DE60010613T2

DE60010613T2 - Tintensatz für Farbtintenstrahl-Aufzeichnung und Aufzeichnungsverfahren, Aufzeichnungsgerät, Tintenpatrone, Aufzeichnungseinheit und Reduzierung von Farbvermischung mit diesem Tintensatz

Info

Publication number: DE60010613T2
Application number: DE60010613T
Authority: DE
Inventors: Yoichi Takada; Yoshihisa Takizawa; Hisashi Teraoka; Yuko Yakushigawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2020-09-30
Also published as: US6454403B1; EP1088862A1; DE60010613D1; EP1088862B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Farbtintenset aus mehreren Farbtinten, die eine schwarze Tinte einschließen, zur Verwendung beim Aufzeichnen eines Farbbildes auf einem Aufzeichnungsmedium in Kombination mit den mehreren Farbtinten. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren und ein Tintenstrahlgerät, das das Tintenset verwendet. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Farbtintenset und auf ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren und auf ein Tintenstrahlgerät, die das Tintenset zum Ausbilden eines Bildes auf Normalpapier mit ausreichender Bilddichte, ausreichender Schärfe und hoher Qualität des Bildes bei Verbesserung des Wasserwiderstands und der Lichtechtheit des Drucks verwenden.
Beim Tintenstrahlaufzeichnen werden zur Bildung eines schwarzen Bildes verschiedene schwarze Tinten, die ein Pigment verwenden, offenbart, welche Bildung eines schwarzen Bildes auf Normalpapier mit hoher Dichte, hoher Druckqualität und hoher Haltbarkeit erreichen können. Darüber hinaus werden Tintensets offenbart, welche kein Ausbluten an der Grenze zwischen einer schwarzen Druckfläche und einer Farbdruckfläche in dem gedruckten Teil verursachen können. Dieses Phänomen wird nachstehend einfach als "Ausbluten" bezeichnet.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren und Geräte hierfür sind auch offenbart.
Bezüglich der Tinte offenbart die veröffentliche japanische Patentanmeldung Nr. 3-201373 eine schwarze Tinte, die ein saures Ruß und ein alkalilösliches Polymer umfasst. Die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 3-134073 offenbart eine Tintenstrahlaufzeichnungstinte, welche eine Dispersion ergibt, die eine herausragende Lagerungsstabilität besitzt und herausragende Tintenausstoßeigenschaften beim Tintenstrahlaufzeichnen aufweist.
Bezüglich des Tintensets offenbart die veröffentliche japanische Patentanmeldung Nr. 6-57192 ein Tintenset zum Tintenstrahlaufzeichnen, welches eine schwarze Tinte umfasst, die wenigstens einen anionischen Farbstoff enthält und eine gelbe Tinte, die wenigstens einen kationischen Farbstoff enthält und ein mehrwertiges Ausfällungsmittel und die Ausbluten verhindern kann. Die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 7-145336 offenbart ein Tintenset, welches wenig Ausbluten beim Vielfarbdrucken verursacht, indem eine anionische Tinte und eine kationische Tinte verwendet wird, wobei wenigstens eine der Tinten ein Polymer mit ionischen Eigenschaften der Tinte enthält, und in dem die anionische Tinte und die kationische Tinte in der Gegenwart des Polymers in Kontakt gebracht werden.
Bezüglich des Tintenstrahlaufzeichnungsverfahrens und des Tintensets offenbart die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 7-1837 ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, das weniger Ausbluten verursacht, indem eine schwarze Tinte verwendet wird, die ein Färbungsmittel enthält, das ein Pigment und ein Dispergiermittel, welches bei einem bestimmten pH unlöslich wird, und eine Farbtinte mit einem pH zum Unlöslichmachen des Dispergiermittels, umfasst, und offenbart zudem ein Tintenset dafür. Die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 10-183046 offenbart ein Tintenstrahldruckverfahren, das eine schwarze Tinte verwendet, die ein Färbungsmaterial eines Rußes mit einer kationischen Gruppe auf der Oberfläche enthält, und eine Farbtinte, die einen anionischen Farbstoff als das Färbungsmittel enthält, und offenbart zudem ein Tintenset dafür.
Für die in der vorstehenden veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 3-210373 offenbarten Tinte, welche ein saures Ruß und ein alkalilösliches Polymer umfasst, ist das Ruß durch das alkalilösliche Polymer dispergiert. Jedoch besitzt diese Dispersion eine hohe Viskosität, welche Probleme bei der Lagerungsstabilität verursacht. Die in der vorstehenden veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 3-134073 offenbarte Tinte kann eine Dispersion ergeben, welche eine ausreichende Lagerungsstabilität besitzt, genauso wie herausragende Ausstoßeigenschaften für ein Bubble Jet-Aufzeichnungsgerät. Jedoch ist es wahrscheinlich, dass diese Tinte eine unzureichende Druckdichte besitzt.
Das in der vorstehenden veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 6-571892 offenbarte Tintenset, welches eine schwarze Tinte, die einen anionischen Farbstoff als ein Färbungsmittel enthält und eine gelbe Tinte, die einen kationischen Farbstoff und ein mehrwertiges Ausfällungsmittel enthält, umfasst, kann nicht gleichzeitig sowohl die Druckdichte, Druckqualität, Druckhaltbarkeit der schwarzen Tinte erfüllen, und ergibt nicht die gewünschte Farbentwicklungsfähigkeit der gelben Tinte, obwohl das Tintenset das Ausbluten signifikant vermindert.
Das in der vorstehend erwähnten veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 7-145336 offenbarte Tintenset, welches das Ausbluten verringern kann, indem eine anionische Tinte und eine kationische Tinte verwendet wird und die anionische Tinte und die kationische Tinte in der Gegenwart des Polymers beim Vielfarbdrucken in Kontakt gebracht werden, aber dieses kann schädliche Effekte auf die Tintenzuverlässigkeit, abhängig von der Art des Polymers, verursachen. Insbesondere, wenn ein Tintenausstoß aus einer Düse für eine lange Zeitdauer (z.B. eine Minute) während des Druckens unterbleibt, wird ein anschließender Tintenausstoß durch die Düse manchmal instabil, um eine Irregularität in dem Druck zu verursachen. Ein derartiger instabiler anschließender Tintenausstoß wird "erstes Tröpfchen Ausstoßversagen" genannt, und die Stabilität des unterbrochenen Ausstoßes wird "erste Ausstoßstabilität" in der vorliegenden Patentschrift genannt.
Für das in der vorstehenden veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 7-1837 offenbarte Tintenset, welches eine schwarze Tinte enthält, die ein Färbungsmittel enthält, das ein Pigment und ein Dispergiermittel, das beim spezifischen pH unlöslich ist, und eine Farbtinte mit einem pH zum Unlöslichmachen des Dispergiermittels umfasst. Dieses Tintenset ist bei der Auswahl des Farbstoffes aufgrund der benötigten Acidität (pH) der Farbtinte bei Betrachtung der anderen Eigenschaften, die für die Farbtinte benötigt werden, begrenzt. Diese veröffentlichte Druckschrift beschreibt nicht die Polarität des Färbematerials.
Das in der vorstehenden veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 10-183046 offenbarte Tintenset, welches eine schwarze Tinte verwendet, die ein färbendes Material aus einem Ruß mit einer kationischen Gruppe auf der Oberfläche und eine Farbtinte, die einen anionischen Farbstoff als das Färbemittel enthält, umfasst, vermindert dieses nicht ausreichend das Ausbluten, obwohl dieses Tintenset eine ausreichende Druckdichte, Druckqualität, Druckhaltbarkeit und andere Eigenschaften besitzt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Tintenset bereitzustellen, welches ein Bild ausbildet, das die benötigten Eigenschaften der schwarzen Tinte, wie etwa Druckqualität und Bildhaltbarkeit, mit einer effektiveren Verminderung des Ausblutens an der Grenzfläche zwischen einer schwarzen Fläche und einer nicht schwarzen Farbfläche eines auf einem Aufzeichnungsmedium gebildeten Bildes erfüllt.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren bereitzustellen, welches ein aufgezeichnetes Bild mit hoher Qualität mit effektiver Verminderung des Ausblutens an der Grenzfläche zwischen einer schwarzen Fläche und einer nicht schwarzen Farbfläche eines Bildes ausbildet, das auf einem Aufzeichnungsmedium gebildet wurde.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitzustellen, welches ein aufgezeichnetes Bild mit hoher Qualität mit effektiver Verminderung des Ausblutens an der Grenze zwischen einer schwarzen Fläche und einer nicht schwarzen Farbfläche eines Bildes ausbildet, das auf einem Aufzeichnungsmedium gebildet wurde.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Aufzeichnungseinheit bereitzustellen, welche für das vorstehende Tintenstrahlaufzeichnungsgerät verwendet werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tintenkassette zum Ausbilden eines Bildes mit hoher Qualität mit weniger Ausbluten bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum zuverlässigen Vermindern des Ausblutens an der Grenzfläche zwischen einer schwarzen Bildfläche und einer gefärbten Bildfläche bereitzustellen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenset zum Aufzeichnen eines Farbbildes mit zwei Tinten aus zwei oder mehr Farben bereitgestellt, das wenigstens eine schwarze Tinte und eine Farbtinte auf einem Aufzeichnungsmedium umfasst, wobei die schwarze Tinte ein selbstdispergierbares Ruß mit wenigstens einer kationischen Gruppe, die direkt oder über eine andere Atomgruppe an dessen Oberfläche gebildet ist, enthält und wobei die Farbtinte eine anionische Substanz enthält und eine Pufferungsfähigkeit gegen eine pH-Änderung besitzt, wobei die Farbtinte einen höhere pH als die schwarze Tinte besitzt.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst:
Anwenden einer schwarzen Tinte, die ein selbstdispergierbares Ruß mit einer kationischen Gruppe, die direkt oder über eine andere Atomgruppe an dessen Oberfläche gebildet ist, auf ein Aufzeichnungsmedium, indem die schwarze Tinte durch eine Öffnung in Reaktion auf ein Aufzeichnungssignal ausgestoßen wird; und
Anwenden einer Farbtinte, die eine anionische Substanz enthält und eine Pufferungsfähigkeit gegen eine pH-Änderung besitzt, wobei die Farbtinte einen höheren pH als die schwarze Tinte besitzt, auf das Aufzeichnungsmedium, indem die Farbtinte durch eine Öffnung in Reaktion auf ein anderes Aufzeichnungssignal ausgestoßen wird.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Aufzeichnungseinheit bereitgestellt, die umfasst: Eine Halterungsvorrichtung für schwarze Tinte, die eine schwarze Tinte hält, die ein selbstdispergierbares Ruß mit einer kationischen Gruppe, die direkt oder über eine andere Atomgruppe an dessen Oberfläche gebildet ist; eine Halterungsvorrichtung für Farbtinte zum Halten einer Farbtinte, die eine anionische Substanz enthält und eine Pufferungsfähigkeit gegenüber einer pH-Änderung besitzt, wobei die Farbtinte einen höheren pH als die schwarze Tinte besitzt; und einen Kopf jeweils zum Ausstoßen der schwarzen Tinte und der Farbtinte.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Tintenkassette bereitgestellt, die umfasst: Eine Halterungsvorrichtung für schwarze Tinte, die eine schwarze Tinte hält, die ein selbstdispergierbares Ruß mit einer kationischen Gruppe, die direkt oder über eine andere Atomgruppe an dessen Oberfläche gebildet ist; und eine Halterungsvorrichtung für eine Farbtinte, die eine Farbtinte hält, die eine anionische Substanz enthält und eine Pufferungsfähigkeit gegenüber einer pH-Änderung besitzt, wobei die Farbtinte einen höheren pH als die schwarze Tinte besitzt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitgestellt, das eine Halterungsvorrichtung für eine schwarze Tinte umfasst, die eine schwarze Tinte hält, die ein selbstdispergierbares Ruß mit einer kationischen Gruppe, die direkt oder über eine andere Atomgruppe an dessen Oberfläche gebunden ist, enthält; eine Halterungsvorrichtung für Farbtinte, die eine Farbtinte hält, die eine anionische Substanz enthält und die eine Pufferungsfähigkeit gegenüber einer pH-Änderung besitzt, wobei die Farbtinte einen höheren pH als die schwarze Tinte besitzt; und einen Kopf jeweils zum Ausstoßen der schwarzen Tinte und der Farbtinte.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Erleichtern von Ausbluten an der Grenzfläche zwischen einem schwarzfarbigen Bild und einem farbigen Bild, die jeweils auf einem Aufzeichnungsmedium durch ein Tintenstrahlverfahren gebildet wurden, bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst:
Ausbilden des schwarzfarbigen Bildes, indem eine schwarze Tinte verwendet wird, die ein selbstdispergierbares Ruß mit einer kationischen Gruppe, die direkt oder über eine andere Atomgruppe an dessen Oberfläche gebildet ist, enthält; und
Ausbilden des Farbbildes, indem eine Farbtinte verwendet wird, die eine anionische Substanz enthält und eine Pufferungsfähigkeit gegenüber einer pH-Änderung besitzt, wobei die Farbtinte einen höheren pH als die schwarze Tinte besitzt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Schnittansicht eines Kopfes eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts entlang eines Tintenstromweges.
2 ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie 2-2 von 1 aufgenommen wurde.
3 ist eine perspektivische Zeichnung der externen Erscheinung eines Multikopfes, der aus dem in 1 gezeigten Kopf besteht.
4 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts.
5 ist eine vertikale Schnittansicht einer Tintenkassette.
6 ist eine perspektivische Ansicht einer Aufzeichnungseinheit.
7 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts.
8 ist eine perspektivische Ansicht einer Aufzeichnungskopfeinheit, die in dem Aufzeichnungsgerät, das in 7 gezeigt wird, verwendet wird.
9 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils der Aufzeichnungskopfes um die Wärmeerzeugungsvorrichtung.
10 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die den Hauptteil eines Tintenstrahldruckers zum Montieren eines flüssigkeitsausstoßenden Kopfes veranschaulicht.
11 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Tintenkassette mit einem flüssigkeitsausstoßenden Kopf.
12 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Hauptteils eines flüssigkeitsausstoßenden Kopfes.
13 ist ein Entwurfsdiagramm eines Teils eines flüssigkeitsausstoßenden Kopfes.
14 ist eine vergrößerte Ansicht der Ausstoßöffnung des flüssigkeitsausstoßenden Kopfes, der in 13 gezeigt wird.
15 ist eine schematische Ansicht, die Adhäsion der Tinte an der Tintenausstoßöffnung, die in 14 gezeigt wird, veranschaulicht.
16 ist eine schematische Zeichnung des Hauptteils des Kopfes, der in 13 gezeigt wird.
17 ist eine schematische Schnittansicht zum Erläutern des Verfahrens des Flüssigkeitsausstoßes durch den Flüssigkeitsausstoßkopf mit dem Verstreichen der Zeit, entsprechend der Schnittansicht an X-X in 16 in Kombination mit 18 bis 24.
18 ist eine schematische Schnittansicht zum Erläutern des Verfahrens des Flüssigkeitsausstoßes durch den Flüssigkeitsausstoßkopf mit dem Verstreichen der Zeit, entsprechend der Schnittansicht bei X-X in 16 in Kombination mit 17 und 19 bis 24.
19 ist eine schematische Schnittansicht zum Erläutern des Verfahrens des Flüssigkeitsausstoßes durch den Flüssigkeitsausstoßkopf mit dem Verstreichen der Zeit, entsprechend der Schnittansicht bei X-X in 16 in Kombination mit 17 und 18 und 20 bis 24.
20 ist eine schematische Schnittansicht zum Erläutern des Verfahrens des Flüssigkeitsausstoßes durch den Flüssigkeitsausstoßkopf mit dem Verstreichen der Zeit, entsprechend der Schnittansicht bei X-X in 16 in Kombination mit 17 bis 19 und 21 bis 24.
21 ist eine schematische Schnittansicht zum Erläutern des Verfahrens des Flüssigkeitsausstoßes durch den Flüssigkeitsausstoßkopf mit dem Verstreichen der Zeit, entsprechend der Schnittansicht bei X-X in 16 in Kombination mit 17 bis 20 und 22 bis 24.
22 ist eine schematische Schnittansicht zum Erläutern des Verfahrens des Flüssigkeitsausstoßes durch den Flüssigkeitsausstoßkopf mit dem Verstreichen der Zeit, entsprechend der Schnittansicht bei X-X in 16 in Kombination mit 17 bis 21 und 23 und 24.
23 ist eine schematische Schnittansicht zum Erläutern des Verfahrens des Flüssigkeitsausstoßes durch den Flüssigkeitsausstoßkopf mit dem Verstreichen der Zeit, entsprechend der Schnittansicht bei X-X in 16 in Kombination mit 17 bis 22 und 24.
24 ist eine schematische Schnittansicht zum Erläutern des Verfahrens des Flüssigkeitsausstoßes durch den Flüssigkeitsausstoßkopf mit dem Verstreichen der Zeit, entsprechend der Schnittansicht bei X-X in 16 in Kombination mit 17 bis 23.
25 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes 600 als ein Beispiel für das Flüssigkeitsausstoßgerät zum Montieren des Flüssigkeitsausstoßkopfes der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend im Detail beschrieben.
