DE60115765T2

DE60115765T2 - Tinte, Tintensatz, Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, Tintenpatrone, Aufzeichnungseinheit und Aufzeichnungsgerät

Info

Publication number: DE60115765T2
Application number: DE60115765T
Authority: DE
Inventors: Koichi Ohta-ku Osumi; Shinya Ohta-ku Mishina; Hisashi Ohta-ku Teraoka; Yuko Ohta-ku Yakushigawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-06-23
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2021-06-23
Also published as: EP1167474A1; DE60115765D1; US20020041318A1; US6474804B2; ATE312883T1; EP1167474B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Tinte, insbesondere eine Tinte, die zur Verwendung in einem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren geeignet ist, einen Tintensatz, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, eine Tintenkartusche, eine Aufzeichnungseinheit, ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät und ein Verfahren zur Verbesserung der Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes einer Tinte zum Tintenstrahldrucken.
Technischer Hintergrund
In den letzten Jahren war es für durch Tintenstrahl aufgezeichnete Bilder erforderlich, dass sie eine mit Silbersalzfotografien vergleichbare hohe Bildqualität aufwiesen, die eine gute Färbung hatte und frei von Verlaufen (bleeding) waren. Als eine wichtige Methode zur Erzielung einer noch höheren Bildqualität bei Tintenstrahlfarbbildern wird die Steuerung des Verlaufens in Grenzbereichen zwischen Tinten erwähnt (worauf hiernach einfach als „Verlaufen" Bezug genommen wird), wenn eine Vielzahl von Tinten mit unterschiedlichen Farben aneinander angrenzend auf ein Aufzeichnungsmedium (ungestrichenes Papier oder dergleichen) aufgebracht werden. Verfahren zur Steuerung des Verlaufens schließen ein Verfahren ein, bei dem ein Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol oder dergleichen zu einer Tinte zugegeben wird, um die Eindringfähigkeit der Tinte in ein Aufzeichnungsmedium zu vergrößern. Und zwar kann das Verlaufen verringert werden, indem man dafür sorgt, dass die Tinte schnell in das Aufzeichnungsmedium eindringt, nachdem die Tinte auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht wurde. Zum Beispiel hat die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 8-104837 Tinten vorgeschlagen, die in Kombination einen Farbstoff, von dessen Gegenionen wenigstens eines ein Ammoniumion ist, und ein oberflächenaktives Mittel wie etwa ein Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol umfassen, durch welche auf verschiedenen Arten von ungestrichenem Papier mit guter Wasserfestigkeit gedruckt werden kann und die eine hervorragende Stabilität des Ausstoßes aufweisen, selbst wenn sie für einen langen Zeitraum gelagert worden sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wie es in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nummer 8-104837 beschrieben wird, kann gesagt werden, dass das Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol ein überaus hervorragendes oberflächenaktives Mittel ist, das eine gute Lagerungsstabilität und Ausstoßstabilität, die für Tintenstrahltinten erforderlich sind, mit einer guten Eindringfähigkeit in ein Aufzeichnungsmedium, die für eine Steuerung des Verlaufens erforderlich ist, in Einklang bringen kann. Allerdings ist im Verlauf einer Untersuchung hinsichtlich verschiedener Steuerungsverfahren von Tintenstrahldruckern mit der Anforderung zur Erzielung einer höheren Bildqualität der aufgezeichneten Tintenstrahlbilder gefunden worden, dass die Tinten, welche das Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol umfassen, oder dergleichen hinsichtlich des Erreichens einer weiteren Verbesserung der Verlässlichkeit unter Beibehaltung einer guten Druckqualität technische Probleme aufweisen. Spezieller ist aufgedeckt worden, dass im Zuge des Druckens mit solch einer Tinte Tröpfchen der Tinte aus einer bestimmten Düse ausgestoßen werden, und der Ausstoß der Tinte aus der Düse wird dann für eine bestimmte Zeitdauer angehalten, ohne dass irgendein Wiederherstellungsvorgang durchgeführt wird, so dass bei einem Versuch, ein erstes Tröpfchen aus der Düse bei der Wiederaufnahme des Ausstoßes von der Unzulänglichkeit begleitet werden kann, dass das Tröpfchen nicht ausgestoßen wird oder dass kein stabiler Ausstoß durchgeführt wird, sondern dass das Drucken gestört wird. Der Ausstoß des ersten Tröpfchens nach dem Anhalten des Ausstoßes für einen bestimmten Zeitraum wird hiernach als „Ingangsetzung des Ausstoßes" bezeichnet. Wenn beim Ausstoß des ersten Tröpfchens einige Unzulänglichkeiten auftreten, wird solch eine Tinte als „eine Tinte mit schlechter Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes" bezeichnet.
Im Hinblick auf den vorgehenden Befund ist es demgemäß eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tinte mit verbesserter Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes unter Beibehaltung verschiedener hervorragender Eigenschaften, welche Tinten zeigen, die ein Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol umfassen, bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Tintensatz bereitzustellen, der dauerhaft Farbbilder von hoher Qualität erzeugen kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren bereitzustellen, das dauerhaft Bilder hoher Qualität erzeugen kann.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren bereitzustellen, das dauerhaft Farbbilder von hoher Qualität erzeugen kann.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das dauerhaft Bilder von hoher Qualität liefern kann, und eine Aufzeichnungseinheit und eine Tintenkartusche, die darin verwendet werden können, bereitzustellen.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verbesserung der Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes einer Tinte für Tintenstrahlen bereitzustellen, die ein Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol und einen Farbstoff umfasst, während die hervorragenden Eigenschaften der Tinte für Tintenstrahlen beibehalten werden.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tinte für Tintenstrahlen mit verbesserter Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes bereitzustellen, während die hervorragenden Eigenschaften einer Tinte für Tintenstrahlen beibehalten werden, die ein Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol und einen Farbstoff umfasst.
Die vorstehenden Aufgaben können durch die vorliegende Erfindung gelöst werden, die nachstehend beschrieben wird.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird somit eine Tinte bereitgestellt, die einen Farbstoff, ein siliciumhaltiges oberflächenaktives Mittel, ein Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol, welches durch die folgende Strukturformel (I) dargestellt wird, und ein flüssiges Medium umfasst, wobei das Gewichtsverhältnis des siliciumhaltigen oberflächenaktiven Mittels zu dem Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol nicht niedriger als 1/5000, aber niedriger als 1/20 liegt.
Die Tinte kann als eine Tinte für Tintenstrahlen bereitgestellt sein.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zudem ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren bereitgestellt, welches den Schritt des Ausstoßens der vorstehend beschriebenen Tinte für Tintenstrahlen durch ein Tintenstrahlsystem umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird des Weiteren eine Tintenkartusche bereitgestellt, die einen Tintenbehälterabschnitt umfasst, der die vorstehend beschriebene Tinte enthält.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird des Weiteren eine Aufzeichnungseinheit bereitgestellt, die einen Tintenbehälterabschnitt, der die vorstehend beschriebene Tinte für Tintenstrahlen enthält, und einen Aufzeichnungskopf zum Ausstoßen der Tinte durch ein Tintenstrahlsystem umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird des Weiteren ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitgestellt, das einen Tintenbehälterabschnitt, der die vorstehend beschriebene Tinte für Tintenstrahlen enthält, und einen Aufzeichnungskopf zum Ausstoßen der Tinte durch ein Tintenstrahlsystem umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird des Weiteren ein Tintensatz bereitgestellt, der in Kombination einen ersten Farbstoff mit einem Farbton und eine zweite Farbstofftinte mit einem von jenem der ersten Farbstofftinte verschiedenen Farbton umfasst, wobei wenigstens eine von der ersten und zweiten Farbstofftinte die vorstehend beschriebene Tinte ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird des Weiteren ein Tintensatz bereitgestellt, der jeweils eine gelbe, eine magentafarbene und eine cyanfarbene Farbstofftinte umfasst, wobei die Farbstofftinten ein Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol umfassen und die magentafarbene und die cyanfarbene Farbstofftinte die vorstehend beschriebene Tinte sind.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird des Weiteren ein Verfahren zur Verbesserung der Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes einer Tinte für Tintenstrahldrucken mit einem Schritt des Ausstoßens der vorstehend beschriebenen Tinte bereitgestellt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird des Weiteren eine Tinte für Tintenstrahldrucken bereitgestellt, welche die vorstehend beschriebene Tinte ist, wobei die Tinte eine hervorragende Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes selbst unter solchen Bedingungen zeigt, dass eine Tinte, die kein siliciumhaltiges oberflächenaktives Mittel enthält, eine instabile Ingangsetzung des Ausstoßes zeigt.
Durch den Einsatz solch einer Ausführungsform kann die Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes stark verbessert werden. Selbst wenn eine Ingangsetzung des Ausstoßes, was einen Ausstoß eines ersten Tröpfchens nach Anhalten des Ausstoßes für einen bestimmten Zeitraum beim Tintenstrahlaufzeichnen bedeutet, mehr oder weniger gestört ist, wird ein gedrucktes Bild oftmals kaum beeinträchtigt, solange die Stabilität einer zweiten Ingangsetzung des Ausstoßes, was einen Ausstoß meint, welcher der Ingangsetzung des Ausstoßes nachfolgt, und die Stabilität eines Ausstoßes, welcher der zweiten Ingangsetzung des Ausstoßes nachfolgt, gut sind. Dadurch, dass man dafür sorgt, dass die zweite Ingangsetzung des Ausstoßes und der Ausstoß, welcher der zweiten Ingangsetzung des Ausstoßes nachfolgt, gut sind, kann verhindert werden, dass ein gedrucktes Bild stark und nachteilig beeinflusst wird, selbst wenn das Ausstoßintervall weiter ausgedehnt wird und eine Störung der Ingangsetzung des Ausstoßes aufzutreten beginnt. Als eine weitere Wirkung der Tinten gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Stabilität der zweiten Ingangsetzung des Ausstoßes und die Stabilität des Ausstoßes, welcher der zweiten Ingangsetzung des Ausstoßes folgt, hervorragend, und durch Tintenstrahlen aufgezeichnete Bilder von hoher Qualität können dauerhaft erzeugt werden, selbst wenn die Ingangsetzung des Ausstoßes beim Tintenstrahlaufzeichnen in einer schwierigen Umgebung von zum Beispiel niedriger Temperatur und geringer Feuchtigkeit gestört ist. Als eine weitere Wirkung der Tinten gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Ausstoßstabilität hervorragend, und ein Tintenstrahlaufzeichnen kann mit guten Ergebnissen durchgeführt werden, selbst wenn solch eine Tinte kontinuierlich in einer Umgebung mit niedriger Temperatur ausgestoßen wird.
Wenn das Gewichtsverhältnis des siliciumhaltigen oberflächenaktiven Mittels zu dem Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol in jeder Tinte innerhalb des Bereichs von nicht niedriger als 1/5000 bis niedriger als 1/20 eingeregelt ist, kann eine Verbesserung der Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes, die ein technisches Problem der Tinte ist, erzielt werden, ohne dass die hervorragenden Eigenschaften beeinträchtigt werden, die eine Tinte zeigt, welche das Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol enthält.
Im Übrigen offenbaren die offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nr. 8-290656 und 8-193177 Tinten, die ein Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol und ein siliciumhaltiges oberflächenaktives Mittel umfassen. Allerdings offenbaren diese Dokumente des Stands der Technik weder irgendetwas über das technische Problem der Farbstofftinten, zu denen das Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol zugegeben ist, um den Tinten eine Eindringfähigkeit zu verleihen, noch beschreiben sie etwas, was die Wirkung nahe legt, dass das technische Problem durch Zugabe einer speziellen Menge des siliciumhaltigen oberflächenaktiven Mittels verbessert werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1 ist eine längliche Querschnittsansicht einer Veranschaulichung eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts gemäß einer Ausführungsform.
Die 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 in 1.
Die 3 veranschaulicht schematisch einen Mehrfachkopf.
Die 4 ist eine schematische Perspektivansicht, die ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
Die 5 ist eine längliche Querschnittsansicht, die eine Tintenkartusche gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
Die 6 ist eine Perspektivansicht, die eine beispielhafte Druckeinheit veranschaulicht.
Die 7 ist eine schematische Perspektivansicht, die Hauptbestandteile in einem beispielhaften Tintenstrahldrucker veranschaulicht, in den ein Flüssigkeit ausstoßender Kopf eingesetzt werden kann.
Die 8 ist eine schematische Perspektivansicht, die eine beispielhafte Tintenkartusche veranschaulicht, die mit einem Flüssigkeit ausstoßenden Kopf ausgestattet ist.
Die 9 ist eine schematische Perspektivansicht, die in typischer Weise Hauptbestandteile eines beispielhaften Flüssigkeit ausstoßenden Kopfes veranschaulicht.
Die 10 ist eine konzeptionelle Ansicht, die einen Bestandteil veranschaulicht, der aus dem beispielhaften Flüssigkeit ausstoßenden Kopf extrahiert ist.
