DE69102441T2

DE69102441T2 - Tinte und Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren und Vorrichtung für diese Tinte.

Info

Publication number: DE69102441T2
Application number: DE69102441T
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Eida; Mayumi Yamamoto; Takao Yamamoto
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-01-30
Filing date: 1991-01-23
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2011-01-24
Also published as: DE69102441D1; EP0440084B1; ATE107339T1; EP0440084A1; US5127946A; ES2054381T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tinte, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren unter Verwendung der Tinte und eine Vorrichtung zur Verwendung der Tinte. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Aufzeichnungsflüssigkeit, die eine hohe Dichte und Wasserbeständigkeit der gedruckten Buchstaben auf unbeschichtetem Papier, wie holzfreiem Papier, Kopierpapier, Banknotenpapier ("bond paper"), Notizpapier ("paper for reporting") und dergl. ergibt und die zu einer Verbesserung hinsichtlich der Verfärbung eines auf beschichtetem Papier mit einer Bildempfangsschicht, die aus einem Bindemittel und einem Pigment besteht, aufgezeichneten Bildes führt. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung und eine Tintenpatrone.
Bisher werden wäßrige Tinten mit einem wasserlöslichen Farbstoff, der in einem wäßrigen Medium gelöst ist, für die Tintenstrahlaufzeichnung verwendet. Die Tinten für eine derartige Verwendung müssen die nachstehend angegebenen Eigenschaften aufweisen:
(1) sie müssen eine ausreichende Dichte der Bilder ergeben;
(2) sie müssen zufriedenstellende Trocknungseigenschaften auf Aufzeichnungsmedien aufweisen;
(3) sie dürfen nur ein geringes Verschmieren und Verlaufen der Bilder verursachen;
(4) sie dürfen kein Ausfließen der aufgezeichneten Bilder verursachen, wenn sie in Kontakt mit Wasser, Alkohol oder dgl. gebracht werden, oder sie müssen eine ausreichende Entzifferung erlauben, selbst wenn ein gewisses Ausfließen auftritt (Wasserbeständigkeit);
(5) sie müssen eine hohe Lichtechtheit der aufgezeichneten Bilder ergeben;
(6) sie dürfen kein Verstopfen der Spitze des Stifts oder der Düse verursachen;
(7) sie dürfen keine Schwierigkeiten bei den gedruckten Bildern, wie unscharfe oder zerkratzte Bilder, bei kontinuierlichen Aufzeichnungen oder bei der Wiederaufnahme der Aufzeichnung nach einer längeren Unterbrechungszeit des Aufzeichnens verursachen (Ausstoßstabilität);
(8) sie müssen stabil während der Lagerung sein;
(9) sie dürfen keine Probleme beim Kontakt mit den Elementen, die die verwendete Aufzeichnungseinrichtung bilden, verursachen;
(10) sie dürfen keine Gefahr für den Betreiber verursachen; usw. Außerdem ist bei einem Tintenstrahlaufzeichnungssystem, bei dem Wärmeenergie verwendet wird, die nachstehende Eigenschaft zusätzlich zu den vorstehenden Anforderungen erforderlich:
(11) sie müssen eine hohe Wärmebeständigkeit aufweisen und keinen ungünstigen Einfluß auf die Wärmeenergieerzeugungseinrichtung ausüben.
Als spezielles Beispiel für einen Farbstoff wird C.I. Food Black 2 hauptsächlich bei Tintenstrahlaufzeichnungen sowohl von einfarbigen als auch von mehrfarbigen Bildern verwendet (vgl. JP-A-59-93766, und JP-A-59- 93768).
