DE69918482T2

DE69918482T2 - Tinte, Tintenset, Tintenbehälter, Aufzeichnungseinheit, Bildaufzeichnungsverfahren und Bildaufzeichnungsgerät

Info

Publication number: DE69918482T2
Application number: DE1999618482
Authority: DE
Inventors: Yutaka Ohta-ku Kurabayashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-04-01
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2019-04-02
Also published as: EP0947567B1; JP4250249B2; JPH11343439A; CA2267393A1; US20020006982A1; US6790878B2; KR100333251B1; CN1233633A; DE69918482D1; CA2267393C; EP0947567A1; AU2256699A; AU752078B2; KR19990082819A; CN1213114C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Tinte, welche geeignet ist zur Verwendung im Tintenstrahl-Aufzeichnen, welche ausgezeichnet ist in Beständigkeit und bereitstellen kann ein Bild mit hoher optischer Dichte, sogar auf glattem Papier, und ebenfalls bilden kann ein Bild mit ausgezeichneter Wasserfestigkeit und Beständigkeit gegenüber Linienmarker, und auf einen Tintensatz, eine Tintenkartusche, aufzeichnende Einheit, bildaufzeichnende Vorrichtung und auf ein bildaufzeichnendes Verfahren unter Verwendung einer derartigen Tinte. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Tinte, welche geeignet ist zur Verwendung im Tintenstrahl-Aufzeichnen, welche ausgezeichnet ist in Beständigkeit, bereitstellen kann ein Bild mit hoher optischer Dichte sogar auf glattem Papier, bilden kann ein Bild mit ausgezeichneter Wasserfestigkeit und Beständigkeit und des Weiteren äußerst wirkungsvoll ist bei der Verhinderung von Ausbluten an Grenzflächen zwischen verschiedenen Farben eines Mehrfarbenbildes auf einem Aufzeichnungsmedium, wenn das Mehrfarbenbild gebildet wird zusammen mit anderen Farbtinten durch ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, und auf einen Tintensatz, Tintenkartusche, aufzeichnende Einheit, bildaufzeichnende Vorrichtung und auf ein bildaufzeichnendes Verfahren unter Verwendung einer derartigen Tinte.
Verwandter Stand der Technik
Ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren ist ein System, in welchem Aufzeichnen durchgeführt wird durch Ausstoßen einer Tinte, um die Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium wie Papier aufzubringen. Gemäß einem Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem, offenbart in beispielsweise japanischer Patentveröffentlichung Nr. 61-59911, 61-59912 und 61-59914, in denen ein elektrothermischer Konverter als Ausstoßungs-Energiezufuhr-Einrichtung verwendet wird, um einer Tinte Wärmeenergie zuzuführen, um Blasen zu erzeugen, auf diese Weise die Tinte auszustoßen, kann die Bildung mehrerer Öffnungen in hoher Dichte in einem aufzeichnenden Kopf mit Leichtigkeit realisiert werden, und ein Hochauflösungs- und Hochqualitäts-Bild kann bei hoher Geschwindigkeit aufgezeichnet werden. Daher ist ein derartiges Tintenstrahl-System ein hauptsächliches System für Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, das gegenwärtig praktische Verwendung findet.
Nebenbei, beispielsweise wird ein wasserlöslicher Farbstoff als färbendes Material in einer Tinte verwendet, welche in einem derartigen Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren Verwendung findet. Allerdings ist es erforderlich, dass die Bilder, die mit einer derartigen Tinte aufgezeichnet werden, ihre Wasserfestigkeit, und Beständigkeit gegenüber Linienmarkern auf glattem Papier verbessern.
Wenn ein Mehrfarbendruck auf glattem Papier durchgeführt wird, besteht ebenfalls ein Bedarf nach weiterer Reduzierung des sogenannten Ausblutens von Farbe, verursacht durch Vermischen der Tinten verschiedener Farbe an Grenzflächen zwischen den Tinten in einem Bild, das mit derartigen Tinten gebildet wurde.
Bislang wurde eine große Anzahl von Mitteln zur Lösung derartiger Probleme vorgeschlagen, insbesondere im Hinblick auf die Verbesserung der optischen Dichte und Wasserfestigkeit der aufgezeichneten Bilder. Als eine dieser Lösungen wird vorgeschlagen, eine Tinte herzustellen, welche enthält ein Pigment als ein färbendes Material und dispergiert in Wasser. Beispielsweise erlaubt eine Tinte unter Verwendung von Ruß als färbendes Material die Bereitstellung eines Bildes mit hoher optischer Dichte und ausgezeichneter Wasserfestigkeit durch Tintenstrahlaufzeichnen. Allerdings lässt ein derartiges aufgezeichnetes Bild noch Raum zur Verbesserung der Abreib-Beständigkeit und Beständigkeit gegenüber Linienmarker insbesondere auf glattem Papier.
Als eine Technik zur Überwindung jener oben beschriebenen Probleme ist bekannt, die bildfixierende Fähigkeit durch Hinzufügen eines Harzes zur Tinte zu verbessern. Beispielsweise offenbart offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 3-172362 eine Technik, bei der eine kationische Emulsion, in welche Harzpartikel als fixierendes Mittel dispergiert sind, enthalten ist in einer Tinte mit einem Farbstoff oder Pigment als färbendes Material, um die fixierende Fähigkeit der Tinte auf einem Aufzeichnungsmedium zu verbessern. Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 8-239610 offenbart eine Pigment-Zusammensetzung auf Wasserbasis für Tintenstrahl, mit einem Pigment, einem gefärbten Harz und einem Befeuchtungsmittel als wesentliche Bestandteile. Es ist ebenfalls offenbart, dass ein Druck, ausgezeichnet in sowohl färbender Fähigkeit als auch Wasserfestigkeit, bereitgestellt werden kann durch eine derartige Zusammensetzung.
EP-A-0 801 119 beschreibt eine wässrige Tintenstrahl-Tinte mit einer Suspension eines Polymers, vorzugsweise einem Polyester oder einem Polyester-Polyamid, welches einen Farbstoff oder ein Pigment adsorbiert hat.
US-A-5,531,816 beschreibt eine Tintenstrahl-Tintenzusammensetzung auf Pigment-Basis, welche enthält deagglomerierte Pigmentpartikel, eine wasserunlösliche organische Verbindung, ein Amphiphil und Wasser. Des weiteren kann das deagglomerierte Pigment eingekapselt sein in einem Polymer.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß umfassenden Studien des vorstehend erwähnten Standes der Technik durch den Erfinder, da die Obergrenzen der Mengen eines Pigments und eines Harzes, welche in einer Tinte enthalten sein können, nämlich definiert sind, wenn die Ausstoßungs-Stabilität der Tinte in Betracht gezogen wird, ist es notwendig, die Menge des Pigmentes zu wählen, welche sich auf die optische Dichte eines aufgezeichneten Bildes auswirkt, und die Menge des Harzes, welche sich auf die bildfixierende Fähigkeit der Tinte auswirkt, hinsichtlich des Gleichgewichts zwischen den Abstimmungs-Eigenschaften, das heißt der optischen Dichte und der bildfixierenden Fähigkeit. Deswegen hat der Erfinder gefolgert, dass noch nicht behauptet werden kann unter den Umständen, dass die bisher vorgeschlagenen Pigment-Tinten in bester Weise die Vorteile ausnutzen, welche erhalten werden durch Verwendung eines Pigmentes als färbendes Material.
Insbesondere beschreibt die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 8-239160 in ihrer Beschreibung, dass das gefärbte Harz eine Dispersion eines durch einen Farbstoff gefärbten Harzes ist. Gemäß dem Herstellungs-Verfahren des gefärbten Harzes, beschrieben in deren Beispiel, wird zuerst ein Farbstoff zu einer Emulsion eines Harzes gegeben, und das Gemisch auf etwa 80°C erhitzt und dann gekühlt, um auf diese Weise das gefärbte Harz herzustellen. Allerdings ist auf Seite 4, linke Säule, Linien 38 bis 41 dieser Patent- Beschreibung beschrieben, dass "damit der Farbstoff ausreichend von dem Harz aufgenommen wird, die Menge (des Farbstoffes) bevorzugt 10 Teile oder weniger, insbesondere 8 Teile oder weniger, pro 100 Teilen des Harzes ist". In jedem der Herstellungs-Verfahren, die in den Herstellungsbeispielen 8 bis 13 der Beschreibung beschrieben sind, wird ein Mischungsverhältnis des Farbstoffes zum Feststoff-Harz-Anteil in dem Emulsions-Polymer beschrieben von etwa 1:10 bis 1:12 (Farbstoff:Harz). Gemäß der Untersuchung des gegenwärtigen Erfinders wurde allerdings geschlossen, dass bei Verwendung eines derartigen gefärbten Harzes, wie beschrieben in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 8-239610, ein derartiges Verhältnis des Farbstoffes zum Harz, wie in der Beschreibung beschrieben, in einigen Fällen nicht ausreicht, um eine Verringerung der optischen Dichte auszugleichen, wegen der Verringerung der Menge eines färbenden Materials, welches in einer Tinte enthalten sein kann, begleitet von der Addition des Harzes zur Pigment-Tinte in der Absicht der Verbesserung der fixierenden Fähigkeit der Tinte auf den Aufzeichnungsmedien. Des weiteren wird angedeutet, dass wenn beabsichtigt wird, das gefärbte Harz in einem solchen Ausmaß hinzuzufügen, dass eine befriedigende optische Dichte erreicht wird, das gefärbte Harz in einer solchen Menge hinzugefügt werden muss, die von einem Bereich abweicht, in welchem eine Tintenstrahl-Tinte präzise durch ein Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem ausgestoßen wird. Wie obenstehend beschrieben, ausgehend von den Untersuchungen des Standes der Technik, ist der gegenwärtige Erfinder zur Schlussfolgerung gekommen, dass die Entwicklung einer neuen Technik, die gänzlich verschieden ist von den konventionellen Techniken, erforderlich ist für weitere Verbesserungen der optischen Dichte und der bildfixierenden Fähigkeit von Pigment-Tinten.
Deswegen hat der gegenwärtige Erfinder eine weitere Untersuchung durchgeführt. Als Folge wurde eine Technik gefunden, welche die Probleme lösen kann bei Tinten, welche ein Pigment enthalten, unter der besten Ausnutzung der Vorteile, die durch Verwendung des Pigmentes als färbendes Material erhalten werden, um somit zur Vervollständigung der vorliegenden Erfindung zu führen. In ähnlicher Weise, als Folge der Untersuchung der gegenwärtigen Erfinder, wurde gefunden eine Technik, welche lösen kann die Probleme bei Tinten, welche ein Pigment enthalten, unter der besten Ausnutzung der Vorteile, die durch Verwendung des Pigmentes als färbendes Material erhalten werden, und äußerst wirkungsvoll das Ausbluten verhindert, wenn sie angewendet wird beim Mehrfarbendruck, um somit zur Vollendung der vorliegenden Erfindung zu führen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tinte bereitzustellen, welche bereitstellen kann ein Bild hoher optischer Dichte und ausgezeichneter Abrieb-Beständigkeit, Wasserfestigkeit und Beständigkeit gegenüber Linienmarker, und welche aufweist ausgezeichnete Ausstoßungs-Stabilität aus einem aufzeichnenden Kopf, wenn sie beim Tintenstrahl-Aufzeichnen verwendet wird.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, bereitzustellen eine Tinte, welche bereitstellen kann ein Bild hoher optischer Dichte und ausgezeichneter Abrieb-Beständigkeit, Wasserfestigkeit und Beständigkeit gegenüber Linienmarker, welche ausgezeichnete Ausstoßungs-Stabilität aus einem aufzeichnenden Kopf bei Verwendung im Tintenstrahl-Aufzeichnen hat, und darüber hinaus äußerst wirkungsvoll Ausbluten reduziert, wenn sie im Mehrfarbendruck verwendet wird.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, ein bildaufzeichnendes Verfahren bereitzustellen, welches bilden kann ein Bild hoher optischer Dichte und ausgezeichneter Abrieb-Beständigkeit, Wasserfestigkeit und Beständigkeit gegenüber Linienmarker.