Die 11 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Teil der in 10 gezeigten Ausstoßöffnungen veranschaulicht.
Die 12 veranschaulicht in typischer Weise einen Zustand, in dem eine Tinte an den in 11 gezeigten Ausstoßöffnungsabschnitt anhaftet.
Die 13 veranschaulicht in typischer Weise einen Hauptteil in 10.
14 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einem Schnitt entlang der Linie 14-14 in 13 entspricht und zusammen mit den 15 bis 21 in zeitlicher Abfolge einen Ausstoßvorgang einer Flüssigkeit in dem Flüssigkeit ausstoßenden Kopf veranschaulicht.
15 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einem Schnitt entlang der Linie 14-14 in 13 entspricht und zusammen mit den 14 und 16 bis 21 in zeitlicher Abfolge einen Ausstoßvorgang einer Flüssigkeit in dem Flüssigkeit ausstoßenden Kopf veranschaulicht.
16 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einem Schnitt entlang der Linie 14-14 in 13 entspricht und zusammen mit den 14, 15 und 17 bis 21 in zeitlicher Abfolge einen Ausstoßvorgang einer Flüssigkeit in dem Flüssigkeit ausstoßenden Kopf veranschaulicht.
17 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einem Schnitt entlang der Linie 14-14 in 13 entspricht und zusammen mit den 14 bis 16 und 18 bis 21 in zeitlicher Abfolge einen Ausstoßvorgang einer Flüssigkeit in dem Flüssigkeit ausstoßenden Kopf veranschaulicht.
18 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einem Schnitt entlang der Linie 14-14 in 13 entspricht und zusammen mit den 14 bis 17 und 19 bis 21 in zeitlicher Abfolge einen Ausstoßvorgang einer Flüssigkeit in dem Flüssigkeit ausstoßenden Kopf veranschaulicht.
19 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einem Schnitt entlang der Linie 14-14 in 13 entspricht und zusammen mit den 14 bis 18, 20 und 21 in zeitlicher Abfolge einen Ausstoßvorgang einer Flüssigkeit in dem Flüssigkeit ausstoßenden Kopf veranschaulicht.
20 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einem Schnitt entlang der Linie 14-14 in 13 entspricht und zusammen mit den 14 bis 19 und 21 in zeitlicher Abfolge einen Ausstoßvorgang einer Flüssigkeit in dem Flüssigkeit ausstoßenden Kopf veranschaulicht.
21 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einem Schnitt entlang der Linie 14-14 in 13 entspricht und zusammen mit den 14 bis 20 in zeitlicher Abfolge einen Ausstoßvorgang einer Flüssigkeit in dem Flüssigkeit ausstoßenden Kopf veranschaulicht.
Die 22 veranschaulicht den Aufbau eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts, für das die vorliegende Erfindung angewendet werden kann.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird hiernach detailliert beschrieben.
Die Tinte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Merkmal auf, dass die Tinte einen Farbstoff, ein Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol, ein siliciumhaltiges oberflächenaktives Mittel und ein flüssiges Medium umfasst und ein Gewichtsverhältnis des siliciumhaltigen oberflächenaktiven Mittels zu dem Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol nicht niedriger als 1/5000, aber niedriger als 1/20 liegt. Diese Tinte weist eine hervorragende Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes, der Stabilität der zweiten Ingangsetzung des Ausstoßes und der Stabilität des Ausstoßes, welcher der zweiten Ingangsetzung des Ausstoßes folgt, und darüber hinaus eine hervorragende Stabilität des Ausstoßes, selbst wenn sie kontinuierlich in einer Umgebung niedriger Temperatur und geringer Feuchtigkeit ausgestoßen wird, auf und kann dauerhaft Tintenstrahlbilder von hoher Qualität erzeugen.
(Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol)
Als Beispiele für das Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol können die durch die Strukturformel (I) dargestellten Verbindungen erwähnt werden:
wobei R¹, R², R³ und R⁴ unabhängig eine Alkylgruppe, speziell eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, und m und n unabhängig eine ganze Zahl bezeichnen und m = 0 und n = 0 oder 1 ≤ m + n ≤ 30 ist, unter der Vorraussetzung, dass m = 0 oder n = 0 ist, wenn m + n = 1 ist. Die Ethylenoxidaddukte von Acetylenglycol sind eine Substanz, welche die Eindringfähigkeit der resultierenden Tinte in Aufzeichnungsmedien stark beeinflusst. Die Eindringfähigkeit der Tinte in die Aufzeichnungsmedien wird hiernach beschrieben.
Wenn die Eindringfähigkeit einer Tinte durch V als einer Tintenmenge pro m² ausgedrückt wird, ist bekannt, dass die Menge V (mL/m² = μm) der in ein Aufzeichnungsmedium nach einer vergangenen Zeit t nach dem Ausstoß eines Tintentröpfchens eingedrungenen Tinte durch die folgende Bristow-Gleichung ausgedrückt wird V = Vr + Ka(t – tw)1/2 wobei t > tw ist.
Direkt nachdem das Tintentröpfchen auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums aufgetroffen ist, wird das Tintentröpfchen nahezu vollständig in Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche (raue Bereiche auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums) absorbiert und dringt kaum in das Innere des Aufzeichnungsmedium ein. Die Zeit dabei ist die Benetzungszeit (tw), und die Menge der in den Unregelmäßigkeiten während der Benetzungszeit absorbierten Tinte ist Vr. Wenn die nach dem Aufbringen des Tintentröpfchens vergangene Zeit die Benetzungszeit tw überschreitet, nimmt die eingedrungene Menge V um eine Menge zu, die zu der halben Potenz der überschreitenden Zeit (t – tw) proportional ist. Ka ist ein Proportionalitätsfaktor der Mengenzunahme und weist einen Wert auf, welcher der Eindringgeschwindigkeit entspricht. Der Ka-Wert wurde mittels eines dynamischen Eindringfähigkeit-Prüfgeräts S (Dynamic Penetrability Tester, Handelsbezeichnung, hergestellt von Toyo Seiki Seisaku-Sho, Ltd.) für Flüssigkeit durch das Bristow-Verfahren gemessen. In diesem Experiment wurde PB-Papier (Produkt von Canon Inc., der Anmelderin) als Aufzeichnungsmedium (Aufzeichnungspapier) verwendet. Diese PB-Papier ist ein Aufzeichnungspapier, das sowohl für Kopiergeräte und Laserstrahldrucker, die ein elektrofotografisches System einsetzen, als auch für Drucker, die ein Tintenstrahlaufzeichnungssystem einsetzen, eingesetzt wird. Die gleichen Ergebnisse konnten selbst auf PPC-Papier erzielt werden, welches ein von Canon Inc. hergestelltes Papier für Elektrofotografie ist. Der Ka-Wert wird durch die Art, die Menge und dergleichen eines verwendeten oberflächenaktiven Mittels bestimmt. Wenn zum Beispiel ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel, das Ethylenoxid-2,4,7,9-tetramethyl-5-decyen-4,7-diol genannt (eine Verbindung, bei der in der Strukturformel (I) n + m 10 ist; „Acetylenol EH", Handelsbezeichnung, Produkt von Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.) und durch die Strukturformel (I) dargestellt wird, zugegeben wird, wird die Eindringfähigkeit groß. Im Falle einer Tinte, in der kein Acetylenol EH vermengt ist (vermengter Anteil: 0%), ist die Eindringfähigkeit gering, und solch eine Tinte weist die Eigenschaft einer an der Oberfläche fixierenden Tinte auf, die nachfolgend definiert werden wird. Wenn zum Beispiel Acetylenol EH in einem Anteil von 1% vermengt ist, weist solche eine Tinte die Eigenschaft, dass sie in ein Aufzeichnungspapier in einem kurzen Zeitraum einringt, und die Eigenschaft einer hochgradig eindringfähigen Tinte auf, die nachfolgend definiert werden wird, obwohl die Tintenzusammensetzung hinsichtlich der Mengen und Arten eines Lösungsmittels und von Zusatzstoffen variiert. Andererseits weist eine Tinte, die zum Beispiel Acetylenol EH in einem Anteil von etwa 0,35% enthält, die Eigenschaft einer halbeindringfähigen Tinte zwischen beiden Tinten auf, obwohl die Tintenzusammensetzung hinsichtlich der Mengen und Arten eines Lösungsmittels und von Zusatzstoffen ebenfalls variiert.
Tabelle 1
Die Tabelle 1 zeigt Beispiele für den Ka-Wert, den Gehalt (%) an Acetylenol EH und die Oberflächenspannung (mN/m (dyn/cm)) bezüglich einer „geringfügig eindringfähigen Tinte", einer „halbeindringfähigen Tinte" und einer „hochgradig eindringfähigen Tinte". Die Eindringfähigkeit jeder Tinte in ein Aufzeichnungspapier, welches ein Aufzeichnungsmedium ist, wird mit größerem Ka-Wert größer, und zwar mit kleinerer Oberflächenspannung.
Die Ka-Werte in Tabelle 1 wurden wie vorstehend beschrieben mittels eines dynamischen Eindringfähigkeit-Prüfgeräts S (hergestellt von Toyo Seiki Seisaku-Sho, Ltd.) für Flüssigkeit durch das Bristow-Verfahren gemessen. In diesem Experiment wurde das vorstehend beschriebene PB-Papier (Produkt von Canon Inc.) als Aufzeichnungspapier verwendet. Die gleichen Ergebnisse konnten selbst auf dem vorstehend beschriebenen PPC-Papier (Produkt von Canon Inc.) erzielt werden. Eine Tinte, die als „hochgradig eindringfähige Tinte" definiert ist, enthält Acetylenol EH in einem Anteil von wenigstens 0,7% und erzielt hinsichtlich der Eindringfähigkeit gute Ergebnisse. Wenn die Farbstofftinte gemäß dieser Ausführungsform eine farbige (chromatische) Tinte ist, ist der Ka-Wert bevorzugt auf den Ka-Wert der „halbeindringfähigen Tinte" oder größer eingestellt, d. h. auf 1,0 (mL/m²/ms^1/2) oder größer, als einem Standard der Eindringfähigkeit der Tinte, wobei wenigstens 5 (mL/m²/ms^1/2) unter dem Gesichtspunkt, ein Verlaufen zwischen Farbtinten zu verhindern, speziell bevorzugt ist.
(Siliciumhaltiges oberflächenaktives Mittel)
Als das siliciumhaltige oberflächenaktive Mittel wird bevorzugt eines mit zum Beispiel einer Siloxanbindung verwendet.
Ein Tintenstrahldrucker kann unter Umständen in verschiedenen Umgebungen eingesetzt werden. Insbesondere kann in einer Umgebung geringer Feuchtigkeit leicht ein Verdampfen von Tinte in einer Tintenstrahldüse des Tintenstrahldruckers auftreten. Wie es in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 8-302256 beschrieben wird, ist bekannt, dass ein Antischäumungsmittel wie etwa ein siliciumhaltiges oberflächenaktives Mittel in einer Tinte enthalten ist, wodurch die Oberfläche der Tinte mit einem Film aus dem Antischäumungsmittel bedeckt ist, sodass das Verdampfen der Tinte verhindert und die Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes der Tinte verbessert wird.
In solch einer Tinte kann das Antischäumungsmittel wie etwa das siliciumhaltige oberflächenaktive Mittel aufgrund des Verdampfens der Tinte in der Ausstoßdüse nicht in der Tinte gelöst verbleiben, und aufgrund weiteren Verdampfens der Tinte, das durch einen Temperaturanstieg der Tinte in der Ausstoßdüse durch Anlegen von thermischer Energie in dem Fall hervorgerufen wird, in dem ein Tintenstrahldrucker ein thermischer Tintenstrahldrucker ist, bei dem einem Aufzeichnungssignal entsprechende thermische Energie an die Tinte innerhalb eines Aufzeichnungskopfes angelegt wird, um durch die thermische Energie ein Tröpfchen zu erzeugen, wodurch es als eine Ölkomponente isoliert wird. Die Ölkomponente verbleibt in der Nähe der Düse, was ein Grund für die Störung des Druckens ist. Wenn des Weiteren das Antischäumungsmittel als Ölkomponente abgeschieden ist, wird es kaum erneut in der Tinte gelöst; anders gesagt, weist das Antischäumungsmittel eine schlechte Löslichkeit in der Tinte auf, und die in der Nähe der Düse verbleibende Ölkomponente lässt sich kaum erneut in der Tinte auflösen. Daher wird angenommen, dass nicht nur die Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes, sondern zudem die Stabilität einer zweiten Ingangsetzung des Ausstoßes und die Stabilität eines der zweiten Ingangsetzung des Ausstoßes folgenden Ausstoßes nachteilig beeinflusst werden. Zusätzlich wird angenommen, dass die Ausstoßstabilität beim kontinuierlichen Ausstoß aufgrund eines Ansammelns der Ölkomponente ebenfalls nachteilig beeinflusst wird. Des Weiteren kann die Ölkomponente leicht zu einer Ursache für Kogation auf einem Heizer werden, der thermische Energie an die Tinte abgibt. Die Kogation ist nicht wünschenswert, da die von dem Heizer auf die Tinte ausgeübte thermische Energie nachteilig beeinflusst wird.
