DE69917696T2

DE69917696T2 - Tinte, Tintenset, Tintenbehälter, Aufzeichnungseinheit, Bildaufzeichnungsverfahren und Bildaufzeichnungsgerät

Info

Publication number: DE69917696T2
Application number: DE69917696T
Authority: DE
Inventors: Kumiko Ohta-ku Mafune; Yutaka Ohta-ku Kurabayashi; Koromo Ohta-ku Shirota; Masashi Ohta-ku Ogasawara
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-03-03
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2019-03-03
Also published as: EP0940453B1; EP0940453A1; US6412936B1; DE69917696D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Tinte, die insbesondere für die Verwendung beim Tintenstrahlaufzeichnen geeignet ist, wobei eine Tinte aus einer Öffnung in Antwort auf Aufzeichnungssignale ausgestoßen wird, um eine Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium durchzuführen, und auf einen Tintensatz, eine Tintenkartusche, eine Aufzeichnungseinheit, ein Bildaufzeichnungsgerät und ein Bildaufzeichnungsverfahren unter Verwendung davon.
Verwandter Stand der Technik
Tinten mit verschiedenen Arten der Zusammensetzung wurden bisher in Bezug auf für. das Tintenstrahlaufzeichnen verwendete Tinten beschrieben und vorgeschlagen. Insbesondere in den zurückliegenden Jahren erfolgten ausführliche Untersuchungen und Entwicklungen von verschiedenen Herangehensweisen ausgehend, wie etwa die Zusammensetzung und die physikalischen Eigenschaften von Tinten, so dass eine gute Aufzeichnung selbst auf einem glatten Papier, wie etwa einem Kopierpapier, einem Berichtspapier, Notizpapier und Briefpapier, welche herkömmlicher Weise im Büro verwendet werden, oder selbst auf einem Gewebe erfolgen kann.
Verschiedene Systems wurden ebenfalls bei Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren vorgeschlagen, einschließlich einem System, das geladene Tintentröpfchen kontinuierlich ausstößt, um einen Teil davon für Aufzeichnungen zu verwenden, ein System, das Signale an einen Aufzeichnungskopf mit einem piezoelektrischen Element weitergibt und eine Tinte in Antwort auf die Signale ausstößt, um Aufzeichnungen durchzuführen, ein System, das thermische Energie gemäß Aufzeichnungssignalen an eine Tinte in einem Aufzeichnungskopf mittels zum Beispiel einer Heizvorrichtung zuführt, und die Tinte durch die thermische Energie ausstößt, um Aufzeichnungen durchzuführen usw. Ein derartiges Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren eines Systems, das eine Tinte durch das durch die thermische Energie verursachte Blasenbildungsphänomen der Tinte ausstößt, wie zum Beispiel in der japanischen Patentanmeldung Offenlegungsschrift Nr. 54-59936 beschrieben, ist zur Zeit ein Hauptsystem für Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren von dem Standpunkt, dass eine hohe Integration und eine hohe Dichte der Anordnung der offenen Stellen, von welchen eine Tinte ausgestoßen wird (hiernach jeweils als "Öffnungen" bezeichnet), mit Leichtigkeit durchgeführt werden kann. Übrigens enthalten Beispiele der bevorzugten Kennzeichen oder Eigenschaften, die in der Tintenstrahlaufzeichnung verwendete Tinten haben sollten, die folgenden Kennzeichen oder Eigenschaften:

(1) Vorsehen klarer oder heller Abbildungen mit einer hohen optischen Dichte;
(2) Vorsehen von Hochqualitätsabbildungen, frei von jedem undefinierten oder unregelmäßigen Auslaufen;
(3) Aufweisen einer hohen Fixierbarkeit zu Aufzeichnungsmedien;
(4) Aufweisen einer hervorragenden Ausstoßstabilität; und
(5) Aufweisen einer guten Lagerungsstabilität.

