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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine wasserbasierte Tinte, die zweckmäßigerweise in einer Tintenstrahlaufzeichnung
eingesetzt wird, in welcher eine Tinte ausgestoßen wird und als Tropfen aus
einer Ausstoßöffnung (Öffnung bzw.
Loch) herausfliegt, und in welcher diese Tintentropfen auf eine
Oberfläche
eines Aufzeichnungsmediums aufgetragen werden, um dadurch die Aufzeichnung
durch zu führen,
sowie auf ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren und Instrumente,
die eine solche Tinte verwenden, und insbesondere auf eine Tintenstrahltinte,
die ein Verlaufen und Ausbluten verhindern kann und Bilder mit einer
hohen Farbstärke erzeugen
kann, und auf ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren und die Verwendung
einer solchen Tinte. Erfindungsgemäß werden zusätzliche
Mechanismen, die zur Steigerung der Aufzeichnungsleistung der Instrumente
erforderlich sind, ebenso vereinfacht, so dass ein Kostenanstieg
effektiv gebremst wird und gleichzeitig eine Energieeinsparung erzielt
werden kann.
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Verwandter
Stand der Technik
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Bisher wurden prinzipiell wasserbasierte
Tinten als Tintenstrahlaufzeichnungstinten eingesetzt, und zwar
wegen der Sicherheit, des Geruchs und der gleichen. Es sind Tinten
bekannt, in welchen eine oder mehrere verschiedene wasserlösliche Farbstoffe
oder Pigmente als Färbematerialien
eingesetzt werden und sie in Wasser oder einer Lösungsmittelmischung aus Wasser
und einem wasserlöslichen
organischen Lösungsmittel gelöst oder
dispergiert vorliegen, wobei bei Bedarf und ein Benetzungsmittel,
ein Farbstofflösezusatz,
ein Antischimmelmittel und/oder dergleichen dazu hinzu gegeben wird.
In den letzten paar Jahren hat sich eine Tintenstrahlaufzeichnung
unter Verwendung solcher Tinten auffallend verbreitet, weil sie
so viele Vorteile besitzt, nämlich
dass die Tinten in einem Verhältnis
von mehreren tausend Tropfen pro Sekunde ausgestoßen werden können, um
eine Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung einfach durch zu führen, wobei
kaum Geräusche
verursacht werden, eine Vielfarbenaufzeichnung einfach durchgeführt werden
kann, eine hochauflösende
Aufzeichnung bewirkt werden kann und eine Aufzeichnung auf Normalpapier
erzielt werden kann.
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Mit der Entwicklung von billigen
Personalcomputern und Hochleistungs-Personalcomputern und der Standardisierung
der GUI-Umgebung in den letzten Jahren, wurde selbst eine Bildaufzeichnung
durch Drucker oder dergleichen unter Erzielung der folgenden Eigenschaften
wie Vielfarbenaufzeichung, einer hohen Qualität und einer hohen Schnelligkeit,
sowie unter Erzielung einer hochauflösenden Aufzeichnung, einer
Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung und dergleichen, erforderlich.
Als Reaktion auf diese Anforderung, wurden hinsichtlich der Tintenstrahlaufzeichnung
verschiedene technische Ideen vorgeschlagen, nämlich dass möglichst viel
der färbenden
Materialkomponente auf der Papieroberfläche belassen wird, um die optische
Dichte der auszubildenden Bilder zu steigern, dass die Kanten der
getrockneten Punkte scharf werden, und dass ein Verlaufen, Ausbluten
und dergleichen verringert wird.
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Als ein erstes Beispiel dafür offenbarte
die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 58-13675 ein Verfahren
zur Steuerung der Absorption und der Ausbreitung der Aufzeichnungspunkte
in und auf dem Papier durch Zugabe von Polyvinylpyrrolidon zu einer
Tinte. Als ein zweites Beispiel offenbart die offengelegte japanische
Patentanmeldung Nr. 3-172362
ein Verfahren zur Steuerung der Absorption einer Tinte und der Ausbreitung
der Punkte durch Zugabe einer speziellen Mikroemulsion zu der Tinte.
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Als ein drittes Beispiel, in welchem
ein Sol-Gel-Übergangsphänomen bei
der Tinte angewendet wird, beschreiben die offengelegten japanischen
Patentanmeldung Nrn. 62-181372 und 1-272623, usw. eine Tinte, welche
in einem Gelzustand bei Raumtemperatur vorliegt, aber durch Erwärmen sich
in einen Solzustand umwandelt. Es wird ausgesagt, dass gemäß einer
solchen Tinte das Eindringen der Tinte in das Papier gesteuert werden
kann, weil die Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium in einem
Solzustand durchgeführt
wird und die Tinte durch die Abkühlung
sich in einen Gelzustand umwandelt.
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Als ein viertes Beispiel offenbarte
kürzlich
die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 6-49399 eine Tinte,
zur welcher eine Verbindung mit einer reversiblen und thermischen
Geliereigenschaft zugegeben wird, und welche eine gute Färbefähigkeit
und Fixierfähigkeit
besitzt, welche wenig Verlaufen verursacht, welche Drucke mit einer
ausgezeichneten Lagerungsstabilität gewährleistet und welche in ihrer
Zuverlässigkeit ausgezeichnet
ist, sowie ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren und Instrumente,
in welchen diese Tinte eingesetzt wird. Der technische Hintergrund
davon basiert auf einem Phänomen,
dass bei graduellem Erhitzen einer wässrigen Lösung eines speziellen wasserlöslichen
Polymers seine Wasserlöslichkeit
verringert wird, und die Lösung
dadurch trübe
wird (eine Temperatur, bei welcher dieses Phänomen auftritt, wird „Trübungspunkt" genannt).
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Typische Beispiele des wasserlöslichen
Polymers schließen
Poly(N-isopropylacrylamid), Poly(vinylmethylether), Polyethylenoxid
und Hydroxypropylcellulose mit ein. Da diese Polymere einen negativen
Temperaturkoeffizienten bis zur Löslichkeit besitzen, liegen
sie bei einer Temperatur, die nicht niedriger als der Trübungspunkt
ist, in einem von der Lösung
getrennten und abgeschiedenen Zustand vor. In einem solchen abgeschiedenen
Zustand ist ein hydrophobes Mikrogel ausgebildet und die Viskosität der Lösung ist
herabgesetzt. Falls die Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium
in einem abgeschiedenen Zustand durchgeführt wird, ändert sich die Viskosität der Lösung zur
ursprünglichen
Viskosität,
d. h., steigt an, und zwar auf Grund des Temperaturabfalls auf dem
Aufzeichnungsmedium, und so kann die Eindringung der Tinte verhindert
werden.
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Als ein fünftes Beispiel zeigten M. Croucher
et al., dass es Probleme mit den herkömmlichen homogenen Tinten gibt,
und schlugen außerdem
als eine zukünftige
Tinte für
das Tintenstrahlen eine heterogene Tinte vor, in der vorteilhafter
Weise Latex eingesetzt wird [M. D. Croucher und M. L. Hair; „Design
Criteria and Future Directions in Inkjet Ink Technology", Ind. Eng. Chem.
Res., 28, 1712–1718
(1989)].
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Das US-Patent Nr. 4,246,154 offenbart
eine Tinte, in welcher Feinteilchen eines Vinylpolymers mit einem
Farbstoff gefärbt
sind und anionisch stabilisiert sind. Das US-Patent Nr. 4,680,332
offenbart ebenso eine heterogene Tinte, in welcher ein wasserunlösliches
Polymer, das einen öllöslichen
Farbstoff enthält
und mit einem nicht-ionischen Stabilisator kombiniert vorliegt,
in einem flüssigen
Medium dispergiert ist. Ferner wurden in dem US-Patent Nr. 5,100,471
eine wasserbasierte Tinte vorgeschlagen, die ein Lösungsmittel
und gefärbte Teilchen,
die aus einem Polymerkern und einer Siliziumoxidhülle, an
die ein Farbstoff durch eine kovalente Bindung gebunden ist, aufgebaut
sind. Das Patent beschreibt, dass diese Tinte die folgenden Merkmale
besitzt: sie erzeugt auf Papier eine leuchtendere Farbe, ist hinsichtlich
Temperaturänderungen
stabil und gewährleistet Bilder
mit einer hohen Wasserfestigkeit.
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Andererseits wurde als ein sechstes
Beispiel in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 3-240586
vorgeschlagen, als eine nicht-wässrige
Tinte eine Tinte einzusetzen, in welcher gefärbte Teilchen, die mit einem
Harz beschichtet sind, welches in einem Dispersionsmedium aufquillt,
in Kerosin oder dergleichen dispergiert vorliegen. In diesem Vorschlag
wurde ausgesagt, dass die Tinte insbesondere zur Verhinderung des
Verlaufens von Bildern und einer Verklumpung an der Öffnung zum
Ausstoßen
von Tintentropfen effektiv ist.
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Als ein siebtes Beispiel offenbart
die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 63-87279 als ein Mittel
zur Aufzeichnung hochqualitativer Bilder, welche unabhängig vom
Papier kein Verlaufen zeigen, ferner ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren,
in welchem auf ein Aufzeichnungsmedium aufgetragene Tinte bei einer
höheren
Temperatur (80 bis 140°C)
als Raumtemperatur in einer solchen Art und Weise erwärmt wird,
dass die Werte der physikalischen Eigenschaften der Tinte in Abhängigkeit
der Kombination des Aufzeichnungspapiers und der Tinte gewünschte Werte
annehmen.
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Jedoch ist mit den vorstehend beschriebenen
ersten und zweiten Beispielen des Stands der Technik ein Problem
mit der Fixierfähigkeit
der Tinte gegeben, und zwar dass aufgrund der Verhinderung des Eindringens
in Papier die Tinte nicht in das Papier eindringt, sondern auf dem
Papier lange Zeit verbleibt. Das Problem der Vermischung der Farben
(Ausbluten) zwischen Tinten unterschiedlicher Farben tritt ebenso
auf.
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Die Tinte des dritten Beispiels,
die auf dem Sol-Gel-Übergang
basiert, besitzt das Problem, dass das Langzeitverhalten beeinflusst
werden kann, und zwar auf Grund der Veränderung der Lagerungstemperatur der
resultierenden Drucke, und das so eine Verfärbung durch Farbmischung und
eine Übertragung
auf Grund des Gebrauchs der Bilder auftritt.
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Die Tinte, welche die reversibel
und thermisch gelierende Verbindung des vierten Beispiels enthält genügt nicht
einem Aufzeichnungsverfahren, in welchem ein Pixel mit einer hohen
Geschwindigkeit in mehreren zehn Millisekunden oder kürzer aufgezeichnet
wird, wie etwa in einer Tintenstrahlaufzeichnung, weil es einen wasserlöslichen
Celluloseether verwendet, und so ist sein Viskositätsanstieg
langsam. Wenn die Tinte für
die Tintenstrahlaufzeichnung eingesetzt wird, muss eine solche Verbindung
in einer niedrigen Konzentration eingesetzt werden, da die obere
Grenze der Viskosität
bei der Ausstoßung
der Tinte höchstens
20 mPa·s
ist. Es ist daher schwer, einen hinreichenden Verdickungseffekt
zu erzielen.
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Andererseits besitzt unter der Gruppe
aus dem fünften
Beispiel die Tinte, in welcher ein färbendes Material anionisch
stabilisiert worden ist, das Problem, dass ein pH-Bereich, in welchem
das färbende
Material stabil dispergiert vorliegt, eng ist und der Auswahlbereich
von Farbstoffen beschränkt
ist. Zusätzlich
besitzt sie Nachteile darin, dass deren gedruckte Punkte in der
Ausreitung auf Papier klein sind und die erforderliche optische
Dichte (OD) daher schwer zu erzielen ist. Hinsichtlich der Reduzierung
der Fixierzeit, welche für
eine Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung erforderlich ist, hat die
Tinte einen geringen Effekt, da die Fixierung nur von der Verdampfung
und der Eindringung abhängt,
und zwar ähnlich
zu den herkömmlichen
Bilderzeugungseinrichtungen bzw. -mitteln.
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Gemäß einer anderen dispergierten
Tinte, die ein Polymer umfasst, das einen öllöslichen Farbstoff enthält und mit
einem nicht-ionischen Stabilisator kombiniert ist, kann der Auswahlbereich
an Farbstoffen aufgeweitet werden. Wie die vorstehende Tinte besitzt
diese Tinte jedoch einen geringen Effekt auf die Verkürzung der
Fixierzeit, da die Fixierung auf einem Mechanismus beruht, der von
der Verdampfung und der Eindringung abhängt. Zusätzlich ist die Tinte selbst
hinsichtlich der Farbmischung (Ausbluten) zwischen den Tinten unterschiedlicher
Farben nachteilhaft, da es eine lange Zeit zur Fixierung zwischen
benachbarten Punkten bedarf.