Siliciumhaltige oberflächenaktive Mittel (einschließlich jener ohne eine Antischäumungswirkung) mit einer Löslichkeit in Wasser bei 25°C von weniger als 1% werden in der vorliegenden Erfindung bevorzugt eingesetzt. Durch die Verwendung solch eines siliciumhaltigen oberflächenaktiven Mittels wird verhindert, dass das siliciumhaltige oberflächenaktive Mittel durch das Verdampfen der Tinte in einer Ausstoßdüse nicht in der Tinte gelöst verbleibt und so als eine Ölkomponente isoliert wird, und eine Verschlechterung der Ausstoßstabilität der Tinte aufgrund des Auftretens eines Ausstoßschlupfes oder dergleichen wird verhindert.
Es wird zudem angenommen, dass die Tatsache, dass das vorstehend beschriebene Antischäumungsmittel ölig wird, sodass es eine Farbunregelmäßigkeit hervorruft, wenn eine Tinte aufgrund eines Verdampfens der Tinte auf einem Aufzeichnungsmedium auf konzentriert wird, und dergleichen, direkt nachdem die Tinte auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht wurde, verhindert werden kann, indem man das Antischäumungsmittel durch das siliciumhaltige oberflächenaktive Mittel mit einer Löslichkeit in Wasser bei 25°C von weniger als 1% ersetzt.
Es ist bestätigt worden, dass das siliciumhaltige oberflächenaktive Mittel, welches unabhängig von einer Antischäumungswirkung die vorstehenden Bedingungen erfüllt, hervorragende Wirkungen bezüglich der Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes, der Stabilität der zweiten Ingangsetzung des Ausstoßes und der Stabilität eines der zweiten Ingangsetzung des Ausstoßes folgenden Ausstoßes und darüber hinaus der Ausstoßstabilität zeigt, wenn kontinuierlich in einer Umgebung niedriger Temperatur und geinger Feuchtigkeit in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät ausgestoßen wird, und eine Tinte, die solch ein oberflächenaktives Mittel enthält, zeigt eine hervorragende Wirkung hinsichtlich der Ausstoßeigenschaften, wenn sie in einem Tintenstrahldrucker eingesetzt wird. Daher muss das siliciumhaltige oberflächenaktive Mittel kein Antischäumungsmittel sein.
Spezielle Beispiele für das siliciumhaltige oberflächenaktive Mittel schließen L-720, L-7001, L-7002, L-7604, FZ-2113, FZ-2105, Y-7006, FZ-2120, FZ-2161, FZ-2162, FZ-2163, FZ-2164 und FZ-2166 ein (alle Produkte von Nippon Unicar Co., Ltd.), aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese oberflächenaktiven Mittel beschränkt.
Der Gehalt des siliciumhaltigen oberflächenaktiven Mittels in der Tinte liegt bevorzugt in einem Bereich von 0,001 bis 4,5 Gewichtsprozent, und ein Verhältnis (Gewichtsverhältnis) des siliciumhaltigen oberflächenaktiven Mittels zu dem Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol, das in der Tinte enthalten ist, erfüllt bevorzugt die Bedingungen von nicht niedriger als 1/5000, aber niedriger als 1/20 (Menge des siliciumhaltigen oberflächenaktiven Mittels/Menge des Ethylenoxidaddukts von Acetylenglycol).
Spezieller kann, wenn der Gehalt des siliciumhaltigen oberflächenaktiven Mittels die vorstehenden Bedingungen erfüllt, die Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes der Tinte verbessert werden, ohne die bevorzugten Wirkungen einer Tinte zu beeinträchtigen, die das Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol enthält, d. h. die hervorragende Eindringfähigkeit der Tinte in Aufzeichnungsmedien und eine dauerhafte Langzeit-Topfstabilität der Tinte. Obwohl die Eindringfähigkeit der Tinte in Aufzeichnungsmedien allein durch das siliciumhaltige oberflächenaktive Mittel verbessert werden kann, zeigt die Tinte, welche das Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol als ein Hauptmittel zur Verbesserung der Eindringfähigkeit einsetzt, in deutlicherer Weise gute Ergebnisse hinsichtlich der Tintenstrahlausstoßeigenschaften, der Topfstabilität und dergleichen der Tinte.
Der Grund, warum die Tinte, in welcher der Gehalt des siliciumhaltigen oberflächenaktiven Mittels hinsichtlich des Gewichtverhältnisses zu der Menge des Ethylenoxidaddukts von Acetylenglycol auf nicht niedriger als 1/5000, aber niedriger als 1/20 eingeregelt ist, stärker verbessernde Wirkungen auf die Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes, die Stabilität der zweiten Ingangsetzung des Ausstoßes und die Stabilität eines der Ingangsetzung des zweiten Ausstoßes folgenden Ausstoßes und darüber hinaus auf die Stabilität des Ausstoßes, wenn sie in einer Umgebung niedriger Temperatur und geringer Feuchtigkeit kontinuierlich ausgestoßen wird, als jene hat, deren Gehalt des oberflächenaktiven Mittels außerhalb dieses Bereichs eingeregelt ist, ist nicht genau bekannt. Es wird allerdings angenommen, dass ein Verdampfen von Wasser aus der Tinte in der Nähe einer Düse eines Tintenstrahldruckerkopfes diese Wirkungen beeinflusst.
Um zu verhindern, dass das siliciumhaltige oberflächenaktive Mittel nicht in der Tinte gelöst und aus der Tinte isoliert wird und so ein Ansammeln einer Ölkomponente wie vorstehend beschrieben hervorruft, wird das siliciumhaltige oberflächenaktive Mittel in der Tinte bevorzugt in einem Zustand gehalten, in dem es in der Tinte vollständig gelöst ist. Wenn daher das siliciumhaltige oberflächenaktive Mittel in einem Anteil von zum Beispiel 4,5 Gewichtsprozent basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte enthalten ist, wird bevorzugt ein siliciumhaltiges oberflächenaktives Mittel mit einer Löslichkeit von wenigstens 4,5% zur Verwendung ausgewählt.
In der vorliegenden Erfindung verwendete Farbmittel können zur Verwendung geeignet ausgewählt werden, und die meisten der herkömmlich bekannten Farbstoffe und Pigmente sind nützlich. In der vorliegenden Erfindung effektiv verwendete Farbstoffe erfüllen solch eine Verlässlichkeit als Tinte wie vorstehend beschrieben, und Beispiele dafür schließen im Allgemeinen Direktfarbstoffe, basische Farbstoffe, Säurefarbstoffe, Lebensmittelfarbstoffe, Küpenfarbstoffe, lösliche Küpenfarbstoffe, disperse Farbstoffe, öllösliche Farbstoffe und Beizenfarbstoffe und daneben wasserlösliche oder öllösliche Farbstoffe wie etwa Nurenfarbstoffe, Naphtholfarbstoffe, Reaktivfarbstoffe, Chromfarbstoffe, Azofarbstoffe und kationische Farbstoffe ein. Von diesen sind wasserlösliche Direktfarbstoffe, basische Farbstoffe und Säurefarbstoffe besonders bevorzugt. Der Gehalt dieser Farbmittel in der Tinte liegt innerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 15 Gewichtsprozent und bevorzugt von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent.
Als Beispiele für Tinten, welche in der vorliegenden Erfindung besonders effektiv sind, können cyanfarbene Tinten, die C. I. Direct Blue 199 als Farbmittel umfassen, und magentafarbene Tinten, die ein durch die Strukturformel (II) dargestelltes Farbmittel umfassen, erwähnt werden:
wobei R₁ eine substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe bezeichnet, R₂ und R₄ unabhängig Wasserstoff oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe bezeichnen, R₃ Wasserstoff, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Aryloxygruppe oder ein Halogen bezeichnet, X₁ eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon oder eine Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon bezeichnet und n 1 oder 2 ist. Um den Farbton von mit den magentafarbenen Tinten erzeugten Bildern zu verbessern, können die magentafarbenen Tinten Tinten sein, die des Weiteren wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C. I. Acid Red 52, C. I. Acid Red 289 und einem Farbmittel, das durch die folgende Strukturformel (III) dargestellt wird, umfassen:
wobei Ar₁ eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylgruppe bezeichnet, Ar₂ irgendeine ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Acetyl-, einer Benzoyl-, einer 1,3,5-Triazindiyl-, einer SO₂-C₆H₅- und einer SO₂-C₆H₄-CH₃-Gruppe bezeichnet und M ein Gegenion der Sulfongruppe ist und irgendeines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Alkalimetall, Ammonium und organischem Ammonium bezeichnet.
Und zwar haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung bestätigt, dass in diesen Tinten eine Destabilisierung der Ingangsetzung des Ausstoßes der Tinten verglichen mit anderen Tinten selbst unter vergleichsweise moderaten Bedingungen leicht auftritt, wenn das Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol zugegeben ist. Wenn diese Tinten in Kombination mit anderen Tinten verwendet werden, kann ein verwendeter Drucker solchen Beschränkungen unterliegen, dass die Kopfsteuerung eines Druckers, zum Beispiel die Frequenz eines vorausgehenden Ausstoßes, auf der Grundlage einer Tinte mit relativ geringer Leistung bezüglich der Ingangsetzung des Ausstoßes ausgestaltet werden muss. Allerdings ist das siliciumhaltige oberflächenaktive Mittel zu diesen Tinten zugegeben, wodurch diesen Tinten das gleiche Leistungsmerkmal bezüglich der Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes wie bei anderen Tinten verliehen werden kann, und solche Beschränkungen in der Ausgestaltung des Tintenstrahldruckers, wie sie vorstehend beschrieben wurden, können beseitigt werden.
Neben den vorstehenden Komponenten können Zusatzstoffe wie etwa ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel, ein oberflächenaktives Mittel, ein pH-einstellendes Mittel, ein Rostschutzmittel, ein Antischimmelmittel, ein Antioxidationsmittel, ein Verdampfungsbeschleuniger, ein Chelatbildner und ein wasserlösliches Polymer zu den Tinten gemäß der vorliegenden Erfindung wie erforderlich zugegeben sein.
Für ein flüssiges Medium, in dem das Farbmittel, das siliciumhaltige oberflächenaktive Mittel und das Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, gelöst ist, ist Wasser oder ein wässriges Medium, das hauptsächlich aus Wasser besteht, bevorzugt. Das wässrige Medium kann Wasser allein oder eine Mischung aus Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel sein. Spezielle Beispiele für das wasserlösliche organische Lösungsmittel schließen Amide wie etwa Dimethylformamid und Dimethylacetamid, Ketone wie etwa Aceton, Ether wie etwa Tetrahydrofuran und Dioxan, Polyalkylenglycole wie etwa Polyethylenglycol und Polypropylenglycol, Alkylenglycole, deren Alkyleneinheit 2 bis 6 Kohlenstoffatome aufweist, wie etwa Ethylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol, Triethylenglycol, Thiodiglycol, Hexylenglycol und Diethylenglycol, 1,2,6-Hexantriol, Glycerin, niedere Alkylether mehrwertiger Alkohole wie etwa Ethylenglycolmonomethyl-(oder -monoethyl)ether, Diethylglycolmonomethyl-(oder -monoethyl)ether und Triethylenglycolmonomethyl-(oder -monoethyl)ether, N-Methyl-2-pyrrolidon, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, Sulfolan, Dimethylsulfoxid, cyclische Amidverbindungen wie etwa 2-Pyrrolidon und ε-Caprolactam und Imidverbindungen wie etwa Succinimid ein. Der Gehalt der wasserlöslichen organischen Lösungsmittel in der Tinte liegt im Allgemeinen in einem Bereich von bevorzugt 1 bis 40 Gewichtsprozent, mehr bevorzugt 3 bis 30 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gesamtgewicht jeder Tinte. Der Wassergehalt in den Tinten liegt im Allgemeinen in einem Bereich von 30 bis 95 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gesamtgewicht jeder Tinte.
Die Tinten gemäß der vorliegenden Erfindung können zudem als Tinten für allgemeine Schreibutensilien auf Wasserbasis verwendet werden, sind aber insbesondere zur Verwendung in einem Tintenstrahlaufzeichnungssystem des Typs, bei dem eine Tinte durch das Blasenphänomen der Tinte ausgestoßen wird, welches durch thermische Energie hervorgerufen wird, geeignet. Dieses Aufzeichnungssystem weist das Merkmal auf, dass der Ausstoß der Tinte extrem stabil wird und keine Satellitenpunkte erzeugt werden. In diesem Fall können allerdings die thermischen Eigenschaften (zum Beispiel die spezifische Wärme, der thermische Ausdehnungskoeffizient, die Wärmeleitfähigkeit, etc.) der Tinten in einigen Fällen eingeregelt sein.