Als die schwarze Tinte zum Tintenstrahlaufzeichnen ist eine schwarze Tinte, die ein Pigment als ein Färbungsmittel enthält, gegenüber einer Farbstofftinte zum Erreichen einer hohen Bilddichte und Bildhaltbarkeit, wie vorstehend beschrieben wurde, bevorzugt. Jedoch muss in der Pigmenttinte ein Dispergiermittel zum Dispergieren des Pigmentes in einem gewünschten Zustand zugegeben werden. Beim Tintenstrahlaufzeichnen mit einer Pigmenttinte ist es wahrscheinlich, dass das Dispergiermittel verschiedene Nachteile verursacht. Zum Beispiel ist es wahrscheinlich, dass ein Dispergiermittel vom Polymertyp, das in der Tinte enthalten ist, die Oberfläche des Ausstoßkopfes benetzbar macht, um Verstopfen der Öffnung zu verursachen, oder die Lagerungsstabilität der Tinte zu verschlechtern. Bei einem Dispergiermittel vom Typ des oberflächenaktiven Mittels, das in der Tinte enthalten ist, ist es wahrscheinlich, dass die Bilddichte herabgesetzt wird, oder die Oberfläche des Ausstoßkopfes benetzbar wird.
Andererseits ist der spezifizierte Ruß, der als ein Farbstoff für die schwarze Tinte in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, selbst dispergierbar, ohne ein Dispergiermittel, wobei der vorstehende Nachteil des Dispergiermittels nicht verursacht wird. Im einzelnen kann der Ruß mit einer kationischen Gruppe (weiter bevorzugt eine hydrophile kationische Gruppe), die direkt oder über eine andere Atomgruppe an dessen Oberfläche gebunden ist, den stabilen Dispersionszustand durch sich selbst in einem wässrigen Medium, wie Wasser, durch die Funktion der hydrophilen Gruppe halten. Daher kann mit diesem Ruß die Tinte für das Tintenstrahlaufzeichnen ohne Dispergiermittel zum Dispergieren dem Pigmentes hergestellt werden.
Das Tintenset der vorliegenden Erfindung verwendet eine Farbtinte in Kombination mit der schwarzen Tinte. Die Farbtinte enthält eine anionische Substanz und besitzt eine Funktion zum Puffern einer Änderung einer Wasserstoffionenkonzentration und die Farbtinte besitzt einen höheren pH als die schwarze Tinte. Hierdurch wird das Ausbluten effektiv an der Grenzfläche zwischen dem Bild, das mit der schwarzen Tinte gedruckt wurde und dem Bild, das mit der Farbtinte gedruckt wurde, erleichtert.
In der Patentschrift der vorliegenden Erfindung bedeutet der Satz "Puffern einer Änderung einer Wasserstoffionenkonzentration", dass die Tinte einen spezifizierten Bereich besitzt, in welchem die Änderung der Wasserstoffionenkonzentration graduell ist. Im einzelnen, wenn die Tinte eine pH-Bereich besitzt, wo die Zugabe von wässriger 1,5 normaler Schwefelsäurelösung zu 50 ml der Tinte den pH der Tinte durch nicht mehr als 1,0 ändert, ist die Tinte definiert "eine Pufferfähigkeit zu besitzen".
Als das Ergebnis der Untersuchung, die durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung gemacht wurden, hat sich gezeigt, dass das Ausbluten zwischen der schwarzen Tinte und der Farbtinte effektiv verringert werden kann, indem eine anionische Substanz (z.B. ein anionischer Farbstoff) in die Farbtinte eingebaut wird und die Farbtinte eingestellt wird, um eine Pufferfähigkeit bei einem pH-Bereich zu besitzen, der höher als der pH der schwarzen Tinte ist.
Der Effekt des Tintensets der vorliegenden Erfindung mit dem vorstehenden Aufbau wird auf folgendes zurückgeführt.
Wenn ein schwarzes Bild und ein Farbbild benachbart gedruckt werden und die schwarze Tinte und die Farbtinte des vorstehenden Aufbaus in Kontakt miteinander auf dem Aufzeichnungsmedium kommen, aggregieren der Ruß in der schwarzen Tinte und die anionische Substanz (der anionische Farbstoff) in der Farbtinte zusammen. Diese Aggregation immobilisiert den Ruß der schwarzen Tinte und den Farbstoff der Farbtinte auf dem Aufzeichnungsmedium, um effektiv das Ausbluten zu verhindern.
Mit anderen Worten, wenn das selbstdispergierbare Ruß der schwarzen Tinte und der Farbstoff der Farbtinte elektrisch stabil auf dem Aufzeichnungsmedium neutralisiert werden, wird der Dispersionszustand oder der Auflösungszustand der Farbstoffe vollständig aufgebrochen. Die Immobilisierung der Farbstoffe der schwarzen Tinte und der Farbtinte können das Eindringen der Tinten in den benachbarten bedruckten Bereich auf dem Aufzeichnungsmedium inhibieren, um das Ausbluten zu verhindern.
Als die Ergebnisse der Untersuchung durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung wird die elektrische Neutralisierung zwischen den Farbstoffen, die die jeweiligen Tinten zusammensetzen, erheblich durch den pH an dem Grenzteil des Kontaktes der schwarzen Tinte mit der Farbtinte beeinträchtigt, so dass der Ausblutungsverhinderungseffekt erheblich durch den pH an der Grenzfläche beeinträchtigt wird. Das heißt, wenn die zwei Tinten bei dem pH in einem sauren Bereich in Kontakt gebracht werden, kann die elektrische Neutralisierung zwischen den Farbstoffen unzureichend sein, wobei der dispergierte Zustand oder der Auflösungszustand bzw. der Lösungszustand nicht vollständig aufgebrochen werden und die Verminderung des Ausblutens unzureichend gemacht wird. Daher muss zum Verhindern oder Verringern des Ausblutens der pH an der Grenzfläche der zwei kontaktierenden Tinten bei einem derartigen Niveau gehalten werden, um eine ausreichende elektrische Neutralisierung der Farbstoffe zu verursachen, um den Zustand der Dispersion oder Auflösung aufzubrechen.
Daher wird erfindungsgemäß der Farbtinte zum Puffer der Änderung der Wasserstoffionenkonzentration bei Kontakt der zwei Tinten auf einem Aufzeichnungsmedium eine Pufferungsfähigkeit verliehen, um so den pH zu halten, um das vollständige Aufbrechen der Dispersion oder des Auflösungszustandes zu verursachen. Das Ausbluten wird so durch das Aufbrechen des Dispersions- oder Auflösungszustands verhindert.
Das Tintenset der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend erwähnt, beabsichtigt, das Ausbluten zwischen einer schwarzen Tinte und einer Farbtinte zu verringern, aber verwendet keine spezifische Maßnahme, um Ausbluten zwischen verschiedenen Farbtinten zu verhindern. Da die Farbtinten jedoch meistens bei der Bildbildung und beim grafischen Drucken verwendet werden, kann das Ausbluten zwischen Farbtinten durch ein bekanntes Verfahren verhindert werden, wie etwa, dass der Tinte ein höheres Durchdringungsvermögen gegenüber einem Papierblatt in Einheitsgröße bei Herstellung der Farbtinte verliehen wird, wodurch eine wesentliche Verschlechterung der Druckqualität vermieden werden kann.
Das Tintenset der vorliegenden Erfindung umfasst eine schwarze Tinte, die ein färbendes Material eines selbstdispergierbaren Rußes mit wenigstens einer kationischen Gruppe, die direkt oder über eine andere Atomgruppe an dessen Oberfläche gebunden ist, enthält und eine Farbtinte, die eine anionische Substanz enthält und eine Pufferungsfähigkeit gegenüber Änderung der Wasserstoffionenkonzentration aufweist. Von den Komponenten wird zunächst der Ruß vom selbstdispergierbaren Typ erläutert.
(Selbstdispergierbarer Ruß)
Das Tintenset der vorliegenden Erfindung verwendet als einen Farbstoff eine schwarze Tinte, die einen selbstdispergierbaren Ruß mit wenigstens einer kationischen Gruppe, die direkt oder über eine andere Atomgruppe an dessen Oberfläche gebunden ist. Ein derartiger selbstdispergierbarer Ruß als der Farbstoff kann stabil ohne ein Dispergiermittel in dem wässrigen Medium der Tinte dispergiert werden.
Die hydrophile Gruppe, die direkt oder über eine andere Atomgruppe an die Oberfläche des Rußes in der vorliegenden Erfindung gebunden ist, ist vorzugsweise aus wenigstens einer aromatischen Gruppe, wie etwa Phenyl, Benzyl, Phenacyl und Naphthyl, oder einer heterocyclischen Gruppe, wie etwa Pyridyl; und wenigstens einer kationischen Gruppe zusammengesetzt. Weiter bevorzugt ist die kationische Gruppe eine quartäre Ammoniumgruppe. Eine quartäre Phosphoniumgruppe kann anstelle des quartären Ammoniums verwendet werden.
Die kationische Gruppe, die an die Oberfläche des Rußes gebunden ist, die vorzugsweise in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, beinhaltet die nachstehend gezeigten hydrophilen Gruppen. Jedoch ist die kationische Gruppe nicht hierauf in der vorliegenden Erfindung begrenzt. In den nachstehenden chemischen Formeln stellt R eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylgruppe dar.
Der Gehalt des selbstdispergierbaren Rußes mit der vorstehenden kationischen Gruppe auf der Oberfläche der Tinte reicht vorzugsweise von 0,05 % bis 15,0 %, weiter bevorzugt von 1,0 % bis 10,0 %, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte. In diesem Bereich des Gehaltes wird die Zuverlässigkeit der Tinte zum Tintenstrahlaufzeichnen, wie etwa Druckdichte und Ausstoßstabilität, weiter verbessert.
(Färbungsmittel einschließendes Harz)
Zugabe eines Färbungsmittel einschließenden Harzes zu der schwarzen Tinte verbessert den Abrasionswiderstand und den Markierstiftwiderstand, ohne die Qualität der Tinte, wie etwa Tintenausstoßeigenschaften, zu verschlechtern. Das Harz, das das Färbungsmittel einschließt (nachstehend als ein "Färbungsmittel einschließendes Harz" bezeichnet), beinhaltet Harze, die ein wasserunlösliches Färbungsmittel mikroverkapseln und emulgierte Harze, in welchen ein wasserunlösliches Färbungsmittel, das in einem öligen Lösungsmittel aufgelöst oder dispergiert ist, in einem wässrigen Medium dispergiert wird. Insbesondere bevorzugt sind Harze, die ein Färbungsmittel mikroverkapseln.
Bei der Mikroverkapselung des wasserunlöslichen Färbungsmittels, wie etwa öllösliche Farbstoffe und Pigmente, wird angenommen, dass z.B. das Färbungsmittel dazu tendiert, mit den hydrophoben Einheiten des Harzes interzuagieren, um eine Orientierung der hydrophoben Einheit des Harzes gegenüber dem ......systems zu verhindern. Vermutlich wird eine derartige Tintenstrahltinte, die das das Färbungsmittel einschließende Harz enthält, daran gehindert, eine Adhäsion oder Abscheidung auf einer wasserabstoßenden Düsenoberfläche eines Tintenstrahlkopfes zu zeigen, um die Tintenausstoßfähigkeit über eine lange Zeitdauer zu verbessern.
Das Harz, das ein Färbungsmittel mikroverkapselt, ist eine Harzdispersion, die erhalten wurde, indem ein wasserunlösliches Färbungsmittel oder dergleichen in einem öligen Lösungsmittel aufgelöst oder dispergiert wurde und dieses durch ein bekanntes geeignetes Verfahren mikroverkapselt wurde. Das geeignete Färbungsmittel hierfür beinhaltet wasserunlösliche Färbungsmittel, wie etwa Pigmente, und öllösliche Farbstoffe. Das wasserunlösliche Färbungsmittel kann leicht in einem Harz mikroverkapselt werden. Im einzelnen wird ein Ruß oder dergleichen als ein Pigment von Schwarz (Bk) verwendet.
Das für diesen Zweck verwendete Ruß beinhaltet diejenigen, die durch ein Ofenverfahren, ein Kanalverfahren oder ein ähnliches Verfahren hergestellt wurden, die vorzugsweise die folgenden Eigenschaften besitzen: Ein primärer Teilchendurchmesser von 15 bis 40 nm, eine spezifische BET-Oberfläche von 50 bis 300 m²/g, eine dbp-Absorptionsfähigkeit von 40 bis 150 ml/100 g, ein Gehalt an flüchtiger Masse von 0,5 bis 10 %, ein pH von 2 bis 9 usw. Die kommerziellen Produkte mit derartigen Eigenschaften beinhalten Nr. 2300, Nr. 900, MCF88, Nr. 33, Nr. 40, Nr. 45, Nr. 52, MA7, MA8 und Nr. 2200B (hergestellt von Mitsubishi Chemical Co.); RAVEN1255 (hergestellt von Columbia Co.); REGAL400R, REGAL330R, REGAL660R und MOGUL L (hergestellt von Carbot Co.); und Color Black FW-1, Color Black FW18, Color Black 5170, Color Black 5150, Printex 35, und Printex U (hergestellt von Degussa Co.).
Der öllösliche Farbstoff beinhaltet:
C.I. Solvent Yellow 1, 2, 3, 13, 19, 22, 29, 36, 37, 38, 39, 40, 43, 44, 45, 47, 62, 63, 71, 76, 81, 85, 86, etc.;
C.I. Solvent Red 8, 27, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 58, 60, 65, 69, 81, 86, 89, 91, 92, 97, 9, 100, 109, 118, 119, 122, etc.; und
C.I. Solvent Blue 14, 24, 26, 34, 37, 38, 39, 42, 43, 45, 48, 52, 53, 55, 59, 67, etc.;
C.I. Solvent Black 3, 5, 7, 8, 14, 17, 19, 20, 22, 24, 26, 27, 28, 29, 43, 45, etc.
Ferner sind auch verschiedene bekannte wasserlösliche Farbstoffe hierfür verwendbar, indem das Gegenion (gewöhnlich Natriumion, Kaliumion oder Ammoniumion) durch ein organisches Amin ersetzt wird.
Ein geeigneter Farbstoff wird aus den zuvor erwähnten Farbstoffen ausgewählt, um den Farbton einzustellen oder zu ergänzen, zum Beispiel aus dem zuvor erwähnten Färbungsmittel für die schwarze Tinte, wodurch ferner die Dichte des aufgezeichneten Bildes verbessert wird. Da ein Ruß als das Färbungsmittel für die schwarze Tinte verwendet wird, ist das Färbungsmittel, das in dem Färbungsmittel einschließenden Harz eingeschlossen ist, vorzugsweise ein Ruß. In einer derartigen Ausführungsform können die jeweiligen Färbungsmittel separat in den jeweiligen Harzen eingeschlossen sein oder können in einem gemeinsamen Harz eingeschlossen sein.
Das Verfahren zur Mikroverkapselung des Färbungsmittels in ein Harz wird nachstehend beschrieben.
Zunächst wird das Färbungsmittel in einem öligen Lösungsmittel aufgelöst oder dispergiert. Dann wird das ölige Lösungsmittel, das das Färbungsmittel darin aufgelöst oder dispergiert enthält, in Wasser dispergiert und emulgiert. Die Emulgierung wird durch Ultraschalldispersion oder durch Bewegen mit einer Dispersionsmaschine oder einer Rührvorrichtung durchgeführt, optional durch Zugabe eines Zusatzstoffs, wie etwa eines Emulgators, eines Dispersionsmittels und eines Schutzkolloids als ein Emulgierungs- oder Dispersionshilfsmittel. Das Emulsionshilfsmittel oder das Dispersionshilfsmittel beinhaltet Polymermaterialien, wie etwa PVA, PVP und arabischer Gummi; und anionische oberflächenaktive Mittel und nichtionische oberflächenaktive Mittel.
Die vorstehende emulgierte Materie wird mikroverkapselt. Das Verfahren zur Mikroverkapselung hierfür beinhaltet ein Phasenreversions-Emulsionsverfahren, in welchem ein Färbungsmittel und ein Harz in einem wasserunlöslichen organischen Lösungsmittel (öliges Lösungsmittel) aufgelöst wird und die Phase in eine wässrige Phase umgekehrt wird; ein Grenzflächenpolymerisationsverfahren, in welchem Polymerisation an der Grenzfläche zwischen einer organischen Phase und einer wässrigen Phase verursacht wird, um eine Mikrokapsel auszubilden; ein in-situ-Polymerisationsverfahren, in welchem ein wandbildendes Material in nur einer organischen Phase aufgelöst oder zugeführt wird, nur um eine Mikrokapsel auszubilden; ein Coacervierungsverfahren, in welchem die Phasenseparation einer konzentrierten Polymerphase durchgeführt wird, indem der pH, die Temperatur oder die Konzentration usw. geändert wird. Nach Bildung der Mikrokapsel wird das ölige Lösungsmittel entfernt. Das teilchenförmige Harz, das das Färbungsmittel einschließt, das wie vorstehend hergestellt wurde, besitzt eine durchschnittliche Teilchengröße, die vorzugsweise von 0,01 bis 2,0 μm, weiter bevorzugt von 0,05 bis 1 μm reicht.
Das Harz zum Einschließen des Färbungsmittels, wie vorstehend beschrieben, besitzt vorzugsweise eine kationische hydrophile Gruppe auf der Harzoberfläche. Ein derartiges Harz ist vorzugsweise ein Copolymer aus einem hydrophilen Monomer und einem hydrophoben Monomer oder ein Salz hiervon. Das hydrophile Monomer beinhaltet:
N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat [CH₂=C(CH₃)-COO-C₂H₄N(CH₃)₂],
N,N-Dimethylaminoethylacrylat [CH₂=CH-COO-C₂H₄N(CH₃)₂],
N,N-Dimethylaminopropylmethacrylat [CH₂=C(CH₃)-COO-C₃H₆N(CH₃)₂],
N,N-Dimethylaminopropylacrylat [CH₂=CH-COO-C₃H₆N(CH₃)₂],
N,N-Dimethylacrylamid [CH₂=CH-CON(CH₃)₂],
N,N-Dimethylmethacrylamid [CH₂=C(CH₃)-CON(CH₃)₂],
N,N-Dimethylaminoethylacrylamid [CH₂=CH-CONHC₂H₄(CH₃)₂],
N,N-Dimethylaminoethylmethacrylamid [CH₂=C(CH₃)-CONHC₂H₄(CH₃)₂],
N,N-Dimethylaminopropylacrylamid [CH₂=CH-CONH-C₃H₆N(CH₃)₂], und
N,N-Dimethylaminopropylmethacrylamid [CH₂=C(CH₃)-CONHC₃H₆(CH₃)₂]-.
Zum Ausbilden des Salzes wird Salzsäure, Schwefelsäure, Essigsäure oder eine ähnliche Säure auf ein tertiäres Amin angewendet; und Methylchlorid, Dimethylsulfat, Benzylchlorid, Epichlorhydrin oder dergleichen wird zur Quaternisierung verwendet.
Das hydrophobe Monomer beinhaltet Styrol und seine Derivate, Vinyltoluol und dessen Derivate, Vinylnaphthalen und dessen Derivate, Butadien und dessen Derivate, Isopren und dessen Derivate, Ethylen und dessen Derivate, Propylen und dessen Derivate, Alkylester von Acrylsäure und Alkylester von Methacrylsäure.
Das Färbungsmittel einschließende Harz ist in der Tinte mit einem Gehalt enthalten, der vorzugsweise von 0,5 bis 10,0 %, weiter bevorzugt von 1,0 % bis 7,0 % reicht, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte, aber der Gehalt ist nicht hierauf begrenzt. Innerhalb des vorstehenden Inhaltsbereichs ist die Zuverlässigkeit der Tintenstrahltinte, wie etwa Druckdichte und Tintenausstoßstabilität, weiter verbessert.
(Farbige Farbstoffe)
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Farbtinte umfasst eine anionische Substanz und besitzt eine Pufferfähigkeit gegenüber einer Änderung der Wasserstoffionenkonzentration. Das Färbungsmittel für die Farbtinte kann ein bekanntes Farbstoff oder ein Pigment sein. Angesichts der Farbstoffentwicklungsfähigkeit sind anionische Farbstoffe bevorzugt. Die anionischen Farbstoffe sind im allgemeinen nützlich, ob der Farbstoff ein bekannter oder ein neu synthetisierter ist, vorausgesetzt, dass der Farbstoff einen geeigneten Farbton und eine hohe Bilddichte ergibt. Zwei oder mehr Farbstoffe können in Kombination verwendet werden.
Die spezifischen Beispiele für die anionischen Farbstoffe, die in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, werden nachstehend für die jeweiligen Farben der Tinten gezeigt.
(Färbungsmittel für Gelb)