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Eine dispergierte Tinte von einer
Struktur aus einem Polymerkern und einer Siliziumoxidhülle ist
hinsichtlich der Dispersionsstabilität eines Pigments ausgezeichnet,
gewährleistet
aber keine hinreichende OD, da die Tinte kein besonderes Mittel
zur Aggregation eines färbenden
Materials auf der Oberfläche
des Papiers besitzt. Zusätzlich
hat die Tinte einen geringen Effekt bei der Reduzierung der Fixierzeit,
da die Fixierung von der Verdampfung und Eindringung abhängt. Deshalb
besitzt die Tinte das Problem, dass ein Ausbluten auftritt.
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Als ein den vorstehend drei Beispielen
gemeinsames Problem kann das Problem erwähnt werden, dass die Abreibbeständigkeit
der aufgezeichneten Bilder schlecht ist, da die Haftung des färbenden
Materials auf der Oberfläche
des Papiers in solchen Tinten nicht berücksichtigt worden ist.
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Das sechste Beispiel gemäß dem Stand
der Technik hat Probleme mit dem Geruch, der Sicherheit und dergleichen,
da es Kerosin als ein Dispersionsmedium verwendet.
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In dem siebten Beispiel wird eine
Aufzeichnung durch Erwärmen
der Oberfläche
des Papiers auf wenigstens 80°C
bewirkt und es wird die Änderung
der physikalischen Eigenschaften der auf das Papier aufgetragenen
Tinte durch Erwärmung
genützt.
Da die Temperatur der Tinte durch ein sekundäres Erwärmen durch das Papier gesteigert
wird, besitzt das Verfahren das Problem, dass die für einen
Temperaturanstieg erforderliche Wärmemenge eine cal/g·°C oder höher ist,
und so das Verfahren nicht effizient ist. Zusätzlich hat das Verfahren den
Nachteil, dass, wenn die Temperatur auf 100°C oder höher gesteigert werden muss,
ein Durchgang zum Austritt von erzeugtem Dampf vorgesehen werden
muss, und so das eingesetzte Gerät
groß wird.
Ferner ist das Verfahren mit dem Problem verbunden, dass die Ausstoßfähigkeit
eines Aufzeichnungskopfes auf Grund der Verdampfung von Wasser in
der Tinte innerhalb einer Düse
des Aufzeichnungskopfes, auf Grund der von dem erwärmten Papier
ausgestrahlten Wärme
verschlechtert ist, und als dessen Folge die Viskosität ansteigt.
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Zum Ausstoß von Tintentropfen müssen wasserbasierte
Tinten und insbesondere Tintenstrahltinten die folgenden physikalischen
Eigenschaften haben: die Oberflächenspannung
sollte nicht größer als
20 dyn/cm (bezogen auf die Rückfüllgeschwindigkeit)
sein, die Viskosität
sollte innerhalb eines Bereichs von 1 bis 20 mPa·s liegen, der pH-Wert sollte
bei annähernd
3 bis 10 liegen und die Fixierzeit sollte kürzer als 20 Sekunden sein (sie
sollte noch besser die kürzest
mögliche
Zeit sein).
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Hier wird eine Übertragung von Tinte auf das
Papier betrachtet. Bezüglich
des Übertragungsphänomens einer
Flüssigkeit
auf Papier ist allgemein die Lucas-Washburn-Gleichung bekannt. Unter der Vorraussetzung,
dass die Menge der übertragenen
Flüssigkeit,
des Rauheitsindex des Papiers, eines Absorptionskoeffizienten, der Übertragungszeit
und des Zeitpunkts der Benetzung V, Vr, Ka, T bzw. Tw sind, ist
für den
Fall, dass die Flüssigkeit
Wasser ist, die Menge V der übertragenen
Flüssigkeit
durch die folgende Gleichung gegeben:
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In der Gleichung (1) bezieht sich
Ka auf die physikalischen Eigenschaften von sowohl dem Papier als auch
der Tinte und ist durch die folgende Gleichung gegeben:
wobei r ein Kapillarradius
der Papierfaser ist, γ eine
Oberflächenspannung
der Flüssigkeit
ist, θ ein
Kontaktwinkel ist und η die
Viskosität
der Flüssigkeit
ist.
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Aus der Gleichung (1) ist ersichtlich,
dass es zum Verbleib eines färbenden
Materials auf der Oberfläche
des Papiers erforderlich ist, die Eindringung der Tinte möglichst
lange zu verzögern,
nämlich
den Ka-Wert möglichst
klein zu machen (die Zeit der Verdampfung kann durch Verkleinerung
des Ka ausgeweitet werden). Aus der Gleichung (2) ist ersichtlich,
dass es nur notwendig ist, die Oberflächenspannung γ, die Viskosität η und den
Kontaktwinkel θ klein,
hoch bzw, groß zu
machen, wenn es die physikalischen Eigenschaften einer Tinte erfordern.
Jedoch sind die physikalischen Eigenschaften der Tintenstrahltinte
wie vorstehend beschrieben verschiedentlich beschränkt. Es
ist somit schwer Ka zu steuern.
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Falls andererseits ein nicht wässriges
Lösungsmittel,
zum Beispiel Ethanol, als die Flüssigkeit
eingesetzt wird, kann der Startzeitpunkt der Benetzung Tw in der
Gleichung (1) vernachlässigt
werden. Deshalb kann eine Fixierung beschleunigt werden. Jedoch
wird der Ka-Wert größer und
somit steigt der Eindringungseffekt, was zu einem Bild führt, auf
welchem „ein
Verlaufen" („feathering") in großem Maße auftritt.
Zusätzlich wird
der Term cos θ in
der Gleichung (2) durch die Kombination der Tinte und des Papiers
bestimmt. Deshalb hängt
die Frage, ob die Qualität
des Bildes gut oder schlecht ist von der Sorte des eingesetzten
Papiers ab. Eine solche Tinte kann nämlich nicht unabhängig vom
Papier sein.
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Es wird angenommen, dass die vorstehend
erwähnten
Probleme selbst bei den herkömmlichen
dispergierten Tinten aus färbendem
Material auftreten, solange ihre Bilderzeugung von der Eindringung
und Verdampfung abhängen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Tintenstrahltinte bereit zu stellen, welche die
mit dem Stand der Technik verbundenen Probleme lösen kann, und insbesondere
das Auftreten von Verlaufen und Ausbluten verhindern kann und Bilder
mit einer hohen Farbintensität
erzeugen kann, sowie ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren und
die Verwendung einer solchen Tinte zur Verfügung zu stellen.
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Die vorstehende Aufgabe kann durch
die nachstehend beschriebene Erfindung erzielt werden.
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Erfindungsgemäß wird eine wasserbasierte
Tinte für
das Tintenstrahlen bereitgestellt, die eine flüssige Zusammensetzung umfasst,
welche ein färbendes
Material und ein flüssiges
Medium enthält,
wobei die Tinte ein Polymer, das eine wärmereversible Verdickungseigenschaft
zeigt, und eine Verbindung mit einer Licht-Wärme-Umwandlungsfunktion umfasst.
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Erfindungsgemäß wird ebenso eine wasserbasierte
Tinte für
das Tintenstrahlen bereitgestellt, die eine flüssige Zusammensetzung umfasst,
welche ein färbendes
Material und ein flüssiges
Medium enthält,
wobei die Tinte ein Polymer, welches eine wärmereversible Verdickungseigenschaft
zeigt und eine Gruppe besitzt, die eine Licht-Wärme-Umwandlung eingeht, umfasst.
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Erfindungsgemäß wird ferner ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren
bereitgestellt, welches das Ausstoßen von Tröpfchen einer Tinte, die ein
färbendes
Material und ein flüssiges
Medium umfasst, aus einer Öffnung
eines Aufzeichnungskopfes in Übereinstimmung
mit Aufzeichnungssignalen ausstößt, um die
Tröpfchen auf
einem Aufzeichnungsmedium aufzubringen und um dadurch eine Aufzeichnung
durchzuführen,
wobei die Tinte irgendeine der vorstehend beschriebenen Tinten ist.
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Erfindungsgemäß wird ferner noch ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren
bereitgestellt, welches das Ausstoßen von Tröpfchen einer Tinte, die ein
färbendes
Material und ein flüssiges
Medium umfasst, aus einer Öffnung
eines Aufzeichnungskopfes in Übereinstimmung
mit Aufzeichnungssignalen umfasst, um eine Aufzeichnung auf einem
Aufzeichnungsmedium durchzuführen,
wobei die Tinte irgendeine der vorstehend beschriebenen Tinten ist
und der Aufzeichnungskopf bei einer Temperatur von nicht höher als
einer Umwandlungstemperatur der Tinte während der Aufzeichnung gehalten
wird.
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Erfindungsgemäß wird weiterhin noch eine
Aufzeichnungseinheit bereitgestellt, die einen Tintenbehälterbereich,
der die Tinte darin enthält,
und einen Aufzeichnungskopf, aus dem die Tinte in der Form von Tintentröpfchen ausgestoßen wird,
umfasst, wobei die Tinte irgendeine der vorstehend beschriebenen
Tinten ist.
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Erfindungsgemäß wird ferner noch ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitgestellt,
welches eine Aufzeichnungseinheit umfasst, die mit einem Tintenbehälterbereich,
der die Tinte darin enthält,
und einem Aufzeichnungskopf, aus dem die Tinte in der Form von Tintentröpfchen ausgestoßen wird,
ausgestattet ist, wobei die Aufzeichnungseinheit die vorstehend
beschriebene Aufzeichnungseinheit ist.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die 1A und 1B veranschaulichen typischerweise
den Änderungszustand
einer erfindungsgemäßen Tinte,
welche ein Polymer mit einer wärmereversiblen
Verdickungseigenschaft enthält,
das eine Gruppe besitzt, die durch Belichtung mit Licht eine Licht-Wärme-Umwandlung
eingeht.
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1B veranschaulicht
typischerweise einen Zustand, in welchem ein Färbemittel im Inneren der Polymerkette
eingebaut vorliegt.
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2 ist
eine Querschnittsansicht in Längsrichtung
eines Kopfes eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes, an welches ein Bestrahlungsmechanismus
hinzugefügt
worden ist.
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3 ist
eine querverlaufende Querschnittsansicht des Kopfes des in 2 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht, die das Aussehen eines beispielhaften
Kopfes eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes veranschaulicht, welcher
mit mehreren Düsen
ausgestattet ist.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein beispielhaftes Tintenstrahlaufzeichnungsgerät veranschaulicht.
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6 ist
eine Querschnittsansicht in Längsrichtung,
die eine beispielhafte Tintenkartusche veranschaulicht.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht einer Aufzeichnungseinheit, in welcher
ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf und eine Tintenkartusche einstückig kombiniert
sind.
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8 ist
eine Querschnittsansicht in Längsrichtung
eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, in dem ein piezoelektrisches
Element eingesetzt wird.
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9 veranschaulicht
ein Muster zur Auswertung von Ausbluten.
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10 ist
eine perspektivische Ansicht, welche ein beispielhaftes Tintenstrahlaufzeichnungsgerät veranschaulicht,
das mit einem Bestrahlungsmechanismus ausgestattet ist.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Die Erfinder der vorliegenden Erfindung
vermuteten, dass die vorstehend beschriebenen Beschränkungen
in dem Stand der Technik der Tatsache zugeschrieben werden können, dass
eine Tinte immer eine homogene Flüssigkeit ist, die aus einem
färbenden
Material und einem Lösungsmittel
besteht, und zwar unabhängig
von der Temperatur, und so entwickelten sie eine Tinte, die gemäß dem vorstehenden
Aufbau zusammengesetzt ist und in welcher die Tinte eine Änderung
des Zustands eingeht, welche durch die Temperatur bestimmt wird,
so dass die Viskosität
der Tinte bei einer bestimmten Temperatur oder höher auf einem Aufzeichnungsmedium
ansteigt.
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Genauer gesagt bedeutet eine solche
Zustandsänderung
eine Ausbildung eines Zustands, in dem ein Polymer, welches bei
Raumtemperatur in einer Tinte gelöst und dissoziiert vorliegt
und eine geringe Viskosität aufweist,
beim Erhitzen auf eine bestimmte Temperatur (hierin nachstehend
als Übergangstemperatur
bezeichnet) oder einer höheren
Temperatur eine Assoziation zwischen seinen Molekülen eingeht,
so dass einen konzentrierte hochviskose Flüssigkeit ausgebildet wird,
und ein färbendes
Material sich mit dem Polymer verbindet bzw. kombiniert. Falls die
Tinte in einem solchen Zustand auf ein Aufzeichnungsmedium zur Durchführung der
Aufzeichnung aufgetragen wird, verbleibt eine konzentrierte färbende Materialphase
auf der Oberfläche
des Aufzeichnungsmediums, während
eine verdünnte
Lösungsmittelphase
in das Aufzeichnungsmedium eindringt. Eine solche Änderung
des Zustands wird durch Erwärmen
der Tinte von Außen
her verursacht. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben weitere
intensive Untersuchungen hinsichtlich dem Auffinden eines Verfahrens
zur Minimierung der zum Erwärmen
der Tinte erforderlichen Energie untersucht, und entwickelten folglich
einen Mechanismus, in dem nur das Polymer eine Zustandsänderung
in Abhängigkeit
der Temperatur eingeht, und brachten es zur praktischen Anwendung,
wodurch die vorliegende Erfindung vervollständigt wurde.
