DE60131326T2

DE60131326T2 - Tintensatz, Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, Aufzeichnungseinheit, Tintenpatrone und Aufzeichnungsgerät

Info

Publication number: DE60131326T2
Application number: DE60131326T
Authority: DE
Inventors: Yuko Ohta-ku Yakushigawa; Yoshihisa Ohta-ku Takizawa; Kumiko Ohta-ku Mafune; Hisashi Ohta-ku Teraoka; Tsuyoshi Ohta-ku Kanke
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-06-23
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2021-06-22
Also published as: EP1167472A1; EP1876210A2; US20020018107A1; US6866380B2; DE60131326D1; US6702882B2; EP1167472B1; US20040080597A1; ATE378383T1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen für das Tintenstrahlaufzeichnen geeigneten Tintensatz, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, eine Tintenkartusche und ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, jeweils unter Verwendung des Tintensatzes.
Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren für die Farbaufzeichnung verwendet gewöhnlich wässrige Tinten mit Farbstoffen, die verschiedene Farbtöne haben, die in wasserlöslichen Medien gelöst sind. Drei Farbtinten von Cyan, Magenta und Gelb werden allgemein als Farbtinten verwendet.
Diese Farbtinten haben notwendigerweise eine Verlässlichkeit bei der Verwendung für die Tintenstrahlaufzeichnung, die Fähigkeit eine ausreichende Bilddichte zur Verfügung zu stellen, eine gute Trockeneigenschaft und die Fähigkeit, ein aufgezeichnetes Bild ohne Verschwimmen oder Verlaufen bei Kontakt mit Wasser oder Alkohol zu erzeugen, und eine gute Wetterbeständigkeit. Insbesondere wurde vor kurzem ein Tintenstrahlbild mit hoher Qualität, das äquivalent zu einer Silbersalzfotographie ist, realisiert, wodurch eine Nachfrage nicht nur für eine gute Bildqualität, sondern ebenfalls für eine Langzeitlagerungsstabilität eines aufgezeichneten Bilds erzeugt wurde.
EP-A-0 831 135 ist auf einen Tintensatz und ein Farbtintenstrahlaufzeichnungsverfahren gerichtet, wobei die ungleichmäßige Farbmischung an Grenzflächen durch die Verwendung eines Recktanten vermieden wird.
In US-A-4 533 920 wird ein Verfahren für das Tintenstrahlaufzeichnen durch Verwenden von Tinten mit einer oder mehreren Farben offenbart, welche unterschiedlich in ihrer Farbstoffkonzentration sind, wobei der pH der Tinten für jede Farbe eine spezifische Beziehung zu erfüllen hat.
EP-A-0 962 324 beschreibt ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, wobei eine schwarze Tinte und eine gefärbte Tinte mit geringer Konzentration eingesetzt werden, um ein schwarzes Bild zu erzeugen.
In US-A-5 833 743 wird ein Verfahren für das Drucken eines Bilds auf einem Substrat offenbart, welches das Ausstoßen einer Mehrzahl von abgegrenzten Tintenabschnitten auf dem Substrat und die sequentielle Ausbildung einer Mehrzahl von Tintenpunktschichten einschließt.
EP-A-1 164 174 , ein Dokument gemäß Artikel 54 (3) EPÜ, Beschreibt einen Tintensatz, wobei eine erste und eine zweite Tinte wenigstens ein gemeinsames färbendes Material enthält, und die zweite Tinte hat einen geringeren Gehalt des färbenden Materials und der Grad des Ausbleichens bzw. Verblassens eines durch die zweite Tinte erzeugten Bilds ist gleich oder niedriger als jener der ersten Tinte.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Faktor, der stark zu der Lagerungsfähigkeit eines Bilds beiträgt, ist das Verblassen bzw. Ausbleichen aufgrund einer Exposition mit Licht (hiernach als „Ausbleichen" bezeichnet). Daher ist die Erzeugung eines Bildes mit hervorragender Lichtbeständigkeit erforderlich. Unter Licht tendiert ein Farbstoff in einem mit einer Tinte erzeugten Bild dazu, sich zu verschlechtern, und evtl. wird ein Ausbleichen deutlich. Daher wird eine Farbtinte, welche einen Farbstoff mit hervorragender Lichtbeständigkeit umfasst, oder ein Aufzeichnungsmedium, welches das Lichtausbleichen vermeiden kann, verwendet, um die Lichtbeständigkeit eines Bilds zu verbessern.
Wenn es einen großen Unterschied zwischen dem Grad des Ausbleichens in wenigstens zwei Farbabschnitten mit einem gesamten Bild gibt, neigt jedoch die Farbbalance des Bilds dazu umzukippen, wenn das gesamte Bild Licht ausgesetzt wird, und das Gesamtbild, dessen Farbbalance umkippt, kann den Eindruck erwecken, dass sich die Qualität verschlechtert hat. Wenn z. B. in einem mit cyanfarbenen, magentafarbenen, und gelben Farbtinten erzeugten Mehrfarbbild das Cyan eine geringere Lichtbeständigkeit als die anderen zwei Farben hat, werden die mit der Cyantinte erzeugten Anteile des Bilds stark ausgeblichen, und folglich nimmt die Blauheit des gesamten Bilds nach Lichtausbleichen verglichen mit dem Bild unmittelbar nach Druck ab.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 10-329403 offenbart einen Tintensatz mit cyanfarbenen, magentafarbenen und gelben Tinten und die ΔE der entsprechenden Bilder, wobei die Bilder mit den drei Farbtinten erzeugt wurden, sind weniger als 25, 30 und 15 in einem einjährigen Pseudo-Ausbleichtest mit Bürolicht.
Jedoch wird der Restanteil der Reflektionsdichte jeder Farbe nicht diskutiert, und die entsprechenden ΔE der mit dem farbtintenerzeugten Bilder sind groß. Daher wird nicht davon ausgegangen, dass der Tintensatz ein Bild mit guter Lichtbeständigkeit erzeugt. Außerdem wird die Farbbalance eines Vollfarbbilds unter Verwendung der drei Farben nicht offenbart, und eine Langzeitlagerungsstabilität wird nicht erwartet.
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung einen Tintensatz mit Farbtinten zur Verfügung, der Bilder mit im Wesentlichen den gleichen ΔE und guten Restanteilen der Reflektionsdichte erzeugt, wodurch die Farbbalance eines Bilds nach Langzeitlagerung und eine gute Bildqualität beibehalten werden.
Als ein Ergebnis der intensiven Forschung an verschiedenen Tinten fanden die Erfinder heraus, dass durch Verwendung eines Tintensatzes mit Tinten, die entsprechende Bilder mit im Wesentlichen den gleichen Lichtausbleichungs-ΔE und guten Restanteilen der Reflektionsdichte erzeugen, die Verschlechterung in der Bildqualität nach Langzeitlagerung ohne Verlust der Farbbalance des Bilds vermieden werden kann. Dies resultierte in der vorliegenden Erfindung.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintensatz zur Verfügung gestellt mit wenigstens drei Tinten, wobei jede einen Farbstoff als ein Farbmittel und ein wässriges Medium enthält, wobei drei der Tinten voneinander unterschiedliche Farbtöne haben, wobei die Tinten gelbe, magentafarbene und cyanfarbene Tinten mit einschließen und einer der Farbtöne Magenta ist, und die magentafarbene Tinte umfasst als ein Farbmittel wenigstens einen Farbstoff, der durch die folgende Formel (I) wiedergegeben wird: Formel (I)
wobei R₁ eine substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe, oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe bezeichnet; R₂ und R₄ bezeichnen unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe; R₃ ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer substituierten oder unsubstituierten Alkylgruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Alkoxygruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Aryloxygruppe und einem Halogenatom; X₁ stellt eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon dar, oder eine Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon; und n bezeichnet 1 oder 2, und in einem Ausbleichungstest unter Bedingungen, die ein Ausbleichen entsprechend einem Pseudo-Innenraumsonnenlichtausbleichen durch ein Fenster für 3 Jahre oder mehr verursachen, haben jeweilige Bilder, die mit den jeweiligen Tinten hergestellt wurden, das gleiche ΔE oder haben einen Unterschied im ΔE der 10 oder weniger in einem CIELAB Farbenraum-System ist, und jedes der jeweiligen Bilder hat einen Restanteil der Reflexionsdichte von 70% oder mehr, wobei die mit den Tinten erzeugten Bilder auf einem Aufzeichnungsmedium mit einer Tinte aufnehmenden Schicht mit Siliciumoxidteilchen oder Aluminiumoxidteilchen auf dem Substrat durch Drucken eines durchgängigen Abschnitts mit einer Reflexionsdichte von 1,0 und durch natürliches Trocknen des Bildes erzeugt werden, und die Bedingungen in dem Ausbleichungstest werden gemäß den ISO 10977 Normen mit einer Belichtung von 6000 klux·h oder mehr eingestellt.
Durch Verwendung des Tintensatzes mit dem vorhergehenden Aufbau ist es möglich, ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, und damit verbundene Komponenten und verschiedene Aufzeichnungsverfahren, wie etwa ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren für den Erhalt eines aufgezeichneten Bilds, das eine gute Bildqualität bei Beibehaltung einer Farbbalance nach Langzeitlagerung aufrecht erhält, zur Verfügung zu stellen.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren mit einem Schritt des Ausstoßes von Tinten durch Öffnungen gemäß einem Aufzeichnungssignal um ein Bild auf einem Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnen zur Verfügung gestellt, wobei die Tinten den für das Tintenstrahlaufzeichnen verwendeten Tintensatz bilden.
Gemäß noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Aufzeichnungseinheit mit einem Tintenbehälter, der die entsprechenden Tinten enthält, die den für das Tintenstrahlaufzeichnen verwendeten Tintensatz bildeten, und ein Kopfabschnitt bzw. Kopfteil für den Ausstoß der entsprechenden Tinten zur Verfügung gestellt.
Gemäß noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Tintenkartusche mit einem Tintenbehälter zur Verfügung gestellt, der die entsprechenden, den Tintensatz bildenden, Tinten enthält.
Gemäß noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät zur Verfügung gestellt mit einer Aufzeichnungseinheit mit einem Tintenbehälter, der die entsprechenden Tinten Enthält, die den für das Tintenstrahlaufzeichnen verwendeten Tintensatz bilden, und einen Kopfabschnitt für den Ausstoß der entsprechenden Tinten.
Gemäß noch einem weiteren Gesichtpunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät zur Verfügung gestellt, das einen Aufzeichnungskopf für den Ausstoß von Tinten und eine Tintenkartusche versehen mit Tintenbehältern umfasst, die den Tintensatz für das Tintenstrahlaufzeichnen bildenden Tinten enthält.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Längsschnittansicht eines Kopfs eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Schnittansicht genommen entlang der Linie 2-2 in der 1;
3 ist eine schematische Zeichnung, die einen Mehrfachkopf darstellt;
4 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ist eine Längsschnittansicht einer Tintenkartusche gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Aufzeichnungseinheit zeigt;
7 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Hauptabschnitt eines Beispiels eines Tintenstrahldruckers zeigt, auf welchen ein Flüssigkeitsausstoßkopf montiert ist;
8 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Tintenstrahlkartusche mit einem Flüssigkeitsausstoßkopf zeigt;
9 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Hauptabschnitt eines Beispiels eines Flüssigkeitsausstoßkopfs zeigt;
10 ist eine konzeptionelle Zeichnung eines Abschnitts, der aus einem Beispiel eines Flüssigkeitsausstoßkopfs herausgezogen ist;
11 ist eine vergrößerte Zeichnung der in der 10 gezeigten Öffnung;
12 ist eine schematische Zeichnung, die einen Zustand zeigt, in welchem eine Tinte an der in der 11 gezeigten Öffnung anhaftet;
14 ist eine schematische Schnittansicht, die den Flüssigkeitsausstoßvorgang eines Flüssigkeitsausstoßkopfs über die Zeit zusammen mit den 15 bis 21 entsprechend dem entlang der Linie 30-30 des in der 13 genommenen Schnitts zeigt;
15 ist eine schematische Schnittansicht, die den Flüssigkeitsausstoßvorgang des Flüssigkeitsausstoßkopfs über die Zeit zusammen mit den 14 und 16 bis 21 entsprechend dem entlang der Linie 30-30 des in der 13 genommenen Schnitts zeigt;
16 ist eine schematische Schnittansicht, die den Flüssigkeitsausstoßvorgang des Flüssigkeitsausstoßkopfs über die Zeit zusammen mit den 14, 15 und 17 bis 21 entsprechend dem entlang der Linie 30-30 des in der 13 genommenen Schnitts zeigt;
17 ist eine schematische Schnittansicht, die den Flüssigkeitsausstoßvorgang des Flüssigkeitsausstoßkopfs über die Zeit zusammen mit den 14 bis 16 und 18 bis 21 entsprechend dem entlang der Linie 30-30 des in der 13 genommenen Schnitts zeigt;
18 ist eine schematische Schnittansicht, die den Flüssigkeitsausstoßvorgang des Flüssigkeitsausstoßkopfs über die Zeit zusammen mit den 14 bis 17 und 19 bis 21 entsprechend dem entlang der Linie 30-30 des in der 13 genommenen Schnitts zeigt;
19 ist eine schematische Schnittansicht, die den Flüssigkeitsausstoßvorgang des Flüssigkeitsausstoßkopfs über die Zeit zusammen mit den 14 bis 18, 20 und 21 entsprechend dem entlang der Linie 30-30 des in der 13 genommenen Schnitts zeigt;
20 ist eine schematische Schnittansicht, die den Flüssigkeitsausstoßvorgang des Flüssigkeitsausstoßkopfs über die Zeit zusammen mit den 14 bis 19 und 21 entsprechend dem entlang der Linie 30-30 des in der 13 genommenen Schnitts zeigt;
21 ist eine schematische Schnittansicht, die den Flüssigkeitsausstoßvorgang des Flüssigkeitsausstoßkopfs über die Zeit zusammen mit den 14 bis 20 entsprechend dem entlang der Pfeillinie 30-30 des in der 13 genommenen Schnitts zeigt;
22 ist eine Zeichnung, die den Aufbau eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts veranschaulicht, bei welcher die vorliegende Erfindung eingesetzt werden kann;
23 ist eine schematische Zeichnung, die ein weiteres Beispiel des Aufbaus eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs zeigt; und
24 ist eine schematische Zeichnung, die die Schnittstruktur eines Beispiels eines in der vorliegenden Erfindung verwendeten Aufzeichnungsmediums zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In der vorliegenden Erfindung haben Bilder, die mit den einen Tintensatz bildenden Farbtinten erzeugt wurden, den gleichen Grad der Lichtbeständigkeit. Die Farbe einer Farbtinte kann z. B. durch einen CIELAB-Farbraum dargestellt werden, in welchem eine Farbe unter Verwendung der drei Ausdrücke L*, a* und b* definiert wird. Der Begriff L* bezeichnet die Helligkeit einer Farbe im Bereich von 0 (Schwarz) bis 100 (Weiß). Die Begriffe a* und b* bezeichnen den Farbton bzw. die Farbarteigenschaften einer gegebenen Farbe.
