制备墨>

将表6至表9中示出的组分混合并充分搅拌之后，将所获得的各混合物在压力下过滤通过具有孔径尺寸为3.0μm的微滤器(Fuji Photo Film Co.，Ltd.的产品)，从而制备实施例1-16、比较例1至10和参考例1至3的墨。此外，在表6至表9中，EMULMINCC-100、EMULMIN CC-200、EMULMIN NL90、EMULMINNL80、EMULMIN CO-50、EMULMIN CO-200和EMULMIN L380全部是由Sanyo Chemical Industries Co.，Ltd.生产的表面活性剂，以及ACETYLENOL E100为由Kawaken Fine Chemicals Co.，Ltd.生产的表面活性剂。

表6

(^*1)：重均分子量600

表7

(^*1)：重均分子量600

表8

(^*1)：重均分子量600

表9

(^*1)：重均分子量600

<评价>

(测量动态表面张力)

对于以上获得的各种墨，通过根据最大泡压法进行测量的仪器(BP-D4；由Kyowa Interface Science Co.，Ltd.制造)测量(1)在寿命时间50毫秒时和(2)在寿命时间5,000毫秒时的墨的动态表面张力。将关于动态表面张力的评价结果示于表10中。

(评价图像浓度、固着性和白条纹)

将以上获得的每一种墨注入到墨盒中，并将墨盒安装在喷墨记录设备iP3100(由Canon Inc.制造)的改造机中，该喷墨记录设备通过热能的作用从记录头喷射墨。其后，将图像(随后将详细描述其细节)形成在以下记录介质上。此外，每点墨的喷射量在24ng±10％以内。对于打印机驱动，选择默认模式。

·纸张类型：普通纸。

·打印质量：标准。

·颜色调节：自动。

作为记录介质，使用以下四种复印用普通纸。

·PPC Paper Office Planner，Canon inc.的产品。

·PPC Paper 4025，Xerox Co.的产品。

·PPC Paper Bright White，Hewlett-Packard Co.的产品。

·PPC Paper Hammer Mill Jet Print，International Paper的产品。

[图像浓度]

使用以上获得的各种墨形成2cm×2cm的实心图像(记录任务为100％的图像)。将所获得的记录物质放置一天后，用反射浓度计(商品名：Macbeth RD-918；由Macbeth Company制造)测量实心图像的图像浓度，从而进行关于图像浓度的评价。图像浓度的评价标准如下。评价结果示于表10中。

AAA：四种纸张上的图像浓度平均值为1.40以上，至少两种纸张上的图像浓度为1.50以上，四种纸张上图像浓度的最小值为1.35以上。

AA：四种纸张上的图像浓度平均值为1.40以上，一种纸张上的图像浓度为1.50以上，四种纸张上图像浓度的最小值为1.35以上；

A：四种纸张上的图像浓度平均值为1.40以上，一种纸张上的图像浓度为1.50以上，四种纸张上图像浓度的最小值为1.30以上至小于1.35；

B：四种纸张上的图像浓度平均值为1.40以上，并且四种纸张上图像浓度的最小值为1.30以上到小于1.35；

C：四种纸张上的图像浓度平均值为1.4以上，并且四种纸张上图像浓度的最小值为1.25以上到小于1.30；

D：四种纸张上的图像浓度平均值为小于1.40，并且四种纸张上图像浓度的最小值为小于1.25。

[固着性]

使用以上获得的各种墨形成1cm×1cm的实心图像(记录任务为100％的图像)。将记录10秒后的实心图像用其上放置40g/cm²重量的Silbon纸摩擦，以目视观察污染的程度，从而进行关于固着性的评价。固着性的评价标准如下。评价结果示于表10中。

A：所有4种纸上都没有观察到污迹；

B：1种纸上观察到污迹；

C：2或3种纸上观察到污迹。

[白条纹]

使用以上获得的各种墨形成5cm×15cm的实心图像(记录任务为100％的图像)。其后，目视观察在记录物质中的图像部分的白条纹的状态，从而进行关于白条纹的评价。白条纹的评价标准如下。评价结果示于表10中。