Mit den Anforderungen in den letzten Jahren einer weiteren Beschleunigung des Druckens, der Mehrfarbigkeit von Abbildungen, noch höherer Auflösung von Abbildungen und einer noch höheren Abbildungsqualität, wurden verschiedene Arten von Aufzeichnungsmedien gemäß ihrer Anwendungsbereiche entwickelt, und daher ist folglich der Bedarf für die Entwicklung von Tinten vorhanden, welche die vorher beschriebenen Kennzeichen (1) bis (3) in einem höheren Maße unabhängig vom Aufzeichnungsmedium erfüllen, und überdies die vorher beschriebenen Kennzeichen (4) oder (5) in einem hohen Maße befriedigen.
Als Antwort auf eine derartige Anforderung offenbart zum Beispiel die japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift Nr. 6-271798 eine Tinte mit Bis(hydroxyethyl)sulfon (hiernach als "BHES" abgekürzt) als eine Tinte, die die Voraussetzung von Hochqualitätsabbildungen, guter Fixierbarkeit zu Aufzeichnungsmedien und guter Ausstoßstabilität erfüllt, und kaum eine Verstopfung an einer Öffnung verursacht.
EP-A-0 769 536 ist auf eine Tintenstrahltinte mit einem wasserlöslichen Farbstoff als ein Farbmittel gerichtet, welche Bis(hydroxyethyl)sulfon (BHES) als einen Bestandteil des wässrigen Mediums umfassen kann, und der pH-Wert der Tinte wird eingestellt, um in Abhängigkeit von der verwendeten Tinte neutral bis basisch zu sein.
Das US-Patent Nr. 5,540,764 und EP-A-0 602 914 sind auf Tinten für das Tintenstrahldrucken gerichtet, welche BHES in einem wässrigen Medium enthalten und wobei der pH-Wert der Tinte eingestellt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Als die Ergebnisse der bis zu diesem Zeitpunkt durch die Erfinder durchgeführten Untersuchungen wurden die folgenden Befunde erhalten.
Wenn nämlich eine Tinte auf Wasser-Grundlage ohne BHES in dem System verwendet wird, dass die Tinte mittels einer Heizvorrichtung ausstößt, tritt schrittweise eine von einem wasserlöslichen färbenden Material in der Tinte herrührende Ablagerung auf der Heizvorrichtung auf, und diese Ablagerung verhindert den stabilen Ausstoß der Tinte und beeinflusst überdies nachteilig die Bildung von Hochqualitätsabbildungen.
Zusätzlich kann die Zugabe von BHES zu der Tinte auf Wasser-Grundlage wirkungsvoll das Auftreten von aus dem in Wasser löslichen färbenden Material herrührender Ablagerung auf der Heizvorrichtung vermeiden.
Unter derartigen Umständen führten die Erfinder der vorliegenden Erfindung mit Blick auf die Verbesserung der vorher beschriebenen Kennzeichen eine weitere Untersuchung von Tinten mit einem wasserlöslichen färbenden Material und BHES in einem wässrigen Medium durch. Als ein Ergebnis wurde gefunden, dass, wenn der pH einer derartigen Tinte auf 9,5 bis 12, insbesondere 9,5 bis 11, eingestellt wird, die Wirkung der Verhinderung des Auftretens von Ablagerungen auf der Heizvorrichtung stärker verbessert ist, und eine derartige Einstellung ist ebenfalls für die Verbesserung der Lagerungsstabilität der Tinte wirksam, insbesondere für die Lagerungsstabilität bei niedriger Temperatur.