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mehrfarben-Bildaufzeichnungsverfahren bereitzustellen, welches bilden kann ein Bild hoher optischer Dichte und ausgezeichneter Abrieb-Beständigkeit, Wasserfestigkeit und Beständigkeit gegenüber Linienmarker, und darüber hinaus äußerst wirkungsvoll das Ausbluten auf einem aufzeichnenden Medium reduziert.
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine bildaufzeichnende Vorrichtung bereitzustellen, welche verwendet werden kann bei der dauerhaften Bildung eines Bildes hoher optischer Dichte und ausgezeichneter Abrieb-Beständigkeit, Wasserfestigkeit und Beständigkeit gegenüber Linienmarker, und einen Tintensatz, eine Tintenkartusche und eine aufzeichnende Einheit, welche verwendet werden können in einer derartigen bildaufzeichnenden Vorrichtung.
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, bereitzustellen eine bildaufzeichnende Vorrichtung, welche verwendet werden kann bei der dauerhaften Bildung eines Mehrfarben-Bildes hoher optischer Dichte, ausgezeichneter Abrieb-Beständigkeit, Wasserfestigkeit und Beständigkeit gegenüber Linienmarker, und äußerst geringes Auftreten von Ausbluten aufweist, und einen Tintensatz, eine Tintenkartusche und eine aufzeichnende Einheit, welche verwendet werden können in einer derartigen bildaufzeichnenden Vorrichtung.
Die obenstehenden Aufgaben und Aspekte können erreicht werden durch die Tinte, den Tintensatz, die Tintenkartusche, die aufzeichnende Einheit und das Verfahren gemäß den Ansprüchen und den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die untenstehend beschrieben sind.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird somit bereitgestellt eine Tinte mit einem Pigment, wie in Anspruch 1 definiert, und ein Harz, welches ein färbendes Material einkapselt, wie in Anspruch 1 definiert.
Eine derartige Tinte kann ein Hochqualitäts-Bild hoher optischer Dichte und ausgezeichneter Abrieb-Beständigkeit, Wasserfestigkeit und Beständigkeit gegenüber Linienmarker durch Tintenstrahl-Aufzeichnen bereitstellen, und ist ausgezeichnet in Beständigkeit (Ausstoßungs-Beständigkeit, Ausstoßungs-Stabilität, Antiverstopfungs-Eigenschaft usw.) beim Tintenstrahl-Aufzeichnen.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt eine Tintenkartusche mit einem Tintenbehälter, welcher eine Tinte enthält, wie in Ansprüchen 1 bis 10 definiert, welche enthält ein Pigment und ein Harz, welches ein färbendes Material einkapselt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt eine aufzeichnende Einheit mit einem Tintenbehälter, der eine Tinte enthält, wie in Ansprüchen 1 bis 10 definiert, welche enthält ein Pigment und ein Harz, welches ein färbendes Material einkapselt, einen aufzeichnenden Kopf und eine Einrichtung für das Zuführen der Tinte aus dem Tintenbehälter zu dem aufzeichnenden Kopf.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt ein Tintensatz mit einer ersten Tinte und einer zweiten Tinte in Kombination, wobei die erste Tinte in Ansprüchen 1 bis 10 definiert ist und ein Pigment und ein Harz, welches ein färbendes Material einkapselt, hat, und jede der ersten und zweiten Tinte eine Farbe hat, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Gelb, Magenta, Cyan, Schwarz, Rot, Grün und Blau.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt ein bildaufzeichnendes Verfahren mit den Schritten des Aufbringens einer Tinte, wie in Ansprüchen 1 bis 10 definiert, welche ein Pigment und ein Harz, welches ein färbendes Material einkapselt, hat, auf ein aufzeichnendes Medium.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt eine bildaufzeichnende Vorrichtung mit einer aufzeichnenden Einheit, welche hat einen Tintenbehälter, welcher eine Tinte, wie in Ansprüchen 1 bis 10 definiert, enthält, welche hat ein Pigment und ein Harz, welches ein färbendes Material einkapselt, einen aufzeichnenden Kopf und eine Einrichtung für das Zuführen der Tinte aus dem Tintenbehälter zu dem aufzeichnenden Kopf, und einer Einrichtung für das Auslösen der aufzeichnenden Einheit, um die Tinte aus dem aufzeichnenden Kopf auszustoßen.
Die obenstehenden Ausführungsformen werden angewendet, um auf diese Weise eine Wirkung hervorzubringen, dass ein Hochqualitäts-Bild hoher optischer Dichte und ausgezeichneter Abrieb-Beständigkeit, Wasserfestigkeit und Beständigkeit gegenüber Linienmarker bereitgestellt wird durch Tintenstrahl-Aufzeichnen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt eine Tinte mit entweder einem Pigment mit einer kationischen Gruppe, oder einem Pigment und einem Pigment-Dispergiermittel. mit einer kationischen Gruppe, und ein Harz, welches ein färbendes Material einkapselt.
Eine derartige Tinte kann ein Hochqualitäts-Bild hoher optischer Dichte und ausgezeichneter Wasserfestigkeit, Beständigkeit gegenüber Linienmarker und Abrieb-Beständigkeit durch Tintenstrahl-Aufzeichnen bereitstellen.
Wenn ein selbst-dispergierender Ruß, an dessen Oberfläche mindestens eine kationische hydrophile Gruppe direkt oder über eine weitere Gruppe angebunden ist, verwendet wird als das Pigment, kann die Menge eines Pigment-Dispergiermittels oder dergleichen, das zu einer Tinte hinzugefügt wird, verringert werden, oder es bedarf nicht dem Hinzufügen eines derartigen Dispergiermittels. Als Folge wird die Beständigkeit (Ausstoßungs-Beständigkeit, Ausstoßungs-Stabilität, Antiverstopfungs-Eigenschaft usw.) beim Tintenstrahl-Aufzeichnen ebenfalls weiter verbessert zusätzlich zu der oben beschriebenen Wirkung.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt eine Tintenkartusche mit einem Tintenbehälter mit einer Tinte, welche hat entweder ein Pigment mit einer kationischen Gruppe, oder ein Pigment und ein Pigment-Dispergiermittel mit einer kationischen Gruppe, und ein Harz, welches einkapselt ein färbendes Material.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt eine aufzeichnende Einheit mit einem Tintenbehälter, der eine Tinte enthält, welche hat entweder ein Pigment mit einer kationischen Gruppe, oder ein Pigment und ein Pigment-Dispergiermittel mit einer kationischen Gruppe, und ein Harz, welches ein färbendes Material einkapselt, einen aufzeichnenden Kopf und eine Einrichtung für die Zuführung der Tinte aus dem Tintenbehälter zu dem aufzeichnenden Kopf.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt ein Tintensatz mit einer ersten Tinte und einer zweiten Tinte in Kombination, wobei die erste Tinte hat entweder ein Pigment mit einer kationischen Gruppe, oder ein Pigment und ein Pigment-Dispergiermittel mit einer kationischen Gruppe, und ein Harz, welches ein färbendes Material einkapselt, und jede der ersten und zweiten Tinten eine Farbe hat, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Gelb, Magenta, Cyan, Schwarz, Rot, Grün und Blau.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt ein bildaufzeichnendes Verfahren mit den Schritten des Aufbringens einer Tinte, welche hat entweder ein Pigment mit einer kationischen Gruppe, oder ein Pigment und ein Pigment-Dispergiermittel mit einer kationischen Gruppe, und ein Harz, welches einkapselt ein färbendes Material, auf ein aufzeichnendes Medium.
Gemäß einem derartigen bildaufzeichnenden Verfahren wird eine Wirkung hervorgerufen, dass ein Hochqualitäts-Bild hoher optischer Dichte und ausgezeichneter Wasserfestigkeit, Beständigkeit gegenüber Linienmarker und Abrieb-Beständigkeit durch Tintenstrahl-Aufzeichnen bereitgestellt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt ein bildaufzeichnendes Verfahren mit den Schritten des Aufbringens mindestens zweier Farbtinten auf ein aufzeichnendes Medium unter Verwendung eines Tintenstrahl-aufzeichnenden Verfahrens, um ein Mehrfarben-Bild zu bilden, wobei eine Tinte hat entweder ein Pigment mit einer kationischen Gruppe, oder ein Pigment und ein Pigment-Dispergiermittel mit einer kationischen Gruppe, und ein Harz, welches einkapselt ein färbendes Material, und die andere Tinte eine Verbindung mit einer anionischen Verbindung hat.
Gemäß einem derartigen bildaufzeichnenden Verfahren kann ein Hochqualitäts-Bild hoher optischer Dichte und ausgezeichneter Wasserfestigkeit, Beständigkeit gegenüber Linienmarker und Abrieb-Beständigkeit durch Tintenstrahl-Aufzeichnen bereitgestellt werden, und ein Hochqualtiäts-, Mehrfarben-Bild, welches verringertes Auftreten von Ausbluten aufweist, kann durch Tintenstrahl-Aufzeichnen gebildet werden.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt eine bildaufzeichnende Vorrichtung mit einer aufzeichnenden Einheit, welche in einem Tintenbehälter eine Tinte hat, welche hat entweder ein Pigment mit einer kationischen Gruppe, oder ein Pigment und ein Pigment-Dispergiermittel mit einer kationischen Gruppe, und ein Harz, welches ein färbendes Material einkapselt, einen aufzeichnenden Kopf und eine Einrichtung für die Zuführung der Tinte aus dem Tintenbehälter zu dem aufzeichnenden Kopf, und eine Einrichtung für das Auslösen der aufzeichnenden Einheit, um die Tinte aus dem aufzeichnenden Kopf auszustoßen.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt eine bildaufzeichnende Vorrichtung mit einer aufzeichnenden Einheit, welche Tintenbehälter hat, die jeweils erste und zweite Tinten enthalten, einem aufzeichnenden Kopf und einer Einrichtung für das Zuführen der Tinten aus den Tintenbehältern zu dem aufzeichnenden Kopf, und einer Einrichtung für das Auslösen der aufzeichnenden Einheit, um die jeweiligen Tinten aus dem aufzeichnenden Kopf auszustoßen, wobei die erste Tinte hat entweder ein Pigment mit einer kationischen Gruppe, oder ein Pigment und ein Pigment-Dispergiermittel mit einer kationischen Gruppe, und ein Harz, das einkapselt ein färbendes Material, und die zweite Tinte eine anionische Tinte ist.
Gemäß einer derartigen bildaufzeichnenden Vorrichtung kann durch Tintenstrahl-Aufzeichnen bereitgestellt werden ein Hochqualitäts-Bild hoher optischer Dichte und ausgezeichneter Wasserfestigkeit, Beständigkeit gegenüber Linienmarker und Abrieb-Beständigkeit, und ein Hochqualitäts-, Mehrfarben-Bild, welches reduziert ist im Auftreten von Ausbluten, kann durch Tintenstrahl-Aufzeichnen gebildet werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Längsquerschnitt eines Kopfes einer Tintenstrahl-aufzeichnenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein diagonaler Querschnitt, aufgenommen entlang von Linie 2-2 in 1.
3 veranschaulicht schematisch einen Mehrfachkopf.
4 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die veranschaulicht eine Tintenstrahl-aufzeichnende Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
5 ist ein Längsquerschnitt einer Tintenkartusche gemäß einer Ausführungsform.
6 ist eine perspektivische Ansicht einer aufzeichnenden Einheit.
7 ist eine schematische perspektivische Ansicht, welche veranschaulicht eine weitere beispielhafte Konstruktion eines Tintenstrahl-aufzeichnenden Kopfes.
8 veranschaulicht schematisch einen aufzeichnenden Kopf, bei welchem vier Tintenkartuschen installiert sind.
9 veranschaulicht schematisch die Konstruktion, bei der vier aufzeichnende Köpfe auf einem Träger angeordnet sind.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Tinte gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Pigment, wie in Anspruch 1 definiert, und ein Harz, welches einkapselt ein färbendes Material, wie in Anspruch 1 definiert. Die entsprechenden Anforderungen für die Bestandteile werden nachstehend beschrieben in der folgenden Reihenfolge:

(1) Ein Harz, welches einkapselt ein färbendes Material;
(2) ein Pigment;
(3) ein wässriges Medium, andere Additive usw.; und
(4) eine aufzeichnende Vorrichtung, ein aufzeichnendes Verfahren, usw.

(1) Harz, welches einkapselt ein färbendes Material:
Das Harz, welches ein färbendes Material einkapselt, wird nachstehend beschrieben.
Als Beispiele des Harzes, welches ein färbendes Material einkapselt, können erwähnt werden ein Harz mit einem färbenden Material, eingekapselt in einer Mikrokapsel, hergestellt aus dem Harz, und eine Harz-Emulsion mit einem Farbstoff oder Pigment, welche dispergiert wurde in einem öligen Lösungsmittel oder in einem wässrigen Medium. Allerdings ist das mikroverkapselte Harz, welches einkapselt das färbende Material, besonders bevorzugt.
Insbesondere, im Falle, dass ein hydrophobes färbendes Material, beispielsweise eine Ölfarbe oder ein Pigment, verwendet wird als das färbende Material, wird erwogen, da das färbende Material und die hydrophobe Gruppe des Harzes leicht untereinander interagieren durch die Mikroverkapselung, dass die hydrophobe Gruppe des Harzes schwer in Richtung eines Wassersystems orientiert wird. Als Folge wird erwartet, dass, wenn eine Tintenstrahl-Tinte mit einem derartigen Harz, welches einkapselt das färbende Material, ausgestoßen wird aus einem Tintenstrahl-Drucker, das Harz daran gehindert wird, sich abzuscheiden und sich anzusammeln an der durch die Düse gebildeten Oberfläche eines Tintenstrahl-Kopfes, welcher ausgesetzt wird einer wasserabweisenden Behandlung, und damit trägt ein derartiges Harz zu einer weiteren Verbesserung der Ausstoßungs-Stabilität der Tinte über einen langen Zeitraum hinweg bei.
Das Harz mit dem darin eingekapselten färbenden Material ist eine Harz-Dispersion, die erhalten wird durch Auflösen oder Dispergieren des färbenden Materials in einem öligen Lösungsmittel, Emulgieren und Dispergieren der Lösung oder der auf diese Weise erhaltenen Dispersion in Wasser, und danach Mikroverkapseln der resultierenden Emulsion nach einem altbekannten angemessenen Verfahren.
Als färbendes Material kann vorzugsweise verwendet werden ein wasserunlösliches färbendes Material, beispielsweise ein Pigment oder öllöslicher Farbstoff. Besonders bei dem wasserunlöslichen färbenden Material ist das Harz mit dem darin eingekapselten färbenden Material leicht herzustellen. Insbesondere können verwendet werden Ruß oder dergleichen als ein Pigment für Schwarz (Bk). Als Ruß kann bevorzugt verwendet werden derartiges, welches hergestellt wird nach einem Sinter-Verfahren oder Kanal-Verfahren, und welches derartige Eigenschaften hat, dass der primäre Partikel-Durchmesser von 15 bis 40 nm ist, die Fläche der spezifischen Oberfläche von 50 bis 300 m²/g ist, gemessen durch die BET-Methode, die Öl-Absorption von 40 bis 150 ml/100g ist, bestimmt unter Verwendung von DBP, der flüchtige Anteil von 0,5 bis 10 % ist, und der pH von 2 bis 9 ist. Beispiele für kommerziell erhältlichen Ruß mit derartigen Eigenschaften beinhalten Nr. 2300, Nr. 900, MCF88, Nr. 33, Nr. 40, Nr. 45, Nr. 52, MA7, MA8 und Nr. 2200B (alles Produkte von Mitsubishi Chemical Industries Limited), RAVEN 1255 (Produkt von Columbian Carbon Japan Limited), REGAL 400R, REGAL 330R, REGAL 660R und MOGUL L (alles Produkte von CABOT Co.) und Color Black FW-1, Color Black FW18, Color Black S170, Color Black S150, Printex 35 und Printex U (alles Produkte von Degussa AG).
Als der öllösliche Farbstoff können vorzugsweise verwendet werden die folgenden Farbstoffe:
C.I. Solvent Yellow 1, 2, 3, 13, 19, 22, 29, 36, 37, 38, 39, 40, 43, 44, 45, 47, 62, 63, 71, 76, 81, 85 und 86;
C.I. Solvent Red 8, 27, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 58 , 60, 65, 69, 81, 86, 89, 91, 92, 97, 99, 100, 109, 118, 119 und 122;
C.I. Solvent Blue 14, 24, 26, 34, 37, 38, 39, 42, 43, 45, 48, 52, 53, 55, 59 und 67; und
C.I. Solvent Black 3, 5, 7, 8, 14, 17, 19, 20, 22, 24, 26, 27, 28, 29, 43 und 45.
Verschiedene Arten von konventionell bekannten wasserlöslichen Farbstoffen können ebenfalls verwendet werden, soweit ihre Gegenionen (gewöhnlich Natrium, Kalium oder Ammonium) ersetzt werden durch ein organisches Amin oder dergleichen.
Es ist bevorzugt, dass ein färbendes Material mit dem gleichen Farbton wie das Pigment, welches nachfolgend beschrieben wird, gewählt wird aus den verschiedenen Arten der oben beschriebenen färbenden Materialien, um beispielsweise den Farbton des Pigments einzustellen oder auszugleichen. Die optische Dichte des resultierenden aufgezeichneten Bildes kann dadurch weiter verstärkt werden. Beispielsweise, wenn Ruß verwendet wird als Pigment, wie nachstehend beschrieben wird, wird bevorzugt, dass Ruß ebenfalls verwendet wird als das färbende Material. Zwei oder mehr färbende Materialien können verwendet werden als das färbende Material, das eingekapselt ist in dem Harz.
In diesem Fall können die jeweiligen färbenden Materialien eingekapselt sein in entweder verschiedenen Harzen, oder einem Harz zusammen mit den färbenden Materialien.
Ein Verfahren für die Herstellung des Harzes mit dem färbenden Material, eingekapselt in einer Mikrokapsel im Harz als das Harz, welches einkapselt das färbende Material, wird nachstehend beschrieben.
Das färbende Material wird als erstes gelöst oder dispergiert in einem öligen Lösungsmittel, und das ölige Lösungsmittel wird dann emulgiert und dispergiert in Wasser. Als Beispiele für ein Verfahren zum Emulgieren und Dispergieren des öligen Lösungsmittels mit dem färbenden Material, gelöst oder dispergiert darin in Wasser, können erwähnt werden ein Dispersions-Verfahren durch Ultraschall und Verfahren unter Verwendung verschiedener Arten von Dispersions-Maschinen oder Rührmaschinen. Zu dieser Zeit können verschiedene Arten von Emulgatoren und/oder Dispergiermitteln, und darüber hinaus Emulsions- oder Dispersions-Hilfen wie Schutz-Kolloid ebenfalls bei Bedarf verwendet werden.
Als diese Emulgatoren und Dispersions-Hilfen verwendet werden können polymere Substanzen wie PVA, PVP und Gummi Arabicum, und daneben anionische oberflächenaktive Stoffe, nicht-ionische oberflächenaktive Stoffe und dergleichen. Beispiele für ein Verfahren zur Mikroverkapselung der obigen Emulsion beinhalten ein Verfahren, bei dem das färbende Material und das Harz gelöst werden in einem wasserunlöslichen organischen Lösungsmittel (öliges Lösungsmittel), und die Lösung unterzogen wird einer Phasen-Inversion in ein Wasser-System, um auf diese Weise Phasen-Inversion-Emulgierung durchzuführen, ein Grenzflächen-Polymerisationsverfahren, bei dem eine Polymerisations-Reaktion verursacht wird an einer Grenzfläche zwischen einer organischen Phase und einer wässrigen Phase, um Mikroverkapselung durchzuführen, das sogenannte in situ Polymerisationsverfahren, bei dem ein Material, fähig zum Bilden einer Wand an alleine einer organischen Phase, aufgelöst wird oder koexistiert, um auf diese Weise Mikrokapseln zu bilden, und ein Koazervierungs-Verfahren, in dem der pH, Temperatur, Konzentration und dergleichen einer wässrigen Lösung eines Polymers verändert werden, um auf diese Weise Phasentrennung einer konzentrierten Phase des Polymers zu erzeugen, um Mikrokapseln zu bilden. Nach der Bildung von Mikrokapseln wird ein Schritt des Entfernens des öligen Lösungsmittels hinzugefügt. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Harzes, welches das färbende Material einkapselt, erhalten auf die oben beschriebene Weise, ist vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von 0,01 bis 2,0 μm, weiter bevorzugt von 0,05 bis 1 μm.
In dieser Ausführungsform, beinhalten Beispiele des Harzes Polymere eines Monomers als eine hydrophile funktionelle Gruppe und eines Monomer als eine hydrophobe funktionelle Gruppe, und deren Salze. Beispiele für Monomere mit einer anionischen hydrophilen Gruppe beinhalten im Allgemeinen Sulfonsäuretyp-Monomere und Carbonsäuretyp-Monomere. Beispiele für Sulfonsäuretyp-Monomere beinhalten Styrolsulfonsäure und deren Salze, und Vinylsulfonsäure und deren Salze. Beispiele für Carbonsäuretyp-Monomere beinhalten α,β-ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren, α,β-ethylenisch ungesättigte Carbonsäure-Derivate, Acrylsäure, Acrylsäure-Derivate, Methacrylsäure, Methacrylsäure-Derivate, Maleinsäure, Maleinsäure-Derivate, Itaconsäure, Itaconsäure-Derivate, Fumarsäure und Fumarsäure-Derivate. Beispiele für das Monomer als der hydrophobe Bestandteil beinhalten Styrol, Styrol-Derivte, Vinyltoluol, Vinyltoluol-Derivate, Vinylnaphthalen, Vinylnaphthalen-Derivate, Butadien, Butadien-Derivate, Isopren, Isopren-Derivate, Ethylen, Ethylen-Derivate, Propylen, Propylen-Derivate, Alkylacrylate und Alkylmethacrylate.
Beispiele für die Salze der Polymere beinhalten Onium-Verbindungen mit einem Alkalimetall, Ammoniumion, organischen Ammoniumion, Phosphoniumion, Sulfoniumion, Oxoniumion, Stiboniumion, Stannoniumion oder Iodoniumion. Zu den obenstehenden Polymeren und deren Salzen können in geeigneter Weise hinzugefügt werden eine Polyoxyethylengruppe, Hydroxygruppe, Acrylamid, Acrylamid-Derivat, Dimethylaminoethylmethacrylat, Ethoxyethylmethacrylat, Butoxyethylmethacrylat, Ethoxytriethylenmethacrylat, Methoxypolyethylenglykolmethacrylat, Vinylpyrrolidon, Vinylpyridin, Vinylalkohol, Alkylether und dergleichen.
(2) Pigment:
Als Pigment kann der konventionell bekannte Ruß ohne Problem verwendet werden. In dem Fall, dass eine schwarze Tinte hergestellt wird, wird ein selbst-dispergierender Ruß verwendet, an dessen Oberfläche mindestens eine hydrophile Gruppe direkt oder über eine weitere Atomgruppe gebunden ist. Insbesondere wenn der selbst-dispergierende Ruß verwendet wird, braucht man nicht hinzufügen ein Dispergiermittel für das Dispergieren eines Pigments in einer Tinte, oder dessen hinzugefügte Menge kann in großem Maße reduziert werden. Als Dispergiermittel kann ein konventionell bekanntes wasserlösliches Polymer oder dergleichen verwendet werden. Allerdings kann sich ein derartiges Polymer in einigen Fällen auf der Fläche der Tintenausstoßungs-Öffnung eines Tintenstrahl-aufzeichnenden Kopfes abscheiden, um die Ausstoßungs-Stabilität der Tinte zu senken.
Wenn der oben beschriebene selbst-dispergierende Ruß als Pigment verwendet wird, kann allerdings der Anteil eines derartigen Polymers zu Null gemacht werden oder in großem Maße reduziert werden. Als Folge kann die Ausstoßungs-Stabilität der resultierenden Tinte beim Tintenstrahl-Aufzeichnen weiter verbessert werden.
Der selbst-dispergierende Ruß wird nachstehend ausführlich beschrieben. Der selbst-dispergierende Ruß hat vorzugsweise einen ionischen Charakter, und beispielsweise jene anionisch geladenen können vorzugsweise verwendet werden.
Beispiele für den anionisch geladenen Ruß beinhalten diejenigen, erhalten durch Anbinden beispielsweise einer der hydrophilen Gruppen:
-COO(M2), -SO₃(M2), -PO₃H(M2) und -PO₃(M2)₂ an die Oberfläche des Rußes.
In den obenstehenden Formeln ist M2 Wasserstoff, Alkalimetall, Ammonium oder organisches Ammonium. Darunter wird Ruß, anionisch geladen durch Binden von -COO(M2) oder -SO₃(M2) an seine Oberfläche, besonders bevorzugt verwendet in dieser Ausführungsform, weil dessen Dispergierbarkeit in der Tinte gut ist. Unter diesen durch "M2" dargestellten in den oben beschriebenen hydrophilen Gruppen beinhalten spezielle Beispiele des Alkalimetalls Li, Na, K, Rb und Cs, und spezielle Beispiele für das organische Ammonium beinhalten Methylammonium, Dimethylammonium, Trimethylammonium, Ethylammonium, Diethylammonium, Triethylammonium, Methanolammonium, Dimethanolammonium und Trimethanolammonium. Als ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung von anionisch geladenen selbst-dispergierenden Ruß können erwähnt werden ein Verfahren, bei dem Ruß einer Oxidationsbehandlung mit Natriumhypochlorit unterzogen wird. Gemäß diesem Verfahren kann eine -COONa-Gruppe chemisch an die Oberfläche des Rußes gebunden sein.
(3) Wässriges Medium, andere Additive usw.:
Das Harz, welches das färbende Material einkapselt, und das Pigment werden durch ein wässriges Medium in einem dispergierten Zustand gehalten, um die Tinte zu bilden. Das wässrige Medium enthält vorzugsweise mindestens Wasser als einen Bestandteil. Es ist bevorzugt, dass ein Wassergehalt in der Tinte beträgt beispielsweise 20 bis 95 Gew.-%, insbesondere 40 bis 95 Gew.-%, weiter bevorzugt 60 bis 95 Gew.-% auf Basis des Totalgewichts der Tinte.
Mindestens ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel kann im wässrigen Medium enthalten sein. Beispiele für wasserlösliche organische Lösungsmittel, die vorzugsweise verwendet werden, beinhalten Alkylalkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, sek-Butylalkohol und tert-Butylalkohol; Ketone und Ketonalkohole, wie Aceton und Diacetonalkohol; Amide, wie Dimethylformamid und Dimethylacetamid; Ether, wie Tetrahydrofuran und Dioxan; Polyalkylenglykole, wie Polyethylenglykol und Polypropylenglykol; Alkylenglykole, deren Alkylengruppe 2 bis 6 Kohlenstoffatome hat, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Triethylenglykol, Thiodiglykol, Hexylenglykol und Diethylenglykol; 1,2,6-Hexantriol; Glycerin; Alkylether von mehrwertigen Alkoholen, wie Ethylenglykolmethylether, Ethylenglykolethylether, Triethylenglykolmonomethyl- und Triethylenglykolmonoethylether; N-Methyl-2-pyrrolidon; 2-Pyrrolidon; und 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon. Der Gesamtgehalt der wasserlöslichen organischen Lösungsmittel in der Tinte liegt innerhalb eines Bereiches von 2 bis 6 Gew.-% vorzugsweise von 5 bis 25 Gew.-%, auf Basis des Totalgewichts der Tinte.
Ein bevorzugtes wasserlösliches organisches Lösungsmittel ist Glycerin, und dessen hinzugefügte Menge ist bevorzugt 2 bis 30 Gew.-%, weiter bevorzugt 5 bis 15 Gew.-% auf Basis des Totalgewichts der Tinte. Ein weiter bevorzugtes wasserlösliches organisches Lösungsmittel ist ein gemischtes Lösungsmittel mit Glycerin und einem weiteren mehrwertigen Alkohol (z.B. Diethylenglykol, Ethylenglykol oder dergleichen). Das Mischungsverhältnis von Glycerin zu diesem weiteren mehrwertigen Alkohol ist vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von 10:5 bis 10:50. Beispiele des mehrwertigen Alkohols außer Glycerin beinhalten Diethylenglykol, Ethylenglykol, Polyethylenglykol und Propylenglykol. Des weiteren können Glycerin und gemischte Lösungsmittel von Glycerin und einem weiteren mehrwertigen Alkohol verwendet werden in Kombination mit anderen wasserlöslichen organischen Lösungsmitteln.
Die Tinten gemäß dieser Ausführungsform werden geeignet verwendet im Tintenstrahl-aufzeichnenden Verfahren, in welchem eine Tinte ausgestoßen wird aus einem aufzeichnenden Kopf durch thermische Energie oder mechanische Energie, um sie auf ein aufzeichnendes Medium aufzubringen, um somit ein Bild aufzuzeichnen. Wenn die Tinten gemäß dieser Ausführungsform als besonders geeignet zur Verwendung im Tintenstrahl-Aufzeichnen hergestellt werden, werden die Tinten eingestellt, um aufzuweisen als eigene physikalische Eigenschaften, gemessen bei 25°C, eine Oberflächenspannung von 15 bis 60 dyn/cm, vorzugsweise 20 bis 50 dyn/cm, eine Viskosität von 15 cP oder niedriger, insbesondere 10 cP oder niedriger, weiter bevorzugt 5 cP oder niedriger und einen pH innerhalb eines Bereiches von vorzugsweise von 3 bis 11, weiter bevorzugt von 3,5 bis B. Als spezielle Tintenzusammensetzungen, fähig zum Erreichen derartiger Eigenschaften, können erwähnt werden beispielsweise die Zusammensetzungen von verschiedenen Tinten, verwendet in Beispielen, welche nachfolgend beschrieben werden.
Übrigens können zu den Tinten gemäß dieser Ausführungsform hinzugefügt werden verschiedene Arten von Additiven, wie oberflächenaktive Stoffe, pH-Regler und Schimmelfestausrüstungsmittel, zusätzlich zum Harz, welches das färbende Material einkapselt, erhalten auf die oben beschriebene Weise, und dem Pigment.
Keine besondere Einschränkung wird auferlegt den Aufzeichnungsmedien, die verwendet werden in einem aufzeichnenden Verfahren unter Verwendung der Tinten gemäß dieser Ausführungsform, und Beispiele davon beinhalten verschiedene Arten von glattem Papier, wie Kopierpapier und geleimtes Papier, beschichtetes Papier, speziell hergestellt für das Tintenstrahl-Aufzeichnen, Glanzpapier und OHP-Folien.
Die Tinte gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat entweder ein Pigment mit einer kationischen Gruppe, oder ein Pigment und ein Pigment-Dispergiermittel mit einer kationischen Gruppe, wie in Anspruch 1 definiert, und ein Harz, welches ein färbendes Material einkapselt.
Die entsprechende Anforderung für Bestandteile dieser Ausführungsform wird nachstehend beschrieben in der folgenden Reihenfolge:

(4) Ein Harz mit einer kationischen Gruppe und ein färbendes Material einkapselnd;
(5) eine Pigment-Dispersion, in welcher ein Pigment oder ein Pigment-Dispergiermittel eine kationische Gruppe hat; und
(6) ein wässriges Medium, andere Additive usw.