C.I. Direct Yellow 8, 11, 12, 27, 28, 33, 39, 44, 50, 58, 85, 86, 87, 88, 89, 98, 100, 110 und 132;
C.I. Acid Yellow 1, 3, 7, 11, 17, 23, 25, 29, 36, 38, 40, 42, 44, 76, 98 und 99;
C.I. Reactive Yellow 2, 3, 17, 25, 37 und 42;
C.I. Food Yellow 3

(Färbungsmittel für Magenta)

C.I. Direct Red 2, 4, 9, 11, 20, 23, 24, 31, 39, 46, 62, 75, 79, 80, 83, 89, 95, 197, 201, 218, 220, 224, 225, 226, 227, 228, 229 und 230;
C.I. Acid Red 6, 8, 9, 13, 14, 18, 26, 27, 32, 35, 42, 51, 52, 80, 83, 87, 89, 92, 106, 114, 115, 133, 134, 145, 158, 198, 249, 265 und 289;
C.I. Reactive Red 7, 12, 13, 15, 17, 20, 23, 24, 31, 42, 45, 46 und 59;
C.I. Food Red 87, 92 und 94

(Färbungsmittel für Cyan)

C.I. Direct Blue 1, 15, 22, 25, 41, 76, 77, 80, 86, 90, 98, 106, 108, 120, 158, 163, 168, 199 und 226;
C.I. Acid Blue 1, 7, 9, 15, 22, 23, 25, 29, 40, 43, 59, 62, 74, 78, 80, 90, 100, 102, 104, 117, 127, 138, 158 und 161;
C.I. Reactive Blue 4, 5, 7, 13, 14, 15, 18, 19, 21, 26, 27, 29, 32, 38, 40, 44 und 100.