Eine Tinte unter Verwendung von C.I. Food Black 2 ist zufriedenstellend hinsichtlich der Dichte der aufgezeichneten Bilder, es bestehen jedoch noch die Probleme der Lichtechtheit und der Wasserbeständigkeit der aufgezeichneten Bilder: Die schwarze Farbe wird bei längerer Belichtung oder bei Anordnung der Drucksache in der Nähe einer Kopiermaschine braun, was zu einer merklichen Beeinträchtigung der Bildqualität führt. Außerdem bestehen Schwierigkeiten bei der Entzifferung in einem Wasserausfließtest.
In JP-A-1-135880 wird eine Tinte beschrieben, die eine Ausstoßstabilität, eine Wasserbeständigkeit der Bilder und weitere verbesserte Eigenschaften aufweist, indem mindestens eine spezielle strukturelle Einheit in die Farbstoffstruktur eingeführt wird. Ferner wird in JP-A-1- 193375 eine Aufzeichnungsflüssigkeit mit schwarzer Farbe beschrieben, die eine hohe Affinität für Aufzeichnungsmedien aufweist und überlegen hinsichtlich der Fixierbarkeit und der Wasserbeständigkeit ist, so daß man gedruckte Buchstaben zufriedenstellender Qualität auf Normalpapier erhält. Ferner wird in JP-B-62-010274 eine Aufzeichnungsflüssigkeit beschrieben, die hinsichtlich der Ausstoßstabilität und der Lichtechtheit der Bilder verbessert ist.
Die Tinte muß sich erstens für ein eingesetztes Aufzeichnungssystem eignen, und zweitens ist es erforderlich, daß sie zufriedenstellende Eigenschaften der Drucksache, wie Qualität und Echtheit der Bilder, ergibt. Es ist jedoch recht schwierig, alle vorstehend genannten verschiedenen Anforderungen an die Gebrauchseigenschaften gleichzeitig zu erfüllen, wie sich aus den vorstehend zitierten Druckschriften nach dem Stand der Technik ergibt.
Die Qualität der gedruckten Buchstaben hängt zum größten Teil vom flüssigen Medium der Tinte ab, obwohl sie in zweiter Linie auch von den Eigenschaften des Farbstoffs selbst abhängt.
Die Echtheit der Drucksache wird direkt durch die Farbstoffeigenschaften beeinflußt. Insbesondere ist die Lichtechtheit die wichtigste der Echtheiten, und eine Verbesserung der Lichtechtheit ist versucht worden, wie vorstehend beschrieben wurde.
Ein weiteres Problem, das nicht bemerkt worden ist, das jedoch dann als Folge des technischen Fortschritts bemerkt worden ist, ist die Verfärbung oder Änderung der Farbe. Die Verfärbung ist besonders ernsthaft bei schwarzer Tinte, die in einer großen Menge verwendet wird. Bei Vollfarbbildern verschlechtert sich die Qualität rasch durch die Verfärbung.
Die Verfärbung schreitet im Innenraum auch ohne direkte Einwirkung von Sonnenlicht fort. Die Verfärbung hängt ferner auch von der Art des Aufzeichnungsmediums, das für die Aufzeichnung der Bilder darauf verwendet wird, ab, wobei sie besonders stark bei Papier mit einem Gehalt an Siliciumdioxid oder dergl. als Pigment ist. Das vielfach benutzte C.I. Food Black 2 ist nicht frei von diesem Problem.
Farbstoffe mit zufriedenstellender Lichtechtheit sind gesucht worden, um die Nachteile von C.I Food Black 2 zu beheben. Dementsprechend sind Farbstoffe gefunden worden, die zufriedenstellend für die Verwendung auf Normalpapier sind. Die Tinte, die weniger Probleme auf Normalpapier verursacht, verfärbt sich jedoch in wesentlichem Maße auf beschichtetem Papier, das eine Tintenempfangsschicht aufweist, die auf einem Substrat ausgebildet ist und ein Pigment und ein Bindemittel enthält, um die Bildqualität, wie die Farbentwicklungseigenschaften der Farbstoffe, die Schärfe und die Auflösung, zu verbessern. Das Problem wird also nicht dadurch gelöst, daß lediglich ein lichtechter Farbstoff verwendet wird.

