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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Tintensatz, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, eine
Aufzeichnungseinheit, ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät und ein
Verfahren zum Verringern des Ausblutens in einem ein Vielfarbbild,
wo verschiedenfarbige Bereiche aneinander stoßen.
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Das
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, das Hochgeschwindigkeitsdrucken
und Vielfarbdrucken mit wenig Geräusch ausführen kann, führt Drucken
durch Ausstoßen
eines Tintentröpfchens
aus, um dieses an das Aufzeichnungsmedium, wie etwa Papier, anzubringen,
wo das Tintentröpfchen
durch verschiedene Verfahren erzeugt wird, wie etwa das elektrostatische
Ansaugverfahren, in dem eine Hochspannung angelegt wird, wobei das
Verfahren ein piezoelektrisches Element verwendet, um der Tinte
eine mechanische Vibration oder Versetzung zu verleihen und das
Verfahren verwendet, bei dem Tinte erhitzt wird, um ein Bläschen zu bilden,
um dessen Druck zu verwenden (sogenanntes Bubble-Jet-Verfahren).
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Wenn
ein Farbbild auf ein Aufzeichnungsmedium, wie etwa Normalpapier
oder gebundenes Papier ausgebildet ist, kann jedoch das vorstehende
herkömmliche
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren kein ausreichendes Bild aufgrund
eines Phänomens
bereitstellen, das Ausbluten genannt wird (Farbverschmieren oder ungleichförmige Tintenvermischung
an der Grenze von verschiedenfarbigen Bildern) als Folge des Auftragens von
Farbtinten nacheinander vor der Tintenfixierung.
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Als
Mittel zum Lösen
derartiger Probleme beschreibt die japanische veröffentlichte
Patentanmeldung Nr. 55-65269 die Verwendung einer Tinte, die mit
einer Verbindung zum Verstärken
der Durchdringungsfähigkeit,
wie etwa einem oberflächenaktiven
Mittel, zugegeben wird, und die veröffentlichte japanische Patentanmeldung
Nr. 06-57192 beschreibt ein TintenstrahlaufzeichnungsTintensatz,
das Ausbluten verhindern kann, welches aus einer wenigstens einen
anionischen Farbstoff enthaltenden schwarzen Tinte und wenigstens
einen kationischen Farbstoff enthaltender gelber Tinte und ein mehrwertiges
Ausfällungsmittel
umfasst ist.
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Wenn
jedoch eine die Durchdringungsfähigkeit
verstärkende
Verbindung, wie etwa ein oberflächenaktives
Mittel, zu der Tinte zugegeben wird, wie in der veröffentlichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 55-65269 offenbart, wird die Tintendurchdringung
verstärkt
und Ausbluten wird in einem gewissen Ausmaß unterdrückt, aber es entsteht ein Problem,
dass die Tinte tief in das Aufzeichnungsmedium zusammen mit dem Farbmittel
eindringt, so dass die Bilddichte gering wird. Da daneben die Benetzungsfähigkeit
der Oberfläche eines
Aufzeichnungsmediums vergrößert wird,
tendiert die Tinte dazu, sich auf der Oberfläche manchmal auszubreiten,
was zu einer geringen Auflösung
und einem niedrigen Druckgrad führt.
Mit den in der vorstehenden veröffentlichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 6-57192 beschriebenen Tintenstrahlset,
in welchem die schwarze Tinte wenigstens einen anionischen Farbstoff
als ein Färbungsmittel
enthält
und die gelbe Tinte wenigstens einen kationischen Farbstoff und
ein mehrwertiges Ausfällungsmittel
enthält,
wird Ausbluten zwischen der schwarzen Tinte und der gelben Tinte
in einem beträchtlichen
Ausmaß unterdrückt, aber
Ausbluten zwischen Cyantinte und Magentatinte, Cyantinte und schwarzer
Tinte, und Magentatinte und schwarzer Tinte wird nicht gelöst.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehenden Probleme
des herkömmlichen
Standes der Technik zu lösen
und ein Tintensatz aus vier Farben oder mehr bereitzustellen, die
das Ausbluten in einem Farbbild reduzieren können, ein klares Farbbild ausbilden
und den Druckgrad auf einem Aufzeichnungsmedium verbessern, genauso
wie ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren und ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät unter
Verwendung des Tintensatzs bereitzustellen.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird ein Tintensatz für die Tintenstrahlaufzeichnung
eines Farbbildes auf einem Aufzeichnungsmedium unter Verwendung
von vier Farbtinten oder mehr bereitgestellt, das umfasst:
- (1) eine erste Tinte, die ein selbst-dispergierbares
Ruß mit
einer hydrophilen Gruppe, die direkt oder über eine andere Atomgruppe
an dessen Oberfläche
gebunden ist, umfasst;
- (2) eine zweite Tinte, die einen einwertigen Alkohol und einen
anionischen Farbstoff umfasst, welcher aggregiert, wenn die zweite
Tinte mit einer Flüssigkeit
kontaktiert, die ein polyvalentes Metallion enthält;
- (3) eine dritte Tinte, die ein polyvalentes Metallion und einen
anionischen Farbstoff umfasst, welche nicht aggregieren, sogar wenn
sie mit dem polyvalenten Metallion coexistieren; und
- (4) eine vierte Tinte, die ein Pigment und ein anionisches Dispergiermittel
zum Dispergieren des Pigmentes in der Flüssigkeit umfasst.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Tintensatz für das Tintenstrahlaufzeichnen
eines Farbbildes auf einem Aufzeichnungsmedium unter Verwendung
von vier Farben oder mehr bereitgestellt, das umfasst:
- (1) eine erste Tinte, die ein selbst-dispergierbares Ruß mit einer
kationischen hydrophilen Gruppe, die an dessen Oberfläche direkt
oder über
eine andere Atomgruppe gebunden ist, umfasst;
- (2) eine zweite Tinte, die einen anionischen Farbstoff umfasst,
welcher aggregiert, wenn die zweite Tinte mit einer Flüssigkeit
kontaktiert wird, die ein polyvalentes Metallion enthält;
- (3) eine dritte Tinte, die ein polyvalentes Metallsalz und einen
anionischen Farbstoff umfasst, welcher nicht aggregiert, sogar wenn
dieser mit einem polyvalenten Metallion coexistiert; und
- (4) eine vierte Tinte, die einen kationischen Farbstoff und
einen einwertigen Alkohol umfasst.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren
zum Ausbilden eines Vielfarbbildes bereitgestellt, das folgenden
Schritt umfasst:
Ausstoßen
von jeweils vier Farbtinten durch ein Tintenstrahlverfahren, wobei
die vier Tinten der ersten Tinte, der zweiten Tinte, der dritten
Tinte und der vierten Tinte, die eines der vorstehenden vier Tintensatzs
zusammensetzen, entsprechen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Aufzeichnungseinheit bereitgestellt,
die umfasst: Einen ersten Tintenbehälter, einen zweiten Tintenbehälter, einen
dritten Tintenbehälter
und einen vierten Tintenbehälter,
die die erste Tinte, die zweite Tinte, die dritte Tinte und die
vierte Tinte umfassen, die eines der vorstehenden vier FarbTintensatzs
und einen Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen der Tinte zusammensetzen,
die in jedem Tintenbehälter
enthalten ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitgestellt, das
umfasst: einen ersten Tintenbehälter,
einen zweiten Tintenbehälter,
einen dritten Tintenbehälter
und einen vierten Tintenbehälter,
die jeweils die erste Tinte, die zweite Tinte, die dritte Tinte
und die vierte Tinte enthalten, der eines der vorstehenden vier
FarbTintensatzs zusammensetzt und ein Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen der Tinte,
die in jedem Tintenbehälter
enthalten ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Abschwächen des
Ausblutens in einem Vielfarbbild bereitgestellt, wo verschiedene
Farbbereiche einander benachbart sind, wobei die Bilder mit wenigstens
zwei von vier Farbtinten ausgebildet werden, die jeweils der ersten
Tinte, der zweiten Tinte, der dritten Tinte und der vierten Tinte
entsprechen, die eines der vorstehenden vier FarbTintensatzs zusammensetzen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine vertikalen Schnittansicht eines Beispiels für den Kopie in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät;
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2 ist
eine horizontale Schnittansicht eines Beispiels für den Kopf
in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät;
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3 ist
eine externe perspektivische Ansicht eines Multiplexkopfes des in 1 gezeigten
Kopfes;
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4 ist
eine schematische perspektivische Ansicht eines Beispiels für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät;
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5 ist
eine vertikale Schnittansicht eines Beispiels für eine Tintenkassette;
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6 ist
eine perspektivische Ansicht eines Beispiels für eine Aufzeichnungseinheit;
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7 ist
eine schematische Schnittansicht eines beispielhaften Aufbaus für einen
Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der mechanische Energie verwendet;
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8 ist
eine perspektivische Ansicht einer Aufzeichnungseinheit, wo Vielfach-Aufzeichnungsköpfe angeordnet
sind;
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9 ist
eine perspektivische Ansicht eines anderen Aufzeichnungskopfes,
der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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10 ist
eine Veranschaulichung eines ersten beispielhaften Aufbaus eines
Aufzeichnungskopfes;
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11 ist
eine Veranschaulichung eines zweiten beispielhaften Aufbaus eines
Aufzeichnungskopfes; und
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12 ist
eine Schnittansicht eines Teils des Basiskörpers eines Aufzeichnungskopfes,
die entlang des Tintenstromwegs aufgenommen ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
vorliegende Erfindung wird in größerem Detail
anhand der Ausführungsformen
beschrieben.