In dem CIELAB-Farbraum definiert Delta E (ΔE) den Unterschied zwischen der Farbe des anfänglichen Bildes und der Farbe des Bildes nach Belichten bzw. Aussetzen mit Licht.
Ein Unterschied im ΔE stellt den Unterschied im Ausbleichen zwischen Bildern mit zwei Farben dar. ΔE wird durch die folgenden Gleichungen dargestellt: ΔE = [ (L*1 – L*2)2 + (a*1 – a*2)2 + (b*1 – b*2)2]1/2 (Gleichung 1) ΔE = (ΔL*2 + Δa*2 + Δb*2)1/2 (Gleichung 2)
Der Restanteil der Reflektionsdichte stellt einen Wert dar, welcher die Reflektionsdichte eines Bilds nach Ausbleichen auf der Grundlage der Reflektionsdichte des Bilds unmittelbar nach Druck, welcher als 100(%) gesetzt wird, angibt. Der Restanteil der Reflektionsdichte stellt nämlich den Grad der Konservierung in der Reflektionsdichte des Bilds nach Lichtausbleichen dar.
Die Lichtbeständigkeit eines mit einer Farbtinte erzeugten Bildes kann unter Verwendung von ΔE und dem Restanteil der Reflektionsdichte bestimmt werden. Ein Bild, das einen hohen Restanteil der Reflektionsdichte beibehält und das einen geringen ΔE hat, zeigt nämlich, selbst nach Belichten, geringes Lichtausbleichen. Wenn die entsprechenden ΔE der verschiedenen Farben in einem Mehrfarbbild in gleichen Verhältnissen zueinander stehen, kann ein Farbgleichgewicht bewahrt werden und das Mehrfarbbild nach Belichten vermittelt dem Betrachter nur den geringen Eindruck, dass sich die Qualität des Mehrfarbbilds verschlechtert, selbst wenn das Lichtausbleichen jedes Farbbilds erkennbar ist. Die Erfinder erstrebten einen Tintensatz zu erhalten, welcher Bilder mit entsprechenden ΔE zur Verfügung stellen kann, wobei der Unterschied zwischen den entsprechenden ΔE innerhalb 10 (0 „Null" inklusive) ist, und der Restanteil der Reflektionsdichte jedes Bilds 70% oder mehr unter Bedingungen eines Ausbleichens entsprechend einem Pseudo-Innenraumsonnenlichtausbleichen durch ein Fenster für 3 Jahre oder mehr als ein Kriterium der hervorragenden Lichtbeständigkeit ist, und gelangten zu der vorliegenden Erfindung.
Jeder der ΔE der Bilder, wobei die Bilder mit den entsprechenden Tinten des Tintensatzes erzeugt werden, ist bevorzugt 20 oder weniger, bevorzugter 15 oder weniger.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden ausführlich unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben.
(Ausbleichtest)
In der vorliegenden Erfindung wird ein Ausbleichtest als ein Mittel zur Bewertung des Lichtausbleichens verwendet, und der Ausbleichtest wird bevorzugt auf der Grundlage der Annahme durchgeführt, dass ein Bild Sonnenlicht durch ein Fenster unter Berücksichtigung der Lagerumgebung eines Bilds ausgesetzt wird. Vom Blickpunkt der Langzeitlagerung ist die Aussetzungsmenge in dem Lichtausbleichtest bevorzugt 6000 Klux·h oder mehr. Zum Beispiel entspricht ein Test durchgeführt mit einer Beleuchtungsstärke von 63 Klux für 100 Stunden einem Test durchgeführt auf der Grundlage der Annahme, dass ein Bild für drei Jahre oder mehr mit einem Aussetzen mit Innenraumsonnenlicht von 5 Klux·h pro Tag gelagert wird.
Der Test wird bevorzugter unter den nach ISO 10977 festgesetzten Bedingungen durchgeführt. Die ISO 10977 für simuliertes indirektes Innenraumtageslicht durch ein Fensterglas wird im Folgenden ausführlich beschrieben.
Die Oberflächentemperatur für eine Probe soll 24°C ± 2°C sein, aufrechterhalten durch einen angemessenen Luftstrom über die Proben; die relative Luftfeuchtigkeit der Umgebung soll (50 ± 5)% sein. Eine Testeinheit soll aus einer Xenon-Hochdruckbogenlampe (oder ihrem Äquivalent) mit einem Quarzbrennerrohraufbau sein, die eine Beleuchtungsstärke von 6 Klux ergibt. Zusätzlich soll ein Standardfensterglasfilter zwischen der Lampeneinheit und den Testproben eingefügt werden, um eine Spektralverteilung zu erhalten, die eng dem CIE ID 65 Leuchtmittelspektrum entspricht.
Obwohl die Beleuchtungsstärke auf der Grundlage der ISO Standard 6 Klux ist, erfordert ein Test, der mit 6000 Klux·h oder mehr durchgeführt wird, eine lange Zeit. Daher kann die Beleuchtungsstärke erhöht werden, um die Testzeit zu verkürzen, solange die erhaltenen Ergebnisse Reziprozität aufweisen.
(Aufzeichnungsmedium)
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Aufzeichnungsmedium ist nicht auf ein spezifisches beschränkt, wie mit einer Überzugsschicht, wie etwa ein Kunstdruckpapier (Glanzpapier), beschichtetes Papier und eine Glanzfolie werden bevorzugt verwendet. Für ein hohes Absorptionsvermögen, die Färben und die Auflösung wird ein Aufzeichnungsmedium mit einer porösen teilchenförmigen Schicht oder einer porösen Polymerschicht auf dem Substrat bevorzugt verwendet.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Aufzeichnungsmedium wird in weiteren Einzelheiten im Folgenden beschrieben. Das Aufzeichnungsmedium umfasst eine Tinten empfangende Schicht mit einer porösen Schichtstruktur bestehend aus feinen Teilchen, auf welchen ein Farbmittel, wie ein Farbstoff oder Pigment adsorbiert wird, so dass ein Bild mit den feinen Teilchen, die das Farbmittel adsorbieren, erzeugt wird. Das Aufzeichnungsmedium ist besonders bevorzugt für Fälle, für welche ein Tintenstrahlverfahren verwendet wird. Ein derartiges Aufzeichnungsmedium ist bevorzugt ein Typ, d. h. ein Absorptionstyp, in welchen eine Tinte durch die in einer Tinten empfangenden Schicht auf einem Trägermaterial gebildeten Lücken absorbiert wird. Die Tinten empfangende Schicht vom Absorptionstyp umfasst eine poröse Schicht, die feine Teilchen als ein Hauptbestandteil enthält, und, wenn erforderlich, ein Bindemittel und andere Zusatzstoffe. Beispiele der feinen Teilchen schließen anorganische Pigmente wie etwa Siliciumoxid, Ton, Talk, Calciumkarbonat, Kaolin, Aluminiumoxid, wie etwa Aluminiumoxid (Alumina), Aluminiumoxidhydrat und Ähnliche, Kieselgur, Titanoxid, Hydrotalcid, Zinkoxid und Ähnliche; organische Pigmente, wie etwa Harnstoff-Formalinharze, Ethylenharze, Styrolharze und Ähnliche ein. Von diesen Pigmenten wird wenigstens Siliciumoxid oder Aluminiumoxid verwendet. Als der Binder kann ein wasserlösliches Polymer oder ein Latex verwendet werden. Beispiele derartiger Bindemittel enthalten Polyvinylalkohol oder ein modifiziertes Produkt davon, Stärke, oder ein modifiziertes Produkt davon, Stärke, oder ein modifiziertes Produkt davon, Gelatine, oder ein modifiziertes Produkt davon, Gummiarabikum, Cellulosederivate, wie etwa Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose und Ähnliche, SBR-Latex, NBR-Latex, Methylmethacrylat-Butadien-Copolymer-Latex, mit funktionellen Gruppen modifiziertes Polymerlatex, Vinylcopolymere, wie etwa Ethylen-Vinylacetat-Copolymere und Ähnliche, Acrylat-Copolymere und Ähnliche. Diese Polymere können, wie erforderlich, in einer Kombination von wenigstens zwei Polymeren verwendet werden. Andere Zusatzstoffe können ebenfalls verwendet werden. Beispiele derartiger Zusatzstoffe schließen ein Dispersionsmittel, ein Verdickungsmittel, einen pH-Einsteller, ein Schmiermittel, ein Fluiditätsmodifikationsmittel, einen oberflächenaktiven Stoff, ein Antischaummittel, ein Ablösungsmittel, ein Fluoreszenz-Weißungsmittel, ein Ultraviolettabsorber, ein Antioxidationsmittel und Ähnliche ein.
Insbesondere ist eine Tinten empfangende Schicht mit feinen Teilchen, die einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 1 μm oder weniger haben, bevorzugt, und Siliciumoxid oder Aluminiumoxidfeinteilchen werden als die feinen Teilchen verwendet. Die Siliciumoxidfeinteilchen umfassen bevorzugt kolloidales Siliciumoxid. Obwohl kolloidales Siliciumoxid kommerziell erhalten werden kann, wird zum Beispiel das in den japanischen Patentanmeldungen Nr. 2803134 und 2881847 offenbarte kolloidale Siliciumoxid bevorzugt verwendet. Die Aluminiumoxidfeinteilchen umfassen bevorzugt Aluminiumoxidhydrat. Ein bevorzugtes Beispiel von derartigen Aluminiumoxidpigmenten ist Aluminiumoxidhydrat dargestellt durch die folgende Formel (VII): Al₂O_3-n(OH)_2n·mH₂O (VII)
In der Formel (VII) stellt n eine ganze Zahl von 1, 2 oder 3 dar und m stellt einen Wert von 0 bis 10 und bevorzugt 0 bis 5 dar. Jedoch sind von m und n beide nicht zur gleichen Zeit 0. In vielen Fällen stellt mH₂O eine Eliminationswasserphase dar, welche nicht bei der Bildung des mH₂O-Kristallgitters teilnimmt, und folglich kann m eine ganze Zahl sein oder nicht. Beim Erwärmen eines derartigen Materials reichen in einigen Fällen 0. Ein bevorzugtes Beispiel des Aluminiumoxidhydrats ist eines, das allgemein durch ein bekanntes Verfahren hergestellt wird, wie etwa ein Verfahren der Hydrolyse von Aluminiumalkoxid oder Natriumaluminat, wie in den US Patenten Nr. 4 242 271 und 4 202 870 offenbart, ein Verfahren der Zugabe einer wässrigen Lösung von Natriumsulfat oder Aluminiumchlorid zu einer wässrigen Lösung von Natriumaluminat oder Ähnlichen, um es zu neutralisieren, wie in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 57-44605 offenbart.
Die 24 zeigt schematisch die Schnittstruktur eines Beispiels eines sogenannten beschichteten Papiers („coated paper") mit einer Tinte empfangenden Schicht, die auf einem Trägermaterial aus Papier oder Ähnlichem ausgebildet ist. In der 24 bezeichnet das Bezugszeichen 1000 ein Trägermaterial, und Bezugszeichen 1003 bezeichnet eine überzogene Schicht, die als eine Tinte empfangende Schicht, die durch das Trägermaterial 1000 getragen wird, dient. Die überzogene Schicht 1003 wird als eine poröse Schicht ausgebildet, die feine Teilchen 1005 enthält, welche durch einen Binder 1007 fixiert werden. Daher wird in dem Schritt, in welchem Tintentröpfchen aufgebracht auf das beschichtete Papier in die überzogene Schicht 1003 eindringen, ein in einer Tinte enthaltenes Farbmittel 1009 auf den Oberflächen der feinen Teilchen 1005 adsorbiert und das durch die feinen Teilchen adsorbierte Farbmittel wird fixiert, um ein Bild zu erzeugen.