Das Färbungsmittel ist in der Tinte in einem Gehalt enthalten, der vorzugsweise von 0,2 % bis 15 % weiter bevorzugt von 0,5 bis 10 % reicht, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte. Innerhalb des vorstehenden Gehaltsbereichs ist die Zuverlässigkeit der Tintenstrahltinte, wie etwa Druckdichte und Ausstoßstabilität, weiter verbessert.
Das wässrige Medium für die Farbtinte der vorliegenden Erfindung beinhaltet Wasser und eine Mischung aus Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel. Von den wasserlöslichen organischen Lösungsmitteln sind diejenigen insbesondere bevorzugt, welche das Austrocknen der Tinte verhindern können.
Das wasserlösliche organische Lösungsmittel beinhaltet spezifische Alkylalkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffen, wie etwa Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, sec-Butylalkohol und t-Butylalkohol; Amide, wie etwa Dimethylformamid und Dimethylacetamid; Ketone und Ketoalkohole, wie etwa Aceton, und Diacetonalkohol; Ether, wie etwa Tetrahydrofuran und Dioxan; Polyalkylenglycole, wie etwa Polyethylenglycol und Polypropylenglycol; Alkylenglycole mit 2–6 Kohlenstoffen, wie etwa Ethylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol, Triethylenglycol, 1,2,6-Hexantriol, Thiodiglycol, Hexylenglycol und Diethylenglycol; Niedrigalkyletheracetate, wie etwa Polyethylenglycolmonomethyletheracetat; Glycerin; Niedrigalkylether eines mehrwertigen Alkohols, wie etwa Ethylenglycolmonomethyl (oder -monoethyl)ether, Diethylenglycolmethyl (oder -ethyl)ether, und Triethylenglycolmonomethyl (oder -monoethyl)ether; mehrwertige Alkohole, wie etwa Trimethylolpropan und Trimethylolethan; N-Methyl-2-pyrrolidon, 2-Pyrrolidon und 1,3-Dimethyl-2-imidazolidonon usw.
Die vorstehend erwähnten wässrigen organischen Lösungsmittel können allein oder in Mischung aus zwei oder mehreren hiervon verwendet werden. Der Gehalt des wasserlöslichen organischen Lösungsmittels in der Tinte der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders begrenzt, aber reicht vorzugsweise von 3 % bis 50 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte. Der Gehalt an Wasser in der Tinte reicht vorzugsweise von 50 % bis 95 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte.
Die vorstehend erwähnten Farbtinten sind für Schreibutensilien und Tintenstrahlaufzeichnungstinten verwendbar. Das Tintenstrahlaufzeichnungssystem beinhaltet ein Aufzeichnungssystem, das mechanische Energie auf die Tinte anlegt, um Tintentröpfchen auszustoßen und ein anderes Aufzeichnungssystem, das thermische Energie auf die Tinte anlegt, um eine Bläschenbildung zu verursachen, um Tintentröpfchen auszustoßen. Die Tinte der vorliegenden Erfindung ist insbesondere für die Tintenstrahlaufzeichnungssysteme verwendbar. Für Tintenstrahlaufzeichnen besitzt die vorstehend erwähnte Farbtinte vorzugsweise Eigenschaften, die zum Ausstoß durch einen Tintenstrahlkopf geeignet sind. Für den Ausstoß durch den Tintenstrahlkopf besitzt die Tinte eine Viskosität, die vorzugsweise von 1 bis 15 cP reicht und eine Oberflächenspannung von vorzugsweise nicht weniger als 25 mN/m (dyn/cm), weiter bevorzugt eine Viskosität, die von 1 bis 5 cP reicht; und eine Oberflächenspannung, die von 25 bis 50 mN/m (dyn/cm) reicht.
Das wässrige Medium, mit dem die vorstehend erwähnten gewünschten Eigenschaften den Farbtinten verliehen werden, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, enthält vorzugsweise eines aus Glycerin, Trimethylolpropan, Thioglycol, Ethylenglycol, Diethylenglycol, Isopropylalkohol und Acetylenalkohol. Der Acetylenalkohol beinhaltet denjenigen, der durch die folgende Formel dargestellt wird.
worin R1, R2, R3 und R4 jeweils eine Alkylgruppe sind, insbesondere eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1–4 Kohlenstoffen; m und n jedes jeweils eine ganze Zahl sind und m = 0 und n = 0 oder 1 ≤ m + n ≤ 30, und wenn m + n = 1, eines aus m und n ist 0.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Farbtinte wird einer Pufferungsfähigkeit zum Puffern der Wasserstoffionenkonzentration durch ein bekanntes Verfahren oder Pufferlösungsherstellung verliehen. Hierdurch wird die pH-Änderung der Farbtinte bei Zugabe von 1,5 ml von wässriger 1N Schwefelsäure zu 50 ml der Farbtinte auf nicht mehr als 1,0 abgepuffert.
Insbesondere beinhaltet ein Pufferungsmittel, das zu der Farbtinte zugegeben wird: Ammoniumsalze von organischen Säuren und anorganischen Säuren, Aminsalze von organischen Säuren und anorganischen Säuren, Alkalimetallhydroxide, Ammoniak, basische Amine, basische Aminosäuren, Natriumdihydrogenphosphat, Glycin, Natriumchlorid, Natriumtetraborat, Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Salzsäure, Natriumdimethylglycinat, Borsäure, Alkalimetallchloride, Polyamine und Polyamine, und eine Kombination aus zwei oder mehreren hiervon. Im einzelnen beinhaltet das Puffermittel Natriumhydrogenphosphat/Natriumhydroxid, Glycin + Natriumchlorid/Natriumhydroxid, Natriumtetraborat/Natriumhydroxid, Natriumdihydrogenphosphat/Natriumtetraborat, Natriumtetraborat/Natriumcarbonat, Salzsäure/Natriumcarbonat, Natriumdihydrogenphosphat/Natriumhydroxid, Ammoniumchlorid/Ammoniak, Natriumdimethylglicinat/Salzsäure, Borsäure + Kaliumchlorid/Natriumcarbonat und Natriumcarbonat/Natriumhydrogencarbonat.
Beliebige von den vorstehenden Puffermitteln sind in der vorliegenden Erfindung verwendbar. Es ist herausgefunden worden, dass eine größere Pufferfähigkeit der Farbtinte zu einer effektiveren Verminderung des Ausblutens führt. Daher enthält das Puffermittel wenigstens eine Verbindung, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ammoniumsalzen und Aminsalzen von organischen Säuren und anorganischen Säuren besteht und wenigstens eine Verbindung, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Alkalimetallhydroxiden, Ammoniak, basischen Aminen und basischen Aminosäuren besteht.
Der Gehalt der vorstehenden Verbindungen wird in geeigneter Weise eingestellt, um die Bedingung zu erfüllen, dass eine pH-Änderung der Farbtinte bei Zugabe von 1,5 ml wässriger 1N Schwefelsäure zu 50 ml Farbtinte auf nicht mehr als 1,0 abgepuffert wird. Die Menge der Zugabe des Puffermittels muss begrenzt werden, um die Farbentwicklungsfähigkeit, Tintenausstoßstabilität und andere Zuverlässigkeit der Tintenstrahlaufzeichnungstinte nicht zu verschlechtern.
Die Farbtinte enthält vorzugsweise zusätzlich zu den vorstehenden Komponenten vorzugsweise wenigstens ein oberflächenaktives Mittel, das die gleiche Polarität wie das Färbungsmittel der Tinte besitzt oder nicht ionisch ist. Das beabsichtigte Durchdringungsvermögen und die Viskosität und andere Eigenschaften, die für die Tintenstrahltinte benötigt werden, können zufriedenstellender erreicht werden, indem das oberflächenaktive Mittel eingebaut wird. Das oberflächenaktive Mittel hierfür kann ein ionisches oberflächenaktives Mittel, ein nicht ionisches oberflächenaktives Mittel oder ein ampholytisches oberflächenaktives Mittel, die nachstehend gezeigt werden, sein oder eine Mischung aus zwei oder mehreren hiervon.
(Anionisches oberflächenaktives Mittel)
Fettsäuresalze, Salze von Säureestern von höheren Alkoholen, Alkylbenzolsulfonatsalze, Phosphatestersalze von höheren Alkoholen, Alkylsulfatsalze, Alkylsulfatestersalze, Dialkylsulfosuccinatsalze, Alkylsulfoacetatsalze, Dialkylsulfosuccinatestersalze usw.;
(Kationisches oberflächenaktives Mittel)
Aliphatische Aminsalze, quaternäre Ammoniumsalze, Alkylpyridiniumsalze usw.;
(Nicht ionisches oberflächenaktives Mittel)
Höhere Alkohol-Ethylenoxidaddukte, Alkylphenol-Ethylenoxidaddukte, aliphatische Ethylenoxidaddukte, mehrwertige Alkoholfettsäureester-Ethylenoxidaddukte, aliphatische Amid-Ethylenoxidaddukte, höhere Alkylamin-Ethylenoxidaddukte, Polypropylenglycol-Ethylenoxidaddukte, Fettsäureester von mehrwertigen Alkoholen, Fettsäureamide von Alkanolaminen usw.;
(Ampholytes oberflächenaktives Mittel)
Ampholytische oberflächenaktive Mittel vom Aminosäuretyp, amphotere oberflächenaktive Mittel vom Betaintyp usw. werden exemplarisch dargestellt.
Die vorstehenden oberflächenaktiven Mittel sind in der vorliegenden Erfindung verwendbar. Von diesen oberflächenaktiven Mitteln sind insbesondere bevorzugt nicht ionische oberflächenaktive Mittel, die höhere Alkohol-Ethylenoxidaddukte, Alkylphenol-Ethylenoxidaddukte, Ethylenoxid-Propylenoxidcopolymere und Acetylenglycol-Ethylenoxidaddukte einschließen. Die vorstehenden Ethylenoxidaddukte enthalten vorzugsweise 4 bis 20 Mol von zugegebenem Ethylenoxid.
Die Menge der Zugabe des vorstehend erwähnten oberflächenaktiven Mittels ist nicht besonders begrenzt, aber reicht bevorzugt von 0,01 % bis 10 %, weiter bevorzugt von 0,1 bis 5,0 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte. Bei einem Gehalt von unterhalb 0,01 Gew.-% kann das beabsichtigte Durchdringungsvermögen nicht notwendigerweise abhängig von der Art des oberflächenaktiven Mittels erhalten werden. Bei einem Gehalt von mehr als 10 Gew.-% wird die anfängliche Viskosität der Tinte unerwünschter Weise exzessiv hoch.
Die jeweiligen Tinten, die das Tintenset der vorliegenden Erfindung zusammensetzen, können zusätzlich zu den vorstehenden Komponenten enthalten: Ein Befeuchtungsmittel, wie etwa Harnstoff, Thioharnstoff, Ethylenharnstoff, Alkylharnstoff, Alkylthioharnstoff, Dialkylharnstoff, Dialkylthioharnstoff und ähnliche stickstoffhaltige Verbindungen; und einen Zusatzstoff, wie etwa ein pH-Steuerungsmittel, ein Viskositätssteuerungsmittel, ein Antiseptikum, ein Antioxidationsmittel, ein Verdampfungsförderungsmittel, ein Rostverhinderungsmittel, ein Fungizid und ein chelatisierendes Mittel.
Das vorstehende Tinten-Set der vorliegenden Erfindung, das eine schwarze Tinte und eine Farbtinte oder Farbtinten umfasst, ist beim Tintenstrahlaufzeichnen nützlich, welches Aufzeichnen durchführt, indem Tintentröpfchen durch eine Öffnung in Reaktion auf Aufzeichnungssignale ausgestoßen werden, insbesondere beim Tintenstrahlaufzeichnen, das thermische Energie zum Ausstoßen der Tintentröpfchen verwendet. Zum ordnungsgemäßen Aufzeichnen mit dem Tinten-Set der vorliegenden Erfindung kann das Tintenstrahlaufzeichnungssystem verwendet werden, welches Tintentröpfchen durch eine thermische Energie ausstößt, die auf jeweilige Farbtinten angelegt wird, die in dem Aufzeichnungskopf gehalten werden, in Reaktion auf Aufzeichnungssignale. Eine Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts, das das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren verwendet, wird nachstehend erläutert.
1, 2 und 3 zeigen ein Beispiel für die Zusammensetzung eines Kopfes, den Hauptteil des Geräts.
1 ist eine Schnittansicht eines Kopfes 13 entlang eines Tintenstromwegs. 2 ist eine Schnittansicht des Kopfes, die entlang Linie 2-2 in 1 aufgenommen wurde. Der Kopf 13 ist aufgebaut, indem eine Platte aus Glas, Keramik, Kunststoff oder dergleichen mit einer Rille 14 zum Tintenstrom mit einem Aufheizkopf 15 zum thermosensitiven Aufzeichnen (nicht auf den Dünnfilmkopf, der in der Zeichnung gezeigt wird, begrenzt) gebunden wird. Der Aufheizkopf 15 ist aus einer Schutzschicht 16 zusammengesetzt, die aus Siliziumdioxid oder dergleichen gebildet ist; Aluminiumelektroden 17-1, 17-2; eine Aufheizresistorschicht 18, die aus Nickelchrom oder dergleichen gebildet ist; eine Wärme-akkumulierende Schicht 19; und ein Substrat 20 aus einem wärmeabstrahlenden Material, wie etwa Aluminiumoxid.
Tinte 21 erreicht eine Ausstoßöffnung (feines Loch) 22 und bildet dort einen Meniskus 23 durch Druck P. Bei Anwendung einer elektrischen Signalinformation auf die Elektroden 17-1, 17-2 des Kopfes 13 erzeugt der Bereich, der durch ein Symbol n bezeichnet wird, auf dem Aufzeichnungskopf 15 abrupt Wärme, um ein Bläschen in der Tinte dort auszubilden, der Druck des Bläschens stößt den Meniskus 23 aus, um die Tinte 21 durch die Ausstoßöffnung 22 in der Gestalt von Tröpfchen 24 auszustoßen. Das ausgestoßene Tintentröpfchen 24 wandert zum Aufzeichnungsmedium 25.
3 zeigt eine externe Ansicht eines Multikopfes mit nebeneinander angeordneten leeren Köpfen, die in 1 gezeigt werden. Der Multikopf wird ausgebildet, indem eine Glasplatte 27 mit Vielfachdüsen 26 mit einem Wärme erzeugenden Kopf 28 wie derjenige, der in 1 gezeigt wird, verbunden wird.
4 zeigt ein Beispiel für die Gesamtansicht des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts, das mit einem derartigen Kopf ausgestattet ist. In 4 wird eine Klinge 61 als ein Wischelement an einem Ende der Klinge durch ein Klingenhalterungselement gehalten und so ein fixiertes Ende in der Gestalt eines Auslegers gebildet. Die Klinge 61 wird an einer Position, die zu dem Aufzeichnungsbereich des Aufzeichnungskopfes benachbart ist, platziert, und wird in diesem Beispiel derart gehalten, dass sie in den Bewegungsweg des Aufzeichnungskopfes hineinragt. Eine Kappe 62 zum Bedecken der vorragenden Öffnungsfläche wird an der Ausgangsposition, benachbart zu der Klinge 61, platziert und ist derart zusammengesetzt, dass diese sich in der Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Aufzeichnungskopfes bewegt, um in Kontakt mit der Ausstoßdüsenfläche zu kommen, um die Düse abzudecken. Ein Tintenabsorptionsmittel 63 wird an einer Position platziert, die benachbart zu der Klinge 61 ist und wird so gehalten, dass sie in den Bewegungsweg des Aufzeichnungskopfes 65 auf eine Weise hineinragt, die ähnlich zu derjenigen der Klinge 61 ist.
Die Klinge 61, die Kappe 62 und das Tintenabsorptionsmittel 63 setzen eine Ausstoßwiedergewinnungsvorrichtung 64 zusammen. Die Klinge 61 und das Tintenabsorptionsmittel 63 dienen dazu, Wasser, Staub und dergleichen von der Fläche der Tintenausstoßdüse zu entfernen. Ein Aufzeichnungskopf 65 besitzt eine Energieerzeugungseinrichtung für den Ausstoß und führt Aufzeichnen durch, indem die Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium ausgestoßen wird, das der Ausstoßdüsenfläche gegenüberliegt. Ein Schlitten 66 wird bereitgestellt, um den Aufzeichnungskopf 65 zu unterstützen und zu bewegen. Der Schlitten 66 ist gleitbar mit einer Führungsschiene 67 verbunden. Ein Teil des Schlittens 66 ist mit einem Gürtel 69, der durch einen Motor 68 angetrieben wird (nicht in der Zeichnung gezeigt), verbunden, so dass der Schlitten 66 entlang der Führungsschiene 67 zu dem Aufzeichnungsbereich des Aufzeichnungskopfes 65 und zu dem dazu benachbarten Bereich bewegbar ist.
Eine Papierblattzuführungsvorrichtung 51 zur Zuführung eines Aufzeichnungsmediums und eine Papierblattzuführungswalze 52, die durch einen Motor angetrieben wird (nicht in der Zeichnung gezeigt) führt ein Aufzeichnungsmedium zu der Position zu, die der Ausstoßdüsenfläche des Aufzeichnungskopfes gegenüberliegt. Mit dem vorstehenden Aufbau wird das Aufzeichnungsmedium zu der Vorderseite der Ausstoßöffnung des Aufzeichnungskopfes 65 mit dem Voranschreiten des. Aufzeichnens zugeführt und wird ferner zu einer Papierentladungsvorrichtung zugeführt, die mit Papierblattentladungswalzen 53 ausgestattet ist.
In dem vorstehenden Aufbau ist, wenn der Aufzeichnungskopf 65 an die Ausgangsposition bei Vervollständigung des Aufzeichnens zurückkehrt, die Kappe 62 der Ausstoßwiedergewinnungsvorrichtung 64 außerhalb des Bewegungsweges des Aufzeichnungskopfes 65 positioniert und die Klinge 61 ragt in den Bewegungsweg hinein. Hierdurch wird die Ausstoßdüsenfläche des Aufzeichnungskopfes 65 abgewischt. Um die Ausstoßfläche des Aufzeichnungskopfes 65 abzudecken, ragt die Kappe 62 zu dem Bewegungsweg des Aufzeichnungskopfes hinein, um in Kontakt mit der Ausstoßdüsenfläche zu kommen.
Wenn der Aufzeichnungskopf 65 aus der Ausgangsposition zu der Aufzeichnungsstartposition bewegt wird, sind die Kappe 62 und die Klinge 61 an der gleichen Position wie in dem vorstehend erwähnten Wischschritt, so dass die Ausstoßdüsenfläche des Aufzeichnungskopfes 65 auch bei dieser Bewegung abgewischt wird. Der Aufzeichnungskopf 65 wird zu der Ausgangsposition nicht nur bei der Vervollständigung des Aufzeichnens und zur Zeit der Ausstoßwiedergewinnung bewegt, sondern wird auch bei vorbestimmten Zeitintervallen während dem Aufzeichnen von dem Aufzeichnungsbereich bewegt. Die Düse wird durch diese Bewegung abgewischt.
5 ist eine Schnittansicht eines Beispiels für eine Tintenkassette 45, welche eine Tinte hält, die durch ein Tintenzuführungselement, wie etwa ein Rohr, zugeführt wird. Ein Tintenbehälter 40, zum Beispiel ein Tintensack, der eine zuzuführende Tinte enthält und einen Kautschukstopfen 42 an der Spitze besitzt. Einschieben einer Nadel (nicht in der Zeichnung gezeigt) in den Stopfen 42 ermöglicht die Zuführung der Tinte aus dem Tintensack 40 zu dem Kopf. Ein Abfalltintenabsorptionsmittel 44 dient dazu, Abfalltinte zu absorbieren. Die Flüssigkeit-kontaktierende Fläche des Tintenbehälters ist vorzugsweise aus Polyolefinen, insbesondere Polyethylen, in der vorliegenden Erfindung ausgebildet.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Tintenstrahlaufzeichnungsgerät ist nicht auf das vorstehend Erwähnte begrenzt, welches separat einen Kopf und eine Tintenkassette besitzt. Eine Integration hiervon, wie in 6 gezeigt, kann in geeigneter Weise verwendet werden. In 6 enthält eine Aufzeichnungseinheit 70 ein Tintenhalterungselement, wie etwa ein Tintenabsorptionsmittel, und die Tinte in dem Absorptionsmittel wird durch eine Vielzahl von Öffnungen eines Kopfes 71 ausgestoßen.