Die vorliegende Erfindung erfolgte auf der Grundlage derartiger Befunde und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tinte zur Verfügung zu stellen, die die vorher beschriebenen Kennzeichnen (1) bis (5) in einem höheren Maße befriedigt, spezifischer zum Beispiel eine Tinte, die die stabile Erzeugung von Hochqualitätsabbildungen auf einer großen Vielfalt von Aufzeichnungsmedien ermöglicht und eine hervorragende Ausstoßstabilität, Ausstoßbeständigkeit und Lagerungsstabilität hat.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Bildaufzeichnungsverfahren zur Verfügung zu stellen, welches das stabile Aufzeichnen von Hochqualitätsabbildungen auf einer großen Vielfalt von Aufzeichnungsmedien ermöglicht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Bildaufzeichnungsgerät zur Verfügung zu stellen, welches das stabile Aufzeichnen von Hochqualitätsabbildungen auf einer großen Vielfalt von Aufzeichnungsmedien ermöglicht, und eine Tintenkartusche, einen Tintensatz und eine Aufzeichnungseinheit, welche in einem derartigen Gerät verwendet werden können.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Tinte zur Verfügung zu stellen, die die vorher erwähnten Kennzeichen (1) bis (5) in einem höheren Maße erfüllen kann, insbesondere zum Beispiel eine Tinte, welche das stabile Erzeugen von Hochqualitätsabbildungen auf einer großen Vielzahl von Aufzeichnungsmedien ermöglicht, eine hervorragende Ausstoßstabilität, Ausstoßbeständigkeit und Lagerungsstabilität hat, und kaum Verstopfung einer Öffnung nach dem zeitweise Beenden des Aufzeichnens verursacht, selbst unter verschiedenen Verwendungsumgebungen oder selbst in dem Fall, wo die Öffnungen verkleinert wurden.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Bildaufzeichnungsverfahren zur Verfügung zu stellen, durch welches Hochqualitätsabbildungen stabil auf einer großen Vielfalt von Aufzeichnungsmedien aufgezeichnet werden können, und Hochqualitätsabbildungen selbst in verschiedenen Verwendungsumgebungen stabil erzeugt werden können, oder eine derartige Wirkung kann selbst in dem Fall stabil aufgewiesen werden, wo die Öffnungen eines Aufzeichnungskopfes für den Zweck des Erzeugens von Hochqualitätsabbildungen verkleinert wurden.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Bildaufzeichnungsgerät zur Verfügung zu stellen, durch welches Hochqualitätsabbildungen stabil auf einer großen Vielfalt von Aufzeichnungsmedien aufgezeichnet werden und Hochqualitätsabbildungen selbst in verschiedenen Verwendungsumgebungen stabil erzeugt werden können, oder eine derartige Wirkung selbst in dem Fall aufgewiesen werden kann, wo die Öffnungen eines Aufzeichnungskopf zum Zwecke des Vorsehens von Hochqualitätsabbildungen verkleinert wurden, und eine Tintenkartusche, ein Tintensatz und eine Aufzeichnungseinheit, welche in einem derartigen Gerät verwendet werden können.
Die vorher erwähnten Aufgaben können durch die im Folgenden beschriebene Erfindung erzielt werden.
Erfindungsgemäß wird folglich eine Tinte mit einem wasserlöslichen färbenden Material und Bis(hydroyxethyl)sulfon in einem wässrigen Medium mit einem pH von 9,5 bis 12 zur Verfügung gestellt.
Erfindungsgemäß wird ebenfalls ein Bildaufzeichnungsverfahren, mit einem Schritt des Auftrags einer Tinte mit einem wasserlöslichen färbenden Material und Bis(hydroxyethyl)sulfon in einem wässrigen Medium und mit einem pH von 9,5 bis 12 auf den Bilderzeugungsbereich eines Aufzeichnungsmediums zur Verfügung gestellt.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Bildaufzeichnungsgerät zur Verfügung gestellt mit einer Aufzeichnungseinheit, welche einen Tintenbehälterabschnitt hat, der darin mit einer Tinte mit einem wasserlöslichen färbenden Material und Bis(hydroxyethyl)sulfon in einem wässrigen Medium und mit einem pH von 9,5 bis 12 beladen ist, einer Einrichtung zum Auftragen der Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium und einer Einrichtung für die Zufuhr der Tinte zu der ersten erwähnten Einrichtung, und einer Einrichtung für die Steuerung der Einrichtung für den Auftrag der Tinte auf das Aufzeichnungsmedium in der Aufzeichnungseineinheit in Antwort auf die Aufzeichnungssignale.