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Dem Mechanismus, in dem nur das Polymer
eine Zustandsänderung
in Abhängigkeit
der Temperatur eingeht, wird hierin nachstehend detaillierter beschrieben.
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Falls ein wärmereversibles Verdickungspolymer
und eine Verbindung, die Licht absorbieren und dieses in Wärme umwandeln
kann, in einer Tinte zusammen vorliegen, oder falls eine Gruppe,
die Licht absorbieren und es in Wärme umwandeln kann, in einem
Teil des wärmereversiblen
Verdickungspolymers eingeführt wird,
wird bei Belichtung der Tinte mit Licht in der Lichtumwandlungsgruppe
durch Bestrahlung mit Licht wie etwa sichtbaren Strahlen erzeugte
Energie absorbiert, so dass Wärme
in engster Nähe
zum Polymer erzeugt wird, wodurch die Assoziation zwischen seinen
Molekülen
induziert wird, um den vorstehenden Effekt zu bewirken. Als das
hierin eingesetzte Polymer sind solche bevorzugt, die ein Farbstoffmolekül koordinieren
können.
Wenn ein solches Polymer aktiven Sauerstoff in seinem Molekül besitzt,
kann ein besserer Effekt erzielt werden. Es ist ebenso ein lichtempfindlicher
wärmender
Gegenstand als die Licht-Wärme-Umwandlungsgruppe
zweckmäßig, wobei
ein färbender
Gegenstand mit einem Porphyrin-Ring bevorzugt ist.
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1A gibt
eine Vorstellung von einem Polymer mit der vorstehend beschriebenen
Funktion, welches in der erfindungsgemäßen Tinte enthalten ist. In
der Zeichnung ist das Bezugszeichen a eine Polymerkette, die eine
wärmereversible
Verdickungseigenschaft zeigt, und Bezugszeichen b ist ein lichtempfindliches
Färbemittel,
das an ein Ende der Polymerkette a gebunden ist. Bei Bestrahlung
mit sichtbaren Strahlen mit einer Wellenlänge von 500 nm absorbiert das
lichtempfindliche Färbemittel
nun Lichtenergie hν und
gibt Wärme Δ an die Polymerkette
ab. Als Folge davon beginnt sich die Polymerkette aufgrund der Wärme Δ zu verdicken
und geht eine Assoziation ein, während
das färbende
Material c in seinem Inneren eingebaut wird, um eine konzentrierte
hochviskose Flüssigkeit
(1B) zu erzeugen, und
um dadurch den vorstehend beschriebenen Effekt zu erhalten.
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Die vorliegende Erfindung wird hierin
nachstehend detaillierter unter Bezugnahme auf Ausführungsformen
beschrieben.
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Das wärmereversible Verdickungspolymer,
welches in der erfindungsgemäßen Tinte
eingesetzt wird und welches bei einer bestimmten Übergangstemperatur
sich auflöst
und dissoziiert oder assoziiert und verdickt, wird als erstes beschrieben.
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Das wärmereversible Verdickungspolymer
steht für
ein Polymer, dessen wässrige
Lösung
oder wässrige
Suspension sich bei einer bestimmten Temperatur (Übergangstemperatur)
oder einer höheren
Temperatur verdickt, wobei die Beziehung zwischen der Temperatur
und dessen Viskosität
reversible ist.
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Spezielle bevorzugte Beispiele des
vorstehend beschriebenen Polymers, das bei der Ausführung der vorliegenden
Erfindung zweckmäßig ist,
schließen
wasserlösliche
Vinylpolymere (A), die wenigstens 50 Gew.-% eines Vinylcarbonsäureesters
(a) eines Alkylenoxidaddukts einer aktiven Wasserstoffverbindung
mit einem stickstoffhaltigen Ring als eine Baueinheit umfasst. Genauer
gesagt schließen
die Polymere (A) Verbindungen mit ein, in welchem der Ester (a)
ein (Meth)acrylsäureaster
eines Addukts eines (substituierten) Morpholins mit 1 bis 20 Mol
eines Ethylenoxids und/oder Propylenoxids ist.
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Beispiele der aktiven Wasserstoffverbindung
mit einem stickstoffhaltigen Ring schließen Verbindungen mit einem
stickstoffhaltigen Ring und wenigstens einem aktiven Wasserstoff,
an welches ein Alkylenoxid addiert ist, mit ein. Genauer gesagt
schließen
die stickstoffhaltigen alicyclischen Verbindungen, zum Beispiel, Verbindungen
mit einem Aziridinering (Azirdin, 2-Methylazirdin, usw.), Verbindungen
mit einem Pyrrolidinring (Pyrrolidin, 2-Methylpyrrolidin, 2-Pyrrolidon, Succinimid,
usw.), Verbindungen mit einem Piperdinring (Piperidin, 2-Methylpiperidin,
3,5-Dimethylpiperidin,
2-Ethylpiperidin, 4-Piperidinopiperidin, 4-Pyrrolidino-Piperidin, Ethylpipecolinat,
usw.), Verbindungen mit einem Piperazinring (1-Methylpiperazin,
1-Methyl-3-ethylpiperazin, usw.),
Verbindungen mit einem Morpholinring (Morpholin, 2-Methylmorpholin,
3,5-Dimethylmorpholin, usw.), ε-Caprolactam, stickstoffhaltige
ungesättigte
zyklische Verbindungen (3-Pyrrolin, 2,5-Dimethyl-3-pyrrolin, 2-Hydroxypyridin, 4-Pyridylcarbinol,
2-Hydroxypyrimidin, usw.) und dergleichen ein.
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Von diesen sind die stickstoffhaltigen
alicyclischen Verbindungen bevorzugt, die Verbindungen mit einem
Piperidinring sind weiter bevorzugt und die Verbindungen mit einem
Morpholinring sind am Meisten bevorzugt.
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Erfindungsgemäß sind Ethylenoxid, Propylenoxid
und Butylenoxid als die Alkylenoxide bevorzugt.
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Eine Übergangstemperatur des wärmereversiblen
Verdickungspolymers kann erfindungsgemäß einfach durch Einstellen
der Art dieser Alkylenoxide und der Anzahl der Mole des hinzugegebenen
Alkylenoxids gesteuert werden. Zum Beispiel wird im Falle von Ethylenoxid
die Übergangstemperatur
höher,
wenn die Anzahl der hinzugegebenen Mole ansteigt. Im Falle von Propylenoxid
oder Butylenoxid wird die Übergangstemperatur
mit steigender Anzahl an hinzugegebenen Molen Alkylenoxid niedriger.
Die Anzahl der Mole des hinzugegebenen Alkylenoxids ist bevorzugt
in der Größenordnung
von 1 bis 20 Mol und weiter bevorzugt von 1 bis 5 Mol.
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Der Vinylcarbonsäureester (a) eines Alkylenoxidaddukts
der aktiven Wasserstoffverbindung mit einem stickstoffhaltigen Ring
ist ein Ester des vorstehend beschriebenen Alkylenoxidaddukts mit
einer Vinylcarbonsäure.
Als die Vinylcarbonsäure
sind Methacrylsäure,
Acrylsäure,
Maleinsäure,
Vinylbenzoesäure
und deren Derivate bevorzugt, wobei (Meth)acrylsäure und deren Derivate besonders
bevorzugt sind.
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Das wasserlösliche Vinylpolymer (A) gemäß der vorliegenden
Erfindung kann entweder ein Polymer, das aus wenigstens einem der
vorstehend beschriebenen Ester (a) aufgebaut ist, oder ein Copolymer
sein, das aus wenigstens einem dieser Ester (a) und einem weiteren
Vinylmonomer (b) aufgebaut ist, sofern das Polymer als eine Baueinheit
wenigstens einen Ester (a) in einer Menge von wenigstens 50 Gew.-%
umfasst.
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Bevorzugte Beispiele von weiteren
Vinylmonomeren (b), die in diesem Falle eingesetzt werden, schließen die
Folgenden mit ein:
Hydroxyethyl-(meth)acrylat, Polyethylenglykolmono(meth)acrylat,
(Meth)acrylamid, N-Hydroxymethyl(meth)acrylamid,
N-Vinyl-2-pyrrolidon, (Meth)acrylsäure, Maleinsäure(anhydrid),
Styrolsulfonsäure, N,N-Dimethylaminoethyl(meth)acrylat,
N,N-Diethylaminopropyl(meth)acrylat,
Methyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, Glycidyl(meth)acrylat,
N-Butyl(meth)acrylamid,
N-Cyclohexyl(meth)acrylamid, (Meth)acrylonitril, Styrol, Vinylacetat,
Vinylchlorid, Butadien und Isopren.
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Der Temperaturbereich der Verdickung
variiert gemäß dem durch
den Ester (a) beanspruchten Bereich unter den Monomeren, die das
wasserlösliche
Vinylpolymer (A) aufbauen. Um den Temperaturbereich so weit wie
möglich
zu verengen ist der Ester (a) bevorzugt als eine Baueinheit mit
einem Anteil von wenigstens 50 Gew.-% und weiter bevorzugt von wenigstens
70 Gew.-% enthalten.
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Andere Beispiele des wärmereversiblen
Verdickungspolymers, das in der Anwendung der vorliegenden Erfindung
zweckmäßig ist,
schließen
Polymere mit ein, die durch Copolymerisation einer Monomerzusammensetzung,
die insgesamt wenigstens 50 Gew.-% wenigstens einer Verbindung aus
den Vinylcarbonsäureestern
(a) des Alkylenoxidaddukts der aktiven Wasserstoffverbindung mit
einem stickstoffhaltigen Ring und wenigstens eines der durch die
folgende allgemeine Formel dargestellten Monomere umfasst, erhältlich sind:
worin
R
1 gleich H oder CH
3 ist,
R
2 gleich H, eine Alkylgruppe mit 1 bis
30 Kohlenstoffatomen, eine (Alkyl)phenylgruppe oder eine (alkylsubstituierte)
Aminoalkylgruppe ist, n gleich eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist,
m gleich eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist, 1 gleich eine ganze Zahl
von 2 bis 4 ist, x gleich eine ganze Zahl von 2 bis 50 ist, y gleich
eine ganze Zahl von 0 bis 50 ist und z gleich eine ganze Zahl von
0 bis 50 ist, und zwar unter der Vorraussetzung, dass n, m und 1
nicht die gleichen ganzen Zahlen sind, und n und m oder m und 1
nicht die gleichen ganzen Zahlen sind.
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Beispiele des Monomers (I) schließen solche
mit ein, die eine Struktur aufweisen, in dem ein Alkylenoxid an
ein Vinylmonomer addiert ist. Spezielle Beispiele davon schließen die
Folgenden mit ein: ω-Methoxypolyethylenglykol-monomethacrylat, ω-Methoxypolyethylenglykol-monomethacrylat, ω-Ethoxypolyethylenglykol-monoacrylat, ω-Ethoxypolyehylenglykolmonomethacrylat, ω-n-Propylpolyethylenglykol-monoacrylat, ω-n-Propylpolyethylenglykol-monomethacrylat, ω-Isopropylpolyethylenglykol-monoacrylat, ω-Isopropylpolyethylenglykol-monomethacrylat, ω-n-Butylpolyethylenglykol-monoacrylat, ω-n-Butylpolyethylenglykol-monomethacrylat, ω-Isobutylpolyethylenglykol-monoacrylat, ω- Isobutylpolyethylenglykol-monomethacrylat, ω-tert-Butypolyethlenglykol-monoacrylat, ω-tert-Butylpolyethylenglykol-monomethacrylat, ω-Phenoxypolyethylenglykol-monoacrylat, ω-Phenoxypolyethylenglykol-monomethacrylat,
(Poly)propylenglykol-polyethylenglykol-monoacrylat, (Poly)propylenglykol-polyethylenglykol-monomethacrylat, ω-Methoxy(poly)propylenglykol-polyethylenglykol-monoacrylat, ω-Methoxy(poly)propylenglykol-polyethylenglykol-monomethacrylat,
(Poly)butylenglykol-polyethylenglykol-monoacrylat, (Poly)butylenglykol-polyethylenglykol-monomethacrylat, ω-Methoxy(poly)butylenglykol-polyethylenglykol-monoacrylat, ω-Methoxy(poly)butylenglykol-polyethylenglykol-monomethacrylat, ω-Methoxy(poly)ethylenglykol-(poly)propylenglykolpolyethylenglykol-monoacrylat, ω-Methoxy(poly)ehtylenglykol(poly)propylenglykol-polyethylenglykol-monomethacrylat, ω-Hexyloxy-polyethylenglykol-mono(meth)acrylat,
Octadecyloxypolyethylenglykol-mono(meth)acrylat, ω-Octylphenyl(poly)ethylenglykol-polypropylenglykolmono(meth)acrylat,
Nonylphenyloxy(poly)ethylenglykol-(poly)propylenglykol-polyethylenglykol-mono(meth)acrylat,
Polypropylenglykol-mono(meth)acrylat, ω-Methoxypolybutylenglykol-mono(meth)acrylat, ω-Methoxypolytetramethylenglykol-mono(meth)acrylat
und ω-Dimethylaminoethylpolyethylenglykol-mono(meth)acrylat.