(Farbmittel)
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließen Farbtinten drei Farbtinten ausgewählt aus Cyan, Magenta und Gelb ein, oder wenigstens zwei Typen von Farbtinten mit dem gleichen Farbton und verschiedenen Mengen an Farbmitteln. Obwohl die für die Farbtinten verwendeten Farbmittel, mit der Ausnahme für Magentatinten, nicht beschränkt sind, werden wasserlösliche Xanthenfarbstoffe, Triphenylmethanfarbstoffe, Anthrachinonfarbstoffe, Monoazofarbstoffe, Disazofarbstoffe, Trisazofarbstoffe, Tetraazofarbstoffe und Kupferphthalocyaninfarbstoffe bevorzugt. Eines oder mehrere dieser Farbmittel können in der gleichen Tinte enthalten sein. Der Gehalt des Farbmittels in der Tinte ist bevorzugt 0,1 bis 15 Gew.-% und bevorzugter im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.-%, auf der Grundlage des Gesamtgewichts der Tinte.
Wenn ein Tintensatz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Magentatinte enthält, wird wenigstens ein durch die folgende Formel (I) dargestelltes Farbmittel verwendet. Formel (I)
wobei R₁ eine substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe bezeichnet; R₂ und R₄ stellen unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe dar; R₃ ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer substituierten oder unsubstituierten Alkylgruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Alkoxygruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Aryloxygruppe und einem Halogenatom; X₁ stellt eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon, oder eine Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon dar; und n bezeichnet 1 oder 2.
Mit Bezug auf R₁ bis R₄ in der Formel (I), schließen Beispiele von R₁ eine Alkoxygruppe mit gerader Kette oder verzweigter Kette mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe und Ähnliche ein. Beispiele der Substituenten einer Phenylgruppe schließen eine Methylgruppe, eine Hydroxylgruppe, eine Nitrogruppe, eine Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon, eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon, ein Halogenatom (Fluor, Chlor, Brom oder Ähnliche) und Ähnliche ein. Beispiele von R₂ schließen ein Wasserstoffatom, eine geradkettige oder verzweigte niedere Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und Ähnliche mit ein. Beispiele von R₃ schließen ein Wasserstoffatom, eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine geradkettige oder verzweigte Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Aryloxygruppe, wie etwa eine Phenoxygruppe, und Ähnliche mit ein. Eine Arylgruppe, welche eine Aryloxygruppe konstituiert, kann z. B. durch eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon, eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon, oder Ähnliche substituiert sein. Beispiele von R₄ schließen ein Wasserstoffatom, eine geradkettige oder verzweigte niedere Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und Ähnliche ein. Beispiele von X₁ schließen -COOM oder -SO₃M (wobei M ein Wasserstoffatom, ein Alkalimetall, wie etwa Li, Na oder Ähnliche, Ammonium und (NH₄), organisches Ammonium (N(R₈)₄)) und Ähnliche mit ein. R8₅ ist eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe oder Ähnliches.
Obwohl Beispiele des durch die Formel (I) dargestellten Farbmittels im Folgenden angegeben werden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt. Wenigstens zwei Farbmittel können gleichzeitig in der gleichen Tinte verwendet werden.
Beispiele der durch die Formel (I) dargestellten Farbmittelverbindungen haben die folgenden Strukturen. Verbindungsbeispiel I-1
Verbindungsbeispiel I-2
Verbindungsbeispiel I-3
Verbindungsbeispiel I-4
Verbindungsbeispiel I-5
Verbindungsbeispiel I-6
Verbindungsbeispiel I-7
Ein Farbmittel der Magentatinte umfasst bevorzugt wenigstens ein Farbmittel dargestellt durch die Formel (I) und wenigstens eines der Farbmittel dargestellt durch die folgenden Formeln (II) oder (III) und Farbmittel mit einer Xanthenstruktur. Formel II
worin Ar₁ eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylgruppe bezeichnet; Ar₂ ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Acetylgruppe, einer Benzoylgruppe, einer 1,3,5-Triazinylgruppe, eine SO₂-C₆H₅-Gruppe und einer SO₂-C₆H₄-CH₃-Gruppe; und M bezeichnet ein Gegenion der Sulfonsäuregruppe, z. B. ein Wasserstoffatom, ein Alkalimetall, wie etwa Li, Na oder Ähnliche, ein Ammonium (NH₄) oder ein organisches Ammonium (N(R₉)₄) und Ähnliche. R₉ ist eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe oder Ähnliche. Eine Phenylgruppe oder Naphthylgruppe als Ar₁ kann z. B. durch wenigstens eine Gruppe oder ein Atom ausgewählt aus einer Carboxylgruppe oder einem Salz davon, einer Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon, einer geradkettigen oder einer verzweigten Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, einem Halogenatom (Fluor, Chlor, Brom oder Ähnliche), einer Alkoxygruppe, mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, einer Aryloxygruppe, wie etwa eine Phenoxygruppe, und Ähnlichem substituiert sein. Wenn Ar₂ eine Benzoylgruppe oder 1,3,5-Triazinylgruppe ist, kann wenigstens ein Wasserstoffatom in einem Benzolring oder einem 1,3,5-Triazinring durch eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon, ein Halogenatom (Fluor, Chlor, Brom oder Ähnliche), oder eine primäre, sekundäre oder tertiäre Aminogruppe oder eine Alkoxygruppe oder Hydroxygruppe substituiert sein. Formel (III)
In der vorhergehenden Formel (III) stellen Ar₃ und Ar₄ unabhängig eine substituierte oder eine unsubstituierte Phenylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Naphtylgruppe dar. Beispiele der Substituenten einer Phenylgruppe oder Naphtylgruppe schließen eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine geradkettige oder verzweigte Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Hydroxylgruppe, eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon, eine Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon, ein Halogenatom (Fluor, Chlor, Brom oder Ähnliche) und Ähnliche ein. Wenigstens eines von Ar₃ und Ar₄ hat einen Substituenten, wie etwa eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon, eine Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon. M stellt ein Gegenion einer Sulfonsäuregruppe dar, z. B. ein Wasserstoffatom, ein Alkalimetall, wie etwa Li, Na oder Ähnliche, Ammonium (NH₄) oder organisches Ammonium (N(R₁₀)₄) und Ähnliche dar. R₅ stellt eine 1,3,5-Triazindiylgruppe dar, wobei wenigstens ein Wasserstoffatom in einem 1,3,5-Triazinring durch eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon, ein Halogenatom (Fluor, Chlor, Brom oder Ähnliche) oder eine primäre, sekundäre oder tertiäre Aminogruppe oder Alkoxygruppe oder Hydroxygruppe substituiert sein kann. R₆ und R₇ sind unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer substituierten oder unsubstituierten Alkylgruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Alkenylgruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Aralkylgruppe und einer Atomgruppe, die zusammen mit N notwendig für die Ausbildung eines Perhydroxyzyazinrings ist, und L stellt eine zweiwertige organische Kopplungsgruppe dar. Beispiele von R₆ und R₇ schließen eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine geradkettige oder verzweigte Alkenylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Benzylguppe und Ähnliche ein. Beispiele der Substituenten einer Alkylgruppe, einer Alkenylgruppe und einer Benzylgruppe schließen eine Hydroxylgruppe, eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon, eine Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon und Ähnliche ein.
Beispiele der durch die Formel (II) dargestellten Farbmittelverbindungen schließen C. I. Reactive Red 180, Verbindung mit den folgenden Strukturen und Verbindungen mit den in den japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. 8-7391 und 11-209673 offenbarten Strukturen ein. Verbindungsbeispiel II-8
Verbindungsbeispiel II-9
Verbindungsbeispiel II-10
Verbindungsbeispiel II-11
Verbindungsbeispiel II-12
Verbindungsbeispiel II-13
Beispiele von durch die Formel (III) dargestellten Farbmittelverbindungen schließen Verbindungen mit den folgenden Strukturen ein. Verbindungsbeispiel III-14
Verbindungsbeispiel III-15
Verbindungsbeispiel III-16
Verbindungsbeispiel III-17
Verbindungsbeispiel III-18
Verbindungsbeispiel III-19
Verbindungsbeispiel III-20
Verbindungsbeispiel III-21
Verbindungsbeispiel III-22
Beispiele von Farbmitteln mit Xanthenstruktur schließen C. I. Acid Red 52, 92, 94 und 289 und Ähnliche ein.
In einer Magentatinte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Gewichtsverhältnis eines Farbmittels dargestellt durch die Formel (I) zu einem Farbmittel (wenigstens eines der Farbmittel dargestellt durch die Formel (II) oder (III) und Farbmitteln mit der Xanthenstruktur) das unterschiedlich zu dem durch die Formel (I) dargestellten Farbmittel ist, bevorzugt im Bereich von 95:5 bis 20:80, unter Berücksichtigung der Wirkung des Erhalts eines klaren Farbtons, einer hohen Bilddichte und einer hervorragenden Lichtbeständigkeit.
Wenn ein Tintensatz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Cyantinte enthält, wird ein Kupferphthalocyaninfarbstoff bevorzugt als ein Farbmittel der Cyantinte verwendet. Beispiele von Farbmitteln mit der Phthalocyaninstruktur enthalten C. I. Acid Blue 249, C. I. Direct Blue 86, C. I. Direct Blue 199, C. I. Direct Blue 307 und Ähnliche. Ein anderes Cyanfarbmittel kann mit dem Kupferphthalocyaninfarbstoff kombiniert werden. In einer Kombination von Farbstoffen ist das Gewichtsverhältnis des Kupferphthalocyaninfarbstoffs zu dem anderen Farbstoff bevorzugt im Bereich von 95:5 bis 20:80.
Wenn ein Tintensatz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine gelbe Tinte enthält, wird Direkt Gelb 132 bevorzugt als ein Farbmittel der gelben Tinte verwendet.
Ein Tintensatz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann weiterhin eine schwarze Tinte enthalten. In diesem Fall wird, wie bei anderen Farbtinten, die schwarze Tinte bevorzugt zugegeben, so dass die Tinten einen Unterschied im Ausbleichen ΔE von 10 oder weniger in einem CILAB-Farbraumanzeigesystem nach Pseudo-Innenraumlichtausbleichen für 3 Jahre oder mehr haben, und jede der Tinten hat einen Restanteil der Reflektionsdichte von 70% oder mehr, bevorzugt 80% oder mehr. Beispiele einer derartigen schwarzen Tinte enthalten schwarze Tinten auf Farbstoffgrundlage und schwarze Tinten auf Pigmentgrundlage.
Bei der Verwendung einer schwarzen Tinte auf Farbstoffgrundlage kann wenigstens eine ausgewählt aus Verbindungen dargestellt durch die folgenden Formeln (IV) bis (VI) als ein Farbstoff für die schwarze Tinte verwendet werden.
wobei W eine Carboxylgruppe darstellt, X stellt ein Wasserstoffatom, eine Carboxylgruppe, oder eine Sulfonsäuregruppe dar, Y stellt ein Wasserstoffatom, eine Carboxylgruppe oder eine Sulfonsäuregruppe dar, Z stellt ein Wasserstoffatom, eine Carboxylgruppe oder eine Sulfonsäuregruppe dar, und R₁ stellt ein Wasserstoffatom, eine mit wenigstens einer von einer Carboxylgruppe und einer Alkoxygruppe substutuierte Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe, oder einer substituierte oder unsubstituierte Alkanoylgruppe dar. Beispiele von Substituenten einer Phenylgruppe und einer Alkanoylgruppe enthalten eine Hydroxylgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Sulfonsäuregruppe und eine Alkoxygruppe, und Ähnliche.
In der Formel (IV) ist eine durch R₁ dargestellte Carboxyalkylgruppe bevorzugt eine Carboxyalkylgruppe mit einer Alkylgruppe von C1-6 (das bedeutet hiernach 1 bis 6 Kohlenstoffe) und bevorzugter eine Carboxylgruppe mit einer Alkylgruppe von C1-4.
wobei Q1 eine Phenylgruppe oder Naphthylgruppe substituiert mit wenigstens einer ausgewählt aus niederen Alkylcarbonylaminogruppen und niederen Alkoxygruppen, oder eine durch eine Sulfonsäuregruppe substituierte Naphthylgruppe darstellt; Q2 stellt eine Naphthylgruppe substituiert durch eine Sulfonsäuregruppe oder eine Phenylgruppe substituiert durch eine niedere Alkoxygruppe dar; Q3 stellt eine unsubstituierte oder SO₃M-Gruppen substituierte Phenylgruppe oder Naphthylgruppe dar; R₂ und R₃ stellen unabhängig eine niedere Alkylgruppe, eine niedere Alkoxygruppe oder eine niedere Alkylcarbonylgruppe dar; R₄ stellt ein Wasserstoffatom oder eine durch eine Sulfonsäuregruppe substituierte Phenylgruppe dar; m ist 0 oder 1; M stellt ein Alkalimetall, wie etwa Li, Na oder ähnliche, Ammonium (NH₄), organisches Ammonium (N(R₅)₄) oder ähnliche dar. Beispiele von R₅ schließen eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe und ähnliche ein.
In den Strukturen der durch die Formeln (V) und (VI) dargestellten Farbstoffe ist eine niedere Alkylcarbonylaminogruppe bevorzugt eine C1-4 Alkylcarbonylaminogruppe, eine niedere Alkoxygruppe ist bevorzugt eine C1-4 Alkoxygruppe und eine niedere Alkylgruppe ist bevorzugt eine C1-4 Alkylgruppe.