(4) Harz mit einer kationischen Gruppe und ein färbendes Material einkapselnd:
Das Harz, welches ein färbendes Material einkapselt, wird nachstehend beschrieben.
Beispiele für das Harz, welches ein färbendes Material einkapselt, beinhalten ein Harz mit einem färbenden Material, das eingekapselt ist in einer Mikrokapsel des Harzes, und eine wässrige Dispersion eines Harzes mit einer kationischen Gruppe, wobei das Harz ein färbendes Material einkapselt durch Emulgieren eines Farbstoffes oder Pigmentes, gelöst oder dispergiert in einem öligen Lösungsmittel. Darunter ist das Harz mit dem färbenden Material, eingekapselt in einer Mikrokapsel des Harzes, besonders bevorzugt.
Das Harz mit dem färbenden Material, eingekapselt in einer Mikrokapsel des Harzes, ist eine Harz-Dispersion, erhalten durch Auflösen oder Dispergieren des färbenden Materials in einem öligen Lösungsmittel, Emulgieren und Dispergieren der Lösung oder Dispersion, die somit erhalten wird in Wasser, und anschließend Mikroverkapseln der resultierenden Emulsion durch ein geeignetes Verfahren, das konventionell bekannt ist.
Als das färbende Material können verwendet werden eines jener in der obenstehende Anforderung (1) beschriebenen. Ein Verfahren zur Herstellung des Harzes mit dem färbenden Material, eingekapselt in der Mikrokapsel des Harzes als das Harz, welches einkapselt das färbende Material, wird nachstehend beschrieben.
Das färbende Material wird zuerst aufgelöst oder dispergiert in einem öligen Lösungsmittel, und das ölige Lösungsmittel wird dann emulgiert und dispergiert in Wasser. Als Beisiele für ein Verfahren des Emulgierens und Dispergierens des öligen Lösungsmittels mit dem färbenden Material, darin aufgelöst oder dispergiert, können erwähnt werden ein Dispersionsverfahren durch Ultraschall, und Verfahren unter Verwendung verschiedener Arten von Dispersions-Maschinen oder Rühr-Maschinen. Zu dieser Zeit können verschiedene Arten von Emulgatoren und/oder Dispergiermitteln, und darüber hinaus Emulgierungs- oder Dispersions-Hilfen wie Schutz-Kolloid ebenfalls bei Bedarf verwendet werden. Als diese Emulgatoren und Dispergierungs-Hilfen können verwendet werden polymere Substanzen wie PVA, PVP und Gummi Arabicum, und daneben anionische oberflächenaktive Stoffe, nicht-ionische oberflächenaktive Stoffe und dergleichen. Beispiele für ein Verfahren zur Mikroverkapselung der obigen Emulsion beinhalten ein Verfahren, bei dem das färbende Material und das Harz gelöst werden in einem wasserunlöslichen organischen Lösungsmittel (öliges Lösungsmittel), und die Lösung unterzogen wird einer Phasen-Inversion in ein Wasser-System, um auf diese Weise Phasen-Inversions-Emulgierung durchzuführen, ein Grenzflächen-Polymerisations-Verfahren, bei dem eine Polymerisationsreaktion erzeugt wird an einer Grenzfläche zwischen einer organischen Phase und einer wässrigen Phase, um Mikroverkapselung durchzuführen, das sogenannte in situ Polymerisationsverfahren, bei dem ein Material, fähig zur Bildung einer Wand an alleine einer organischen Phase, gelöst ist oder koexistiert, um dadurch Mikrokapseln zu bilden, und ein Koazervierungsverfahren, bei dem der pH, Temperatur, Konzentration und dergleichen einer wässrigen Lösung eines Polymers verändert werden, um dadurch Phasentrennung zu erzeugen einer konzentrierten Phase des Polymers, um Mikrokapseln zu bilden. Nach der Bildung von Mikrokapseln wird ein Schritt des Beseitigens des öligen Lösungsmittels hinzugefügt. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Harzes, welches das färbende Material einkapselt, erhalten auf die oben beschriebene Weise, ist vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von 0,01 bis 2,0 μm, weiter bevorzugt von 0,05 bis 1 μm.
Beispiele für die kationische Gruppe im Harz, welches das färbende Material einkapselt, beinhalten
N,N-Dimethyl-aminoethylmethacrylat
[CH₂=C(CH₃)·COO·C₂HgN(CH₃)₂], N,N-Dimethylaminoethylacrylat [CH₂=CH·COO·C₂H₄N(CH₃)₂],
N,N-Dimethylaminopropylmethacrylat [CH₂=C(CH₃)·COO·C₃H₆N-(CH₃)₂], N,N-Dimethylaminopropylacrylat
[CH₂=CH·COO·C₃H₆N(CH₃)₂], N,N-Dimethylacrylamid
[CH₂=CH·CON(CH₃)₂], N,N-Dimethylmethacrylamid
[CH₂=C(CH₃)·CON(CH₃)₂], N,N-Dimethylaminoethylacrylamid
[CH₂=CH·CONHC₂H₄N(CH₃)₂], N,N-Dimethylaminoethylmethacrylamid
[CH₂=C(CH₃)·CONH-C₂H₄N(CH₃)₂], N,N-Dimethylaminopropylacrylamid
[CH₂=CH·CONHC₃H₆N(CH₃)₂] und N,N-dimethylaminopropylmethacrylamid [CH₂=C(CH₃)·CONHC₃H₆N(CH₃)₂].
Im Falle eines tertiären Amins beinhalten Beispiele für eine Verbindung zur Bildung eines Salzes Salzsäure, Schwefelsäure und Essigsäure. Beispiele für eine Verbindung, die in der Quaternisierung verwendet wird, beinhalten Methylchlorid, Dimethylschwefelsäure, Benzylchlorid und Epichlorhydrin.
(5) Pigment:
Als das Pigment gemäß dieser Ausführungsform wird der konventionell bekannte Ruß ohne jegliches Problem verwendet, so lange er ein selbst-dispergierender Ruß ist, an dessen Oberfläche mindestens eine kationische hydrophile Gruppe gebunden ist, direkt oder über eine weitere Atomgruppe.
Spezielle Beispiele dafür werden nachstehend beschrieben. (Kationisch geladener Ruß) Beispiele für den kationisch geladenen Ruß beinhalten solche, erhalten durch Binden mindestens einer, gewählt aus den folgenden quartären Ammonium-Gruppen an die Oberfläche von Ruß.
In den obenstehenden Formeln ist R eine gerade oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylgruppe.
Als ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung des selbst-dispergierenden Rußes, kationisch geladen durch Binden einer derartigen hydrophilen Gruppe wie obenstehend beschrieben, ist beschrieben ein Verfahren für das Binden beispielsweise einer N-Ethylpyridylgruppe der Struktur
an die Oberfläche des Rußes.
Nämlich ein Verfahren ist erwähnt, bei dem Ruß, behandelt wird mit 3-Amino-N-ethylpyridiniumbromid. Der selbstdispergierende Ruß, kationisch geladen durch Einführung der hydrophilen Gruppe in die Oberfläche des Rußes, hält auf diese Weise einen stabilen dispergierten Zustand aufrecht, auch dann, wenn er enthalten ist in einer Tinte auf Wasserbasis ohne Hinzufügen irgendeines Dispergiermittels oder dergleichen, weil er gute Dispergierbarkeit hat in Wasser aufgrund der Abstoßung von dessen Ion.
Derartige verschiedene oben beschriebene hydrophile Gruppen können direkt an die Oberfläche des Rußes gebunden sein. Alternativ kann eine weitere Atomgruppe dazwischenliegen zwischen der Oberfläche des Rußes und der hydrophilen Gruppe, um die hydrophile Gruppe indirekt an die Oberfläche vom Ruß zu binden. Spezielle Beispiele dieser weiteren Atomgruppe beinhalten lineare oder verzweigte Alkylengruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Phenylengruppe und eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylengruppe. Beispiele für Substituentengruppen an den Phenylen- und Naphthylengruppen beinhalten lineare oder verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Spezielle Beispiele von Kombinationen dieser weiteren Gruppe und der hydrophilen Gruppe beinhalten -C₂H₄-COOM, -Ph-SO₃M, Ph-COOM und -C₅H₁₀-NH₃ ⁺, wobei Ph eine Phenylgruppe ist.
In dieser Ausführungsform können zwei oder mehr des oben beschriebenen selbst-dispergierenden Rußes passend ausgewählt und verwendet werden als färbendes Material für die Tinte. Die Menge des selbst-dispergierenden Rußes, die zur Tinte hinzugefügt wird, ist vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von 0,1 bis 15 Gew.-%, insbesondere von 1 bis 10 Gew.-%, auf Basis des Totalgewichtes der Tinte. Wenn der selbstdispergierende Ruß in diesem Bereich hinzugefügt wird, kann ein ausreichender Dispersionszustand dessen in der Tinte beibehalten werden.
Um eine feine partikuläre wässrige Dispersion eines Pigments unter Verwendung eines derartigen Materials wie oben beschrieben zu erhalten, wird beispielsweise Ruß vorher vermischt in einer Lösung des kationischen Dispergiermittels und darauffolgend gemahlen in einer dispergierenden Maschine bei einer hohen Schergeschwindigkeit. Nach Verdünnen wird das Gemisch zentrifugiert, um grobe Partikel aus der verdünnten Mischung zu beseitigen. Danach werden Materialien, die notwendig sind für das Erreichen der erwünschten Tintenformulierung, hinzugefügt, und das resultierende Gemisch, falls erwünscht, gelagert. Danach wird das auf diese Weise behandelte Gemisch schließlich zentrifugiert, um eine Pigment-Dispersion zu erhalten, die den erwünschten durchschnittlichen Partikeldurchmesser aufweist, wobei eine wässrige Dispersion des Rußes erhalten werden kann. Der pH der auf diese Weise hergestellten Tinte wird vorzugsweise eingestellt auf einen Bereich von 3 bis 7.
(6) Wässriges Medium, andere Additive usw.:
Als ein wässriges Medium für das Tragen des Harzes mit einer kationischen Gruppe, das färbende Material einkapselnd, wie in Anforderung (4) beschrieben, und des kationischen Pigments oder der Pigment-Dispersion, welche das Pigment-Dispergiermittel mit einer kationischen Gruppe enthält, beschrieben in Anforderung (5), in einem dispergierten Zustand, um die Tinte aufzubauen, kann das im zusammenfassenden Anforderung (3) beschriebene in geeigneter Weise verwendet werden. Es wird bevorzugt, dass ein Wassergehalt in der Tinte beispielsweise 20 bis 95 Gew.-%, insbesondere 40 bis 95 Gew.-%, weiter bevorzugt 60 bis 95 Gew.-%, basierend auf dem Totalgewicht der Tinte ist. Als ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel, welches zu dem wässrigen Medium hinzugefügt werden kann, kann das in der zusammenfassenden Anforderung (3) erwähnte ebenfalls verwendet werden. Ein bevorzugtes wasserlösliches organisches Lösungsmittel ist Glycerin, und dessen hinzugefügte Menge ist vorzugsweise 2 bis 30 Gew.-%, weiter bevorzugt 5 bis 15 Gew.-%, basierend auf dem Totalgewicht der Tinte. Ein weiter bevorzugtes wasserlösliches organisches Lösungsmittel ist ein gemischtes Lösungsmittel mit Glycerin und einem weiteren mehrwertigen Alkohol wie Diethylenglykol oder Ethylenglykol. Das Mischungsverhältnis von Glycerin zu diesem weiteren mehrwertigen Alkohol ist vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von 10:5 bis 10:50. Beispiele für den mehrwertigen Alkohol außer Glycerin beinhalten Diethylenglykol, Ethylenglycol, Polyethylenglykol und Propylenglykol. Des Weiteren können Glycerin und gemischtes Lösungsmittel von Glycerin und einem weiteren mehrwertigen Alkohol verwendet werden in Kombination mit anderen wasserlöslichen organischen Lösungsmitteln.
Die Tinten gemäß dieser Ausführungsform werden in geeigneter Weise verwendet im Tintenstrahl-aufzeichnenden Verfahren, in welchem eine Tinte ausgestoßen wird aus einem aufzeichnenden Kopf durch thermische Energie oder mechanische Energie, um sie auf ein aufzeichnendes Medium aufzubringen, auf diese Weise ein Bild aufzuzeichnen. Wenn die Tinten gemäß dieser Ausführungsform als insbesondere geeignet für die Verwendung beim Tintenstrahl-Aufzeichnen hergestellt sind, werden die Tinten eingestellt, um als deren eigene physikalische Eigenschaften, gemessen bei 25°C, aufzuweisen eine Oberflächenspannung von 15 bis 60 dyn/cm, vorzugsweise 20 bis 50 dyn/cm, eine Viskosität von 15 cP oder niedriger, insbesondere 10 cP oder niedriger, weiter bevorzugt 5 cP oder niedriger und einen pH innerhalb eines Bereiches von vorzugsweise von 3 bis 11, weiter bevorzugt von 3,5 bis B.
Als spezielle Tintenzusammensetzungen, fähig zum Erreichen derartiger Eigenschaften, können beispielsweise erwähnt werden die Zusammensetzungen verschiedener Tinten, verwendet in Beispielen, welche nachstehend beschrieben sind.
Zu den Tinten gemäß dieser Ausführungsform können des Weiteren hinzugefügt werden verschiedene Arten von Additiven wie oberflächenaktive Stoffe, pH-Regler und Schimmelfestausrüstungsmittel, zusätzlich zu dem Harz, welches das färbende Material einkapselt, erhalten auf die oben beschriebene Weise, und dem Pigment.
Keine spezielle Einschränkung wird auferlegt den aufzeichnenden Medien, die verwendet werden in einem aufzeichnenden Verfahren unter Verwendung der Tinten gemäß dieser Ausführungsform, und verschiedene Arten von glattem Papier, wie Kopierpapier und geleimtes Papier, beschichtetes Papier, speziell hergestellt für das Tintenstrahl- Aufzeichnen, Glanzpapier und OHP-Folien werden in geeigneter Weise verwendet.
(7) Aufzeichnende Vorrichtung, aufzeichnendes Verfahren usw.:
Eine bildaufzeichnende Vorrichtung, geeignet zur Verwendung im Aufzeichnen mit den oben beschriebenen Tinten gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform auf einem aufzeichnenden Medium, und ein bildaufzeichnendes Verfahren unter Verwendung derselben werden nachstehend beschrieben. Als ein Beispiel für die bildaufzeichnende Vorrichtung kann erwähnt werden eine Vorrichtung, bei der thermische Energie entsprechend den aufzeichnenden Signalen angewendet wird bei einer Tinte innerhalb eines aufzeichnenden Kopfes, und Tinten-Tröpfchen durch die thermische Energie erzeugt werden. Eine derartige Vorrichtung wird nachstehend beschrieben.
