DE69102662T2

DE69102662T2 - Tinte, Tintenstrahldruckverfahren und diese Tinte verwendendes Instrument.

Info

Publication number: DE69102662T2
Application number: DE69102662T
Authority: DE
Inventors: Makoto Aoki; Kenji Aono; Kumiko Mafune; Akira Nagashima; Osamu Nishiwaki; Shinichi Tochihara
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1991-02-08
Publication date: 1995-02-09
Anticipated expiration: 2011-02-09
Also published as: US5132700A; EP0446617B1; ATE107947T1; JP3005057B2; EP0446617A1; JPH04211465A; DE69102662D1; US5078790A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tinte, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren und eine Vorrichtung, bei der die Tinte verwendet wird. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Tinte, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, eine Aufzeichnungseinheit, eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung und eine Tintenpatrone, die sich hervorragend im Hinblick auf eine Verhinderung von Verstopfungen verhalten und mit denen eine gute Aufzeichnung selbst auf unbeschichtetem Papier, wie holzfreiem Papier, teilweise holzfreiem Papier ("medium wood free paper") oder Banknotenpapier ("bond paper"), d.h. sogenanntem Normalpapier, das üblicherweise in Büros und dergl. verwendet wird, durchgeführt werden kann.
Über Tinten mit stark variierender Zusammensetzung ist im Zusammenhang mit Tinten für Schreibgeräte, wie Füllfederhalter, Markierungsstifte und Kugelschreiber mit auf Wasser basierender Tinte, sowie Tinten für Tintenstrahlaufzeichnungen berichtet worden.
Insbesondere in den letzten Jahren sind ausführliche Untersuchungen und Entwicklungen mit verschiedenen Ansätzen, die sich auf Zusammensetzung und physikalische Eigenschaften beziehen, im Hinblick auf Tinten für eine gute Aufzeichnung selbst auf Normalpapier, wie Kopierpapier, Schreibpapier, Notizpapier und Briefpapier, das üblicherweise in Büros verwendet wird, durchgeführt worden.
Zum Beispiel enthalten Tinten üblicherweise hochsiedende organische Lösungsmittel, wie Glykole, um ein Eintrocknen, Verstopfen und dergl. zu verhindern. Wenn die Aufzeichnung unter Verwendung derartiger Tinten auf Normalpapier mit einem hohen Grad an Beleimung durchgeführt wird, dann dringt die Tinte nicht ohne weiteres in das Papier ein, und der Teil, auf dem die Aufzeichnung durchgeführt worden ist, trocknet nicht gut, so daß bei Berührung der aufgezeichneten Buchstaben oder dergl. die Hand mit Tinte gefärbt wird oder die Buchstaben durch Reiben verschmiert werden. Es besteht also ein Problem hinsichtlich der Gebrauchseigenschaften beim Trocknen.
Unter diesen Umständen schlägt JP-A-55-29546, um das Eindringvermögen von Tinte in Papier zu erhöhen, ein Verfahren vor, bei dem ein oberflächenaktiver Stoff zu der Tinte in einer großen Menge gegeben wird. In einem derartigen Fall sind die folgenden Schwierigkeiten aufgetreten: auf einigen Arten von Papier trat sehr häufig ein Verlaufen auf; wenn die Tinte in Schreibgeräte gefüllt wird, dann fällt die Tinte in Tropfen aus der Schreibfeder; und wenn die Tinte in einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf gefüllt wird, dann weicht die Tinte von der Öffnungsoberfläche in Abhängigkeit von den strukturellen Bedingungen des Kopfes zurück, was dazu führt, daß keine Tinte ausgestoßen wird, oder andererseits wird die gesamte Öffnungsoberfläche benetzt, was ebenfalls dazu führt, daß keine Tinte ausgestoßen wird.
JP-A-54-104933 und JP-B-6-14189 beschreiben ein Verfahren, bei dem N,N-Bis-(polyoxyethylen)-p-toluolsulfonamin oder N,N- Bis-(polyoxypropylen)-p-toluolsulfonamid zu der Tinte gegeben werden. Gemäß diesem Verfahren kann die Löslichkeit der Farbstoffe in wirksamer Weise verbessert werden, es erfordert jedoch, daß in Kombination ein organisches Lösungsmittel, wie ein mehrwertiger Alkohol, in einer recht großen Menge verwendet wird, so daß bei dem Verfahren das Problem besteht, daß die Tinte schlechte Gebrauchseigenschaften beim Trocknen auf einem Aufzeichnungsmedium, wie Papier, aufweist, und es kann zu einem Abfärben bei Berühren selbst nach Verlauf einer langen Zeitspanne führen. Aus diesem Grund ist es auch erforderlich, in Kombination einen oberflächenaktiven Stoff zu verwenden, um das Eindringvermögen in Papier zu verbessern. Als Folge davon kann ein Verlaufen auftreten, was zu einer unzureichenden Druckqualität führt.
Ein weiteres Problem besteht darin, daß, wenn die Tinte für eine Tintenstrahlauf Zeichnung verwendet wird und das Ausstoßen der Tinte unterbrochen wird, die vorstehende Verbindung von der Öffnungsoberfläche beim Verdampfen von Wasser und dergl. zurückweicht und daher schlechte Gebrauchseigenschaf ten hinsichtlich einer Verhinderung von Verstopfungen aufweist.
Neben den vorstehend genannten sind verschiedene Verbesserungen versucht worden. Bis heute ist jedoch keine Tinte bekannt, mit der alle Probleme hinsichtlich der Gebrauchseigen schaften beim Trocknen, der Druckqualität und der Verhinderung von Verstopfungen gelöst werden können.