Unter dem Gesichtspunkt eines guten Abgleichs der Tinten mit einem Tintenstrahlkopf können die Tinten gemäß der vorliegenden Erfindung wünschenswerter so eingeregelt sein, dass sie als ihnen bei 25°C eigene physikalische Eigenschaften eine Oberflächenspannung von 30 bis 68 mN/m (dyn/cm) und eine Viskosität von 15 cP oder weniger, bevorzugt 10 cP oder weniger und mehr bevorzugt 5 cP oder weniger aufweisen.
Als ein bevorzugtes Verfahren und Gerät zum Aufzeichnen unter Verwendung der Tinten gemäß der vorliegenden Erfindung können ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren und ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät erwähnt werden, bei denen Aufzeichnungssignalen entsprechende thermische Energie an eine Tinte innerhalb eines Aufzeichnungskopfes angelegt wird und durch die thermische Energie Tintentröpfchen erzeugt werden.
Beispiele für den Aufbau eines Kopfes, der eine Hauptkomponente solch eines Geräts ist, sind in den 1, 2 und 3 veranschaulicht. Ein Kopf 13 wird erzeugt, in dem eine Glas-, Keramik-, Silicium- oder Kunststoffplatte oder dergleichen mit einer Rille 14, durch welche eine Tinte durchgeführt wird, mit einem Heizkopf 15 verbunden wird, der für thermisches Aufzeichnen verwendet wird (die Zeichnungen zeigen einen Kopf, auf den die Erfindung allerdings nicht beschränkt ist). Der Heizkopf 15 besteht aus einem Schutzfilm 16 aus Siliciumoxid oder dergleichen, Aluminiumelektroden 17a und 17b, einer Heizwiderstandsschicht 18 aus Nickelchrom oder dergleichen, einer wärmeakkumulierenden Schicht 19 und einem Substrat 20 aus Aluminiumoxid oder dergleichen mit einer guten Wärmeabstrahlung. Eine Tinte 21 erreicht eine Ausstoßöffnung (eine winzige Öffnung) 22 und bildet aufgrund eines nicht veranschaulichten Drucks einen Meniskus 23 aus.
Nun erzeugt beim Anlegen von elektrischen Signalen an die Elektroden 17a und 17b des Kopfes 13 das Heizsubstrat 15 in dem durch „n" gezeigten Bereich schnell Wärme, um in der Tinte 21, die mit diesem Bereich in Kontakt steht, Blasen zu erzeugen. Der Meniskus 23 der Tinte wird durch den so erzeugten Druck vorgetrieben, und die Tinte 21 wird in der Form von Tintentröpfchen 24 aus der Ausstoßöffnung 22 in Richtung eines Aufzeichnungsmediums 25 ausgestoßen.
Die 3 veranschaulicht das Aussehen eines Mehrfachkopfes, der aus einer Anordnung mit einer Anzahl von in 1 gezeigten Köpfen besteht. Der Mehrfachkopf wird erzeugt, indem eine Glasplatte 27 mit einer Anzahl an Rillen 26 eng an einen Heizkopf 28 gebunden wird, der ähnlich zu jenem ist, der in 1 beschrieben ist.
Im Übrigen ist die 1 eine Querschnittsansicht des Kopfes 13 entlang des Strömungspfads der Tinte, und die 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 in 1. Die 4 veranschaulicht ein Beispiel für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, in dem solch ein vorstehend beschriebener Kopf eingesetzt worden ist.
In 4 bezeichnet Bezugszeichen 61 eine Klinge bzw. ein Blatt, das als ein Wischelement dient und dessen eines Ende durch ein blatthaltendes Element stationär festgehalten wird, um einen Ausleger auszubilden. Das Blatt 61 ist an einer Position angrenzend an einen Bereich bereitgestellt, in dem ein Aufzeichnungskopf 65 betrieben wird, und in dieser Ausführungsform wird es auf solch eine Weise gehalten, dass es in die Bahn hineinragt, durch welche der Aufzeichnungskopf 65 bewegt wird. Das Bezugszeichen 62 bezeichnet einen Deckel, der in einer Grundposition angrenzend an das Blatt 61 bereitgestellt und so ausgelegt ist, dass er sich in einer Richtung senkrecht zu der Richtung bewegt, in welcher der Aufzeichnungskopf 65 bewegt wird, und er kommt mit der Fläche der Ausstoßöffnungen in Kontakt, um diese abzudecken. Das Bezugszeichen 63 bezeichnet ein tintenabsorbierendes Element, das angrenzend an das Blatt 61 bereitgestellt ist und ähnlich zu dem Blatt 61 auf solch eine Weise gehalten wird, dass es in die Bahn hineinragt, durch welche der Aufzeichnungskopf 65 bewegt wird. Das vorstehend beschriebene Blatt 61, der Deckel 62 und das tintenabsorbierende Element 63 bilden einen Ausstoßwiederherstellungsabschnitt 64, bei dem das Blatt 61 und das tintenabsorbierende Element 63 Wasser, Staub und/oder dergleichen von der Fläche der tintenausstoßenden Öffnungen entfernt.
Das Bezugszeichen 65 bezeichnet den Aufzeichnungskopf mit einer Ausstoßenergie erzeugenden Einrichtung, der dazu dient, die Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium auszustoßen, das gegenüber der Ausstoßöffnungsfläche, die mit den Ausstoßöffnungen versehen ist, angeordnet ist, um aufzuzeichnen. Das Bezugszeichen 66 bezeichnet einen Schlitten, auf dem der Aufzeichnungskopf 65 aufgesetzt ist, sodass der Aufzeichnungskopf 65 bewegt werden kann. Der Schlitten 66 greift gleitend in eine Führungswelle 67 und ist an seinem Teil mit einem Band 69 verbunden (nicht veranschaulicht), das durch einen Motor 68 angetrieben wird. Somit kann der Schlitten 66 entlang der Führungswelle 67 bewegt werden, und daher kann der Aufzeichnungskopf 65 von einem Aufzeichnungsbereich zu einem daran angrenzenden Bereich bewegt werden.
Die Bezugszeichen 51 und 52 bezeichnen einen Zufuhrteil, von dem das Aufzeichnungsmedium eingeführt wird, bzw. Zufuhrwalzen, die durch einen Motor (nicht veranschaulicht) angetrieben werden. Durch solch einen Aufbau wird das Aufzeichnungsmedium zu der Position gegenüber der Ausstoßöffnungsfläche des Aufzeichnungskopfes 65 zugeführt und im Fortgang des Aufzeichnens von einem Ausstoßabschnitt, der mit Ausstoßwalzen 63 versehen ist, ausgestoßen.
In dem vorstehenden Aufbau wird der Deckel 62 in dem Ausstoßwiederherstellungsabschnitt 64 aus dem Bewegungspfad des Aufzeichnungskopfes 65 zurückgezogen, wenn der Aufzeichnungskopf 65 nach der Beendigung des Aufzeichnens in seine Grundposition zurückgeführt wird, und das Blatt 61 verbleibt in den Bewegungspfad hineinragend. Im Ergebnis wird die Ausstoßöffnungsfläche des Aufzeichnungskopfes 65 gewischt. Wenn der Deckel 62 mit der Ausstoßöffnungsfläche des Aufzeichnungskopfes 65 in Kontakt tritt, um ihn zu bedecken, wird der Deckel 62 so bewegt, dass er in den Bewegungspfad des Aufzeichnungskopfes 65 hineinragt.
Wenn der Aufzeichnungskopf 65 aus seiner Grundposition zu der Position bewegt wird, bei der mit dem Aufzeichnen begonnen wird, befinden sich der Deckel 62 und das Blatt 61 in den gleichen Positionen wie den Positionen für das vorstehend beschriebene Wischen. Im Ergebnis wird die Ausstoßöffnungsfläche des Aufzeichnungskopfes 65 ebenfalls zum Zeitpunkt dieser Bewegung gewischt.
Die vorstehende Bewegung des Aufzeichnungskopfes 65 in seine Grundposition wird nicht nur vorgenommen, wenn das Aufzeichnen abgeschlossen ist oder der Aufzeichnungskopf 65 zur Aufzeichnung wiederhergestellt wird, sondern zudem, wenn der Aufzeichnungskopf 65 zum Zwecke des Aufzeichnens zwischen Aufzeichnungsbereichen bewegt wird, wobei er dabei in festgelegten Abständen in die an jeden Aufzeichnungsbereich angrenzende Grundposition bewegt wird, wo die Ausstoßöffnungsfläche infolge dieser Bewegung gewischt wird.
Die 5 veranschaulicht eine beispielhafte Tintenkartusche 45, in der eine Tinte enthalten ist, die durch ein Element zum Zuführen der Tinte, zum Beispiel eine Röhre, zu einem Kopf zuzuführen ist. Hier bezeichnet das Bezugszeichen 40 einen Tintenbehälterabschnitt, der die zuzuführende Tinte enthält und durch einen Beutel für die Tinte beispielhaft erläutert wird. Ein Ende davon ist mit einem Kautschukstopfen 42 versehen. Eine Nadel (nicht veranschaulicht) kann in diesen Stopfen 42 eingeführt werden, sodass die Tinte in dem Beutel 40 für Tinte zu dem Kopf zugeführt werden kann. Das Bezugszeichen 44 bezeichnet ein tintenabsorbierendes Element zur Aufnahme überschüssiger Tinte. Es ist bevorzugt, dass der Tintenbehälterabschnitt 40 wenigstens ein Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polyurethan, Cellulose, Polyvinylacetat und so weiter an seiner Oberfläche umfasst, die mit der Tinte in Kontakt kommt.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Tintenstrahlaufzeichnungsgerät ist nicht auf das vorstehend beschriebene Gerät beschränkt, bei dem der Kopf und die Tintenkartusche getrennt bereitgestellt sind. Daher kann eine Vorrichtung, in welcher diese Elemente einstückig ausgebildet sind, wie es in 6 gezeigt ist, ebenfalls bevorzugt verwendet werden.
In 6 bezeichnet das Bezugszeichen 70 eine Aufzeichnungseinheit, in deren Inneren ein Tintenbehälterabschnitt, der Tinte enthält, zum Beispiel ein tintenabsorbierendes Element, enthalten ist. Die Aufzeichnungseinheit 70 ist so ausgelegt, dass die Tinte in solch einem tintenabsorbierenden Element in der Form von Tintentröpfchen durch einen Kopf 71 mit einer Vielzahl von Öffnungen ausgestoßen wird. In der vorliegenden Erfindung werden bevorzugt Polyurethan und Polypropylen als Material für das tintenabsorbierende Element verwendet.
Das Bezugszeichen 72 bezeichnet einen Luftdurchlass zum Verbinden des Inneren der Aufzeichnungseinheit 70 mit der Atmosphäre. Diese Aufzeichnungseinheit 70 wird anstelle des in 4 gezeigten Aufzeichnungskopfes 65 verwendet und ist abnehmbar auf dem Schlitten 66 installiert.
Andere spezielle Beispiele für das Aufzeichnungsgerät und die Aufzeichnungsköpfe, die bevorzugt in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, werden hiernach beschrieben.
Die 7 ist eine schematische Perspektivansicht, die Hauptbestandteile eines Flüssigkeit ausstoßenden Kopfes eines Ausstoßsystems, bei dem eine Blase beim Ausstoßen mit der Luft kommuniziert bzw. in Kontakt steht, und einen beispielhaften Tintenstrahldrucker als ein Flüssigkeit ausstoßenden Gerät veranschaulicht, welches diesen Kopf einsetzt. In der 7 umfasst der Tintenstrahldrucker eine Fördervorrichtung 1030 zum stoßweisen Fördern von Papier 1028 als einem Aufzeichnungsmedium, die entlang der Längsrichtung in einem Gehäuse 1008 in einer durch den Pfeil P in 7 angegebenen Richtung bereitgestellt ist, einen Aufzeichnungsteil 1010, der in einer im Wesentlichen zu einer Richtung S, die im Wesentlichen senkrecht zu der Beförderungsrichtung P des Papiers 1028 durch die Fördervorrichtung 1030 ist, senkrechten Richtung vor- und zurückbewegt wird, und einen Bewegungsantriebsteil 1006 als eine Antriebsvorrichtung, um den Aufzeichnungsteil 1010 vor- und zurückzubewegen.
Die Fördervorrichtung 1030 umfasst ein Paar Walzeneinheiten 1022a und 1022b und ein Paar Walzeneinheiten 1024a und 1024b, die im Wesentlichen parallel zueinander und in gegenüberstehender Position angeordnet sind, und einen Antriebsteil 1020 zum Antreiben dieser jeweiligen Walzeneinheiten. Durch diesen Aufbau wird das Papier 1028 in einem Zustand, dass es zwischen den jeweiligen Walzeneinheiten 1022a und 1022b und den Walzeneinheiten 1024a und 1024b gehalten wird, stoßweise in einer durch den Pfeil P in 7 gezeigten Richtung befördert, wenn der Antriebsteil 1020 betrieben wird.