Zusammenfassende Darstellung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine schwarze Tinte bereitzustellen, die die vorstehend genannten, allgemein erforderlichen Eigenschaften aufweist und keine Verfärbung des Bildes, und zwar selbst auf beschichtetem Papier, ergibt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren und eine Vorrichtung zur Verwendung der Tinte bereitzustellen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Tinte bereitgestellt, die ein Aufzeichnungsmittel und ein flüssiges Medium zum Lösen oder Dispergieren des Aufzeichnungsmittels enthält, wobei die Tinte als Aufzeichnungemittei eine Verbindung umfaßt, die durch die allgemeine Formel (A)
wiedergegeben wird, worin n den Wert 0 oder 1 hat; R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; jeweils einen Substituenten bedeuten, der unter Wasserstoff, Methyl, Methoxy, Hydroxy, Amino, Acetylamino und Sulfonsäure ausgewählt ist; und M ein Alkalimetall, Ammonium oder eine organische Ammoniumverbindung bedeutet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren zur Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium mit Tröpfchen von Tinte bereitgestellt, wobei es sich bei der Tinte um eine flüssige Zusammensetzung handelt, die mindestens eine Verbindung enthält, die durch die vorstehende allgemeine Formel (A) wiedergegeben wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Aufzeichnungseinheit mit einem Tintenbehälterabschnitt zur Aufnahme einer Tinte und einem Kopfabschnitt zum Ausstoßen der Tinte in Tröpfchen bereitgestellt, wobei es sich bei der Tinte um eine flüssige Zusammensetzung handelt, die mindestens eine Verbindung enthält, die durch die vorstehende allgemeine Formel (A) dargestellt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Tintenpatrone mit einem Tintenbehälterabschnitt zur Aufnahme einer Tinte bereitgestellt, wobei es sich bei der Tinte um eine flüssige Zusammensetzung handelt, die mindestens eine Verbindung enthält, die durch die vorstehende allgemeine Formel (A) dargestellt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mit der vorstehend beschriebenen Aufzeichnungseinheit bereitgestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Verwendung der vorstehend beschriebenen Tinte bereitgestellt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1A und Fig. 1B sind ein Längsschnitt bzw. ein Querschnitt des Kopfabschnitts einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung.
Fig. 2 ist eine Schrägansicht einer Mehrfachform des Kopfes von Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Schrägansicht einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung.
Fig. 4 ist ein Längsschnitt einer Tintenpatrone.
Fig. 5 ist eine Schrägansicht einer Aufzeichnungseinheit.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die erfindungsgemäße Tinte umfaßt eine Verbindung, die durch die nachstehende allgemeine Formel (A) dargestellt wird:
worin n den Wert 0 oder 1 hat; R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; jeweils einen Substituenten bedeuten, der unter Wasserstoff, Methyl, Methoxy, Hydroxy, Amino, Acetylamino und Sulfonsäure ausgewählt ist; und M ein Alkalimetall, Ammonium oder eine organische Ammoniumverbindung bedeutet.
Erfindungsgemäß wird mit der Verwendung der vorstehend beschriebenen Verbindung als farbgebendes Mittel in einer Tinte eine Tinte bereitgestellt, die zu einer geringeren Verfärbung des Bildes im Innenraum selbst auf beschichtetem Papier führt.
Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben, um die Erfindung ausführlicher zu erläutern.
Die speziellen Beispiele der Verbindungen (oder Farbstoffe), die durch die vorstehende allgemeine Formel (A) dargestellt werden, die die Erfindung hauptsächlich charakterisiert, umfassen:
Unter den vorstehend genannten Farbstoffen werden insbesondere diejenigen Farbstoffe bevorzugt, bei denen die Azogruppen in der 2- und 7- Position des Naphthalinrings gebunden sind.
Bei den erfindungsgemäß verwendeten Farbstoffen handelt es sich im allgemeinen um Natriumsalze von Verbindungen mit wasserlöslichen Gruppen, wie einer Sulfonsäuregruppe. Die Farbstoffe sind jedoch nicht auf Natriumsalze beschränkt, sondern umfassen Farbstoffe mit anderen Gegenionen, wie Kalium, Lithium, Ammonium, organischen Aminen oder dergl., die in entsprechender Weise wirksarn sind.
Die vorstehend genannten Farbstoffe werden auf herkömmliche Weise synthetisiert, wie es in "Theory and Production in Dye Chemistry" von Yutaka HOSODA und nachstehend beschrieben ist.