Zusammenfassende Darstellung der Erfindung

Dementsprechend besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Tinte bereitzustellen, die ein Verstopfen von Schreibfedern von Schreibgeräten oder eine Verstopfung von Druckerköpfen verhindern kann, selbst wenn die Drucker für eine kurze Zeitspanne oder für eine lange Zeitspanne angehalten werden; die eine einfache Wiederherstellung ermöglicht, selbst wenn eine Verstopfung aufgetreten ist; und die auf einem Aufzeichnungsinedium ein Bild mit einer hohen Qualität bilden kann, das aus runden Punkten ohne unregelmäßiges Verlaufen besteht. Weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung bestehen darin, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, bei dem die Tinte verwendet wird, und eine Vorrichtung, bei der die Tinte verwendet wird, bereitzustellen.
Die vorstehenden Aufgaben der vorliegenden Erfindung können durch die vorliegende Erfindung gelöst werden, wie nachstehend beschrieben wird. Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Tinte bereitgestellt, die ein Aufzeichnungsmittel und ein flüssiges Medium, das zum Lösen oder Dispergieren des Aufzeichnungsmittels imstande ist, umfaßt, wobei die Tinte sowohl eine Verbindung, die durch die nachstehende Formel (I) wiedergegeben wird, als auch eine Verbindung, die durch die nachstehende Formel (II) wiedergegeben wird, umfaßt
worin R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; jeweils eine Alkylgruppe oder eine Hydroxyalkylgruppe darstellen und jeder dieser Reste ein Wasserstoffatom darstellen kann; X&supmin; ein anorganisches Säureion darstellt; R&sub4; und R&sub5; jeweils eine Gruppe darstellen, die unter einem Wasserstoffatom, einer Alkylgruppe und einer Hydroxyalkylgruppe ausgewählt ist; und R&sub6; eine Gruppe darstellt, die unter einer Carboxylgruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Sulfongruppe, einer Alkylgruppe und einem Wasserstoffatom ausgewählt ist.
Erfindungsgemäß wird auch ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren bereitgestellt, daß das Ausstoßen von Tintentröpfchen aus einer Öffnung gemäß einem Aufzeichnungssignal umfaßt, um eine Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium durchzuführen, wobei die vorstehend beschriebene Tinte verwendet wird.
Erfindungsgemäß wird ferner eine Aufzeichnungseinheit bereitgestellt, die eine Tintenaufnahmeeinrichtung, die eine Tinte aufnimmt, und einen Kopf umfaßt, aus dem die Tinte in Form von Tintentröpfchen ausgestoßen ist, wobei die vorstehend beschriebene Tinte verwendet wird.
Erfindungsgemäß wird ferner eine Tintenpatrone bereitgestellt, die eine Tintenaufnahmeeinrichtung umfaßt, die eine Tinte aufnimmt, wobei die vorstehend beschriebene Tinte verwendet wird.
Erfindungsgemäß wird ferner eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung bereitgestellt, die eine Aufzeichnungseinheit umfaßt, die eine Tintenaufnahmeeinrichtung, die eine Tinte aufnimmt, und einen Kopf umfaßt, aus dem die Tinte in Form von Tintentröpfchen ausgestoßen wird, wobei die vorstehend beschriebene Tinte verwendet wird.
Erfindungsgemäß wird ferner eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung bereitgestellt, die einen Aufzeichnungskopf, aus dem Tintentröpfchen ausgestoßen werden, eine Tintenpatrone mit einer Tintenaufnahmeeinrichtung, die eine Tinte aufnimmt, und eine Tintenzufuhrvorrichtung, die Tinte aus der Tintenpatrone dem Aufzeichnungskopf zuführt, wobei die vorstehend beschriebene Tinte verwendet wird, umfaßt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Figg. 1A und 1B zeigen einen Längsschnitt bzw. einen Querschnitt eines Kopfes einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Kopfes, der aus einem Mehrfachsatz von Köpfen besteht, wie sie in Figg. 1A und 1B gezeigt sind.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels für eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung.