1 und 2 sind schematische Schnittansichten, welche veranschaulichen ein Beispiel der Konstruktion eines Kopfes, welcher ein Hauptbestandteil einer derartigen bildaufzeichnenden Vorrichtung ist. Insbesondere 1 ist eine schematische Schnittansicht eines Kopfes 13, aufgenommen entlang des Flussweges der Tinte, und 2 ist eine Schnittansicht, aufgenommen entlang von Linie 2-2 in 1. Der Kopf 13 wird gebildet durch Anbinden eines Glases, Keramik, Silizium oder Plastikplatte oder dergleichen mit einem Flusskanal (Düse) 14, durch welche eine Tinte strömt, auf einem erwärmendem Substrat 15. Das erwärmende Substrat 15 ist zusammengesetzt aus einem Schutzfilm 16, hergestellt aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumcarbid oder dergleichen, Elektroden 17-1 und 17-2, gebildet aus Aluminium, Gold, Aluminium-Kupfer-Legierung oder dergleichen, einer erhitzenden Widerstandsschicht 18, gebildet aus einem hochschmelzenden Material, wie HfB₂, TaN oder TaAl, einer Wärme-sammelnden Schicht 19, gebildet aus Siliziumoxid, Aluminiumoxid oder dergleichen, und einem Substrat 20, hergestellt aus Silizium, Aluminium, Aluminiumnitrid oder dergleichen mit einer guten Wärme-ausstrahlenden Eigenschaft.
Nun, nach Anwendung von gepulsten elektrischen Signalen an den Elektroden 17-1 und 17-2 des Kopfes 13, erzeugt das erwärmende Substrat 15 schlagartig Hitze an der Zone, gezeigt durch "n", um Blasen zu bilden in einer Tinte 21, welche sich in Kontakt mit dieser Zone befindet. Ein Meniskus 23 der Tinte wird gebildet durch den Druck, der auf diese Weise produziert wird, und die Tinte 21 wird ausgestoßen aus einer Ausstoßungs-Öffnung 22 über die Düse 14 des Kopfes 13 gegen ein aufzeichnendes Medium 25. 3 veranschaulicht ein Auftreten eines Mehrfach-Kopfes, zusammengesetzt aus einem Array einer Anzahl von Köpfen, wie in 1 gezeigt. Der Mehrfach-Kopf wird gebildet durch enges Anbinden einer Glasplatte 27 mit einer Anzahl von Rillen 26 an einen erwärmenden Kopf 28, ähnlich dem in 1 beschriebenen.
4 veranschaulicht ein Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnenden Vorrichtung, in die ein derartiger Kopf, wie oben beschrieben, eingebracht wurde. In 4 bezeichnet Bezugszeichen 61 eine Klinge, die als ein wischendes Element dient, wobei deren eines Ende ein stationäres Ende ist, das gehalten wird durch ein Klingen-haltendes Element, um einen Ausleger zu bilden. Die Klinge 61 wird bereitgestellt an einer Position angrenzend zur Zone, in der ein aufzeichnender Kopf 65 tätig ist, und wird in dieser Ausführungsform auf solche Weise gehalten, dass sie in den Lauf ragt, durch welchen der aufzeichnende Kopf 65 bewegt wird. Bezugszeichen 62 gibt einen Verschluss an für die Fläche der Ausstoßungs-Öffnungen des aufzeichnenden Kopfes 65, welcher bereitgestellt wird an einer Ruheposition angrenzend an Klinge 61, und ist so konstruiert, dass er sich in einer Richtung senkrecht zu einer Richtung bewegt, in welcher der aufzeichnende Kopf 65 bewegt wird, und in Kontakt kommt mit der Fläche der Ausstoßungs-Öffnungen, um sie zu verschließen. Bezugszeichen 63 bezeichnet ein Tinte-absorbierendes Element, bereitgestellt neben der Klinge 61, das, ähnlich zu Klinge 61, gehalten wird auf solche Weise, dass es herausragt in den Lauf, durch welchen der aufzeichnende Kopf 65 bewegt wird. Die oben beschriebene Klinge 61, der Verschluss 62 und das Tinte-absorbierende Element 63 bilden einen Ausstoßungs-Rückgewinnungs-Abschnitt 64, an dem die Klinge 61 und das Tinte-absorbierende Element 63 Wasser, Staub und/oder dergleichen von der Fläche der Tinte-ausstoßenden Öffnungen entfernen. Bezugszeichen 65 bezeichnet den aufzeichnenden Kopf mit einer Ausstoßungs-Energie-erzeugenden Einrichtung, und welcher dazu dient, Tinte auf ein aufzeichnendes Medium auszustossen, das gegenüber der Fläche der Ausstoßungs-Öffnung gelegen ist, bereitgestellt mit Ausstoßungs-Öffnungen, um Aufzeichnen durchzuführen. Bezugszeichen 66 bezeichnet einen Wagen, auf welchem der aufzeichnende Kopf 65 angebracht ist, so dass der aufzeichnende Kopf 65 bewegt werden kann. Der Wagen 66 greift gleitfähig ineinander mit einem Führungsstab 67 und ist (nicht abgebildet) an dessen Abschnitt mit einem Gurt 69 verbunden, angetrieben durch einen Motor 68. Auf diese Weise kann der Wagen 66 entlang des Führungsstabes 67 bewegt werden und somit kann der aufzeichnende Kopf 65 bewegt werden von einer aufzeichnenden Zone zu einer daran angrenzenden Zone. Bezugszeichen 51 und 52 bezeichnen jeweils einen zuführenden Teil, von welchem das aufzeichnende Medium eingeführt wird, und Zuführungswalzen, angetrieben durch einen Motor (nicht abgebildet). Durch eine derartige Konstruktion wird das aufzeichnende Medium zugeführt zu einer Position gegenüber der Fläche der Ausstoßungs-Öffnung des aufzeichnenden Kopfes 65, und entladen von einem Entladungs-Abschnitt, versehen mit Entladungs-Walzen 53 im Verlauf des Aufzeichnens. In der obigen Konstruktion wird der Verschluss 62 in dem Kopf-Rückgewinnungs-Abschnitt 64 gesenkt von dem Bewegungsweg des aufzeichnenden Kopfes 65, wenn der aufzeichnende Kopf 65 an dessen Ruheposition zurückgeführt wird, beispielsweise nach Beendigung des Aufzeichnens, und die Klinge 61 verbleibt in den Bewegungsweg herausragend. Als Folge wird die Fläche der Ausstoßungs-Öffnung des aufzeichnenden Kopfes 65 gewischt. Wenn der Verschluss 62 in Berührung kommt mit der Fläche der Ausstoßungs-Öffnung des aufzeichnenden Kopfes 65, um diesen zu verschließen, wird der Verschluss 62 bewegt, um hervorzuragen in den Bewegungsweg des aufzeichnenden Kopfes 65.
Wenn der aufzeichnende Kopf 65 bewegt wird aus dessen Ruheposition an die Position, bei welcher das Aufzeichnen gestartet wird, sind der Verschluss 62 und die Klinge 61 an den gleichen Positionen, wie die oben beschriebenen Positionen für das Wischen. Als Folge wird die Fläche der Ausstoßungs-Öffnung des aufzeichnenden Kopfes 65 ebenfalls gewischt zur der Zeit dieser Bewegung.
Die obige Bewegung des aufzeichnenden Kopfes 65 an dessen Ruheposition wird nicht nur durchgeführt, wenn das Aufzeichnen beendet ist oder der aufzeichnende Kopf 65 zur Ausstoßung wiederhergestellt wird, sondern auch dann, wenn der aufzeichnende Kopf 65 zwischen den aufzeichnenden Zonen bewegt wird in der Absicht des Aufzeichnens, während dessen er bewegt wird an die Ruheposition angrenzend an jede aufzeichnende Zone bei gegebenen Intervallen, wo die Fläche der Ausstoßungs-Öffnung gewischt wird gemäß dieser Bewegung.
5 veranschaulicht eine beispielhafte Tintenkartusche 45, in welcher eine Tinte enthalten ist, die einem Kopf über ein Tinte-zuführendes Element zugeführt werden soll, beispielsweise einem Rohr. Hierbei bezeichnet Bezugszeichen 40 einen Tintenbehälter-Abschnitt, welcher die zuzuführende Tinte enthält, wie beispielhaft ausgeführt durch eine Tasche für die Tinte. Ein Ende davon ist versehen mit einem Stopper 42, hergestellt aus Gummi. Eine Nadel (nicht abgebildet) kann in diesen Stopper 42 eingeführt werden, so dass die Tinte in der Tasche 40 für die Tinte dem Kopf zugeführt werden kann. Bezugszeichen 44 bezeichnet ein absorbierendes Element für das Empfangen von Abfall-Tinte. Es ist bevorzugt, dass der Tintenbehälter-Abschnitt 40 gebildet ist aus einem Polyolefin, insbesondere Polyethylen, mit dessen Oberfläche die Tinte in Kontakt kommt.
[Aufzeichnende Einheit]
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Tintenstrahl-aufzeichnende Vorrichtung ist nicht beschränkt auf die Vorrichtung, die obenstehend beschrieben ist, in welcher der Kopf und die Tintenkartusche separat bereitgestellt sind. Deswegen kann eine Vorrichtung, bei der diese Elemente in integrierter Weise gebildet sind, wie in 6 gezeigt, ebenfalls vorzugsweise verwendet werden. In 6 bezeichnet Bezugszeichen 70 eine aufzeichnende Einheit, in deren Inneren ein Tintenbehälter-Abschnitt, der eine Tinte enthält, beispielsweise ein Tinte-absorbierendes Element, enthalten ist. Die aufzeichnende Einheit 70 ist so konstruiert, dass die Tinte in einem derartigen Tinte-absorbierenden Element ausgestoßen wird in der Form von Tinten-Tröpfchen über einen Kopf 71 mit einer Vielzahl von Ausgängen. In der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise Polyurethan verwendet als ein Material für das Tinte-absorbierende Element. Der Tintenbehälter-Abschnitt kann konstruiert sein ohne Verwendung des Tinte-absorbierenden Elementes durch eine Tasche für die Tinte, in deren Inneren eine Quelle oder dergleichen bereitgestellt ist. Bezugszeichen 72 bezeichnet einen Luft-Durchlass für die Verbindung des Inneren der aufzeichnenden Einheit 70 mit der Atmosphäre.
Diese aufzeichnende Einheit 70 wird anstelle des aufzeichnenden Kopfes 65, gezeigt in 4, verwendet, und ist abnehmbar auf dem Wagen 66 installiert. [Tintenstrahl-aufzeichnende Vorrichtung und aufzeichnendes Verfahren unter Verwendung eines piezoelektrischen Elements] Als ein bevorzugtes Beispiel für eine Tintenstrahl-aufzeichnende Vorrichtung, welche guten Gebrauch macht von mechanischer Energie, kann erwähnt werden eine On-Demand-Typ-Tintenstrahl-aufzeichnende Vorrichtung mit einem Düsebildenden Substrat mit einer Vielzahl von Düsen, Druck-erzeugenden Vorrichtungen, zusammengesetzt aus einem piezoelektrischen Material und einem elektrisch leitenden Material, die sich gegenüber den Düsen befinden, und einer Tinte, welche um die Druck-erzeugenden Vorrichtungen herum gefüllt ist, wobei die Druck-erzeugenden Vorrichtungen verändert werden durch Spannung, welche angelegt wird, um Tröpfchen der Tinte aus den Düsen auszustoßen.
Ein Beispiel für die Konstruktion eines aufzeichnenden Kopfes, welcher ein Hauptbestandteil einer derartigen aufzeichnenden Vorrichtung ist, ist in 7 veranschaulicht.
Der Kopf ist zusammengesetzt aus einem Tintenfluss-Kanal 80, der in Verbindung ist mit einer Tintenkammer (nicht abgebildet), einer Ausgangs-Platte 81, durch welche Tintentröpfchen mit einem erwünschten Volumen ausgestoßen werden, einer Vibrationsplatte 82 für das direkte Anwenden eines Druckes auf die Tinte, einem piezoelektrischen Element 83, gebunden an die Vibrationsplatte 82, das einen Wandel unterläuft gemäß einem elektrischen Signal, und einem Substrat 84, angepasst um darauf die Ausgangs-Platte 81, die Vibrations-Platte 82 und dergleichen zu stützen und zu fixieren.
In 7 ist der Tintenfluss-Weg 80 mit einem photoempfindlichen Harz oder dergleichen gebildet. Die Ausgangs-Platte 81 ist aus einem Metall wie Edelstahl oder Nickel hergestellt, und eine Ausstoßungs-Öffnung 85 dieser wird gebildet durch Galvanoformung, Stanzen durch Pressen oder dergleichen. Die Vibrationsplatte 82 ist gebildet mit einem Film aus einem Metall wie Edelstahl, Nickel oder Titan und einem Hochmodul-Harzfilm oder dergleichen. Das piezoelektrische Element 83 ist hergestellt aus einem dielektrischen Material wie Bariumtitanat oder PZT.
Der aufzeichnende Kopf mit der obigen Konstruktion wird auf eine solche Weise betätigt, dass gepulste Spannung an dem piezoelektrischen Element 83 angewendet wird, um eine Spannung zu erzeugen, um eine Kraft zu erzeugen, die Vibrationsplatte 82, angebunden an das piezoelektrische Element 83, wird deformiert durch die Energie der Kraft, und die Tinte in dem Tintenfluss-Weg 80 wird somit senkrecht unter Druck gesetzt, um Tintentröpfchen auszustoßen (nicht abgebildet) aus der Ausstoßungs-Öffnung 85 der Ausgangs-Platte 81, um auf diese Weise Aufzeichnen durchzuführen.
Ein derartiger aufzeichnender Kopf wird durch Einfügen in eine Tintenstrahl-aufzeichnende Vorrichtung verwendet, ähnlich wie in 4 gezeigt. Die Funktion der Einzelheiten der Tintenstrahl-aufzeichnenden Vorrichtung kann auf die gleiche Weise durchgeführt werden wie obenstehend beschrieben.
[Tintensatz]
Die obenstehend beschriebenen Tinten gemäß den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bilden schwarze Tinten, und können jeweils bereitgestellt sein als ein Tintensatz, geeignet zur Verwendung bei der Bildung von Farbbildern durch Kombinieren mit mindestens einer Farbtinte, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Farbtinten mit färbenden Materialien für Gelb, Magenta, Cyan, Rot, Blau und Grün. Insbesondere die schwarzen Tinten gemäß der zweiten Ausführungsform können äusserst wirkungsvoll das Auftreten von Ausbluten reduzieren, wenn sie verwendet werden zusammen mit einer Tinte mit mindestens einem wasserlöslichen Farbstoff mit einer anionischen Gruppe und einer Verbindung, welche enthält mindestens eine anionische Gruppe, weil eine ionische Reaktion stattfindet an einer Grenzfläche zwischen beiden Tinten auf einem aufzeichnenden Medium. Beispiele für den wasserlöslichen Farbstoff mit einer anionischen Gruppe beinhalten die konventionell bekannten direkten Farbstoffe und sauren Farbstoffe. Beispiele für die Verbindung mit mindestens einer anionischen Gruppe beinhalten die konventionell bekannten anionischen oberflächenaktiven Stoffe und hochmolekulare Verbindungen, welche eine anionische Gruppe enthalten. Darin sind auch Pigment-Dispergiermittel und dergleichen enthalten.
(Farbtinte)
sAls färbende Materialien für die Farbtinten, verwendbar für den obigen Tintensatz, können verwendet werden allgemein bekannte Farbstoffe und Pigmente. Als Farbstoffe können beispielsweise saure Farbstoffe und direkte Farbstoffe verwendet werden. Als beispielsweise anionische Farbstoffe können die meisten der sowohl bisher bekannten Farbstoffe, als auch neuerdings hergestellte verwendet werden, so lange sie einen angemessenen Farbton und Dichte aufweisen. Einige darunter können auch in Kombination verwendet werden. Als spezielle Beispiele für anionische Farbstoffe können die folgenden Farbstoffe erwähnt werden:
(Färbendes Material für Gelb)