Herstellungsbeispiel

Der beispielhafte Farbstoff Nr. 2 wird wie folgt synthetisiert.
3'-Amino-4'-methoxyacetanilid wird auf herkömmliche Weise diazotiert und mit 2,5-Dimethoxyanilin gekuppelt. Das Produkt wird ferner mit Natriumnitrit diazotiert und mit 2R-Säure gekuppelt. Dieses Produkt wird dann mit Natriumnitrit diazotiert und zu einer Lösung von m-Phenylendiamin-4-sulfonsäure gegeben und in einem pH-Bereich von 4 bis 5 gekuppelt. Der erhaltene Farbstoff wird durch Zugabe von Natriumchlorid ausgesalzen und durch Filtration gewonnen. Verunreinigungen werden aus dem Produkt durch wiederholtes Auflösen in Wasser, Aussalzen mit Natriumchlorid und Sammeln durch Filtration entfernt. Anschließend wird das Produkt durch eine Ultrafiltrationsvorrichtung (hergestellt von Sartorius GmbH) gereinigt. Auf diese Weise wird der beispielhafte Farbstoff Nr. 2 synthetisiert.
Die Menge des vorstehend genannten Farbstoffs, die erfindungsgemäß in der Tinte verwendet wird, liegt im allgemeinen im Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 10 Gew.-% und insbesondere im Bereich von 0,5 bis 6 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, wobei die Menge jedoch nicht speziell auf diesen Bereich beschränkt ist.
Ein geeignetes wäßriges Medium für die erfindungsgemäße Tinte ist Wasser oder ein Lösungsmittelgemisch, das aus Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel besteht.
Bei dem vorzugsweise zu verwendenden Wasser handelt es sich um entionisiertes Wasser und nicht um normales Wasser, das verschiedene Ionen enthält.
Geeignete wasserlösliche organische Lösungsmittel, die mit Wasser gemischt werden, umfassen Alkohole mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, wie Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, sek.-Butylalkohol, tert.-Butylalkohol, Isobutylalkohol, n-Pentanol und dergl.; Amide, wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid und dergl., Ketone und Ketonalkohole, wie Aceton, Diacetonalkohol und dergl.; cyclische Ether, wie Dioxan und dergl.; Polyalkylenglykole, wie Polyethylenglykol, Polypropylenglykol und dergl., Alkylenglykole mit Alkylengruppen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Triethylenglykol, 1,2,6-Hexantriol, Thiodiglykol, Hexylenglykol, Diethylenglykol und dergl.; Glycerin; Ether von mehrwertigen Alkoholen mit einer niederen Alkylgruppe, wie Ethylenglykolmonomethylether (oder -monoethylether), Diethylenglykolmonomethylether (oder -monoethylether) Triethylenglykolmonomethylether (oder -monoethylether) und dergl.; Diether mehrwertiger Alkohole mit einer niederen Alkylgruppe, wie Triethylenglykoldimethylether (oder -diethylether), Tetraethylenglykoldimethylether (oder -diethylether) und dergl.; Sulfolan, N-Methyl-2-pyrrolidon, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon und dergl.
Unter den vorstehend genannten Lösungsmitteln und dergl. wird ein geeignetes organisches Lösungsmittel ausgewählt und verwendet. Insbesondere sind Glycerin oder ein Polyethylenoxid mit einem Polymerisationsgrad von 3 bis 6 zur Verhinderung einer Verstopfung durch die Tinte bevorzugt; eine stickstoffhaltige cyclische Verbindung oder eine Etherverbindung eines Polyalkylenoxids werden im Hinblick auf die Bilddichte und die Ausstoßstabilität der Tinte bevorzugt; und die Verwendung eines niederen Alkylalkohols oder eines oberflächenaktiven Stoffs wird im Hinblick auf das Frequenzansprechverhalten bevorzugt. Dementsprechend enthält die erfindungsgemäß bevorzugte Zusammensetzung einen Hauptbestandteil, wie er vorstehend angegeben wurde, zusätzlich zu Wasser.
Der Gehalt des vorstehend genannten wasserlöslichen organischen Lösungsmittels in der Tinte liegt im allgemeinen im Bereich von 2 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 3 bis 70 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 4 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.
Die Menge an Wasser, die verwendet wird, liegt im allgemeinen im Bereich von 10 bis 97,5 Gew.-%, vorzugsweise bei nicht weniger als 35 Gew.-% und insbesondere bei nicht weniger als 45 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte. Bei einer geringeren Menge an Wasser verbleibt ein wenig flüchtiges organisches Lösungsmittel im gebildeten Bild, was in unerwünschter Weise zu den Problemen einer Wanderung des Farbstoffs oder eines Verschmierens oder Verlaufens des gebildeten Bildes führt.
Die erfindungsgemäße Tinte kann gegebenenfalls ein Mittel zur Einstellung des pH-Werts, ein Mittel zur Einstellung der Viskosität, ein Mittel zur Einstellung der Oberflächenspannung oder dergl. zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Bestandteilen enthalten. Das Mittel zur Einstellung des pH-Werts umfaßt Amine, wie Diethanolamin, Triethanolamin und dergl.; anorganische Alkalisalze unter Einschluß von Hydroxiden, wie Natriumhydroxid, Lithiumhydroxid, Kaliumhydroxid und dergl.; Salze organischer Säuren, wie Lithiumacetat und dergl.; organische Säuren, Mineralsäuren und dergl.