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass die
Verwendung der folgenden Tintensatzs zum Aufzeichnen von Farbbildern
auf dem Aufzeichnungsmedium sehr effektiv das Ausbluten zwischen
allen Farben abschwächen
kann.
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Erster Aspekt
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Gemäß dem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das TintenstrahlaufzeichnungsTintensatz
zum Aufzeichnen von Bildern auf einem Aufzeichnungsmedium Tinten
aus wenigstens vier Farben, und im folgenden werden spezifische
Beispiele für
Tintensatzs A und B vorgestellt.
- A) Ein Tintensatz,
das umfasst:
(1) eine erste Tinte, die ein selbst-dispergierbares
Ruß mit
einer kationischen hydrophilen Gruppe, die direkt oder über eine
andere Atomgruppe an dessen Oberfläche gebunden ist, enthält;
(2)
eine zweite Tinte, die einen einwertigen Alkohol und einen anionischen
Farbstoff enthält,
welcher aggregiert, wenn die zweite Tinte mit einer Flüssigkeit
kontaktiert, die ein polyvalentes Metallion enthält;
(3) eine dritte Tinte,
die ein polyvalentes Metallionsalz und einen anionischen Farbstoff
enthält,
welche nicht aggregieren, sogar wenn sie mit einem polyvalenten
Metallion coexistieren; und
(4) eine vierte Tinte, die ein
Pigment und ein anionisches Dispergiermittel zum Dispergieren von
diesen in eine Flüssigkeit
enthält.
- B) Ein Tintensatz, das umfasst:
(1) eine erste Tinte, die
ein selbst-dispergierbares Ruß mit
einer kationischen hydrophilen Gruppe enthält, die direkt oder über eine
andere Atomgruppe an dessen Oberfläche gebunden ist;
(2)
eine zweite Tinte, die einen anionischen Farbstoff enthält, welcher
aggregiert, wenn die zweite Tinte mit einer Flüssigkeit kontaktiert, die ein
polyvalentes Metallion enthält;
(3)
eine dritte Tinte, die ein polyvalentes Metallion und einen anionischen
Farbstoff enthält,
welcher sogar bei Kontakt mit einem polyvalenten Metallion nicht
aggregiert; und
(4) eine vierte Tinte, die einen kationischen
Farbstoff und einen einwertigen Alkohol enthält.
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Das
vorstehende Tintensatz A funktioniert wie folgt.
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Wenn
die erste Tinte und eine beliebige der anderen Tinten in Kontakt
kommen, aggregiert das selbst-dispergierbare Ruß, das in der ersten Tinte
als ein färbendes
Material enthalten ist, da die Polarität des selbst-dispergierbaren
Rußes,
das eine kationische hydrophile Gruppe, die direkt oder über eine
andere Atomgruppe an dessen Oberfläche gebunden ist, besitzt,
derjenigen des anionischen Farbstoffes, das in der zweiten Tinte
und der dritten Tinte enthalten ist, und des anionischen Dispergiermittels,
das in der vierten Tinte enthalten ist, entgegengesetzt ist.
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Wenn
die zweite Tinte und die dritte Tinte in Kontakt kommen, aggregiert
der anionische Farbstoff in der zweiten Tinte durch die Wirkung
des polyvalenten Metallsalzes, das in der dritten Tinte enthalten
ist.
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Wenn
die dritte Tinte und die vierte Tinte in Kontakt kommen, wird der
Dispersionszustand des Pigmentes in der vierten Tinte durch die
Wirkung des polyvalenten Metallsalzes in der dritten Tinte unterbrochen, was
zu Pigmentaggregierung führt.
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Wenn
die zweite Tinte und die vierte Tinte in Kontakt kommen, wird der
Dispersionszustand des Pigments in der vierten Tinte aufgrund der
dehydrierenden Wirkung des einwertigen Alkohols in der zweiten Tinte unterbrochen,
was zur Pigmentaggregierung führt.
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Auf
diese Weise ermöglicht
die Verwendung des vorstehenden Tintensatzs A das Abschwächen des Ausblutens
zwischen allen Farben.
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Das
vorstehende Tintensatz B funktioniert wie folgt.
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Wenn
die erste Tinte und die zweite oder dritte Tinte in Kontakt kommen,
aggregiert das selbst-dispergierbare Ruß, das in der ersten Tinte
als ein färbendes
Material enthalten ist, da die Polarität des selbst-dispergierbaren
Rußes,
das eine kationische hydrophile Gruppe besitzt, die direkt oder über eine
andere Atomgruppe an dessen Oberfläche gebunden ist, zu derjenigen
des anionischen Farbstoffes, das in der zweiten Tinte und der dritten
Tinte enthalten ist, entgegengesetzt ist. Wenn die erste Tinte und
die vierte Tinte in Kontakt kommen, wird der Dispersionszustand
des selbst-dispergierbaren Rußes
in der ersten Tinte aufgrund der dehydrierenden Wirkung des einwertigen
Alkohols in der vierten Tinte unterbrochen, was zur Aggregation
des Rußes
führt.
Dieser Mechanismus der Aggregierung beruht vermutlich auf folgendem:
Das selbstdispergierbare Ruß formt
ein sogenanntes hydrophiles Kolloid in einem wässrigen Medium, und vermischter
einwertiger Alkohol wirkt als ein dehydrierendes Mittel und entraubt
Wassermoleküle,
die die Kolloide umgeben, und folglich verliert das Ruß die Selbstdispergierfähigkeit
und aggregiert.
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Wenn
die zweite Tinte und die dritte Tinte in Kontakt kommen, aggregiert
der anionische Farbstoff in der zweiten Tinte durch die Wirkung
des polyvalenten Metallsalzes, das in der dritten Tinte enthalten
ist.
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Wenn
die vierte Tinte in Kontakt mit der zweiten oder dritten Tinte kommt,
tritt die Aggregation des färbenden
Materials durch die ionische Reaktion zwischen Anion und Kation
auf.
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Auf
diese Weise ermöglicht
die Verwendung des vorstehenden Tintensatzs B die Abschwächung des Ausblutens
zwischen allen Farben.
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Wie
vorstehend beschrieben, aggregiert mit einem Tintensatz gemäß der vorliegenden
Erfindung das Farbmaterial in jeder Tinte durch die chemische Reaktion,
welche in allen Kombinationen der Tinten auftritt. So würde ungleichförmiges Vermischen
von unterschiedlichen Tinten nicht auftreten, um Ausbluten auf dem
Aufzeichnungsmedium zu unterdrücken.
Darüber
hinaus führt
die Verwendung eines Tintensatzs gemäß der vorliegenden Erfindung
nicht nur zur Verringerung des Ausblutens, sondern auch zur Bildung
von Farbbildern mit hoher optischer Dichte und gutem Druckgrad auf
einem Aufzeichnungsmedium, da das färbende Material jeder Tinte
vor dem Diffundieren in das Aufzeichnungsmedium aggregiert. Da daneben
das gelandete Tintentröpfchen
sich nicht leicht auf dem Aufzeichnungsmedium ausbreiten würde, wird
die Auflösung
nicht herabgesetzt und Farbbilder mit guter Farbabstufung können auf
dem Aufzeichnungsmedium erhalten werden.
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Selbstdispergierbares
Ruß in
der ersten Tinte
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Wenigstens
eine Art von kationischen hydrophilen Gruppen auf der Oberfläche des
Rußes
der vorstehenden ersten Tinte wird vorzugsweise aus denjenigen mit
den folgenden allgemeinen Formeln ausgewählt.
worin
R eine C
1-C
12-Alkylgruppe,
eine Phenylgruppe, welche einen Substituenten besitzen kann, oder
eine Naphthylgruppe, welche einen Substituenten besitzen kann, bezeichnet.