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

(Färbendes Material für Rot)

C.I. Direct Red 2, 4, 9, 11, 20, 23, 24, 31, 41, 39, 46, 62, 75, 79, 80, 83, 89, 95, 197, 201, 218, 220, 224, 225, 226, 227, 228 und 229;
C.I. Acid Red 6, 8, 9, 13, 14, 18, 26, 27, 32, 35, 42, 51, 52, 80, 83, 87, 89, 92, 106, 114, 115, 133, 134, 145, 158, 198, 249, 265 und 289;
C.I. Reactive Red 7, 12, 13, 15, 17, 20, 23, 24, 31, 42, 45, 46 und 59; und
C.I. Food Red 87, 92 und 94. (Färbendes Material für Blau)
C.I. Direct Blue 1, 15, 22, 25, 41, 76, 77, 80, 86, 90, 98, 106, 108, 120, 158, 163, 168, 199 und 226;
C.I. Acid Blue 1, 7, 9, 15, 22, 23, 25, 29, 40, 43, 59, 62, 74, 78, 80, 90, 100, 102, 104, 117, 127, 138, 158 und 161; und
C.I. Reactive Blue 4, 5, 7, 13, 14, 15, 18, 19, 21, 26, 27, 29, 32, 38, 40, 44 und 100.

(Färbendes Material für Schwarz)

C.I. Acid Black 2, 4, 8, 51, 52, 110, 115, 156; und
C.I. Food Black 1 and 2.

(Lösungsmittel)
Beispiele für Lösungsmittel oder Dispersionsmedien für Tinten, welche jeweils aufweisen derartige färbende Materialien für Farbtinten, wie obenstehend beschrieben, beinhalten Wasser und gemischte Lösungsmittel von Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel. Beispiele für das wasserlösliche organische Lösungsmittel beinhalten die gleichen Lösungsmittel wie jene, die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind. Wenn derartige Farbtinten auf ein aufzeichnendes Medium durch ein Tintenstrahl-System (beispielsweise Blasenstrahl-System) aufgebracht werden, ist bevorzugt, dass die Tinten derart eingestellt werden, um erwünschte Viskosität und Oberflächenspannung aufzuweisen, damit die Tinten ausgezeichnete Tintenstrahl-Ausstoßungs-Eigenschaften aufweisen, wie obenstehend beschrieben.
(Anteil des färbenden Materials)
Der Anteil des färbenden Materials in jeder der Farbtinten kann in geeigneter Weise auf solche Weise gewählt werden, dass eine derartige Tinte ausgezeichnete Tintenstrahl-Ausstoßungs-Eigenschaften und den erwünschten Farbton und Dichte aufweist, wenn sie beispielsweise beim Tintenstrahl-Aufzeichnen verwendet wird. Beispielsweise ist als Standard bevorzugt ein Bereich innerhalb von 3 bis 50 Gew.-%, auf Basis des Gesamtgewichts der Tinte. Die Menge des in der Tinte enthaltenen Wassers ist vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von 50 bis 95 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte.
[Aufzeichnende Vorrichtung und aufzeichnendes Verfahren unter Verwendung von Tintensätzen]
Wenn jeder der obenstehend beschriebenen Tintensätze verwendet wird um Farbbilder aufzuzeichnen, kann beispielsweise eine aufzeichnende Vorrichtung verwendet werden, bei der 4 aufzeichnende Köpfe, wobei jeder von diesen in 3 abgebildet wurde, auf einem Wagen angeordnet sind. Eine Ausführungsform davon ist veranschaulicht in 9. Bezugszeichen 91, 92, 93 und 94 bezeichnen aufzeichnende Einheiten für das Ausstoßen von jeweils Gelb-, Magenta-, Cyan- und Schwarz-Tinten. Die aufzeichnenden Einheiten sind auf einem Wagen der obenstehend beschriebenen aufzeichnenden Vorrichtung angeordnet und dienen dazu, die jeweiligen Tinten als Antwort auf die aufzeichnenden Signale auszustoßen. 9 zeigt den Fall, bei dem die vier aufzeichnenden Köpfe verwendet wurden. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise ist ebenfalls beinhaltet eine Ausführungsform, wobei Tintenkartuschen 86 bis 89, welche jeweils die obenstehenden vier Farbtinten enthalten, in einem aufzeichnenden Kopf 90 angeordnet sind, bei welchem Tintenfluss-Wege separat auf solche Weise gebildet sind, dass die Farbtinten, zugeführt aus den Tintenkartuschen 86 bis 89, separat ausgestoßen werden können durch einen aufzeichnenden Kopf, wie in 8 gezeigt, um somit Aufzeichnen durchzuführen.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend ausführlicher beschrieben durch die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt, solange sie nicht deren Gegenstand überschreiten. Alle Bezeichnungen "Teil" oder "Teile" und "%" die in den folgenden Beispielen verwendet werden, bedeuten übrigens Gewichtsteil oder Gewichtsteile, und Gew.-%, es sei denn anders angegeben. In den folgenden Beispielen ist der durchschnittliche Partikeldurchmesser ein Wert, gemessen mittels einer dynamischen Lichtstreuungs-Partikeldurchmesser-Messungsausrüstung (ELS-800, Handelsname, hergestellt von Ohtsuka Denshi K.K.).
Beispiele 1 bis 6:
Dispersionen C-1 und C-2 wurden bereitgestellt als Ruß-Dispersionen.
(Herstellung der Dispersion C-1)
Dispersion C-1 wurde hergestellt auf die folgende Weise.
Ein Styrol-Methacrylsäure-ethylacrylat-Copolymer (Säurewert: 350; massegemitteltes Molekulargewicht: 3000; als eine 20% wässrige Lösung; Neutralisierungsmittel:
Kaliumhydroxid) wurde als ein Dispergiermittel verwendet. Die folgenden Materialien wurden in eine Batch-förmige Sandmühle (hergestellt durch Aimex Company) geladen, und Glaskugeln mit einem Durchmesser von 1 mm wurden als ein mahlendes Medium geladen, um 3 Stunden lang eine Dispersionsbehandlung durchzuführen, während mit Wasser gekühlt wurde.

Wässrige Lösung des Dispergiermittels (20 % wässrige Lösung) 30 Teile

Ruß (Mogul, Handelsname; Produkt von Cablack Co.) 20 Teile

Glycerin 10 Teile

Wasser 30 Teile
Die auf diese Weise erhaltene Ruß-Dispersion hatte einen mittleren Partikeldurchmesser von 0,1 μm und einen pH von 10,0.
(Herstellung der Dispersion C-2)
Dispersion C-2 wurde auf die gleiche Weise erhalten wie bei der Herstellung der Dispersion C-1, mit der Ausnahme, dass selbst-dispergierender Ruß CAB-O-JET 200 (Handelsname, Produkt von CABOT Co.; Feststoffgehalt: 20 %; mit einer Sulfonylgruppe als eine funktionelle Gruppe an dessen Oberfläche) verwendet wurde. Die auf diese Weise erhaltene Ruß-Dispersion hatte einen mittleren Partikeldurchmesser von 0,13 μm und einen pH von 7,0. Herstellung der Dispersionen MC-1 und MC-2 von Harzen, ein färbendes Material einkapselnd: Dispersionen MC-1 und MC-2 wurden ebenfalls bereitgestellt als Dispersionen von Harzen, ein färbendes Material einkapselnd.
(Herstellung der Dispersion MC-1)
Die folgenden Materialien wurden in einer Lösung gemischt.

C.I. Solvent Black 3 10 Teile

Styrol-Acrylsäure-Copolymer (Säurewert: 200; Molekulargewicht: 30000) 40 Teile

Methylethylketon 50 Teile
Die resultierende Lösung wurde Phaseninversion-emuligert in Wasser unter Verwendung von Natriumhydroxid als neutralisierendes Mittel, und Methylethylketon wurde beseitigt, um schließlich eine wässrige Dispersion von Mikrokapseln zu erhalten, mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,08 μm, Feststoffe enthaltend in einer Konzentration von 20 %.
(Herstellung der Dispersion MC-2)
Eine wässrige Dispersion von Mikrokapseln mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,13 μm, Feststoffe enthaltend in einer Konzentration von 20 %, wurde schließlich erhalten auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung von Dispersion MC-1, mit der Ausnahme, dass das verwendete Harz in Dispersion MC-1 getauscht wurde gegen ein Styrol-Acrylsäure-Methylmethacrylat-Terpolymer (Säurewert: 250 Molekulargewicht: 25000).
Nachdem die jeweiligen Dispersionen, bereitgestellt auf die oben beschriebene Weise, gemischt wurden, um Feststoffgehalte in in Tabelle 1 gezeigten entsprechenden Verhältnissen zu ergeben, wurden Glycerin und Isopropylalkohol mit jedem dieser Gemische auf solche Weise gemischt, dass die Konzentrationen von Glycerin und Isopropylalkohol bis zu jeweils 16 % und 4,0 % waren, um auf diese Weise die entsprechenden Tinten herzustellen, die schließlich Ruß und das Harz, einkapselnd das färbende Material, enthalten in einer Konzentration von 8 % in Bezug auf den Gesamtfestkörpergehalt in jeder Tinte.
"C.B./MC", gezeigt in Tabelle 1, bezeichnet End-Konzentrationen der jeweiligen Feststoffe (d.h. Ruß und das Harz) in jeder hergestellten Tinte. Insbesondere bezeichnet es, dass beispielsweise Tinte A gemäß Beispiel 1 hergestellt wurde auf solche Weise, dass die Feststoffanteile von Ruß und dem Harz, das färbende Material einkapselnd, sich auf jeweils 1,5 % und 6,5 % beliefen. Übrigens bedeutet die Menge von Ruß in Beispielen 1 bis 3 in Tabelle 1 der Gesamtfeststoffgehalt von Ruß und dem Dispergiermittel. Andererseits bedeutet die Menge von Ruß in Beispielen 4 bis 6 eine Menge von Ruß alleine, weil kein Dispergiermittel verwendet wurde für den Ruß.
Die auf diese Weise hergestellten sechs Tinten A, B, C, D, E und F wurden separat geladen in einen Tintenbehälter für Schwarz einer BJ Kartusche BC-21, installiert in einem Farb-BJ-Drucker BJC-420J (Handelsname; hergestellt von Canon Inc.), und die Kartusche wurde installiert in BJC-420, um Drucken durchzuführen auf aufzeichnendes Papier Canon PB Papier (Handelsname, Produkt von Canon Inc.; Papier für allgemeinen Gebrauch in BJ-Elektrophotographie) gemäß 360 × 360 DPI, HQ-Modus für glattes Papier von BJC-420J.
Vergleichsbeispiele 1 bis 3:
Tinten G und H, die nur ihren entsprechenden in Tabelle 1 gezeigten Ruß enthalten, und Tinte I, die nur ihr entsprechendes in Tabelle 1 gezeigtes Harz enthält, ein färbendes Material einkapselnd, wurden verwendet, um Drucken durchzuführen auf genau die gleiche Weise wie in Beispielen 1 bis 6. Tabelle 1
Die somit erhaltenen Drucke wurden auf die folgende Weise bewertet:
Optische Dichte des Bildes:
Nachdem eine feste gedruckte Probe 12 Stunden lang nach dessen Drucken stehen gelassen wurde, wurden dessen optische Dichte gemessen mittels eines Reflexions-Densitometers Macbeth RD-918 (Handelsname, hergestellt von Macbeth Company). Die Auswertungsergebnisse wurden gemäß dem folgenden Standard bewertet:

A: Optische Dichte war nicht niedriger als 1,35;
B: Optische Dichte war von 1,2 bis 1,34; und
C: Optische Dichte war niedriger als 1,2.