Das Tintenabsorptionsmittel ist vorzugsweise aus einem Harz gebildet, wie etwa Polyurethan, Cellulose, Polyvinylacetat und Polyolefinen. Ein Luftkommunikationsloch 72 ermöglicht, dass das Innere der Aufzeichnungseinheit mit der Umgebungsluft kommuniziert. Diese Aufzeichnungseinheit 70 wird anstelle des Aufzeichnungskopfes, der in 4 gezeigt wird, verwendet und ist von dem Schlitten 66 abnehmbar.
7 ist eine perspektivische Ansicht eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts, das in der vorliegenden Erfindung anwendbar ist. Ein Aufzeichnungsmedium 106 wird zu einer Papierzuführungsposition des Aufzeichnungsgeräts 100 eingeschoben und wird zu dem Aufzeichnungsbereich einer Aufzeichnungskopfeinheit 103 zugeführt. In dem Aufzeichnungsbereich wird eine Platte 108 unter dem Aufzeichnungsmedium bereitgestellt. Ein Schlitten 101 ist durch zwei Führungsschäfte 104, 105 in vorgeschriebenen Richtungen bewegbar, um wechselseitig den Aufzeichnungsbereich abzutasten. Der Schlitten 101 trägt eine Aufzeichnungskopfeinheit 103, die Aufzeichnungsköpfe für mehrere Farbtinten und Tintenbehälter, um jeweils die Aufzeichnungsköpfe mit einer Tinte zu versorgen, umfasst.
Die mehreren Farben der Tinten in diesem Beispiel des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts sind vier Farben von Schwarz (Bk), Cyan (C), Magenta (M) und Gelb (Y).
An dem linken Ende des Schlittenbewegungsbereiches wird eine Wiedergewinnungseinheit 110 auf der unteren Seite platziert und deckt die Ausstoßöffnung des Aufzeichnungskopfes während einer Nichtaufzeichnungsperiode ab. Dieses linke Ende wird eine Ausgangsposition des Aufzeichnungskopfes genannt. Das Bezugszeichen 107 bezeichnet ein Schaltungs- und ein Anzeigeelement. Die Schaltung wird zum An- und Abschalten der Spannungsquelle des Aufzeichnungsgeräts und zur Auswahl der Aufzeichnungsmodus verwendet, und das Anzeigeelement zeigt den Zustand des Aufzeichnungsgeräts an.
8 ist eine perspektivische Ansicht der Aufzeichnungseinheit, die in dem in 7 gezeigten Aufzeichnungsgerät verwendet wird. Der Schlitten 101 trägt den Aufzeichnungskopf 102 zum Ausstoßen der jeweiligen Farbtinten von Bk, C, M und Y; einen Bk-Tintenbehälter 20Bk; einen C-Tintenbehälter 20C; und einen M-Tintenbehälter 20M; und einen Y-Tintenbehälter 20Y. Die jeweiligen Behälter sind durch ein Verbindungselement an den Aufzeichnungskopf verbunden, um die Tinte zu der Ausstoßöffnung zuzuführen. In einem anderen Beispiel können die Behälter für die Farbtinten von C, M und Y in einen Körper integriert werden.
9 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils des Kopfes um die Wärmeerzeugungsvorrichtung herum. Das Aufzeichnungsgerät dieses Beispiels stellt eine elektrothermische Wärmeerzeugungsvorrichtung für jede der Tintenausstoßöffnungen bereit, um Antriebssignale an die Erzeugungsvorrichtungen in Reaktion auf die Aufzeichnungsinformation anzulegen, um die Tinten durch die Düsen auszustoßen. Die Wärmeerzeugungsvorrichtungen 30 sind aufgebaut, um Wärme separat für jede der jeweiligen Düsen zu erzeugen.
Die Tinte in der Düse, die schnell durch die durch die Heizvorrichtung 30 erzeugte Wärme aufgeheizt wird, bildet ein Bläschen durch Filmsieden. Der durch die Bläschenbildung verursachte Druck stößt ein Tintentröpfchen 35 zu einem Aufzeichnungsmedium 106 aus, das in 9 gezeigt wird, um ein Schriftzeichen oder ein Bild auf dem Aufzeichnungsmedium auszubilden. Die Ausstoßöffnungen 37 sind jeweils mit einem Tintenstromweg 38 verbunden. Auf der Rückseite der Tintenstromwege 38 wird eine gemeinsame Flüssigkeitskammer 32 bereitgestellt. Für jede der Tintenstromwege, die der jeweiligen Ausstoßöffnung entspricht, werden die elektrothermisch übertragende Heizvorrichtung 30 zum Erzeugen der Wärme zum Ausstoß des Tintentröpfchens und Elektrodenverdrahtungen zum Zuführen der elektrischen Spannung bereitgestellt. Die Heizvorrichtung 30 und die Elektrodenverdrahtungen werden durch eine filmbildende Technik auf einem Substrat 33 ausgebildet. Auf der Heizvorrichtung 30 wird ein Schutzfilm 36 ausgebildet, um direkten Kontakt der Tinte mit der Heizvorrichtung zu verhindern. Ferner werden auf diesem Substrat Teilungswände 34 in Laminierungsform aus einem Harz oder einem Glasmaterial gebildet, um die vorstehenden Ausstoßöffnungen, Tintenstromweg, gemeinsame Flüssigkeitskammer und dergleichen aufzubauen.
Das Aufzeichnungssystem, das einen elektrothermischen Transducer als die Heizvorrichtung verwendet, verwendet Bläschenbildung, die durch Anlegung einer thermischen Energie zum Tintentröpfchenausstoß verursacht wird und wird im allgemeinen ein Bubble Jet-Aufzeichnungssystem genannt. Das Tintenstrahlaufzeichnungssystem wird vorstehend als eine Ausführungsform des Aufzeichnungsgeräts der vorliegenden Erfindung erläutert. Jedoch ist die vorliegende Erfindung auf andere Arten von Tintenstrahlaufzeichnungssystemen, wie etwa Aufzeichnungssystem vom Piezotyp, das ein Piezoelement verwendet, anwendbar.
Ein anderes Beispiel für das Aufzeichnungsgerät und den Aufzeichnungskopf, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, werden nachstehend beschrieben.
10 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die den Hauptteil eines Tintenstrahldruckers veranschaulicht, der einen flüssigkeitsausstoßenden Kopf der vorliegenden Erfindung verwendet, in welchem das Bläschen mit der Umgebungsluft beim Tintenausstoß kommuniziert.
In 10 umfasst der Tintenstrahldrucker eine Zuführungsvorrichtung 1030, eine Aufzeichnungsvorrichtung 1010 und eine Bewegungsantriebsvorrichtung 1006. Die Zuführungsvorrichtung 1030 ist in einer Längsrichtung in einem Gehäuse 1008 platziert, um ein Papierblatt 1028 als das Aufzeichnungsmedium unterbrechend in einer Richtung des Pfeils P zuzuführen. Die Aufzeichnungsvorrichtung 1010 wird wechselseitig in eine Richtung S senkrecht zu der Papierblattzuführungsvorrichtung angetrieben. Der Bewegungsantriebsmechanismus 1006 treibt wechselseitig die Aufzeichnungsvorrichtung 1010 an.
Der Antriebsmechanismus 1006 umfasst Riemenscheiben 1026a und 1026b, die auf Rotationsachsen gestellt sind, die mit einem vorbestimmten Abstand einander gegenüberliegen, einen Gürtel 1016, der um die Riemenscheiben gewunden ist, Walzeneinheiten 1022a und 1022b, ein Schlittenelement 1010a der Aufzeichnungsvorrichtung 1010, der parallel zu den Walzeneinheiten 1022a und 1022b platziert ist und einen Motor 1018 zum Antreiben des Gürtels 1016, der mit dem Schlittenelement 1010a in normalen und umgekehrten Richtungen verbunden ist.
Durch Bewegen des Gürtels 1016 in Richtung R in 10 durch den Motor 1018 wird das Schlittenelement 1010a der Aufzeichnungsvorrichtung 1010 in der Pfeilrichtung S in 10 um einen vorbestimmten Weg bewegt, wohingegen der Gürtel 1016 in der Richtung revers zu dem Pfeil R durch den Motor 1018 bewegt wird, das Schlittenelement 1010a der Aufzeichnungsvorrichtung 1010 in der Richtung revers zu dem Pfeil S um einen vorbestimmten Weg bewegt wird. An einem Ende des Bewegungsantriebsmechanismus 1006 wird eine Wiedergewinnungseinheit 1026 an der Ausgangsposition des Schlittenelementes 1010a gegenüberliegend zu der Tintenausstoßöffnungsanordnung bereitgestellt, um die Ausstoßleistung der Aufzeichnungsvorrichtung 1010 wiederzugewinnen.
In der Aufzeichnungsvorrichtung 1010 sind Tintenstrahlkassetten 1012Y, 1012M, 1012C und 1012B (nachstehend gelegentlich einfach "Schlitten" genannt) separat und unabhängig voneinander von dem Schlittenelement 1010a für die jeweiligen Farben demontierbar: Zum Beispiel Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz.
11 zeigt ein Beispiel für die Tintenstrahlkassette, die auf dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das vorstehend beschrieben wurde, montierbar ist. Die Kassette 2012 dieses Beispiels ist von einem seriellen Typ und ist hauptsächlich aus einem Tintenstrahlkopf 1010 und einem Flüssigkeitsbehälter 1001 zum Enthalten einer Tinte oder einer ähnlichen Flüssigkeit zusammengesetzt. Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf besitzt viele Ausstoßöffnungen 832 zum Ausstoßen der Flüssigkeit. Die Tinte oder eine ähnliche Flüssigkeit wird aus dem Flüssigkeitsbehälter 1001 durch einen Zuführungsweg (nicht in der Zeichnung gezeigt) zu einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer in dem Flüssigkeitsausstoßkopf 1010 (s. 12) eingeführt. Die Kassette 1012 ist in Integration eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 1010 und der Flüssigkeitsbehälter 1001 in einem Körper gebildet. Die Flüssigkeit kann zu dem Flüssigkeitsbehälter 1001 aufgefüllt werden. Der Flüssigkeitsbehälter 1001 kann austauschbar mit dem Flüssigkeitsausstoßkopf 1010 verbunden sein.
Ein spezifisches Beispiel für den Flüssigkeitsausstoßkopf, der vorstehend für den Tintenstrahldrucker mit dem vorstehend erwähnten Aufbau beschrieben wurde, wird nachstehend in größerem Detail erläutert.
12 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Hauptteils einer Basisausführungsform des Flüssigkeitsausstoßkopfes der vorliegenden Erfindung. 13 bis 16 sind Vorderansichten, die die Gestalt der Ausstoßöffnung des Flüssigkeitsausstoßkopfes veranschaulichen, der in 12 gezeigt wird. In diesen Zeichnungen werden elektrische Verdrahtungen zum Antreiben des elektrothermischen Transducer-Elementes weggelassen.
Der Flüssigkeitsausstoßkopf dieses Beispiels besitzt ein Substrat 934 aus Glas, Keramik, Kunststoff oder Metall, wie in 12 gezeigt. Das Material für das Substrat ist nicht für die vorliegende Erfindung wesentlich und ist nicht begrenzt, vorausgesetzt, dass das Material als ein Teil des Flüssigkeitsstromweg-aufbauenden Materials dienen kann und als eine Unterstützungsvorrichtung für ein Tintenausstoß-Energieerzeugungselement funktioniert und eine Unterstützungsvorrichtung für die Materialschicht zum Ausbilden des Flüssigkeitsweges und der Ausstoßöffnung, wie nachstehend beschrieben. In diesem Beispiel wird Si-Substrat (Wafer) als die Substratplatte verwendet. Die Ausstoßöffnung kann durch einen Laserstrahl ausgebildet werden. Ansonsten kann die Öffnungsplatte (Ausstoßöffnungsplatte) 935 aus einem lichtempfindlichen Harz hergestellt werden und die Ausstoßöffnung kann durch ein optisches Ausrichtelement, wie etwa MPA (Spiegelprojektionsausrichtvorrichtung) gebildet werden.
In 12 besitzt das Substrat 934 elektrothermische Transducer-Elemente 931 (nachstehend gelegentlich "Heizvorrichtung" genannt) und ein Tintenzuführungsloch 933 in der Gestalt eines langen kanalförmigen Durchloches als eine gemeinsame Flüssigkeitskammer. Auf den beiden Seiten der Längsrichtung des Tintenzuführungsloches 933 sind Heizvorrichtungen 931 als thermische Energieerzeugungseinrichtungen in einer Linie in einer gestaffelten Anordnung mit dem Intervall von 300 dpi zum Beispiel angeordnet. Tintenstromwegwände 936 sind auf diesem Substrat 934 zur Ausbildung der Tintenstromwege ausgebildet. Auf den Tintenstromwegwänden 936 wird eine Ausstoßöffnungsplatte 935 mit Ausstoßöffnungen 932 bereitgestellt.
In 12 werden die Tintenstromwegwände 936 und die Ausstoßöffnungsplatte 935 als separate Elemente gezeigt. Jedoch können die Tintenstromwegwände 936 durch ein Spinbeschichtungsverfahren gebildet werden, um gleichzeitig die Ausstoßöffnungsplatte 935 mit dem gleichen Material auszubilden. In diesem Beispiel wird die Ausstoßöffnungsplattenfläche 935a zur Wasserabstoßung behandelt.
In diesem Beispiel wird Aufzeichnen mit einem Kopf vom seriellen Typ ausgeführt, welcher Abtasten in der Richtung des Pfeils S in 10 ausführt, zum Beispiel mit einer Bildpunktdichte von 1200 dpi bei einer Antriebsfrequenz von 10 kHz mit einem minimalen Ausstoßzeitintervall von 100 μs für jede Ausstoßöffnung.
Als die Abmessung des Kopfes in der Praxis besitzt die Teilungswand 936a zum Einteilen der Flüssigkeit in benachbarte Düsen, wie in 13 gezeigt, eine Breite W von 14 μm. In 16 besitzt eine Bläschen bildende Kammer 1337, die aus der Tintenstromwegwand 936 gebildet ist, N₁ (Breite der Bläschenkammer) = 33 μm und N₂ (Länge der Bläschenkammer) = 35 μm. Die Heizvorrichtung 931 besitzt eine Größe von 30 μm × 30 μm und einen Widerstand von 53 Ω und wird durch eine Antriebsspannung von 10,3 V angetrieben. Die Tintenstromwegwand 936 und die Teilungswand 936a besitzen jeweils eine Höhe von 12 μm. Die Ausstoßöffnungsplatte besitzt eine Dicke von 11 μm.
Der Abschnitt 940 der Ausstoßöffnung 832, der in der Richtung aufgenommen wurde, die senkrecht zu der Tintenausstoßöffnung (Dickerichtung der Öffnungsplatte 935) ist, ist nahezu in der Gestalt eines Sterns, welcher sechs vorstehende Teile 832a mit einem stumpfen Winkel und sechs zahnende Teile 832b mit einem spitzen Winkel, die abwechselnd platziert sind, hat. Hierdurch werden sechs Grübchen entlang der Richtung der Öffnungsplattendicke (Flüssigkeitsausstoßrichtung) gebildet, wobei das Grübchen die Zahnteile 832b als die Spitzen, weit weg von dem Zentrum 0 der Ausstoßöffnung, aufweist und die benachbarten vorstehenden Teile 832a nahe zu dem Zentrum 0 der Ausstoßöffnung als die Basis aufweist. Die Position der Grübchen wird in 17 durch ein Bezugszeichen 1141a gezeigt.
In diesem Beispiel ist die Ausstoßöffnung 940 in einer Gestalt von zwei gleichschenkligen Dreiecken, die mit dem einen Dreieck, das um den Winkel von 60° gedreht wurde, überlagert. In 14 ist die Länge T₁ 8 μm. Die Spitzen der vorstehenden Teile 832a besitzen einen Winkel von 120° und die Basen der Zahnteile 832b besitzen einen Winkel von 60°.
Daher trifft das Zentrum 0 der Ausstoßöffnung mit dem Schwerpunktzentrum G des Polygons zusammen, das durch Verbinden der Mittelpunkte (Zentrum (Gravitätszentrum) einer Figur, die gebildet wurde, indem die Spitze und die benachbarten zwei Böden des Grübchens verbunden werden) zwischen den benachbarten Grübchen verbunden werden. In diesem Beispiel besitzt die Ausstoßöffnung 832 eine Öffnungsfläche von 400 μm² und die Schnittfläche von einem Grübchen (Fläche einer Figur, die gebildet wurde, indem die Spitze und die benachbarten zwei Böden des Grübchens verbunden wurden) beträgt ungefähr 33 μm².
15 zeigt schematisch den Zustand des Kontaktes der Tinte mit der Öffnungswand der Ausstoßöffnung, die in 14 gezeigt wird.
Das Verfahren zum Ausstoß der Flüssigkeit durch den Tintenstrahlaufzeichnungskopf des vorstehenden Aufbaus wird anhand von 17 bis 24 beschrieben. 17 bis 24 sind Schnittansichten der Blasen bildenden Kammer 1337, die entlang der Linie X-X in 16 aufgenommen wurde, zum Erläutern des Verfahrens des Flüssigkeitsausstoßes in dem Flüssigkeitsausstoßkopf, der in 12 bis 16 gezeigt wird. In diesen Schnittansichten entsprechen die Enden der Ausstoßöffnung 940 in der Öffnungsplattendickenrichtung den Spitzen 1141a der Grübchen 1141.
17 zeigt die Bläschenbildung in einem Filmzustand. 18 zeigt den Zustand bei ungefähr 1 μs nach dem Zustand von 17. 19 zeigt den Zustand bei ungefähr 2 μs; 20 bei ungefähr 3 μs; 21 bei ungefähr 4 μs; und 22 bei ungefähr 5 μs; 23 bei ungefähr 6 μs; und 24 bei ungefähr 7 μs nach dem Zustand von 17. In der nachstehenden Beschreibung bedeutet der Ausdruck "Fall" oder "Fallen" die Bewegung zu dem elektrothermischen Transducer, nicht den Fall zu der Gravitätsrichtung, unabhängig von der Kopffixierungsrichtung.
Zunächst wird elektrischer Strom auf eine Heizvorrichtung 931 in Reaktion auf ein Signal angelegt. Hierdurch wird ein Bläschen 101 auf der Heizvorrichtung 931 in dem Flüssigkeitsstromweg 1338, wie in 17 gezeigt, gebildet. In ungefähr 2 μs wächst das Bläschen schnell im Volumen, wie in 18 und 19 gezeigt. Bei dem maximalen Volumen des Bläschens 101 überschreitet die Bläschenhöhe die Höhe der Ausstoßöffnungsfläche 935a. In diesem Zustand nimmt der Gasdruck in dem Bläschen auf einen Bruchteil (eins zu einigen zu eins über zehn und einige) des atmosphärischen Drucks ab.
Bei ungefähr 2 μs nach der Bildung des Bläschens 101 beginnt das vorstehend erwähnte Bläschen, von dem maximalen Volumen zu schrumpfen und bei ungefähr der gleichen Zeit beginnt der Meniskus 1004, sich zu bilden. Dieser Meniskus 1004 bewegt sich zudem rückwärts oder fällt zu der Heizvorrichtung 931, wie in 20 gezeigt.
In diesem Beispiel üben, wenn der Meniskus 1004 sich rückwärts bewegt, die mehreren Grübchen 1141, die in der Ausstoßöffnung verteilt sind, eine Kapillarkraft auf die Flüssigkeit in der Richtung F_C revers zu der Rückwärtsbewegungsrichtung F_M an dem Grübchen 1141 aus. Folglich kann irgendeine Variation des Zustands des Bläschens 101 derart korrigiert werden, dass die Gestalt des Meniskus, die sich rückwärts bewegt und die Gestalt des Hauptflüssigkeitströpfchens 1a (nachstehend "Flüssigkeit" oder "Tinte" gelegentlich genannt) nahezu symmetrisch zu dem Zentrum der Ausstoßöffnung sind.
In diesem Beispiel ist die Fallgeschwindigkeit des Meniskus 1004 höher als die Schrumpfgeschwindigkeit des Bläschens 101, so dass das Bläschen 101 mit der Umgebungsluft nahe der unteren Fläche der Ausstoßöffnung 832 bei ungefähr 4 μs nach der Bildung des Bläschens, wie in 21 gezeigt, kommuniziert. Gleichzeitig fällt der Teil der Flüssigkeit (Tinte) nahe der Mittelachse der Ausstoßöffnung 832 zu der Heizvorrichtung 931, da die Flüssigkeit (Tinte) Ia, die durch den negativen Druck des Bläschens 101 vor dem In-Verbindung-Treten des Bläschens mit der Umgebungsluft zurückgebracht wurde, eine Geschwindigkeit zu der Heizvorrichtung 931 beibehält, die auf die Trägheit nach dem In-Verbindung-Treten mit der Luft zurückgeht.