Die erfindungsgemäße Tinte weist vorzugsweise eine Viskosität bei 25ºC im Bereich von 1 bis 20 cps und insbesondere im Bereich von 1 bis 15 cps; eine Oberflächenspannung von nicht weniger als 30 dyn/cm und insbesondere von nicht weniger als 40 dyn/cm; und einen pH-Wert im Bereich von 4 bis 10 auf.
Als Aufzeichnungsverfahren für die erfindungsgemäße Tinte eignet sich ein Tintenstrahlaufzeichnungssystem. Als Aufzeichnungsmedium eignet sich daher beschichtetes Papier, um ein Bild mit hoher Schärfe und hoher Auflösung zu erhalten.
Bei dem erfindungsgemäß verwendeten Aufzeichnungsmedium kann es sich um ein beliebiges Medium handeln, unter Einschluß von Allzwecknormalpapier (z.B. holzfreies Papier, Papier mittlerer Qualität und Banknotenpapier), beschichtetem Papier, Kunststoff-OHP-Folien und dergl. Insbesondere werden mit der Verwendung von beschichtetem Papier beachtliche Wirkungen erzielt. Das beschichtete Papier, das allgemein aus holzfreiem Papier als Grundmaterial und einer Tintenempfangsschicht, die darauf ausgebildet ist und aus einem Pigment und einem Bindemittel besteht, aufgebaut ist, umfaßt erfindungsgemäß ein Papier mit einer Tintenempfangsschicht, in der Papierfasern des Grundmaterials gemischt in der Tintenempfangsschicht vorliegen.
Die erfindungsgemäße Tinte eignet sich insbesondere für ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, bei dem es sich um einen Typ von Tintenausstoß handelt, bei dem ein Schaumbildungsphänomen der Tinte, das durch Wärmeenergie hervorgerufen wird, genutzt wird, da die Tinte die Merkmale einer überaus hohen Stabilität des Tintenausstoßes und des Nichtauftretens von Satellitenpunkten aufweist. Für diese Zwecke werden die thermischen Eigenschaften der Tinte gelegentlich eingestellt (z.B. spezifische Wärme, Wärmeausdehnungskoeffizient, Wärmeleitfähigkeit und dergl.).
Die erfindungsgemäße Tinte, die sich insbesondere zur Verwendung bei einem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren zur Aufzeichnung mit durch Wärmeenergie ausgestoßenen Tintentröpfchen eignet, eignet sich natürlich auch für allgemeine Schreibgeräte.
Die Verfahren und Vorrichtungen, die sich zur Verwendung der erfindungsgemäßen Tinte eignen, sind Verfahren und Vorrichtungen, bei denen Wärmeenergie auf die Tinte in einer Zelle in einem Aufzeichnungskopf entsprechend den Aufzeichnungssignalen einwirkt, um Flüssigkeitströpfchen durch die Wärmeenergie zu bilden.
Ein Beispiel des Aufbaus des Kopfes, der einen Hauptabschnitt der Vorrichtung darstellt, ist in den Figg. 1A, 1B und 2 gezeigt.
Ein Kopf 13 wird durch Verbinden einer Platte aus Glas, Keramik oder Kunststoff, die eine Rille 14 aufweist, mit einem Wärmeerzeugungskopf 15 gebildet. (Diese Art von Kopf ist nicht auf den in der Figur gezeigten beschränkt.) Der Wärmeerzeugungskopf 15 besteht aus einer Schutzschicht 16, die aus Siliciumoxid oder dergl. gebildet ist, Aluminiumelektroden 17-1 und 17-2, einer Wärmeerzeugungswiderstandsschicht 18, die aus Nichrom oder dergl. gebildet ist, einer Wärmesammelschicht 19 und einer Substratplatte 20 mit guten Wärmefreisetzungseigenschaften, die aus Aluminiumoxid oder dergl. gefertigt ist.
Tinte 21 erreicht die Ausstoßöffnung 22 (eine feine Pore), wobei sie unter Einwirkung des Drucks P einen Meniskus bildet (in der Figur nicht gezeigt).
Bei Anlegen eines elektrischen Signals an die Elektroden 17-1 und 17-2 erzeugt der durch das Symbol "n" bezeichnete Bereich des Wärmeerzeugungskopfes 15 plötzlich Wärme, so daß sich eine Blase in der Tinte 21 in einem dazu benachbarten Abschnitt bildet. Der durch die Blase erzeugte Druck drückt den Meniskus 23 heraus und stößt Tinte 21 als Aufzeichnungströpfchen 24 aus, und das Tintentröpfchen fliegt auf das Aufzeichnungsmedium 25. Fig. 2 zeigt das Aussehen eines Mehrfachkopfes, der durch Anordnung einer Mehrzahl von Köpfen, wie sie in Fig. 1A gezeigt sind, aufgebaut ist. Der Mehrfachkopf wird durch Verbinden einer Glasplatte mit Mehrfachrillen mit einem Wärrneerzeugungskopf 28 ähnlich dem in Fig. 1A beschriebenen hergestellt.
Nebenbei bemerkt ist Fig. 1A ein Querschnitt des Kopfes 13 entlang des Wegs der Tinte, und Fig., 1B ist ein Querschnitt des Kopfes entlang der Linie A-B in Fig. 1A.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer Aufzeichnungsvorrichtung, in die ein derartiger Kopf eingebaut ist.