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Als
eine andere Atomgruppe werden z.B. aufgezählt: eine C1-C12-Alkylengruppe, eine Phenylengruppe, welche
einen Substituenten haben kann, und eine Naphthylengruppe, welche
einen Substituenten haben kann. Spezifische Beispiele für die Kombination
der vorstehenden Gruppen und einer anderen Gruppe beinhalten -CH2NH3 +,
C2H4N+(CH3)3, -C3H10NH3 +,
-PhNH3 +, wobei nicht
besonders betont werden muss, dass die vorliegende Erfindung nicht
auf diese begrenzt ist.
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Das
vorstehende Ruß ist
nicht auf eine einzige Art begrenzt, sondern kann eine Mischung
von zwei oder mehreren Arten sein, um den Farbton der Tinte einzustellen.
Daneben ist die zugegebene Menge an Ruß in der Tinte vorzugsweise
in einem Bereich von 0,1 bis 15 Gew.%, und weiter bevorzugt 1 bis
10 Gew.% des Gesamtgewichts der Tinte. In der vorliegenden Erfindung
kann ein kationischer Farbstoff zu der Tinte zusätzlich zu dem selbst-dispergierenden
Ruß zugegeben
werden, um den Farbton der Tinte einzustellen.
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Anionischer
Farbstoff, der bei Kontakt mit polyvalentem Metallsalz in der zweiten
Tinte aggregiert Als Nächstes
wird der anionische Farbstoff der zweiten Tinte beschrieben, der
bei Kontakt mit einem polyvalenten Metallsalz aggregiert.
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Als
Beispiele für
derartige anionische Farbstoffe werden diejenigen aufgezählt, die
die folgenden Strukturformeln besitzen, genauso wie Projet-Fast-Cyan
2 (Zeneca, Co.), Projet-Fast-Magenta 2 (Zeneca, Co.), Projet-Fast-Yellow
2 (Zeneca, Co.), etc., aber sind nicht auf diese begrenzt.
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- Anionischer Farbstoff, der bei Kontakt mit einem polyvalenten
Metallsalz in der dritten Tinte nicht aggregiert
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Als
nächstes
wird der anionische Farbstoff, der in der dritten Tinte enthalten
ist, beschrieben werden. Jeder beliebige anionische Farbstoff ist
verwendbar, solange wie dieser einen moderaten Farbton und Dichte besitzt
und durch eine chemische Reaktion mit einem polyvalenten Metallsalz
nicht aggregieren wird, ob dieser bekannt oder neu synthetisiert
ist.
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Als
Beispiele für
derartige anionische Farbstoffe gibt es, aber nicht hierauf begrenzt:
C.I.
Direct Blue 1, 2, 6, 8, 22, 34, 70, 71, 76, 78, 86, 142, 199, 200,
201, 202, 203, 207, 218, 236, 287;
C.I. Direct Red 1, 2, 4,
8, 9, 11, 13, 15, 20, 28, 31, 33, 37, 39, 51, 59, 62, 63, 73, 75,
80, 81, 83, 87, 90, 94, 95, 99, 101, 110, 189, 225, 227;
C.I.
Direct Yellow 1, 2, 4, 8, 11, 12, 26, 27, 28, 33, 34, 41, 44, 48,
86, 87, 88, 132, 135, 142, 144;
C.I. Acid Blue 1, 7, 9, 15,
22, 23, 27, 29, 40, 43, 55, 59, 78, 80, 81, 90, 102, 104, 185, 254;
C.I.
Acid Red 1, 4, 8, 14, 18, 21, 26, 35, 37, 249, 257, 289;
C.I.
Acid Yellow 1, 3, 4, 11, 12, 13, 14, 19, 23, 25, 34, 38, 41, 42,
53, 55, 61, 76, 79;
C.I. Reactive Blue 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8,
9, 13, 14 15, 17, 18, 19, 20, 21, 25, 26, 27, 28, 29, 31, 32, 33,
34, 37, 38, 39, 40, 41, 43, 44, 46;
C.I. Reactive Red 1, 2,
3, 4, 5, 6, 8, 11, 12, 13, 15, 16, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 29, 31,
32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 45, 46, 49, 58,
59, 63, 64, 180;
C.I. Reactive Yellow 1, 2, 4, 6, 7, 11, 12,
13, 14, 15, 16, 17, 18, 23, 24, 25, 26, 27, 37, und 42.
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Die
vorstehenden anionischen Farbstoffe sind nicht auf eine Art begrenzt,
sondern können
eine Mischung aus zwei oder mehr Arten sein, um den Farbton einzustellen.
Der anionische Farbstoff kann vorzugsweise in der Tinte in dem Bereich
von 0,1 bis 15 Gew.% und weiter bevorzugt von 1 bis 10 Gew.%, basierend auf
dem Gesamtgewicht der Tinte, enthalten sein.
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Das
polyvalente Metallsalz, das in der dritten Tinte enthalten ist,
beinhaltet z.B.: Magnesiumnitrat, Calciumnitrat, Aluminiumnitrat,
Magnesiumchlorid, Calciumchlorid, Magnesiumacetat, Calciumacetat,
Eisen(II)acetat und Kupfer(II)acetat, aber die vorliegende Erfindung
ist nicht auf diese begrenzt. Nicht nur eines der vorstehenden polyvalenten
Metallsalze, sondern auch eine Mischung von zwei oder mehr Arten
kann verwendet werden, um den Farbton einzustellen. Das polyvalente
Metallsalz kann vorzugsweise in der Tinte in dem Bereich von is
not 0,1 bis 15 Gew.% und weiter bevorzugt von 1 bis 10 Gew.%, basierend
auf dem Gesamtgewicht der Tinte, enthalten sein.
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Pigment in
der vierten Tinte im Tintensatz A
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Als
nächstes
werden Pigmente, die in der vierten Tinte enthalten sind, beschrieben.
Ein beliebiges Pigment kann verwendet werden, solange dieses einen
moderaten Farbton und Farbdichte besitzt, ob dieses bekannt ist
oder neu synthetisiert ist.
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Im
Einzelnen: C.I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 12, 13, 14, 16, 17, 73,
74, 75, 83, 93, 95, 97, 98, 114, 128, 129, 151, 154, 195;
C.I.
Pigment Red 5, 7, 12, 48 (Ca), 48 (Mn), 57 (Ca), 57:1, 57 (Sr),
112, 122, 123, 168, 184, 202;
C.I. Pigment Blue 1, 2, 3, 15:3,
15:34, 16, 22, 60; und
C.I. Vatt Blue 4, 6, wobei diese nicht
begrenzend sind.
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Pigmentdispergiermittel
in der vierten Tinte im Tintensatz A
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Das
anionische Dispergiermittel, das in der vierten Tinte enthalten
ist, wird beschrieben. Das Dispergiermittel wird verwendet, um das
Pigment in der Tinte stabil zu dispergieren. Als das Dispergiermittel
werden makromolekulare Dispergiermittel, oberflächenaktive Dispergiermittel
oder dergleichen aufgezählt.
Als spezifische Beispiele für
makromolekulare Dispergiermittel gibt es: Polyacrylate, Styrol-Acrylat-Copolymere,
Styrol-Methacrylat-Copolymere,
Styrol-Acrylat-Acrylester-Copolymere,
Styrol-Maleat-Copolymere, Acrylestermaleat-Copolymere, Styrolmethacrylsulfonat-Copolymere,
Vinylnaphthalenmaleat-Copolymer, α-Naphthalensulfonat-Formalinkondensate,
Polyvinylpyrrolidon, Polyethylenglykol und Polyvinylalkohole. Im
allgemeinen reicht das gewichtsbezogene durchschnittliche Molekulargewicht
von 1000 bis 30000 und die Säurevalenz reicht
vorzugsweise von 100 bis 430. Als die Dispergiermittel vom oberflächenaktiven
Typ werden aufgezählt: Laurylbenzolsulfonate,
Laurylsulfonate, Laurylbenzolcarboxylate, Laurylnaphthalensulfonate,
aliphatische Aminsalze und Polyethylenoxid-Kondensate. Es ist bevorzugt,
ein derartiges Dispergiermittel in einem Verhältnis von Pigmentgewicht :
Dispergiermittelgewicht = 10 : 5 bis 10 : 0,5 zu verwenden.
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Nicht
nur eines der vorstehenden Pigmente, sondern auch eine Mischung
von zwei Arten oder mehreren kann verwendet werden, um den Farbton
einzustellen. Das Pigment kann vorzugsweise in der Tinte in dem
Bereich von 0,1 bis 20 Gew.% und weiter bevorzugt von 1 bis 15 Gew.%,
basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte, enthalten sein.