Beispiele von durch die vorhergehende Formel (V) dargestellte Farbstoffe enthalten die durch die folgenden Strukturformeln 23 bis 27 dargestellten Verbindungen. Verbindungsbeispiel 23
Verbindungsbeispiel 24
Verbindungsbeispiel 25
Verbindungsbeispiel 26
Verbindungsbeispiel 27
Beispiele der durch die vorhergehende Formel (VI) dargestellten Farbstoffe schließen die durch die folgenden Strukturformeln 28 bis 32 dargestellten Verbindungen ein. Verbindungsbeispiel 28
Verbindungsbeispiel 29
Verbindungsbeispiel 30
Verbindungsbeispiel 31
Verbindungsbeispiel 32
Andere Beispiele des Farbstoffs enthalten C. I. Direct Black 17, 19, 32, 51, 71, 90, 108, 146, 154, 168 und 195, C. I. Food Black 1 und 2 und ähnliche. Diese schwarzen Farbstoffe können alleine oder in einer geeigneten Kombination innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Beispiele der schwarzen Tinten auf Pigmentgrundlage Schließen Tinten auf Pigmentgrundlage jeweils mit einem selbstdispergierenden Ruß als ein Farbmittel, wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 10-195360 offenbart, ein. Derartige Tinten haben eine hervorragende Lichtbeständigkeit und die Fähigkeit, ein Zeichen mit hervorragender Qualität zu bilden. Daher kann eine Kombination der schwarzen Tinte und des vorher beschriebenen Farbtintensatzes ein Mehrfarbbild mit geringerer Verschlechterung über die Zeit und einen Ausdruck mit hervorragender Zeichenqualität zur Verfügung stellen.
Die gelben, magentafarbenen und cyanfarbenen Farbtinten enthalten jeweils eines der vorhergehenden verschiedenen Farbmittel mit hervorragender Kompatibilität mit einem Aufzeichnungsmedium von den vorher beschriebenen Aufzeichnungsmedien, welche Aluminiumhydratfeinteilchen in der Tinte empfangenden Schicht enthalten, und welche zu einem hohen Maße die Bedingungen erfüllen können, dass der Unterschied im Ausbleichungs-ΔE in den Ausbleichungstests gemäß der vorliegenden Erfindung 10 oder weniger ist, und dass die Bilder Restanteile der Reflektionsdichte von 70% oder mehr und bevorzugt 80% oder mehr haben. Obwohl der Grund warum die Farbmittel eine gute Kompatibilität mit dem Aufzeichnungsmedium haben nicht bekannt ist, trägt die Farbmittelabsorption auf Aluminiumoxidhydrat möglicherweise zu der Unterdrückung der Verschlechterung der Farbmittel bei.
Die Farbtöne der Farbtinten und eine Kombination der Farbmittel der Farbtinten, welche ein Erreichen eines hohen Grades der Lichtbeständigkeit ermöglichen, werden im Folgenden angegeben.
Magentatinte: eine Mischung eines Farbstoffes dargestellt durch die Formel (I) und wenigstens eines Farbstoffs ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Farbstoffen dargestellt durch die Formeln (II) oder (III) und Farbstoffe mit der Xanthenstruktur. Spezifischer eine Mischung der Verbindungsbeispiele I-7 und II-8 und C. I. Acid Red 289.

Cyantinte: Direct Blue 199
Gelbe Tinte: Direct Yellow 132

Wenn eine schwarze Tinte zu dem Tintensatz mit YMC Farbtinten zugegeben wird, wird bevorzugt eine Tinte verwendet, die z. B. C. I. Food Black 2 und Verbindungsbeispiele 23 und 28 als Farbstoffe enthält.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt des Tintensatzes der vorliegenden Erfindung umfasst ein Tintensatz wenigstens eine erste Tinte und eine zweite Tinte mit dem gleichen Farbton, wobei die zweite Tinte einen geringeren Farbmittelgehalt als die erste Tinte hat. Der geringere Farbmittelgehalt ist z. B. 2% oder weniger des Gesamtgewichts der Tinte. In diesem Fall ist der Grad der Ausbleichung des mit der zweiten Tinte erzeugten Bildes bevorzugt der gleiche oder geringer als der des mit der ersten Tinte erzeugten Bildes.
In einem Fall der ersten und zweiten Tinten mit einem Magentafarbton wird die zweite Tinte bevorzugt verwendet, die einen durch die Formel (II) dargestellten Farbstoff als einzigen Farbstoff enthält. In einem Fall der ersten und der zweiten Tinten mit einem Cyanfarbton, wird bevorzugt die zweite Tinte verwendet, die Direct Blue 199 als ein einziges Farbmittel enthält.
(Wässriges Medium)
Jede der Tinten des erfindungsgemäßen Tintensatzes verwendet ein wässriges Medium, das hauptsächlich aus Wasser als ein flüssiges Medium besteht, zur Lösung oder Dispersion des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Farbmittels. Als das wässrige Medium kann Wasser oder eine Mischung von Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel verwendet werden. Das wasserlösliche organische Lösungsmittel ist nicht beschränkt solange es Wasserlöslichkeit aufweist. Beispiele derartiger organischer Lösungsmittel enthalten Alkohol, mehrwertiger Alkohol, Polyglykol, Glykolether, stickstoffhaltige polare Lösungsmittel, schwefelhaltige polare Lösungsmittel und ähnliche. Diese Lösungsmittel werden als ein Mittel zum Erhalt der Feuchtigkeitsretention der Tinten, der Verbesserung der Löslichkeit des Farbmittels und der Verbesserung der Eindringfähigkeit der Tinten in das Aufzeichnungspapier verwendet. Der Gehalt des wasserlöslichen organischen Lösungsmittels ist bevorzugt im Bereich von 1 bis 40 Gew.-% und bevorzugter im Bereich von 3 bis 30 Gew.-% des Gesamtgewichts der Tinte. Der Feuchtigkeitsgehalt jeder der Tinten ist bevorzugt im Bereich von 30 bis 95 Gew.-%, um die Farbstofflöslichkeit und die Tintenausstoßstabilität gut zu erhalten.
(Zusatzstoffe; Additive)
Um die Feuchtigkeitsretention der Tinten zu bewahren, kann ein befeuchtender Feststoff, wie Harnstoff, ein Harnstoffderivat, Trimethylolpropan oder ähnliche als ein Tintenbestandteil verwendet werden. Der Gehalt des befeuchtenden Feststoffs, wie etwa Harnstoff, ein Harnstoffderivat, Trimethylolpropan oder ähnliche, in einer Tinte ist bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 20 Gew.-% und bevorzugter im Bereich von 3,0 bis 10 Gew.-%. Neben den vorhergehenden Bestandteilen kann die Tinte der vorliegenden Erfindung weiterhin verschiedene Zusatzstoffe (Additive), wie etwa einen oberflächenaktiven Stoff, ein pH-Einsteller, ein Rostschutzmittel, ein antiseptisches Mittel, ein Fungizid, ein Antioxidationsmittel, einen Reduktionshemmstoff, einen Verdampfungsbeschleuniger, einen Chelatbildner, ein wasserlösliches Polymer und ähnliches enthalten.
(pH)
Wenn ein Farbmittel mit niedriger Löslichkeit in Wasser in einem niedrigen pH-Bereich für eine erfindungsgemäße Tinte verwendet wird, wird der pH der Tinte bevorzugt in dem alkalischen Bereich aufrecht erhalten, um ein Verstopfen der Düsenspitze zu vermeiden und die Langzeitlagerungsstabilität zu fördern. Mit einer Tinte, die einen pH von über 11,0 hat, schreitet die Auflösung oder Korrosion eines Elements, welches die Aufzeichnungseinrichtung in Kontakt mit der Tinte bildet, leicht voran. Daher ist der pH einer Tinte bevorzugt im Bereich von 7,0 bis 11,0.
(Tintenstrahlaufzeichnungsgerät und Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren)
Als ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, bei welchem der Tintensatz der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, wird ein Beispiel eines Aufbaus eines Kopfs, der als ein Hauptteil eines Geräts unter Nutzung von Wärmeenergie dient, in den 1 und 2 gezeigt.
Die 1 ist eine Schnittansicht eines Kopfs 13, aufgenommen entlang eines Tintenkanals, und die 2 ist eine Schnittansicht aufgenommen entlang der Linie 2-2 in der 1. Der Kopf 13 wird durch Verbinden einer Platte aus Glas, Keramik, Silicium oder Kunststoff mit einem Kanal (Düse) 14 durch welche eine Tinte 21 geführt wird, und einem Heizelementsubstrat 15 erhalten. Das Heizelementsubstrat 15 umfasst eine Schutzschicht 16 aus Siliciumoxid, Siliciumnitrid, Siliciumcarbid oder ähnlichem, Elektroden 17-1 und 17-2 aus Aluminium, Gold, einer Aluminium-Kupfer-Legierung oder ähnlichem, einer Heizwiderstandsschicht 18 aus einem Material mit hohem Schmelzpunkt, wie etwa HfB₂, TaN, TaAl oder ähnlichem, einer Wärmespeicherschicht 19 aus thermisch gebildetem Siliciumoxid, Aluminiumoxid oder ähnlichem, und ein Substrat 20 aus einem Material mit hoher Wärmeabstrahlungseigenschaft, wie etwa Silicium, Aluminium, Aluminiumnitrid oder ähnlichem.
Wenn ein gepulstes elektrisches Signal an die Elektroden 17-1 und 17-2 des Kopfes 13 angelegt wird, wird die Fläche des Heizelementsubstrats 15, die durch n in der 1 bezeichnet wird, schnell erwärmt, um Blasen in der Tinte 21 in Kontakt mit der Oberfläche der Fläche n zu erzeugen, und ein Meniskus 23 wird durch den Druck erzeugt aufgrund der Blasen projiziert, um die Tinte durch die Düse 14 des Kopfes auszustoßen. Als ein Ergebnis werden Tintentröpfchen 24 aus einer Ausstoßöffnung 22 auf ein Aufzeichnungsmaterial 25 ausgestoßen.
Die 3 zeigt das Erscheinungsbild eines Mehrfachkopfes mit einer Mehrzahl der in der 1 gezeigten Köpfe, welche in einer Reihe angeordnet sind. Der Mehrfachkopf wird durch Verbinden einer Glasplatte 27 mit einer Mehrfachdüse 26 und einem Wärme erzeugenden Kopf 28, ähnlich zu dem in der 1 gezeigten, erhalten.
Die 4 zeigt ein Beispiel eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes mit dem Mehrfachkopf. In der 4 bezeichnet Bezugszeichen 61 eine Klinge, die als ein Wischelement dient, in welchem ein Ende gehalten und durch ein Klingenhalteelement behalten wird, um eine Auslegerform anzunehmen. Die Klinge 61 ist neben einem Aufzeichnungsbereich eines Aufzeichnungskopfes 65 angeordnet. In diesem Beispiel wird die Klinge 61 gehalten, um in den Bewegungspfad des Aufzeichnungskopfes 65 hineinzuragen.
Bezugszeichen 62 bezeichnet eine Kappe für die Öffnungsoberfläche des Aufzeichnungskopfes 65, welche an einer Ausgangsposition neben der Klinge 61 vorgesehen ist und vertikal zu der Bewegungsrichtung des Aufzeichnungskopfes 65 bewegt wird, so dass eine Deckstruktur in Kontakt mit der Tintenöffnungsoberfläche bereitgestellt wird. Bezugszeichen 63 bezeichnet einen Tintenabsorber, welcher neben der Klinge 61 gehalten wird, um in den Bewegungspfad des Aufzeichnungskopfes 65 in der gleichen Art und Weise wie die Klinge 61 hineinzuragen. Die Klinge 61, die Kappe 62 und der Tintenabsorber 63 bilden die Ausstoßwiedergewinnungseinheit 64, so dass Feuchtigkeit, Staubteilchen und ähnliche auf der Öffnungsoberfläche durch die Klinge 61 und den Tintenabsorber 63 entfernt werden.
Der Aufzeichnungskopf 65 umfasst Ausstoßenergie erzeugende Einrichtungen für den Ausstoß einer Tinte auf das Aufzeichnungsmedium gegenüber der Öffnungsoberfläche mit Öffnungen, um ein Bild aufzuzeichnen. Bezugszeichen 66 bezeichnet einen Schlitten, auf welchem der Aufzeichnungskopf 65 montiert ist, um den Aufzeichnungskopf 65 zu bewegen. Der Schlitten 66 ist gleitfähig in einen Führungsschaft 67 eingerastet und teilweise (nicht gezeigt) mit einem Riemen 69, angetrieben durch einen Motor 68, verbunden. Dies ermöglicht die Bewegung des Schlittens 65 entlang des Führungsschaftes 67 und die Bewegung innerhalb des Aufzeichnungsbereiches des Aufzeichnungskopfs 65 und des benachbarten Bereiches. Bezugszeichen 51 bezeichnet eine Papierzufuhreinheit für das Einbringen des Aufzeichnungsmediums, und Bezugszeichen 52 bezeichnet eine Papierzufuhrwalze angetrieben durch einen Motor (nicht in der Zeichnung gezeigt).
Bei dem vorher beschriebenen Aufbau wird das Aufzeichnungsmedium zu einer Position gegenüber der Öffnungsoberfläche des Aufzeichnungskopfes 65 zugeführt, und mit dem Fortschritt der Aufzeichnung zu einer Papierausstoßeinheit mit einer Papierausstoßungswalze 53 ausgestoßen. Bei dem vorhergehenden Aufbau, wenn der Aufzeichnungskopf 65 in die Ausgangsposition nach Abschluss des Aufzeichnens zurückkehrt, wird die Kappe 62 der Ausstoßwiederherstellungseinheit 64 aus dem Bewegungspfad des Aufzeichnungskopfes 65 gezogen, während die Klinge 61 in den Bewegungspfad hineinragt. Als ein Ergebnis werden die Öffnungen des Aufzeichnungskopfes 65 gewischt. Wenn die Kappe 62 in Kontakt mit der Öffnungsoberfläche des Aufzeichnungskopfes 65 gebracht wird, um die Öffnungsoberfläche zu bedecken, wird die Kappe 62 bewegt, um in den Bewegungspfad des Aufzeichnungskopfes 65 hineinzuragen. Wenn der Aufzeichnungskopf 65 zu der Aufzeichnungsstartposition aus der Ausgangsposition bewegt wird, sind die Kappe 62 und die Klinge 61 an den gleichen Positionen wie beim Wischen angeordnet. Als ein Ergebnis wird die Öffnungsoberfläche des Aufzeichnungskopfes 65 ebenfalls während dieser Bewegung gewischt.