Wasserfestigkeit:
Die gleiche fest gedruckte Probe, die bei der Bewertung der optischen Dichte des Bildes verwendet wurde, wurde verwendet und wurde 12 Stunden lang nach dem Drucken stehen gelassen. Die Bild-Probe wurde dann in Leitungswasser 3 Sekunden lang eingetaucht und getrocknet, um deren optische Dichte zu messen mittels des oben beschriebenen Reflexions-Densitometers, wobei die prozentuale Beibehaltung der optischen Dichte gefunden wurde von den optischen Dichten vor und nach dem Wasserfestigkeits-Test, um sie zu verwenden als ein Maß für die Wasserfestigkeit. Die Auswertungsergebnisse wurden gemäß dem folgenden Standard bewertet:

A: Prozentuale Beibehaltung der optischen Dichte war nicht weniger als 90;
B: Prozentuale Beibehaltung der optischen Dichte war nicht weniger als 70 %, aber weniger als 90 %;
C: Prozentuale Beibehaltung der optischen Dichte war weniger als 70 %.

Beständigkeit gegenüber Linienmarker:
Nachdem 1 Stunde verstrichen war nach dem Drucken der Zeichen, wurde der Zeichen-Abschnitt der resultierenden Druck-Probe einmal unter gewöhnlichem Schreib-Druck mit einem gelb-fluoreszierenden Stift markiert, Spot-Lighter-Yellow (Handelsname; Produkt von Pilot Pen Co., Ltd.), wobei die Beständigkeit gegenüber dem Linienmarker bewertet wurde gemäß dem folgenden Bewertungsstandard:

A: Weder Ausbluten noch Verschmutzen auf weißen Abschnitten wurde bei der Druck-Probe beobachtet, und eine Stift-Spitze wurde ebenfalls nicht verschmutzt;
B: Kein Verschmutzen auf weißen Abschnitten wurde bei der Druck-Probe beobachtet, aber eine Stift-Spitze wurde etwas verschmutzt; und
C: Verschmutzen auf weißem Abschnitt wurde in der Druck-Probe beobachtet.

Abrieb-Beständigkeit:
Nachdem vier Stunden nach dem Drucken eines Bildes verstrichen waren, wurde Silbon-Paper auf das bedruckte Papier gelegt, und ein 1-kg-Gewicht mit einer Grundfläche von 5 cm² wurde dann auf das Silbon-Paper gelegt. Das Silbon-Paper wurde dann weggezogen, um visuell zu beobachten, ob die unbedruckten Abschnitte (weiße Abschnitte) des bedruckten Papiers und des Silbon-Paper durch Reiben zwischen den bedruckten Abschnitten des bedruckten Papiers und des Silbon-Paper verschmutzt wurden. Die Abrieb-Beständigkeit wurde gemäß dem folgenden Bewertungs-Standard bewertet:

A: Kein Verschmutzen wurde beobachtet, weder auf den weißen Abschnitten, noch auf dem Silbon-Paper;
B: Verschmutzen wurde nur auf dem Silbon-Paper beobachtet; und
C: Verschmutzen wurde beobachtet auf sowohl den weißen Abschnitten als auch auf dem Silbon-Paper.

Ausstoßungs-Stabilität:
Eine 1-Punkt-vertikale Linie wurde gedruckt auf einem aufzeichnenden Papier zu Beginn der Verwendung von Kartusche BC-21. Text-Drucken wurde durchgeführt, bis die Kartusche BC-21 aufgebraucht war. Die Kartusche, kurz bevor sie aufgebraucht war, wurde verwendet, um auszudrucken eine 1-Punkt-vertikale Linie auf einem weiteren aufzeichnenden Papier. Diese Aufzeichnungspapier-Proben wurden visuell beobachtet aus einer 25 cm entfernten Position, um auf diese Weise zu vergleichen das Ergebnis des Drucks mit der Kartusche zu Beginn der Verwendung, mit dem Ergebnis des Drucks mit der Kartusche, kurz bevor sie aufgebraucht war, um die Ausstoßungs-Stabilität zu bewerten gemäß dem folgenden Bewertungsstandard:

A: Kein Unterschied war zwischen beiden Proben zu beobachten;
B: Abweichung des Punkt-Aufpralls war zu beobachten in einem Teil der vertikalen Linie, die mit der Kartusche gedruckt wurde, kurz bevor sie aufgebraucht war, aber die Linie war als eine gerade Linie zu erkennen; und
C: Abweichen des Punkt-Aufpralls war klar zu beobachten bei der vertikalen Linie, gedruckt durch die Kartusche, kurz bevor sie aufgebraucht war, und es war zu erkennen, dass die vertikale Linie abwich.

Die Auswertungsergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
Tabelle 2 gibt zu verstehen, dass die Tinten gemäß der vorliegenden Erfindung Tinten für Tintenstrahl sind, welche bereitstellen können ein Bild mit genügend hoher optischer Dichte auf glattem Papier und ausgezeichneter Wasserfestigkeit, Beständigkeit gegenüber Linienmarker und Abrieb-Beständigkeit, und die ausreichend gut in der Ausstoßungs-Stabilität sind. Die Tinten des alleinigen Systems des Rußes und die Tinte des alleinigen Systems des Harzes, das färbende Material einkapselnd, konnten keine Resultate ergeben, die zur gleichen Zeit die optische Dichte des Bildes, Wasserfestigkeit, Beständigkeit gegenüber Linienmarker, Abrieb-Beständigkeit und Ausstoßungs-Stabilität befriedigten.
Beispiele 7 bis 12:
Dispersionen C-3 und C-4 wurden bereitgestellt als Ruß-Dispersionen.
(Herstellung von Dispersion C-3)
Dispersion C-3 wurde auf die folgende Weise hergestellt.

Kationisches Polymer P-1 (massegemittelte Molekülmasse: 11000, pH der wässrigen Lösung: 3,26), Acrylamid und Trimethylaminopropylacrylamid-Sulfat als Monomere enthaltend in einem Gewichtsverhältnis von 70:30 wurde als Dispergiermittel verwendet, um die folgende Ruß-Dispersion C-3 herzustellen.

Wässrige Lösung des kationischen Polymers P-1 (Feststoffgehalt: 20 %)	20 Teile
Ruß #2600 (Produkt von Mitsubishi Kagaku Co., Ltd.)	10 Teile
Diethylenglykol	5 Teile
Isopropylalkohol	5 Teile
Wasser	60 Teile

Die obigen Materialien wurden schubweise in eine vertikale Sandmühle (hergestellt von Aimex Company) geladen, und Glaskügelchen mit einem Durchmesser von 1 mm wurden als ein mahlendes Medium geladen, um 3 Stunden lang eine Dispersionsbehandlung durchzuführen, während mit Wasser gekühlt wurde. Nach der Dispersions-Behandlung hatte die Dispersion eine Viskosität von 28 cP und einen pH von 4,05. Die Dispersion wurde zentrifugiert, um grobe Partikel zu beseitigen, um auf diese Weise eine Dispersion C-3 mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 0,12 um zu erhalten. Die Dispersion hatte insgesamt einen Feststoffgehalt von 10 %.
(Herstellung der Dispersion C-4)
Dispersion C-4 wurde auf die folgende Weise hergestellt.
Nachdem 10 g Ruß mit einer Oberfläche von 230 m²/g und einer DBP-Ö1-Absorption von 70 ml/100g, und 3,06 g 3-Amino-N-ethylpyridiniumbromid gründlich mit 72 g Wasser vermischt wurden, wurden 1,62 g Salpetersäure tropfenweise zum Gemisch hinzugefügt, gefolgt von Rühren bei 70°C. Nach mehreren Minuten wurde des Weiteren eine Lösung von 1,07 g Natriumnitrit, gelöst in 5 g Wasser, zu dem Gemisch hinzugefügt, und das resultierende Gemisch eine weitere Stunde lang gerührt. Die resultierende Aufschlämmung wurde über einen Papierfilter (Toyo Filterpapier Nr. 2, Handelsname; Produkt von Advantes Co.) filtriert und die resultierenden Pigmentpartikel wurden vollständig mit Wasser gewaschen und in einem bei 110°C geregelten Ofen getrocknet. Wasser wurde zu dem trockenen Pigment hinzugefügt, um eine wässrige Dispersion des Pigmentes mit einer Pigment-Konzentration von 10 % herzustellen. Das oben beschriebene Verfahren wurde befolgt, um eine Gruppe der chemischen Formel
in die Oberfläche des Rußes einzuführen.
Herstellung der Dispersionen MC-3 und MC-4 der Harze, welche ein färbendes Material einkapseln:
Dispersionen MC-3 und MC-4 wurden ebenfalls bereitgestellt als Dispersionen von Harzen, welche ein färbendes Material einkapseln.
(Herstellung von Dispersion MC-3)
Die folgenden Materialien wurden in einer Lösung vermischt.

C.I. Solvent Black 3 10 Teile

Styrol-N,N-dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymer (Molekulargewicht: 40000) 40 Teile

Methylethylketon 50 Teile
Die resultierende Lösung wurde Phaseninversion-emulgiert unter Verwendung von Essigsäure als neutralisierendes Mittel, und Methylethylketon wurde beseitigt, um schließlich eine wässrige Dispersion von Mikrokapseln zu erhalten mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,08 μm, Feststoffe bei einer Konzentration von 20 % enthaltend.
(Herstellung der Dispersion MC-4)
Eine wässrige Dispersion von Mikrokapseln mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,13 μm, Feststoffe in einer Konzentration von 20 % enthaltend, wurde schließlich erhalten auf die gleiche Weise erhalten wie bei der Herstellung der Dispersion MC-3, mit der Ausnahme, dass das verwendete Harz in Dispersion MC-3 getauscht wurde gegen Styrol-N,N-dimethylaminopropylmethacrylat-Copolymer (Molekulargewicht: 35000).
Nachdem die auf die oben beschriebene Weise bereitgestellten Dispersionen gemischt wurden, um Feststoff-Anteile in ihren entsprechenden in Tabelle 3 gezeigten Verhältnissen zu ergeben, wurden Glycerin und Isopropylalkohol mit jedem dieser Gemische so gemischt, dass die Konzentrationen von Glycerin und Isopropylalkohol sich auf jeweils 16 % und 4,0 % beliefen, um somit entsprechende Tinten herzustellen, die schließlich Ruß und das Harz, das färbende Material einkapselnd, enthalten in einer Konzentration von 8 % in Bezug auf den Gesamtfeststoffgehalt in jeder Tinte. C.B./MC, in Tabelle 3 gezeigt, bezeichnet End-Konzentrationen der zugehörigen Feststoffe in jeder hergestellten Tinte. Insbesondere bezeichnet es, dass Tinte A gemäß Beispiel 7 auf solche Weise hergestellt wurde, dass der Feststoffgehalt von Ruß und dem Harz, das färbende Material einkapselnd, sich auf jeweils 1,5 % und 6,5 % beliefen. Dasselbe wird nachstehend angewendet. Die Menge des Rußes in Beispielen 7 bis 9 in Tabelle 3 bedeutet Gesamt-Feststoffgehalt von Ruß und dem Dispergiermittel. Andererseits bedeutet die Menge des Rußes in Beispielen 10 bis 12 eine Menge von Ruß alleine, weil kein Dispergiermittel für den Ruß verwendet wurde.
Die auf diese Weise hergestellten sechs Tinten J, K, L, M, N und O wurden separat geladen in einen Tintenbehälter für Schwarz einer BJ Kartusche BC-21, installiert in einem Farb-BJ-Drucker (BJC-420J, Handelsname; hergestellt von Canon Inc.), und die Kartusche wurde in den BJC-420 eingebracht, um Drucken auf Aufzeichnungspapier durchzuführen, Canon PB-Papier (Handelsname, Produkt von Canon Inc.; Papier für allgemeinen Gebrauch in BJ-Elektrophotographie) gemäß dem 360 × 360 DPI, HQ-Modus für glattes Papier von BJC-420J. Die auf diese Weise hergestellten Drucke wurden bewertet im Hinblick auf optische Dichte des Bildes, Wasserfestigkeit, Beständigkeit gegenüber Linienmarker, Abrieb-Beständigkeit und Ausstoßungs-Stabilität, auf genau die gleiche Weise wie in Beispielen 1 bis 6. Die Auswertungs-Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Vergleichsbeispiele 4 bis 6:
Tinten P und Q, die nur ihren entsprechenden Ruß enthalten, in Tabelle 3 gezeigt, und Tinte R, die nur deren entsprechendes Harz, das ein färbendes Material einkapselt, enthält, in Tabelle 3 gezeigt, wurden auf die gleiche Weise hergestellt wie die Tinten gemäß Beispielen 7 bis 12, und ausgewertet im Hinblick auf optische Dichte des Bildes, Wasserfestigkeit, Beständigkeit gegenüber Linienmarker, Abrieb-Beständigkeit und Ausstoßungs-Stabilität, auf genau die gleiche Weise wie in Beispielen 7 bis 12. Die Auswertungs-Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 3
Optische Dichte, Wasserfestigkeit, Beständigkeit gegenüber Linienmarker, Abrieb-Beständigkeit und Ausstoßungs-Stabilität wurden auf die gleiche Weise bewertet wie in Beispielen 1 bis 6. Die Resultate sind in Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 4
Aus Tabelle 4 ist zu verstehen, dass die Verwendung der Tinten gemäß den obenstehenden Beispielen Bilder bereitstellen kann mit genügend hoher optischer Dichte auf glattem Papier und ausgezeichneter Wasserfestigkeit, Beständigkeit gegenüber Linienmarker und Abrieb-Beständigkeit. Wie in Tabelle 4 gezeigt, konnten die Tinten des alleinigen Systems des Rußes und die Tinte des alleinigen Systems des Harzes, das färbende Material einkapselnd, keine Resultate erbringen, welche gleichzeitig die optische Dichte des Bildes, Wasserfestigkeit, Beständigkeit gegenüber Linienmarker, Abrieb-Beständigkeit und Ausstoßungs-Stabilität befriedigen.
Beispiele 13 bis 18:
Die jeweils in Beispielen 7 bis 12 hergestellten Tinten J bis 0 wurden separat geladen in einen Tintenbehälter für Schwarz eines Farb-BJ-Druckers, BJC-610JW (Handelsname; hergestellt von Canon Inc.), um diese für die Auswertung in Beispielen 13 bis 18 zu verwenden. Die ausschließlich für BJC-610JW hergestellten Farbtinten wurden als Farbtinten verwendet. Schwarze Zeichen wurden gedruckt in einem farbigen fest-gedruckten Hintergrund auf PB-Papier (Produkt von Canon Inc.), um auf diese Weise Tinten J bis 0 zu bewerten im Hinblick auf die Beständigkeit gegenüber Ausbluten von Farbe zwischen einem schwarzen Bild, gebildet mit jeder dieser Tinten, und einem Farbbild. Insbesondere wurde die Beständigkeit des Farb-Ausblutens zwischen Schwarz und Gelb, die Beständigkeit des Farb-Ausblutens zwischen Schwarz und Cyan, und die Beständigkeit des Farb-Ausblutens zwischen Schwarz und Magenta separat bewertet.
Als Kontroll-Beispiel wurden eine schwarze Tinte und Farbtinten, ausschließlich hergestellt für BJC-610JW, verwendet, um diese zu bewerten im Hinblick auf Beständigkeit gegenüber Farb-Ausbluten, auf die gleiche Weise wie oben beschrieben. Als Folge war das Farb-Ausbluten in jedem der Beispiele 13 bis 18 im Vergleich mit dem Kontroll-Beispiel verringert, kein Ausschwitzen der schwarzen Zeichen in den farbigen Hintergrund ereignete sich, und die Schärfe der schwarzen Zeichen wurde ebenfalls als verbessert erkannt, verglichen mit dem Kontroll-Beispiel.
Diesmal wurden die optische Dichte, Wasserfestigkeit, Beständigkeit gegenüber Linienmarker und Abrieb-Beständigkeit der mit den schwarzen Tinten gebildeten Bilder gemäß Beispielen 13 bis 18 bewertet (Drucken wurde durchgeführt gemäß dem BK-Akzent-Modus). Als Folge wurden die gleichen Resultate wie in Beispielen 7 bis 12 erhalten.
Beispiele 19 bis 24:
Dispersionen MC-5 wurden bereitgestellt als eine Dispersion eines Harzes, Ruß als ein färbendes Material einkapselnd.
(Herstellung der Dispersion MC-5)
Die folgenden Materialien wurden gemischt und dispergiert.