Erfindungsgemäß wird ferner ein Tintensatz mit einer Kombination einer Tinte mit einem ersten wasserlöslichen färbenden Material und Bis(hydroxyethyl)sulfon und mit einem pH von 9,5 bis 12 und einer weiteren Tinte mit einem zweiten wasserlöslichen färbenden Material zur Verfügung gestellt, wobei jeder der ersten und zweiten wasserlöslichen Materialien ein färbendes Material einer Farbe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gelb, Magenta, Zyan, Schwarz, Rot, Blau und Grün, ist.
Erfindungsgemäß wird weiterhin eine Tintenkartusche zur Verfügung gestellt mit einem Tintenbehälterabschnitt, der darin mit einer Tinte mit einem wasserlöslichen färbenden Material und Bis(hydroxyethyl)sulfon in einem wässrigen Medium und mit einem pH von 9,5 bis 12 beladen ist.
Erfindungsgemäß wird weiterhin eine Aufzeichnungseinheit zur Verfügung gestellt mit einem Tintenbehälterabschnitt, der darin mit einer Tinte mit einem wasserlöslichen färbenden Material und Bis(hydroxyethyl)sulfon in einem wässrigen Medium und mit einem pH von 9,5 bis 12 beladen ist, einer Einrichtung für den Auftrag der Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium und einer Einrichtung für die Zufuhr der Tinte zu der zuerst erwähnten Einrichtung.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Bildaufzeichnungsverfahren zur Verfügung gestellt mit dem Schritt des Auftrags einer Tinte mit einem wasserlöslichen färbenden Material, Bis(hydroxyethyl)sulfon und Harnstoff in einem wässrigen Medium und mit einem pH von 9,5 bis 12 auf den Bilderzeugungsbereich eines Bilderzeugungsmediums mittels eines Bilderzeugungsgerätes mit einer Aufzeichnungseinheit, welche einen Tintenbehälterabschnitt hat, der darin mit der Tinte beladen ist, einem Aufzeichnungskopf, ausgestattet mit einer Einrichtung für den Ausstoß der Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium aus einer Öffnung von der Größe, das 0,1 bis 40 Pikoliter der Tinte durch einen Ausstoßvorgang ausgestoßen werden kann, und einer Einrichtung für die Zufuhr der Tinte zu dem Aufzeichnungskopf und einer Einrichtung für die Steuerung der Aufzeichnungseinheit in Antwort auf Aufzeichnungssignale.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Bildaufzeichnungsgerät zur Verfügung gestellt mit einer Aufzeichnungseinheit, welche einen Tintenbehälterabschnitt hat, der darin mit einer Tinte mit einem wasserlöslichen färbenden Material, Bis(hydroxyethyl)sulfon und Harnstoff in einem wässrigen Medium beladen ist, und einem pH von 9,5 bis 12 hat, einem Aufzeichnungskopf, ausgestattet mit einer Einrichtung für den Ausstoß der Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium aus einer Öffnung der Größe, dass 0,1 bis 40 Pikoliter der Tinte durch einen Ausstoßvorgang ausgestoßen werden können, und einer Einrichtung für die Zufuhr der Tinte zu dem Aufzeichnungskopf und einer Einrichtung für die Steuerung der Tintenaufzeichnungseinheit in Antwort auf Aufzeichnungssignale.