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Das vorstehende Polymer, das in der
Anwendung der vorliegenden Erfindung zweckmäßig ist, ist in der Tinte bevorzugt
in einer Menge von 0,005 bis 20 Gew.-% enthalten.
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Als Beispiele für ein Verfahren zur Synthetisierung
des vorstehenden Monomers können
die Folgenden erwähnt
werden: (1) ein Verfahren, in welchem Alkylenoxide (Ethylenoxid,
Propylenoxid und Butylenoxid) schrittweise zu Methacrylsäure oder
Acrylsäure
in Gegenwart eines Alkalimetallkatalysators (Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid
oder dergleichen) bei 50 bis 200°C
unter 1 bis 10 atm zugegeben werden, und (2) ein Verfahren, in welchem
Alkylenoxide (Ethylenoxid, Propylenoxid und Butylenoxid) schrittweise
zu einem Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder zu Phenol in
Gegenwart eines Alkalimetallkatalysators bei 50 bis 200°C unter 1 bis
10 atm zugegeben werden und das resultierende Polyethermonool mit
Methacrylsäure
oder Acrylsäure
in Gegenwart eines Säurekatalysators
(Schwefelsäure,
p-Toluolsulfonsäure
oder dergleichen) bei 50 bis 200°C unter
1 bis 10 atm verestert wird oder mit einem Veresterungsmittel (Dicyclohexylcarbodiimid
oder dergleichen) bei –10
bis 50°C
unter gewöhnlichem
Druck zur Reaktion gebracht wird.
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In der vorliegenden Erfindung können wasserlösliche Polymere
mit einem Trübungspunkt
eingesetzt werden, obgleich ihr Effekt ähnlich zu dem des vorstehend
beschriebenen Polymere ist. Der Ausdruck „wasserlösliches Polymer mit einem Trübungspunkt" steht für ein Polymer,
das ein Phänomen
aufweist, dass beim graduellen Erwärmen von seiner wässrigen
Lösung
seine Wasserlöslichkeit
verringert wird, und so die Lösung trübe wird
(eine Temperatur, bei welcher ein solches Phänomen auftritt, wird „Trübungspunkt" genannt). Typische
Beispiele dafür
schließen
N-alkyl-substituierte Vinylpolymere mit ein [Referenzliteratur:
Hiroshi Ito, Atsuhiko Nitta; „Netso-kokasei
Jushi (Thermosetting Resins)",
Vol. 7, No.2, 14 (1986)]. In der vorliegenden Erfindung ist ein
Temperatur, bei welcher eine wässrige
Lösung
eines Polymers eine Zustandsumwandlung eingeht, als „Übergangstemperatur" definiert. Es ist
keine wesentliche Bedingung für
diese Übergangstemperatur, dass
die wässrige
Lösung
trübe wird.
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Spezielle Beispiele der wasserlöslichen
Polymere mit einem Trübungspunkt
schließen
die folgenden Polymere mit ein: N-Ethylacrylamid, N-Cyclopropyl(meth)acrylamid,
N-n-Propyl(meth)acrylamid,
N-Tetrahydrofurylacrylamid, Nacryloylpyrrolidin, N-Acryloypiperidin,
N-2-Ethoxyethyl(meth)acrylamid, N-3-Methoxypropyl(meth)acrylamid,
N-3-Ethoxypropyl(meth)acrylamid,
N-3-Isopropoxypropyl (meth)acrylamid, N-3-(2-Methoxyethoxy)propyl(meth)acrylamid,
N-1-Methyl-2-methoxyethyl(meth)acrylamid, N-1-Methoxymethylpropyl(meth)acrylamid,
N-Methyl-N-ethylacrylamid, N-Methyl-N-Isopropylacrylamid, N-Methyl-N-n-propylacrylamid,
N,N-Diethylacrylamid, N-(2,2-Dimethoxyethyl)-N-methylacrylamid,
N-(1,3-Dioxolan-2-yl-methyl)-N-methylacrylamid, N-8-Acryloyl-1,4-dioxa-8-azaspiro[4,5]decan,
N-2-Methoxyethyl-N-ethylacrylamid,
N-2-Methoxyethyl-N-n-propylacrylamid, N-2-Methoxyethyl-N-isopropylacrylamid, N,N-bis(2-Methoxyethyl)acrylamid,
Methylvinylether, 2-(2-Methoxyethoxy)ethylvinylether,
2-Methyl-5-vinyl-pyridin, N-Vinylpyrrolidon,
Ethylenoxid und dergleichen.
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Da die Übergangstemperatur des Polymers
mit einer wärmereversiblen
Verdickungseigenschaft gemäß der Art
und der Menge der Additivkomponenten wie etwa Salzen oder Oberflächenaktiven
Mitteln und Lösungsmitteln
in der Tinte variiert, ist es notwendig, eine Übergangstemperatur in einer
aufzutragenden Tintenzusammensetzung anzunehmen.
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Verbindungen mit einer Licht-Wärme-Umwandlungsfunktion
(hierin nachstehend als „Licht-Wärme-Umwandlungsverbindung" bezeichnet), die
erfindungsgemäß eingesetzt
werden, werden nun beschrieben.
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Die Licht-Wärme-Umwandlungsverbindungen
sind eine Serie von Verbindungen, welche die Umwandlung von absorbierter
Lichtenergie in Wärme
umwandeln können
und die Wärme
an ein Substrat oder dergleichen übertragen können. Im Allgemeinen schließen sie
die Folgenden mit ein: lichtempfindliche Färbemittel vom Indigotyp, lichtempfindliche
Färbemittel
vom Porphyrintyp, lichtempfindliche Färbemittel vom Xanthentyp, lichtempfindliche
Färbemittel
vom Thiazintyp, lichtempfindliche Färbemittel vom Chlorophylltyp
und lichtempfindliche Färbemittel
vom Chinontyp. Von diesen weisen Färbemittel des Porphryintyps
und des Chlorophylltyps jeweils eine Absorption bei einer Wellenlänge innerhalb
des sichtbaren Bereichs auf und können daher eine Licht-Wärme-Umwandlung
mittels einer Primärlichtquelle
wie etwa einem Argonlaser (Wellenlänge: 488 nm), einer Halogenlampe,
einer Fluorenszentslampe oder einer Xenonlampe eingehen.
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Die Struktur des lichtempfindlichen
Färbemittels
mit einem Porphyrinring und einem Natriumkupferchlorophyllin sind
nachstehend angegeben.
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(Natriumsalz
des Kupferchlorophyllin a R: CH
3)
(Natriumsalz
des Kupferchlorophyllin b R: CHO)
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Wenn das wärmereversible Verdickungspolymer
und die Licht-Wärme-Umwandlungsverbindung,
wie sie vorstehend beschrieben wurden, separat in Wasser gelöst werden,
werden beide wässrige
Lösungen
im Voraus vermischt und die gemischte wässrige Lösung wird belichtet, wobei
das Polymer die wärmereversible Verdickungseigenschaft
zeigt, und zwar auf Grund der durch die Licht-Wärme-Umwandlungsverbindung erzeugten
Wärme.
Es ist weiter bevorzugt, das Polymer mit dem lichtempfindlichen
Färbemittel
zu kombinieren, da die durch die Licht-Wärme-Umwandlung erzeugte Wärme an die
in einem extrem kurzen Abstand davon gelegene Polymerkette effizient übertragen
wird, so dass die Bestrahlungslichtenergie geringer sein kann. Und dadurch
wird ein weiterer Vorteil erhalten.
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Die für die Umwandlung des Polymerzustands
erforderliche Wärmemenge
wird in einem Bereich von ungefähr
0,1 cal/g für
eine 1% wässrige
Lösung
des Polymers angenommen [Bezugsliteratur: M. Henskins, J. E. Guillet;
J. Macromol. Sci. Chem., A2, 144 (1968)]. Andererseits ist bezüglich der
Umwandlung des Zustands durch Wärme
von außen
her eine Wärmemenge
von ungefähr
30 cal/g für
die Erwärmung
des Aufzeichnungsmediums, z.B. von Raumtemperatur bis 60°C, erforderlich.
Deshalb wird das Licht-Wärme-Umwandlungsverfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung als sehr energieeffizient angesehen.
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Jetzt werden dann die färbenden
Materialien, die in den erfindungsgemäßen Tinten eingesetzt werden,
beschrieben. Beispiele der in der vorliegenden Erfindung verwendbaren
färbenden
Materialien schließen Farbstoffe,
Carbon Black bzw. Ruß oder
organische Pigmente, feine färbende
Materialteilchen, in welchen ein Farbstoff an die Oberfläche von
Feinteilchen gebunden ist, um den Farbstoff in Wasser unlöslich zu
machen, und feine färbende
Materialienteilchen, in welchen ein Farbstoff an die organischen
Feinteilchen aus einer Kern/Hülle-Struktur
mit einer Reaktivgruppe auf der Oberfläche der Hülle chemisch gebunden ist,
mit ein.
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Vor allem kann der für das färbende Material
in der vorliegenden Erfindung einsetzbare Farbstoff jeder Farbstoff
sein, sofern er eine Wechselwirkung mit dem Polymer mit der wärmereversiblen
Verdickungseigenschaft, das in der vorliegenden Erfindung eingesetzt
wird, eingeht, um die Assoziation der Polymerketten zu beschleunigen.
Beispiele davon schließen
Direktfarbstoffe, Säurefarbstoffe,
Nahrungsmittelfarbstoffe, Basenfarbstoffe und Reaktivfarbstoffe
mit ein. Die meisten von diesen haben ein hydrophobes Farbstoffgerüst, wenige
löslichkeitsmachende Gruppen
wie etwa Sulfonate (-SO3M), Carboxylate
(-COOM) und/oder Ammoniumsalze (NH4X), und
wenige wasserstoffbindende Hydroxylgruppen (-OH), Aminogruppen (-NH2) und/oder Iminogruppen (-NH-) und können Komplexe
mit dem Polymer mit der wärmereversiblen
Verdickungseigenschaft, das erfindungsgemäß eingesetzt wird, ausbilden.
Dispergierfarbstoffe selbst sind wasserunlöslich. Da sie jedoch in Kombination
mit einem polycyclischen anionischen Aktivator wie etwa Naphathalensulfonat
eingesetzt werden, ist die scheinbare Ionizität der dispergierten Farbstoffe
anionisch, wie Direktfarbstoffe, und solche Farbstoffe können daher
wie die anderen Farbstoffe eingesetzt werden.
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Spezielle Beispiele der vorstehenden
Farbstoffe schließen
die folgenden mit ein: Schwarze Farbstoffe wie etwa C. I. Direct
Black 17, C.I. Direct Black 19, C.I. Direct Black 62, C.I. Direct
Black 154, C.I. Food Black 2, C.I. Reactive Black 5, C.I. Acid Black
52 und I.C.I. Projet Fast Black 2; gelbe Farbstoffe wie etwa C.I.
Direct Yellow 11, C.I. Direct Yellow 44, C.I. Direct Yellow 86,
C.I. Direct Yellow 142, C.I. Direct Yellow 330, C.I. Acid Yellow
3, C.I. Acid Yellow 38, C.I. Basic Yellow 11, C.I. Basic Yellow
51, C.I. Disperse Yellow 3, C.I. Disperse Yellow 5 und C.F. Reactive
Yellow 2; Magenta-Farbstoff
wie etwa C.I. Direct Red 227, C.I. Direct Red 23, C.I. Acid Red
18, C.I. Acid Red 52, C.I. Basic Red 14, C.I. Basic Red 39 und C.I.
Disperse Red 60; und Cyan-Farbstoff wie etwa C.I. Direct Blue 15,
C.I. Direct Blue 199, C.I. Direct Blue 168, C.I. Acid Blue 9, C.I.