A：所有4种纸上都没有观察到白条纹；

B：在1至3种纸上观察到白条纹。

表10

从表10可以发现：寿命时间50毫秒时的动态表面张力高，寿命时间5,000毫秒时的动态表面张力低，并且包括对于水不溶性着色材料的不良介质和/或盐的实施例1到16的墨在图像浓度和固着性方面优良。还发现寿命时间50毫秒时的动态表面张力为53以下的实施例4至16中的墨提供没有白条纹的图像。另一方面，发现：寿命时间50毫秒的动态表面张力低的比较例1至4、8和9的墨具有低的图像浓度。还发现：寿命时间5,000毫秒的动态表面张力高的比较例1、3、5和8的墨具有低的固着性。进一步发现：既不包含对于水不溶性着色材料的不良介质也不包括盐的比较例6至9的墨具有低的图像浓度，而与动态表面张力的值无关。

虽然本发明参考示例性的实施方案进行描述，但是应该理解本发明不局限于这些公开的示例性实施方案。以下权利要求书的范围给出最宽的解释，以便包括所有这样的改进和等同结构和功能。

本申请要求2006年5月25日提交的日本专利申请2006-145354和2007年5月23日提交的日本专利申请2007-136687的权益，其在此整体引入以作参考。

Claims

1.一种水性墨，其至少包括水、水溶性有机溶剂、水不溶性着色材料、表面活性剂和对于水不溶性着色材料的不良介质和/或盐，

其中所述水性墨由最大泡压法测定的在寿命时间50毫秒时的动态表面张力高于47mN/m，和

其中由最大泡压法测定的在寿命时间5,000毫秒时的动态表面张力为38mN/m以下。

2.根据权利要求1所述的水性墨，其中，所述水性墨由最大泡压法测定的在寿命时间50毫秒时的动态表面张力为53mN/m以下。

3.根据权利要求1或2所述的水性墨，其中所述水不溶性着色材料为自分散颜料。

4.根据权利要求3所述的水性墨，其中所述自分散颜料为当将所述水性墨用于制备包含改变自分散颜料平均粒径的最小量氯化钠的液体，然后将所述液体蒸发时，在30％蒸发率下的平均粒径增加率A₁满足条件A₁≥15的自分散颜料，所述平均粒径增加率A₁由以下等式(1)得到，

5.根据权利要求4所述的水性墨，其中所述自分散颜料为当将所述液体蒸发时，在50％蒸发率下的平均粒径增加率A₂满足条件A₂>(5/3)×A₁的自分散颜料，所述平均粒径增加率A₂由以下等式(2)得到，

6.根据权利要求1至5任一项所述的水性墨，其中由格里菲法测定的所述表面活性剂的HLB值为8.0以上至15.5以下。

7.根据权利要求1至6任一项所述的水性墨，其中所述表面活性剂的含量(质量％)为0.10质量％以上至0.75质量％以下，基于所述墨的总质量。

8.根据权利要求1至7任一项所述的水性墨，其中所述表面活性剂为聚氧乙烯烷基醚。

9.根据权利要求8所述的水性墨，其中在所述聚氧乙烯烷基醚中的烷基具有12至18个碳原子。

10.根据权利要求1至9任一项所述的水性墨，所述水性墨为喷墨墨。

11.一种喷墨记录法，其包括通过喷墨法喷射墨，其中所述墨为根据权利要求1至10任一项所述的水性墨。

12.根据权利要求11所述的喷墨记录法，其中所述喷墨记录法为通过热能作用从记录头喷射墨的喷墨记录法。

13.一种墨盒，其包括贮存墨的贮墨部，其中所述贮存在贮墨部的墨为根据权利要求1至10任一项所述的水性墨。

14.一种记录单元，其包括贮存墨的贮墨部和用于喷射墨的记录头，其中所述贮存在贮墨部的墨为根据权利要求1至10任一项所述的水性墨。

15.一种喷墨记录设备，其包括贮存墨的贮墨部和用于喷射墨的记录头，其中所述贮存在贮墨部的墨为根据权利要求1至10任一项所述的水性墨。