Erfindungsgemäß wird weiterhin eine Aufzeichnungseinheit zur Verfügung gestellt, mit einem Tintenbehälterabschnitt, der darin mit einer Tinte mit einem wasserlöslichen färbenden Material, Bis(hydroxyethyl)sulfon und Harnstoff in einem wässrigen Medium mit einem pH von 9,5 bis 12 beladen ist, einem Aufzeichnungskopf, ausgestattet mit einer Einrichtung für den Ausstoß der Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium aus einer Öffnung der Größe, dass 0,1 bis 40 Pikoliter der Tinte durch einen Ausstoßvorgang ausgestoßen werden können, und einer Einrichtung für die Zufuhr der Tinte zu dem Aufzeichnungskopf.
Nebenbei bemerkt, offenbart die japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift Nr. 10-768 eine Tinte mit einem Dispersionsfarbstoff, einer Verbindung für die Dispersion des Dispersionsfarbstoffs und einem wässrigen flüssigen Medium, wobei BHES zu der Tinte gegeben wird und der pH der Tinte auf 7 bis 9 eingestellt wird. Jedoch offenbart diese Veröffentlichung weder die mit der vorliegenden Erfindung verbundenen technischen Gegenstände, noch beschreibt sie irgendeinen Vorschlag bezüglich dieser Gegenstände.
Die Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung wird hiernach beschrieben. Wie vorher beschrieben, führten die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Untersuchung bezüglich der Tinte mit einem wasserlöslichen färbenden Material und BHES durch. Als ein Ergebnis wurde neu gefunden, dass, wenn der pH einer derartigen Tinte auf 9,5 bis 12 eingestellt wird, das Auftreten von Ablagerungen auf einer Heizvorrichtung extrem wirkungsvoll verhindert werden kann und die Ladungsstabilität der Tinte ebenfalls verbessert wird, was folglich zu der vorliegenden Erfindung führte. Gemäß dieser Tinte wird die Aggregation des färbenden Materials, selbst nach einer Langzeitlagerung davon, kaum beobachtet, seine Leistungsfähigkeit ist stabil und hervorragende farbige Abbildungen können stabil auf einer großen Vielfalt von Aufzeichnungsmedien vorgesehen werden. Bei einigen besonderen färbende Materialien kann die Lagerungsstabilität einer Tinte mit einem derartigen färbenden Material in einem alkalischen Bereich verbessert werden, da die Löslichkeit des färbenden Materials verbessert wird. Jedoch sind die durch diese Untersuchungen gefundenen Wirkungen klar jenseits der Abhängigkeit von den färbenden Materialien. Der Grund, warum die vorher erwähnten Wirkungen durch einen derartigen Aufbau erbracht werden, ist nicht geklärt. Jedoch wird angenommen, unter Berücksichtung der Struktur von BHES, dass die Interaktion zwischen dem färbenden Material und BHES in der Tinte, deren pH auf 9,5 bis 12 eingestellt, sehr verstärkt, und so die wechselseitige Assoziation des in dem wässrigen Medium gelösten wasserlöslichen färbenden Materials wirkungsvoll verändert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1 ist eine Querschnittsansicht in Längsrichtung eines Kopfs eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts gemäß einer Ausführungsform.
Die 2 ist eine quer hindurch verlaufende Querschnittsansicht, genommen entlang der Linie 2-2 in der 1.
Die 3 veranschaulicht schematisch einen Multi-Kopf.
Die 4 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
Die 5 ist eine Querschnittsansicht in Längsrichtung einer Tintenkartusche gemäß einer Ausführungsform.
Die 6 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen weiteren exemplarischen Aufbau eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes veranschaulicht.
Die 7 veranschaulicht schematisch den Aufbau, dass 4 Aufzeichnungsköpfe auf einem Schlitten angeordnet sind.
Die 8 veranschaulicht schematisch einen Aufzeichnungskopf, in welchem vier Tintenkartuschen eingebaut sind.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird hiernach ausführlich durch die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
[Definition des pH]
Die Tinte gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein wasserlösliches färbendes Material und BHES in einem wässrigen Medium und hat einen pH von 9,5 bis 12, insbesondere 9,5 bis 11.