Acid Blue 40, C.I. Basic Blue 41, C.I. Acid Blue 74 und C.I. Reactive
Blue 5.
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Neben diesen Farbstoffen können alle
Farbstoffe mit einer verbesserten Wasserechtheit durch Reduzierung
der Anzahl der löslichkeitsmachenden
Gruppen, Farbstoffe mit einem speziellen Löslichkeitsgrad je nach pH-Wert,
gegenüber
dem sie empfindlich gemacht worden sind, und dergleichen in der
vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Die Konzentration des
Farbstoffs in der Tinte kann innerhalb der Löslichkeitsgrenzen freigewählt werden.
Im Allgemeinen liegt sie von 0,01 bis 10 Gew.-%, wenn verschiedene
optische Dichten für
das resultierende Aufzeichnungsbild bereitgestellt werden müssen. Ferner
liegt sie bevorzugt von 1 bis 8 Gew.-%. Sie liegt bevorzugt von
3 bis 10 Gew.-%, wenn die resultierende Tinte in einer Aufzeichnung
auf Geweben, Metall (anodisiertem Aluminium) und dergleichen eingesetzt
wird.
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Ein zweites färbendes Material, Carbon Black
und organische Pigmente können
eingesetzt werden. Da diese färbenden
Materialien in Kombination mit einem Dispergiermittel eingesetzt
werden, und zwar ähnlich zu
dem Fall der vorstehenden dispergierten Farbstoffe, können sie
durch das Dispergiermittel eine Wechselwirkung mit der polymeren
Verbindung gemäß der vorliegenden
Erfindung eingehen. Als ein solches Pigment kann jedes Pigment eingesetzt
werden, sofern es die Tintenstrahlaufzeichnung unterstützt. Insbesondere, wenn
in einer schwarzen Tinte Carbon Black eingesetzt wird, ist es erwünscht, ein
solches zu verwenden, das mit einem Ofenprozess oder einem Kanalverfahren
(channel process) erzeugt worden ist und die folgenden Eigenschaften
aufweist: Primiärteilchendurchmesser
von 10 bis 40 nm, spezifische Oberfläche von 50 bis 300 m2/g, bestimmt gemäß der BET-Methode und Ölabsorption
von 40 bis 150 ml/100 g, bestimmt mittels der Verwendung von DBP.
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Beispiele des Carbon Black bzw. Rußes schließen die
Folgenden ein: Nr. 2300, Nr. 900, MCF 88, Nr. 33, Nr. 40, Nr. 45,
Nr. 52, MA 7, MA 8 und #2200B (alles Produkte von Mitsubishi Kagaku
Co., Ltd.); Raven 1255 und Raven 1060 (beides Produkte von Columbian
Carbon Japan Limited); Regal 330R, Regal 660R und Mogul L (alles
Produkte von Cabot Company); Color Black FW 18, Printex 35 und Printex
U (alles Produkte von Degussa Company); und solche, die durch eine
Oxidationsbehandlung oder Plasmabehandlung der Oberfläche dieser
Rußprodukte
erhalten worden sind. Neben organischen Pigmenten können beispielsweise
unlösliche
Azofarbstoffe, lösliche
Azofarbstoffe, Phthalocyaninpigmente, hochgradige (high-grade) Isoindolinonpigmente,
hochgradige Chinacridonpigmente, Dioxanviolett und hochgradige Perinon-
und Perylenpigmente eingesetzt werden.
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Als färbende Materialien, die in
den vorstehenden Pigmenten klassifiziert worden sind, können ebenso sogenannte
Farbstofflaken, in welchen ein Streckmittelpigment mit einem Farbstoff
gefärbt
ist, in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
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Als Dritte in der vorliegenden Erfindung
einsetzbaren färbenden
Materialien können
feine gefärbte
Materialteilchen, in welchen ein Farbstoff an die Oberfläche von
Feinteilchen gebunden ist, um den Farbstoff unlöslich zu machen, erwähnt werden.
Die feinen gefärbten
Teilchen, welche hierin nachstehend beschrieben werden, sind solche,
in denen ein Farbstoff an organische Feinteilchen mit einer Kern/Hülle-Struktur mit einer reaktiven
Gruppe auf der Oberfläche
der Hülle
gebunden ist. Bevorzugte Beispiele davon schließen solche mit einer reaktiven
Gruppe ein, die aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einer
Carboxylgruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Aminogruppe, einer Epoxidgruppe,
einer Amidgruppe, einer Hydroxymethylgruppe und einer Isocyanatgruppe.
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Als ein Kern in dem Kern/Hülle-Feinteilchen
wird ein Styrol-Divinylbenzol-Polymer
mit einem hohen Grad an Vernetzung eingesetzt, wobei in dessen Oberfläche die
vorstehend beschriebene reaktive Gruppe eingeführt worden ist. Eine Dicke
der Hülle
ist bevorzugt auf ungefähr
30% des Durchmessers des Feinteilchens eingestellt, so dass es mit
einem Farbstoff vollständig
gefärbt
ist. Insbesondere ist eine Feinteilchendispersion S2467 (Produkt
von Japan Synthtic Rubber Co., Ltd.) bevorzugt. Um die Dispersion
S2467 als ein färbendes
Material einzusetzen, wird eine mit einem Teilchendurchmesser von
10 bis 80 nm und einem Feststoffgehalt von 10 Gew.-% ausgewählt. Das
durch eine Oberflächenmodifikation
dieser Feinteilchenhülle
mit einer Aminogruppe erhaltene Material bindet über eine ionische Bindung mit
beispielsweise einem Farbstoff mit einem anionischen Farbstoffion
wie etwa ein Direktfarbstoff. Und so kann die Hülle leicht mit einem solchen
Farbstoff gefärbt
werden. Falls andererseits die Feinteilchenhülle mit einer Carboxylgruppe
modifiziert ist, bindet die modifizierte Hülle über eine ionische Bindung mit
einem kationischen Farbstoffion wie etwa einem basischen Farbstoff.
Und so kann die Hülle
gefärbt
werden.
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Die gefärbten Feinteilchen können nach
der Färbung
als färbende
Materialien für
die erfindungsgemäßen Tinten
durch eine Behandlung von diesen in der gleichen Art und Weise wie
die vorstehend beschriebenen Pigmente eingesetzt werden. Die Verwendung
eines solchen gefärbten
Materials verbessert den Verdickungseffekt ähnlich zu dem Fall der Zugabe
der Feinteilchendispersion. Zusätzlich
ist das färbende
Material hinsichtlich der Wasserechtheit verbessert, und zwar verglichen
mit dem Fall, in dem nur ein Farbstoff eingesetzt wird, und so können die
Echtheitseigenschaften der resultierenden aufgezeichneten Bilder
gesteigert werden.
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Übrigens
können
diese drei Sorten an färbenden
Materialien, welche vorstehend beschrieben wurden, einzeln eingesetzt
werden. Jedoch ist der kombinierte Einsatz der gefärbten Feinteilchen
mit dem Farbstoff oder der gefärbten
Feinteilchen mit dem Carbon Black oder dem organischen Pigment vorteilhaft,
da eine weitere Verbesserung der Qualität der resultierenden aufgezeichneten
Bilder hinsichtlich einer höheren
Farbstärke
erzielt werden kann, und zwar auf Grund der Verstärkung des
Fertigungseffekts, und die Kanten der aufgezeichneten Punkte werden
schärfer,
und zwar auf Grund des Einschlusses der Teilchen.
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Die erfindungsgemäßen Tinten, in welchen das
Polymer mit der wärmereversiblen
Verdickungseigenschaft und das wie vorstehend beschriebene färbende Material
in einem flüssigen
Medium enthalten sind, können
solche Feuchtigkeitsmittel und Lösungszusätze wie
sie nachstehend erwähnt
sind enthalten, und zwar wegen der Eignung für das Tintenstrahlen wie etwa
der Zuverlässigkeit,
der Lagerungsstabilität
oder der Anpassung der Eindringungsfähigkeit der Tinte.
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Beispiele von solchen Materialien
schließen
die Folgenden mit ein: Alkylenglykole wie etwa 1,2-Ethandiol, 1,2-Propandiol,
1,3-Propandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol,
1,5-Pentandiol, 1,7-Heptandiol, 2-Methyl-2,4-Pentandiol, 2-Ethyl-1,3-Hexandiol, Diethylenglykol,
Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykol 200, Dipropylenglykol
und 2,2'-Thiodiethanol;
Glycerin und 1,2,6-Hexantriol;
Alkoholamine wie etwa Monoethanolamin, Diethanolamin und Triethanolamin;
aprotische polare Lösungsmittel wie
etwa Dimethylformamid, Dimethylacetoamid, Dimethylsulfoxid, Sulfolan
und 1,3-Propansulfon; Niederalkylether von mehrwertigen Alkoholen
wie etwa 1,2-Dimethoxyethan,
1,2-Diethoxyethan, 1,2-Dibutoxyethan, Diethylenglykoldimethylether,
Diethylenglykoldiethylether, Diethylenglykoldibutylether, 2-Methoxyethanol, 2-Ethoxyethanol, 2-(Methoxymethoxy)ethanol,
2-Butoxyethanol, Diethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonobutylether,
Triethylenglykolmonomethylether, 1-Methoxy-2-propanol, 1-Ethoxy-2-propanol,
Dipropylenglykol, Dipropylenglykolmonomethylether, Dipropylenglykolmonoethylether
und Tripropylenglykolmonomethylether; Formamide; 2-Pyrrolidon; N-Methyl-2-pyrrolidon;
1,3-Dimethylimidazolidinon; Sorbitol; Harnstoff und 1,3-Bis(β-hydroxyethyl)harnstoff.
Diese Verbindungen sind in der Tinte, basierend auf dem Gesamtgewicht
der Tinte, bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 30 Gew.-% enthalten.
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Falls ein Alkylalkohol wie etwa Methanol,
Ethanol, Propanol, 2-Propanol, 1-Butanol oder 2-Butanol in der Tinte
gemäß der vorliegenden
Erfindung bei der Verwendung einer solchen Tinte in der Tintenstrahlaufzeichnung
enthalten ist, sind ihre Ausstoßeigenschaften
verbessert. Eine solche Tinte ist daher effektiver. Diese Alkohole
sind, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte, bevorzugt in einer
Menge im Bereich von 1 bis 10 Gew.-% enthalten.
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Falls notwendig kann die Tinte gemäß der vorliegenden
Erfindung ferner Additive wie etwa oberflächenaktive Mittel, Rostverhinderer,
Antischimmelmittel, Antioxidanzien und pH-Einstellmittel enthalten.
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Wie vorstehend beschrieben sind die
erfindungsgemäßen Tinten
bei Verwendung in der Tintenstrahlaufzeichnung effektiv. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren
schließen
die Folgenden mit ein: ein Aufzeichnungsverfahren, in welchem mechanische
Energie auf die Tinte zum Ausstoßen von Tintentropfen angewendet
wird, und ein Aufzeichnungsverfahren, in welchem Wärmeenergie
an eine Tinte zum Ausstoßen
von Tintentropfen durch Blasenbildung der Tinte angewendet wird.
Die erfindungsgemäßen Tinten
sind besonders für den
Einsatz in diesen Aufzeichnungsverfahren zweckmäßig.
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Beispiele des Aufbaus eines Kopfes,
welcher eine Hauptkomponente des Geräts unter Verwendung von Wärmeenergie
als ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät ist, sind in den 2, 3 und 4 veranschaulicht.
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Ein Kopf 1 wird durch Binden
einer Glas-, Keramik-, Siliziumoder Kunststoffplatte oder dergleichen
mit einem Durchflussweg (Düse) 2,
durch welche eine Tinte hindurchströmt, auf eine Heizelementbasis 3 ausgebildet.
Die Heizelementbasis ist aus einer aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid,
Siliziumcarbid oder dergleichen ausgebildeten Schutzschicht 4,
aus Aluminium, Gold, einer Aluminium/Kupfer-Legierung oder dergleichen hergestellten
Elektroden 5, einer aus einem hochschmelzenden Material
wie etwa HfB2, TaN oder TaAl ausgebildeten
Wärmewiderstandsschicht 6,
einer aus einem thermisch oxidierten Silizium, Aluminiumoxid oder
dergleichen ausgebildeten Wärmeakkumulationsschicht 7 und
einem aus Silizium, Aluminium, Aluminiumnitrid oder dergleichen
hergestellten Substrat 8 mit einer guten Wärmestrahlungseigenschaft
aufgebaut. Übrigens
stehen die Bezugszeichen 100 und 101 für einen
Licht(wellen)leiter bzw. eine Linse für die Bestrahlung.