Der Bewegungsantriebsteil 1006 umfasst ein Band 1016, das um Rollen 1026a und 1026b herumgewickelt ist, die jeweils auf drehenden Wellen in einem vorbestimmten Abstand einander gegenüberstehend angeordnet sind, und einen Motor 1018 zum Antreiben des Bandes 1016, das mit einem Schlittenelement 1010a des Aufzeichnungsteils 1010 verbunden ist, welches im Wesentlichen parallel zu den Walzeneinheiten 1022a und 1022b in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angeordnet ist.
Wenn der Motor 1018 angetrieben wird, um das Band 1016 in der durch den Pfeil R in 7 gezeigten Richtung zu drehen, wird das Schlittenelement 1010a des Aufzeichnungsteils 1010 durch die festgelegte Bewegung in der durch den Pfeil S in 7 gezeigten Richtung bewegt. Wenn der Motor 1018 angetrieben wird, um das Band 1016 in einer zu der durch den Pfeil R in 7 gezeigten Richtung entgegengesetzten Richtung zu drehen, wird das Schlittenelement 1010a des Aufzeichnungsteils 1010 durch die vorbestimmte Bewegung in einer zu der durch den Pfeil S in 7 gezeigten Richtung entgegengesetzten Richtung bewegt. Am Ende des Bewegungsantriebsteils 1006 ist eine Wiederherstellungseinheit 1026 zum Durchführen einer Ausstoßwiederherstellungsbehandlung für den Aufzeichnungsteil 1010 gegenüber einer Anordnung von Tintenausstoßöffnungen des Aufzeichnungsteils 1010 in der Grundposition des Schlittenelements 1010a bereitgestellt.
In dem Aufzeichnungsteil 1010 sind Tintenstrahlkartuschen (auf die hiernach manchmal einfach als „Kartuschen" Bezug genommen wird) 1012Y, 1012M, 1012C und 1012B für jeweilige Farben, zum Beispiel Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz, abnehmbar auf ein Schlittenelement 1010a aufgesetzt.
Die 8 veranschaulicht eine beispielhafte Tintenstrahlkartusche, die auf das vorstehend beschriebene Tintenstrahlaufzeichnungsgerät aufgesetzt werden kann. In dieser Ausführungsform ist die Kartusche 1012 vom seriellen Typ, und ihr Hauptteil wird durch einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf 100 und einen Flüssigkeitsbehälter 1001 zur Aufnahme einer Flüssigkeit wie etwa einer Tinte gebildet. In dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 100 ist eine große Anzahl an Ausstoßöffnungen 832 zum Ausstoßen der Flüssigkeit ausgebildet, und die Flüssigkeit wie etwa eine Tinte wird durch einen flüssigkeitzuführenden Durchgang (nicht gezeigt) von dem Flüssigkeitsbehälter 1001 zu einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer (siehe 9) in dem Flüssigkeit ausstoßenden Kopf 100 geführt. Die Kartusche 1012 ist so ausgestaltet, dass der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 100 und der Flüssigkeitsbehälter 1001 einstückig ausgebildet sind, und die Flüssigkeit kann wie erforderlich zum Inneren des Flüssigkeitsbehälters 1001 zugeführt werden. Allerdings kann auch eine Struktur eingesetzt werden, bei welcher der Flüssigkeitsbehälter 1001 ersetzbar mit diesem Flüssigkeit ausstoßenden Kopf 100 verbunden ist.
Ein spezielles Beispiel für den vorstehend beschriebenen Flüssigkeit ausstoßenden Kopf, der auf den Tintenstrahldrucker mit solch einem Aufbau aufgesetzt werden kann, wird hiernach detailliert beschrieben.
Die 9 ist eine schematische Perspektivansicht, die in typischer Weise Hauptbestandteile eines Flüssigkeit ausstoßenden Kopfes veranschaulicht, der die Grundform der vorliegenden Erfindung zeigt, und die 10 bis 13 sind Vorderansichten, welche die Form der Ausstoßöffnungen des in 9 gezeigten Flüssigkeit ausstoßenden Kopfes veranschaulichen. Im Übrigen sind elektrische Verdrahtung und dergleichen zum Antrieb elektrothermischer Wandlerelemente weggelassen.
Bei dem Flüssigkeit ausstoßenden Kopf gemäß dieser Ausführungsform wird solch ein Substrat 934 bestehend aus Glas, Keramik, Kunststoff oder Metall verwendet, wie es zum Beispiel in 9 veranschaulicht ist. Das Material solch eines Substrats ist für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich und ist nicht speziell beschränkt, solange es als ein Teil eines Strömungspfad ausbildenden Elements und als ein Träger für ein Tintenausstoßenergie erzeugendes Element und als eine Materialschicht zur Ausbildung eines Flüssigkeitsströmungspfades und von Ausstoßöffnungen dient, was anschließend beschrieben wird. Daher wird in dieser Ausführungsform die Beschreibung für den Fall vorgenommen, dass ein Si-Substrat (Wafer) eingesetzt wird. Die Ausstoßöffnungen können nicht nur gemäß einem Erzeugungsverfahren durch einen Laserstrahl, sondern zudem zum Beispiel durch ein Verfahren ausgebildet werden, bei dem ein lichtempfindliches Harz als eine Öffnungsplatte (Ausstoßöffnungsplatte) 935 eingesetzt wird, die anschließend beschrieben wird, um durch einen Ausrichter wie etwa einen MPA (mirror projection aligner; Spiegelprojektionsausrichter) Ausstoßöffnungen auszubilden.
In 9 bezeichnet das Bezugszeichen 934 ein Substrat, das mit elektrothermischen Wandlerelementen (auf die hiernach in einigen Fällen als „Heizer" Bezug genommen wird) 931 und einer Tintenzufuhröffnung 933 versehen ist, die aus einer langrilligen Durchgangsöffnung als einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer gebildet ist. Die Heizer 931, die Mittel zur Erzeugung thermischer Energie sind, sind in einer Zickzackform in Reihen auf beiden Seiten der Tintenzufuhröffnung 933 entlang der Längsrichtung von dieser in einem Abstand von zum Beispiel 300 dpi zwischen den elektrothermischen Wandlerelementen angeordnet. Wände 936 für einen Tintenströmungspfad sind zur Ausbildung von Tintenströmungspfaden auf dem Substrat 934 angeordnet. Des Weiteren ist eine Ausstoßöffnungsplatte 935 mit Ausstoßöffnungen 832 auf den Wänden 936 für einen Tintenströmungspfad ausgebildet.
In der 9 sind die Wände 936 für einen Tintenströmungspfad und die Ausstoßöffnungsplatte 935 als getrennte Elemente veranschaulicht. Allerdings können die Wände 936 für den Tintenströmungspfad auf dem Substrat 934 durch ein Verfahren wie etwa Schleuderbeschichten gebildet sein, wodurch die Wände 936 für den Tintenströmungspfad und die Ausstoßöffnungsplatte 935 als das gleiche Element zur gleichen Zeit ausgebildet werden. In dieser Ausführungsform ist die Seite der Ausstoßöffnungsfläche (obere Oberfläche) 935a so behandelt, dass sie Wasser abstößt.
In dieser Ausführungsform wird ein Kopf des seriellen Typs, bei dem unter Abtasten in der durch den Pfeil S in 7 gezeigten Richtung aufgezeichnet wird, verwendet, um zum Beispiel mit 1200 dpi aufzuzeichnen. Die Antriebsfrequenz beträgt 10 kHz und der Ausstoß wird in einem kürzesten Zeitabstand von 100 μs für eine Ausstoßöffnung durchgeführt.
Als ein Beispiel für die Abmessungen des Kopfes hat eine Trennwand 936a zum Abtrennen angrenzender Düsen voneinander unter dem Gesichtspunkt des Fluids eine Breite w von 14 μm, wie es zum Beispiel in 10 veranschaulicht ist. Wie es in 13 veranschaulicht ist, weist eine Blasenkammer 1337, die durch die Wände 936 für einen Tintenströmungspfad gebildet wird, ein N₁ (Breite der Blasenkammer) von 33 μm und ein N₂ (Länge der Blasenkammer) von 35 μm auf. Die Größe des Heizers 931 beträgt 30 μm × 30 μm, der Widerstandswert des Heizers beträgt 53 Ω und die Antriebsspannung beträgt 10,3 V. Ein Kopf, bei dem die Höhen der Wände 936 für den Tintenströmungspfad und der Trennwand 936a 12 μm betragen und die Dicke der Ausstoßöffnungsplatte 11 μm beträgt, kann verwendet werden.
In dem Abschnitt eines Ausstoßöffnungsteils 940, der in der Ausstoßöffnungsplatte einschließlich der Ausstoßöffnungen 832 bereitgestellt ist, weist die Form eines Schnitts entlang einer Richtung, welche die Ausstoßrichtung der Tinte schneidet (Dickenrichtung der Öffnungsplatte 935), im Wesentlichen eine Sternform auf und wird im Allgemeinen durch sechs vorstehende Abschnitte 832a mit einer Ecke mit einem stumpfen Winkel und sechs zurückgesetzte Abschnitte 832b, die alternierend zwischen diesen vorstehenden Abschnitten 832a angeordnet sind und eine Ecke mit einem spitzen Winkel aufweisen, gebildet. Spezieller sind sechs Rillen 1141 in der Dickenrichtung (Ausstoßrichtung der Flüssigkeit) der in 9 gezeigten Öffnungsplatte ausgebildet, indem die zurückgesetzten Abschnitte 832b, die sich von dem Mittelpunkt O der Ausstoßöffnung als einem oberen Teil davon örtlich entfernt befinden, und die vorstehenden Abschnitte 832a, die an diesen Bereich angrenzen und sich bezüglich des Mittelpunkts O der Ausstoßöffnung als einer Grundlage örtlich nah befinden, ausgeführt sind.
In dieser Ausführungsform ist der Ausstoßöffnungsteil 940 so, dass zum Beispiel ein Schnitt entlang einer Richtung, die mit der Dickenrichtung davon schneidet, eine Form mit zwei gleichschenkligen Dreiecken mit einer Seite von 27 μm aufweist, die miteinander um 60° gedreht kombiniert sind. T₁, in 11 gezeigt, beträgt 8 μm. Die Winkel der vorstehenden Abschnitte 832a betragen alle 120°, während die Winkel der zurückgesetzten Abschnitte 832b alle 60° betragen. Demgemäß stimmt der Mittelpunkt O der Ausstoßöffnung mit dem Schwerpunkt G eines Polygons überein, das durch Verbinden der Mittelpunkte (Mittelpunkt (Schwerpunkt) einer Figur, die durch Verbinden des oberen Teils der Rille und von zwei an den oberen Teil angrenzenden Grundlagen gebildet wird) der aneinander angrenzenden Rillen gebildet wird. Die Öffnungsfläche der Ausstoßöffnung 832 beträgt in dieser Ausführungsform 400 μm², und die Öffnungsfläche (Fläche der Figur, die durch Verbinden des oberen Teils der Rille und von zwei an das obere Teil angrenzenden Grundlagen gebildet wird) der Rille beträgt etwa 33 μm² pro Rille. Die 12 ist eine typische Zeichnung, die einen Zustand veranschaulicht, in dem eine Tinte an den in 11 gezeigten Ausstoßöffnungsabschnitt anhaftet.
Ein Vorgang des Ausstoßes einer Flüssigkeit durch den Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird hiernach mit Bezug auf die 14 bis 21 beschrieben.
Die 14 bis 21 sind Querschnittsansichten zur Veranschaulichung des Ausstoßvorgangs einer Flüssigkeit durch den in den 9 bis 13 gezeigten Flüssigkeit ausstoßenden Kopf und sind Querschnittsansichten der in 13 gezeigten Blasenkammer 1337 entlang der Linie 14-14. In diesem Abschnitt bildet ein Ende des Ausstoßöffnungsabschnitts 940 in der Dickenrichtung der Öffnungsplatte das obere Teil 1141a einer Rille 1141. Die 14 veranschaulicht einen Zustand, in dem sich eine filmartige Blase auf dem Heizer gebildet hat, und die 15, 16, 17, 18, 19, 20 und 21 veranschaulichen Zustände etwa 1 μs nach dem Zustand in 14, etwa 2 μs nach dem Zustand in 14, etwa 3 μs nach dem Zustand in 14, etwa 4 μs nach dem Zustand in 14, etwa 5 μs nach dem Zustand in 14, etwa 6 μs nach dem Zustand in 14 beziehungsweise etwa 7 μs nach dem Zustand in 14. Im Übrigen meint in der folgenden Beschreibung „fallen" oder "einfallen" kein Fallen in der sogenannten Schwerkraftrichtung, sondern meint die Bewegung in der Richtung des elektrothermischen Wandlerelements unabhängig von der Einbaurichtung des Kopfes.