Die Flüssigkeit (Tinte), die zu der Heizvorrichtung 931 gefallen ist, erreicht die Oberfläche der Heizvorrichtung 931 bei ungefähr 5 μs nach der Bildung des Bläschens 101, wie in 22 gezeigt, und breitet sich aus, um die Oberfläche der Heizvorrichtung 933, wie in 23 gezeigt, zu bedecken. Die Flüssigkeit, die sich über die Oberfläche der Heizvorrichtung 931 ausbreitet, besitzt einen Geschwindigkeitsvektor entlang der Oberfläche der Heizvorrichtung 931 in der horizontalen Richtung, aber verliert den Vektor, der die Oberfläche der Heizvorrichtung 931 kreuzt, vertikale Vektoren.?? Daher tendiert dieser Teil der Flüssigkeit dazu, auf der Oberfläche der Heizvorrichtung 931 zu bleiben, um die Flüssigkeit mit dem Geschwindigkeitsvektor in der Ausstoßrichtung herunterzuziehen.
Danach wird ein Teil Ib der Flüssigkeit zwischen der Flüssigkeit, die sich auf der Oberfläche der Heizvorrichtung 931 und der Flüssigkeit (Hauptflüssigkeitströpfchen) auf der oberen Seite ausbreitet, dünner. Bei ungefähr 7 μs nach der Bildung des Bläschens 101 wird der Teil der Flüssigkeit Ib an dem Zentrum der Oberfläche der Heizvorrichtung 931 abgeschnitten, hierdurch wird das Hauptflüssigkeitströpfchen Ia mit einem Geschwindigkeitsvektor in der Ausstoßöffnung von der Flüssigkeit is separiert, die sich auf der Oberfläche der Heizvorrichtung 931 ausbreitet. Die Separierung wird vorzugsweise innerhalb des Flüssigkeitsstromweges 1338 verursacht, weiter bevorzugt näher zu dem elektrothermischen Transducer-Element 931 als zu der Ausstoßöffnung 832.
Das Hauptflüssigkeitströpfchen Ia wird durch den Mitteteil der Ausstoßöffnung 832 ohne Abweichung von der Richtung und ohne Deformierung ausgestoßen, um auf der vorgeschriebenen Position einer Aufzeichnungsfläche eines Aufzeichnungsmediums aufzutreffen. Die Flüssigkeit Ic, die sich auf der Oberfläche der Heizvorrichtung 931 ausbreitet, verbleibt auf der Oberfläche der Heizvorrichtung 931, während in einem herkömmlichen Verfahren die Flüssigkeit Ic als ein Satellitentröpfchen ausgetrieben wird, gefolgt von dem Hauptflüssigkeitströpfchen.
Durch die Verhinderung des Satellitentröpfchenausstoßes kann das Verspritzen, welches dazu tendiert, durch das Satellitentröpfchen gebildet zu werden, verhindert werden und das Verschmutzen der Aufzeichnungsfläche des Aufzeichnungsmediums, das durch Nebel verursacht wird, wird zuverlässig verhindert. In 21 bis 24 gibt das Symbol Id die Tinte an, die auf dem Grübchen (Tinte in dem Grübchen) anhaftet und das Symbol Ie gibt die Tinte an, die in dem Flüssigkeitsstromweg verbleibt.
Mit dem Flüssigkeitsausstoßkopf dieses Beispiels wird die Flüssigkeit in dem Schrumpfungszustand des Bläschens nach dem Wachstum auf das maximale Volumen des Bläschens ausgestoßen und die Ausstoßrichtung des Hauptflüssigkeitströpfchens wird durch mehrere Grübchen stabilisiert, die um das Zentrum der Ausstoßöffnung verteilt sind. Hierdurch stößt der Flüssigkeitsausstoßkopf das Flüssigkeitströpfchen ohne Abweichung von der Ausstoßöffnung mit hoher Treffgenauigkeit der Flüssigkeitströpfchen aus. Ferner kann der Ausstoß sogar bei Variation Bläschenbildung bei einer hohen Antriebsfrequenz stabilisiert werden, um Hochgeschwindigkeitsfeindrucken zu verwirklichen.
Insbesondere mit dem Flüssigkeitsausstoßkopf dieses Beispiels wird das Flüssigkeitströpfchen bei dem Bläschenschrumpfungszustand durch In-Verbindung-Treten des Bläschens mit der Umgebungsluft ausgestoßen, wodurch Nebelbildung beim Ausstoß durch In-Verbindung-Treten mit der Umgebungsluft verhindert werden kann und die Adhäsion des Flüssigkeitströpfchens auf die Ausstoßöffnungsfläche, welche abruptes Versagen des Ausstoßes verursachen kann, kann auch verhindert werden.
Ein anderer Typ von Aufzeichnungskopf, der zum Umsetzen der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist ein Kopf vom Kantenschießtyp, der in dem japanischen Patent Nr. 2,783,647 offenbart ist, welcher Flüssigkeitströpfchenausstoß durch In-Verbindung-Treten des Tröpfchens mit der Umgebungsluft auf dem Flüssigkeitströpfchenausstoß durchführt.
Die vorliegende Erfindung ist für den Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp und das Aufzeichnungsgerät, welches Flüssigkeitströpfchen ausstößt, indem thermische Energie zum Aufzeichnen verwendet wird, geeignet.
Der typische Aufbau und das Prinzip davon sind in US-Patenten 4,723,129 und 4,740,796 offenbart. Diese Art von Aufbau kann auf sogenannte vom On-Demand-Typ und vom kontinuierlichen Typ anwendbar sein. Insbesondere ist diese Art von Gerät als ein Gerät vom On-Demand-Typ effektiv. In dem Gerät von On-Demand-Typ wird wenigstens ein Antriebssignal, das der Aufzeichnungsinformation entspricht, auf einen elektrothermischen Transducer angelegt, der auf einem Flüssigkeitszurückhaltungsblatt oder einem Flüssigkeitsstromweg angeordnet ist, um thermische Energie zu erzeugen, um schnell Filmsieden an der Heizfläche eines Aufzeichnungskopfes zu verursachen und folglich, um ein Bläschen in der Flüssigkeit (Tinte) in eins-zu-eins-Entsprechung mit dem Antriebssignal auszubilden. Das Wachstum und Schrumpfen des Bläschens wird beim Ausstoß der Flüssigkeit (Tinte) durch die Ausstoßöffnung verwendet, um ein Flüssigkeitströpfchen auszubilden. Ein gepulstes Antriebssignal ist für schnelles und präzises Bläschenwachstum und Schrumpfung bevorzugt, um Flüssigkeits(tinten)ausstoß mit hohem Reaktionsvermögen zu erreichen.
Als das gepulste Antriebssignal sind diejenigen geeignet, die in US-Patenten 4,463,359 und 4,345,262 offenbart sind. Das Aufzeichnen kann zufriedenstellender ausgeführt werden, indem die Bedingungen von Temperaturerhöhungsrate der Heizfläche verwendet werden, die in US-Patent 4,313,124 offenbart sind.
Die Aufzeichnungsköpfe mit dem Aufbau, in welchem die Heizvorrichtung an einem Biegeteil platziert ist, wie in US-Patent 4,558,333 und 4,459,600 offenbart, sind in der vorliegenden Erfindung eingeschlossen, zusätzlich zu dem Aufzeichnungskopf, der in den vorstehend zitierten Patenten offenbart ist, der den Aufbau einer Kombination aus einer Ausstoßöffnung, einem Flüssigkeitsstromweg und einem elektrothermischen Transducer (linearer Flüssigkeitsstromweg und rechtwinkliger Flüssigkeitsstromweg) aufweist.
Die vorliegende Erfindung ist auch für den Aufbau effektiv, der in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 59-12367 offenbart ist, in welcher ein gemeinsamer Schlitz für mehrere elektrothermische Transducer verwendet wird oder für den Aufbau, der in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 59-138461 offenbart ist, in welcher eine Öffnung für den Ausstoßteil zum Absorbieren von Druckwellen von thermischer Energie bereitgestellt wird.
Die vorliegende Erfindung ist auch für den Aufzeichnungskopf vom Volllinientyp effektiv, welcher eine Kopflänge besitzt, die der maximalen Aufzeichnungsbreite des Aufzeichnungsmediums entspricht. Der Aufzeichnungskopf vom Vollzeilentyp kann einen Aufbau besitzen, im welchem mehrere Aufzeichnungsköpfe, wie in den vorstehend erwähnten Patenten beschrieben, für die Länge kombiniert werden, die der maximalen Breite des Aufzeichnungsmediums entspricht oder kann einen Aufbau haben, in welchem der Kopf in einem Körper aufgebaut ist.
Die vorliegenden Erfindung ist auch für Aufzeichnungsköpfe vom austauschbaren Spitzentyp effektiv, welcher elektrisch zu dem Hauptgerätkörper verbunden sein kann und die Tinte empfangen kann, die aus dem Hauptgerätkörper zugeführt wird und für einen Aufzeichnungskopf vom Kassettentyp, welcher einen Tintenbehälter besitzt, der einstückig mit dem Aufzeichnungskopf bereitgestellt wird.
Eine Wiedergewinnungseinrichtung für den Aufzeichnungskopf und andere Hilfseinrichtungen können zu dem Aufzeichnungsgerät der vorliegenden Erfindung zum Stabilisieren der Effekte der vorliegenden Erfindung zugegeben werden. Die zusätzlichen Einrichtungen beinhalten kopfbedeckende Einrichtungen, Kopfreinigungseinrichtungen, Kopfdruck- oder -saugeinrichtungen, vorläufige Heizeinrichtungen, die von dem elektrothermischen Transducer separiert sind oder mit diesem kombiniert sind. Die Praxis des vorläufigen Ausstoßmodus ist auch für das stabile Aufzeichnen effektiv.
Der Aufzeichnungsmodus des Aufzeichnungsgeräts ist nicht aus den einfarbigen Aufzeichnungsmodus von Schwarz oder einer anderen Farbe beschränkt, sondern kann ein mehrfarbiger Modus oder ein Vollfarbmodus durch Verwendung eines einstückig aufgebauten Kopfes oder einer Kombination von mehreren Köpfen sein.
In den vorstehenden Beispielen der vorliegenden Erfindung wird die flüssige Tinte zur Erläuterung verwendet. Jedoch kann die Tinte eine sein, welche sich bei Raumtemperatur oder darunter verfestigt und sich bei Raumtemperatur erweicht oder verflüssigt. Bei dem Tintenstrahlaufzeichnen kann die Tinte eine sein, welche zum Zeitpunkt der Signalanlegung flüssig wird, da die Temperatur der Tinte im allgemeinen auf eine Temperatur von 30°C bis 70°C gesteuert wird, um die Tintenviskosität für einen stabilen Ausstoß zu steuern.
Der Temperaturanstieg der Tinte durch die thermische Energie kann verhindert werden, indem die latente Wärme der Zustandsänderung zwischen dem Feststoff und der Flüssigkeit verwendet wird. Die Tinte kann eine sein, welche in einem Lagerungszustand zur Verhinderung der Verdampfung der Tinte fest ist. Die vorliegende Erfindung ist zudem für die Verwendung der Tinte anwendbar, welche durch die thermische Energie in Übereinstimmung mit Aufzeichnungssignalen verflüssigt werden kann, ausgestoßen als flüssige Tinte, und sich zur Zeit des Landens auf einem Aufzeichnungsmedium verfestigt. Die Tinte kann in einem flüssigen Zustand oder einem festen Zustand in einem Hohlraum oder Durchloch eines porösen Blattes gehalten werden, das einem elektrothermischen Transducer gegenüberliegt, wie in den veröffentlichten japanischen Patentanmeldungen Nr. 54-56847 und 60-71260 offenbart. Die vorliegende Erfindung ist am meisten für die Praxis des filmsiedenden Systems effektiv.
Das Aufzeichnungsgerät für die vorliegende Erfindung beinhaltet nicht nur ein Endgerät zum Bildausstoß für ein Informationsverarbeitungsgerät, das einstückig oder separat bereitgestellt wird, sondern auch Kopiermaschinen in Kombination mit einer Lesevorrichtung und Faxmaschinen zum Senden oder Empfangen von Information.
Ein Flüssigkeitsausstoßgerät, das einen Flüssigkeitsausstoßkopf der vorliegenden Erfindung verwendet, wird kurz nachstehend beschrieben. 25 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Beispiels für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät 600, das den Flüssigkeitsausstoßkopf der vorliegenden Erfindung verwendet.
In 25 ist die Tintenstrahlkopfkassette 601 eine Kombination in einem Körper des vorstehend erwähnten Flüssigkeitsausstoßkopfes und eines Tintenbehälters, der die Tinte hält, die zu dem Flüssigkeitsausstoßkopf zugeführt wird. Diese Tintenstrahlkopfkassette 601 wird auf einen Schlitten 607 montiert, welcher mit einem Schraubengrübchen 606 einer Führungsschraube 605 in Verbindung steht, die angetrieben wird, um reversibel durch Übertragungsgänge 603, 604 durch den Antriebsmotor 602 zu rotieren. Die Tintenstrahlkopfkassette 601 zusammen mit dem Schlitten 607 wird wechselseitig in den Richtungen, die durch Pfeile a und b angegeben sind, durch den Antriebsmotor 602 bewegt. Ein Aufzeichnungsmedium P wird auf einer platzierten Walze 609 durch eine Aufzeichnungsmedium-Zuführungseinrichtung, die nicht in der Zeichnung gezeigt wird, zugeführt und durch eine Papierdruckplatte 610 gegen eine plattierte Walze 609 entlang den Bewegungsrichtungen des Schlittens 607 gedrückt.
Photokoppeleinrichtungen 611, 612 werden nahe dem Ende der Führungsschraube 605 bereitgestellt. Die Photokoppelungseinrichtungen detektieren den Hebel 607a des Schlittens 607 an der Ausgangsposition, um ein Umschalten der Rotationsrichtung des Antriebsmotors 602 und einen anderen Betrieb zu schalten.
Ein Unterstützungselement 613 unterstützt ein kappendes Element 614, um die Frontfläche (Ausstoßfläche) der Ausstoßöffnung des Tintenstrahlkopfschlittens 601 abzudecken. Eine Tintenansaugeinrichtung 615 saugt die Tinte in das Kappenelement 614, die durch Leerausstoß oder einen ähnlichen Betrieb aus der Tintenkassette akkumuliert wird. Diese Tintenansaugeinrichtung 615 saugt die Tintenkopfkassette 601 durch eine Öffnung (nicht in der Zeichnung gezeigt) der Kappe für die Kopfleistungswiedergewinnung. Eine Reinigungsklinge 617 wird derart bereitgestellt, dass sie durch ein Antriebselement 618 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen (senkrecht zu der Bewegung des Schlittens 607) zum Abwischen der Ausstoßöffnungsfläche der Tintenstrahlkopfkassette 601 bewegt wird. Die Reinigungsklinge 617 und ein Antriebselement 618 werden durch eine Hauptkörperunterstützungsvorrichtung 619 unterstützt, die vorwärts und rückwärts (senkrecht zu der Schlittenbewegungsrichtung) beweglich ist. Die Art der Reinigungsklinge 617 ist nicht hierauf begrenzt und kann eine beliebige Art von Reinigungsklinge sein.
Bei der Wiedergewinnung der Leistung des flüssigen Ausstoßkopfes durch Ansaugen wird ein Hebel 620 zum Beginn des Ansaugens in Übereinstimmung mit der Bewegung einer Noppe 621, die mit dem Schlitten 607 einkuppelt, bewegt. Die Antriebskraft des Antriebsmotors 602 wird gesteuert, indem eine Kupplung oder eine ähnliche konventionelle Transmissionseinrichtung gesteuert wird. Ein Steuerungsabschnitt für das Tintenstrahlaufzeichnen ist im Hauptkörper des Geräts eingebaut. Dieser Steuerungsabschnitt legt Signale an die Wärmeerzeugungseinrichtung in dem Flüssigkeitsausstoßkopf der Tintenstrahlkopfkassette 601 an und steuert den vorstehend erwähnten Mechanismus. Das Steuerungssystem ist in der Zeichnung nicht gezeigt.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät 600 mit dem vorstehenden Aufbau führt Aufzeichnen auf einem Aufzeichnungsmedium P' aus, das auf einer plattierten Walze 609 durch eine Aufzeichnungsmedium-Zuführungseinrichtung zugeführt wird. Für das Aufzeichnen bewegt sich die Tintenstrahlkopfkassette 601 wechselseitig über die gesamte Breite des Aufzeichnungsmediums P'.
(Beispiel)
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben. Die Einheiten "Teile" und "%" basieren auf Gewicht, wenn nicht anders angegeben.
Zunächst wurden das selbstdispergierbare kationische Ruß als der Farbstoff für die nachstehend beschriebene schwarze Tinte hergestellt.
(Ruß 1)
Zu einer Lösung aus 3,08 g H₃N⁺C₆H₄N⁺(CH₃)₃Cl^–·I^– in 30 g Wasser wurden 1,69 g Silbernitrat unter Rühren zugegeben. Das gebildete Präzipitat wurde durch Filtration entfernt. Das Filtrat wurde zu einer Flüssigkeitssuspension von 10 g Ruß in 70 g Wasser unter Rühren zugegeben, wobei das Ruß eine spezifische Oberfläche von 230 m²/g und einen DBPR von 70 ml/100 g besaß. Hierzu wurden 2,25 g konzentrierte Salzsäure und eine Lösung aus 0,83 g Natriumnitrid in 10 g Wasser aufeinanderfolgend zugegeben. Hierdurch reagierte ein Diazoniumsalz mit einer Gruppe von NN⁺C₆H₄N⁺(CH₃)₃ der nachstehend gezeigten Struktur mit dem Ruß. Nachdem die Stickstoffbläschenbildung durch die Reaktion aufhörte, wurde die Flüssigkeitsdispersion in einem Ofen bei 120°C getrocknet. Das erhaltene Reaktionsprodukt war ein Ruß mit C₆H₄N⁺(CH₃)₃-Gruppen auf der Oberfläche.
(Ruß 2)
Eine Lösung, die aus 2,12 g 4-Acetaminophenacylchlorid, 0,83 g Pyridin und 6,4 g Dimethylsulfoxid bestand, wurde über Nacht gerührt. Hierzu wurde 0,8 g Pyridin und 1 g Dimethylsulfoxid ferner zugegeben und die Lösung wurde für fünf Stunden gerührt. Zu der Lösung wurde 50 ml Ether gegeben, und das gebildete Acetamidophenacylpyridiniumchlorid wurde durch Filtration gesammelt. Das gesammelte Acetamidophenacylpyridiniumchlorid wurde in Wasser aufgelöst. Die Lösung wurde filtriert. Zu dem Filtrat wurde 1,7 g konzentrierte Salzsäure gegeben. Diese Lösung wurde für eine Stunde gekocht und gekühlt. Aceton wurde hier zugegeben und das gebildete 4-Aminophenacylpyridiniumchloridhydrochlorid wurde durch Filtration gesammelt.
2 g des erhaltenen 4-Aminophenacylpyridiniumchloridhydrochlorids wurde in 15 g Wasser aufgelöst und 4,5 g eines basischen Ionenaustauscherharzes (Amberlite IRA400-OH) wurde hierzu zugegeben. Die Mischung wurde gerührt und filtriert, um das Ionenaustauscherharz zu entfernen. Hierdurch wurde eine wässrige Lösung aus 4-Aminophenacylpyridiniumchlorid erhalten. Die wässrige Lösung aus 1,3 g 4-Aminophenacylpyridiniumchlorid in 25 g Wasser wurde mit 1 g Silbernitrat für 30 Minuten refluxiert. Das gebildete Präzipitat wurde durch Filtration entfernt. Zu dem Filtrat wurden 5 g Ruß mit einer spezifischen Oberfläche von 200 m²/g und einem DBPA von 122 ml/100 g gegeben. Die Mischung wurde auf ungefähr 80°C erhitzt. Hierzu wurden 0,52 g konzentrierte Salzsäure und eine Lösung aus Natriumnitrid in einer kleinen Menge Wasser aufeinanderfolgend gegeben. Die Dispersion wurde ferner für 1,5 Stunden gerührt. Hierdurch wurde ein Diazoniumsalz mit einer NN⁺C₆H₄COCH₂(N⁺C₅H₅)-Gruppe der nachstehend gezeigten Struktur gebildet. Dieses gebildete Salz reagierte mit dem Ruß.
Folglich wurde ein Ruß erhalten, welches eine C₆H₄COCH₂(N⁺C₅H₅)-Gruppe auf der Oberfläche besaß.