[BHES und seine zugegebene Menge]
BHES hat die durch die folgende Strukturformel (I) dargestellte Struktur und ein kommerziell erhältliches Produkt, synthetisiert durch das bekannte konventionelle Verfahren, kann verwendet werden.
Es ist bevorzugt, dass der Anteil von BHES in der Tinte 0,1 bis 30 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 10 Gew.-%, spezieller 0,5 bis 10 Gew.-% auf der Grundlage des Gesamtgewichts der Tinte ist. In der Tinte gemäß dieser Ausführungsform wird die Wirkung der Verhinderung des Auftretens von Ablagerungen auf einer Heizvorrichtung, welche eine Wirkung der Zugabe von BHES ist, durch Einstellen des pH der Tinte auf 9,5 bis 12 weiter verbessert, so dass die Ablagerungsverhindernde Wirkung wirkungsvoll aufgewiesen werden kann, selbst wenn der Anteil von BHES in der Tinte reduziert wird. Gemäß einer derartigen Tinte wird der relative Anteil des färbenden Materials in der Tinte, ausgestoßen aus einer Öffnung, erhöht, und so ergibt sich der vorteilhafte Einfluss auf die optische Dichte der Abbildung.
[Färbendes Material und dessen Anteil]
Keine besondere Beschränkung wird dem färbenden Material auferlegt, soweit es mit BHES interagiert. Jedoch können zum Beispiel die herkömmlich bekannten wasserlöslichen Farbstoffe, zum Beispiel Direktfarbstoffe, Säurefarbstoffe und Reaktivfarbstoffe, verwendet werden. Es ist bevorzugt, dass der Anteil des Farbstoffs in der Tinte 0,1 bis 15 Gew.-%, insbesondere 1 bis 10 Gew.-%, auf der Grundlage des Gesamtgewichts der Tinte ist.
[Wässriges Medium]
Das wässrige Medium dient dazu, das BHES und den wasserlöslichen Farbstoff in einem darin gelösten Zustand zu enthalten, so dass die Tinte daraus gebildet wird. Das wässrige Medium enthält bevorzugt wenigstens Wasser als einen Bestandteil. Wenigstens ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel kann mit Wasser zum Zweck der Erhöhung der Löslichkeit verschiedener in der Tinte enthaltender Bestandteile oder zur Steuerung der Eigenschaften der Tinte mit Wasser gemischt werden.
[Wasseranteil]
Es ist bevorzugt, dass der Wasseranteil für die Tinte zum Beispiel 20 bis 95 Gew.-%, insbesondere 40 bis 95 Gew.-%, spezieller 60 bis 95 Gew.-%, auf der Grundlage des Gesamtgewichts der Tinte ist. Der Anteil des wasserlöslichen organischen Lösungsmittels ist innerhalb eines Bereichs von bevorzugt 1 bis 30 Gew.-%, bevorzugter 3 bis 20 Gew.-%, auf der Grundlage des Gesamtgewichts der Tinte. Wenn die Menge des organischen Lösungsmittels in diesen Bereich fällt, kann die Anhaftungseigenschaft der Tinte bei Auftrag auf ein Aufzeichnungsmedium befriedigend sein.
Wenn die Mengen der entsprechenden, die Tinte aufbauenden Bestandteile innerhalb der entsprechenden vorher erwähnten Bereiche gesteuert werden und der pH der Tinte in dem vorher erwähnten Bereich gesteuert wird, kann, wie vorher beschrieben, das Auftreten von aus BHES herrührenden Ablagerungen auf der Heizvorrichtung äußerst wirkungsvoll verhindert werden, und so kann die Ausstoßbeständigkeit der Tinte noch weiter verbessert werden. Zusätzlich ist die optische Dichte einer Abbildung, gebildet auf einem Aufzeichnungsmedium mit einer derartigen Tinte, ebenfalls gut und überdies ist die Fixierfähigkeit der resultierenden Abbildungen auf einer großen Vielzahl von Aufzeichnungsmedien bei Durchführung des Aufzeichnens auf den Aufzeichnungsmedien ebenfalls hervorragend. Überdies, selbst wenn die Tinte für eine lange Zeitspanne gelagert wird, wird keine Qualitätsänderung in der Tinte beobachtet. Demgemäß kann eine derartige Tinte außerordentlich geeignet bei der Tintenstrahlaufzeichnung verwendet werden, besonders in einem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren eines Systems, dass thermische Energie für den Ausstoß einer Tinte verwendet. [Spezifische Beispiele des färbenden Materials] Beispiele des in dieser Ausführungsform verwendeten wasserlöslichen Materials enthalten die folgenden färbenden Materialen.