Ruß MCF-88 (Handelsname; Produkt von Mitsubishi Kagaku Co., Ltd.) 20 Teile

Styrol-N,N-dimethylaminoethyl- methacrylat-Copolymer (Molekulargewicht: 45000) 40 Teile

Methylethylketon 40 Teile
Das resultierende Gemisch wurde Phaseninversion-emulgiert unter Verwendung von Essigsäure als ein neutralisierendes Mittel, und Methylethylketon wurde entfernt, um schließlich eine wässrige Dispersion eines kationischen Harzes zu erhalten, das Ruß mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,10 μm einkapselt, Feststoffe in einer Konzentration von 20 % enthaltend.
Nachdem die wässrige Dispersion MC-5 des Ruß-enthaltenden Harzes, bereitgestellt auf die oben beschriebene Weise, und die Ruß-Dispersion C-3 und C-4, hergestellt in Beispielen 7 bis 12, gemischt wurden, um Feststoff-Anteile in ihren jeweiligen in Tabelle 5 gezeigten Verhältnissen zu ergeben, wurden Glycerin, Propylenglykol und Isopropylalkohol mit jedem dieser Gemische auf solche Weise gemischt, dass die Konzentrationen von Glycerin, Propylenglykol und Isopropylalkohol sich auf jeweils 7,0 %, 8,0 % und 4,0 beliefen, um auf diese Weise entsprechende Tinten herzustellen, die schließlich enthalten Ruß und das Harz, den Ruß einkapselnd, in einer Konzentration von 8 % in Bezug auf den Total-Feststoffgehalt in jeder Tinte. Tabelle 5
Die somit erhaltenen Tinten wurden bewertet im Hinblick auf optische Dicht des Bildes, Wasserfestigkeit, Beständigkeit gegenüber Linienmarker, Abrieb-Beständigkeit und Ausstoßungs-Stabilität, auf die gleiche Weise wie in Beispielen 7 bis 12. Allerdings wurde die Bewertung der optischen Dichte des Bildes durchgeführt gemäß dem folgenden Standard:

AA: Optische Dichte war nicht niedriger als 1,4;
A: Optische Dichte war von 1,35 bis 1,39;
B: Optische Dichte war von 1,2 bis 1,34; und
C: Optische Dichte war niedriger als 1,2.

Die Auswertungs-Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt. Tabelle 6
Beispiele 25 bis 30:
Farbtinten mit ihren entsprechenden unten gezeigten Zusammensetzungen wurden hergestellt. Gelbe Tinte:

C.I. Direct Yellow 86 3,5 Teile

Glycerin 10,0 Teile

Acetylenol EH (Handelsname, Produkt von Kawaken Fine Chemicals Co.,Ltd.; Acetylenglykol-Typ-Tensid) 1,0 Teil

Wasser 85,5 Teile

Magenta-Tinte:

C.I. Acid Red 285 3,5 Teile

Glycerin 10,0 Teile

Acetylenol EH (dito) 1,0 Teil

Wasser 85,5 Teile

Cyan-Tinte:

C.I. Acid Blue 199 3,5 Teile

Glycerin 10,0 Teile

Acetylenol EH (dito) 1,0 Teil

Wasser 85,5 Teile
Diese Tinten wurden jeweils geladen in Tintenbehälter für Farbtinte eines Farb-BJ-Druckers BJC-610JW (Handelsname; hergestellt von Canon Inc.). Die schwarzen Tinten S bis X, hergestellt in Beispielen 19 bis 24, wurden separat geladen in einen Tintenbehälter für schwarze Tinte des Farb-BJ-Druckers BJC-610JW, um diese zu verwenden zur Auswertung in Beispielen 25 bis 30. Beständigkeit gegenüber Farb-Ausbluten zwischen jeder der schwarzen Tinten S bis X und der oben beschriebenen Farbtinten Gelb, Magenta und Cyan wurden auf genau die gleiche Weise bewertet wie in Beispiel 13 bis 18. Die Ergebnisse waren die gleichen wie in Beispielen 13 bis 18. Kein Ausschwitzen in den farbigen Hintergrund ereignete sich in den schwarzen Bildern, gebildet mit den schwarzen Tinten S bis X, und die Schärfe der schwarzen Zeichen war ebenfalls verbessert, verglichen mit dem Kontroll-Beispiel.
Diesmal wurde die optische Dichte, Wasserfestigkeit, Beständigkeit gegenüber Linienmarker und Abrieb-Beständigkeit der alleine mit den schwarzen Tinten gebildeten Bildern bewertet (Drucken wurde durchgeführt gemäß dem Bk-Akzent-Modus). Als Folge wurden genau die gleichen Ergebnisse wie in Beispielen 19 bis 24 erhalten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können wie obenstehend beschrieben Tinten bereitgestellt werden, welche bereitstellen können Bilder, verbessert im Hinblick auf Beständigkeit gegenüber Linienmarker und Abrieb- Beständigkeit, ohne die Vorteile einer Pigment-Tinte zu schmälern, welche bereitstellen können Bilder ausgezeichneter optischer Dichte und Wasserfestigkeit, und darüber hinaus auch ausgezeichnet sind in Beständigkeit (Ausstoßungs-Beständigkeit, Ausstoßungs-Stabilität, Antiverstopfungs-Eigenschaft usw.) bei Tintenstrahl-Aufzeichnen.
Es ist ebenfalls möglich, Bilder zu bilden mit ausgezeichneter Beständigkeit gegenüber Linienmarker und Abrieb-Beständigkeit, zusätzlich zur hohen optischen Dichte des Bildes und der ausgezeichneten Wasserfestigkeit.
Durch die Verkapselung in einem Harz wird die hydrophobe Gruppe des Harzes im Wesentlichen innerhalb einer Kapsel angeordnet, wohingegen die hydrophile Gruppe des Harzes außerhalb der Kapsel angeordnet wird. Deswegen haftet das Harz kaum an der Fläche der Ausstoßungs-Öffnung eines aufzeichnenden Kopfes an, wenn die Fläche der Ausstoßungs-Öffnung einer Wasser-abstoßenden Behandlung unterzogen wird, und auf diese Weise kann das Harz wirkungsvoll daran gehindert werden, sich auf der Fläche der Ausstoßungs-Öffnung des Tintenstrahl-Kopfes abzuscheiden. Deswegen kann die Ausstoßungs-Stabilität der Tinte noch weiter verbessert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Probleme einer Pigment-Tinte ebenfalls ausgeglichen werden, ohne die Vorteile der Pigment-Tinte zu schmälern. Insbesondere können dauerhaft bereitgestellt werden Bilder hoher optischer Dichte und ausgezeichneter Wasserfestigkeit, Beständigkeit gegenüber Linienmarker und Abrieb-Beständigkeit. Wenn eine Harz-Kapsel verwendet wird als Harz, welches ein färbendes Material einkapselt, ist die hydrophobe Gruppe des Harzes im Wesentlichen innerhalb einer Kapsel angeordnet, wohingegen die hydrophile Gruppe des Harzes außerhalb der Kapsel angeordnet ist. Deswegen haftet das Harz kaum an der Fläche der Ausstoßungs-Öffnung eines aufzeichnenden Kopfes an, wenn die Fläche der Ausstoßungs-Öffnung einer Wasser-abstoßenden Behandlung unterzogen wird, und somit kann das Harz daran gehindert werden, sich auf der Fläche der Ausstoßungs-Öffnung des Tintenstrahl-Kopfes abzuscheiden. Daher kann die Ausstoßungs-Stabilität der Tinte noch weiter verbessert werden.
Wenn ein Mehrfarben-Bild mit mindestens zwei Tinten gemäß der vorliegenden Erfindung durch Tintenstrahl-Aufzeichnen gebildet wird, kann Ausbluten auf einem aufzeichnenden Medium wirkungsvoll verringert werden, zusätzlich zu den oben beschriebenen Effekten.
Hiermit wird offenbart eine Tinte mit einem Pigment und einem Harz, welches ein färbendes Material einkapselt. Die Tinte kann bereitstellen ein Bild hoher optischer Dichte und ausgezeichneter Abrieb-Beständigkeit, Wasserfestigkeit und Beständigkeit gegenüber Linienmarker, und hat exzellente Ausstoßungs-Stabilität aus einem aufzeichnenden Kopf bei der Verwendung im Tintenstrahl-Aufzeichnen.

Claims

Wässrige Tinte zum Tintenstrahl-Aufzeichnen, mit einem Farbmittel, das aufweist ein selbst-dispergierendes Ruß-Pigment, bei dem mindestens eine hydrophile Gruppe direkt oder über eine weitere Atomgruppe an die Oberfläche des Ruß-Pigments gebunden ist, und ein ein färbendes Material einkapselndes Harz, wobei das selbst-dispergierende Ruß-Pigment und das Harz, welches das färbende Material einkapselt, in einem wässrigen Medium dispergiert sind.
Tinte nach Anspruch 1, wobei die hydrophile Gruppe anionisch ist.
Tinte nach Anspruch 1 oder 2, wobei das ein färbendes Material einkapselnde Harz eine anionische hydrophile Gruppe auf seiner Oberfläche hat.
Tinte nach Anspruch 1, wobei die hydrophile Gruppe kationisch ist.
Tinte nach Anspruch 4, wobei das ein färbendes Material einkapselnde Harz eine kationische hydrophile Gruppe auf seiner Oberfläche hat.
Tinte nach Anspruch 1, wobei das färbende Material ein Wasser-unlöslicher Farbstoff ist.
Tinte nach Anspruch 1, wobei das färbende Material ein Pigment ist.
Tinte nach Anspruch 1, wobei das Pigment und das färbende Material die gleiche Farbe haben.
Tinte nach Anspruch 1, wobei das färbende Material in einer aus dem Harz hergestellten Mikrokapsel verkapselt ist.
Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Farbmittel in einer bestimmten Menge enthalten ist, und die Tinte ein Bild liefert, dessen optische Dichte demjenigen gleichwertig oder im Wesentlichen gleichwertig ist, das durch eine das selbst-dispergierende Ruß-Pigment als einziges Farbmittel in der bestimmten Menge aufweisende Tinte gebildet ist.
Tintenkartusche mit einem Tintenbehälter, der eine Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 10 enthält.
Aufzeichnungseinheit mit: einem Tintenbehälter, der eine Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 10 enthält, einem Aufzeichnungskopf, und einem Mittel für die Zuführung der Tinte von dem Tintenbehälter zu dem Aufzeichnungskopf.
Tinten-Satz mit einer ersten Tinte und einer zweiten Tinte in Kombination, wobei die erste Tinte eine Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ist, und jede der ersten und zweiten Tinte eine Farbe, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Gelb, Magenta, Cyan, Schwarz, Rot, Grün und Blau hat.
Bildaufzeichnungsverfahren mit den Schritten des Aufbringens einer Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auf ein Aufzeichnungsmedium durch ein Tintenstrahl-Verfahren.
Bildaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 14, wobei mindestens zwei Farbtinten unter Verwendung eines Tintenstrahl-Verfahrens auf ein Aufzeichnungsmedium aufgebracht werden, um ein Mehrfarbenbild zu bilden, und eine Tinte eine Tinte nach Anspruch 4 oder 5 ist, und die andere Tinte eine Verbindung mit einer anionischen Gruppe aufweist.
Bildaufzeichnungsvorrichtung mit: einer Aufzeichnungseinheit mit einem Tintenbehälter, der eine Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 10 enthält, einem Mittel für die Zuführung der Tinte von dem Tintenbehälter zum Tintenstrahl-Kopf, und einem Tintenstrahl-Kopf für das Ausstossen der Tinte.
Bildaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 16 mit: Tintenbehältern, die jeweils die erste und zweite Tinte enthalten, und einem Aufzeichnungskopf für das Ausstossen der jeweiligen Tinten, wobei die erste Tinte eine Tinte nach Anspruch 4 oder 5, und die zweite Tinte eine anionische Tinte ist.