Schwarze Tinten 1-1 und 1-2 mit den nachstehenden Zusammensetzungen wurden mit dem vorstehenden selbstdispergierbaren Ruß hergestellt. (Schwarze Tinte 1-1)

Ruß 1, das vorstehend hergestellt wurde	5 Teile
Diethylenglycol	10 Teile
Trimethylolpropan	10 Teile
Acetylenol EH	0,1 Teile
(Handelsname, Kawaken Fine Chemical K.K.)
Wasser	74,9 Teile

(Schwarze Tinte 1-2)

Ruß 2, das vorstehend hergestellt wurde	4 Teile
Glycerin	7 Teile
1,5-Pentandiol	8 Teile
Ethylenglycol	7 Teile
Acetylenol EH	0,2 Teile
(Handelsname, Kawaken Fine Chemical K.K.)
Wasser	73,8 Teile

Eine Cyan-Tinte-Basis wurde aus den nachstehenden Komponenten hergestellt, und Cyan-Tinten 1-1 bis 1-4 wurden durch Verwendung der Cyan-Tintenbasis hergestellt. (Cyan-Tintenbasis)

Glycerin 7 Teile

Triethylenglycol 10 Teile

Hexylenglycol 5 Teile

C.I. Direct Blue 199 3 Teile

Acetylenol EH 1 Teil

(Handelsname, Kawaken Fine Chemicals K.K.)

(Cyan-Tinte 1-1)

Vorstehende Cyan-Tintenbasis 26 Teile

Wasser 74 Teile

(Cyan-Tinte 1-2)

Vorstehende Cyan-Tintenbasis 26 Teile

Ammoniumsulfat 2 Teile

Lithiumhydroxid 0,3 Teile

Wasser 71,7 Teile

(Cyan-Tinte 1-3)

Vorstehende Cyan-Tintenbasis 26 Teile

Zitronensäure 1 Teil

Diethanolamin 4 Teile

Wasser 69 Teile

(Cyan-Tinte 1-4)

Vorstehende Cyan-Tintenbasis 26 Teile

Natriumhydrogencarbonat 1 Teil

Natriumcarbonat 2 Teile

Wasser 71 Teile
Eine Magenta-Tintenbasis wurde aus den nachstehenden Komponenten hergestellt und Magenta-Tinten 1-1 bis 1-4 wurden unter Verwendung der Magenta-Tintenbasis hergestellt. (Magenta-Tintenbasis)

Triethylenglycol 10 Teile

Harnstoff 10 Teile

Isopropylalkohol 4 Teile

C.I. Acid Red 94 3 Teile

Acetylenol EH 1 Teil

(Handelsname, Kawaken Fine Chemical K.K.)

(Magenta-Tine 1-1)

Vorstehende Magenta-Tintenbasis 28 Teile

Wasser 72 Teile

(Magenta-Tinte 1-2)

Vorstehende Magenta-Tintenbasis 28 Teile

Ammoniumsuccinat 1,5 Teile

Arginin 3 Teile

Wasser 67,5 Teile

(Magenta-Tinte 1-3)

Vorstehende Magenta-Tintenbasis 28 Teile

Ammoniumacetat 2,5 Teile

Natriumhydroxid 0,4 Teile

Wasser 69,1 Teile

(Magenta-Tinte 1-4)

Vorstehende Magenta-Tintenbasis 28 Teile

Succinsäure 1 Teil

Monoisopropanolamin 4 Teile

Wasser 67 Teile
Eine gelbe Tintenbasis wurde aus den nachstehenden Komponenten hergestellt und gelbe Tinten 1-1 bis 1-4 wurden unter Verwendung der gelben Tintenbasis hergestellt. (Gelbe Tintenbasis)

Glycerin 5 Teile

2-Pyrrolidon 10 Teile

Isopropylalkohol 4 Teile

C.I. Acid Yellow 23 3 Teile

Acetylenol EH 1 Teil

(Handelsname, Kawaken Fine Chemicals K.K.)

(Gelbe Tinte 1-1)

Vorstehende gelbe Tintenbasis 23 Teile

Wasser 77 Teile

(Gelbe Tinte 1-2)

Vorstehende gelbe Tintenbasis 23 Teile

Lysin 3 Teile

Wasser 74 Teile

(Gelbe Tinte 1-3)

Vorstehende gelbe Tintenbasis 23 Teile

Ammoniumacetat 2 Teile

Triethanolamin 6 Teile

Wasser 69 Teile

(Gelbe Tinte 1-4)

Vorstehende gelbe Tintenbasis 23 Teile

Ammoniumbenzoat 1,2 Teile

Ammoniak 0,8 Teile

Wasser 75 Teile
(Beispiele 1–6 und Vergleichsbeispiele 1 und 2)
Die Tintensets von Beispielen 1–6 und Vergleichbeispielen 1 und 2 werden hergestellt, indem die vorstehenden Tinten, wie in Tabelle 1 gezeigt, kombiniert werden.
Tabelle 1: Kombination von Tinten für Tintenset
Die Pufferungsfähigkeit gegenüber einer Änderung der Wasserstoffionenkonzentration der Farbtinten, die in den jeweiligen Tintenfarbsets verwendet wurden, werden untersucht, indem die Änderung des pH gemessen wird, die durch Zugabe von 1,5 ml wässriger 1N Schwefelsäurelösung zu 50 ml der Farbtinte verursacht wird. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse. Die pH-Werte von schwarzen Tinten 1-1 und 1-2 wurden auch in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2 pH und Pufferfähigkeit von Tinten von Y, M, C und Bk
(Bewertungsverfahren und Bewertungsstandard)
Ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät BJF 800 (hergestellt von Canon Inc.) wurde hergestellt, welches eine Multikopf vom On-Demand-Typ besaß, der Tinte ausstößt, indem thermische Energie in Reaktion auf ein Aufzeichnungssignal angelegt wird. Das Aufzeichnungsgerät wurde für den Bewertungstest modifiziert. Das vorstehend beschriebene Tintenset wurde auf dem modifizierten Gerät platziert und der Drucktest wurde durchgeführt. Zwei Arten von Normalpapierblättern wurden als das Aufzeichnungsmedium für den Drucktest verwendet: PB-Papier (Kopierpapier, geliefert von Canon Inc.) und 4024-Papier (Kopierpapier, geliefert von Xerox Co.). Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse.
(Ausbluten zwischen schwarzer Tinte und Farbtinten)
Drucken wurde mit dem Tintenset auf dem vorstehende Normalpapierblatt durchgeführt, um ein Muster zu bilden, in welchem eine schwarze einfarbige Fläche, die mit der schwarzen Tinte bedruckt war, und eine einfarbige Fläche, die mit der gelben, Magenta- oder Cyan-Tinte bedruckt war, benachbart zueinander sind. Der Bewertungsstandard war wie nachstehend angegeben. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse.

A:: Ausbluten wird visuell in allen der Grenzen nicht beobachtet.
B:: Geringfügiges Ausbluten wird visuell beobachtet, aber ist praktisch akzeptabel.
C:: Ausbluten wird visuell beobachtet.

Tabelle 3
(Beispiele und Vergleichsbeispiele von Tinten, die Färbungsmittel einschließendes Harz enthalten)
Als die Komponenten der schwarzen Tinten wird das Färbungsmittel in einem Harz durch das nachstehend gezeigte Verfahren mikroverkapselt. (Mikrokapsel 1)

C.I. Solvent Black 3 10 Teile

Styrol/N,N-Dimethylaminoethylmethacrylatcopolymer (Molekulargewicht: 40.000) 40 Teile

Methylethylketon 50 Teile
Die vorstehenden Materialien wurden vermischt und aufgelöst. Die Lösung wurde durch Phasenreversion mit Essigsäure als das Neutralisierungsmittel emulgiert. Dann wurde das Methylethylketon entfernt, um schließlich eine wässrige Dispersion einer Mikrokapsel mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,08 μm mit einem Feststoffgehalt von 20 Gew.-% zu erhalten. Dies wird als Mikrokapsel 1 bezeichnet. (Mikrokapsel 2)

Ruß MCF-88 (Mitsubishi Chem. Co.) 20 Teile

Styrol/N,N-Dimethylaminoethylmethacrylatcopolymer (Molekulargewicht: 45000) 40 Teile

Methylethylketon 40 Teile
Die vorstehenden Materialien wurden vermischt und aufgelöst. Die Lösung wurde durch Phasenreversion unter Verwendung von Essigsäure als das Neutralisierungsmittel emulgiert. Dann wurde das Methylethylketon entfernt, um schließlich eine wässrige Dispersion des kationischen Harzes zu erhalten, das ein Ruß mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,10 μm mit einem Feststoffgehalt von 20 Gew.-% enthielt. Dies wird als Mikrokapsel 2 bezeichnet.

Schwarze Tinten 2-1 bis 2-4 mit den nachstehenden Zusammensetzungen wurden mit dem vorstehenden selbstdispergierbaren Ruß und den Färbungsmittel einschließenden Harzen (Mikrokapseln) hergestellt. (Schwarze Tinte 2-1)

Vorstehend hergestelltes Ruß 1	5 Teile
Vorstehend hergestellte Mikrokapsel 1	1,5 Teile
Glycerin	10 Teile
Trimethylolpropan	10 Teile
Acetylenol EH	0,1 Teile
(Handelsname, Kawaken Fine Chemical K.K.)
Wasser	73,4 Teile

(Schwarze Tinte 2-2)

Vorstehend hergestelltes Ruß 2	5 Teile
Vorstehend hergestellte Mikrokapsel 2	1,5 Teile
Glycerin	7 Teile
1,5-Pentandiol	8 Teile
Ethylenglycol	7 Teile
Acetylenol EH	0,2 Teile
(Handelsname, Kawaken Fine Chemical K.K.)
Wasser	71,3 Teile

(Schwarze Tinte 2-3)

Vorstehend hergestelltes Ruß 1	5 Teile
Diethylenglycol	10 Teile
Trimethylolpropan	10 Teile
Acetylenol EH	0,1 Teile
(Handelsname, Kawaken Fine Chemical K.K.)
Wasser	74,9 Teile

(Schwarze Tinte 2-4)

Vorstehend hergestelltes Ruß 2	4 Teile
Glycerin	7 Teile
1,5-Pentandiol	8 Teile
Ethylenglycol	7 Teile
Acetylenol EH	0,2 Teile
(Handelsname, Kawaken Fine Chemical K.K.)
Wasser	73,8 Teile

Eine Cyan-Tintenbasis wurde aus den nachstehenden Komponenten hergestellt, und Cyan-Tinten 2-1 bis 2-4 wurden unter Verwendung der Tintenbasis hergestellt. (Cyan-Tintenbasis)

Glycerin 7 Teile

Triethylenglycol 10 Teile

Hexylenglycol 5 Teile

C.I. Direct Blue 199 3 Teile

Acetylenol EH 1 Teil

(Handelsname, Kawaken Fine Chemical K.K.)