In Fig. 3 wird ein Blatt 61 als Wischelement an einem Ende durch ein Blatthalteelement gehalten. Das Blatt 61 ist in einer Position benachbart zum Aufzeichnungsbereich des Aufzeichnungskopfes angeordnet, und in diesem Beispiel wird es so gehalten, daß es sich in den Bewegungspfad des Aufzeichnungskopfes erstreckt. Eine Kappe 62 ist in einer Ursprungsposition benachbart zu dem Blatt 61 angeordnet, und sie ist so aufgebaut, daß sie sich in einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungskopfes bewegt, so daß sie in Kontakt mit der Ausstoßdüsenseite kommt, um die Düsen abzudecken. Ein Tintenabsorptionselement 63 wird in einer Position benachbart zum Blatt 61 bereitgestellt und so gehalten, daß es sich in den Bewegungspfad des Aufzeichnungskopfs in einer Weise, die der des Blattes 61 entspricht, erstreckt. Das vorstehend genannte Blatt 61, die Kappe 62 und das Absorptionselement 63 bilden den Ausstoßerholungsabschnitt 64, und das Blatt 61 und das Absorptionselement 63 entfernen Wasser, Staub und dergl. von der Tintenausstoßdüsenseite.
Ein Aufzeichnungskopf 65 weist eine Ausstoßenergieerzeugungseinrichtung zum Ausstoßen auf und führt eine Aufzeichnung durch, indem Tinte in Richtung auf ein Aufzeichnungsmedium, das der Aufzeichnungsdüsenseite gegenüber angeordnet ist, ausgestoßen wird. Eine Patrone 66 wird bereitgestellt, um den Aufzeichnungskopf 65 zu tragen und zu bewegen. Die Patrone 66 greift gleitend in einen Führungsstab 67 ein. Ein Abschnitt der Patrone 66 ist mit einem Antriebsriemen 69 (in der Fig. nicht gezeigt) verbunden, der durch einen Motor 68 angetrieben wird, so daß sich die Patrone 66 entlang des Führungsstabs 67 zum Aufzeichnungsbereich des Aufzeichnungskopfes und einem dazu benachbarten Bereich bewegt.
Die Einrichtungen eines Papierzufuhrabschnitts 51 zur Zufuhr eines Aufzeichnungsmediums und einer von einem Motor (nicht gezeigt), angetriebene Papierzufuhrwalze 52 führen das Aufzeichnungsmedium in eine Position gegenüber der Ausstoßdüsenseite des Aufzeichnungskopfes, und das Aufzeichnungsmedium wird im Verlauf der Aufzeichnung in einen Papieraustrageabschnitt, der mit Papieraustragewalzen 53 versehen ist, ausgetragen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau befindet sich die Kappe 62 des Ausstoßerholungsabschnitts 64 außerhalb des Bewegungspfades des Aufzeichnungskopfes 66, während sich das Blatt 61 in den Bewegungspfad erstreckt. Daher wird die Ausstoßdüsenseite des Aufzeichnungskopfes 65 damit gewischt. Die Kappe 62 bewegt sich, so daß sie sich in den Bewegungspfad des Aufzeichnungskopfes erstreckt, wenn die Kappe 62 in Kontakt mit der Ausstoßdüsenseite des Aufzeichnungskopfes zum Abdecken kommt.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem sich der Aufzeichnungskopf von der Ursprungsposition in die Aufzeichnungsstartposition bewegt, befinden sich die Kappe 62 und das Blatt 61 in der gleichen Position wie zum Zeitpunkt des vorstehend beschriebenen Wischens, so daß die Ausstoßdüsenseite des Aufzeichnungskopfes auch bei dieser Bewegung abgewischt wird.
Der Aufzeichnungskopf bewegt sich nicht nur am Ende der Aufzeichnung und zum Zeitpunkt der Ausstoßerholung in die Ursprungsposition, sondern auch zu einem vorher festgelegten Zeitpunkt während der Bewegung für die Aufzeichnung im Aufzeichnungsbereich. Durch eine derartige Bewegung wird das Abwischen durchgeführt.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel einer Tintenpatrone 45, die Tinte enthält, die durch ein Tintenzufuhrelement, wie ein Rohr (nicht gezeigt), zugeführt werden soll. Der Tintenbehälterabschnitt 40, z.B. ein Tintenbeutel, enthält eine Tinte, die zugeführt werden soll, und weist einen Kautschukverschluß 42 an seiner Spitze auf. Durch Einstechen einer Nadel (in der Figur nicht gezeigt) in den Verschluß 42, wird die Tinte in dem Tintenbehälterabschnitt 40 zuführbar gemacht. Ein Absorptionselement 44 absorbiert Abfalltinte.
Der Tintenbehälterabschnitt weist vorzugsweise eine Flüssigkeitskontaktfläche auf, die aus einem Polyolefin, erfindungsgemäß insbesondere aus Polyethylen, gefertigt ist.
Die erfindungsgemäß verwendete Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Vorrichtung beschränkt, die getrennt einen Kopf und eine Tintenpatrone aufweist, sondern die Integration dieser Elemente, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, kann in geeigneter Weise verwendet werden.
In Fig. 5 beinhaltet eine Aufzeichnungseinheit 70 einen Tintenbehälterabschnitt, wie ein Tintenabsorptionselement, und die Tinte im Tintenabsorptionselement wird aus einem Kopf 71 mit einer Mehrzahl von Öffnungen ausgestoßen. Bei dem Material für das Tintenabsorptionselement handelt es sich erfindungsgemäß vorzugsweise um Polyurethan.
Eine Belüftungsöffnung 72 wird bereitgestellt, um eine Verbindung zwischen dem Inneren der Patrone und der Luft herzustellen.
Die Aufzeichnungseinheit 70 kann anstelle des in Fig. 3 gezeigten Aufzeichnungskopfes verwendet werden, und sie kann ohne weiteres an der Patrone 66 befestigt oder davon entfernt werden.
Die Erfindung wird ausführlicher mit Bezug auf Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben. Der Ausdruck "Teil" in der Beschreibung bezieht sich, sofern nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht.