Der Aufzeichnungskopf 65 wird in die Ausgangsposition nicht nur zu den Zeitpunkten der Vollendung der Aufzeichnung und der Ausstoßwiederherstellung sondern ebenfalls während der Bewegung innerhalb des Aufzeichnungsbereiches bewegt, in welchem der Aufzeichnungskopf der Ausgangsposition neben dem Aufzeichnungsbereich in vorbestimmten Intervallen bewegt wird, um die Öffnungsoberfläche in Verbindung mit der Bewegung zu wischen.
Die 5 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel einer Tintenkartusche 45 zeigt, die eine zu dem Aufzeichnungskopf durch ein Tintenzufuhrelement, z. B. eine Röhre, zuzuführende Tinte enthält. In dieser Zeichnung bezeichnet Bezugszeichen 40 ein Tinte enthaltendes Teil, z. B. einen Tintenbeutel, welcher eine zuzuführende Tinte enthält, wobei ein Gummistopper 42 an der Spitze des Tinte enthaltenden Teils 40 vorgesehen ist. Eine Nadel (nicht in der Zeichnung gezeigt) wird in den Stopper 42 eingebracht, so dass die Tinte in dem Tintenbeutel 40 zu dem Kopf geführt werden kann. Bezugszeichen 44 bezeichnet einen Tintenabsorber, welcher Abfalltinte empfängt. Der Tinte enthaltende Teil umfasst bevorzugt eine angefeuchtete Oberfläche in Kontakt mit der Tinte, die aus Polyolefin, insbesondere Polyethylen, hergestellt ist.
Als das in der vorliegenden Erfindung verwendete Tintenstrahlaufzeichnungsgerät kann nicht nur ein Gerät mit einem Kopf und einer Tintenkartusche, welche wie vorher beschrieben separat vorgesehen werden, sondern ebenfalls ein Gerät mit einem Kopf und einer Tintenkartusche, welche integral vorgesehen werden, wie in der 6 gezeigt, bevorzugt verwendet werden. In der 6 bezeichnet Bezugszeichen 70 eine Aufzeichnungseinheit, die einen Tinte empfangenden Teil enthält, z. B. einen Tintenabsorber, welcher eine Tinte enthält, so dass die in dem Tintenabsorber enthaltende Tinte als Tintentröpfchen von einem Kopfteil 71 mit einer Mehrzahl von Öffnungen ausgestoßen wird. In der vorliegenden Erfindung wird Polyurethan bevorzugt als ein Material für den Tintenabsorber verwendet. Der Tinte empfangende Teil kann einen Tintenbeutel umfassen, in welchem eine Feder oder ähnliches eingefügt ist, ohne Verwendung des Tintenabsorbers. Bezugszeichen 72 bezeichnet eine Luftkommunikationsöffnung für die Verbindung des Inneren der Kartusche mit der Luft. Die Aufzeichnungseinheit 70 wird anstelle des in der 4 gezeigten Aufzeichnungskopfes verwendet, und ist von dem Schlitten 66 abnehmbar.
Ein weiters Beispiel des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes ist ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät unter Verwendung von dynamischer Energie und mit einem On-Demand-Tintenstrahlaufzeichnungskopf, welcher ein Düsen bildendes Substrat mit einer Mehrzahl von Düsen, ein Druck erzeugendes Element, das gegenüber den Düsen angeordnet ist und ein piezoelektrisches Material und ein leitfähiges Material umfasst, und eine Tinte umfasst, welche die Peripherie des Druck erzeugenden Elements füllt, wobei das Druck erzeugende Element durch Anlegen einer Spannung verschoben wird, um Tintentröpfchen aus den Düsen auszustoßen.
Die 23 zeigt ein Beispiel des Aufbaus eines Aufzeichnungskopfes, der als ein Hauptteil des Aufzeichnungsgerätes dient. In diesem Beispiel umfasst der Kopf einen Tintenkanal 80, der mit einer Tintenkammer (nicht gezeigt in der Zeichnung) kommuniziert, eine Öffnungsplatte 81 für den Ausstoß eines erwünschten Volumens an Tintentröpfchen, eine vibrierende Platte 82 für das direkte Ausüben von Druck auf die Tinte, ein piezoelektrisches Element, das mit der vibrierenden Platte 82 verbunden ist, um mit einem elektrischen Signal verschoben zu werden, und ein Substrat 84 für das Tragen und Fixieren der Öffnungsplatte 81, der vibrierenden Platte 82 usw.
In der 23 wird der Tintenkanal 80 aus einem lichtempfindlichen Harz oder ähnlichem hergestellt, die Öffnungsplatte wird durch Elektrogießen von rostfreiem Stahl, Nickel oder ähnlichem gebildet und hat eine Öffnung 85, die durch Perforation durch ein Druckwerk gebildet wird, die vibrierende Platte 82 umfasst einen Metallfilm aus rostfreiem Stahl, Nickel, Titan oder ähnlichem, oder einen hochelastischen Harzfilm oder ähnliches, und das piezoelektrische Element 83 umfasst ein dielektrisches Material, wie etwa Bariumtitanat, PZT (Bleizirkonattitanat; P[ZrTi]O₂) oder ähnliche.
In dem wie vorher beschrieben aufgebauten Aufzeichnungskopf wird wenn eine gepulste Spannung an das piezoelektrische Element 83 angelegt wird, um eine Spannungsdehnung zu erzeugen, die die vibrierende Platte 82 verbunden mit dem piezoelektrischen Element 83 durch die Energie der Spannungsdehnung verformt, um Druck auf die Tinte in dem Tintenkanal 80 vertikal auszuüben, so dass Tintentröpfchen (nicht gezeigt) von der Öffnung 85 der Öffnungsplatte ausgestoßen werden, um ein Bild aufzuzeichnen.
Ein derartiger Aufzeichnungskopf wird in der gleichen Art von Aufzeichnungsgerät wie das in der 4 gezeigte eingefügt. Der Betrieb der Einzelheiten des Aufzeichnungsgeräts ist der Gleiche wie vorstehend beschrieben.
Andere Beispiele des Aufzeichnungsgeräts und des Aufzeichnungskopfs, welche bevorzugt in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, werden im Folgenden beschrieben.
7 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Hauptteil eines Beispiels eines Tintenstrahldruckers zeigt, der als ein Flüssigkeitsausstoßgerät unter Verwendung eines Flüssigkeitsausstoßkopfs auf einem Ausstoßsystem dient, in welchem während des Ausstoßens Blasen mit der Luft kommunizieren. In der 7 umfasst ein Tintenstrahldrucker eine Transfervorrichtung 1030 für schubweises Transportieren eines Blatts 1028 als ein Aufzeichnungsmedium in die durch einen Pfeil P in der 7 gezeigten Richtung, die in einem Gehäuse entlang der Längsrichtung davon vorgesehen ist, eine Aufzeichnungseinheit 1010, die entlang eines Führungsschaftes 1014 hin- und herbewegt wird, der im Wesentlichen parallel zu der Richtung S ist, die im Wesentlichen senkrecht zu der Transferrichtung P des Blatts 1028 transferiert durch die Transfervorrichtung 1030 ist, und eine Bewegungsantriebseinheit 1006, die als eine Antriebseinrichtung für das Hin- und Herbewegen der Aufzeichnungseinheit 1010 dient.
Die Transfervorrichtung 1030 umfasst ein Paar Walzeneinheiten 1022a und 1022b, die im Wesentlichen parallel gegenüber voneinander angeordnet sind, ein Paar Walzeneinheiten 1024a und 1024b und eine Antriebseinheit 1020 für den Antrieb jeder der Walzeneinheiten. Wenn daher die Antriebseinheit 1020 in einen Betriebszustand versetzt wird, wird das Blatt 1028 schubweise in die durch den Pfeil P in der 7 gezeigte Richtung transferiert, während es zwischen den Walzeneinheiten 1022a und 1022b und den Walzeneinheiten 1024a und 1024b gehalten wird.
Die Bewegungsantriebseinheit 1006 umfasst einen Riemen 1016, der um Riemenscheiben 1026a und 1026b gewunden ist, die entsprechend an rotierenden Wellen vorgesehen sind, welche gegenüber voneinander mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen angeordnet sind, und einen Motor 1018, der im Wesentlichen parallel mit den Walzeneinheiten 1022a und 1022b angeordnet ist, um den mit einem Schlittenelement 1010a der Aufzeichnungseinheit 1010 in den Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen anzutreiben.
Wenn der Motor 1018 in einen Betriebszustand versetzt wird, um den Riemen 1016 in der durch den Pfeil R in der 7 gezeigten Richtung zu bewegen, wird das Schlittenelement 1010a der Aufzeichnungseinheit 1010 in einen vorbestimmten Umfang in die Richtung gegenüber der durch den Pfeil S in der 7 gezeigten Richtung bewegt. Wenn der Motor 1018 in einen Betriebszustand versetzt wird, um den Riemen 1016 in der durch den Pfeil R in der 7 gezeigten entgegen gesetzten Richtung zu bewegen, wird das Schlittenelement 1010a der Aufzeichnungseinheit 1010 in einen vorbestimmten Umfang in die Richtung gegenüber der durch den Pfeil S in der 7 gezeigten entgegen gesetzten Richtung bewegt. Außerdem ist eine Wiederherstellungseinheit 1026 für die Ausstoßwiederherstellung der Aufzeichnungseinheit 1010 gegenüber der Tintenöffnungsanordnung der Aufzeichnungseinheit 1010 in der Ausgangsposition des Schlittenelements 1010a am Ende der Bewegung der Antriebseinheit 1006 vorgesehen.
Die Aufzeichnungseinheit 1010 umfasst Tintenstrahlkartuschen (können als „Kartusche" 1012 hiernach bezeichnet werden) 1012Y, 1012M, 1012C und 1012B, welche abnehmbar auf dem Schlittenelement 1010a für die Farben, z. B. Gelb, Matenta, Cyan bzw. Schwarz, vorgesehen sind.
Die 8 zeigt ein Beispiel einer Tintenstrahlkartusche, welche auf dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät befestigt werden kann. In diesem Beispiel ist eine Kartusche 1012 von einem seriellen Typ mit einem Flüssigkeitsausstoßkopf 100 und einem Flüssigkeitstank 1001, der eine Flüssigkeit, wie etwa eine Tinte oder Ähnliches, enthält. Der Flüssigkeitsausstoßkopf 100 umfasst viele Öffnungen 832 für den Ausstoß der Flüssigkeit, wie etwa Tinte, welche in eine gemeinsame Kammer (siehe 9) des Flüssigkeitsausstoßkopfs 100 von dem Flüssigkeitstank 1001 durch einen Flüssigkeitszufuhrkanal (nicht gezeigt) geführt wird. Die Kartusche 1012 umfasst den Flüssigkeitsausstoßkopf 100 und den Flüssigkeitstank 1001, welche integral ausgebildet werden, so dass die Flüssigkeit zu dem Flüssigkeitstank 1001 wie erforderlich zugegeben wird. Jedoch kann der Flüssigkeitstank 1001 abnehmbar mit dem Flüssigkeitsausstoßkopf 100 verbunden werden.
Ein Beispiel des Flüssigkeitsausstoßkopfs, welcher auf dem Tintenstrahldrucker befestigt werden kann, wird im Folgenden weiteren Einzelheiten beschrieben.
Die 9 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Hauptteil eines Flüssigkeitsausstoßkopfs in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und die 10 bis 13 sind Frontansichten, die die Öffnungsform des Flüssigkeitsausstoßkopfs, gezeigt in der 9, zeigen. In diesen Zeichnungen sind elektrische Leitungen für den Betrieb eines elektrothermischen Wandlungselements und Ähnliches weggelassen.
Der Flüssigkeitsausstoßkopf dieses Beispiels umfasst ein Substrat 934 z. B. hergestellt aus Glas, Keramik, Kunststoff oder einem Metall, wie in der 9 gezeigt. Das Material des Substrats ist in der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich und solange eine Funktionen als ein Teil eines Kanalkomponentenelements und eine Stütze für ein Tintenausstoßenergie erzeugendes Element und eine Materialschicht, welche einen Flüssigkeitskanal und einer Öffnung, welche im Folgenden beschrieben werden, nicht beeinträchtigt ist. In diesem Beispiel wird ein Si-Substrat (Wafer) verwendet. Die Öffnung kann durch ein Laserstrahlverfahren oder ein Verfahren unter Verwendung einer Öffnungsplatte 935 als ein im Folgenden beschriebenes fotoempfindliches Harz und eine Expositionsvorrichtung, wie etwa ein MPA (Mirror Projection Aligner) ausgebildet werden.
In der 9 bezeichnet das Bezugszeichen 934 ein Substrat mit einem elektrothermischen Umwandlungselement (hiernach als eine „Heizvorrichtung" bezeichnet) und eine Tintenzufuhröffnung 933 mit einem schlitzförmigen Durchgangsloch. In dem Substrat 934 sind die Heizvorrichtungen 931, die als Wärmeenergie erzeugende Einrichtung dienen, in Abständen von z. B. 300 dpi angeordnet, in einer gestapelten Form auf beiden Seiten der Tintenzufuhrmündung 933 in der Längsrichtung. Außerdem sind Tintenkanalwände 936 auf dem Substrat 934 zur Ausbildung von Tintenkanälen vorgesehen. Eine Öffnungsplatte 935 mit Öffnungen 832 wird außerdem auf den Tintenkanalwänden 936 vorgesehen.