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Nun erzeugt die Heizelementbasis 3 in
dem Kopf 1 bei Anlegen von elektrischen Pulssignalen an
die Elektroden 5 schnell an der durch h angegebenen Region
Wärme,
um Blasen in der Tinte zu erzeugen, welche in Kontakt mit der Oberfläche dieser
Region steht. Ein Meniskus 10 der Tinte wird durch die
Wirkung des so erzeugten Drucks vorgewölbt und die Tinte wird durch
die Düse 2 des
Kopfes ausgestoßen,
um aus der Ausstoßöffnung 11 auf
das Aufzeichnungsmedium 13 in der Form von Tropfen 12 zu
fliegen.
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4 veranschaulicht
das Aussehen eines Mehrfachkopfes, der aus einer Anordnung von mehreren Köpfen aufgebaut
ist, wie in 2 gezeigt
ist. Übrigens
ist 2 eine Querschnittsansicht
des Kopfes entlang des Durchflussweges der Tinte, und 3 ist eine Querschnittsansicht
entlang der Linie 3-3 in 2.
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5 veranschaulicht
ein Beispiel eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts, in dem ein Kopf eingebaut ist.
In 5 steht das Bezugszeichen 61 für eine Klinge,
die als ein Abstreichelement dient, deren eines Ende ein durch ein
Klingenhalteelement gehaltenes festes Ende ist, um einen Kragträger auszubilden.
Die Klinge 61 ist an einer Position bereitgestellt, die
neben dem Bereich, in welchem ein Aufzeichnungskopf 65 betrieben wird,
liegt, und ist in dieser Ausführungsform
in einer solchen Form gehalten, dass sie in den Weg hineinragt, in
welchem der Aufzeichnungskopf 65 bewegt wird. Das Bezugszeichen 62 gibt
eine Kappe für
die Fläche
der Ausstoßungsöffnungen
des Aufzeichnungskopfes 65 an, welche an der Ausgangsposition,
neben der Klinge 61, bereitgestellt ist, und derart aufgebaut
ist, dass sie sich in einer Richtung senkrecht zu der Richtung,
in welcher der Aufzeichnungskopf 65 bewegt wird, bewegt
und in Kontakt mit der Oberfläche
der Ausstoßungsöffnungen
kommt, um diese abzudecken. Das Bezugszeichen 63 steht
für ein
Tintenabsorptionselement, das zu der Klinge 61 benachbart
vorgesehen ist, und ähnlich
zu der Klinge 61 in einer solchen Form gehalten ist, dass es
in den Weg, in welchem der Aufzeichnungskopf 65 bewegt
wird, hineinragt.
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Die vorstehend beschrieben Klinge 61,
Kappe 62 und das vorstehend beschriebene Absorptionselement 63 bauen
einen Ausstoßungswiederherstellungsbereich 64 auf,
in welchem die Klinge 61 und das Absorptionselement 63 Wasser,
Staub und/oder dergleichen von der Fläche der Tintenausstoßöffnungen
entfernt.
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Das Bezugszeichen 65 steht
für den
Aufzeichnungskopf mit einer Ausstoßenergieerzeugungseinrichtung
und dient zur Ausstoßung
der Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium, das gegenüber der Ausstoßöffnungsfläche, die
mit den Ausstoßöffnungen
versehen ist, gebracht worden ist, um eine Aufzeichnung durchzuführen. Das
Bezugszeichen 66 gibt einen Schlitten an, auf welchem der
Aufzeichnungskopf 65 montiert ist, so dass der Aufzeichnungskopf 65 bewegt
werden kann.
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Das Schlitten 66 ist gleitbar
auf einer Führungsstange 67 verriegelt
und ist an einem Teil mit einem Gurt 69 verbunden (nicht
gezeigt), der durch einen Motor 68 angetrieben wird. Somit
kann das Schlitten 66 entlang des Führungsstabs 67 bewegt
werden und daher kann der Aufzeichnungskopf 65 von einer
Aufzeichnungsregion zu einer dazu benachbarten Region bewegt werden.
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Die Bezugszeichen 51 und 52 stehen
für einen
Zuführbereich,
von welchem die Aufzeichnungsmedien getrennt voneinander eingeführt werden,
bzw. für
Zuführwalzen,
die durch einen Motor (nicht veranschaulicht) angetrieben werden.
Mit einem solchen Aufbau wird das Aufzeichnungsmedium der Position
zugeführt,
die gegenüber
der Ausstoßöffnungsfläche des
Aufzeichnungskopfes 65 liegt, und wird von einem Ausstoßabschnitt, der
mit Ausstoßwalzen 53 versehen
ist, mit fortschreitender Aufzeichnung ausgestoßen.
-
In dem vorstehenden Aufbau ist die
Kappe 62 in dem Kopfwiederherstellungsbereich 64 von
dem Bewegungsweg des Aufzeichnungskopfes 65 zurückgesetzt,
falls der Aufzeichnungskopf 65 in seine Ausgangsposition
zurückgefahren
wird, zum Beispiel nach Abschluss der Aufzeichnung, und die Klinge 61 bleibt
in den Bewegungsweg vorstehend. Als Ergebnis wird die Ausstoßöffnungsfläche des
Aufzeichnungskopfes 65 abgestreift. Falls die Kappe 62 in
Kontakt mit der Ausstoßungsöffnungsfläche des
Aufzeichnungsmediums 65 kommt, um diese abzudecken, wird
die Kappe 62 so bewegt, dass sie in den Bewegungsweg des
Aufzeichnungskopfes hineinragt.
-
Falls der Aufzeichnungskopf 65 aus
seiner Ausgangsposition zu der Position, bei welcher die Aufzeichnung
gestartet wird, bewegt wird, sind die Kappe 62 und die
klinge 61 an den gleichen Positionen wie für das vorstehend beschriebene
Abstreifen. Folglich wird die Ausstoßungsöffnungsfläche des Aufzeichnungskopfes 65 ebenso
zu dem Zeitpunkt dieser Bewegung abgestreift.
-
Die vorstehende Bewegung des Aufzeichnungskopfes 65 in
seine Ausgangsposition wird nicht nur durchgeführt, falls die Aufzeichnung
beendet ist oder der Aufzeichnungskopf zur Ausstoßung wiederhergestellt wird,
sondern ebenso, falls der Aufzeichnungskopf 65 zwischen
den Aufzeichnungsbereichen zum Zwecke der Aufzeichnung bewegt wird,
währenddessen
er in die Ausgangsposition, angrenzend an jede Aufzeichnungsregion
in vorgegebenen Intervallen bewegt wird, wobei die Ausstoßöffnungsfläche gemäß dieser
Bewegung abgestreift wird.
-
6 veranschaulicht
eine beispielhafte Tintenkartusche 45, in welcher eine
Tinte, die zu dem Aufzeichnungskopf durch ein Tintenzuführelement,
beispielsweise eine Röhre,
zugeführt
werden soll, enthalten ist. Hier steht das Bezugszeichen 40 für einen
Tintenbehälterbereich,
der die zuzuführende
Tinte enthält,
wie zum Beispiel ein Beutel für
die Tinte. Dessen eines Ende ist mit einem aus Gummi hergestellten
Stöpsel 42 versehen.
Eine Nadel (nicht veranschaulicht) kann in diesen Stöpsel 42 eingeführt werden,
so dass die Tinte in dem Tintenbeutel 40 zu dem Kopf zugeführt werden
kann. Bezugszeichen 44 gibt ein Tintenabsorptionselement
zur Aufnahmen von überschüssiger Tinte
an.
-
Es ist in der vorliegenden Erfindung
bevorzugt, dass der Tintenbehälterbereich
an seiner Oberfläche, mit
welcher die Tinte in Kontakt kommt, aus einem Polyolefin, insbesondere
Polyethylen ausgebildet ist.
-
Die in der vorliegenden Erfindung
eingesetzten Tintenstrahlaufzeichnungsgeräte sind nicht auf das vorstehend
beschriebene Gerät
beschränkt,
in welchem der Kopf und die Tintenkartusche separat bereitgestellt
sind. Deshalb kann ebenso eine Vorrichtung, in welcher dieser Elemente
wie in 7 einstückig ausgebildet
sind, ebenso bevorzugt eingesetzt werden.
-
In 7 steht
das Bezugszeichen 70 für
eine Aufzeichnungseinheit, in deren Innerem ein Tintenbehälterbereich,
der die Tinte enthält,
zum Beispiel ein Tintenabsorptionselement, enthalten ist. Die Aufzeichnungseinheit 70 ist
so aufgebaut, dass die Tinte in einem solchen Tintenabsorptionselement
in der Form von Tintentropfen durch einen Kopf 71 mit mehreren Öffnungen
ausgestoßen
wird.
-
In der vorliegenden Erfindung wird
bevorzugt Polyurethan als das Material für das Tintenabsorptionselement
eingesetzt. Die Aufzeichnungseinheit 70 kann so aufgebaut
sein, dass der Tintenbehälterbereich
ein Tintenbeutel ist, in dessen Inneren anstelle des Tintenabsorptionselements
eine Feder oder dergleichen bereitgestellt ist. Das Bezugszeichen 72 steht
für eine
Luftpassage zur Kommunikation des Inneren der Aufzeichnungseinheit 70 mit
der Atmosphäre.
Diese Aufzeichnungseinheit 70 kann anstelle des in 4 gezeigten Aufzeichungskopfes
eingesetzt werden und ist abnehmbar auf dem Schlitten 66 installiert.
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Als die zweite Form des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts kann
ein On-Demand-Tintenstrahlaufzeichnungsgerät erwähnt werden, das eine Düsen-ausbildende
Basis mit mehreren Düsen,
druckerzeugende Elemente, die aus piezoelektrischen Material aufgebaut
sind, und ein elektrisch leitfähiges
Material, das in gegenüberliegender
Beziehung zu den Düsen
vorgesehen ist, in welcher die druckerzeugenden Elemente durch Anliegen
einer Spannung zum Ausstoßen
von Tintentropfen aus den Düsen
angeordnet sind, umfasst.
-
Ein Beispiel des Aufbaus eines Aufzeichnungskopfes,
welcher eine Hauptkomponente eines solchen Aufzeichnungsgeräts ist,
ist in 8 veranschaulicht.
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Der Kopf ist aus einem Tintendurchflussweg 80,
der mit der Tintenkammer (nicht veranschaulicht) in Verbindung steht,
einer Öffnungsplatte 81,
durch welche Tintentropfen mit einem gewünschten Volumen ausgestoßen werden,
einer Vibrationsplatte 82, die direkt einen Druck auf die
Tinte ausübt,
einen piezoelektrischen Element 83, das auf der Vibrationsplatte 82 gebunden
ist und eine Verschiebung in Übereinstimmung mit
einem elektrischen Signal eingeht, und einem Substrat 84,
das zur Trägerung
und Fixierung des piezoelektrischen Elements 83, der Öffnungsplatte 81 und
der Vibrationsplatte 82 darauf angepasst ist, umfasst.
-
In 8 wird
der Tintendurchflussweg 80 aus einem lichtempfindlichen
Harz oder dergleichen ausgebildet. Die Öffnungsplatte 81 ist
aus einem Metall wie etwa rostfreiem Stahl bzw. Edelstahl oder Nickel
hergestellt, wobei deren Ausstoßungsöffnung 85 durch
eine Elektroerzeugung, durch Stanzung mittels Pressbearbeitung oder
dergleichen ausgebildet worden ist. Die Vibrationsplatte 82 wird
aus einem Film eines Metalls wie etwa rostfreiem Stahl, Nickel oder
Titan und einem hochfesten Harzfilm oder dergleichen ausgebildet.
Das piezoelektrische Element ist aus einem dielektrischem Material
wie etwa Bariumtitanat oder PZT hergestellt.
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Der Aufzeichnungskopf mit dem vorstehenden
Aufbau wird in einer solchen Art und Weise betrieben, dass die gepulste
Spannung auf das piezoelektrische Element 83 zur Erzeugung
einer Spannung angelegt wird, um eine Verformung zu verursachen,
wobei die Vibrationsplatte 82, die an das piezoelektrische
Element 83 gebunden ist, durch die Spannungsenergie deformiert
wird, und die Tinte in dem Tintendurchflussweg somit senkrecht dazu
gepresst wird, um Tintentropfen aus der Ausstoßungsöffnung 85 der Öffnungsplatte 81 auszustoßen, um
dadurch eine Aufzeichnung durchzuführen.
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Ein solcher Aufzeichnungskopf wird
durch den Einbau in ein Aufzeichnungsgerät eingesetzt, welches zu dem
in 5 veranschaulichten ähnlich ist.
Detaillierte Operationen des Aufzeichnungsgeräts können auf die gleiche Weise,
wie vorstehend beschrieben worden ist, durchgeführt werden.
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Ein beispielhafter Ablauf zur Erzeugung
von aufgezeichneten Bildern, in dem eine Bestrahlung gut eingesetzt
wird, wird nun beschrieben.