Beispiele

(1) Herstellung der Tinte

Die in Tabelle 1 gezeigten Bestandteile wurden gemischt und gelöst. Das Gemisch wurde durch einen Filter mit einem Porendurchmesser von 0,45 um filtriert, um die verschiedenen erfindungsgemäßen Arten von Tinten, wie sie in Tabelle 1 gezeigt sind, bereitzustellen. Tabelle 1 Tintenbestandteil verwendete Menge beispielhafter Farbstoff Nr. Diethylenglykol reines Wasser N-Methyl-2-pyrrolidon Polyethylenglykol Ethylenglykol Glycerin Ethylenglykolmonoethylether Teile Tabelle 1 (Fortsetzung) Tintenbestandteil verwendete Menge beispielhafter Farbstoff Nr. Ethylenglykol Isopropylalkohol reines Wasser Glycerin N-Methyl-2-pyrrolidon Ethanol Diethylenglykol Polyethylenglykol n-Propylalkohol Teile

(2) Anwendwigsbeispiele

Die in der vorstehenden Tabelle 1 gezeigten Tinten wurden jeweils in einen Tintenstrahldrucker BJ-80A (hergestellt von Canon K.K.; Düsengröße: 50 x 40 um, 24 Düsen) unter Verwendung eines Wärmeerzeugungselements als Tintenausstoßenergiequelle gefüllt. Das Drucken wurde auf den nachstehend angegebenen Aufzeichnungsmedien zur Bewertung der Gesichtspunkte (a) Verstopfung beim Neustart des Druckens nach einer kurzen Unterbrechung des Druckens; (b) Möglichkeit der Rückbildung der Verstopfung beim Neustart des Druckens nach einer lang andauernden Unterbrechung des Druckens; und (c) Beständigkeit eines gedruckten Bildes gegenüber Verfärbung; durchgeführt.
Aufzeichnungsmedium A: Beschichtetes Papier NM für Tintenstrahlaufzeichnungen (Warenbezeichnung, hergestellt von Mitsubishi Paper Mills, Ltd.)
Aufzeichnungsmedium B: Beschichtetes Papier FC-3 für Tintenstrahlaufzeichnungen (Warenbezeichnung, hergestellt von Jujo Paper Mfg. Co., Ltd.)
Aufzeichnungsmedium C: Beschichtetes Papier IJ Mat Coat M für die Tintenstrahlaufzeichnung (hergestellt von Mitsubishi Papier Mills, Ltd.)
Aufzeichnungsmedium D: Kopierpapier Canon Paper Dry (Warenbezeichnung, hergestellt von Canon Sales Co., Inc.).

(3) Verfahren und Ergebnisse der Bewertung:

(a) Verstopfung beim Neustart des Druckens nach einer kurzzeitigen Unterbrechung des Druckens:

Alphabetische und numerische Zeichen wurden kontinuierlich für 10 Minuten auf das Aufzeichnungsmedium C unter Verwendung der in den Drucker gefüllte Tinte gedruckt. Anschließend wurde der Drucker 10 Minuten ohne Verschließen bei 20 ± 5ºC und 50 ± 10 % relativer Feuchtigkeit stehengelassen. Danach wurden erneut alphabetische und numerische Zeichen gedruckt, und das Vorhandensein oder Fehlen von Fehlern, wie unscharfen Zeichen oder unterbrochenen Zeichen ("chipping"), bei den gedruckten Zeichen wurde untersucht. Als Ergebnis wurden keine Fehler beobachtet.

(b) Möglichkeit der Rückbildung von Verstopfungen nach einer langzeitigen Unterbrechung des Druckens:

Alphabetische und numerische Zeichen wurden kontinuierlich für 10 Minuten auf das Aufzeichnungsmedium C unter Verwendung des mit der Tinte gefüllten Druckers gedruckt. Anschließend wurde der Drucker ohne Verschließen 7 Tage bei 60ºC und 10 ± 5 % relativer Feuchtigkeit stehengelassen. Danach wurde ein Schritt zur Rückbildung der Düsenverstopfung durchgeführt, und die Anzahl der Wiederholungen des Schritts zur Rückbildung wurde gezählt, die erforderlich waren, um ein normales Drucken ohne Fehler, wie unscharfe und unterbrochene Zeichen, durchzuführen. Als Ergebnis zeigte sich, daß eine Wiederholung des Schritts zur Rückbildung zwischen ein- und fünfmal für ein normales Drucken ausreichte.

(c) Beständigkeit gegenüber Verfärbung:

Ausgefüllte Drucke wurden auf den Aufzeichnungsmedien A, B, C und D mit einer Größe von 10 mm x 30 mm durchgeführt. Die bedruckten Aufzeichnungsmedien wurden 30 Minuten in einer dunklen Kammer, die Ozon in einer Konzentration von 0,3 ± 0,05 Vol.-% enthielt, zur Beschleunigung der Verfärbung aufbewahrt. Die Farbdifferenz (Delta E*ab), die durch das 30- minütige Aufbewahren hervorgerufen wurde, wurde gegessen (gemäß JIS Z8730). Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2 Tinte Nr. Delta E*ab Aufzeichnungsmedium
Die Farbdifferenz einer beliebigen der Drucksachen, die 3 Monate einer Innenraumbeleuchtung ausgesetzt wurden, betrug nicht mehr als 3.