Fig. 4 ist ein Querschnitt einer Tintenpatrone.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Aufzeichnungseinheit.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Um die Gebrauchseigenschaften im Hinblick auf eine Verhinderung von Verstopfungen und die Eigenschaften einer hohen Bildqualität ohne Verlaufen zu verbessern, haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung umfangreiche Untersuchungen über verschiedene Arten von Tintenzusammensetzungen durchgeführt. Als Ergebnis haben sie festgestellt, daß die Gebrauchseigenschaften hinsichtlich einer Verhinderung von Verstopfungen stark verbessert werden können und daß, selbst wenn die flüchtigen Bestandteile in der Tinte, die an den Spitzen der Düsen des Druckerkopfes vorhanden ist, vollständig verdampft sind, die Düsen wesentlich einfacher wiederhergestellt werden können, wenn die Verbindung, die durch die Formel (I) wiedergegeben wird, und die Verbindung, die durch die Formel (II) wiedergegeben wird, in Kombination in der Tinte verwendet werden, im Vergleich zu dem Fall, in dem die entsprechenden Verbindungen allein verwendet werden. Es ist anzunehmen, daß dieses Phänomen seine Ursache in der Tatsache hat, daß ein kooperativer Effekt der Verbindung, die durch die Formel (I) wiedergegeben wird, und der Verbindung, die durch die Formel (II) wiedergegeben wird, es wesentlich erleichtert, die Löslichkeit der Farbstoffe zu verbessern, einen Anstieg der Viskosität, wenn die Tinte dick wird, zu unterdrücken, und die Aggregation und Ablagerung von Farbstoffen, wenn die flüssigen Komponenten vollständig verdampft sind, zu begrenzen. Aufgrund eines derartigen Effekts können die Anzahl der Schritte zur Wiederherstellung des Druckersystems nach einer Verstopfung und der Verbrauch an Tinte, der mit derartigen Schritten verbunden ist, äußerst stark verringert werden, so daß es möglich wird, eine gegebene Menge an Tinte, die in den Drucker eingefüllt ist, wirksamer zu nutzen.
Die Tinte, die die durch die Formel (I) wiedergegebene Verbindung und die durch die Formel (II) wiedergegebene Verbindung enthält, unterliegt, wenn sie in Form von winzigen Tröpfchen aus den Düsen des Druckerkopfes ausgestoßen wird, einer abrupten Veränderung der Tintenzusammensetzung, sobald sie verdampft und in das Aufzeichnungsmedium eindringt, so daß die durch die Formel (I) wiedergegebene Verbindung und die durch die Formel (II) wiedergegebene Verbindung unmittelbar eingedickt werden und kristallisieren, und auf diese Weise behalten die durch das Drucken gebildeten Punkte ihre runde Form mit weniger unregelmäßigem Verlaufen.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend ausführlicher mit Angabe bevorzugter Ausführungsformen beschrieben.
Die durch die Formel (I) wiedergegebene Verbindung, die erfindungsgemäß verwendet wird, umfaßt ein Hydrochlorid, ein Hydrobromid, ein Sulfat, ein Phosphat oder ein Nitrat von jeder der Verbindungen Trimethylamin, Triethylamin, Triethanolamin, Diethylamin, Diethanolamin und Dipropylamin. Von diesen werden die Hydrochloride von Trimethylamin, Triethylamin oder Triethanolamin besonders bevorzugt, und zwar aufgrund ihrer überlegenden Wirkung hinsichtlich einer Verhinderung von Verstopfungen.
Bevorzugte Beispiele der durch die Formel (II) wiedergegebenen Verbindungen, die erfindungsgemäß verwendet werden, sind nachstehend angegeben, wobei die Verbindungen jedoch nicht auf die nachstehenden Beispiele beschränkt sind. Verbindung Verbindung Verbindung
Von diesen Verbindungen werden die Verbindungen 1 bis 4, 6 und 7 besonders bevorzugt, und zwar aufgrund ihrer hohen Löslichkeit in Wasser und ihrer überlegenen Wirkung hinsichtlich einer Verhinderung von Verstopfungen. Die durch die Formel (I) wiedergegebene Verbindung und die durch die Formel (II) wiedergegebene Verbindung können jeweils als Gemisch von einer oder mehreren Verbindungen verwendet werden. Die Gebrauchseigenschaften hinsichtlich einer Verhinderung von Verstopfungen, die Druckqualität und die Gebrauchseigenschaften beim Trocknen können in einer optimal ausgewogenen Weise erzielt werden, wenn die durch die Formel (I) Wiedergegebene Verbindung und die durch die Formel (II) wiedergegebene Verbindung in einem Mischungsverhältnis (Gewichtsverhältnis) im Bereich von 9/1 bis 1/9 und vorzugsweise von 7/3 bis 3/7 verwendet werden. Die gewünschten Ergebnisse können auch erzielt werden, wenn ein erfindungsgemäß verwendetes gemischtes Lösungsmittelsystem in der Tinte in einer Menge von 0,5 Gew.-% bis 2 0 Gew.-% und insbesondere von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-% enthalten ist.
Als erfindungsgemäß verwendete farbgebende Materialien können fast alle wasserlöslichen sauren Farbstoffe, Direktfarbstoffe, basischen Farbstoffe und Reaktivfarbstoffe, wie sie im Color-Index beschrieben sind, verwendet werden.
Materialien, die nicht im Color-Index beschrieben sind, können ebenfalls verwendet werden, solange es sich um wasserlösliche Farbstoffe handelt.