(Cyan-Tinte 2-1)

Vorstehende Cyan-Tintenbasis 26 Teile

Wasser 74 Teile

(Cyan-Tinte 2-2)

Vorstehende Cyan-Tintenbasis 26 Teile

Ammoniumsulfat 2 Teile

Lithiumhydroxid 0,3 Teile

Wasser 71,7 Teile

(Cyan-Tinte 2-3)

Vorstehende Cyan-Tintenbasis 26 Teile

Zitronensäure 1 Teil

Diethanolamin 4 Teile

Wasser 69 Teile

(Cyan-Tinte 2-4)

Vorstehende Cyan-Tintenbasis 26 Teile

Natriumhydrogencarbonat 1 Teil

Natriumcarbonat 2 Teile

Wasser 71 Teile
Eine Magenta-Tintenbasis wurde aus den nachstehenden Komponenten hergestellt, und Magenta-Tinten 2-1 bis 2-4 wurden unter Verwendung der Magenta-Tintenbasis hergestellt. (Magenta-Tintenbasis)

Triethylenglycol 10 Teile

Harnstoff 10 Teile

Isopropylalkohol 4 Teile

C.I. Acid Red 94 3 Teile

Acetylenol EH 1 Teil

(Handelsname, Kawaken Fine Chemical K.K.)

(Magenta-Tinte 2-1)

Vorstehende Magenta-Tintenbasis 28 Teile

Wasser 72 Teile

(Magenta-Tinte 2-2)

Vorstehende Magenta-Tintenbasis 28 Teile

Ammoniumsuccinat 1,5 Teile

Arginin 3 Teile

Wasser 67,5 Teile

(Magenta-Tinte 2-3)

Vorstehende Magenta-Tintenbasis 28 Teile

Ammoniumacetat 2,5 Teile

Natriumhydroxid 0,4 Teile

Wasser 69,1 Teile

(Magenta-Tinte 2-4)

Vorstehende Magenta-Tintenbasis 28 Teile

Succinsäure 1 Teil

Monoisopropanolamin 4 Teile

Wasser 67 Teile
Es wurde eine gelbe Tintenbasis aus den nachstehenden Komponenten, und gelbe Tinten 2-1 bis 2-4 unter Verwendung der gelben Tintenbasis hergestellt. (Gelbe Tintenbasis)

Glycerin 5 Teile

2-Pyrrolidon 10 Teile

Isopropylalkohol 4 Teile

C.I. Acid Yellow 23 3 Teile

Acetylenol EH 1 Teil

(Handelsname, Kawaken Fine Chemical K.K.)

(Gelbe Tinte 2-1)

Vorstehende gelbe Tintenbasis 23 Teile

Wasser 77 Teile

(Gelbe Tinte 2-2)

Vorstehende gelbe Tintenbasis 23 Teile

Lysin 3 Teile

Wasser 74 Teile

(Gelbe Tinte 2-3)

Vorstehende gelbe Tintenbasis 23 Teile

Ammoniumacetat 2 Teile

Triethanolamin 6 Teile

Wasser 69 Teile

(Gelbe Tinte 2-4)

Vorstehende gelbe Tintenbasis 23 Teile

Ammoniumbenzoat 1,2 Teile

Ammoniak 0,8 Teile

Wasser 75 Teile
(Beispiele 7 bis 12 und Vergleichsbeispiele 3 und 4)
Die Tintensets von Beispielen 7 bis 12 und Vergleichsbeispiele 3 und 4 werden hergestellt, indem die vorstehenden Tinten, wie in Tabelle 4 gezeigt, kombiniert werden.
Tabelle 4: Kombination von Tinten für Tintenset
Die Pufferungsfähigkeit gegenüber einer Änderung einer Wasserstoffionenkonzentration der Farbtinten, die in den jeweiligen Farbtintensets verwendet wurden, werden untersucht, indem die Änderung des pH gemessen wurde, die durch Zugabe von 1,5 ml wässriger 1N Schwefelsäurelösung zu 50 ml Farbtinte verursacht wurde. Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse. Die pH-Werte von schwarzen Tinten 2-1 bis 2-4 wurden auch in Tabelle 5 gezeigt.
Tabelle 5: pH und Pufferfähigkeit von Tinten Y, M, C und Bk
(Bewertungsverfahren und Bewertungsstandard)
Ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät BJF 800 (hergestellt von Canon Inc.) wurde verwendet, welches ein Multikopf von On-Demand-Typ war, der Tinte ausstößt, indem thermische Energie in Reaktion auf ein Aufzeichnungssignal angelegt wird. Das Aufzeichnungsgerät wurde für den Bewertungstest modifiziert. Das vorstehend beschriebene Tintenset wurde auf dem modifizierten Gerät platziert und der Drucktest wurde ausgeführt. Zwei Arten von Normalpapierblättern wurden als das Aufzeichnungsmedium für den Drucktest verwendet: TB-Papier (Kopierpapier, geliefert von Canon Inc.) und 4024-Papier (Kopierpapier, geliefert von Xerox Co.). Tabelle 6 zeigt die Ergebnisse.
(Ausbluten zwischen schwarzer Tinte und Farbtinten)
Drucken wurde mit dem Tintenset auf dem vorstehenden Normalpapierblatt ausgeführt, um ein Muster zu bilden, in welchem eine schwarze einfarbige Fläche mit der schwarzen Tinte bedruckt war und eine einfarbige Fläche mit der gelben, Magenta- oder Cyan-Tinte bedruckt war, benachbart zueinander sind. Der Bewertungsstandard ist wie nachstehend angegeben. Tabelle 6 zeigt die Ergebnisse.

A:: Ausbluten wird visuell in keiner der Grenzen beobachtet.
B:: Geringfügiges Ausbluten wird visuell beobachtet, aber ist praktisch nicht akzeptabel.
C:: Ausbluten wird visuell beobachtet.

Tabelle 6
Zum Testen des Abrasionswiderstands des gedruckten Bildes wurden einfarbige Druckbilder auf den vorstehenden zwei Arten von Normalpapierblättern mit der schwarzen Tinte des Tintensets von Beispielen 7 bis 12 auf die gleiche Weise wie in dem vorstehenden Ausblutungstest gebildet. Vier Stunden nach dem Drucken wurde ein Löschblatt auf dem bedruckten Papierblatt platziert und ein Gewicht von 1 kg mit einer Seite von 5 cm wurde platziert. Dann wurde das Löschblatt herausgezogen. Der nicht bedruckte Bereich (weißer Grund) des Aufzeichnungsmediums und die Löschblattoberfläche wurden visuell auf Trübung, die durch Reibung zwischen den zwei Blättern verursacht wurde, untersucht. Als Ergebnis wurde keine Trübung zwischen dem weißen Grund des Aufzeichnungspapierblattes und der Oberfläche des Löschblattes beobachtet.
Zum Testen des Markierstiftwiderstands wurden Druckzeichen unter Verwendung der Tinte-Sets von Beispielen 7 bis 12 auf den vorstehenden zwei Arten von Normalpapierblättern mit dem vorstehenden Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bedruckt. Eine Stunde später wurden die Druckzeichen mit einem Fluoreszenzgelb-Markierungsstift (Spot Writer Yellow, Pilot K.K.) unter gewöhnlichem Stiftdruck markiert. Das Ausfasern des bedruckten Bereichs, Trübung in dem weißen Hintergrund um die Schriftzeichen und die Trübung an dem Stiftspitzenteil wurden visuell beobachtet. Folglich wurde weder Ausbluten noch Trübung beobachtet. Dies bestätigt die Überlegenheit des Abrasionswiderstands und des Markierstiftwiderstands der schwarzen Tinte der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
(Effekte der Erfindung)
Wie vorstehend beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung ein Tintenset zum Tintenstrahlaufzeichnen bereit, das eine schwarze Tinte enthält, welche die Druckqualität, Druckhaltbarkeit und andere Eigenschaften erfüllt und kein Ausbluten an der Grenze zwischen der schwarzfarbigen Druckfläche und einer anderen Farbdruckfläche verursacht; und zudem auch ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren und ein Gerät hierfür bereitstellt.
Das Tintenset der vorliegenden Erfindung, welches eine schwarze Tinte umfasst, die einen Farbstoff enthält, der in ein Harz eingeschlossen ist, bildet ein mit Tintenstrahl aufzeichnendes Bild von hoher Qualität mit herausragendem Abrasionswiderstand und Markierstiftwiderstand ohne Verschlechterung der Zuverlässigkeit der Tintenstrahlaufzeichnungstinte.
Ein Tintenset zum Aufzeichnen eines Farbbildes mit Tinten von zwei oder mehr Farben, die wenigstens eine schwarze Tinte und eine Farbtinte umfassen, auf einem Aufzeichnungsmedium wird bereitgestellt. Das Tintenset umfasst eine schwarze Tinte, die ein selbstdispergierbares Ruß mit wenigstens einer kationischen Gruppe, die direkt oder über eine andere Atomgruppe auf dessen Oberfläche gebunden ist, enthält und eine Farbtinte, die eine anionische Substanz enthält und eine Pufferfähigkeit gegenüber einer pH-Änderung besitzt. Das Tintenset erfüllt die Anforderungen für Druckqualität, Bildhaltbarkeit usw. und verursacht kein Ausbluten zwischen einer mit schwarzer Tinte bedruckter Fläche und einer mit Farbtinte bedruckter Fläche.

Claims

Tintenset zum Aufzeichnen eines Farbbildes mit Tinten aus zwei oder mehr Farben, die wenigstens eine schwarze Tinte und eine Farbtinte umfassen, auf ein Aufzeichnungsmedium, wobei die schwarze Tinte ein selbstdispergierbares Ruß enthält, das wenigstens eine kationische Gruppe aufweist, die direkt oder über eine andere Atomgruppe auf dessen Oberfläche gebunden ist, und die Farbtinte eine anionische Substanz enthält und eine Pufferfähigkeit gegen eine pH-Änderung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der pH der Farbtinte höher ist als der pH der schwarzen Tinte.
Tintenset gemäß Anspruch 1, wobei die schwarze Tinte ferner ein Harz enthält, das ein färbendes Mittel einschließt.
Tintenset gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das färbende Mittel, das in dem Harz eingeschlossen ist ein wasserunlöslicher Farbstoff oder ein Pigment ist.
Tintenset gemäß einem der Ansprüche 1, 2 und 3, wobei das Harz, das das färbende Mittel einschließt, eine kationische hydrophile Gruppe auf dessen Oberfläche aufweist.
Tintenset gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das färbende Mittel, das in dem Harz eingeschlossen ist, eine Farbe besitzt, die im Wesentlichen der Farbe des färbenden Materials, das in der schwarzen Tinte enthalten ist, entspricht.
Tintenset gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Harz, das das färbende Mittel einschließt, eine Zusammensetzung besitzt, in welcher das färbende Mittel in einer Mikrokapsel eingeschlossen ist, die aus dem Harz zusammengesetzt ist.
Tintenset gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die pH-Änderung der Farbtinte, die durch Zugabe von 1,5 mL wässriger 1N-Schwefelsäure zu 50 mL der Farbtinte gepuffert ist, um nicht mehr als 1,0 zu betragen.
Tintenset gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die kationische Gruppe auf der Oberfläche des selbstdispergierbaren Rußes aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus primären Amino, sekundären Amino, tertiären Amino, quartären Ammonium und quartären Phosphonium besteht.
Tintenset gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die anionische Gruppe, die in der Farbtinte enthalten ist, ein anionischer Farbstoff ist.
Tintenset gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der pH des Rußes in einem sauren Bereich liegt, und der pH der Farbtinte in einem neutralen oder basischen Bereich liegt.
Tintenset gemäß Anspruch 10, wobei die Farbtinte wenigstens eines aus Ammoniumsalzen und Aminsalzen von organischen oder anorganischen Säuren enthält, und der pH in dem basischen Bereich liegt.
Tintenset gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Farbtinte wenigstens eine Verbindung enthält, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ammoniak und basischen Aminverbindungen besteht.
Tintenset gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Tintenset zum Farbtintenstrahlaufzeichnen angepasst ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, das die Schritte umfasst: Auftragen einer schwarzen Tinte, die ein selbstdispergierbares Ruß mit einer kationischen Gruppe enthält, die direkt oder über eine andere Atomgruppe auf dessen Oberfläche gebunden ist, auf ein Aufzeichnungsmedium, indem die schwarze Tinte durch eine Öffnung in Reaktion auf ein Aufzeichnungssignal ausgestoßen wird; und Auftragen einer Farbtinte, die eine anionische Substanz enthält und eine Pufferfähigkeit gegen eine pH-Änderung aufweist, auf das Aufzeichnungsmedium, indem die Farbtinte durch eine andere Öffnung in Reaktion auf ein anderes Aufzeichnungssignal ausgestoßen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der pH der Farbtinte höher ist als der pH der schwarzen Tinte.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 14, wobei die Tinte durch Anlegen von thermischer Energie auf die Tinte ausgestoßen wird.
Aufzeichnungseinheit, die umfasst: eine Halterung für schwarze Tinte, die eine schwarze Tinte hält, die ein färbendes Material aus einem selbstdispergierbaren Ruß enthält, das eine kationische Gruppe aufweist, die direkt oder durch eine andere Atomgruppe auf dessen Oberfläche gebunden ist; eine Halterung für Farbtinte, die eine Farbtinte hält, die eine anionische Substanz enthält und eine Pufferfähigkeit gegen eine pH-Änderung aufweist; und einen Kopf zum Ausstoßen von jeweils der schwarzen Tinte und der Farbtinte, dadurch gekennzeichnet, dass der pH der Farbtinte höher ist als der pH der schwarzen Tinte.
Aufzeichnungseinheit gemäß Anspruch 16, wobei der Kopf ein Tröpfchen der Tinte durch Anlegen von thermischer Energie auf die Tinte ausstößt.
Aufzeichnungseinheit gemäß Anspruch 16, wobei die Tintenhalterung aus einem Polyurethanharz, einem Celluloseharz, einem Polyvinylacetatharz oder einem Polyolefinharz gebildet ist.
Tintenkassette, die umfasst: einen schwarzen Tintenhalter, der eine schwarze Tinte hält, die ein selbstdispergierbares Ruß enthält, das eine kationische Gruppe aufweist, die direkt oder durch eine andere Atomgruppe auf dessen Oberfläche gebunden ist; und eine Halterung für Farbtinte, die eine Farbtinte hält, die eine anionische Substanz enthält und eine Pufferfähigkeit gegen eine pH-Änderung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der pH der Farbtinte höher ist als der pH der schwarzen Tinte.
Tintenkassette gemäß Anspruch 19, wobei die Tintenhalterung eine tintenkontaktierende Fläche besitzt, die aus einem Polyolefinharz gebildet ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das umfasst: eine Halterung für schwarze Tinte, die eine schwarze Tinte hält, die ein selbstdispergierbares Ruß mit einer kationischen Gruppe enthält, die direkt oder über eine andere Atomgruppe auf dessen Oberfläche gebunden ist; eine Halterung für Farbtinte, die eine Farbtinte hält, die eine anionische Substanz enthält und eine Pufferfähigkeit gegen eine pH-Änderung aufweist; und einen Kopf zum Ausstoßen von jeweils der schwarzen Tinte und der Farbtinte, dadurch gekennzeichnet, dass der pH der Farbtinte höher ist als der pH der schwarzen Tinte.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 21, wobei der Kopf ein Tröpfchen der Tinte ausstößt, indem thermische Energie auf die Tinte angelegt wird.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 22, wobei der Tintenhalter aus einem Polyurethanharz, einem Celluloseharz, einem Polyvinylacetatharz, oder einem Polyolefinharz gebildet ist.
Verfahren zum Verringern des Ausblutens an einer Grenze zwischen einem schwarzen Farbbild und einem Farbbild, die jeweils auf einem Aufzeichnungsmedium durch Tintenstrahlverfahren ausgebildet sind, das die Schritt umfasst: Ausbilden des schwarzen Farbbildes mit einer schwarzen Tinte, die ein selbstdispergierbares Ruß enthält, das eine kationische Gruppe aufweist, die direkt oder über eine andere Atomgruppe auf dessen Oberfläche gebunden ist und Ausbilden des Farbbildes mit einer Farbtinte, die eine anionische Substanz enthält und eine Pufferfähigkeit gegen eine pH-Änderung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der pH der Farbtinte höher ist als der pH der schwarzen Tinte.