Obwohl in der 9 die Tintenkanalwände 936 und die Öffnungsplatte 935 als getrennte Elemente gezeigt werden, können die Tintenkanalwände 936 auf dem Substrat 934 zum Beispiel durch ein Schleuderbeschichtungsverfahren gebildet werden, so dass die Tintenkanalwände 936 und die Öffnungsplatte 935 gleichzeitig als das gleiche Element ausgebildet werden können. In diesem Beispiel wird die Öffnungsoberfläche (obere Oberfläche) 935a einer wasserabstoßenden Behandlung unterzogen.
In diesem Beispiel wird ein Kopf in serieller Bauweise für das Aufzeichnen eines Bilds während des Scannens in der Richtung des in der 7 gezeigten Pfeils S für das Aufzeichnen mit, zum Beispiel, 1200 dpi. verwendet. Die Steuerungsfrequenz ist 10 kHz und die Tinte wird aus jeder Öffnung in minimalen Zeitintervallen von 100 μs ausgestoßen.
In einem Beispiel des Kopfs, zum Beispiel, wie in der 10 gezeigt, haben alle Partitionen 936a für die Isolierung von durch benachbarte Düsen ausgestoßene Flüssigkeiten voneinander eine Breite w von 14 μm. Wie in der 13 gezeigt, hat jeder Flüssigkeitskanal 1338 eine Blasenkammer 1337, die durch Tintenkanalwände 936 ausgebildet ist und eine N₁ (Breitenabmessung) von 33 μm und eine N₂ (Längsabmessung) von 35 μm hat. Jede der Heizvorrichtungen 931 hat eine Größe von 30 μm × 30 μm, einen Widerstandswert von 53 Ω und eine Steuerungsspannung von 10,3 V. Jede der Tintenkanalwände 936 und der Partitionen 936a hat eine Höhe von 12 μm und die Öffnungsplatte hat eine Dicke von 11 μm.
Jede der in der Öffnungsplatte vorgesehenen Öffnungsteile 940 mit den Öffnungen 832 hat, aufgenommen in der Richtung quer zu der Tintenausstoßrichtung (die Dickerichtung der Öffnungsplatte 935), einen im Wesentlichen sternenförmigen Querschnitt. Wie in der 11 gezeigt, umfasst der sternenförmige Teil im wesentlichen sechs Vorstöße 832a, die jeweils einen stumpfen Winkel haben, und sechs Vertiefungen 832b, die abwechselnd zwischen den Vorstößen 832a angeordnet sind und jeweils einen spitzen Winkel haben. Es werden nämlich, unter der Annahme dass jede der Vertiefungen 832b, welche entfernt von der Mitte O angeordnet sind, ein oberes Ende ist, und jede der Vorstöße 832a, welche nahe der Mitte O jeder Öffnung angeordnet ist, eine Basis ist, sechs Vertiefungen 1141 in der Dickerichtung (der Richtung des Flüssigkeitsausstoßes) der in der 9 gezeigten Öffnungsplatte ausgebildet.
In diesem Beispiel hat jeder der Öffnungsabschnitte 940 einen Querschnitt, genommen in der Richtung quer der Dickerichtung, in welchem ein gleichschenkliges Dreieck mit Seiten von 27 μm über ein ähnliches Dreieck gelegt und in einem Winkel von 60° gedreht wird, und die in der 11 gezeigte Seite T₁ ist 8 μm. Die Winkel aller Vorstöße 832a sind 120°, und die Winkel aller Vertiefungen 832b sind 60°. Daher fällt die Mitte O jeder Öffnung mit dem medianen Punkt G eines Polygons zusammen, das durch Verbindung der Mitten der benachbarten Vertiefung gebildet wird, d. h. die Mitte einer Figur gebildet durch Verbindung der oberen Enden der Vertiefungen und der zwei Basen neben den oberen Enden. In diesem Beispiel hat jede der Öffnungen 832 eine Durchlassfläche von 400 μm² und jede der Vertiefungen hat eine Durchlassfläche von etwa 33 μm² (die Fläche einer Figur gebildet durch Verbindung des oberen Endes jeder Vertiefung und den zwei Basen neben dem oberen Ende). Die 12 ist eine schematische Zeichnung, die den Zustand zeigt, in welchem Tinte (C) an dem in der 11 gezeigten Öffnungsabschnitt anhaftet.
Der Vorgang des Ausstoßes einer Flüssigkeit (I) durch den wie vorher beschrieben aufgebauten Tintenstrahlaufzeichnungskopf wird im Folgenden mit Bezugnahme auf die 14 bis 21 beschrieben. Die 14 bis 21 sind Schnittansichten einer Blasenkammer 1337, aufgenommen entlang der Linie 30-30 in der 13, die den Flüssigkeitsausstoßvorgang des in den 9 bis 13 gezeigten Flüssigkeitsausstoßkopfs veranschaulichen. In diesen Schnittansichten ist das Ende jedes Öffnungsabschnitts 940 in der Dickerichtung der Öffnungsplatte 935 an dem oberen Ende 1141a jeder der Vertiefungen 1141 angeordnet. Die 14 zeigt den Zustand, in welchem eine filmartige Blase auf einer Heizvorrichtung ausgebildet wird; 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 und 22 zeigen die Zustände nach etwa einer μs, nach etwa 2 μs, nach etwa 3 μs, nach etwa 4 μs, nach etwa 5 μs, nach 6 μs bzw. etwa 7 μs nach dem in der 14 gezeigten Zustand. In der folgenden Beschreibung bedeutet ungeachtet der Montagerichtung des Kopfs „Fallen" eine Bewegung in die Richtung des elektrothermischen Umwandlungselements, die nicht in die sogenannte Gravitationsrichtung fällt.
Wie in der 14 gezeigt, wenn eine Blase 101 in dem Flüssigkeitskanal 1338 auf der Heizvorrichtung 931 mit Zufuhr von Elektrizität an die Heizvorrichtung 331 auf der Grundlage eines Aufzeichnungssignals erzeugt wird, wächst, wie in den 15 und 16 gezeigt, die Blase 101 abrupt aufgrund der Volumenausdehnung innerhalb von 2 μ-Sekunden. Obwohl die Höhe der Blase 101 mit dem maximalen Volumen die Höhe der Öffnungsoberfläche 395a übersteigt, sinkt der Druck der Blase von mehreren bis mehreren zehn Prozentpunkten des atmosphärischen Drucks. Als nächstes, etwa 3 μ-Sekunden nach der Erzeugung der Blase 101, sinkt das Volumen der Blase 101 vom Maximum, und zu der im Wesentlichen gleichen Zeit beginnt die Ausbildung eines Meniskus 102. Der Meniskus 102 zieht sich in die Richtung der Heizvorrichtungsseite zurück, d. h. fällt, wie in der 17 gezeigt. In diesem Beispiel ist, da eine Mehrzahl von Vertiefungen 1141 (siehe 11) in jedem Öffnungsteil verteilt sind, wird, wenn sich der Meniskus 102 zurückzieht, eine Kapillarkraft in jeder der Vertiefungen 1141 in der Richtung F_C gegenüber der Rückzugsrichtung F_M des Meniskus ausgeübt. Im Ergebnis werden, selbst wenn eine leichte Variation in dem Zustand der Blase 101 aufgrund einer Ursache beobachtet wird, die Formen des Meniskus und eines Haupttröpfchens (hiernach als „Flüssigkeit oder Tinte" bezeichnet) I_a zum Zeitpunkt des Zurückziehens des Meniskus einer im Wesentlichen symmetrischen Form mit Bezug auf die Öffnungsmitte korrigiert.
In diesem Beispiel kommuniziert, da die Fallrate des Meniskus 102 höher als die Schrumpfrate der Blase 101 ist, etwa 4 μ-Sekunden nach der Bildung der Blase, die Blase 101 mit der Luft nahe der unteren Oberfläche der Öffnung 832, wie in der 18 gezeigt. Zum gleichen Zeitpunkt fällt die Flüssigkeit (Tinte) nahe der zentralen Achse der Öffnung 832 in die Richtung der Heizvorrichtung 931. Dies ist aufgrund der Tatsache so, dass da die Flüssigkeit (Tinte) I_a sich in die Richtung der Heizvorrichtungsseite aufgrund des negativen Drucks der Blase 101 vor der Kommunikation mit der Luft zurückzieht, ihre Fallrate auf die Heizvorrichtungsseite aufgrund der Massenträgheit nach der Kommunikation mit der Luft beibehält. Wie in der 19 gezeigt, erreicht etwa 5 μ-Sekunden nach der Erzeugung der Blase 101 das Fallen der Flüssigkeit (Tinte) in Richtung der Heizvorrichtungsseite die Oberfläche der Heizvorrichtung 931 und breitet sich aus, um die Oberfläche der Heizvorrichtung 931 zu bedecken, wie in der 20 gezeigt. Obwohl die Flüssigkeitsausbreitung zur Bedeckung der Oberfläche der Heizvorrichtung 931 einen horizontalen Vektor entlang der Oberfläche der Heizvorrichtung 931 hat, verschwindet ein Vektor in der Richtung quer der Oberfläche der Heizvorrichtung 931, d. h. ein vertikaler Vektor, so dass die Flüssigkeit auf der Oberfläche der Heizvorrichtung 931 verbleibt, um den oberen Teil der Flüssigkeit herunterzuziehen, d. h. den Teil, der einen Geschwindigkeitsvektor in der Ausstoßöffnung behält. Dann wird der Flüssigkeitsteil I_b zwischen dem Flüssigkeitsteil, der sich auf der Oberfläche der Heizvorrichtung 931 verteilt, und dem oberen Teil (Haupttröpfchen) verengt, und etwa 7 Sekunden nach der Bildung der Blase 101 wird der Flüssigkeitsteil I_b an der Mitte der Oberfläche der Heizvorrichtung 931 geschnitten, um in das Haupttröpfchen I_a, das den Geschwindigkeitsvektor in der Ausstoßöffnung beibehält, und den Flüssigkeitsteil I_c, der sich auf der Oberfläche der Heizvorrichtung 931 ausbreitet, aufgetrennt zu werden, wie in der 21 gezeigt. Die Auftrennungsposition ist bevorzugt in dem Flüssigkeitskanal 1338 angeordnet und ist bevorzugt näher dem elektrothermischen Umwandlungselement 931 als der Öffnung 832 angeordnet. Das Haupttröpfchen I_a hat keine Abweichung in der Ausstoßöffnung und wird folglich von dem zentralen Teil der Öffnung 832 ohne Ablenkung beim Ausstoß ausgestoßen und haftet an dem vorbestimmten Punkt der Aufzeichnungsoberfläche eines Aufzeichnungsmediums.
Der Flüssigkeitsteil I_c, der sich auf der Oberfläche der Heizvorrichtung 931 ausbreitet, wird herkömmlich nachfolgend dem Haupttröpfchen als ein Satellitentröpfchen ausgestoßen. Jedoch bleibt in diesem Beispiel der Flüssigkeitsteil I auf der Oberfläche der Heizvorrichtung 931 und wird nicht ausgestoßen. Auf diese Weise kann der Ausstoß des Satellitentröpfchens unterdrückt werden, um das Auftreten von Sprühen zu vermeiden, welches leicht aufgrund des Ausstoßens des Satellitentröpfchens auftritt. Daher ist es möglich, sicher zu vermeiden, dass die Aufzeichnungsoberfläche des Aufzeichnungsmediums mit Sprühen verunreinigt wird. In den 19 bis 21 stellt I_d die Tinte (die Tinte in den Vertiefungen) dar, die an den Vertiefungen anhaftet und I_e stellt die Tinte dar, die in dem Flüssigkeitskanal verbleibt.
In dem Flüssigkeitsausstoßkopf dieses Beispiels kann, wenn die Flüssigkeit aufgrund einer Abnahme im Volumen, nachdem das Volumen einer Blase das Maximum erreicht, ausgestoßen wird, die Ausstoßrichtung der Haupttröpfchen durch eine Mehrzahl von Vertiefungen, verteilt um die Mitte jeder Öffnung, stabilisiert werden. Im Ergebnis ist es möglich, einen Flüssigkeitsausstoßkopf zur Verfügung zu stellen, der keine Abweichung in der Ausstoßöffnung verursacht und einen hoch präzisen Ausstoß hat. Ebenfalls kann, selbst wenn Variationen in den Blasen bei einer hohen Ansteuerungsfrequenz auftreten, ein Ausstoß stabil durchgeführt werden, wodurch ein Drucken mit hoher Geschwindigkeit und hoher Auflösung realisiert wird.
Insbesondere kommuniziert die Blase mit der Luft aufgrund einer Abnahme im Volumen der Blase, um die Flüssigkeit auszustoßen, wodurch das Auftreten von Sprühen vermieden wird, wenn Tröpfchen aufgrund der Kommunikation zwischen der Blase und der Luft ausgestoßen werden. Es ist folglich möglich, das Anhaften von Tröpfchen auf der Öffnungsoberfläche zu vermeiden, welches unversehens das sogenannte Nichtausstoßen verursacht.
Ein weiteres Beispiel des Aufzeichnungskopfs vom Ausstoßtyp, in welchem Blasen, mit der Luft während des Ausstoßes kommunizieren, und welcher bevorzugt in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist der sogenannte Kantenschusstyp („edge shooter type"), wie in der japanischen Patentregistrierung Nr. 2783647 offenbart.