Es gibt keine besonderen Beschränkungen hinsichtlich der Menge dieser Farbstoffe, die verwendet wird. Üblicherweise liegt die Menge im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 15 Gew.-% und insbesondere von 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.
Zusätzlich zu den vorstehend genannten Komponenten können der erfindungsgemäßen Tinte wahlweise verschiedene Additive, wie ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel, ein oberflächenaktiver Stoff, ein Mittel zur Einstellung des pH-Werts, ein Mittel zur Verhinderung von Rost, ein antiseptisches Mittel gegen Schimmelbildung, ein Antioxidationsmittel, ein Verdampfungsbeschleuniger, ein chelatbildendes Mittel und ein wasserlösliches Polymeres, einverleibt werden.
Das erfindungsgemäß verwendete flüssige Medium besteht vorzugsweise aus einem gemischten Lösungsmittel von Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel.
Das wasserlösliche organische Lösungsmittel kann insbesondere Amide, wie Dimethylformamid und Dimethylacetamid; Ketone, wie Aceton; Ether, wie Tetrahydrofuran und Dioxan; Polyalkylenglykole, wie Polyethylenglykol und Polypropylenglykol; Alkylenglykole, die eine Alkylengruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Triethylenglykol, 1,2,6-Hexantriol, Thiodiglykol, Hexylenglykol und Diethylenglykol; Glycerin; niedere Alkylether von mehrwertigen Alkoholen, wie Ethylenglykolmethylether oder -ethylether, Diethylenglykolmethylether oder -ethylether und Triethylenglykolmonomethylether oder -monoethylether; N-Methyl-2-pyrrolidon, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, Triethanolamin, Sulfolan, Dimethylsulfoxid und dergl. enthalten.
Das vorstehend genannte wasserlösliche organische Lösungsmittel kann vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 1 Gew.-% bis 40 Gew.-% und insbesondere von 3 Gew.-% bis 30 Gew.-% enthalten sein. Netzmittel, wie inehrwertige Alkohole, die üblicherweise insbesondere für den Zweck einer Verhinderung von Verstopfungen verwendet werden, sollen nicht in einer großen Menge verwendet werden, und zwar aufgrund des kooperativen Effekts der durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindung und der durch die Formel (II) wiedergegebenen Verbindung. Es wurde vielmehr das Ergebnis erzielt, daß bei einem Gehalt des Netzmittels in einer Menge von 40 Gew.-% oder mehr die Gebrauchseigenschaften beim Trocknen beim Drucken auf Papier und die Druckqualität verringert wurden. Das in der Tinte verwendete Wasser ist in einer Menge von 40 Gew.-% bis 95 Gew.-% enthalten. Eine Menge von weniger als 40 Gew,.% führt zu einer Erhöhung der Viskosität der Tinte, so daß das Eindringvermögen in Papier in der senkrechten Richtung schlecht werden kann. Als Folge davon wird ein unregelmäßiges Verlaufen in der Querrichtung gefördert, und es besteht die Gefahr, daß sowohl die Gebrauchseigenschaften hinsichtlich des Trocknens beim Drucken als auch die Druckqualität beeinträchtigt werden. Eine Menge von mehr als 95 Gew.-% führt zu einer zu großen Menge an flüchtigen Bestandteilen, so daß es unmöglich wird, zufriedenstellende Gebrauchseigenschaften hinsichtlich des Fixierens zu erzielen.
Die erfindungsgemäße Tinte ist besonders geeignet in dem Fall, wenn sie bei einer Tintenstrahlaufzeichnung des Typs verwendet wird, bei dem die Tinte unter Ausnutzung eines Phänomens der Blasenbildung in der Tinte, das durch Wärmeenergie hervorgerufen wird, ausgestoßen wird, und sie weist die Merkmale auf, daß der Ausstoß hochgradig stabilisiert ist und keine Satellitenpunkte erzeugt werden. In diesem Fall müssen jedoch die Werte der thermischen Eigenschaften, wie spezifische Wärme, Wärmeausdehnungskoeffizient und Wärmeleitfähigkeit, in einigen Fällen eingestellt werden.
Mit der erfindungsgemäßen Tinte können die Probleme hinsichtlich des Verlaufens, die Gebrauchseigenschaften hinsichtlich des Trocknens aufgezeichneter Buchstaben oder dergl. und das Eindringvermögen, das sich ergibt, wenn die Aufzeichnung auf Normalpapier oder dergl. durchgeführt wird, gelöst werden. Gleichzeitig kann der Aufzeichnungskopf in einem verbesserten Zustand eingestellt werden. Unter diesen Gesichtspunkten sollten die physikalischen Eigenschaften der Tinte selbst so eingestellt werden, daß sich eine Oberflächenspannung von 30 dyn/cm bis 68 dyn/cm bei 25ºC und eine Viskosität von nicht mehr als 15 cP, vorzugsweise von nicht mehr als 10 cP und insbesondere von nicht mehr als 5 cP ergibt.