Wenn eine Blase 101 zuerst in einem Flüssigkeitsströmungspfad 1338 auf einem Heizer 931 durch Beaufschlagen des Heizers 931 mit Energie auf der Grundlage eines Aufzeichnungssignals oder dergleichen wie in 14 veranschaulicht erzeugt wird, vergrößert die Blase schnell ihr Volumen und wächst während etwa 2 μs an, wie es in den 15 und 16 veranschaulicht ist. Die Höhe der Blase 101 bei dem größten Volumen übersteigt die Fläche 935a einer Ausstoßöffnung. Zu diesem Zeitpunkt nimmt der Druck von einem bis einigen bis hin zu einem bis mehreren zehn der Höhe des Atmosphärendrucks ab. Zu dem Zeitpunkt, nachdem etwa 2 μs seit der Erzeugung der Blase vergangen sind, verändert sich das Volumen der Blase 101 vom größten Volumen zu einem verringerten Volumen, wie es vorstehend beschrieben wurde, und im Wesentlichen gleichzeitig dazu beginnt sich ein Meniskus 102 auszubilden. Der Meniskus 102 zieht sich ebenfalls zurück, d. h. fällt in der Richtung des Heizers 931, wie es in 17 veranschaulicht ist. In dieser Ausführungsform weist der Ausstoßöffnungsteil eine Vielzahl von Rillen 1141 in verteilter Form auf, wodurch eine Kapillarkraft in einer zu der Rückzugsrichtung F_M des Meniskus entgegengesetzten Richtung F_C in dem Abschnitt der Rille 1141 wirkt, wenn sich der Meniskus 102 zurückzieht. Im Ergebnis werden die Formen des Meniskus und eines Haupttröpfchens (hiernach in einigen Fällen als „Flüssigkeit" oder „Tinte" bezeichnet) 11a ausgeglichen, wenn sich der Meniskus zurückzieht, sodass sich zu dem Mittelpunkt der Ausstoßöffnung im Wesentlichen symmetrische Formen ergeben, selbst wenn aus irgendeinem Grund einige Veränderung des Zustands der Blase 101 beobachtet wird.
In dieser Ausführungsform ist die Fallgeschwindigkeit dieses Meniskus 102 schneller als die Kontraktionsgeschwindigkeit der Blase 101, sodass die Blase 101 in der Nähe der unteren Oberfläche der Ausstoßöffnung 832 zum Zeitpunkt etwa 4 μs nach der Erzeugung der Blase mit der Luft in Kontakt steht, wie es in 18 veranschaulicht ist. Zu diesem Zeitpunkt fällt die Flüssigkeit (Tinte) in der Nähe der Mittelachse der Ausstoßöffnung 832 in Richtung des Heizers 931 ab, da die Flüssigkeit (Tinte) 11a, die von der Seite des Heizers 931 durch den negativen Druck der Blase 101 zurückgezogen wird, bevor sie mit der Luft in Kontakt tritt, die Geschwindigkeit in der Richtung auf den Heizer 931 zu durch Trägheit beibehält, selbst nach dem Inkontakttreten mit der Luft. Die Flüssigkeit (Tinte), die in Richtung der Seite des Heizers 931 fällt, erreicht die Oberfläche des Heizers 931 zu einem Zeitpunkt etwa 5 μs nach der Erzeugung der Blase, wie es in 19 veranschaulicht ist, und verteilt sich, sodass sie die Oberfläche des Heizers 931 bedeckt, wie es in 20 veranschaulicht ist. Die Flüssigkeit, die so verteilt ist, dass sie die Oberfläche des Heizers 931 bedeckt, wie es vorstehend beschrieben wurde, weist in der horizontalen Richtung entlang der Oberfläche des Heizers 931 einen Vektor auf. Allerdings verschwindet ein Vektor in einer Richtung, die mit der Oberfläche des Heizers 931 schneidet, zum Beispiel in vertikaler Richtung, sodass die Flüssigkeit dazu neigt, auf der Oberfläche des Heizers 931 zu verbleiben, wodurch eine Flüssigkeit, die sich an der oberen Seite solch einer Flüssigkeit befindet, d. h. eine Flüssigkeit, die in der Ausstoßrichtung einen Geschwindigkeitsvektor beibehält, heruntergezogen wird. Danach wird ein Flüssigkeitsabschnitt 11b zwischen der Flüssigkeit, die auf der Oberfläche des Heizers 931 verteilt ist, und der Flüssigkeit (Haupttröpfchen), die sich auf der oberen Seite befindet, dünn und wird im Mittelpunkt der Oberfläche des Heizers 931 zum Zeitpunkt etwa 7 μs nach der Erzeugung der Blase aufgespalten, wie es in 21 veranschaulicht ist, wodurch die Flüssigkeit in ein Haupttröpfchen 11a, das in der Ausstoßrichtung einen Geschwindigkeitsvektor beibehält, und eine Flüssigkeit 11c, die auf der Oberfläche des Heizers 931 verteilt ist, aufgetrennt wird. Die Position solch einer Auftrennung befindet sich wünschenswerter Weise im Inneren des Flüssigkeitsströmungspfades 1338, bevorzugt auf einer Seite näher an dem elektrothermischen Wandlerelement 931 als an der Ausstoßöffnung 832. Das Haupttröpfchen 11a wird von dem Mittelabschnitt der Ausstoßöffnung 832 ohne Abweichung in der Ausstoßrichtung und des Ausstoßschlupfes ausgestoßen und trifft an einer vorbestimmten Position einer Aufzeichnungsoberfläche auf ein Aufzeichnungsmedium auf. Die auf der Oberfläche des Heizers 931 verteilte Flüssigkeit 11c wurde bislang als ein Satellitentröpfchen ausgestoßen, das dem Haupttröpfchen gefolgt ist. Allerdings verbleibt sie auf der Oberfläche des Heizers 931, ohne ausgestoßen zu werden. Da der Ausstoß des Satellitentröpfchens wie vorstehend beschrieben verhindert werden kann, kann ein Spritzer, der durch den Ausstoß des Satellitentröpfchens leicht auftreten kann, verhindert werden, und eine Verschmutzung der Aufzeichnungsoberfläche auf dem Aufzeichnungsmedium mit Sprühregen, der sich in der Form eines Nebels verteilt, kann in sicherer Weise verhindert werden. In den 18 bis 21 bezeichnen die Bezugszeichen 11d und 11e eine Tinte (Tinte innerhalb der Rille), die an den Rillenabschnitt anhaftet, bzw. eine Tinte, die in dem Flüssigkeitsströmungspfad zurückbleibt.
Wie vorstehend beschrieben kann bei dem Flüssigkeit ausstoßenden Kopf gemäß dieser Ausführungsform die Richtung des Haupttröpfchens beim Ausstoß durch die Vielzahl an Rillen, die um den Mittelpunkt der Ausstoßöffnung verteilt sind, stabilisiert werden, wenn die Flüssigkeit in der Phase ausgestoßen wird, in der das Volumen der Blase nach Anwachsen auf das größte Volumen abnimmt. Im Ergebnis kann ein Flüssigkeit ausstoßender Kopf bereitgestellt werden, der keinen Schlupf in der Ausstoßrichtung aufweist und eine hohe Auftreffgenauigkeit hat. Zusätzlich kann der Ausstoß gegenüber einem Schwanken der Blasenerzeugung bei hoher Antriebsfrequenz stabil durchgeführt werden, wodurch ein Drucken mit hoher Geschwindigkeit und hoher Definition erzielt werden kann.
Insbesondere wird die Flüssigkeit ausgestoßen, indem die Blase zum ersten Mal mit der Luft in der Phase in Kontakt tritt, in welcher das Volumen der Blase abnimmt, wodurch Sprühregen, der beim Ausstoß des Tröpfchens durch Inkontakttreten der Blase mit Luft auftritt, verhindert werden kann, sodass jener Zustand, bei dem Tröpfchen an die Ausstoßöffnungsfläche anhaften, was die Hauptursache für das sogenannte plötzliche Ausstoßversagen bildet, ebenfalls verhindert werden kann.
Als eine weitere Ausführungsform des Aufzeichnungskopfes des Ausstoßsystems, bei dem eine Blase beim Ausstoß mit der Luft in Verbindung steht, kann der sogenannte Kanten-Schuss-Typ erwähnt werden, der z. B. in dem japanischen Patent mit der Eintragungsnummer 2783647 beschrieben ist.
Als ein bevorzugtes Verfahren und Gerät zum Aufzeichnen unter Verwendung der Tinten gemäß der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu dem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, bei dem thermische Energie, die Aufzeichnungssignalen entspricht, an eine Tinte innerhalb eines Aufzeichnungskopfes angelegt wird und Tintentröpfchen durch die thermische Energie erzeugt werden, ein Tintenstrahlaufzeichnen eingesetzt werden, welches in positiver Weise mechanische Energie einsetzt.
Die vorliegende Erfindung weist, bei den Systemen zum Tintenstrahlaufzeichnen, insbesondere hervorragende Wirkungen bei Aufzeichnungsköpfen und Aufzeichnungsgeräten eines Tintenstrahlsystems auf, welches thermische Energie einsetzt, um ein auszustoßendes Tröpfchen zu erzeugen, um dadurch aufzuzeichnen.
Hinsichtlich des typischen Aufbaus und Prinzips davon sind jene bevorzugt, welche das Grundprinzip einsetzen, das z. B. in den U.S.-Patenten Nr. 4,723,129 und 4,740,796 offenbart ist. Dieses System kann für irgendeinen vom sogenannten On-Demand-Typ und vom kontinuierlichen Typ eingesetzt werden. Insbesondere ist der On-Demand-Typ effektiv, da wenigstens ein Antriebssignal, welches einer Aufzeichnungsinformation entspricht und einen schnellen Temperaturanstieg ergibt, welcher das Kernsieden übersteigt, an einen elektrothermischen Wandler angelegt wird, der entsprechend einer Lage oder einem Flüssigkeitspfad angeordnet ist, in dem eine Flüssigkeit (Tinte) gehalten wird, wodurch der elektrothermische Wandler dazu gebracht wird, thermische Energie zu erzeugen, um ein Filmsieden auf der wärmewirksamen Oberfläche eines Aufzeichnungskopfes hervorzurufen, sodass eine Blase in der Flüssigkeit (Tinte) in Reaktion auf das Antriebssignal in einer 1-zu-1-Beziehung erzeugt werden kann. Die Flüssigkeit (Tinte) wird durch das Wachstum/die Kontraktion dieser Blase durch eine Ausstoßöffnung ausgestoßen, um wenigstens ein Tröpfchen auszubilden.
Wenn das Antriebssignal in der Form eines Impulses angelegt wird, erfolgt das Wachstum/die Kontraktion der Blase geeigneter Weise augenblicklich, sodass ein Ausstoß der Flüssigkeit (Tinte) mit insbesondere hervorragender Ansprechempfindlichkeit erzielt werden kann. Es ist daher bevorzugt, solche Impulssignale zu verwenden.
Für das impulsförmige Antriebssignal sind solche Signale geeignet, wie sie in den U.S.-Patenten Nr. 4,463,359 und 4,345,262 beschrieben werden. Wenn die Bedingungen eingehalten werden, die im U.S.-Patent Nr. 4,313,124 beschrieben werden, welches eine sich auf die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs auf der wärmewirksamen Oberfläche beziehende Erfindung ist, kann in besonders hervorragender Weise aufgezeichnet werden.
Hinsichtlich des Aufbaus des Aufzeichnungskopfes können solche kombinierten Ausführungen (linearer Flüssigkeitsströmungspfad oder senkrechter Flüssigkeitsströmungspfad) aus Ausstoßöffnungen, einem Flüssigkeitsströmungspfad und elektrothermischen Wandlern, wie sie in den vorstehend beschriebenen Veröffentlichungen offenbart sind, und daneben Ausführungen, die auf den U.S.-Patenten Nr. 4,558,333 und 4,459,600 basieren, welche eine Ausführung offenbaren, bei der ein wärmewirksamer Abschnitt in einem gekrümmten Bereich angeordnet ist, ebenfalls in die vorliegende Erfindung eingeschlossen sein.
Zusätzlich können Ausführungen, die auf der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 59-123670, welche eine Ausführung offenbart, bei der ein Schlitz, der einer Vielzahl elektrothermischer Wandler gemeinsam ist, als ein Ausstoßteil der elektrothermischen Wandler verwendet wird, und der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 59-138461 basieren, welche einen Aufbau offenbart, bei dem eine Öffnung, die eine Druckwelle der thermischen Energie absorbiert, gegenüber einem Ausstoßteil bereitgestellt ist, für die vorliegende Erfindung ebenfalls wirksam sein.
Des Weiteren können für einen vollzeilenartigen Aufzeichnungskopf mit einer Länge, welcher der längsten Breite von Aufzeichnungsmedien entspricht, sowohl ein Aufbau, bei dem die Länge durch eine Kombination einer Vielzahl von Aufzeichnungsköpfen erzielt wird, wie sie in den vorstehend beschriebenen Veröffentlichungen offenbart sind, als auch ein Aufbau, bei dem ein Aufzeichnungskopf einstückig ausgebildet ist, verwendet werden, und die vorstehend beschriebenen Wirkungen der vorliegenden Erfindung können sich in effektiverer Weise zeigen.
Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung selbst dann wirksam, wenn ein austauschbarer, chipartiger Aufzeichnungskopf, bei dem die elektrische Verbindung mit einem Gerätekörper und die Zufuhr einer Tinte von dem Gerätekörper durch Installation in dem Gerätekörper möglich werden, oder ein kartuschenartiger Aufzeichnungskopf, in dem ein Tintenbehälter einstückig mit einem Aufzeichnungskopf selber bereitgestellt ist, verwendet werden.
Des Weiteren ist es bevorzugt, eine Wiederherstellungseinrichtung für einen Aufzeichnungskopf, eine vorausgehende Hilfseinrichtung etc. hinzuzufügen, welche als Aufbau des Aufzeichnungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt sind, da die Wirkungen der vorliegenden Erfindung stärker stabilisiert werden können. Speziell können eine Deckeleinrichtung für den Aufzeichnungskopf, eine Reinigungseinrichtung, Druck ausübende oder saugende Einrichtungen, eine vorausgehende Heizeinrichtung durch elektrothermische Wandler, andere Heizelemente als diese oder Kombinationen davon und ein vorausgehender Ausstoßmodus, bei dem ein Ausstoß getrennt vom Aufzeichnen durchgeführt wird, für ein stabiles Aufzeichnen ebenfalls wirksam sein.
Hinsichtlich des Aufzeichnungsmodus des Aufzeichnungsgeräts ist die vorliegende Erfindung nicht nur für einen Aufzeichnungsmodus, bei dem Hauptfarben wie etwa Schwarz eingesetzt werden, sondern zudem für ein Gerät, das mit wenigstens einer von einer Komplexfarbe aus unterschiedlichen Farben und einer Vollfarbe durch Farbvermischung ausgerüstet ist, überaus wirksam.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind die Tinten als Flüssigkeiten beschrieben worden. Allerdings können Tinten, die bei Raumtemperatur oder darunter fest sind, ebenfalls verwendet werden, solange sie bei einer Temperatur höher als Raumtemperatur erweichen oder sich verflüssigen oder beim Anlegen verwendeter Aufzeichnungssignale als flüssige Phase vorliegen, da es den vorstehend beschriebenen Tintenstrahlsystemen gemeinsam ist, dass eine Temperatursteuerung einer Tinte selber durchgeführt wird, um die Viskosität der Tinte so einzustellen, dass sie in einen Bereich fällt, in dem der Ausstoß stabil ist.
Zusätzlich können Tinten, die durch Anlegen einer Aufzeichnungssignalen entsprechenden thermischen Energie verflüssigt und als flüssige Tinten ausgestoßen werden, wie etwa Tinten, bei denen ein Temperaturanstieg durch thermische Energie in positiver Weise verhindert wird, indem die thermische Energie als eine Energie zum Phasenübergang von der festen zur flüssigen Phase eingesetzt wird, Tinten, die fest sind, wenn sie stehen gelassen werden, um ein Verdampfen der Tinten zu verhindern, und Tinten mit der Eigenschaft, dass sie durch thermische Energie zum ersten Mal verflüssigt werden, wie etwa jene, die bereits zu jenem Zeitpunkt damit beginnen, sich zu verfestigen, wenn sie ein Aufzeichnungsmedium erreichen, ebenfalls in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. In solch einem Fall können die Tinten in der Form vorliegen, dass sie elektrothermischen Wandlern in einem Zustand gegenüber stehen, in dem sie als eine Flüssigkeit oder ein Feststoff in Aussparungen oder Durchlöchern in einer porösen Lage zurückgehalten werden, wie es in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 54-56847 oder Nr. 60-71260 beschrieben ist. In der vorliegenden Erfindung ist das vorstehend beschriebene Filmsiedesystem für die vorstehend beschriebenen Tinten am effektivsten.
Darüber hinaus können als Formen des Aufzeichnungsgeräts der vorliegenden Erfindung Formen, bei denen das Gerät einstückig oder getrennt als ein bildausgebendes Endgerät für informationsverarbeitende Instrumente wie etwa Textverarbeiter und Computer bereitgestellt ist, und Formen wie etwa Kopiergeräte, die mit einem Lesegerät kombiniert sind, und Faksimileeinrichtungen mit einer Empfangs-/Sendefunktion ebenfalls verwendet werden.
Eine Skizze eines Flüssigkeit ausstoßenden Geräts, in das der vorstehend beschriebene Flüssigkeit ausstoßende Kopf eingesetzt ist, wird hiernach beschrieben.
Die 22 ist eine schematische Perspektivansicht eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts 600, das ein Beispiel für ein Flüssigkeit ausstoßenden Geräts ist, bei dem der Flüssigkeit ausstoßende Kopf gemäß der vorliegenden Erfindung installiert und verwendet werden kann.
In 22 ist eine Tintenstrahlkopfkartusche 601 so ausgelegt, dass der vorstehend beschriebene Flüssigkeit ausstoßende Kopf einstückig mit einem Tintenbehälter mit einer darin gehaltenen Tinte, die dem Flüssigkeit ausstoßenden Kopf zuzuführen ist, ausgebildet ist. Die Tintenstrahlkopfkartusche 601 ist auf einen Schlitten 607 aufgesetzt, der in eine spiralförmige Rille 606 in einer Führungsschraube 605 greift, die sich durch Antriebskraft übertragende Getriebe 603 und 604, die mit den Vorwärts- und Rückwärtsdrehungen eines Antriebsmotors 602 verzahnt sind, dreht und sich in den durch Pfeile a und b angegebene Richtungen durch die Energie des Antriebsmotors 602 zusammen mit dem Schlitten 607 entlang einer Führung 608 vor- und zurückbewegt. Ein Aufzeichnungsmedium P' wird durch eine Aufzeichnungsmedium befördernde Einrichtung (nicht veranschaulicht) auf einer Schreibmaschinenwalze 609 befördert und entlang der Bewegungsrichtung des Schlittens 607 durch eine Papierdruckplatte 610 gegen die Schreibmaschinenwalze 609 gedrückt.
Fotokoppler 611 und 612 sind in der Nachbarschaft eines Endes der Führungsschraube 605 angeordnet. Diese sind Mittel zur Ermittlung der Grundposition, um zu bestätigen, dass sich ein Hebel 607a des Wagens 607 in diesem Bereich befindet, um eine Umkehrung der Drehrichtung des Antriebsmotors 602 und dergleichen durchzuführen.
Ein Trägerelement 613 dient dazu, ein Deckelelement 614 zum Bedecken der vorderen Oberfläche (Ausstoßöffnungsfläche) der Tintenstrahlkopfkartusche 601, in welcher Ausstoßöffnungen vorliegen, zu tragen. Eine Tintensaugeinrichtung 615 dient dazu, eine durch Leerausstoß oder dergleichen von der Tintenstrahlkopfkartusche 601 im Inneren des Deckelements 614 befindliche Tinte anzusaugen. Durch diese Tintensaugeinrichtung 615 wird durch eine Öffnung 616 in dem Deckel eine Saugwiederherstellung der Tintenstrahlkopfkartusche 601 durchgeführt. Ein Reinigungsblatt 617 zum Wischen der Ausstoßöffnungsoberfläche der Tintenkopfkartusche 601 ist durch ein Bewegungselement 618 in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung (Richtungen senkrecht zu den Bewegungsrichtungen des Schlittens 607) beweglich bereitgestellt. Dieses Reinigungsblatt 617 und das Bewegungselement 618 werden durch einen Trägerkörper 619 getragen. Das Reinigungsblatt 617 ist nicht auf diese Form beschränkt, und jedes andere gut bekannte Reinigungsblatt kann eingesetzt werden.
Bei dem Saugwiederherstellungsvorgang des Flüssigkeit ausstoßenden Kopfes wird ein Hebel 620 zum Ingangsetzen des Saugens mit der Bewegung einer in den Wagen 607 eingreifenden Nocke 621 bewegt, und die Antriebsenergie von dem Antriebsmotor 602 wird durch ein öffentlich bekanntes Mittel wie etwa eine Kupplungswelle kontrolliert übertragen. Ein Tintenstrahlaufzeichnungskontrollteil zum Anlegen eines Signal an einen Heizer, der in dem Flüssigkeit ausstoßenden Kopf der Tintenstrahlkopfkartusche 601 bereitgestellt ist, und zur Steuerung des Antriebs der vorstehend beschriebenen jeweiligen Mechanismen ist an der Seite des Gerätekörpers bereitgestellt und hier nicht veranschaulicht.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät 600 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau zeichnet auf dem Aufzeichnungsmedium P' auf, dass durch die Aufzeichnungsmedium befördernde Einrichtung (nicht veranschaulicht) auf der Schreibmaschinenwalze 609 befördert wird, während die Tintenstrahlkopfkartusche 601 über die gesamte Breite des Aufzeichnungsmediums P' vor- und zurückbewegt wird.
Die vorliegende Erfindung wird hiernach spezieller durch die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben. Im Übrigen meinen alle Bezeichnungen „Teil" oder „Teile" und „%", wie sie in den folgenden Beispielen verwendet werden, Gewichtsteil oder Gewichtsteile und Gewichtsprozent, solange es nicht anderweitig angegeben ist.
BEISPIEL 1:

Die folgenden Komponenten wurden vermengt und ausgiebig zu einer Lösung verrührt. Die resultierende Lösung wurde dann unter Druck durch einen Fluoropore Filter (Handelsbezeichnung, Produkt von Sumitomo Electric Industries, Ltd.) mit einer Porengröße von 0,45 μm filtriert, wodurch eine cyanfarbene Tinte gemäß BEISPIEL 1 hergestellt wurde. [Zusammensetzung der cyanfarbenen Tinte gemäß BEISPIEL 1]

L-720 (Handelsbezeichnung, Produkt von Nippon Unicar Co., Ltd., Löslichkeit in Wasser bei 25°C: wenigstens 20%, mit einer Anti-Schäumungswirkung)	0,01 Teile
Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol (Acetylenol EH, Handelsbezeichnung, Produkt von Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)	1 Teil
Glycerin	8 Teile
Ethylenglycol	7 Teile
Harnstoff	5 Teile
C. I. Direct Blue 199	5 Teile
Wasser	73,99 Teile.

BEISPIEL 2:
Eine Tinte gemäß BEISPIEL 3 wurde auf die gleiche Weise wie in BEISPIEL 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass L-720 in der Zusammensetzung des BEISPIELS 1 durch FZ-2162 (Handelsbezeichnung, Produkt von Nippon Unicar Co., Ltd., Löslichkeit in Wasser bei 25°C: wenigstens 20%, ohne Anti-Schäumungswirkung) ersetzt wurde.
BEISPIEL 3:
Eine Tinte gemäß BEISPIEL 3 wurde auf die gleiche Weise wie in BEISPIEL 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass L-720 in der Zusammensetzung des BEISPIELS 1 durch FZ-2123 (Handelsbezeichnung, Produkt von Nippon Unicar Co., Ltd., Löslichkeit in Wasser bei 25°C: weniger als 1%, mit einer Anti-Schämungswirkung) ersetzt wurde.
BEISPIEL 4:
Eine Tinte gemäß BEISPIEL 4 wurde auf die gleiche Weise wie in BEISPIEL 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass L-720 in der Zusammensetzung des BEISPIELS 1 durch L-77 (Handelsbezeichnung, Produkt von Nippon Unicar Co., Ltd., Löslichkeit in Wasser bei 25°C: weniger als 1%, ohne Anti-Schäumungswirkung) ersetzt wurde.
VERGLEICHSBEISPIEL 1:
Eine Tinte gemäß VERGLEICHSBEISPIEL 1 wurde auf die gleiche Weise wie in BEISPIEL 4 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die in der Zusammensetzung des BEISPIELS 4 zugegebene Menge von L-77 zu 1 Teil verändert und die Wassermenge entsprechend insgesamt 100 Teilen angepasst wurde.
VERGLEICHSBEISPIEL 2:
Eine Tinte gemäß VERGLEICHSBEISPIEL 2 wurde auf die gleiche Weise wie in BEISPIEL 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass L-720 und das Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol in der Zusammensetzung des BEISPIELS 1 durch gereinigtes Wasser ersetzt wurden.
Die Merkmale der in den vorstehenden Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Tinten sind zusammen in Tabelle 1 gezeigt.
(Bewertungsverfahren und Bewertungsergebnisse)
(1) Bewertung der Stabilität der Ingangsetzung des
Ausstoßes:
Ein Tintenstrahldrucker (modifiziertes Gerät BJF-600 (Handelsbezeichnung, hergestellt von Canon Inc.)) wurde für wenigstens 1 Stunde in einem auf eine Temperatur von 15°C und eine relative Feuchtigkeit von 10% eingeregelten Thermohygrostaten belassen. Danach wurden Tintentröpfchen aus einer bestimmten Düse ausgestoßen, der Ausstoß von Tintentröpfchen aus der Düse wurde für 20 Sekunden angehalten und ein Tintentröpfchen wurde dann aus der Düse ausgestoßen, um das Ausmaß der Stabilität des Ausstoßes zu diesem Zeitpunkt visuell zu bewerten.