Insbesondere weist die vorliegende Erfindung eine hervorragende Wirkung in einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf und in einem Aufzeichnungsgerät auf, in welchen ausgestoßene Tropfen durch Nutzung von Wärmeenergie ausgebildet werden.
Der typische Aufbau und das Prinzip eines Tintenstrahlaufzeichnungssystems werden zum Beispiel in den US Patenten Nr. 4 723 129 und 4 740 796 offenbart. Dieses System kann sowohl beim On-Demand-Typ als auch beim kontinuierlichen Typ eingesetzt werden. Beim On-Demand-Typ, wird wenigstens ein Steuerungssignal an die elektrothermischen Wandlungselemente angelegt, welche gegenüber einem Flüssigkeitskanal angeordnet sind, der die Flüssigkeit (Tinte) enthält, um einen schnellen Anstieg in der Temperatur jenseits des Kernsiedens entsprechend einer Aufzeichnungsinformation zur Verfügung zu stellen, und um Wärmeenergie in den elektrothermischen Wandlungselementen zu erzeugen, wobei ein Filmsieden auf der thermischen Wirkungsoberfläche des Aufzeichnungskopfes erzeugt wird. Als ein Ergebnis können Blasen wirkungsvoll in der Flüssigkeit (Tinte) erzeugt werden, die eins-zu-eins den Steuersignalen entsprechen.
Die Flüssigkeit (Tinte) wird durch Wachstum und Zusammenziehen der Blasen durch die Dehnungsöffnungen ausgestoßen, um wenigstens ein Tröpfchen auszubilden.
Wenn die Steuerungssignale gepulst werden, werden die Blasen entsprechend unmittelbar wachsen und sich zusammenziehen und folglich kann bevorzugt ein Ausstoß der Flüssigkeit (Tinte) mit hervorragender Ansprechfähigkeit erzielt werden.
Als die gepulsten Steuerungssignale werden die in den US Patenten Nr.: 4 463 359 und 4 345 262 offenbarten bevorzugt. Durch Verwendung der in US Patent Nr. 4,313,124 offenbarten Bedingungen, welche sich eine Geschwindigkeit in dem Temperaturanstieg einer thermischen Wirkung bezieht, kann ein hervorragendes Aufzeichnen durchgeführt werden.
Bezüglich der Konstruktion des Aufzeichnungskopfes schließt die vorliegende Erfindung jede in den vorhergehenden Schriften offenbarte Konstruktion ein, in welcher eine Öffnung, ein Flüssigkeitskanal und ein elektrothermisches Umwandlungselement kombiniert sind, und die Konstruktionen offenbart in den US Patenten Nr. 4 558 333 und 4 459 600 , in welchem eine thermische Wirkungsoberfläche in einem gekrümmten Teil angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung ist ebenfalls wirkungsvoll bei der in der japanischen Patenoffenlegungsschrift Nr. 59-123670 offenbarten Konstruktion, in welcher ein gemeinsamer Schlitz als ein Öffnungsteil für eine Mehrzahl von elektrothermischen Wandlungselementen vorgesehen ist, und die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 59-13846 offenbarte Konstruktion, in welcher zum Absorbieren der Druckwelle der Wärmeenergie eine Blende entsprechend einem Öffnungsteil vorgesehen wird.
Als ein Aufzeichnungskopf vom Ganzzeilen-Typ mit einer Länge entsprechend der maximalen Breite eines Aufzeichnungsmediums, auf welchem ein Aufzeichnungsgerät ein Bild aufzeichnen kann, entweder mit einer Konstruktion, in welchem die Länge durch eine Kombination von einer Mehrzahl von Aufzeichnungsköpfen erhalten wird, wie in jeder der vorhergehenden Schriften offenbart, oder mit einer Konstruktion mit einem integral ausgebildeten Aufzeichnungskopf kann verwendet werden. Jedoch kann in jedem Fall die vorliegende Erfindung wirkungsvoll die vorhergehende Wirkung aufweisen.
Die vorliegende Erfindung ist ebenfalls wirkungsvoll mit einem austauschbaren Aufzeichnungskopf vom Chiptyp, welcher auf einem Gerätekörper montiert werden kann, um eine elektrische Verbindung mit dem Gerätekörper zu ermöglichen und Tinte aus dem Gerätekörper zuzuführen, oder einen Aufzeichnungskopf vom Kartuschentyp mit einem Tintentank, der integral mit dem Aufzeichnungskopf vorgesehen wird.
Außerdem werden Wiederherstellungseinrichtungen, vorbereitende Hilfseinrichtungen usw. bevorzugt als Bestandteile des Aufzeichnungskopfes der vorliegenden Erfindung hinzugefügt, weil die Wirkung der vorliegenden Erfindung weiter stabilisiert werden kann. Beispiele derartiger Einrichtungen für das stabile Aufzeichnen enthalten Abdeckungen, Reinigungseinrichtungen, Druck- oder Saugeinrichtungen für den Aufzeichnungskopf, vorbereitende Heizeinrichtungen mit einem elektrothermischen Wandlungselement, ein anderes Heizelement, oder eine Kombination davon, und ein Vorausstoßmodus für einen zum Aufzeichnungsausstoß unterschiedlichen Ausstoß.
Außerdem ist die vorliegende Erfindung nicht nur mit einem Aufzeichnungsgerät in einem Aufzeichnungsmodus unter Verwendung nur einer Primärfarbe, wie etwa Schwarz, wirkungsvoll, sondern ebenfalls mit einem Gerät mit einem integral ausgebildeten Aufzeichnungskopf oder einer Kombination einer Mehrzahl von Aufzeichnungsköpfen, um ein Mehrfarbaufzeichnen unter Verwendung verschiedener Farben oder ein Vollfarbaufzeichnung unter Verwendung von gemischten Farben durchzuführen.
Obwohl in den vorher beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Tinte in einem flüssigen Zustand verwendet wird, schließen Beispiele von Tinte, welche verwendet werden können, eine Tinte ein, die bei Raumtemperatur oder niedriger fest ist und bei Raumtemperatur erweicht oder flüssig wird, und eine Tinte, welche zum Zeitpunkt des Anlegens eines Aufzeichnungssignals in dem vorherigen Tintenstrahlaufzeichnungssystem flüssig ist, weil die Temperatur der Tinte allgemein im Bereich von 30°C bis 70°C geregelt wird, so dass die Viskosität in dem Bereich für einen stabilen Ausstoß ist.
Andere Beispiele der Tinte, welche in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen eine Tinte ein, in welcher ein Anstieg in der Temperatur aufgrund von Wärmeenergie als Energie für die Änderung eines festen Zustands zu einem flüssigen Zustand positiv verwendet wird, um einen Anstieg in der Temperatur der Tinte zu vermeiden, und eine Tinte, welche verfestigt stehen gelassen wird, um ein Verdampfen der Tinte zu vermeiden. In diesem Fall wird die Tinte durch Anlegen von Wärmeenergie entsprechend einem Aufzeichnungssignal verflüssigt, so dass die Tinte in einem flüssigen Zustand ausgestoßen wird und sie beginnt sich zu verfestigen, wenn die Tinte das Aufzeichnungsmedium erreicht. Die Tinte wird nämlich bis Wärmeenergie angelegt wird nicht verflüssigt. Eine derartige Tinte kann als eine Flüssigkeit oder ein Feststoff in Aussparungen oder durch Löchern eines porösen Blatts, das gegenüber dem elektrothermischen Wandlungselement angeordnet ist, erhalten werden, wie in den japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. 54-56847 und 60-71260 offenbart. In der vorliegenden Erfindung ist das vorher beschriebene Filmsiedesystem für viele der Tinten am effektivsten.
Zusätzlich kann das Aufzeichnungsgerät der vorliegenden Erfindung als ein Gerät verwendet werden, das integral oder separat mit einem Bildausgabeanschlussteil einer Informationsverarbeitungsvorrichtung, wie etwa eine Wortverarbeitungsvorrichtung, einem Computer oder ähnlichem, einem Kopiergerät, verbunden mit einer Lesevorrichtung, oder ein Faxgerät mit einer Übertragungs-Empfangsfunktion, vorgesehen werden.
Ein Flüssigkeitsausstoßgerät, auf welchem der Flüssigkeitsausstoßkopf montiert ist, wird im Folgenden schematisch beschrieben.
Die 22 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts 600 als ein Beispiel des Flüssigkeitsausstoßgeräts, auf welchem der Flüssigkeitsausstoßkopf der vorliegenden Erfindung montiert werden kann. In der 22 umfasst eine Tintenstrahlkopfkartusche 601 den Flüssigkeitsausstoßkopf und einen Tintentank für das Halten der zu dem Flüssigkeitsausstoßkopf zuzuführenden Tinte, wobei beide davon integriert sind. Die Tintenstrahlkopfkartusche 601 ist auf einem Schlitten 607 mit einer Spiralvertiefung 606 einer Führungsschraube 605 eingreifend verbunden montiert, welche in Verbindung mit der Vorwärts-Rückwärts-Rotation eines Antriebsmotors 602 durch Antriebskraftübertragungszahnräder 603 und 604 gedreht werden. Daher wird die Tintenstrahlkopfkartusche 601 zusammen mit dem Schlitten 607 durch Antriebskraft des Antriebsmotors 602 in den Richtungen der Pfeile a und b entlang einer Führung 608 hin und her bewegt. Ein Aufzeichnungsmedium P' wird an einer Plattenwalze 609 durch Aufzeichnungsmediumstransfereinrichtungen (nicht gezeigt) transferiert und auf einer Plattenwalze 609 durch eine Papierhalteplatte 610 in die Bewegungsrichtung des Schlittens 607 gepresst.
Außerdem werden Fotokoppler 611 und 612 nahe einem Ende der Führungsschraube 605 vorgesehen. Diese Fotokoppler 611 und 612 dienen als Ausgangspositionsnachweiseinrichtungen für die Bestätigung der Anwesenheit eines Hebels 607a des Schlittens 607 in diesem Bereich, um die Rotationsrichtung des Antriebsmotors 602 zu ändern.
Ein Stützelement 613 stützt ein Abdeckelement 614 für die Bedeckung der Vorderseite (Öffnungsoberfläche) der Tintenstrahlkopfkartusche 601, wo Öffnungen vorhanden sind. Die Tintensaugeinrichtung 615 ist für das Saugen der Tinte, die aus der Tintenstrahlkopfkartusche 601 ausgestoßen wird und in dem Abdeckelement 614 verbleibt, angepasst. Die Tintensaugeinrichtung 615 führt eine Saugwiedergewinnung der Tintenstrahlkopfkartusche 601 durch eine Öffnung (nicht gezeigt) in der Kappe durch. Eine Reinigungsklinge 617 für das Wischen der Öffnungsoberfläche der Tintenstrahlkopfkartusche 601 ist vorgesehen, so dass sie durch ein Bewegungselement 618 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung (der Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Schlittens 607) bewegt werden kann. Die Reinigungsklinge 617 und das Bewegungselement 618 werden durch eine Körperstütze 619 gestützt. Die Reinigungsklinge 617 ist nicht auf diese Form beschränkt und eine andere bekannte Reinigungsklinge kann verwendet werden.
Bei dem Betrieb der Saugwiederherstellung des Flüssigkeitsausstoßkopfes wird ein Hebel 620 für den Beginn des Saugens mit der Bewegung einer eingreifend mit dem Schlitten 607 verbundenen Nocke bewegt, und die Antriebskraft des Antriebsmotors 602 wird durch bekannte Übertragungseinrichtungen, wie etwa eine Kupplung oder ähnliches, gesteuert. Obwohl eine Tintenstrahlaufzeichnungskontrolleinheit auf dem Gerätekörper für das Anlegen eines Signals an ein Heizelement, das auf dem Flüssigkeitsausstoßkopf der Tintenstrahlkopfkartusche 601 und vorgesehen ist, und für das Steuern eines Antriebs jeder der Mechanismen vorgesehen ist, wird die Tintenstrahlaufzeichnungskontrolleinheit nicht in den Zeichnungen gezeigt.
In dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät 600 mit der vorhergehenden Konstruktion wird das Aufzeichnen durch hin und her bewegen der Tintenstrahlkopfkartusche 601 über die gesamte Breite des Aufzeichnungsmaterials P' durchgeführt, welches von der Plattenwalze 609 durch die nicht gezeigte Aufzeichnungsmaterialtransfereinrichtung transferiert wird.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird in weiteren Einzelheiten im Folgenden mit Bezug auf Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben. Die Bestandteile der Tinte werden, wenn nicht anders angegeben, durch „Gewichtsteile" gezeigt.
(Bildung der Tinte)

Die in der Tintenzusammensetzung 1 im Folgenden gezeigten Bestandteile und jeder der in der Tabelle 1 gezeigten Farbstoffe (einer oder eine Kombination von wenigstens zwei) werden zubereitet und ein Innenausgetauschtes Wasser wurde zu den Bestandteilen zugegeben, so dass die Gesamtheit 100 Teile ergab. Die resultierende Mischung wurde mit einem Filter von 0,20 μm unter Druck filtriert, um jede Tinte zu bilden. Tintenzusammensetzung 1

Glycerin	5,0 Teile
Harnstoff	5,0 Teile
Diethylenglycol	10,0 Teile
Acetylenol EH (hergestellt von Kawaken Fine Chemical Co. Ltd.)	0,7 Teile
Ethanol	5,0 Teile
Farbmittel	gezeigt in Tabelle 1
Ionen-ausgetauschtes Wasser	Rest (insgesamt 100 Teile)

(Verfahren zur Erzeugung einer Bildprobe)
Das Drucken erfolgte unter Verwendung der auf diese Weise erzeugten Tinte und mit einem On-Demand-Tintenstrahldrucker als ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät unter Verwendung eines Heizelements als eine Tintenausstoßenergiequelle.