Um die Tinte so einzustellen, daß sie die vorstehend genannten physikalischen Eigenschaften aufweist und um die Probleme zu lösen, die mit Normalpapier verbunden sind, sollte die erfindungsgemäße Tinte vorzugsweise so eingestellt werden, daß sie einen Wassergehalt von nicht weniger als 50 Gew.-% und insbesondere von nicht weniger als 60 Gew.-% aufweist.
Die erfindungsgemäße Tinte kann besonders bevorzugt bei einer Tintenstrahlaufzeichnung verwendet werden, bei der die Aufzeichnung durchgeführt wird, indem Tintentröpfchen durch die Einwirkung von Wärmeenergie ausgestoßen werden. Es erübrigt sich, festzustellen, daß sie auch für übliche Schreibgeräte verwendet werden kann.
Das Verfahren und die Vorrichtung, die sich zur Durchführung von Aufzeichnungen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Tinte eignen, umfassen ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei denen Wärmeenergie, die einem Aufzeichnungssignal entspricht, auf eine Tinte einwirkt, die sich im Innern eines Aufzeichnungskopfes befindet, so daß Tintentröpfchen durch die Einwirkung der Wärmeenergie erzeugt werden.
Figg. 1A, 1B und 2 zeigen ein Beispiel des Aufbaus eines Kopfes, bei dem es sich um einen Hauptbestandteil der Vorrichtung handelt.
Ein Kopf 13 wird durch Verbinden einer Platte aus Glas, Keramik oder Kunststoff oder dergl. mit einem Kanal 14, durch den Tinte tritt, mit einem Aufzeichnungskopf 15, der für thermische Aufzeichnungen verwendet wird, gebildet. (Der Kopf ist nicht auf den in der Figur gezeigten beschränkt.) Der Wärmeerzeugungskopf 15 besteht aus einer Schutzschicht 16, die aus Siliciumdioxid oder dergl. gebildet ist, einer Wärmeerzeugungswiderstandsschicht 18, die durch Aluminiumelektroden 17-1 und 17-2, Nichrom und dergl. gebildet wird, einer Wärmesammelschicht 19 und einem Substrat 20 aus Aluminiumoxid oder dergl. mit guten Wärmedissipationseigenschaften.
Die Tinte 21 erreicht eine Ausstoßöffnung (eine winzige Öffnung) 22, und es bildet sich unter dem Druck P ein Meniskus 23.
Bei Anlegen eines elektrischen Signals an die Elektroden 17-1 und 17-2 wird durch den mit n bezeichneten Bereich des Wärmeerzeugungskopfes 15 plötzlich Wärme erzeugt, so daß Blasen in der Tinte 21, die in Kontakt mit diesem Bereich steht, erzeugt werden. Der auf diese Weise erzeugte Druck drückt den Meniskus 23 heraus, und die Tinte 21 wird aus der Öffnung 22 in Form winziger Aufzeichnungströpfchen 24, die zum Aufzeichnungsmedium 25 fliegen, ausgestoßen. Fig. 2 zeigt das Aussehen eines Mehrfachkopfes, der die in Fig. 1A gezeigten Köpfe, die in einer großen Anzahl angeordnet sind, umf aßt. Der Mehrfachkopf wird durch enges Verbinden einer Glasplatte 27 mit einem Mehrfachkanal 26 mit einem Wärmeerzeugungskopf 28, der dem in Fig. 1A gezeigten Kopf ähnlich ist, hergestellt.
Fig. 1A ist ein Querschnitt des Kopfes 13 entlang des Strömungswegs der Tinte, und Fig. 1B ist ein Querschnitt entlang der Linie A-B.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, in die ein derartiger Kopf eingebaut ist.
In Fig. 3 bezeichnet Bezugszeichen 61 ein Blatt, das als Wischelement dient, wobei ein Ende davon ein stationäres Ende ist, das durch ein Blatthalteelement in Form eines freitragenden Arms gehalten wird. Das Blatt 61 wird in einer Position benachbart zu dem Bereich, in dem der Aufzeichnungskopf eine Aufzeichnung durchführt, bereitgestellt. Im vorliegenden Beispiel wird das Blatt in einer solchen Weise gehalten, das es sich in den Pfad, auf dem der Aufzeichnungskopf bewegt wird, erstreckt. Das Bezugszeichen 62 bezeichnet eine Kappe, die in der Ursprungsposition benachbart zu dem Blatt 61 bereitgestellt wird, und sie ist so aufgebaut, daß sie sich in einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungskopfes bewegt und in Kontakt mit der Seite der Ausstoßöffnungen kommt, so daß eine Abdeckung erreicht wird. Das Bezugszeichen 63 bezeichnet ein Absorptionselement, das benachbart zu dem Blatt 61 bereitgestellt wird, und das ähnlich wie das Blatt 61 in einer solchen Weise gehalten wird, daß es sich in den Pfad, auf dem sich der Aufzeichnungskopf bewegt, erstreckt. Das vorstehende Blatt 61, die Kappe 62 und das Absorptionselement 63 bilden eine Ausstoßwiederherstellungsan ordnung 64, wobei das Blatt 61 und das Absorptionselement 63 Wasser, Staub und dergl. von der Seite der Tintenausstoßöffnungen entfernen.