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In einem in 10 veranschaulichten Aufzeichnungsgerät, in welchem
ein Bestrahlungsmechanismus eingebaut worden ist, wird eine Lichtquelle 100 angeschaltet,
wenn das Aufzeichnungsgerät
ein Bildsignal detektiert, so dass ein der Aufzeichnungsoberfläche entsprechender
Bereich mit Licht aus der Lichtquelle mit der vorbestimmten Leistung
(output) im Voraus bestrahlt wird. Falls ein Lichtquellenmonitor 101 detektiert, dass
die tatsächliche
Leistung der Lichtquelle den vorbestimmten Bereich erreicht hat,
wird das Aufzeichnungspapier in die Aufzeichnungsposition weiterbefördert. Falls
eine Einrichtung zum Stoppen der Aufzeichnungsoperation, wenn das
Aufzeichnungspapier nicht in der Position einer Schlittenführungswelle 67 ist,
zur Information des Operators von einem Fehler in diesem Gerät vorgesehen
ist, wird die Zuverlässigkeit
des Geräts
gesteigert. Ein Aufzeichnungskopf 91 für das Tintenstrahlen auf einem
Schlitten 66 erzeugt dann Punkte auf dem Aufzeichnungspapier
gemäß dem Bildsignal,
währenddessen
die Aufzeichnungspunkte ohne Intervall bestrahlt werden. Falls die
Leistung der Lichtquelle variiert wird, und zwar in Abhängigkeit
davon, ob Bildsignale nur Daten der Charaktere von zwei Bytes oder
eine große
Menge an Bitmap-Signalen wie etwa in einer Photographie oder einer
Abbildung sind, kann die Aufzeichnung mit einer immer konstanten
Qualität
durchgeführt
werden, so dass eine qualitativ höhere Aufzeichnung möglich wird.
Falls die endgültige
Bitdaten kurz bevor alle Bildsignale für eine Seite aufgezeichnet
worden sind, detektiert werden, wird die Lichtquelle 100 abgeschaltet,
wobei das Gerät
für die
nächste
Aufzeichnung auf Standby steht. Falls eine kontinuierliche Aufzeichnung
durchgeführt
wird, nämlich
mehrere Kopien des gleichen Bildes aufgezeichnet werden, oder alle
Bilder, die über
mehrere Seiten sich erstrecken, aufgezeichnet werden, wird die Lichtquelle
nicht in den Intervallen zwischen den einzelnen Aufzeichnungsprozessen
abgeschaltet, sondern seine Leistung wird so gesteuert, dass sie
zum Beispiel auf 1/5 der Leistung während der Aufzeichnung reduziert
wird, um dadurch Effekte wie etwa einen reduzierten Energieverbrauch
sowie eine Stabilisierung der Lichtquellenleistung zu erhalten.
Wenn die Aufzeichnung in einer kontinuierlichen Form durchgeführt wird,
ist es bevorzugt, die Leistung der Lichtquelle während der Aufzeichnung konstant
zu halten.
-
Die Erfindung wird hierin nachstehend
genauer durch die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele erläutert. Übrigens
beziehen sich alle in den folgenden Beispielen verwendeten Angaben „Zusammensetzungsverhältnis(e)", „Teil(e)" und „%" auf das Gewicht,
außer
wenn es anders angegeben ist.
-
Als erstes wird nun die Herstellung
von verschiedenen erfindungsgemäßen Tinten
beschrieben. Polymere, die eine wärmereversible Verdickungseigenschaften
zeigen, und welche in den folgenden Beispielen eingesetzt werden,
sind in der Tabelle 1 gezeigt.
-
Tabelle
1
In den Beispielen eingesetzte Polymere mit einer wärmereversiblett
Verdickungseigenschaft
-
In der Tabelle geben die Zahlen in
Klammern die Zusammensetzungsverhältnisse (%) der Monomere in
den Copolymeren an.
-
Polymere mit einer wärmereversiblen
Verdickungseigenschaft, die eine Gruppe aufweisen, welche Licht
in Wärme
umwandeln kann, und welche in den folgenden Beispielen eingesetzt
werden, werden anschließend
beschrieben.
-
Die erfindungsgemäß eingesetzten Polymere sind
Vinylpolymere und werden daher durch Vermischen einer Monomerkomponente
mit dem gewünschten
lichtempfindlichen, Färbemittel
und der Durchführung
einer radikalischen Copolymerisation erhalten. Keine besondere Beschränkung gibt
es für
den Polymerisationsprozess und ein Prozess wie etwa eine Lösungspolymerisation,
Emulsionspolymerisation oder Suspensionspolymerisation kann eingesetzt
werden. Ein Synthesebeispiel wird hierin nachstehend beschrieben.
-
Nachdem eine wässrige Lösung mit 98 Teilen 2-Morpholinoethylmethacrylat
und 2 Teile Methacrylsäure
als einer Monomerkomponente hergestellt worden war, wurden 1,8 Teile
Natriumkupferchlorophyllin (Produkt von Wako Pure Chemical Industries
Ltd.) als ein lichtempfindliches Färbemittel mit der wässrigen
Lösung vermischt,
wurden 2,0 Teile Ammoniumpersulfat als ein Polymerisationsinitiator
unter Stickstoffatmosphäre
zugegeben, um dadurch die Monomerkomponente bei 40°C für 8 Stunden
radikalisch zu polymerisieren und ein gewünschtes Polymer zu erhalten.
Beispiele des Polymers mit einer wärmereversiblen Verdickungseigenschaft,
welche ein lichtempfindliches Färbemittel
aufweist, sind in der Tabelle 2 angegeben.
-
Tabelle
2
In den Beispielen eingesetzte Polymere mit einer reversiblen
Verdickungseigenschaft, welche ein lichtempfindliches Färbemittel
aufweisen
-
Tinten gemäß der Beispiele und Vergleichsbeispiele
wurden durch Herstellen einer Lösung
eines jeden Polymers mit einer wärmereversiblen
Verdickungseigenschaft in deionisiertem Wasser in einer zweckmäßigen Konzentration
(5 bis 10%) im Voraus hergestellt und dann wurden die folgenden
entsprechenden Verfahrensschritte durchgeführt.
-
Beispiele 1 bis 14 und
Vergleichsbeispiele 1 bis 4
-
[1] Als erstes werden
Tinten beschrieben, in denen Farbstoffe als die färbenden
Materialien eingesetzt wurden.
-
Deionisiertes Wasser, ein lichtempfindliches
Färbemittel
(dieses wurde weggelassen, wenn das eingesetzte Polymer ein in Tabelle
2 gezeigtes Polymer war), ein Lösungsmittel,
eine wässrige
Lösung
eines Farbstoffs und optional ein oberflächenaktives Mittel wurden unter
Rühren
und in dieser Reihenfolge zu den im Voraus hergestellten Polymerlösungen zugegeben,
um Zusammensetzungen mit den entsprechenden, in den Tabellen 3A
und 3B gezeigten Konzentrationen herzustellen. Nach dem Rühren der
Zusammensetzungen für
drei Stunden wurden sie über
einen Membranfilter mit einer Porengröße von 0,45 μm gefiltert,
um dadurch schwarze Tinten (Beispiele 1 bis 11), eine gelbe Tinte
(Y-Tinte) (Beispiel 12), eine magentafarbene Tinte (M-Tinte) (Beispiel
13) und eine zyanfarbene Tinte (C-Tinte) (Beispiel 14) gemäß der vorliegenden
Erfindung herzustellen. Die Tintenzusammensetzungen gemäß der Beispiele
1 bis 11 (schwarze Tinten) und Beispiele 12 bis 14 (Farbtinten)
sind in den Tabellen 3A bzw. 3B angegeben.
-
-
Tabelle
3B
Zusammensetzungen der Farbtinten gemäß der Bespiele 12 bis 14 (Einheit:
%)
-
Als ein Vergleichsbeispiel wurde
eine Tinte auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer, dass
weder das Polymer mit der wärmereversiblen
Verdickungseigenschaft noch das lichtempfindliche Färbemittel
eingesetzt wurden, um dadurch eine schwarze Tinte des Vergleichsbeispiels
1 bereitzustellen. Ähnlich
wurden auf die gleiche Weise wie in den Beispielen 12, 13 und 14
Tinten hergestellt, außer
dass weder das Polymer mit der wärmereversiblen
Verdickungseigenschaft noch das lichtempfindliche Färbemittel
eingesetzt wurde, um dadurch Farbtinten der Vergleichsbeispiele
2, 3 und 4 bereitzustellen. In jedem Vergleichsbeispiel wurde zusätzlich deionisiertes
Wasser in der Menge des weggelassenen Polymers mit wärmereversibler Verdickungseigenschaft
und des lichtempfindlichen Färbemittels
zugegeben.
-
Beispiel 15 und Vergleichsbeispiel
5
-
[2] Eine Tinte, in der ein Pigment
als das zweite färbende
Material eingesetzt wurde, wird nun beschrieben.
-
Als erstes wurde eine Pigmentdispersion
hergestellt. (Herstellung
der Pigmentdispersion)
Styrol/Ethylacrylat-Copolymer
(Säurewert:
150, Molekulargewicht: 5000) | 1,5
g |
Monoethanolamin | 1,0
g |
Diethylenglykol | 81,5
g |
Deionisiertes
Wasser | 5,0
g |
-
Die vorstehenden Komponenten wurden
vermischt und auf 70°C
auf einem Wasserbad erwärmt,
damit sich das Harz darin vollständig
löste.
Zu dieser Lösung
wurden 10 g Carbon Black (MCF 88, Produkt von Mitsubishi Kagaku
Co., Ltd.) und 1 g 2-Propanol zugegeben und für 30 Minuten vorvermischt.
Danach wurde die resultierende Vormischung einer Dispersionsbehandlung
unterzogen. Eine Sandschleifmaschine (hergestellt von Igarashi Kikai
K. K.) wurde als eine Schleifmaschine zur Durchführung einer Schleifbehandlung über drei Stunden
eingesetzt, und zwar unter den folgenden Bedingungen: Zirkoniumkügelchen
(Durchmesser: 1 mm) wurden als Schleifmedium eingesetzt, um so eine
Verdichtungsrate (packing rate) von 50% zu ergeben. Die so geschliffene
Mischung wurde ferner einer Zentrifugalbehandlung (12.000 UpM, 20
Minuten) unterzogen, um grobere Teilchen in der Dispersion zu entfernen.
-
(Herstellung der Tinte)
-
Eine wässrige Lösung von Polymer A und ein
lichtempfindliches Färbemittel
wurden dann zu der vorstehend erhaltenen Dispersion zugegeben und
ferner wurden andere Komponenten zugegeben, um so die nachstehend
gezeigte Zusammensetzung zu erhalten. Die resultierende Zusammensetzung
wurde für
zwei Stunden vermischt, um dadurch eine Tinte gemäß Beispiel
15 herzustellen.
Pigmentdispersion | 30% |
Polymer
A (Feststoff konzentration) | 5% |
N-Methyl-2-pyrrolidon | 15% |
Natrium-Kupfer-Chlorophyllin | 0,5% |
Ethanol | 2% |
Deionisiertes
Wasser | 47,5%. |
-
Als ein Vergleichbeispiel wurde eine
Tinte auf die gleiche Art und Weise wie im Beispiel 15 hergestellt, außer dass
weder das Polymer mit einer wärmereversiblen
Verdickungseigenschaft noch das lichtempfindliche Färbemittel
eingesetzt wurden, um dadurch eine Tinte des Vergleichsbeispiels
5 bereitzustellen. Übrigens
wurde zusätzlich
deionisiertes Wasser in der Menge zugeführt, in der das Polymer mit
einer reversiblen Verdickungseigenschaft und das lichtempfindliche
Färbemittel
weggelassen wurden.
-
Beispiele 16 und 17 und
Ver leichsbeis fiele 6 und 7
-
[3] Tinten, in denen feine gefärbte Materialteilchen
als das dritte gefärbte
Material eingesetzt wurden, werden nun beschrieben.
-
(Herstellung der Dispersion
aus feinen gefärbten
Materialteilchen)
-
Als erstes wurde eine Feinteilchendispersion
52467N (Produkt von Japan Synthetic Rubber Co., Ltd., Feststoffgehalt:
8,0%, pH: 8,0,. Teilchendurchmesser: 18nm) auf 60°C erwärmt, zu
welcher eine wässrige
Lösung
eines Farbstoffs (C.I. Direct Black 19, 10%) tropfenweise unter
Rühren
zugegeben wurde. Diese Komponenten wurden vermischt um so ein endgültiges Volumenverhältnis der
Dispersion 52467N zu der wässrigen Lösung des
Farbstoffs von 3.1 zu ergeben, und die resultierende Mischung wurde
weiter über
acht Stunden gerührt.
Die flüssige
Mischung wurde anschließend
durch einen Membranfilter mit einer Porengröße von 0,45 μm gefiltert,
um dadurch eine Dispersion aus feinen gefärbten Materialteilchen herzustellen.