(1) Restanteil der Reflektionsdichte, ΔE
Der Drucker wurde mit jeder der Tinten C1 bis Bk2 gezeigt in Tabelle 1 gefüllt und ein durchgehender Abschnitt wurde unter Verwendung jeder Farbe mit einer Reflektionsdichte von etwa 1,0 gedruckt. Dann wurde der Ausdruck natürlich für 24 Stunden getrocknet und dann einem Ausbleichtest unter Verwendung eines Xenon Fadometer Ci3000 (Atlas Corp.) durch eine Glasabdeckung unterzogen. Die Beleuchtungsstärke war 63 klux und die Expositionszeit war 100 Stunden. Alle anderen Bedingungen einschließlich Lampe, Filter, Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit wurden gemäß den Bedingungen der ISO 10977 Innenraumsonnenlichtausbleichen durch ein Fenster (Raumtemperatur 25°C, relative Luftfeuchtigkeit 55%) angestellt. Obwohl die Beleuchtungsstärke auf der Grundlage des ISO-Standards 6 klux ist, wurde der Test mit 63 klux für 100 Stunden durchgeführt, weil der Test mit 6000 klux·h oder mehr eine lange Zeit erfordert. Es wurde bestätigt, dass Reziprozität mit der gleichen Exposition auftritt.
Die Reflektionsdichte, die Farbkoordinaten L*, a* und b* des Ausdrucks wurden durch ein Reflektionsdichtemessgerät X-Rite 938 (Marke: hergestellt von X-Rite Corp.) vor und nach dem Test messen, um den Restanteil der Reflektionsdichte und das Lichtausbleichen ΔE gemäß der vorher beschriebenen Gleichung 1 zu berechnen. Die Ergebnisse werden in der Tabelle 1 gezeigt.
In der vorhergehenden Tabelle 1 stellen LC, LM und LY Farbtinten mit hellem Cyan, hellem Magenta bzw. hellem Gelb dar.
(2) Farbbalance

Ein Tintensatz mit jeder der vorbestimmten Tintenkombinationen gezeigt in der Tabelle 2 wurde für den Drucker zubereitet, und der Tintenbehälter des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts wurde mit jeder der Tinten jedes Tintensatzes gefüllt. Dann wurde ein Vollfarbbild auf Kunstdruckpapier (PR-101; hergestellt durch CANON Inc.) mit jeder der Tinten gedruckt. Nach dem Drucken wurde der Ausdruck für 24 Stunden natürlich getrocknet und dann dem Ausbleichtest unterzogen. Nach dem Test wurde die Farbbalance des Ausdrucks visuell bewertet. Tabelle 2

	Beispiel				Vergleichsbeispiel
	1	2	3	4	1	2	3	4
Dunkel C	C1	C2	C1	C3	C2	C2	C2	C4
Dunkel M	M1	M2	M1	M1	M2	M1	M3	M4
Dunkel Y	Y1	Y1	Y1	Y1	Y2	Y1	Y3	Y4
Dunkel Bk		Bk1	Bk1	Bk1		Bk2	Bk2
Hell C			LC1	LC1			LC2
Hell M			LM1	LM1			LM2
Hell Y			LY1	LY1			LY2

Bewertungsergebnisse
In den Beispielen 1 bis 4 geht die Farbbalance nach dem Ausbleichtest nicht verloren und ein klares Bild wurde aufrecht erhalten. Im Vergleichsbeispiel 1 wurde die Farbbalance aufgrund der Entfärbung des Bildes mit der gelben Tinte und in Vergleichsbeispiel 2 wurde die Farbbalance aufgrund der Entfärbung des Bildes mit der BK-Tinte eingebüßt. In Vergleichsbeispiel 3 waren die Bereiche unter Verwendung der hellen gelben und hellen cyanfarbenen Tinten signifikant ausgeblichen und das Schwarz änderte seine Farbe, wodurch die Farbbalance des gesamten Bildes verloren ging und die Bildqualität signifikant verschlechtert wurde. In Vergleichsbeispiel 4 zeigten die Bilder mit den cyanfarbenen und magentafarbenen Tinten geringe Restanteile der Reflektionsdichte und folglich wurde eine Verschlechterung in der Bildqualität über das gesamte Bild beobachtet.
Wie vorher beschrieben, kann die vorliegende Erfindung ein Bild zur Verfügung stellen, welches eine gute Bildqualität ohne Verlust der Farbbalance selbst nach Langzeitexposition zur Verfügung stellen kann.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf das beschrieben wurde, was zurzeit als die bevorzugten Ausführungsformen angesehen wird, ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist.
Ein Tintensatz enthält wenigstens drei Tinten, wobei jede einen Farbstoff als ein Farbmittel und ein wässriges Medium enthält, wobei drei der Tinten voneinander unterschiedliche Farbtöne haben, wobei die Tinten gelbe, magentafarbene und cyanfarbene Tinten mit einschließen und einer der Farbtöne Magenta ist, und die magentafarbene Tinte umfasst als ein Farbmittel wenigstens einen Farbstoff, der durch die folgende Formel (I) wiedergegeben wird: Formel (I)
wobei R₁ eine substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe, oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe bezeichnet; R₂ und R₄ bezeichnen unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe; R₃ ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer substituierten oder unsubstituierten Alkylgruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Alkoxygruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Aryloxygruppe und einem Halogenatom; X₁ stellt eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon dar, oder eine Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon; und n bezeichnet 1 oder 2, und in einem Ausbleichungstest unter Bedingungen, die ein Ausbleichen entsprechend einem Pseudo-Innenraumsonnenlichtausbleichen durch ein Fenster für 3 Jahre oder mehr verursachen, haben jeweilige Bilder, die mit den jeweiligen Tinten hergestellt wurden, das gleiche ΔE oder haben einen Unterschied im ΔE der 10 oder weniger in einem CIELAB Farbenraum-System ist, und jedes der jeweiligen Bilder hat einen Restanteil der Reflexionsdichte von 70% oder mehr, wobei die mit den Tinten erzeugten Bilder auf einem Aufzeichnungsmedium mit einer Tinte aufnehmenden Schicht mit Siliciumoxidteilchen oder Aluminiumoxidteilchen auf dem Substrat durch Drucken eines durchgängigen Abschnitts mit einer Reflexionsdichte von 1,0 und durch natürliches Trocknen des Bildes erzeugt werden, und
die Bedingungen in dem Ausbleichungstest werden gemäß den ISO 10977 Normen mit einer Belichtung von 6000 klux·h oder mehr eingestellt.

Claims

Tintensatz mit wenigstens drei Tinten, wobei jede einen Farbstoff als ein Farbmittel und ein wässriges Medium enthält, wobei drei der Tinten voneinander unterschiedliche Farbtöne haben, wobei die Tinten gelbe, magentafarbene und cyanfarbene Tinten mit einschließen und einer der Farbtöne Magenta ist, und die magentafarbene Tinte umfasst als ein Farbmittel wenigstens einen Farbstoff, der durch die folgende Formel (I) wiedergegeben wird: Formel (I)
wobei R₁ eine substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe, oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe bezeichnet; R₂ und R₄ bezeichnen unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe; R₃ ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer substituierten oder unsubstituierten Alkylgruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Alkoxygruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Aryloxygruppe und einem Halogenatom; X₁ stellt eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon dar, oder eine Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon; und n bezeichnet 1 oder 2, und in einem Ausbleichungstest unter Bedingungen, die ein Ausbleichen entsprechend einem Pseudo-Innenraumsonnenlichtausbleichen durch ein Fenster für 3 Jahre oder mehr verursachen, haben jeweilige Bilder, die mit den jeweiligen Tinten hergestellt wurden, das gleiche ΔE oder haben einen Unterschied im ΔE der 10 oder weniger in einem CIELAB Farbenraum-System ist, und jedes der jeweiligen Bilder hat einen Restanteil der Reflexionsdichte von 70% oder mehr, wobei die mit den Tinten erzeugten Bilder auf einem Aufzeichnungsmedium mit einer Tinte aufnehmenden Schicht mit Siliciumoxidteilchen oder Aluminiumoxidteilchen auf dem Substrat durch Drucken eines durchgängigen Abschnitts mit einer Reflexionsdichte von 1,0 und durch natürliches Trocknen des Bildes erzeugt werden, und die Bedingungen in dem Ausbleichungstest werden gemäß den ISO 10977 Normen mit einer Belichtung von 6000 klux·h oder mehr eingestellt.
Tintensatz nach Anspruch 1, wobei wenigstens 2 der Tinten den gleichen Farbton und verschiedene Mengen des Farbmittels aufweisen.
Tintensatz nach Anspruch 1, wobei für wenigstens eine der Farben der Tinten, die Tinte eine erste Tinte und zweite Tinte mit dem gleichen Farbton umfasst, und wobei die zweite Tinte einen geringeren Farbmittelgehalt als die erste Tinte hat.
Tintensatz nach Anspruch 1, wobei die magentafarbene Tinte weiterhin wenigstens einen Farbstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Farbstoffen wiedergegeben durch die folgende Formel (II), Farbstoffen wiedergegeben durch die Formel (III) und Farbstoffen mit einer Xanthenstruktur als ein Farbmittel umfasst: Formel (II)
wobei Ar₁ eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylgruppe bezeichnet; Ar₂ ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Acetylgruppe, einer Benzoylgruppe, einer 1,3,5-Triazinylgruppe, einer SO₂C₆H₅-Gruppe und einer SO₂-C₆H₄-CH₃-Gruppe; und M bezeichnet ein Gegenion der Sulfonsäuregruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einem Alkalimetall, einem Ammonium und einem organischen Ammonium; Formel (III)
wobei Ar₃ und Ar₄ unabhängig eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituerte Naphthylgruppe bezeichnen, wobei wenigstens eines von Ar₃ und Ar₄ als einen Substituenten eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon, oder eine Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon aufweist; M bezeichnet ein Gegenion einer Sulfonsäuregruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einem Alkalimetall, einem Ammonium und einem organischen Ammonium; R₅ stellt eine 1,3,5-Triazindiylgruppe; jedes von R₆ und R₇ ist unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer substituierten oder unsubstituierten Alkylgruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Alkenylgruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Aralkylgruppe und einer Atomgruppe, die für die Ausbildung eines Perhydroxyazinrings zusammen mit N notwendig ist; und L stellt eine zweibindige organische Kopplungsgruppe dar.
Tintensatz nach Anspruch 1, wobei die cyanfarbene Tinte wenigstens einen Farbstoff mit einer Kupferphthalocyaninstruktur als ein Farbmittel umfasst.
Tintensatz nach Anspruch 5, wobei der Farbstoff mit einer Kupferphthalocyaninstruktur Direct Blue 199 ist.
Tintensatz nach Anspruch 1, wobei die gelbe Tinte Direct Yellow 132 als ein Farbmittel umfasst.
Tintensatz nach Anspruch 1, wobei die magentafarbene Tinte einen Farbstoff umfasst, der durch die Formel (I) wiedergegeben wird, und wenigstens einen Farbstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Farbstoffen, die durch die Formel (II) wiedergegeben werden, Farbstoffen, die durch die Formel (III) wiedergegeben werden, und einem Farbstoff mit einer Xanthenstruktur als ein Farbmittel, und wobei die cyanfarbene Tinte Direct Blue 199 als ein Farbmittel umfasst, und die gelbe Tinte Direct Yellow 132 als ein Farbmittel umfasst.
Tintensatz nach Anspruch 1, wobei jede der Tinten für das Tintenstrahlaufzeichnen verwendet wird.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren mit einem Schritt des Ausstoßes von Tinten aus Öffnungen gemäß einem Aufzeichnungssignal, um ein Bild auf einem Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnen, wobei die Tinten einen Tintensatz nach Anspruch 9 bilden.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 10, wobei der Ausstoßschritt den Unterschritt der Abgabe von thermischer Energie auf die Tinten umfasst.
Aufzeichnungseinheit mit einem Tintenbehälter, der die entsprechenden Tinten, die einen Tintensatz nach Anspruch 9 bilden, enthält, und einem Kopfabschnitt für den Ausstoß der entsprechenden Tinten.
Aufzeichnungseinheit nach Anspruch 12, wobei der Kopfabschnitt einen Kopf für den Ausstoß der entsprechenden Tinten durch Abgabe thermischer Energie an die Tinten umfasst.
Tintenkartusche mit einem Tintenbehälter, der die entsprechenden Tinten, die einen Tintensatz nach Anspruch 1 bilden, enthält.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit einer Aufzeichnungseinheit mit einem Tintenbehälter, der die entsprechenden Tinten, die einen Tintensatz nach Anspruch 9 bilden, enthält, und einem Kopfabschnitt für den Ausstoß der entsprechenden Tinten.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät nach Anspruch 15, wobei der Kopfabschnitt die entsprechenden Tinten durch Abgabe thermischer Energie an die Tinten ausstößt.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit einer Tintenkartusche, die mit Tintenbehältern versehen ist, die Tinten enthalten, die den Tintensatz nach Anspruch 10 bilden, und einem Aufzeichnungskopf für den Ausstoß der entsprechenden Tinten.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät nach Anspruch 16, wobei der Aufzeichnungskopf die entsprechenden Tinten durch Abgabe thermischer Energie an die Tinten ausstößt.
Verwendung einer Magentatinte für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät als die Magentatinte in einem Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 9.