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Kationischer
Farbstoff in der vierten Tinte im Tintensatz B Der in der vierten
Tinte enthaltene kationische Farbstoff im Tintensatz B wird beschrieben
werden. Ein beliebiger kationischer Farbstoff kann verwendet werden,
solange wie dieser einen moderaten Farbton und Farbdichte besitzt,
ob dieser bekannt ist oder neu synthetisiert ist.
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Beispiele
eines derartigen kationischen Farbstoffes beinhalten
C.I. Basic
Yellow 1, 2, 11, 13, 14, 19, 21, 25, 32, 33, 36, 51;
C.I. Basic
Orange 2, 15, 21, 22;
C.I. Basic Red 1, 2, 9, 12, 13, 37, 38,
39, 92;
C.I. Basic Violet 1, 3, 7, 10, 14;
C.I. Basic
Blue 1, 3, 5, 7, 9, 19, 24, 25, 26, 28, 29, 45, 54, 65;
C.I.
Basic Green 1, 4;
C.I. Basic Brown 1, 12; und
C.I. Basic
Black 2, 8, aber sind nicht auf diese begrenzt.
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Nicht
nur eines der vorstehenden kationischen Farbstoffe, sondern auch
eine Mischung von zwei Arten oder mehreren kann verwendet werden,
um den Farbton einzustellen. Der kationische Farbstoff kann vorzugsweise
in der Tinte in dem Bereich von 0,1 bis 15 Gew.% und weiter bevorzugt
von 1 bis 15 Gew.%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte, enthalten
sein.
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Einwertiger Alkohol in
der zweiten Tinte im Tintensatz A oder in der vierten Tinte im Tintensatz
B
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Als
ein Alkohol, der in der zweiten Tinte des Tintensatzs A, oder in
der vierten Tinte des Tintensatzs B enthalten ist, ist vorzugsweise
ein derartiger einwertiger Alkohol, der das Dispergiermittel strippt,
der das Dispergiermittel, das die Dispergierfähigkeit des Pigmentes in der
vierten Tinte (A) unterstützt,
von dessen Oberfläche
abstreift, oder das als ein dehydrierendes Mittel funktioniert,
in Tintensatz B, um die Wassermoleküle, die das selbstdispergierbare
Ruß umgeben,
von dem Wassermolekül
abzustreifen, um die Dispergierfähigkeit zu
unterstützen.
Derartige Alkohole beinhalten, aber sind nicht insbesondere hierauf
begrenzt, hoch wasserlöslicher
Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol,
n-Butylalkohol, sek-Butylalkohol, tert-Butylalkohol und Isobutylalkohol,
die als Beispiele genannt werden. Der einwertige Alkohol kann vorzugsweise
in der Tinte in dem Bereich von 1 bis 15 Gew.% und weiter bevorzugt
von 2 bis 10 %, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte, enthalten
sein.
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Als
Nächstes
wird das Lösungsmittel,
das in der ersten bis den vierten Tinten verwendet wird, beschrieben
werden. Als ein Lösungsmittel
ist die Kombinationsverwendung von Wasser und an wasserlöslichem organischem
Lösungsmittel
bevorzugt.
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Vorzugsweise
ist das Wasser, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
kein gewöhnliches Wasser,
das verschiedene Ionen enthält,
sondern deionisiertes Wasser. Der Wassergehalt ist vorzugsweise
in dem Bereich von 35 bis 96 Gew.%, basierend auf dem Gesamtgewicht
der wässrigen
Tinte.
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Wasserlösliche organische
Lösungsmittel
werden verwendet, um die Tintenviskosität einzustellen, um zur Verwendung
geeignet zu sein, und ein Verstopfen der Düsen eines Aufzeichnungskopfes
zu verhindern, indem das Austrocknen der Tinte verlangsamt wird
oder die Auflösungsfähigkeit eines
färbenden
Materials verstärkt
wird. Als spezifische Beispielen seien genannt: C1-C5-Alkylalkohole, wie etwa Methylalkohol,
Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol,
sek-Butylalkohol, tert-Butylalkohol, Isobutylalkohol und n-Pentanol;
Amide, wie etwa Dimethylformamid und Dimethylacetamid; Ketone oder
Ketoalkohole, wie etwa Aceton- und Diacetonalkohole; Ether, wie
etwa Tetrahydrofuran und Dioxan; Oxyethylen- oder Oxypropylen-Copolymere,
wie etwa Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol,
Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Polyethylenglykol und Polypropylenglykol;
Alkylenglykole aus C2-C6-Alkylengruppen,
wie etwa Ethylenglykol, Propylenglykol, Trimethylenglykol, Triethylenglykol,
1,2,6-Hexantriol und Hexylenglykol; Glycerol; Trimethylolethan,
Trimethylolpropan; Niedrigalkylether, wie etwa Ethylenglykolmonomethyl
(oder -ethyl)ether, Diethylenglykolmonomethyl (oder -ethyl) -ether
und Triethylenglykolmonomethyl (oder -ethyl) -ether; Niedrig-Dialkylether, wie
etwa Ethylenglykol-di-methyl (oder -ethyl) -ether, Diethylenglykol-di-methyl
(oder -ethyl) -ether und Triethylenglykol-di-methyl (oder -ethyl)
-ether; Alkanolamine, wie etwa Monoethanolamin, Diethanolamin und
Triethanolamin; Sulforan, N-Methyl-2-pyrrolidon, 2-Pyrrolidon und
1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon. Wasserlösliche organische Lösungsmittel,
wie vorstehend erwähnt,
können
entweder allein oder als Mischung verwendet werden.
-
Daneben,
um die Auflösungsfähigkeit
des Farbstoffes oder die Dispergierfähigkeit des Rußes in der Tinte
durch Beibehalten des pH's
der ersten bis vierten Tinten zu stabilisieren, kann ein pH-Einstellungsmittel in
der Tinte enthalten sein. Als spezifische Beispiele für pH-Einstellungsmittel
werden aufgezählt,
Hydroxide, wie etwa Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid
und Ammoniumhydroxid; Säuren,
wie etwa Schwefelsäure,
Salzsäure
und Essigsäure;
Sulfate, wie etwa Lithiumsulfat, Natriumsulfat, Kaliumsulfat und Ammoniumsulfat;
Carbonate, wie etwa Lithiumcarbonat, Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat,
Kaliumcarbonat, Kaliumhydrogencarbonat, Kaliumnatriumcarbonat, Ammoniumcarbonat
und Ammoniumhydrogencarbonat; Phosphate, wie etwa Lithiumphosphat,
Mononatriumphosphat, Dinatriumphosphat, Trinatriumphosphat, Monokaliumphosphat,
Dikaliumphosphat, Trikaliumphosphat, Monoammoniumphosphat, Diammoniumphosphat
und Triammoniumphosphat; Acetate, wie etwa Lithiumacetat, Natriumacetat,
Kaliumacetat und Ammoniumacetat.
-
Diese
Salze können
allein zur Tinte zugegeben werden, aber die kombinierte Verwendung
von zwei oder mehreren von diesen ist weiter bevorzugt. Die Gesamtmenge
dieser Salze in der Tinte ist vorzugsweise in dem Bereich von 0,1
bis 10 Gew.% und weiter bevorzugt 1 bis 8 Gew.%. Indem ein derartiger
Bereich eingehalten wird, kann der pH der Tinte konstant gehalten
werden und die Auflösungsstabilität des wässrigen Farbstoffs
in der Tinte kann beibehalten werden. Daneben würde innerhalb eines derartigen
Bereichs keine Ausfüllung
von Salzkristall auftreten, welches Düsenverstopfen verursachen kann.
-
Darüber hinaus
können
zusätzlich
zu den vorstehenden Inhaltsstoffen, soweit notwendig, verschiedene
Zusatzstoffe, wie etwa Viskositätssteuerungsmittel,
Antischimmelmittel, Antiseptika, Antioxidationsmittel, Antischäumungsmittel,
oberflächenaktive
Mittel und Düsentrocknungsinhibitoren,
wie etwa Harnstoff, verwendet werden.
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Die
physikalischen Eigenschaften (bei ungefähr 25°C) der Tinte, die in der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, sind wie folgt: der pH ist in dem Bereich
von 2 bis 12 und weiter bevorzugt 3 bis 10, die Oberflächenspannung
beträgt
10 bis 60 mN/m (dyn/cm), weiter bevorzugt 15 bis 50 mN/m (dyn/cm)
und die Viskosität ist
vorzugsweise in dem Bereich von 1 bis 30 mPa·s (cps) und weiter bevorzugt
1 bis 10 mPa·s
(cps).
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Zweiter Aspekt
der Erfindung
-
In
dem vorstehenden Aspekt werden vier Farbtinten oder mehr verwendet.