Im Ergebnis war die Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes der Tinten gemäß der BEISPIELE 1 bis 4 verglichen mit der Tinte des VERGLEICHSBEISPIELS 1, die kein siliciumhaltiges oberflächenaktives Mittel enthielt, klar verbessert.
(2) Bewertung der Stabilität der zweiten Ingangsetzung des Ausstoßes und der Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes, die der zweiten Ingangsetzung des Ausstoßes folgt:
Der Tintenstrahldrucker wurde für wenigstens 1 Stunde in einem auf eine Temperatur von 15°C und eine relative Feuchtigkeit von 10% eingeregelten Thermohygrostaten belassen. Danach wurden Tintentröpfchen aus einer bestimmten Düse ausgestoßen, der Ausstoß der Tintentröpfchen aus der Düse wurde für 40 Sekunden angehalten und 15 Tintentröpfchen wurden dann aus der Düse ausgestoßen, um die Ausmaße der Stabilitäten des Ausstoßes der zweiten und dritten Tintentröpfchen zu diesem Zeitpunkt visuell zu bewerten.
Im Ergebnis war die Stabilität der zweiten Ingangsetzung des Ausstoßes und der Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes, welcher der zweiten Ingangsetzung des Ausstoßes folgt, der Tinten gemäß den BEISPIELEN 1 bis 4, in denen das Gewichtsverhältnis des siliciumhaltigen oberflächenaktiven Mittels zu dem Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol auf 1/100 eingeregelt war, besser als jene der Tinten der VERGLEICHSBEISPIELE 1 und 2.
(3) Bewertung der Ausstoßstabilität bei kontinuierlichem Ausstoß in einer Umgebung niedriger Temperatur und geringer Feuchtigkeit:
Man ließ den Tintenstrahldrucker für wenigstens 1 Stunde in einem auf eine Temperatur von 15°C und eine relative Feuchtigkeit von 10% eingeregelten Thermohygrostaten stehen. Danach wurden Tintentröpfchen kontinuierlich aus allen Düsen ausgestoßen, um ein ausgefülltes Druckbild zu drucken, wodurch die Stabilität des Ausstoßes durch das Ausmaß der Unschärfe in dem ausgefüllten Druckbild visuell bewertet wurde.
Im Ergebnis waren die mit den Tinten der VERGLEICHSBEISPIELE 1 und 2 erzeugten ausgefüllten Druckbilder in deutlicher Weise verschwommen, und somit war die Ausstoßstabilität der Tinten schlecht, während die mit den Tinten gemäß der BEISPIELE 1 bis 4 erzeugten ausgefüllten Druckbilder kein Problem aufwiesen.
BEISPIEL 5
Ein aus der folgenden cyanfarbenen Tinte, magentafarbenen Tinte und gelben Tinte bestehender Tintensatz wurde bereitgestellt. Diese Tinten wurden in jeweilige Tintenbehälter eines Farbtintenstrahldruckers (modifiziertes Gerät BJF-600 (Handelsbezeichnung, hergestellt von Canon Inc.)) eingefüllt, und die Tintenbehälter wurden in den Drucker eingesetzt, um das Leistungsmerkmal der folgenden Ingangsetzung des Ausstoßes zu bewerten.
Cyanfarbene Tinte: Die cyanfarbene Tinte gemäß BEISPIEL 1
Magentafarbene Tinte: Eine magentafarbene Tinte wurde auf die gleiche Weise wie in BEISPIEL 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass C. I. Direct Blue 199, welcher der Farbstoff der im BEISPIEL 1 verwendeten cyanfarbenen Tinte war, durch einen Farbstoff ersetzt wurde, der durch die folgende Strukturformel dargestellt wird:
(M = Na)
Gelbe Tinte: Eine gelbe Tinte wurde auf die gleiche Weise wie in BEISPIEL 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass C. I. Direct Blue 199, welcher der Farbstoff der im BEISPIEL 1 verwendeten cyanfarbenen Tinte war, durch C. I. Direct Yellow 86 ersetzt wurde.
Tintensatz von Beispiel 5
VERGLEICHSBEISPIEL 3
Ein aus der folgenden cyanfarbenen Tinte, magentafarbenen Tinte und gelben Tinte bestehender Tintensatz wurde bereitgestellt. Diese Tinten wurden in die jeweiligen Tintenbehälter des Farbtintenstrahldruckers eingefüllt, um eine Bewertung hinsichtlich des Leistungsmerkmals der folgenden Ingangsetzung des Ausstoßes durchzuführen.
Cyanfarbene Tinte: Eine cyanfarbene Tinte, die hergestellt wurde, indem L-720 aus der cyanfarbenen Tinte gemäß BEISPIEL 5 entfernt und durch gereinigtes Wasser ersetzt wurde.
Magentafarbene Tinte: Eine magentafarbene Tinte, die hergestellt wurde, indem L-720 aus der magentafarbenen Tinte gemäß BEISPIEL 5 entfernt und durch gereinigtes Wasser ersetzt wurde.
Gelbe Tinte: Die gelbe Tinte gemäß BEISPIEL 5.
VERGLEICHSBEISPIEL 3. Als der Tintensatz des VERGLEICHSBEISPIELS 3 in den Tintenstrahldrucker eingesetzt wurde, war der Tintensatz dementsprechend nur in einer Abfolge zu verwenden, von der man kaum sagen kann, dass sie ein hohes Niveau hat, was zu der Schlussfolgerung führt, dass der Tintensatz gemäß BEISPIEL 5 verglichen mit dem Tintensatz des VERGLEICHSBEISPIELS 3 in deutlicher Weise eine hervorragende Tintenstrahleignung aufweist. Im Übrigen meint der hier verwendete Begriff „Abfolge auf einem hohen Niveau" speziell, dass die Frequenz des Wiederherstellungsvorgangs verringert werden kann usw.
Wie vorstehend beschrieben können gemäß der vorliegenden Erfindung Tinten bereitgestellt werden, die eine hervorragende Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes, der Stabilität der zweiten Ingangsetzung des Ausstoßes und der Stabilität eines der zweiten Ingangsetzung des Ausstoßes folgenden Ausstoßes und darüber hinaus eine hervorragende Stabilität des Ausstoßes bei kontinuierlichem Ausstoß in einer Umgebung niedriger Temperatur und geringer Feuchtigkeit aufweisen und mit hoher Verlässlichkeit ohne irgendein Problem aufzeichnen können, selbst wenn sie in einem Tintenstrahlaufzeichnungssystem eingesetzt werden. Wenn mit solchen Tinten durch Tintenstrahlen aufgezeichnet wird, können hochqualitative Bilder mit hervorragender Stabilität gegenüber der Ingangsetzung des Ausstoßes, Stabilität der zweiten Ingangsetzung des Ausstoßes und Stabilität eines der zweiten Ingangsetzung des Ausstoßes folgenden Ausstoßes und darüber hinaus Stabilität des Ausstoßes, wenn sie kontinuierlich in einer Umgebung geringer Temperatur und niedriger Feuchtigkeit ausgestoßen werden, erzeugt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Leistungsmerkmal der Ingangsetzung des Ausstoßes zwischen einer Vielzahl von Farbtinten, die in einen Farbtintenstrahldrucker eingesetzt sind, ausgeglichen werden, und somit kann die Abfolge beim Tintenstrahlaufzeichnen auf einem hohen Niveau voreingestellt werden. Im Ergebnis können hochqualitative Farbbilder mit großer Geschwindigkeit erzeugt werden.
Eine Tinte umfasst einen Farbstoff, ein siliciumhaltiges oberflächenaktives Mittel, ein Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol und ein flüssiges Medium, wobei das Gewichtsverhältnis des siliciumhaltigen oberflächenaktiven Mittels zu dem Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol nicht niedriger als 1/5000, aber niedriger als 1/20 liegt.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren umfasst den Schritt des Ausstoßens der vorstehenden Tinte durch ein Tintenstrahlsystem.
Ein Tintensatz umfasst in Kombination einen ersten Farbstoff mit einem bestimmten Farbton und eine zweite Farbstofftinte mit einem von jenem der ersten Farbstofftinte unterschiedlichen Farbton, wobei wenigstens eine von der ersten und der zweiten Farbstofftinte die vorstehende Tinte ist.
Ein Tintensatz umfasst eine gelbe, eine magentafarbene und eine cyanfarbene Farbstofftinte, wobei die Farbstofftinten jeweils ein Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol umfassen und die magentafarbene und cyanfarbene Farbstofftinte die vorstehende Tinte sind.

Claims

Tinte umfassend einen Farbstoff, ein siliciumhaltiges oberflächenaktives Mittel, ein Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol und ein flüssiges Medium, wobei das Gewichtsverhältnis des siliciumhaltigen oberflächenaktiven Mittels zu dem Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol nicht niedriger als 1/5000, aber niedriger als 1/20 liegt.
Tinte nach Anspruch 1, wobei das siliciumhaltige oberflächenaktive Mittel eine Siloxanbindung aufweist.
Tinte nach Anspruch 1 oder 2, wobei das siliciumhaltige oberflächenaktive Mittel basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte in einer Menge von 0,001 bis 4,5 Gewichtsprozent enthalten ist.
Tinte nach Anspruch 1 oder 2, wobei das siliciumhaltige oberflächenaktive Mittel basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte in einer Menge von 0,01 bis 4,5 Gewichtsprozent enthalten ist.
Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die eine Tinte zum Tintenstrahlaufzeichnen ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren mit dem Schritt des Ausstoßens der Tinte nach Anspruch 5 mit einem Tintenstrahlsystem.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Tintenstrahlsystem den Schritt des Ausübens von thermischer Energie auf die Tinte umfasst.
Tintenkartusche, die einen Tintenbehälterabschnitt umfasst, der die Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 5 enthält.
Tintenkartusche nach Anspruch 8, wobei der Tintenbehälterabschnitt mit einer Oberfläche versehen ist, mit der die Tinte in Kontakt kommt, wobei die Oberfläche wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polyurethan, Cellulose und Polyvinylacetat umfasst.
Aufzeichnungseinheit, die einen Tintenbehälterabschnitt, der die Tinte nach Anspruch 5 enthält, und einen Aufzeichnungskopf zum Ausstoßen der Tinte durch ein Tintenstrahlsystem umfasst.
Aufzeichnungseinheit nach Anspruch 10, wobei der Aufzeichnungskopf einen Heizer zum Ausüben von thermischer Energie auf die Tinte umfasst.
Aufzeichnungseinheit nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Tintenbehälterabschnitt mit einer Oberfläche versehen ist, mit der die Tinte in Kontakt kommt, wobei die Oberfläche wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polyurethan, Cellulose und Polyvinylacetat umfasst.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das einen Tintenbehälterabschnitt, der die Tinte nach Anspruch 5 enthält, und einen Aufzeichnungskopf zum Ausstoßen der Tinte durch ein Tintenstrahlsystem umfasst.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät nach Anspruch 13, wobei der Aufzeichnungskopf einen Heizer zum Ausüben von thermischer Energie auf die Tinte umfasst.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Tintenbehälterabschnitt mit einer Oberfläche versehen ist, mit der die Tinte in Kontakt kommt, wobei die Oberfläche wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polyurethan, Cellulose und Polyvinylacetat umfasst.
Tintensatz, der in Kombination einen ersten Farbstoff mit einem Farbton und eine zweite Farbstofftinte, die einen von der ersten Farbstofftinte unterschiedlichen Farbton aufweist, umfasst, wobei wenigstens eine von der ersten und der zweiten Farbstofftinte eine Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ist.
Tintensatz, der Farbstofftinten für Gelb, Magenta und Cyan umfasst, wobei die gelbe Farbstofftinte ein Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol umfasst und die magentafarbene und cyanfarbene Farbstofftinte Tinten nach einem der Ansprüche 1 bis 5 sind.
Tintensatz nach Anspruch 16 oder 17, der ein Tintensatz für Tintenstrahlen ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das einen Tintenbehälterabschnitt, der die Tinten enthält, die von dem Tintensatz nach einem der Ansprüche 16 bis 18 umfasst werden, und einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf zum Ausstoßen der jeweiligen Tinten umfasst.
Verfahren zur Verbesserung der Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes einer Tinte zum Tintenstrahldrucken mit einem Schritt des Ausstoßens einer Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Tinte eine hervorragende Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes selbst unter solchen Bedingungen zeigt, dass eine Tinte, die kein siliciumhaltiges oberflächenaktives Mittel enthält, eine instabile Ingangsetzung des Ausstoßes zeigt.
Tinte zum Tintenstrahldrucken nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Tinte eine hervorragende Stabilität der Ingangsetzung des Ausstoßes selbst unter solchen Bedingungen zeigt, dass eine Tinte, die kein siliciumhaltiges oberflächenaktives Mittel enthält, eine instabile Ingangsetzung des Ausstoßes zeigt.