Das Bezugszeichen 65 bezeichnet den Aufzeichnungskopf mit einer Ausstoßenergieerzeugungseinrichtung, der Tinte in Richtung auf ein Aufzeichnungsmedium, das den Ausstoßöffnungen gegenüber bereitgestellt wird, ausstößt, um eine Aufzeichnung durchzuführen. Das Bezugszeichen 66 bezeichnet einen Wagen, auf dem der Aufzeichnungskopf 65 befestigt ist, so daß der Aufzeichnungskopf 65 bewegt werden kann. Der Wagen 66 ist gleitend mit einem Führungsstab 67 verbunden. Ein Teil des Wagens 66 ist mit einem Antriebsriemen 69 (nicht gezeigt) verbunden, der durch einen Motor 68 angetrieben wird. Auf diese Weise kann der Wagen 66 entlang des Führungsstabs 67 bewegt werden, und so kann der Aufzeichnungskopf 65 vom Aufzeichnungsbereich zu einem dazu benachbarten Bereich bewegt werden.
Bezugszeichen 51 bezeichnet einen Papierzufuhrabschnitt, aus dem Aufzeichnungsmedien eingeführt werden, und Bezugszeichen 52 bezeichnet eine Papierzufuhrwalze, die durch einen Motor (nicht gezeigt) angetrieben wird. Durch einen derartigen Aufbau wird das Aufzeichnungsmedium zu der der Ausstoßöffnungsseite des Aufzeichnungskopfes gegenüberliegenden Position geführt und im Verlauf der Aufzeichnung von einem Papieraustrageabschnitt, der mit einer Papieraustragewalze 53 versehen ist, ausgetragen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird die Kappe 62 der Kopfwiederherstellungsanordnung 64 aus dem Bewegungspfad des Aufzeichnungskopfes 65 zurückgezogen, wenn der Aufzeichnungskopf 65 in eine Ursprungsposition zurückkehrt, d. h. nach Abschluß der Aufzeichnung, und das Blatt 61 erstreckt sich in den Bewegungspfad. Als Folge davon wird die Ausstoßöffnungsseite des Aufzeichnungskopfes 65 abgewischt. Wenn die Kappe 62 in Kontakt mit der Ausstoßöffnungsseite des Aufzeichnungskopfes 65 tritt, um eine Abdeckung durchzuführen, dann wird die Kappe 62 in einer solchen Weise bewegt, daß sie sich in den Bewegungspfad des Aufzeichnungskopfes erstreckt.
Wenn der Aufzeichnungskopf 65 von seiner Ursprungsposition in die Position, bei der die Aufzeichnung begonnen wird, bewegt wird, dann befinden sich die Kappe 62 und das Blatt 61 in der gleichen Position wie der Position, in der die Ausstoßöffnungsseite abgewischt wird. Als Folge davon wird die Ausstoßöffnungsseite des Aufzeichnungskopfes 65 auch zum Zeitpunkt dieser Bewegung abgewischt.
Die vorstehende Bewegung des Aufzeichnungskopfes zu seiner Ursprungsposition wird nicht nur zum Zeitpunkt des Abschlusses der Aufzeichnung oder der Wiederherstellung des Ausstoßens durchgeführt, sondern auch wenn sich der Aufzeichnungskopf zwischen Aufzeichnungsbereichen zum Zweck der Aufzeichnung bewegt, wobei er dabei in die Ursprungsposition, die zu jedem Aufzeichnungsbereich benachbart ist, in gegebenen Intervallen bewegt wird, wobei die Ausstoßöffnungsseite in Übereinstimmung mit dieser Bewegung abgewischt wird.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel einer Tintenpatrone, die die Tinte aufnimmt, die dem Kopf durch ein Tintenzufuhrelement, beispielsweise ein Rohr, zugeführt wird. Hier bezeichnet Bezugszeichen 40 eine Tintenaufnahmeeinrichtung, die die Tinte, die zugeführt wird, aufnimmt, beispielsweise einen Tintenbeutel. Die Spitze davon ist mit einem Verschluß 42 aus Kautschuk versehen. Eine Nadel (nicht gezeigt) kann in diesen Verschluß 42 eingestochen werden, so daß die Tinte im Tintenbeutel 40 dem Kopf zugeführt werden kann. Das Bezugszeichen 44 bezeichnet ein Absorptionselement, das Abfalltinte aufnimmt.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, wenn die Tintenaufnahmeeinrichtung aus einem Polyolefin, insbesondere aus Polyethylen, an ihrer Oberfläche, die in Kontakt mit Tinte kommt, gefertigt ist.
Die erfindungsgemäß verwendete Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Vorrichtung beschränkt, in der getrennt voneinander ein Kopf und eine Tintenpatrone bereitgestellt werden, und vorzugsweise kann auch eine Vorrichtung verwendet werden, in der diese Bestandteile als Einheit ausgebildet sind, wie es in Fig. 5 gezeigt ist.
In Fig. 5 bezeichnet Bezugszeichen 70 eine Aufzeichnungseinheit, in deren Innerem sich eine Tintenaufnahmeeinrichtung befindet, die eine Tinte aufnimmt, beispielsweise ein Tintenabsorptionselement. Die Aufzeichnungseinheit ist so aufgebaut, daß die Tinte aus einem derartigen Tintenabsorptionselement in Form von Tintentröpfchen aus einem Kopf 71 mit einer Mehrzahl von Öffnungen ausgestoßen wird. Als Material für das Tintenabsorptionselement wird erfindungsgemäß vorzugsweise Polyurethan verwendet.
Das Bezugszeichen 72 bezeichnet eine Belüftungsöffnung, durch die das Innere der Aufzeichnungseinheit in Verbindung mit der Luft steht.
Diese Aufzeichnungseinheit 70 kann anstelle des in Fig. 3 gezeigten Aufzeichnungskopfes verwendet werden, und sie ist abnehmbar am Wagen 66 befestigt.