Vergleichsbeispiele

Die in der nachstehenden Tabelle 3 gezeigten Tinten wurden durch Mischen der in Tabelle 3 angegebenen Bestandteile und Behandlung in gleicher Weise wie in den Beispielen hergestellt. Jede Tinte wurde für das Drucken ausgefüllter Flächen auf den Aufzeichnungsmedien A, B und C mittels der gleichen Aufzeichnungsvorrichtung wie in den Beispielen eingesetzt. Die Proben der Drucksachen wurden dem Test in der vorstehend beschriebenen, Ozon enthaltenden Testkammer in der gleichen Weise wie vorstehend unterworfen. Als Ergebnis zeigte sich, daß alle Werte Delta E*ab nicht geringer als 20 waren. Die Farbdifferenzenz nachdem sie 3 Monate einer Innenraumbeleuchtung ausgesetzt waren, waren für alle Proben nicht geringer als 12. Tabelle 3 Tintenbestandteil verwendete Menge nachstehend genannter Farbstoff Diethylenglykol reines Wasser Ethylenglykol Polyethylenglykol Glycerin Diethylenglykolmonoethylether Isopropylalkohol N-Methyl-2-pyrrolidon Teile
Erfindungsgemäß führt die Verwendung einer Verbindung (oder eines Farbstoffs) der allgemeinen Formel (A) als Farbstoff in einer Tinte zu einer Aufzeichnungsflüssigkeit, die die Eigenschaften aufweist, die für Drucksachen auf Normalpapier erforderlich sind und die Bilder mit geringerer Verfärbung auf beschichtetem Papier bildet. Ferner führt die Verwendung der Aufzeichnungsflüssigkeit zu einem Bild hoher Bildqualität, das eine hohe Auflösung und eine geringe Verfärbung zeigt und zufriedenstellende Echtheitseigenschaften aufweist.
Die erfindungsgemäße Tinte zeigt die vorstehend genannten Merkmale in einem ausreichenden Maß in einem neutralen Bereich mit einem pH-Wert von 4 bis 10, was zufriedenstellend im Hinblick auf die Sicherheit ist, da keine Notwendigkeit zur Zugabe stark alkalischer Substanzen besteht, wie es in JP-A-56-57862 beschrieben ist.
Ferner kann die erfindungsgemäße Tinte, selbst wenn sie bei einem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren eingesetzt wird, bei dem die Tinte unter Einwirkung von Wärmeenergie ausgestoßen wird, in stabiler Weise für eine lange Zeit ohne Bildung von anhaftenden Stoffen auf der Heizvorrichtung verwendet werden, und sie ändert nicht ihre physikalischen Eigenschaften und bildet keine festen Ablagerungen während der Lagerung.

Claims

1. Tinte, enthaltend ein Aufzeichnungsmittel und ein flüssiges Medium zum Lösen oder Dispergieren des Aufzeichnungsmittels, wobei die Tinte als Aufzeichnungsmittel eine Verbindung umfaßt, die durch die allgemeine Formel (A)

dargestellt wird, wobei n den Wert 0 oder 1 hat, R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; jeweils einen Substituenten bedeuten, der unter Wasserstoff, Methyl, Methoxy, Hydroxy, Amino, Acetylamino und Sulfonsäure ausgewählt ist; und M ein Alkalimetall, Ammonium oder eine organische Ammoniumverbindung bedeutet.

2. Tinte nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Verbindung, die durch die allgemeine Formel (A) wiedergegeben wird, um mindestens eine Verbindung handelt, die unter den nachstehenden Verbindungen mit Nr. 1 bis Nr. 12 ausgewählt ist.

3. Tinte nach Anspruch 1 oder 2, wobei der pH-Wert der Tinte im Bereich von 4 bis 10 liegt.

4. Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die das Aufzeichnungsmittel in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, enthält.

5. Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Aufzeichnungsmedium ein gemischtes Lösungsmittel aus Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel umfaßt.

6. Tinte nach Anspruch 5, die Wasser in einer Menge im Bereich von 10 bis 97,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, enthält.

7. Tinte nach Anspruch 5, die das wasserlösliche organische Lösungsmittel in einer Menge im Bereich von 2 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, enthält.

8. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren zur Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium mit Tintentröpfchen unter Verwendung einer Tinte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.

9. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 8, wobei es sich bei dem Aufzeichnungsmedium um unbeschichtetes Papier oder um beschichtetes Papier handelt.

10. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die Tinte durch Einwirkung von Wärmeenergie auf die Tinte ausgestoßen wird.

11. Aufzeichnungseinheit zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 10 mit einem Tintenbehälterabschnitt zur Aufnahme einer Tinte und einem Kopf zum Ausstoßen von Tintentröpfchen.

12. Aufzeichnungseinheit nach Anspruch 11, wobei der Tintenbehälterabschnitt ein Tintenabsorptionselement umfaßt.

13. Aufzeichnungseinheit nach Anspruch 12, wobei das Tintenabsorptionselement aus Polyurethan gebildet ist.

14. Tintenpatrone mit einem Tintenbehälterabschnitt zur Aufnahme einer Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

15. Tintenpatrone nach Anspruch 14, wobei der Tintenbehälterabschnitt eine Beutelstruktur aufweist.

16. Tintenpatrone nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Tintenbehälterabschnitt eine Flüssigkeitskontaktseite aufweist, die aus Polyethylen gebildet ist.

17. Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mit einer Aufzeichnungseinheit, wie sie in einem der Ansprache 11 bis 13 genannt ist, zur Durchführung des Verfahrens, wie es in einem der Ansprüche 8 bis 10 beschrieben ist.

18. Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 17 mit einer Patrone für die Aufzeichnungseinheit.

19. Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mit einer Patrone, wie sie in einem der Ansprüche 14 bis 16 angegeben ist, und einem Aufzeichnungskopf zur Durchführung des Verfahrens, wie es in den Ansprüchen 8 bis 10 angegeben ist.

20. Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 19, die ferner ein Tintenzufuhrsystem zum Zuführen von Tinte, die in einer Tintenpatrone enthalten ist, zum Aufzeichnungskopf umfaßt.

21. Verwendung der in einem der Ansprüche 1 bis 7 angegebenen Tinte für eine Tintenstrahlaufzeichnung.