Als das Dispergiermittel zum Dispergieren des Pigmentes in dem flüssigen Medium
könnten
zusätzlich
zu dem vorstehenden anionischen Dispergiermittel, kationische Dispergiermittel
verwendet werden. Als das kationische Dispergiermittel kann man
Polymere verwenden, die erhältlich
sind, indem Vinylmonomere polymerisiert werden, von welchen wenigstens
ein Teil durch ein kationisches Monomer zusammengesetzt ist, z.B.
Salze aus tertiären
Aminmonomeren und quartären
Ammoniumverbindungen. Beispiele für derartige Verbindungen beinhalten:
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-CONH-C2H4N(CH3)2],
N,N-Dimethylaminoethylmethacrylamid
[CH2=C(CH3)-CONH-C2H4N(CH3)2],
N,N-Dimethylaminopropylacrylamid
[CH3=CH3-CONH-C3H6N(CH3)2]
und N,N-Dimethylaminopropylmethacrylamid
[CH2=C(CH3)-CONH-C3H6N(CH3)2].
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Um
Salze aus tertiären
Aminen zu bilden, können
Säuren,
wie etwa Salzsäure,
Schwefelsäure,
Essigsäure
und dergleichen verwendet werden. Um quartäre Ammoniumverbindungen zu
bilden, werden Methylchlorid, Dimethylsulfat, Benzylchlorid und
Epichlorhydrin aufgezählt.
Unter diesen sind Methylchlorid und Dimethylsulfat zum Herstellen
eines Dispergiermittels in der vorliegenden Erfindung bevorzugt.
Salze von tertiären
Aminen oder quartären
Ammoniumverbindungen, wie vorstehend erwähnt, verhalten sich wie Kationen
in Wasser und werden stabil in einem sauren Bereich unter neutralisiertem
Zustand gelöst.
Der Gehalt eines derartigen Monomers in einem Copolymer ist bevorzugt
in dem Bereich von 20 bis 60 Gew.%.
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Als
Beispiele von anderen Monomeren, welche die vorstehenden kationischen
makromolekularen Dispergiermittel zusammensetzen können, werden
aufgezählt
2-Hydroxyethylmethacrylat,
Acrylatester mit einer Hydroxygruppe, wie etwa Acrylatester mit
einer Seitenkette einer langen Ethylenoxidkette, hydrophobe Monomere,
wie etwa Styrolmonomere und wasserlösliche Monomere, die in Wasser
von ungefähr
pH 7 löslich
sind, wie etwa Acrylamide, Vinylether, Vinylpyrrolidone, Vinylpyridine
und Vinyloxazoline. Als hydrophobe Monomere werden Styrol, Styrolderivate,
Vinylnaphthalen, Vinylnaphthalenderivate, Alkylester von (Meth)acrylsäure und
Acrylnitril verwendet. In einem makromolekularen Dispergiermittel,
das durch Copolymerisation erhalten wird, wird ein wasserlösliches
Monomer innerhalb des Bereichs von 15 bis 35 Gew.% verwendet, damit
das Copolymer in einer Wasserlösung
stabil vorhanden ist, und ein hydrophobes Monomer wird vorzugsweise
innerhalb des Bereichs von 20 bis 40 Gew.% verwendet, um die pigmentdispergierende
Aktivität
des Copolymers zu verstärken.
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Das
Aufzeichnungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet drei
Tinten oder mehr, um ein Bild durch ein Tintenstrahlverfahren auszubilden.
Ein beliebiges der herkömmlichen
Verfahren ist auf das Aufzeichnungsverfahren der vorliegenden Erfindung
anwendbar. Das heißt,
es gibt ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, in welchem ein Tintentröpfchen durch
die Wirkung eines Gläschens
in der Tinte ausgestoßen
wird, das durch angelegte thermische Energie gebildet wird, und
ein Aufzeichnungsverfahren, welches ein flüssiges Tröpfchen ausstößt, in dem
die mechanische Vibration eines piezoelektrischen Elementes verwendet
wird, wobei für
beide das Tintensatz der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
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Als
Nächstes
wird ein Beispiel für
das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät,
das für
das Tintensatz der Erfindung geeignet ist, beschrieben.
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Zunächst zeigen 1 und 2 ein
Beispiel für
den Aufbau des Hauptteils eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts, welches
thermische Energie verwendet. 1 ist eine
Abschnittsansicht eines Kopfes 13, aufgenommen entlang
dem Tintenstromweg, und 2 ist eine Schnittansicht, die
Entlang Linie 2-2 von 1 aufgenommen wurde. Der Kopf 13 wird
hergestellt, indem ein Substrat mit einem Wärmeerzeugungselement 15 auf
ein Board aus Glas, Keramik, Silizium, Polysulfon oder Plastikboard
aufgeklebt wurde, auf welchen ein Weg (Düse) 14 für Tinte
bereitgestellt ist. Das Substrat mit einem Wärme erzeugenden Element 15 umfasst eine
Schutzschicht 16-1 aus Siliziumdioxid, Siliziumnitrid oder
Siliziumcarbid, eine äußerste Schutzschicht 16-2 aus
einem Metall oder dessen Metalloxid, wie etwa Platin oder Platinoxid,
Elektroden 17-1 und 17-2 aus Aluminium, Gold oder
Aluminium-Kupferlegierung, eine Wärmeerzeugungs-Resistorschicht 18 aus
einem Material mit hohem Schmelzpunkt, wie etwa Hafniumborid, Tantalnitrid
oder Aluminiumtantalat, eine Wärmeakkumulierungsschicht 19 aus
Siliziumdioxid oder Aluminiumoxid, und ein Substrat 20 aus
einem Wärme
abstrahlenden Material, wie etwa Silizium, Aluminium oder Aluminiumnitrid.
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12 ist
eine Teilschnittansicht eines Aufzeichnungskopfes in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß der vorliegenden
Erfindung, aufgenommen entlang dem Tintenstromweg des Substrats
mit einem elektrothermischen Umwandlungselement mit einem Wärme erzeugenden
Resistorelement, das darauf gebildet ist. Das heißt, der
Teil, der zwischen zwei gegenüberliegenden
Enden einer Elektrodenschicht 2005 positioniert ist, der
die Elektrodenverdrahtung zusammensetzt, die in 12 gezeigt
wird, welche nicht mit einer Elektrodenschicht einer Wärme erzeugenden
Resistorschicht 2004 bedeckt ist, bildet einen Wärme erzeugenden Resistor.
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Wenn
ein pulsförmiges
elektrisches Signal an die Elektroden 17-1 und 17-2 des
vorstehenden Kopfes 13 angelegt wird, entwickelt der Bereich
(Heizvorrichtung), der mit n bezeichnet ist, des Substrats mit dem Wärme erzeugenden
Element 15 schnell eine Wärme, Bläschen werden in der Tinte 21 erzeugt,
die diese Oberfläche
kontaktiert, ein Meniscus 23 steht vor, die Tinte 21 wird
durch eine Düse 14 des
Kopfes 13 ausgestoßen,
um ein Tintentröpfchen 24 auszubilden,
welches zu einem Aufzeichnungsmedium 25 fliegt. 3 zeigt die äußere Erscheinung
eines Beispiels für
einen Multikopf, in welchem viele Köpfe, die in 1 gezeigt
sind, angeordnet sind. Dieser Multikopf wird gebildet, indem ein
Polysulfon 27 mit einer Multidüse 26 und einem Wärme erzeugenden
Kopf 28 aufeinandergestapelt wird, ähnlich zu einem in 1 beschriebenen.
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In 12 bezeichnen
Bezugszeichen 2001 und 2002 ein Siliziumsubstrat
und eine wärmeregenerative
Schicht aus einem Oxidfilm, Bezugszeichen 2003, 2004, 2005 und 2006 bezeichnen
einen SiO-Film, der auch zur Wärmeregeneration
dient, einen Interschichtfilm, eine Elektrodenschicht als Verdrahtung
aus einem Metallmaterial, wie etwa Al, Al-Si oder Al-Cu und eine
Schutzschicht, die zudem als eine isolierende Schicht dient, die
aus einem SiO-Film, einem SiN-Film oder dergleichen gebildet ist
und Bezugszeichen 2007 bezeichnet eine oberste Schutzschicht
zum Beibehalten der Schutzschicht 2006 von einem physikalischen
oder chemischen Schock, der die Wärmeerzeugung eines Wärme erzeugenden
Resistors begleitet. Daneben bezeichnet Bezugszeichen 2008 einen
Wärmewirkungsteil,
wo die Wärme,
die bei Wärme
erzeugenden Resistoren der Wärme
erzeugenden Resistorschicht 2004 erzeugt wird, auf die
Tinte wirkt.