Beispiele

Die Erfindung wird nachstehend durch Vorlage von Beispielen und Vergleichsbeispielen erläutert. Nachstehend bezieht sich der Ausdruck "Teil(e)" auf das Gewicht.

Beispiele 1 bis 7, Vergleichsbeispiele 1 bis 4

Die entsprechenden Bestandteile, wie sie in Tabelle 1 gezeigt sind, wurden gemischt und gründlich gerührt, um sie zu lösen. Anschließend wurde die erhaltene Lösung einer Druckfiltration unter Verwendung eines Fluoropore-Filters (Warenbezeichnung: hergestellt von Sumitomo Electric Industries, Ltd.) mit einer Porengröße von 0,45 um unterworfen. Die erfindungsgemäßen Tinten und die Tinten der Vergleichsbeispiele wurden auf diese Weise hergestellt. Tabelle 1 Tintenzusammensetzung (Teile) Beispiel Vergleichbeispiel Farbstoff: C.I. Direct Black 154 C.I. Food Black 2 Organisches Lösungsmittel: Glycerin Diethylenglykol Triethylenglykol Diethylenglykol-monophenylether Ethyalkohol Verbindung der Formel Triethylamin-hydrochlorid Triethanolamin-hydrochlorid Dimethylamin-hydrochlorid Verbindung Wasser
Sodann wurde eine Aufzeichnung unter Verwendung der in den Beispielen 1 bis 7 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 erhaltenen Tinten und unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers BJ-130A (Warenbezeichnung; hergestellt von Canon Inc.) als Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung des Typs, bei dem ein Wärmeerzeugungselement als Energiequelle für den Ausstoß von Tinte verwendet wird, durchgeführt, und die Gebrauchseigenschaften hinsichtlich des Trocknens beim Drucken, die Gebrauchseigenschaften hinsichtlich einer Verhinderung von Verstopfungen und die Druckqualität wurden bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

(Bewertungsverfahren und Bewertungskriterien)

(1) Gebrauchseigenschaften hinsichtlich des Trocknens beim Drucken:

Die Gebrauchseigenschaften hinsichtlich des Trocknens beim Drucken wurden auf der Grundlage der Sekunden nach dem Drucken englischer Buchstaben auf handelsübliches kontinuierliches Papier bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Drucke nicht mehr abfärbten, wenn sie mit Filterpapier Nr. 2 (Warenbezeichnung; hergestellt von Toyo Roshi K.K.) nach 10, 20, 30, 40, 50 und 60 Sekunden gerieben wurden, bewertet (gemessen bei 20±5ºC 50±10 % relative Feuchtigkeit).
A: 15 Sekunden oder weniger
B: 16 Sekunden bis 30 Sekunden
C: 31 Sekunden oder mehr

(2) Bewertung der Gebrauchseigenschaften hinsichtlich einer Verhinderung von Verstopfungen:

Eine gegebene Tinte wurde in den Drucker gefüllt, Englische Buchstaben wurden kontinuierlich 10 Minuten gedruckt, und anschließend wurde das Drucken unterbrochen. Nachdem der Drucker 30 Tage in einem abgedeckten Zustand (Bedingungen: 60ºC, 10±5 % relative Feuchtigkeit) stehengelassen worden war, wurden erneut englische Buchstaben gedruckt. Die Bewertung wurde auf der Grundlage der Zeiten, für den Wiederherstellungsschritt, der durchgeführt wurde, bis der anfängliche Zustand der Ausdrucke reproduziert werden konnte, durchgeführt.
AA: Ein Drucken mit den gleichen Gebrauchseigenschaften wie beim anfänglichen Drucken war ohne einen Wiederherstellungsschritt möglich.
A: Ein Drucken mit den gleichen Gebrauchseigenschaften wie beim anfänglichen Drucken war möglich, nachdem eine Wiederherstellung 1- bis 5-mal durchgeführt wurde.
B: Ein Drucken mit den gleichen Gebrauchseigenschaften wie beim anfänglichen Drucken war möglich, nachdem eine Wiederherstellung 6- bis 10-mal durchgeführt wurde.
C: Ein Drucken mit den gleichen Gebrauchseigenschaften wie das anfängliche Drucken war möglich, nachdem eine Wiederherstellung 11-mal oder mehr durchgeführt wurde.

(3) Bewertung der Druckqualität

Buchstaben wurden auf handelsübliches Kopierpapier (Xerox 4024) gedruckt und anschließend 1 Stunde oder länger belassen. Anschließend wurden ein Verlaufen auf der Ebene der Punkte und die Schärfe der Kanten unter Umgebungsbedingungen von 25ºC und 60 % relativer Feuchtigkeit bewertet.
A: Kein Verlaufen mit scharfen Kanten.
B: Es trat ein geringes Verlaufen mit geringfügig verlaufenen Kanten auf.
C: Es trat ein Verlaufen mit verlaufenen Punkten und Kanten auf. Tabelle 2 Vergleichsbeispiel Beispiel Punkt der Bewertung
Wie vorstehend beschrieben wurde, ermöglicht es die vorliegende Erfindung, Aufzeichnungen durchzuführen, die frei von Verlaufen sind, kann erfindungsgemäß eine überlegene Qualität erzielt werden und kann außerdem ein gutes Eindringvermögen selbst bei üblichem Normalpapier, wie Kopierpapier, Schreibpapier, Notizpapier oder Briefpapier, das allgemein in Büros verwendet wird, erzielt werden.
Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, hochgradig zuverlässige Aufzeichnungen durchzuführen, die keine Verstopfung der Federn von Schreibgeräten oder der Düsen des Kopfes für die Tintenstrahlaufzeichnung bewirken.

Claims

1. Tinte, umfassend ein Aufzeichnungsmittel und ein flüssiges Medium, das zum Lösen oder Dispergieren des Aufzeichnungsmittels imstande ist, wobei die Tinte sowohl eine durch die Formel (I) wiedergegebene Verbindung als auch eine durch die Formel (II) wiedergegebene Verbindung enthält:

worin R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; jeweils eine Alkylgruppe oder eine Hydroxyalkylgruppe darstellen und jeder der Reste ein Wasserstoffatom darstellen kann; X&supmin; ein anorganisches Säureion darstellt; R&sub4; und R&sub5; jeweils eine Gruppe darstellen, die unter einem Wasserstoffatom, einer Alkylgruppe und einer Hydroxyalkylgruppe ausgewählt ist; und R&sub6; eine Gruppe darstellt, die unter einer Carboxylgruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Sulfongruppe, einer Alkylgruppe und einem Wasserstoffatom ausgewählt ist.