-
(Herstellung der Tinte)
-
Eine wässrige Lösung aus Polymer A, Lösungsmitteln
und dergleichen wurde dann zu der vorstehend erhaltenen Dispersion
zugegeben und diese Komponenten wurden vermischt, um so die nachstehend
gezeigte Zusammensetzung zu ergeben. Und dadurch wurde eine Tinte
gemäß Beispiel
16 hergestellt.
Dispersion
des feinen Färbemittels | 70% |
Polymer
A (Feststoffkonzentration) | 5% |
Natrium-Kupfer-Chlorophyllin | 0,5% |
Dipropylenglykolmonomethylether | 5% |
Diethylenglykol | 10% |
Deionisiertes
Wasser | 9,5%. |
-
Eine wässrige Lösung aus Polymer A, Lösungsmitteln
und dergleichen wurde dann zu einer Mischung der vorstehend erhaltenen
Dispersion der feinen gefärbten
Materialteilchen und der im Beispiel 15 hergestellten Pigmentdispersion
gegeben und diese Komponenten wurden so vermischt, dass sie die
nachstehend gezeigte Zusammensetzung ergaben, um dadurch eine Tinte
gemäß Beispiel
17 herzustellen.
Dispersion
des feinen Färbemittels | 40% |
Pigmentdispersion | 20% |
Polymer
A (Feststoffkonzentration) | 5% |
Natrium-Kupfer-Chlorophyllin | 0,5% |
Diethylenglykol | 15% |
Deionisiertes
Wasser | 19,5% |
-
Als Vergleichsbeispiele für die vorstehenden
Beispiele wurden Tinten auf die gleiche Art und Weise wie in den
Beispielen 16 und 17 hergestellt, außer dass weder das Polymer
mit der wärmereversiblen
Verdickungseigenschaft noch das lichtempfindliche Färbemittel
eingesetzt wurden, um dadurch Tinten der Vergleichsbeispiele 6 bzw.
7 bereitzustellen. Übrigens
wurde zusätzlich
deionisiertes Wasser in der Menge des weggelassenen Polymers mit
der wärmereversiblen
Verdickungseigenschaft und des lichtempfindlichen Färbemittels
zugeführt.
-
[Auswertung]
-
Bezüglich der Tinten der Beispiele
1 bis 17 und Vergleichsbeispiele 1 bis 7 wurde die Leistung als
Tinte ausgewertet.
-
Drei Leistungspunkte wurden ausgewertet:
(1) optische Dichte (OD-Wert), (2) Verlaufbeständigkeit und (3) Ausblutbeständigkeit.
Jede Auswertung wurde in einem klimatisierten Labor, das auf 23°C und 60% relativer
Feuchte eingestellt war, durchgeführt. Die Auswerteverfahren
der entsprechenden Punkte werden hierin nachstehend genauer beschrieben.
-
(1) Optische Dichte (OD-Wert):
-
Ein Muster, das fünf vollflächig bedruckte Flächen von
5 mm2 umfasste, wurde auf einem A4-Papierblatt
gedruckt. Nachdem die resultierenden Druckproben für wenigstens
30 Minuten stehen gelassen worden waren, wurden ihre optischen Dichten
gemessen. Die optischen Dichten der fünf vollflächig bedruckten Flächen wurde
mittels eines Macbeth-Reflexionsdensimeters RD914 gemessen und ihr
durchschnittlicher Wert wurde als der OD-Wert der Probe genommen.
-
Übrigens
betrug die aufgebrachte Tintenmenge in jedem vollbedruckten Bereich
12 nl/mm2.
-
(2) Verlaufbeständigkeit:
-
Punkte wurden auf einem A4-Papierblatt
mit Düsen
eines Aufzeichnungskopfes, bei dem jede anderweitige Düse ausgedünnt worden
war, aufgezeichnet. Nachdem die so erhaltene Druckprobe für wenigstens 30
Minuten stehen gelassen worden war, wurden ihre Punkte durch ein
Vergrößerungsglas
beobachtet und die Verlaufbeständigkeit
wurde gemäß dem folgenden
Standard ausgewertet:
- 1: Die Punkte hatten
keine runde Fläche;
- 2: Die Punkte zeigten ein Verlaufen oder eine Deformation an
drei Vierteln ihres Umfangs;
- 3: Die Punkte zeigten ein Verlaufen oder eine Deformation an
der Hälfte
ihres Umfangs;
- 4: Die Punkte zeigten ein Verlaufen oder eine Deformation an
einem Viertel ihres Umfangs; und
- 5: Die Punkte waren rund.
-
(3) Ausblutbeständigkeit:
-
Dem in 9 veranschaulichten
Auswertemuster folgend wurden Bilder mit einer Farbtinte für die Flächen A (Farbe
A) und einer schwarzen Tinte für
die Flächen
B (Farbe B) erzeugt, um zu beobachten, bis zu welcher Linienposition
sich eine Farbvermischung (Ausbluten) der zwei Farben, ausgehend
von einer Grundlinie (die Linie mit Pfeilen an beiden Enden in der
Zeichnung), sich erstreckt, um dadurch die Ausblutungsbeständigkeit
als einen Grad der Ausblutung auszuwerten. Die Auswertung wurde
gemäß dem folgenden fünfrangigen
Standard durchgeführt. Übrigens
geben in 9 die Bezugszeichen
A und B gedruckte Muster der Farben A bzw. B an. Die Grenzlinie
zwischen den zwei Farben ist mit der Linie mit den Pfeilspitzen
an beiden Enden gekennzeichnet. Die Aufzeichnung wurde durch fünf Linien
von der Grenzlinie mit Intervallen von einer Punktlinie/Punktabstand
durchgeführt.
- 1: Ein Ausbluten erstreckte sich nicht über 5 Punktelinien
von der Grenzlinie;
- 2: Ein Ausbluten erstreckte sich nicht über 4 Punktlinien von der Grenzlinie;
- 3: Ein Ausbluten erstreckte sich nicht über 3 Punktlinien von der Grenzlinie;
- 4: Ein Ausbluten erstreckte sich nicht über 2 Punktlinien von der Grenzlinie;
und
- 5: Ein Ausbluten erstreckte sich nicht über 1 Punktlinie von der Grenzlinie;
-
[In der Auswertung eingesetzte
Maschine]
-
Als ein Aufzeichnungsgerät für die vorstehende
Auswertung wurde ein in 10 veranschaulichter Bubble
Jet Printer BJC-600J (Marke, hergestellt von Canon Inc.) eingesetzt.
Die Zuführung
der Tinte wurde gemäß einem
Verfahren durchgeführt, in
welchem die beabsichtigten Tinten in den entsprechenden Spezialtintenbehältern 90 eingefüllt waren. Übrigens
wird ein Mechanismus zur Bestrahlung der während der Aufzeichnung aufgetragenen
Tinte (eine Lichtquelle und ein Lichtübertragungsteil) in den in 10 veranschaulichten BJC-600J
eingebaut. Das Bezugszeichen 100 gibt die Lichtquelle (unit
array), z. B. eine Halogenlampe mit 12 V und 10 W, an. Das Bezugszeichen 101 steht
für einen
Lichtquellenmonitor. Die Bezugszeichen 91 und 92 geben
einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf bzw. eine Aufzeichnungseinheit
an, in welcher vier Aufzeichnungsköpfe 91 einstückig kombiniert
vorliegen.
-
Die Auswertung wurde durch Anlegen
eines Spannungspulses an den Aufzeichnungskopf 91 mit einer Spannung,
mit der die darin enthaltene Tinte nicht ausgestoßen wird,
durchgeführt,
um die Temperatur der Tinte bei einer niedrigeren Temperatur als
der Übergangstemperatur
des Polymers mit einer wärmereversiblen Verdickungseigenschaft,
das bei ungefähr
3°C eingesetzt
wurde, zu halten. In einem solchen Zustand wurde ein Aufzeichnungspuls
angelegt, um die Tintentropfen auszustoßen, und die auf die Papieroberfläche aufgetragene
Tinte wurde mit Licht aus der Lichtquelle 100 bestrahlt, um eine
Licht-Wärme-Umwandlungsaktion
zu induzieren, um dadurch eine Aufzeichnung durchzuführen.
-
Die den Beispielen entsprechenden
Tinten der Vergleichsbeispiele wurden ebenso durch eine Aufzeichnung
unter den auf gleiche Art und Weise wie in den Tinten der Beispiele
eingestellten Bedingungen ausgewertet. Die Auswertung der vorstehenden
Auswertepunkte (1), (2) und (3) wurde mit einem NP-SK-Papier (Lot
No. OKK10) für
die Elektrofotografie durchgeführt.
-
(Ergebnisse der Auswertung)
-
In Tabelle 4 sind die Ergebnisse
der Auswertung bezüglich
der optischen Dichte [Auswertepunkt (1)] und bezüglich der Verlaufbeständigkeit
[Auswertepunkt (2)] der Tinten gemäß der Beispiele und Vergleichsbeispiele
gezeigt. Die Ergebnisse der Auswertung bezüglich des Ausblutens [Auswertepunkt
(3)], welche durch Kombinieren der Tinten der Beispiele miteinander
durchgeführt
wurde, sind in Tabelle 5 gezeigt, und die Ergebnisse der Auswertung
bezüglich
der Ausblutung, welche durch Kombinieren der Tinten der Vergleichsbeispiele
miteinander durchgeführt
wurden, sind in Tabelle 6 gezeigt.
-
Tabelle
4
Auswerteergebnisse hinsichtlich der optischen Dichte und
der Verlaufbeständigkeit
(Beispiele und Vergleichsbeispiele)
-
Tabelle
5
Auswerteergebnisse hinsichtlich der Ausblutbeständigkeit
(Beispiele)
-
Tabelle
6
Auswerteergebnisse hinsichtlich der Ausblutbeständigkeit
(Vergleichsbeispiele)
-
Wie aus den in Tabelle 4 gezeigten
Auswerteergebnissen ersichtlich ist, besitzen die Tinten gemäß der vorliegenden
Erfindung eine ausgezeichnete Verlaufbeständigkeit verglichen mit den
herkömmlichen
Tinten, während
sie eine hohe optische Dichte beibehalten. Übrigens besitzen die Tinten
gemäß der vorliegenden
Erfindung hinsichtlich der Ausblutbeständigkeit, wie aus den in den
Tabellen 5 und 6 gezeigten Auswerteergebnissen ersichtlich ist einen
großen
Effekt auf die Veränderung
einer Farbvermischung, und zwar aufgrund des schnellen Viskositätsanstiegs
auf der Oberfläche
des Papiers. Deshalb kann sicher gesagt werden, dass die Tinten
einen merklichen Effekt bezüglich
der Verhinderung des Auftretens von Ausbluten aufweisen. Selbstverständlich können die
Tinten gemäß der vorliegenden
Erfindung eine hohe Farbstärke
und ausgezeichnete Effekte bezüglich
der Verhinderung des Auftretens von Verlaufen und Ausbluten, und
insbesondere bei der Farbaufzeichnung auf einem Normalpapier für Büroanwendungen,
wie etwa einem Papier für
die Elektrofotografie aufweisen.
-
Da die erfindungsgemäßen Tinten
eine Zustandsänderung
nur bei einer Temperaturänderung
eingehen, werden sie durch den Oberflächen-pH, durch Unebenheiten
und dergleichen der Aufzeichnungsmedien nicht beeinflusst. Deshalb
sind sie für
verschiedene Aufzeichnungsmedien wie etwa transparente Filme, Gewebe
und Metallblätter
zusätzlich
zu Normalpapier zweckmäßig.
-
Wie vorstehend beschrieben ist, hängt die
Einrichtung zur Erzeugung von Bildern mit den erfindungsgemäßen Tinten
nicht nur von der Verdampfung und der Eindringung ab, und so können die
Probleme des Verlaufens und des Ausblutens, welche bei einer hochqualitativen
Aufzeichnung erfüllt
sein müssen,
gleichzeitig gelöst
werden, während
eine hohe optische Dichte gewährleistet
wird.
-
Ferner besitzt die vorliegende Erfindung
die folgenden Effekte: der Energieverbrauch kann reduziert werden,
da die zusätzlich
zur Verbesserung der Aufzeichnungsfähigkeit bereitgestellten Mechanismen
extrem einfach sind.
-
Die erfindungsgemäßen Tinten besitzen merklich
die vorstehenden Effekte, wenn sie in Kombination mit einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät eingesetzt
werden, und insbesondere mit solchen, die Wärmeenergie oder mechanische
Energie als ein Tintenstrahlaufzeichnungssystem einsetzen.
-
Während
die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen
beschrieben worden ist, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung
nicht auf die offenbarten Ausführungsformen
beschränkt
ist.