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4 zeigt
ein Beispiel für
das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät,
in welchem ein derartiger Kopf eingebaut ist. In 9 bezeichnet
Bezugszeichen 61 eine Klinge als ein Wischelement, welches
durch ein Klingenunterstützungselement
an einem Ende unterstützt
und fixiert wird und eine auslegerähnliche Gestalt besitzt. Die
Klinge 61 ist in einer Position angeordnet, die einem Aufzeichnungsbereich
eines Aufzeichnungskopfes 65 benachbart ist. In diesem
Beispiel wird die Klinge in einer vorragenden Form in den Weg gehalten,
entlang welchem sich der Aufzeichnungskopf 65 bewegt.
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Bezugszeichen 62 bezeichnet
eine Kappe für
eine Ausstoßöffnung des
Aufzeichnungskopfes 65, die Kappe ist in einer Ausgangsposition
angeordnet, die zu der Klinge 61 benachbart ist und, um
sich in der Richtung zu bewegen, die zu der Bewegungsrichtung des
Aufzeichnungskopfes 65 im rechten Winkel steht, um so die
Tintenausstoßöffnung abzudecken,
wenn diese berührt
wird. Bezugszeichen 63 bezeichnet eine Tintenabsorptionsvorrichtung,
die benachbart zu der Klinge 61 bereitgestellt ist, welche
in den Bewegungsweg des Aufzeichnungskopfes 65 in einer
vorragenden Form ähnlich
zu der Klinge 61 gehalten wird. Die vorstehende Klinge 61,
Kappe 62 und Tintenabsorptionsmittel 63 setzen
einen Ausstoß-Wiedergewinnungsteil 64 zusammen, und
die Klinge 61 und das Tintenabsorptionsmittel 63 dienen
dazu, Feuchtigkeit und Staub auf der Tintenausstoßöffnung zu
entfernen.
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Bezugszeichen 65 bezeichnet
einen Aufzeichnungskopf. Der Kopf enthält eine Einrichtung zum Erzeugen
von Tintenausstoßenergie
und führt
Aufzeichnen durch, indem Tinte zu einem Aufzeichnungsmedium ausgestoßen wird,
das der Tintenausstoßöffnung gegenüberliegt.
Bezugszeichen 66 bezeichnet einen Schlitten zum Tragen
des Aufzeichnungskopfes 65, so dass sich diese bewegen
kann. Der Schlitten 66 ist mit dem Führungsschaft 67 auf
eine gleitbare Weise verbunden, und ein Teil des Schlittens 66 ist
mit einem Gürtel 69 (nicht in
der Figur gezeigt) verbunden, der durch einen Motor 68 angetrieben
wird. So kann sich der Schlitten 66 entlang dem Führungsschaft 67 bewegen,
und der Aufzeichnungskopf 65 kann sich in dem Aufzeichnungsbereich und
in dem dazu benachbarten Bereich bewegen.
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Bezugszeichen 51 bezeichnet
einen Papierzuführungsteil
zum Einschieben eines Aufzeichnungsmediums und Bezugszeichen 52 bezeichnet
eine Papierzuführungswalze,
die durch einen Motor angetrieben wird, der nicht in der Figur gezeigt
ist. Bei einer derartigen Anordnung wird das Aufzeichnungsmedium der
Position zugeführt,
die der Tintenausstoßöffnung des
Aufzeichnungskopfes 65 entgegengesetzt ist und zu einem Papierausstoßteil befördert, der
mit einer Papierausstoßwalze 53 ausgestattet
ist, wenn das Aufzeichnen voranschreitet. Bei der vorstehenden Anordnung
sieht sich, während
der Aufzeichnungskopf an dessen Ausgangsposition nach dem Aufzeichnen
zurückkehrt,
die Kappe 62 des Ausstoßwiedergewinnungsteils 64 von dem
Bewegungsweg des Aufzeichnungskopfes zurück, aber die Klinge 61 steht
in den Bewegungsweg vor. Folglich wird die Tintenausstoßöffnung des
Aufzeichnungskopfes 65 abgewischt.
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Die
Kappe 62 bewegt sich in den Bewegungsweg des Aufzeichnungskopfes 65 in
einer vorstehenden Weise, um die Ausstoßöffnung des Kopfes 65 zum
Bedecken zu berühren.
Während
der Aufzeichnungskopf 65 sich von dessen Ausgangsposition
zur Aufzeichnungsstartposition bewegt, nehmen die Kappe 62 und
die Klinge 61 die gleiche Position ein, wie wenn Abwischen
ausgeführt
wird. Folglich wird die Ausstoßöffnung des Kopfes 65 sogar
während
dieser Bewegung abgewischt. Der Aufzeichnungskopf kehrt nicht nur
an seine Ausgangsposition nicht nur nach Vervollständigen des
Aufzeichnens und während
der Ausstoßwiedergewinnung zurück, sondern
kehrt auch an seine Ausgangsposition zurück, die zu dem Aufzeichnungsbereich
benachbart ist, während
sich dieser in den Aufzeichnungsbereich zum Aufzeichnen bewegt,
bei vorgeschriebenen Intervallen. Mit dieser Bewegung wird das vorstehende
Abwischen auch ausgeführt.
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5 zeigt
ein Beispiel für
eine Tintenkassette zum Lagern von Tinte zum Zuführen von Tinte zu dem Aufzeichnungskopf
durch ein Tintenzuführungselement,
wie etwa ein Schlauch. In der Zeichnung bezeichnet Bezugszeichen 40 ein
Element, das die Tintenkassette 45, einen Tintenlagerungsteil,
wie etwa Tintensack, dessen Spitze mit einem Kautschukstopper 42 ausgestattet
ist. Die Tinte in dem Tintensack 40 kann zu dem Aufzeichnungskopf
zugeführt
werden, indem eine Nadel (nicht in der Figur gezeigt) in den Stopper 42 eingeschoben
wird. Bezugszeichen 44 bezeichnet ein Tintenabsorptionsmittel
zum Empfangen von Abfalltinte. Für den
Tintenspeicherungsteil ist dessen Oberfläche in Kontakt mit der Tinte
vorzugsweise aus Polyolefin, insbesondere Polyethylen.
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Das
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät
zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den vorstehenden
Typ begrenzt, in welchem eine Tintenkassette nicht als ein einstückiges Teil
des Kopfes aufgebaut ist, wie in 6 gezeigt.
Der Typ, in welchen die vorstehenden zwei in einen Teil eingebaut
sind, wird zudem vorzugsweise verwendet.
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In 6 bezeichnet
Bezugszeichen 70 eine Aufzeichnungseinheit, welche einen
Tintenspeicherungsteil zum Speichern von Tinte, z.B. ein Tintenabsorptionsmittel,
enthält.
In der Anordnung der vorstehenden Einheit wird Tinte in das Tintenabsorptionsmittel
als ein Tintentröpfchen
aus einem Kopfteil 71 mit Vielfachöffnungen darin ausgestoßen. Als
ein Material für
das Tintenabsorptionsmittel wird Polyurethan vorzugsweise in der vorliegenden
Erfindung verwendet.
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Ein
einstückiger
Aufbau, in welchem kein Tintenabsorptionsmittel verwendet wird und
der Tintenlagerungsteil ein Tintensack mit einer Feder daran ist,
kann verwendet werden.
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Bezugszeichen 72 bezeichnet
eine Öffnung
zum Verbinden der Innenseite der Kassette mit Luft. Diese Aufzeichnungseinheit 70 wird
anstelle des Aufzeichnungskopfes 65, der in 4 gezeigt
wird, verwendet und abnehmbar an den Schlitten 66 angebracht.
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Als
eine andere Ausführungsform
gibt es einen On-Demand-Tintenstrahlaufzeichnungskopf,
der ein Düsen
bildendes Substrat mit Vielfachdüsen,
ein Druck erzeugendes Element aus einem piezoelektrischen Materials
und einem leitenden Material, die der Düse gegenüberliegend angeordnet sind,
und Tinte, das um dieses Druck erzeugende Element herum sich anfüllt, zum
Versetzen des Druck erzeugenden Elementes durch eine angelegte Spannung
und Ausstoßen
von Tintentröpfchen
aus der Düse,
umfasst. Ein exemplarischer Aufbau für einen derartigen Aufzeichnungskopf
als ein Hauptteil des Aufzeichnungsgeräts wird in 7 gezeigt.
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Der
Kopf ist zusammengesetzt aus: Tintenstromweg 80 der zu
der Tintenkammer (nicht gezeigt) führt; Öffnungsplatte 81,
zum Ausstoßen
eines Tintentröpfchens
mit dem gewünschten
Volumen; und Vibrationsplatte 82, welche einen Druck direkt
an die Tinte anlegt: piezoelektrisches Element 83, welches
mit der Vibrationsplatte 82 verbunden ist und sich durch
die elektrischen Signale verformt; und Basisplatte 83,
um die Öffnungsplatte 81,
die Vibrationsplatte 82, etc. zu erhalten und zu fixieren.
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In 7 ist
der Tintenstromweg 80 aus einem lichtempfindlichen Harz
hergestellt; die Öffnungsplatte 81,
welche aus einem Metall, wie etwa rostfreiem Stahl und Nickel hergestellt
ist; die Ausstoßöffnung 85,
welche ausgebildet ist, indem ein Loch in die Öffnungsplatte 81 durch
Elektroformen oder Pressverarbeiten gearbeitet wurde; die Vibrationsplatte 82,
welche aus einem Metallfilm, wie etwa rostfreiem Stahl, Nickel und
Titan und einem hoch elastischen Harzfilm gebildet ist; und das
piezoelektrische Element 83, welches aus einem dielektrischen
Material, wie etwa Bariumtitanat und PZT hergestellt ist.
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Der
Aufzeichnungskopf des vorstehenden Aufbaus arbeitet wie folgt: Wenn
eine pulsförmige
Spannung dem piezoelektrischen Element 83 verliehen wird,
wird eine Verformungsspannung erzeugt, deren Energie die Vibrationsplatte
deformiert, die mit dem piezoelektrischen Element 83 verbunden
ist, um Druck vertikal auf die Tinte in dem Tintenstromweg 80 anzulegen,
und ein Tintentröpfchen
(nicht gezeigt) wird aus der Öffnung 85 der Öffnungsplatte 81 entladen,
um Aufzeichnen durchzuführen.
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Ein
derartiger Aufzeichnungskopf wird in das Aufzeichnungsgerät eingebaut,
das dem in 4 gezeigten ähnlich ist. Die detaillierte
Wirkung der Teile des Aufzeichnungsgerätes kann die gleiche wie vorstehend
erwähnt
sein.
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Wenn
ein Farbbild durch das Bildbildungsverfahren der Erfindung ausgebildet
wird, wird ein Aufzeichnungsgerät,
in welchem z.B. vier Aufzeichnungsköpfe auf dem Schlitten 43 angeordnet
sind, wie in 3 gezeigt, verwendet. 8 zeigt
ein Beispiel für
eine derartige Anordnung. Bezugszeichen 91, 92, 93 und 94 bezeichnen
den jeweiligen Aufzeichnungskopf zum Ausstoßen einer ersten Tinte, zweiten
Tinte, dritten Tinte und einer vierten Tinte. Diese Köpfe, die
in dem vorstehenden Aufzeichnungsgerät angeordnet sind, stoßen individuelle
Farbtinten in Reaktion auf Aufzeichnungssignale aus.
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Obwohl
vier Aufzeichnungsköpfe
in 8 verwendet werden, ist die vorliegende Erfindung
nicht auf dieses beschränkt.
Wie in 9 gezeigt, ist zudem die Verwendung eines einzelnen
Aufzeichnungskopfes mit separierten Flüssigkeitsstromwegen, die den
ersten, zweiten, dritten und vierten Tinten entsprechen, bevorzugt.
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Als
spezifische Beispielsaufbauten von Tintenstrahlaufzeichnungskopfanordnungen,
die in geeigneter Weise in der vorliegenden Erfindung verwendet
werden, werden zwei in 10 und 11 gezeigte
Arten gezeigt.
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In 10 und 11 bezeichnen
Bezugszeichen Y, M, C und Bk die jeweiligen Aufzeichnungsköpfe zum
Ausstoßen
von individuellen Farbtinten von gelb, Magenta, Cyan und schwarz.
Die Aufzeichnungsköpfe sind
jeweils auf dem Schlitten, wie in 7 gezeigt,
angeordnet (abhängig
von dem Aufbau). Individuelle Aufzeichnungsköpfe sind in einem Aufzeichnungsgerät, wie vorstehend
erwähnt,
angeordnet und stoßen
die jeweiligen Farbtinten in Reaktion auf Aufzeichnungssignale aus.
Hierbei werden individuelle Aufzeichnungsköpfe in der Richtung des Pfeilkopfes
(1) mittels eines Schlittens bewegt und ein Aufzeichnungsmedium
wird in der Richtung des Aufzeichnungskopfes (2) mittels einer Papierzuführungswalze
oder dergleichen bewegt.
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In
dem ersten Beispielsaufbau von 10 sind
Aufzeichnungsköpfe
für Bk,
Y, M und C parallel auf einem Schlitten angeordnet. Der zweiten
Beispielsaufbau von 11 umfasst einen Aufzeichnungskopf
für schwarze
Tinte und Aufzeichnungsköpfe,
die parallel zu diesem schwarzen Tinten-Aufzeichnungskopf angeordnet
sind und in Serie mit jeder anderen für Y, M und C.
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Daneben
wird in 10 der Schlitten fixiert und
ein Aufzeichnungsmedium wird in der Richtung des Pfeilkopfes (2)
mittels einer Papierzuführungswalze
bewegt, um einen sogenannten Liniendrucker auszubilden.
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Wie
vorstehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein deutliches Farbbild, fast ohne Ausbluten und mit gutem
Druckgrad von gedruckten Schriftzeichen bereitgestellt.
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Beispiele
-
Die
vorliegende Erfindung wird im Einzelnen anhand von Beispielen und
Vergleichsbeispielen, welche die vorliegende Erfindung keinesfalls
begrenzen sollen, weiter veranschaulicht, und Variationen können, ohne den
Umfang der Erfindung zu verlassen, vorgenommen werden. "Teile" und "%" in dieser Druckschrift basieren auf
Gewicht, wenn nicht anders angegeben.
-
Herstellung des Pigments
-
Ruß 1:
-
10
g Ruß,
mit einer spezifischen Oberfläche
von 230 m
2/g und einer DBP-Ölabsorption
von 70 ml/100 g, und 3,06 g 3-Amino-N-ethylpyridiniumbromid wurden
mit 72 g Wasser gut vermischt, zu welchem 1,62 g Salpetersäure tropfenweise
zugegeben wurde, und die Mischung wurde bei 70°C gerührt. Einige Minuten später wurde
eine Lösung
von 1,07 g Natriumnitrit in 5 g Wasser zu der vorstehenden Mischung
zugegeben, und die Mischung wurde 1 Stunde gerührt. Die resultierende Aufschlämmung wurde
mit Toyo Roshi Nr. 2 Filterpapier (hergestellt von Advantec) filtriert.
Die Pigmentteilchen, die so hergestellt wurden, wurden gründlich mit
Wasser gewaschen und bei 110°C
in einem Ofen getrocknet, zu welchem Wasser zugegeben wurde, um
eine 10%ige wässrige
Dispersion des kationischen Rußes
mit der folgenden hydrophilen Gruppe, die direkt an die Oberfläche gebunden
war, herzustellen (Ruß 1).
Pigmentdispersion
1:
Styrol/Acrylat-Copolymer
(Säurewert:
200, durchschnittliches Molekulargewicht: 7000) | 5,5
Teile |
Monoethanolamin | 1,0
Teile |
Ionenaustauscherwasser | 67,5
Teile |
Diethylenglykol | 5,0
Teile |
-
Mischung
aus den vorstehenden Inhaltsstoffen wurde bei 70°C in einem Wasserbad erhitzt,
um den Harzanteil vollständig
aufzulösen.
-
Die
vorstehende Lösung
wurde mit 20 Teilen C.I.-Pigment rot 122 und 1,0 Teilen Isopropylalkohol,
die einem Vormischen für
30 Minuten unterzogen wurden, und unter den folgenden Bedingungen
dispersionsbehandelt wurden, eingebaut:
Dispersionsmaschine:
Sandmühle
Mühlmedium:
Glasperlen (Durchmesser: 1 mm)
Packverhältnis der Mahlmedien: 50 %
(bezogen auf das Volumen)
Mahlzeit: 3 Stunden.
-
Die
vorstehende Lösung
wurde ferner einer Zentrifugierung (12000 U/min, 20 Minuten) unterzogen, um
grobe Teilchen zu entfernen und Pigmentdispersion 1 herzustellen.
-
Pigmentdispersion 2:
-
Die
Pigmentdispersion 2 wurde auf die gleiche Weise wie die vorstehende
Pigmentdispersion 1 hergestellt, bis darauf, dass C.I. Pigment Yellow
93 anstelle von C.I. Pigment Red 122 verwendet wurde.
-
Pigmentdispersion 3:
-
Die
Pigmentdispersion 3 wurde auf die gleiche Weise wie vor vorstehende
Pigmentdispersion 1 hergestellt, bis darauf, dass C.I. Pigment Blue
15:3 anstelle von C.I. Pigment Red 122 verwendet wurde. Pigmentdispersion
4:
Styrol/Acrylat-Copolymer
(durchschnittliches Molekulargewicht: 7000) | 5,0
Teile |
Monoethanolamin | 1,0
Teile |
Ionenaustauscherwasser | 68,0
Teile |
Diethylenglykol | 5,0
Teile |
-
Die
Mischung der vorstehenden Inhaltsstoffe wurde bei 70°C in einem
Wasserbad erhitzt, um den Harzanteil vollständig zu lösen.
-
Die
vorstehende Lösung
wurde mit 20 Teilen Ruß (Mitsubishi
Chemical, MCF88) und 1,0 Teilen Isopropylalkohol eingebaut, die
dem Vormischen für
30 Minuten unterzogen wurden, und der Dispersion unter den folgenden
Bedingungen:
Dispersionsmaschine: Sandmahlvorrichtung
Mahlmedium:
Zirkondioxidperlen
(Durchmesser: 1 mm)
Packverhältnis der
Mahlmedien: 50 % (bezogen auf das Volumen)
Mahlzeit: 3 Stunden.
-
Die
vorstehende Lösung
wurde ferner einer Zentrifugierung (12000 U/min, 20 Minuten) unterzogen, um
grobe Teilchen zu entfernen und eine Dispersion herzustellen.
-
Beispiele 1 bis 6 und
Vergleichsbeispiele 1 bis 3
-
Tintensatzs
von Beispielen 1 bis 6 und Vergleichsbeispielen 1 bis 4 wurden mit
verschiedenen Kombinationen von schwarzen, gelben, Magenta- und
Cyantinten hergestellt.
-
Jede
Tinte wurde hergestellt, indem die folgenden Inhaltsstoffe aufgelöst und gefiltert
wurden, wo die schwarze Tinte von Beispielen 1 bis 6 und Vergleichsbeispielen
1 bis 3, die Magentatinte von Beispiel 4 und die gelbe Tinte von
Beispiel 5 unter Druck durch einen Mikrofilter mit einer Porengröße von 3 μm (hergestellt von
Fuji Film) gefiltert wurden und die anderen Tinten wurden unter
Druck durch einen Mikrofilter mit einer Porengröße von 0,2 μm (hergestellt von Fuji Film)
filtriert.
-
Tintensatz
von Beispiel 1 (Tintensatz B des ersten Aspekts):
-
-
Tintensatz
für Beispiel
2 (Tintensatz B des ersten Aspekts):
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Tintensatz
von Beispiel 3 (Tintensatz B des ersten Aspekts):
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Tintensatz
von Beispiel 4 (Tintensatz A des ersten Aspekts):
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Tintensatz
von Beispiel 5 (Tintensatz A):
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Tintensatz
von Beispiel 6 (Tintensatz A):
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Tintensatz
von Vergleichsbeispiel 1:
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Tintensatz
von Vergleichsbeispiel 2: Schwarze Tinte Die schwarze Tinte für Vergleichsbeispiel
2 wurde unter Verwendung der vorstehenden Pigmentdispersion 4 und
der folgenden Inhaltsstoffe hergestellt. Die Mischung wurde bei
5°C 3 Stunden
gerührt,
und unter Druck mit einem Membranfilter mit einer Porengröße von 3,0 μm (hergestellt
von Fuji Film) filtriert.
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Tintensatz
von Vergleichsbeispiel 3:
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Bewertungsverfahren und
Kriterien
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Jedes
Tintensatz von Beispielen 1 bis 6 gemäß der vorliegenden Erfindung,
und Vergleichsbeispielen 1 bis 3 wurde in einen Farbtintenstrahldrucker
(Canon, BJC-600J), ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit einem
On-Demand-Vielfach-Aufzeichnungskopf,
gestellt, welcher die Tinte durch angelegte thermische Energie gemäß dem entsprechenden
Signal ausstößt. Die
Leistungsbewertung wurde in Bezug auf Gegenstände (1) bis (10), die nachstehend
beschrieben werden, ausgeführt.
Die Leistungsgegenstände
(1) bis (6) bezogen sich auf das Ausbluten, und (7) bis (10) auf
die Druckqualität.
Zwei Arten von Druckmedien wurden für die Bewertung verwendet,
PB-PAPIER (Kopierpapier, Canon) und 4024-PAPIER (Kopierpapier, Xerox).
Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
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(1) bis (6): Bewertung
des Ausblutens
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(1) Ausbluten zwischen
den schwarzen und gelben Tinten
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Auf
jedem der vorstehenden zwei Arten von Aufzeichnungsmedien wurde
zunächst
ein einfarbiges schwarzes Bild mit der schwarzen Tinte und sofort
danach ein gelbes, einfarbiges Bild mit einer gelben Tinte gedruckt,
um an das schwarze Bild zu stoßen.
Die Grenzen zwischen den verschiedenen Farbteilen wurden visuell
beobachtet, und auf Ausbluten bewertet, basierend auf dem folgenden
Kriterium:
- A: Kein Ausbluten wurde in der Grenze
beobachtet
- B: Geringfügiges
Ausbluten wurde beobachtet
- C: Bemerkenswertes Ausbluten wurde beobachtet.
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(2) Ausbluten zwischen
den schwarzen und Magentatinten
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Das
Ausbluten zwischen den schwarzen und Magentatinten wurde auf die
gleiche Weise wie in dem vorstehenden (1) durch das gleiche Kriterium
beobachtet.
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(3) Ausbluten zwischen
den schwarzen und Cyantinten
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Das
Ausbluten zwischen den schwarzen und Cyantinten wurde auf die gleiche
Weise wie in dem vorstehenden (1) durch das gleiche Kriterium bewertet.
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(4) Ausbluten zwischen
den gelben und Magentatinten
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Das
Ausbluten zwischen den gelben und Magentatinten wurde auf die gleiche
Weise wie in dem vorstehenden (1) durch das gleiche Kriterium bewertet.
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(5) Ausbluten zwischen
den gelben und Cyantinten
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Das
Ausbluten zwischen den gelben und Cyantinten wurde auf die gleiche
Weise wie in dem vorstehenden (1) durch das gleiche Kriterium bewertet.
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(6) Ausbluten zwischen
den Magenta- und Cyantinten
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Das
Ausbluten zwischen den Magenta- und Cyantinten wurde auf die gleiche
Weise wie in dem vorstehenden (1) durch das gleiche Kriterium bewertet.
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(7) bis (10): Bewertung
der Druckqualität
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Buchstaben
und Zahlen wurden auf jeden der vorstehenden zwei Typen von Aufzeichnungsmedium mit
jeder Tinte gedruckt, für
wenigstens eine Stunde stehen gelassen, und visuell und mikroskopisch
beobachtet, um deren Druckqualität
(Kantenschärfe
und Ausfasern der Druckzeichen) zu bewerten, basierend auf den folgenden
Bewertungsstandards. Gegenstände
(7), (8), (9) und (10) sind die Druckqualität jeweils von Schwarz-, Gelb-,
Magenta- und Cyantinten.
- A: Schriftzeichenkanten
sind scharf und zeigen kein Whisker-ähnliches ausfasern
- B: Druckzeichenkanten zeigen Whisker-ähnliches Ausfasern in einigem
Ausmaß
- C: Druckzeichenkanten zeigen bemerkenswertes Whiskerähnliches
Ausfasern
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Wie
in Tabelle 1 gezeigt, verhindert jedes Tintensatz der vorliegenden
Erfindung oder verringert sehr effizient das Ausbluten zwischen
den verschiedenen Farbtinten. Es wird zudem gezeigt, dass jede Tinte Selbstbilder
mit hoher Qualität
ergibt.
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Im
Hinblick auf das Tintensatz von Vergleichsbeispiel 3 hat sich das
Eindringvermögen
von jeder der gelben, Magenta- und Cyantinten in das Aufzeichnungsmedium
erheblich durch Zugeben von Acetylinol EH verbessert. So wurde das
Ausbluten zwischen den verschiedenen Farbtinten abgeschwächt. Die
Druckqualität war
jedoch aufgrund von dessen hohem Durchdringungsvermögen unzureichend.
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Ein
Tintensatz zur Verwendung in einem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren
zum Aufzeichnen eines Farbbildes auf einem Aufzeichnungsmedium unter
Verwendung von vier Farben oder mehr von Tinte, wobei jede Tinte
ein färbendes
Material und ein flüssiges
Medium umfasst, wobei jede Kombination von zwei verschiedenen Tinten
eine Aggregation des färbenden
Materials durch eine chemische Reaktion bei wechselseitigem Kontakt
auf einem Aufzeichnungsmedium verursacht.