2. Tinte nach Anspruch 1, wobei die durch die Formel (I) wiedergegebene Verbindung und die durch die Formel (II) wiedergegebene Verbindung in einem Verhältnis im Bereich von 9:1 bis 1:9, bezogen auf das Gewicht, gemischt sind.

3. Tinte nacn Anspruch 1, worin die Gesamtmenge der Verbindungen im Bereich von 0,5 Gew.-% bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, liegt.

4. Tinte nach Anspruch 1, worin es sich bei der durch die Formel (I) wiedergegebene Verbindung um ein Hydrochlorid einer Verbindung handelt, die unter Trimethylamin, Triethylamin und Triethanolamin ausgewählt ist.

5. Tinte nach Anspruch 1, worin das flüssige Medium ein gemischtes Lösungsmittel aus Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel umfaßt.

6. Tinte nach Anspruch 5, worin das Wasser in einer Menge von 40 Gew.-% bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, enthalten ist.

7. Tinte nach Anspruch 5, worin das wasserlösliche organische Lösungsmittel in einer Menge von 1 Gew.-% bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, enthalten ist.

8. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, umfassend das Ausstoßen von Tintentröpfchen aus einer Öffnung entsprechend einem Aufzeichnungssignal, um eine Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium durchzuführen, wobei die Tinte sowohl eine durch die Formel (I) wiedergegebene Verbindung als auch eine durch die Formel (II) wiedergegebene Verbindung enthält:

9. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 8, wobei Wärmeenergie auf die Tinte einwirkt, um die Tintentröpfchen auszustoßen.

10. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 8, wobei das Aufzeichnungsmedium unbeschichtetes Papier umfaßt.

11. Aufzeichnungseinheit, umfassend eine Tintenaufnahmeeinrichtung, die eine Tinte aufnimmt, und einen Kopf, aus dem die Tinte in Form von Tintentröpfchen ausgestoßen wird, wobei die Tinte sowohl eine durch die Formel (I) wiedergegebene Verbindung als auch eine durch die Formel (II) wiedergegebene Verbindung enthält:

12. Aufzeichnungseinheit nach Anspruch 11, wobei der Kopf einen Kopf umfaßt, in dem Wärmeenergie auf die Tinte einwirkt, so daß Tintentröpfchen ausgestoßen werden.

13. Aufzeichnungseinheit nach Anspruch 11, wobei die Tintenaufnahmeeinrichtung aus Polyurethan gefertigt ist.

14. Tintenpatrone, umfassend eine Tintenaufnahmeeinrichtung, die eine Tinte aufnimmt, wobei die Tinte sowohl eine durch die Formel (I) wiedergegebene Verbindung als auch eine durch die Formel (II) wiedergegebene Verbindung enthält:

15. Tintenpatrone nach Anspruch 14, wobei die Tintenaufnahmeeinrichtung eine Flüssigkeitskontaktoberfläche aufweist, die aus einem Polyolefin gefertigt ist.

16. Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, umfassend eine Aufzeichnungseinheit, die eine Tintenaufnahmeeinrichtung, die eine Tinte aufnimmt, und einen Kopf umfaßt, aus dem die Tinte in Form von Tintentröpfchen ausgestoßen wird, wobei die Tinte sowohl eine durch die nachstehende Formel (I) wiedergegebene Verbindung als auch eine durch die nachstehende Formel (II) wiedergegebene Verbindung enthält:

17. Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei der Kopf einen Kopf umfaßt, in dem Wärmeenergie auf die Tinte einwirkt, so daß die Tintentröpfchen ausgestoßen werden.

18. Tintenstrahlaufzeichnunqsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Tintenaufnahmeeinrichtung aus Polyurethan gefertigt ist.

19. Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, umfassend einen Aufzeichnungskopf, aus dem Tintentröpfchen ausgestoßen werden, eine Tintenpatrone mit einer Tintenaufnahmeeinrichtung, die eine Tinte aufnimmt, und einer Tintenzufuhrvorrichtung, die eine Tinte aus der Tintenpatrone dem Aufzeichnungskopf zuführt, wobei die Tinte sowohl eine durch die nachstehende Formel (I) wiedergegebene Verbindung als auch eine durch die nachstehende Formel (II) wiedergegebene Verbindung enthält:

20. Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 19, wobei der Aufzeichnungskopfeinen Kopf umfaßt, in dem Wärmeenergie auf die Tinte einwirkt, so daß die Tintentröpfchen ausgestoßen werden.

21. Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Tintenaufnahmeeinrichtung eine Flüssigkeitskontaktoberfläche aufweist, die aus einem Polyolefin gefertigt ist.

22. Verwendung der Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 7 bei einer Tintenstrahlaufzeichnung.

23. Verwendung der Aufzeichnungseinheit nach einem der Ansprüche 11 bis 13 in einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung.

24. Verwendung der Tintenpatrone nach Anspruch 14 oder 15 in einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung.