CN1993433A - 墨罐、喷墨记录方法及墨罐的再生方法 - Google Patents

墨罐、喷墨记录方法及墨罐的再生方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供容纳墨水的墨罐，其可以延长喷墨记录装置的寿命，并得到优异的图像坚牢性等图像特性。本发明提供一种墨罐，其中容纳水性墨水的墨水容纳部具备通过毛细力保持水性墨水的微细通路，其特征在于，所述水性墨水至少含有水和水溶性色料，并且，所述水性墨水还含有满足特定条件的化合物。

Description

墨罐、喷墨记录方法及墨罐的再生方法
技术领域
本发明涉及一种墨罐和所述墨罐的再生方法，该墨罐考虑了水性墨水与为了供给水性墨水而保持水性墨水的墨罐(带记录头的墨罐也包括在内)的相关关系，特别是涉及用于喷墨记录方法中的墨罐、以及所述墨罐的再生方法。
背景技术
喷墨记录方法是在普通纸和光泽介质等记录介质上施加小墨滴形成图像的记录方法，随着其价格低廉化、记录速度的提高，迅速地得到普及。另外，伴随着其记录物的图像质量不断提高以及数码相机的迅速普及，要求喷墨打印机输出与卤化银照片同等的记录物。
作为通过喷墨记录方法所得到的记录物与卤化银照片相匹敌的必要条件之一，可举出记录物的高的坚牢性。现有的喷墨记录物与卤化银照片相比，其坚牢性低。因此，记录物被长时间曝露于光、湿度、热、空气中存在的环境气体等中的时候，记录物上的色料劣化，容易产生图像的色调变化或褪色，即，存在坚牢性低的问题。为了解决如上所述的课题，一直以来进行了大量的研究。
例如，提出了通过使用具有蒽吡啶酮结构的色料，使坚牢性提高的方案(例如，参阅日本专利特开2002-332419号公报和特开2003-192930号公报)。
另外，近年来，普通用户使用补充套装(refill kit)，其对容纳于墨罐中的墨水被使用而处于墨水用完的状态的墨罐再填充墨水。作为近年来对环境问题的对策，已知将墨水的消耗状态记录在存储器等信息记忆部件中的方法、或记录在墨罐自身中的方法(参阅例如日本特公平5-19467号公报和日本特开2004-9716号公报)，也进行用完墨水后的墨罐的再利用。
发明内容
通常，墨水被容纳在安装于记录头上的墨罐中、或喷嘴所连接的墨罐中而使用。并且，目前，墨水的特性是只考虑作为墨水的性能来设计的。
本发明人们发现，在设计成例如图像坚牢性等特性优异的墨水中，在用完容纳于墨罐中的墨水后，产生如下所述的课题。即，越是具有优异特性的墨水，其在用完墨水后的状态(以后，也称为“用完”状态)的墨罐的内部，由于墨水发挥原本应该在记录图像中发挥的特性，从而出现构成墨水的成分沉积于墨罐内部的现象。此外，已知再溶解该沉积物而重新利用墨罐，这对普通用户来说是不可能的。这就是意味着，普通用户因个人用途而非事业目的使用补充墨水时，无法再溶解产生于墨罐内部的沉积物。即，使用这样的产生了沉积物的墨罐，难以得到满意的喷墨性能和图像性能。特别是在使用容纳水性墨水的墨水容纳部具备通过毛细力保持水性墨水的微细通路(或负压产生部件)的墨罐的情况下，发生以下现象。即，用完容纳于墨罐中的墨水之后，微细通路(或负压产生部件)借助毛细力保持有墨水。因此，产生于墨罐内部的沉积物也变多，尤其成为问题。
这种情况下，对普通用户在空的墨罐中补充墨水的行为带来劳力和时间的浪费，以及所补充的墨水其本身产生浪费，进而，补充了无法使用的墨水的墨罐被废弃掉，由此还带来资源的浪费和环境污染。特别是，误认为补充了墨水的墨罐可以与新品同样使用的普通用户，将该墨罐安装到喷墨记录装置中使用时，产生以下问题。即，由于存在于墨罐内部的沉积物，记录头在产生了墨水供给不良的状态下工作，因此记录头的寿命变短的问题，进行记录头的抽吸恢复时，与该墨罐同时安装在喷墨记录装置中的其他墨罐中所容纳的墨水也进行抽吸恢复，因此，会增加墨水消耗量的问题等，这些问题会成倍地发生。
因此本发明人们着眼于在将容纳了上述墨水的墨罐处于用完的状态时不产生沉积物，即，尽量将残留在墨罐中的墨水保持在液体状态。这是因为，如果残留在墨罐中的墨水为液体状态，与该墨水不是液体状态的情况(例如，构成墨水的水性介质蒸发了的状态)相比，可以抑制沉积物的产生。为了尽量将墨水保持在液体状态，可以考虑例如，在墨水的组成中，增加对容易形成沉积物的化合物的溶解度高且不挥发性大的水溶性有机溶剂的含量，从而不易产生沉积物的手段；或通过提高墨罐的密封性而使墨水中的挥发成分不易挥发的手段。
但是，即使想了这样的办法，在容纳于墨罐中的墨水被用完后，墨罐被置于长期放置等状态时，被确认产生沉积物。
另一方面，如果可以用一些方法对如上所述的在墨罐内部产生沉积物的墨罐进行再生，则可以再利用再生的墨罐，是优选的。并且，通过在该再生的墨罐中再填充墨水，可以提供重新作为商品的墨罐。
因此，本发明的第一目的在于提供一种容纳墨水的墨罐，其可以延长喷墨记录装置的寿命，还可以得到优异的图像坚牢性等图像特性。
并且，本发明的第二目的在于提供一种墨罐的再生方法，其可以再利用由于用完墨水后进行放置等而在其内部产生沉积物的墨罐。
并且，本发明的第三目的在于提供一种使用了该墨罐的喷墨记录方法。
上述目的通过以下本发明达成。即，本发明第一目的的墨罐，其中容纳水性墨水的墨水容纳部具备通过毛细力保持水性墨水的微细通路，其特征在于，所述水性墨水至少含有水和水溶性色料，并且，所述水性墨水还含有满足下述条件(1)～条件(4)的化合物。
条件(1)：化合物的分子量比水溶性色料的分子量小。
条件(2)：化合物的分子结构的一部分与水溶性色料的分子结构的一部分类似。
条件(3)：每1分子化合物的羧基数比每1分子水溶性色料的羧基数多。
条件(4)：化合物在25℃下对pH7的纯水的溶解性比水溶性色料在25℃下对pH7的纯水的溶解性低。
并且，本发明第一目的的其他实施方式的墨罐，其中容纳水性墨水的墨水容纳部具备通过毛细力保持水性墨水的微细通路，其特征在于，所述水性墨水至少含有水和水溶性色料，所述水溶性色料为下述通式(I)所示化合物或其盐，还含有下述通式(II)所示的化合物。
通式(I)
Figure A20058002631300101
(通式(I)中，R1为氢原子、烷基、羟基低级烷基、环己基、单或二烷基氨基烷基或氰基低级烷基；Y为氯原子、羟基、氨基、单或二烷基氨基(烷基上可以具有选自磺酸基、羧基以及羟基组成的组中的取代基)；R2、R3、R4、R5和R6分别独立地表示氢原子、碳原子数1～8的烷基或羧基(其中，R2、R3、R4、R5和R6都是氢原子的情况除外)。)
通式(II)
Figure A20058002631300111
(通式(II)中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16分别独立地表示氢原子、碳原子数1～3的烷基、羧基或其盐(其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16中的至少2个是羧基或其盐)；X为氯原子、羟基、氨基、碳原子数1～3的单或二烷基氨基。)
并且，本发明第一目的的其他实施方式的墨罐，其中容纳水性墨水的墨水容纳部具备通过毛细力保持水性墨水的微细通路，其特征在于，所述水性墨水至少含有水和水溶性色料，并且，所述水性墨水还含有下述通式(II)所示的化合物。
通式(II)
Figure A20058002631300112
(通式(II)中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16分别独立地表示氢原子、碳原子数1～3的烷基、羧基或其盐(其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16中的至少2个是羧基或其盐)；X为氯原子、羟基、氨基、碳原子数1～3的单或二烷基氨基。)
并且，本发明第二目的的墨罐的再生方法，是用于再生墨罐的墨罐的再生方法，所述墨罐的容纳水性墨水的墨水容纳部具备通过毛细力保持水性墨水的微细通路，其特征在于，所述水性墨水至少含有水和水溶性色料，并且，所述水性墨水还含有下述通式(II)所示的化合物作为满足下述条件(1)和条件(2)的化合物，所述墨罐的再生方法具有溶解工序，该工序以pH为10.0以上的水溶液溶解沉积于该墨罐内部的所述化合物。
条件(1)：通式(II)所示化合物的分子量比水溶性色料的分子量小。
条件(2)：通式(II)所示的化合物在25℃下对pH7的纯水的溶解性比水溶性色料低。
通式(II)
Figure A20058002631300121
(通式(II)中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16分别独立地表示氢原子、碳原子数1～3的烷基、羧基或其盐(其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16中的至少2个是羧基或其盐)；X为氯原子、羟基、氨基、碳原子数1～3的单或二烷基氨基。)
并且，本发明第三目的的喷墨记录方法，其具有以喷墨方法喷出墨水的工序，其特征在于，所述墨水为容纳在上述结构的墨罐的墨水容纳部中的水性墨水。
并且，本发明第三目的的喷墨记录方法的其他实施方式，该喷墨记录方法具有以喷墨方法喷出墨水的工序，其特征在于，所述墨水为容纳在通过上述组成的墨罐的再生方法所再生的墨罐的墨水容纳部中的水性墨水。
根据本发明第一目的的第一发明，可以提供容纳墨水的墨罐，其可以延长喷墨记录装置的寿命，还可以得到优异的图像坚牢性等图像特性。并且，根据本发明第二目的的第二发明，可以提供墨罐的再生方法，该方法可以再利用由于用完墨水后放置等而在其内部产生沉积物的墨罐。并且，根据本发明第三目的的第三发明，可以提供使用了该墨罐的喷墨记录方法。
附图说明
图1是在墨水容纳部的一部分中具有作为负压产生机构的吸收体部件，且搭载有具有存储功能的芯片的墨罐的概略说明图。
图2是表示在墨水容纳部整体中具有作为负压产生机构的吸收体部件的墨罐的内部结构的图。
图3是连接有喷嘴的墨罐的外观立体图。
图4是记录装置的立体图。
图5是记录装置的机构部的立体图。
图6是记录装置的剖面图。
图7是表示在记录头盒中安装墨罐的状态的立体图。
图8是记录头盒的分解立体图。
图9是表示记录头盒中的记录元件基板的主视图。
具体实施方式
以下，举出优选的实施方式对本发明进行更详细地说明。
另外，在本发明中，化合物为盐时，盐在墨水中离解成离子存在，但方便起见，表达为“含有盐”。
本发明可以对通常的墨罐和使用其的所有记录发挥效果，特别是作为用于喷墨记录方法中的墨罐时，尤其可以发挥效果，因此优选。以下，针对使用本发明的墨水作为喷墨用墨水的情况进行说明。
本发明中的所谓的“用完”状态，包括：以强大的毛细力保持残留于墨罐内部的墨水，即使在喷墨记录装置等中安装该墨罐也无法供给墨水的状态；该墨罐处于长期放置等状态，因此一部分墨水沉积于墨水供给路的内部等，从而实际上难以使用的状态等。
本发明的特征在于，墨罐通过毛细力保持水性墨水，所述毛细力是从墨罐中填充有足够量的墨水的状态持续到“用完”状态的力。也就是，微细通路或负压产生部件不管是否可以使用容纳在墨罐中的墨水，一直都保持有规定量的墨水。因此，微细通路或负压产生部件即使是墨罐无法供给墨水的状态，即，“用完”状态，也通过毛细力保持有规定量的墨水。
<本发明的技术思想>
在现有的例如图像坚牢性等特性较低的墨水中，使用墨水的期间当然不用说，在用完墨水之后的墨罐内部也不会产生来自于水溶性色料或添加剂等成分的沉积物，即使在用完墨水的墨罐中补充墨水后再利用，墨水的供给中也不特别产生不良。
但是，将设计成例如图像坚牢性等特性达到一定水平以上的墨水，容纳在具备用完状态下也通过毛细力保持墨水的微细通路的墨罐中进行使用时，会产生如下的问题。即，残留有足够容量的墨水时，该墨罐可以没有任何问题地使用，但容纳于墨罐中的墨水被用完之后，在从喷墨记录装置中取出该墨罐的状态下长期放置时，在墨罐的内部产生来自于水溶性色料或添加剂等成分的沉积物。在将目前的墨水容纳于上述的墨罐时不会产生该沉积物，因此这样的沉积物的产生是从目前的状况无法预想的。而且，沉积物大多产生于通过墨水容纳部内的毛细力保持墨水的微细通路中，进而，该沉积物坚固地附着在保持墨水的微细通路。
若发生如上所述的现象，则由于沉积物堵塞微细通路，而使墨罐内部产生的负压增大。在这样的状态下再填充墨水后再使用墨罐时，微细通路中保持墨水的力变大，因此记录动作在对记录头供给墨水的力不足的状态下进行。结果，产生下列问题：记录头的寿命变短；进行记录头的抽吸恢复时，与该墨罐同时安装在喷墨记录装置中的其他墨罐中所容纳的墨水也进行抽吸恢复，因此增加墨水的消耗量。
产生上述问题的另一方面，在由于沉积物的存在而导致微细通路堵塞的部分中，产生无法得到原本需要的毛细力的情况。结果，负压减少而导致墨水的供给变得不稳定。在墨水容纳部具备结构不同的多个微细通路结构而形成的墨罐中，在该结构不同的多个微细通路结构彼此接触的面的附近产生沉积物时，该现象尤其成为问题。即，在墨罐的微细通路结构中存在负压的偏差是不优选的。
进而，本发明人们确认，由于所述沉积物坚固地附着在保持墨水的微细通路中，因此，普通用户即使使用可以得到的水等清洗墨罐，也不可能再溶解该沉积物。
本发明人们对产生于墨罐内部的沉积物进行分析的结果，发现该沉积物是为了提高图像坚牢性而添加到墨水中的化合物，即，来自于提高图像坚牢性的化合物的物质是主成分。本发明人们详细分析提高图像坚牢性的化合物的结构与墨水中所含有的水溶性色料的关系，结果明确了以下4个条件。
条件(1)：提高图像坚牢性的化合物的分子量比水溶性色料的分子量小。
条件(2)：提高图像坚牢性的化合物的分子结构的一部分与水溶性色料的分子结构的一部分类似。
条件(3)：每1分子提高图像坚牢性的化合物的羧基数比每1分子水溶性色料的羧基数多。
条件(4)：提高图像坚牢性的化合物在25℃下对pH7的纯水的溶解性比水溶性色料在25℃下对pH7的纯水的溶解性低。
即，含有满足这4个条件的化合物和水溶性色料的墨水，其图像坚牢性非常优异，容纳含有满足这4个条件的化合物和水溶性色料的墨水的墨罐，可以达成非常高的图像坚牢性。
不过，即使该沉积物并不是来自于为了提高图像坚牢性而添加到墨水中的化合物的化合物时，在如下情况下，也符合本发明。即，(1)沉积物的分子量比水溶性色料的分子量小的情况、(2)沉积物的分子结构的一部分与水溶性色料的分子结构的一部分类似的情况、(3)每1分子沉积物的羧基数比每1分子水溶性色料的羧基数多的情况、(4)沉积物在25℃下对pH7的纯水的溶解性比水溶性色料在25℃下对pH7的纯水的溶解性低的情况。
在此，从墨水功能的观点出发，说明上述条件(1)～条件(4)的关系。条件(1)，通过使提高图像坚牢性的化合物的分子量比水溶性色料的分子量小，推测在使用墨水时可以抑制不良的产生。并且，条件(2)，提高图像坚牢性的化合物的分子结构的一部分与水溶性色料的分子结构的一部分类似，从而使墨水中提高图像坚牢性的化合物和水溶性色料的相互的亲和性变高，因此互相不带来坏影响，推测可以得到墨水的保存安定性(喷墨方法中为喷出性)良好的墨水。并且，条件(3)和条件(4)，在墨水液滴落到记录介质上之后，通过墨水中的水分减少，或通过墨水的pH到酸性一例，使分子内羧基多的化合物、即提高图像坚牢性的化合物优先在记录介质的表面附近沉积存在，由此推测可以提高图像坚牢性。总之，提高图像坚牢性的化合物起到保护水溶性色料的作用，并可以抑制水溶性色料的分解等，因此图像坚牢性得以提高。如上所述，条件(1)～条件(4)，在使用墨水时、或在记录介质上形成图像时，对图像坚牢性的提高显示出良好的作用。
另一方面，从墨罐功能的观点出发，说明上述条件(1)～条件(4)的关系。在用完墨水后的墨罐的内部，由于上述条件(3)和条件(4)的关系，残留在墨罐内部的墨水与周围空气接触的机会急剧增大。结果，墨罐内部水分急剧减少，进而，残留在墨罐内部的墨水吸收附近的二氧化碳等，从而墨水的pH达到酸性一侧，提高图像坚牢性的化合物在墨罐内部沉积。并且，通过条件(2)，提高图像坚牢性的化合物在墨罐的内部沉积时，具有与该提高图像坚牢性的化合物的分子结构的一部分类似的结构的水溶性色料也一并在墨罐内部沉积。进而，通过条件(4)，普通用户即使使用可以得到的水等清洗墨罐，也难以除去该沉积物。如上所述，使用容纳了具有上述特性的墨水的墨罐，难以得到充分的喷墨特性。
因此，本发明人们得到以下结论：容纳了具有上述关系的墨水的墨罐，最好不进行墨水的补充，最好是一次性的即只使用1次。
<墨罐>
本发明的墨罐的形状可以制成例如如图1那样在墨水容纳部的一部分中具有负压产生机构的形态，或者如图2那样在墨水容纳部整体中具有负压产生机构的形态，进而，如图3那样具有喷出墨水的喷嘴的形态。另外，可以制成组合其双方的结构。
图1是在墨水容纳部的一部分中具有作为负压产生机构的吸收体部件的墨罐的概略说明图。在图1中，墨罐100，在上部通过大气连通口112与大气连通，在下部与墨水供给口连通，内部具有以隔壁138隔开容纳负压产生部件的负压产生部件容纳室134以及容纳液体墨水的实际上密闭的液体容纳室136的结构。负压产生部件容纳室134和液体容纳室136仅通过在墨罐100底部附近形成于隔壁138的连通部140、以及液体供给动作时用于促进向液体容纳室导入大气的大气导入路150连通。形成负压产生部件容纳室134的墨罐100的上壁上，以突出到内部的形态一体成形有多个肋，与以压缩状态容纳于负压产生部件容纳室134中的负压产生部件紧密接触。通过该肋，在上壁与负压产生部件的上表面之间形成有空气缓冲室。另外，在具备供给口114的墨水供给筒中设置有毛细力高于负压产生部件、且物理强度大的压接体146，其与负压产生部件压接。
在负压产生部件容纳室134内，作为负压产生部件容纳有由聚乙烯等烯烃类树脂的纤维构成的第一负压产生部件132B和第二负压产生部件132A这两个毛细力产生型负压产生部件。132C为这两个负压产生部件的边界层，边界层132C与隔壁138的交叉部分，在使连通部位于下方的液体容纳容器使用时的状态下，较大气导入路150的上端部位于更上方。另外，容纳于负压产生部件内的墨水如墨水液面L所示那样，较上述边界层132C位于上方。
这里，第一负压产生部件132B和第二负压产生部件132A的边界层被压接，负压产生部件的边界层附近与其他部位相比处于压缩率高、毛细力强的状态。即，若将第一负压产生部件132B的毛细力记为P1、第二负压产生部件132A的毛细力记为P2、负压产生部件之间的界面所具有的毛细力记为PS时，P2＜P1＜PS。
本发明的墨罐中所容纳的墨水中，特别是墨罐为图1所示形态的墨罐时，在第一负压产生部件132B和第二负压产生部件132A的边界层132C的附近产生沉积物时，负压产生部件的负压变小，墨水的供给变得不稳定。
图2是在墨水容纳部整体中具有作为负压产生机构的吸收体部件的墨罐的概略说明图。图2所示形态的墨罐，在其内部几乎全部配置作为负压产生机构的海绵等吸收体部件(以网线表示的部件)T22，且通过在吸收体部件中保持供给到记录头的墨水而容纳墨水。墨罐筐体的上端设有大气连通口T23，下部设有向记录头供给墨水的墨水供给口T24。
图3是连接有喷嘴的墨罐的外观立体图。图3所示形态的墨罐具备墨水容纳部T31和喷出墨水的喷嘴T32。
本发明的墨罐还可以具有判断用完状态的信息，此时，安装该墨罐的喷墨记录装置可以具有基于用完状态的墨罐的信息而不进行记录的禁止模式。
<水性墨水>
本发明人们已清楚：具备通过毛细力保持水性墨水的微细通路而形成的墨罐，在容纳特定的水性墨水时，在通常的使用状态下可以得到良好的喷墨性能，通过添加提高图像坚牢性的化合物，提高图像坚牢性，但用完墨水之后，在墨罐的内部、特别是微细通路中产生沉积物，微细通路被堵塞。
所述特定的水性墨水是指：含有水以及作为水溶性色料的下述通式(I)所示化合物或其盐、并且含有满足下述条件(1)～条件(4)的化合物的墨水。
条件(1)：提高图像坚牢性的化合物的分子量比水溶性色料的分子量小。
条件(2)：提高图像坚牢性的化合物的分子结构的一部分与水溶性色料的分子结构的一部分类似。
条件(3)：每1分子提高图像坚牢性的化合物的羧基数比每1分子水溶性色料的羧基数多。
条件(4)：提高图像坚牢性的化合物在25℃下对pH7的纯水的溶解性比水溶性色料在25℃下对pH7的纯水的溶解性低。
通式(I)
(通式(I)中，R1为氢原子、烷基、羟基低级烷基、环己基、单或二烷基氨基烷基或氰基低级烷基；Y为氯原子、羟基、氨基、单或二烷基氨基(烷基上可以具有选自磺酸基、羧基以及羟基组成的组中的取代基)；R2、R3、R4、R5和R6分别独立地表示氢原子、碳原子数1～8的烷基或羧基(其中，R2、R3、R4、R5和R6都是氢原子的情况除外)。)
通式(II)
Figure A20058002631300202
(通式(II)中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16分别独立地表示氢原子、碳原子数1～3的烷基、羧基或其盐(其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16中的至少2个是羧基或其盐)；X为氯原子、羟基、氨基、碳原子数1～3的单或二烷基氨基。)
可以认为，产生于墨罐内部的沉积物堵塞微细通路的现象是由于在用完容纳于墨罐中的墨水之后，在墨罐内部发生如下所述的现象而产生的。残留于墨罐内部的墨水所包含的水分非常快地减少，或空气中的二氧化碳溶解于墨水中，因此残留于墨罐内部的墨水的pH达到酸性一侧等，从而导致分子内大量具有羧基的通式(II)所示化合物优先沉积在墨罐内部。
为了验证pH的影响所带来的沉积性，针对通式(I)所示化合物或其盐以及通式(II)所示化合物，比较25℃下对pH7的纯水的溶解性，结果可知通式(II)所示化合物与通式(I)所示化合物或其盐相比，溶解性低。从这一事实也可以证实通式(II)所示化合物沉积性高。
进一步，通式(II)所示化合物的分子结构的多个部位与通式(I)所示化合物或其盐的分子结构的一部分类似。结果可以推测，混合存在通式(I)所示化合物或其盐以及通式(II)所示化合物双方的墨水在墨罐内部以某种程度存在时，墨水中通式(I)所示化合物或其盐以及通式(II)所示化合物的相互的亲和性变高，因此双方不带来坏影响，可以得到喷墨适应性良好的墨水。
因此可知，通式(I)所示化合物或其盐以及通式(II)所示化合物的关系满足本发明的水溶性色料与提高图像坚牢性的化合物之间的关系即上述条件(1)～条件(4)。因此，容纳了含有通式(I)所示化合物或其盐以及通式(II)所示化合物的墨水的墨罐通常需要制成一次性即只使用1次。
(色料)
〔通式(I)所示化合物或其盐〕
本发明的水性墨水(以下，简称为“墨水”)，优选含有下述通式(I)所示化合物或其盐作为水溶性色料。
通式(I)
Figure A20058002631300211
(通式(I)中，R1为氢原子、烷基、羟基低级烷基、环己基、单或二烷基氨基烷基或氰基低级烷基；Y为氯原子、羟基、氨基、单或二烷基氨基(烷基上可以具有选自磺酸基、羧基以及羟基组成的组中的取代基)；R2、R3、R4、R5和R6分别独立地表示氢原子、碳原子数1～8的烷基或羧基(其中，R2、R3、R4、R5和R6都是氢原子的情况除外)。)
下述例示化合物1～7为上述通式(I)所示化合物或其盐的优选的例示化合物。当然，本发明并不限于以下化合物。另外，在下述例示化合物中，助溶基团都以H型记载，但也可以形成盐。
Figure A20058002631300221
上述例示化合物中，特别优选使用作为例示化合物6的钠盐的下述例示化合物A。
例示化合物A
通式(I)所示化合物或其盐的含量，优选相对于墨水总质量为0.1质量％以上10.0质量％以下。含量不足0.1质量％时，存在无法得到充分的图像浓度的情况，含量超过10.0质量％时，存在无法得到喷出墨水的记录头的喷嘴部的粘着恢复性等、无法得到良好的喷墨特性的情况。其中，为了达到高的图像浓度，含量优选为3.0质量％以上10.0质量％以下，进一步，为了达到更高的图像浓度，含量优选为4.5质量％以上10.0质量％以下。
另外，近年来，为了由喷墨记录方法得到的图像达到与卤化银照片相媲美的图像品质，可以使用色料浓度低的墨水、所谓的浅色墨水。将本发明的墨水用作浅色墨水时，通式(I)所示化合物或其盐的含量，优选相对于墨水总质量为0.1质量％以上3.0质量％以下，进一步，在制成记录物的颗粒性优异的墨水的情况下，含量更优选为0.1质量％以上2.5质量％以下。
通式(I)所示化合物或其盐可以单独使用，另外，也可以多个组合使用。进一步，在本发明中，可以将通式(I)所示化合物或其盐作为色料单独使用，另外，为了调整色调等，也可以与其它色料组合使用。而且，通式(I)所示化合物或其盐与其它色料组合使用时，色料相对于墨水总质量的含量的比例，优选为通式(I)所示化合物或其盐的含量以及其它色料的含量为1.0∶10.0～10.0∶1.0的范围。
〔其它色料〕
在本发明中，除了上述化合物之外，也可以使用上述以外的色料作为调色用的色料。
另外，为了形成全色图像等，也可以组合使用例如黑色墨水、青色墨水、黄色墨水等具有与本发明的墨水不同的色调的墨水。另外，也可以组合使用具有与这些墨水相同的色调且色料浓度低的、所谓的浅色墨水。这些具有其它色调的墨水或浅色墨水的色料可以是公知的色料，也可以使用新合成的色料。
另外，在墨水中，与通式(I)所示化合物或其盐一起还含有调色用的色料时，通式(I)所示化合物或其盐与调色用的色料的含量的总量(质量％)，优选相对于墨水总质量为0.1质量％以上10.0质量％以下。与单独使用通式(I)所示化合物或其盐的情况相同，含量不足0.1质量％时，存在无法得到充分的图像浓度的情况，含量超过10.0质量％时，存在无法得到喷出墨水的记录头的喷嘴部的粘着恢复性等、无法得到良好的喷墨特性的情况。在含有调色用色料的深色墨水和浅色墨水中色料的总含量也与不进行调色的情况相同。
以下，对于调色用色料、以及与本发明的墨水一起使用的其它墨水中所使用的色料的具体例子，按色调分别表示。当然，本发明并不限于这些。
[黄色色料]
C.I.直接黄：8、11、12、27、28、33、39、44、50、58、85、86、87、88、89、98、100、110、132、173等
C.I.酸性黄：1、3、7、11、17、23、25、29、36、38、40、42、44、76、98、99等
C.I.颜料黄：1、2、3、12、13、14、15、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、114、128、138、180等
[品红色色料]
C.I.直接红：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、230等
C.I.酸性红：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、289等
C.I.食品红：87、92、94等
C.I.直接紫：107等
C.I.颜料红：2、5、7、12、48:2、48:4、57:1、112、122、123、168、184、202等
[青色色料]
C.I.直接蓝：1、15、22、25、41、76、77、80、86、90、98、106、108、120、158、163、168、199、226、307等
C.I.酸性蓝：1、7、9、15、22、23、25、29、40、43、59、62、74、78、80、90、100、102、104、112、117、127、138、158、161、203、204、221、244等
C.I.颜料蓝：1、2、3、15、15:2、15:3、15:4、16、22、60等
[橙色色料]
C.I.酸性橙：7、8、10、12、24、33、56、67、74、88、94、116、142等
C.I.酸性红：111、114、266、374等
C.I.直接橙：26、29、34、39、57、102、118等
C.I.食品橙：3等
C.I.活性橙：1、4、5、7、12、13、14、15、16、20、29、30、84、107等
C.I.分散橙：1、3、11、13、20、25、29、30、31、32、47、55、56等
C.I.颜料橙：43等
C.I.颜料红：122、170、177、194、209、224等
[绿色色料]
C.I.酸性绿：1、3、5、6、9、12、15、16、19、21、25、28、81、84等
C.I.直接绿：26、59、67等
C.I.食品绿：3等
C.I.活性绿：5、6、12、19、21等
C.I.分散绿：6、9等
C.I.颜料绿：7、36等
[蓝色色料]
C.I.酸性蓝：62、80、83、90、104、112、113、142、203、204、221、244等
C.I.活性蓝：49等
C.I.酸性紫：17、19、48、49、54、129等
C.I.直接紫：9、35、47、51、66、93、95、99等
C.I.活性紫：1、2、4、5、6、8、9、22、34、36等
C.I.分散紫：1、4、8、23、26、28、31、33、35、38、48、56等
C.I.颜料蓝：15:6等
C.I.颜料紫：19、23、37等
[黑色色料]
C.I.直接黑：17、19、22、31、32、51、62、71、74、112、113、154、168、195等
C.I.酸性黑：2、48、51、52、110、115、156等
C.I.食品黑：1、2等
炭黑等
本发明人们已知，使用具备通过毛细力保持水性墨水的微细通路的墨罐时，水性墨水中所含有的水溶性色料不是上述通式(I)所示化合物或其盐而是其他水溶性色料时，只要是具有水和下述化合物的墨水，就可以在通常使用状态下得到良好的喷墨性能，该化合物的分子量较之上述水溶性色料相对较小、在25℃、pH7的纯水中的溶解性较之上述水溶性色料相对较低、且分子结构为上述通式(II)，通过上述通式(II)所示化合物的添加效果，图像坚牢性提高，但是墨罐在用完状态之后，墨水容纳部内的微细通路被堵塞。因此，考虑上述事情时，重要的是这样的墨罐也是一次性的。
(通式(II)所示化合物)
本发明的墨水优选含有下述通式(II)所示化合物或其盐。
通式(II)
(通式(II)中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16分别独立地表示氢原子、碳原子数1～3的烷基、羧基或其盐(其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16中的至少2个是羧基或其盐)；X为氯原子、羟基、氨基、碳原子数1～3的单或二烷基氨基。)
本发明中，通式(II)所示化合物显示出作为用于提高图像坚牢性的化合物的作用。从提高图像坚牢性的观点出发，优选通式(II)所示化合物存在于记录介质的表面附近。如上所述，墨水落到记录介质上之后，墨水中的水分减少、或者墨水的pH达到酸性一侧，分子内羧基多的化合物即提高图像坚牢性的化合物优先在记录介质的表面附近沉积存在，由此推测可以提高图像坚牢性。因此，特别优选通式(II)所示化合物为在其分子结构中的两端的苯基上各取代有1个共2个羧基的结构。而且，前述那样，通式(II)所示化合物的每1分子的羧基数为2个时，有必要通式(I)所示化合物或其盐的每1分子的羧基数为1个以下。
进一步，通式(II)所示化合物优选以碱金属盐的形态使用。另外，从墨水的喷出稳定性与墨水中化合物的溶解性之间的平衡的观点出发，更优选所述碱金属为钠。作为通式(II)所示化合物的优选的具体例子，可举出例如下述例示化合物B。
例示化合物B
Figure A20058002631300281
通式(II)所示化合物在分子内具有羧基，因此墨水的pH为强酸性时，对墨水的溶解性降低，因此墨水pH优选调整到可以稳定地溶解通式(II)所示化合物的范围。另一方面，考虑到构成喷墨记录装置的部件的耐墨水性时，墨水的pH为强碱性时，有时会产生不良。因此，为了如喷墨记录方法中所用的墨罐那样，在需要长期保存的情况下，通式(II)所示化合物也不会在用完墨水之前沉积于墨罐内部并得到优异的打印性能，优选墨水在25℃下的pH为4.0以上10.5以下，并且，通式(II)所示化合物相对于墨水总质量的含量(质量％)为0.02质量％以上2.1质量％以下。
(通式(I)所示化合物或其盐、以及通式(II)所示化合物的验证方法)
在本发明中使用的通式(I)所示化合物或其盐、以及通式(II)所示化合物的验证中，适用采用高效液相色谱法(HPLC)的下述(1)～(3)的验证方法。
(1)峰的保留时间
(2)(1)的峰的最大吸收波长
(3)(1)的峰的质谱的M/Z(posi、nega)
高效液相色谱法的分析条件如下所示。对用纯水稀释成约1000倍的墨水溶液，以下述条件进行高效液相色谱分析，测定峰的保留时间(retention time)和峰的最大吸收波长。
·柱：Symmetry C18 2.1mm×150mm
·柱温度：40℃
·流速：0.2ml/min
·PDA：210nm～700nm
·流动相和梯度条件：表1
                          表1
  0-5min   5-40min   40-45min
  A水   85％   85％→0％   0％
  B甲醇   10％   10％→95％   95％
  C 0.2mol/l乙酸铵水溶液   5％   5％   5％
另外，质谱的分析条件如下所示。对于所得到的峰，在下述条件下测定质谱，分别对posi、nega测定所检测出最强的M/Z。
·离子化法
·ESI   毛细管电压   3.5kV
        去溶剂气体   300℃
        离子源温度   120℃
·检测器posi    40V  200-1500amu/0.9sec
        nega    40V  200-1500amu/0.9sec
例如，对上述例示化合物A和上述例示化合物B的化合物的保留时间、最大吸收波长、M/Z(posi)、M/Z(nega)的值在表2中示出。可判断出在符合表2所示的值的情况下，符合本发明中使用的化合物。
                                         表2
  保留时间[min]   最大吸收波长[nm]               M/Z
  Posi   Nega
 例示化合物A   21-23   530-550   941-944   469-471
 例示化合物B   22.5-24.5   270-290   367-369   365-367
(水性介质)
本发明的墨罐中所使用的水性墨水可以使用水性介质，如水、或水与各种水溶性有机溶剂的混合溶剂。
水溶性有机溶剂只要是水溶性的就没有特别限制，可以列举出乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇等碳原子数为1～4的烷基醇类；N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺等羧酸酰胺；丙酮、甲乙酮、2-甲基-2-羟基戊烷-4-酮等酮；或者酮醇；四氢呋喃、二氧杂环己烷等环状醚类；甘油、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1，2-或1，3-丙二醇、1，2-或1，4-丁二醇、聚乙二醇、1，3-丁二醇、1，5-戊二醇、1，2-己二醇、1，6-己二醇、乙二硫醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，2，6-己三醇、乙炔二醇衍生物、三羟甲基丙烷等多元醇类；乙二醇单甲基(或乙基)醚、二乙二醇单甲基(或乙基)醚、三乙二醇单乙基(或丁基)醚等多元醇的烷基醚类；2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、N-甲基吗啉等杂环类；二甲亚砜等含硫化合物；尿素以及尿素衍生物等。上述水溶性有机溶剂可以单独使用，或者也可以作为混合物使用。
这些水溶性有机溶剂的含量相对于墨水总质量优选为5质量％～90质量％，更优选为10质量％～50质量％。这是因为含量比该范围少时，在作为喷墨用而使用的情况下，存在喷出性等的可靠性恶化的情况，含量比该范围多时，墨水的粘度上升，从而出现墨水的供给不良。
另外，水优选使用去离子水(离子交换水)。水的含量，优选相对于墨水总质量为10质量％～90质量％。
(其它添加剂)
另外，在本发明中，还可以根据需要含有表面活性剂、pH调节剂、防锈剂、防腐剂、防霉剂、螯合剂、防锈剂、紫外线吸收剂、粘度调节剂、消泡剂以及水溶性聚合物等各种添加剂。
表面活性剂的具体例子可以列举出阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂等。
阴离子表面活性剂的具体例子可以列举出烷基磺基羧酸盐、α-烯烃磺酸盐、聚氧乙烯烷基醚醋酸盐、N-酰基氨基酸及其盐、N-酰基甲基牛磺酸盐、烷基硫酸盐、聚氧烷基醚硫酸盐、烷基硫酸盐、聚氧乙烯烷基醚磷酸盐、松脂酸皂、蓖麻油硫酸酯盐、月桂醇硫酸酯盐、烷基酚型磷酸酯、烷基型磷酸酯、烷基烯丙基磺酸盐、二乙基磺基琥珀酸盐、二乙基己基磺基琥珀酸二辛基磺基琥珀酸盐等。
阳离子表面活性剂的具体例子有2-乙烯基吡啶衍生物、聚4-乙烯基吡啶衍生物等。作为两性表面活性剂可以列举出月桂基二甲基氨基乙酸甜菜碱、2-烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉甜菜碱、椰子油脂肪酸酰胺丙基二甲基氨基乙酸甜菜碱、多辛基多氨基乙基甘氨酸、以及咪唑啉衍生物等。
非离子表面活性剂的具体例子可以列举出聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯十二烷基苯基醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯烷基醚等醚类，聚氧乙烯油酸、聚氧乙烯油酸酯、聚氧乙烯二硬脂酸酯、山梨醇酐月桂酸酯、山梨醇酐单硬脂酸酯、山梨醇酐单油酸酯、山梨醇酐倍半油酸酯、聚氧乙烯单油酸酯、聚氧乙烯硬脂酸酯等酯类，2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇、3，6-二甲基-4-辛炔-3，6-二醇、3，5-二甲基-1-己炔-3-醇等乙炔二醇类(例如，川研フアインケミカル制造的Acetylenol EH、日信化学制造的サ一フイノ一ル104、82、465，オルフインSTG等)。
pH调节剂只要是能够将墨水的pH值控制在规定的范围的物质，就可以使用任意物质。具体来说，可以列举出例如，二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、三羟甲基氨基甲烷等醇胺化合物，氢氧化锂、氢氧化钾等碱金属氢氧化物，氢氧化铵，或碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾等碱金属碳酸盐等。
防腐剂·防霉剂的具体例子，可以列举出例如，有机硫系、有机氮硫系、有机卤系、卤代烯丙基砜系、碘代炔丙基系、N-卤代烷基硫系、苯噻唑系、腈系、吡啶基、8-羟基喹啉系、苯并噻唑系、异噻唑啉系、二硫醇系、吡啶氧化物系、硝基丙烷系、有机锡系、酚系、季铵盐系、三嗪系、噻二嗪系、酰替苯胺系、金刚烷系、二硫代氨基甲酸酯系、溴茚酮系、苯甲基溴代乙酸酯系、无机盐系等化合物。
有机卤系化合物可以列举出例如五氯苯酚钠，吡啶氧化物系化合物可以列举出例如2-吡啶硫醇-1-氧化物钠，无机盐系化合物可以列举出例如无水醋酸钠，异噻唑啉化合物可以列举出例如1，2-苯异噻唑啉-3-酮、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮氯化镁、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮氯化钙等。作为其它的防腐剂·防霉剂的具体例子，可以列举出山梨酸钠、安息香酸钠等，例如アベシア制造的プロキセルGXL(S)、プロキセルXL-2(S)等。
螯合剂可以列举出例如柠檬酸钠、乙二胺四乙酸钠、二硝基三乙酸钠、羟乙基乙二胺三乙酸钠、二乙三胺五乙酸钠、月桂基二乙酸钠等。
防锈剂可以列举出例如酸性亚硫酸盐、硫代硫酸钠、硫甘醇酸铵、亚硝酸二异丙胺、季戊四醇四硝酸酯、亚硝酸二环己胺等。
紫外线吸收剂可以列举出例如二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、肉桂酸系化合物、三嗪系化合物、芪系化合物，或者也可以使用以苯并唑系化合物为代表的吸收紫外线而发射荧光的化合物即所谓的荧光增白剂。
粘度调节剂除了水溶性有机溶剂之外，还可以列举出水溶性高分子化合物，可列举例如聚乙烯醇、纤维素衍生物、聚胺、聚亚胺等。
消泡剂可以根据需要使用氟系、硅酮系化合物。
<记录介质>
使用本发明的墨罐中所填充的水性墨水而形成图像时所使用的记录介质，只要是通过施加墨水进行记录的记录介质就可以使用任何记录介质。
本发明特别适用于通过使染料、颜料等色料吸附到形成墨水接收层内的多孔质结构的微粒中而至少由该吸附后的微粒形成图像的记录介质中，特别适合于使用喷墨法的情形中。这样的喷墨用记录介质优选通过形成于支撑体上的墨水接收层中的空隙来吸收墨水，即为所谓的吸收型。
吸收型的墨水接收层由多孔质层构成，所述多孔质层以微粒为主体，根据需要含有粘合剂和其它添加剂。微粒的具体例子可以列举出硅石、粘土、滑石、碳酸钙、高岭土、矾土或矾土水合物等氧化铝、硅藻土、氧化钛、水滑石、氧化锌等无机颜料，或尿素甲醛树脂、乙烯树脂、苯乙烯树脂等有机颜料，可以使用这些微粒的1种以上。作为适合作为粘合剂使用的物质，可以列举出水溶性高分子或胶乳。例如，可以使用聚乙烯醇或其改性物、淀粉或其改性物、明胶或其改性物、阿拉伯胶、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素等纤维素衍生物、SBR胶乳、NBR胶乳、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物胶乳、官能团改性聚合物胶乳、乙烯乙酸乙烯共聚物等乙烯类共聚物胶乳、聚乙烯吡咯烷酮、马来酸酐或其共聚物、丙烯酸酯共聚物等，可以根据需要组合2种以上使用。另外，还可以使用添加剂，例如可以根据需要使用分散剂、增粘剂、pH调节剂、润滑剂、流动性改性剂、表面活性剂、消泡剂、脱模剂、荧光增白剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂等。
特别是，本发明中优选使用的记录介质是以平均粒径为1μm以下的微粒为主体形成墨水接收层的记录介质。作为上述的微粒，特别优选的可举出例如硅石微粒、氧化铝微粒等。作为硅石微粒优选的是以胶体硅石为代表的硅石微粒。胶体硅石本身可以从市场上购得，但特别优选例如日本特许第2803134号、第2881847号所公开的胶体硅石。作为氧化铝微粒而优选的是矾土水合物微粒等。作为这样的矾土水合物微粒的一种，可举出下述通式所表示的矾土水合物。
AlO3-n(OH)2n·mH2O
(在上式中，n表示1、2或3的整数中的任一个，m表示0～10，优选表示0～5的值。其中，m和n不同时为0。mH2O在多数情况下还表示与mH2O晶格的形成无关的可脱离的水相，因此，m可以取整数或非整数值。另外，如果加热此种材料，则m可以达到0值。)
矾土水合物可以通过美国专利第4,242,271号、美国专利第4,202,870号所记载的烷醇铝的水解、铝酸钠的水解，或者日本专利特公昭57-44605号公报所记载的在铝酸钠等的水溶液中加入硫酸钠、氯化铝等的水溶液进行中和的方法等公知的方法来制造。
记录介质优选具有用于支撑上述墨水接收层的支撑体。支撑体只要能够由上述多孔质微粒形成墨水接收层，并且带来可通过喷墨打印机等的输送机构输送的刚度，则没有特别的限制，可以使用任何支撑体。具体来说，可以列举出例如以天然纤维素纤维为主体由纸浆原料形成的纸支撑体，由聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二酯)、三乙酸纤维素、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺等材料形成的塑料支撑体，在原纸的至少一面上具有添加了白色颜料等的聚烯烃树脂的树脂涂覆层的树脂涂覆纸(例如：RC纸)。
<喷墨记录方法>
用于本发明墨罐中的墨水特别适合用于具有以喷墨方法喷出墨水的工序的喷墨记录方法。喷墨记录方法包括如下方法：通过对墨水施加力学能而喷出墨水的记录方法，以及通过对墨水施加热能而喷出墨水的记录方法等。特别是在本发明中，优选使用利用热能的喷墨记录方法。
<记录单元>
适合用于使用填充于本发明墨罐中的水性墨水进行记录的记录单元，可以列举出具有容纳这些墨水的墨水容纳部和记录头的记录单元。特别地，可以列举出所述记录头相应于记录信号对墨水施加热能，通过所述热能产生墨水液滴的记录单元。
<喷墨记录装置>
适合用于使用填充于本发明墨罐中的水性墨水进行记录的记录装置，可以列举出对具有容纳这些墨水的墨水容纳部的记录头的室内的墨水施加对应于记录信号的热能，通过所述热能产生墨水液滴的装置。
下面，对喷墨记录装置的机构部的大致结构进行说明。根据各个机构的作用，记录装置主体由供纸部、用纸输送部、滑架部、排纸部、清洁部以及保护这些部件并具有外观设计性的外壳部构成。下面，对这些部件进行简要的说明。
图4为记录装置的立体图，另外，图5和图6是用于说明记录装置主体的内部机构的图，图5是表示从右上方看的立体图，图6是记录装置主体的侧剖视图。
在记录装置内进行供纸时，首先，在包含供纸盘M2060的供纸部，仅将规定张数的记录介质送入到由供纸辊M2080和分离辊M2041构成的辊隙部。所送入的记录介质在辊隙部被分离后，仅输送最上方的记录介质。被送入到用纸输送部的记录介质被引导到压紧辊保持架M3000和纸引导挡板M3030后，被送入到输送辊M3060和压紧辊M3070这一辊对中。由输送辊M3060和压紧辊M3070构成的辊对被LF马达E0002驱动而进行旋转，记录介质通过该旋转在压纸部M3040上进行输送。
在滑架部中，在记录介质上形成图像时，使记录头H1001(图7)配置在目标图像形成位置上，根据来自电气基板E0014的信号，对记录介质喷出墨水。关于记录头H1001的详细结构如后所述，但其结构是可以通过反复交替进行记录主扫描和副扫描来在记录介质上形成图像的结构，上述记录主扫描由记录头H1001进行记录的同时，使滑架M4000沿着列方向进行扫描，上述副扫描由输送辊M3060使记录介质沿着行方向进行输送。
最后形成图像的记录介质在排纸部处被夹在第1排纸辊M3110与棘轮M3120的辊隙中，被输送而排出到排纸盘M3160上。
另外，在清洁部，为了对图像记录前后的记录头H1001进行清洁，当在使盖M5010与记录头H1001的墨水喷出口紧密接触的状态下使泵M5000产生作用时，从记录头H1001抽吸不需要的墨水等。另外，通过在打开盖M5010的状态下，抽吸残留在盖M5010中的墨水，不会引起残留墨水导致的粘着和随后的弊病。
<记录头的结构>
对记录头盒H1000的结构进行说明。记录头盒H1000具有记录头H1001和搭载墨罐H1900的部件以及用于从墨罐H1900向记录头供给墨水的部件，并且可装卸地搭载于滑架M4000上。
图7是表示对记录头盒H1000安装墨罐H1900的状态的图。记录装置由黄色、品红色、青色、黑色、浅品红色、浅青色和绿色墨水形成图像，因此，墨罐H1900也独立准备7种颜色的份。在上述墨水中，至少一种墨水使用本发明的墨水。并且，如图所示，分别可以相对于记录头盒H1000自由装卸。另外，墨罐H1900的装卸能在将记录头盒H1000搭载于滑架M4000上的状态下进行。
图8是记录头盒H1000的分解立体图。在图中，记录头盒H1000由第1记录元件基板H1100和第2记录元件基板H1101、第1平板H1200、第2平板H1400、电气布线基板H1300、墨罐保持架H1500、流路形成部件H1600、过滤器H1700、密封橡胶H1800等构成。
第1记录元件基板H1100和第2记录元件基板H1101为Si基板，通过光刻技术在其一个面上形成了用于喷出墨水的多个记录元件(喷嘴)。向各个记录元件供电的Al等电气布线是通过成膜技术形成的，对应于各个记录元件的多个墨水流路也可以通过光刻技术形成。而且，用于向多个墨水流路供给墨水的墨水供给口在里面开口。
图9为用于说明第1记录元件基板H1100和第2记录元件基板H1101的结构的主视放大图。H2000～H2600为对应于各个不同墨水颜色的记录元件列(以下称为喷嘴列)，在第1记录元件基板H1100中构成有用于供给黄色墨水的喷嘴列H2000、用于供给品红色墨水的喷嘴列H2100以及用于供给青色墨水的喷嘴列H2200的对应于这3种颜色的3个喷嘴列。在第2记录元件基板H1101中构成有用于供给浅青色墨水的喷嘴列H2300、用于供给黑色墨水的喷嘴列H2400、用于供给橙色墨水的喷嘴列H2500以及用于供给浅品红色墨水的喷嘴列H2600的对应于这4种颜色的4个喷嘴列。
各个喷嘴列由在记录介质的输送方向上以1200dpi(dot/inch；参考值)的间隔并列的768个喷嘴构成，喷出约2皮升的墨滴。各喷嘴喷出口的开口面积设定为大约100μm2。另外，第1记录元件基板H1100和第2记录元件基板H1101粘结固定在第1平板H1200上，在此，形成有用于向第1记录元件基板H1100和第2记录元件基板H1101供给墨水的墨水供给口H1201。
而且，在第1平板H1200上粘结固定有具有开口部的第2平板H1400，该第2平板H1400保持有电气布线基板H1300，以便电气布线基板H1300与第1记录元件基板H1100和第2记录元件基板H1101电连接。
电气布线基板H1300施加用于从形成于第1记录元件基板H1100和第2记录元件基板H1101上的各个喷嘴喷出墨水的电信号，并具有对应于第1记录元件基板H1100和第2记录元件基板H1101的电气布线，以及位于该电气布线端部的用于接收来自记录装置主体的电信号的外部信号输入端子H1301。外部信号输入端子H1301定位固定在墨罐保持架H1500的背面一侧。
另一方面，在保持墨罐H1900的墨罐保持架H1500中例如通过超声波熔接固定有流路形成部件H1600，形成了从墨罐H1900通到第1平板H1200的墨水流路H1501。
在与墨罐H1900卡合的墨水流路H1501的墨罐一侧端部设有过滤器H1700，以便能够防止来自外部的灰尘的侵入。另外，在与墨罐H1900卡合的卡合部上安装有密封橡胶H1800，能够防止墨水从卡合部蒸发。墨罐H1900中的至少1个使用本发明的墨罐。
而且，如上述那样通过粘接等将由墨罐保持架H1500、流路形成部件H1600、过滤器H1700和密封橡胶H1800构成的墨罐保持架部，和由第1记录元件基板H1100、第2记录元件基板H1101、第1平板H1200、电气布线基板H1300及第2平板H1400构成的记录头部H1001相结合，由此构成了记录头盒H1000。
另外，在此，作为记录头的一个方式，对使用电热转换装置(记录元件)进行记录的Bubble Jet(注册商标)方式的记录头举出一个例子进行叙述，上述电热转换装置生成用于根据电信号使墨水产生膜状沸腾的热能。
关于其代表性的结构和原理，优选使用例如美国专利第4,723,129号说明书、美国专利第4,740,796号说明书中所公开的基本原理进行。该方式可适用于所谓请求服务型、连续型等任何方式，特别地，在为请求服务型的情况下，对于与保持有液体(墨水)的薄片和液体流路对应配置的电热转换装置施加至少一个根据记录信息给予超过泡核沸腾的温度急速上升的驱动信号，从而使电热转换装置产生热能，在记录头的热作用面上产生膜状沸腾，结果能够形成与该驱动信号一一对应的液体(墨水)内的气泡，因此是有效的。通过该气泡的成长、收缩，经喷出用开口喷出液体(墨水)，形成至少一个液滴。当该驱动信号采用脉冲方式时，能够即时、适当地进行气泡的成长、收缩，因此能够实现响应性特别优良的液体(墨水)的喷出，是更为优选的。
另外，作为利用了第二力学能的喷墨记录装置的方式，可以例举出这样的请求服务型喷墨记录头，其包括：具有多个喷嘴的喷嘴形成基板、与喷嘴相对配置的由压电材料和导电材料构成的压力产生元件、充满该压力产生元件的周围的墨水；该请求服务型喷墨记录头通过施加电压使压力产生元件位移，从喷嘴喷出墨水的小液滴。
另外，喷墨记录装置不限于如上述那样的喷墨头与墨罐分体的喷墨记录装置，也可以是喷墨头与墨罐不可分离的一体的喷墨记录装置。另外，墨罐除了相对于喷墨头可分离或不可分离地一体化而搭载在滑架上之外，也可以是设置在装置的固定部位，通过墨水供给部件例如墨水管向记录头供给墨水的形态。另外，在墨罐中设置用于对记录头施加适当的负压的结构的情况下，可以采用在墨罐的墨水容纳部设置吸收体的方式、或者具有挠性的墨水容纳袋和对墨水容纳袋作用扩张其内容积的方向的作用力的弹簧部的方式等。另外，记录装置除了采用上述串行记录方式以外，还可以采用在对应于记录介质全宽的范围内整齐排列记录元件而成的行式打印机的方式。
<墨罐的再生方法>
如上所述，本发明的墨罐中所容纳的墨水用完之后，通式(II)所示化合物沉积在墨罐的内部、特别是微细通路中并堵塞微细通路时，普通用户即使使用可以得到的水等清洗墨罐，也不可能再溶解该沉积物。而且，即使在这种状态的墨罐中再填充墨水后使用，由于微细通路被堵塞，因此无法得到良好的喷墨性能。
本发明人们对上述状态的墨罐进行研究，结果发现如果将pH10.0以上的水溶液用作墨罐再生液来清洗墨罐内部，则可以溶解沉积在墨罐内的通式(II)所示化合物。而且已知，以所述墨罐再生液清洗本发明的墨罐的内部之后，再填充墨水后用该墨罐进行打印时，可以正常打印。也就是，通过使用本发明的墨罐再生液清洗墨罐，可以将由于沉积物的存在而不可再利用的即只能使用1次的墨罐进行再生。此外，墨罐再生液的pH为10.0以上是指墨罐再生液刚制备之后的初始pH即为10以上的情况、或者虽然在墨罐再生液刚制备之后的初始pH不足10.0，但由于液体温度的变化等而使pH变为10.0以上的情况，这些情况都可以使用。
考虑构成墨罐的各部件的耐墨水性时，若墨水的pH为强碱性时，则有时会产生不良。因此，优选墨罐再生液的pH为11以下。另外，使用墨罐再生液清洗墨罐之后，根据需要优选以pH为6～8的液体进一步清洗墨罐内。
本发明的墨罐的再生方法中所使用的墨罐再生液的成分，只要是可以溶解除去产生于墨罐内部的沉积物，并且，对于构成墨罐的各部件的材质不会降低喷墨适应性，就可以使用任何物质。具体而言，可以使用以氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属氢氧化物的水溶液、氨水溶液等调制成pH为10.0以上的液体。并且，为了使墨罐再生液渗透到墨罐的微细通路中，根据需要可以以水溶性有机溶剂、表面活性剂等调整墨罐再生液的表面张力。
本发明的墨罐的再生方法中，在将沉积于墨罐内部的上述通式(II)所示化合物溶解除去之后，可以在该墨罐中再填充任意的水性墨水。在这种情况下，也可以得到良好的喷墨适应性。并且，再填充任意的水性墨水时，优选墨罐再生液的成分选择对于再填充的水性墨水也不降低喷墨适应性的物质。另外，将pH为10.0以上的墨水作为墨罐再生液填充到墨罐中而将上述通式(II)所示化合物溶解之后，也可以直接作为墨水使用。
在本发明的墨罐的再生方法中，墨罐具有可初始化的记录墨水的消耗信息的保持部件，可通过初始化该保持部件而使该墨罐达到可使用的状态。
保持墨水的消耗信息的部件可以使用以下公知的部件，例如：在墨罐中安装存储器并在该存储器中记录墨水的消耗信息的部件；墨罐具备有杠杆，通常记录时为杠杆下垂的状态，用完墨水时杠杆抬起而禁止喷墨记录装置工作这样的机械部件等。
在图1中示出墨罐中搭载有具备存储功能的芯片的墨罐情况的、墨水的消耗信息保持系统的一个例子。将墨罐100安装在喷墨记录装置P上进行记录时，喷墨记录装置P的点计数器DC读取墨水的消耗信息，该墨水的消耗信息作为输入信息I从喷墨记录装置P传达到搭载于墨罐100中的芯片的存储器M，被该存储器M记录。容纳于墨罐100中的墨水由于用于记录而减少，成为墨水用完的状态时，从保持有该墨水的消耗信息的墨罐100向喷墨记录装置P传达输出信息U，喷墨记录装置P的墨水判定部件X起作用，从而禁止喷墨记录装置P的记录工作。此时，利用本发明的墨罐的再生方法，将安装于墨罐100中的芯片的存储器M初始化，从而可以将墨罐100再次安装到喷墨记录装置P中使用。
实施例
以下，使用实施例和参考例对本发明进行更详细的说明，但是，只要不超出其主要精神，本发明就不受下述实施例的任何限制。另外，只要没有特别指定，实施例、比较例的墨水成分是指“质量份”。在本实施例中，使用比通常所用的墨水要求更严格的特性的喷墨记录方法进行说明。当然，通常的墨罐的课题可以从以下的实施例中得到领会。
<作为通式(I)所示化合物或其盐的色料的制备>
在二甲苯中，使下述化合物(1)所示化合物、碳酸钠、以及苯甲酰乙酸乙酯进行反应，过滤反应产物并洗涤。在N，N-二甲基甲酰胺中，向其中依次添加间氨基乙酰替苯胺、醋酸铜、碳酸钠进行反应，过滤反应产物并洗涤。进一步在发烟硫酸中对其进行磺化之后，过滤、洗涤，在氢氧化钠的存在下，使其与氰尿酰氯进行缩合反应。在该反应液中，添加邻氨基苯甲酸，在氢氧化钠的存在下进行缩合反应。将其过滤、洗涤，得到下述的例示化合物A。
化合物(1)
例示化合物A
Figure A20058002631300431
<通式(II)所示化合物的制备>
通式(II)所示化合物可以通过公知的方法进行制备。其中，作为通式(II)所示化合物，列举下述例示化合物B为例，给出其合成方法的一个例子。
通过在氰尿酰氯的悬浮液中添加邻氨基苯甲酸水溶液并在氢氧化钠的存在下进行缩合反应，得到相对于1分子氰尿酰氯缩合2分子邻氨基苯甲酸的缩合物。进一步，添加氢氧化钠，加热并进行水解反应。将其过滤、洗涤，得到下述的例示化合物B。
例示化合物B
<墨水的制备>
将下述表3所示的各成分混合、充分搅拌之后，以孔径0.2μm的过滤器进行加压过滤，制备墨水1～4。另外，墨水1～3是添加了上述例示化合物B的墨水，墨水4是没有添加上述例示化合物B的墨水。并且，在下述表3中示出各墨水的pH值。pH的调整是使用添加了氢氧化钠或硫酸的纯水进行的。
                        表3
                 墨水
1 2 3 4
  甘油   10.00   10.00   10.00   10.00
  乙二醇   10.00   10.00   10.00   10.00
  尿素   5.00   5.00   5.00   5.00
  N-甲基-2-吡咯烷酮   5.00   5.00   5.00   5.00
  Acetylenol E-100(*)   1.00   1.00   1.00   1.00
  例示化合物A   5.00   5.00   5.00   5.00
  例示化合物B   2.00   1.10   0.02   0.00
  纯水(**)   62.00   62.90   63.98   64.00
  pH   10.5   9.0   4.0   7.0
(*)乙炔二醇环氧乙烷加合物(表面活性剂)
(川研フアインケミカル制造)
(**)纯水和氢氧化钠的总量，或纯水和硫酸的总量，或纯水
在此，对例示化合物A和例示化合物B的关系说明如下。
(1)例示化合物B的分子量比例示化合物A的分子量小。
(2)例示化合物B的分子结构的一部分与例示化合物A的分子结构的一部分类似。
(3)每1分子例示化合物B的羧基数比每1分子例示化合物A的羧基数多。
另外，本发明人们进行研究的结果，确认了以下事项。
(4)例示化合物B在25℃下对pH7的纯水的溶解性比例示化合物A在25℃下对pH7的纯水的溶解性低。
<墨罐的评价>
在空的墨罐(商品名：BCI-6；佳能制造)中填充上述所得的墨水，使用对墨水施加热能而喷出墨滴的热喷墨打印机(商品名：PIXUS 950i；佳能制造)，在品红色墨水的位置安装填充了这些墨水的墨罐，对以下项目进行评价。
(1)再填充墨水时的打印特性
在温度23℃、相对湿度55％的条件下，使用上述打印机，在记录介质(商品名：PR-101；佳能制造)上打印各种图像，用完墨罐内的墨水。其后，从上述打印机卸下墨罐，在温度23℃、相对湿度55％的条件下放置1个月。进而其后，在墨罐中再次填充与上述相同的墨水后将墨罐安装在上述打印机中，在记录介质(商品名：PR-101；佳能制造)上打印各种图像，目视判断图像品质。再填充墨水时的打印特性的基准如下。评价结果在表4中示出。
A：一部分无法进行良好的打印。
B：可以进行良好的打印。
                             表4
 实施例1  实施例2  实施例3  参考例1
 墨水1  墨水2  墨水3  墨水4
  再填充墨水时的打印特性  A  A  A  B
由上述表4可知，填充了添加有例示化合物B的墨水的墨罐，在用完墨水之后再填充墨水时，打印中产生不良。即，使用本发明的墨罐时，不应实施墨水的再填充、即补充墨水，墨罐必须只使用1次，即，必须是一次性的。
此外，将上述打印后的各种图像置于低温循环氙灯耐候机XL-75C(スガ试验机制造)中，在照射强度100千勒克司、槽内温度23℃、相对湿度55％的条件下放置1周，结果，使用墨水1～3打印出的图像与使用墨水4打印出的图像相比，劣化程度明显降低。
(2)墨罐的再生
在温度23℃、相对湿度55％的条件下，使用上述打印机，在记录介质(商品名：PR-101；佳能制造)上打印各种图像，用完墨罐内的墨水。其后，从上述打印机卸下墨罐，在温度23℃、相对湿度55％的条件下放置1个月。进而其后，作为墨罐再生液，制备下述表5中记载的墨罐再生液，重复5次在墨罐中填充和排出该墨罐再生液，然后再次填充与上述相同的墨水后将墨罐安装在上述打印机中，在记录介质(商品名：PR-101；佳能制造)上打印各种图像，目视判断图像品质。墨罐的再生的基准如下。评价结果在表6中示出。
A：可以进行良好的打印。
B：无法进行良好的打印。
             表5
  墨罐再生液
  Acetylenol E-100   1.00
  纯水和氢氧化钠的总量   99.00
  pH   10.0
                     表6
 实施例4  实施例5  实施例6  参考例2
 墨水1  墨水2  墨水3  墨水4
  墨罐的再生  A  A  A  A
由上述表6和上述表4可知，即使是填充有再填充墨水后的打印特性并不良好的墨水的墨罐，只要使用具有表5中记载的组成的墨罐再生液清洗墨罐，就可以再利用墨罐。
该申请要求享有于2004年8月4日申请的日本专利申请号第2004-228230和于2005年8月2日申请的日本专利申请号第2005-224240的优先权，并引用其内容作为该申请的一部分。

Claims (14)

1.一种墨罐，其中容纳水性墨水的墨水容纳部具备通过毛细力保持水性墨水的微细通路，其特征在于，
所述水性墨水至少含有水和水溶性色料，
并且，所述水性墨水还含有满足下述条件(1)～条件(4)的化合物：
条件(1)：化合物的分子量比水溶性色料的分子量小；
条件(2)：化合物的分子结构的一部分与水溶性色料的分子结构的一部分类似；
条件(3)：每1分子化合物的羧基数比每1分子水溶性色料的羧基数多；
条件(4)：化合物在25℃下对pH7的纯水的溶解性比水溶性色料在25℃下对pH7的纯水的溶解性低。
2.根据权利要求1所述的墨罐，其特征在于，所述墨罐在墨水容纳部的至少一部分中具备负压产生机构，利用由所述负压产生机构产生的负压来保持所述水性墨水。
3.根据权利要求1或2所述的墨罐，其中所述的墨罐具有喷出所述水性墨水的喷嘴。
4.根据权利要求1～3任一项所述的墨罐，其中所述水溶性色料为下述通式(I)所示化合物或其盐。
通式(I)
Figure A2005800263130002C1
(通式(I)中，R1为氢原子、烷基、羟基低级烷基、环己基、单或二烷基氨基烷基或氰基低级烷基；Y为氯原子、羟基、氨基、单或二烷基氨基(烷基上可以具有选自磺酸基、羧基以及羟基组成的组中的取代基)；R2、R3、R4、R5和R6分别独立地表示氢原子、碳原子数1～8的烷基或羧基(其中，R2、R3、R4、R5和R6都是氢原子的情况除外)。)
5.根据权利要求1～4任一项所述的墨罐，其中所述化合物为下述通式(II)所示的化合物。
通式(II)
Figure A2005800263130003C1
(通式(II)中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16分别独立地表示氢原子、碳原子数1～3的烷基、羧基或其盐(其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16中的至少2个是羧基或其盐)；X为氯原子、羟基、氨基、碳原子数1～3的单或二烷基氨基。)
6.一种墨罐，其中容纳水性墨水的墨水容纳部具备通过毛细力保持水性墨水的微细通路，其特征在于，
所述水性墨水至少含有水和水溶性色料，
所述水溶性色料为下述通式(I)所示化合物或其盐，
还含有下述通式(II)所示的化合物。
通式(I)
Figure A2005800263130003C2
(通式(I)中，R1为氢原子、烷基、羟基低级烷基、环己基、单或二烷基氨基烷基或氰基低级烷基；Y为氯原子、羟基、氨基、单或二烷基氨基(烷基上可以具有选自磺酸基、羧基以及羟基组成的组中的取代基)；R2、R3、R4、R5和R6分别独立地表示氢原子、碳原子数1～8的烷基或羧基(其中，R2、R3、R4、R5和R6都是氢原子的情况除外)。)
通式(II)
Figure A2005800263130004C1
(通式(II)中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16分别独立地表示氢原子、碳原子数1～3的烷基、羧基或其盐(其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16中的至少2个是羧基或其盐)；X为氯原子、羟基、氨基、碳原子数1～3的单或二烷基氨基。)
7.根据权利要求6所述的墨罐，其中，在所述通式(II)中，R7和R11的一方为羧基或其盐，另一方为氢，R12和R16的一方为羧基或其盐，另一方为氢，R8、R9、R10、R13、R14和R15都为氢，并且X为羟基。
8.一种墨罐，其中容纳水性墨水的墨水容纳部具备通过毛细力保持水性墨水的微细通路，其特征在于，
所述水性墨水至少含有水和水溶性色料，
并且，所述水性墨水还含有下述通式(II)所示的化合物。
通式(II)
(通式(II)中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16分别独立地表示氢原子、碳原子数1～3的烷基、羧基或其盐(其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16中的至少2个是羧基或其盐)；X为氯原子、羟基、氨基、碳原子数1～3的单或二烷基氨基。)
9.根据权利要求1～8任一项所述的墨罐，其中所述化合物为固体时，可以使用pH10.0以上的水溶液溶解该化合物。
10.一种喷墨记录方法，其具有以喷墨方法喷出墨水的工序，其特征在于，所述墨水为容纳在权利要求1～8任一项所述的墨罐的墨水容纳部中的水性墨水。
11.一种墨罐的再生方法，其特征在于，其用于再生墨罐，所述墨罐的容纳水性墨水的墨水容纳部具备通过毛细力保持水性墨水的微细通路，
所述水性墨水至少含有水和水溶性色料，
并且，所述水性墨水还含有下述通式(II)所示的化合物作为满足下述条件(1)和条件(2)的化合物，
所述墨罐的再生方法具有溶解工序，该工序以pH为10.0以上的水溶液溶解沉积于该墨罐内部的所述化合物，
条件(1)：通式(II)所示化合物的分子量比水溶性色料的分子量小；
条件(2)：通式(II)所示化合物在25℃下对pH7的纯水的溶解性比水溶性色料低。
通式(II)
(通式(II)中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16分别独立地表示氢原子、碳原子数1～3的烷基、羧基或其盐(其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16中的至少2个是羧基或其盐)；X为氯原子、羟基、氨基、碳原子数1～3的单或二烷基氨基。)
12.根据权利要求11所述的墨罐的再生方法，其中，在进行所述溶解工序之后，具有在该墨罐中再填充水性墨水的再填充工序。
13.根据权利要求11或12所述的墨罐的再生方法，其中，墨罐具有可初始化的保持墨水的消耗信息的保持部件，具有通过初始化所述保持部件而使所述墨罐达到可使用的状态的工序。
14.一种喷墨记录方法，其具有以喷墨方法喷出墨水的工序，其特征在于，所述墨水为容纳在通过权利要求11～13任一项所述的墨罐的再生方法所再生的墨罐的墨水容纳部中的水性墨水。
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