(Schwarze Tinte)
Beispiele von in einer schwarzen Tinte verwendeten Farbstoffen enthalten C.I. Direct Black 17, C.I. Direct Black 19, C.I. Direct Black 22, C.I. Direct Black 31, C.I. Direct Black 32, C.I. Direct Black 51, C.I. Direct Black 62, C.I. Direct Black 71, C.I. Direct Black 74, C.I. Direct Black 112, C.I. Direct Black 113, C.I. Direct Black 154, C.I. Direct Black 168, C.I. Acid Black 2, C.I. Acid Black 48, C.I. Acid Black 51, C.I. Acid Black 52, C.I. Acid Black 110, C.I. Acid Black 115, C.I. Acid Black 156, C.I. Reactive Black 1, C.I. Reactive Black 8, C.I. Reactive Black 12, C.I. Reactive Black 13, C.I. Food Black 1 und C.I. Food Black 2.
(Gelbe Tinte)
Beispiele von in einer gelben Tinte verwendeten Farbstoffen enthalten C.I. Acid Yellow 11, C.I. Acid Yellow 17, C.I. Acid Yellow 23, C.I. Acid Yellow 25, C.I. Acid Yellow 29, C.I. Acid Yellow 42, C.I. Acid Yellow 49, C.I. Acid Yellow 61, C.I. Acid Yellow 71, C.I. Direct Yellow 12, C.I. Direct Yellow 24, C.I. Direct Yellow 26, C.I. Direct Yellow 44, C.I. Direct Yellow 86, C.I. Direct Yellow 87, C.I. Direct Yellow 98, C.I. Direct Yellow 100, C.I. Direct Yellow 130 und C.I. Direct Yellow 142.
(Magentafarbene Tinte)
Beispiele von in einer magentafarbenen Tinte verwendeten Farbstoffen enthalten C.I. Acid Red 1, C.I. Acid Red 6, C.I. Acid Red 32, C.I. Acid Red 35, C.I. Acid Red 37, C.I. Acid Red 51, C.I. Acid Red 52, C.I. Acid Red 80, C.I. Acid Red 85, C.I. Acid Red 87, C.I. Acid Red 92, C.I. Acid Red 94, C.I. Acid Red 115, C.I. Acid Red 180, C.I. Acid Red 254, C.I. Acid Red 256, C.I. Acid Red 289, C.I. Acid Red 315, C.I. Acid Red 317, C.I. Direct Red 1, C.I. Direct Red 4, C.I. Direct Red 13, C.I. Direct Red 17, C.I. Direct Red 23, C.I. Direct Red 28, C.I. Direct Red 31, C.I. Direct Red 62, C.I. Direct Red 79, C.I. Direct Red 81, C.I. Direct Red 83, C.I. Direct Red 89, C.I. Direct Red 227, C.I. Direct Red 240, C.I. Direct Red 242 und C.I. Direct Red 243.
(Zyanfarbene Tinte)
Beispiele von in einer zyanfarbenen Tinte verwendeten Farbstoffen enthalten C.I. Acid Blue 9, C.I. Acid Blue 22, C.I. Acid Blue 40, C.I. Acid Blue 59, C.I. Acid Blue 93, C.I. Acid Blue 102, C.I. Acid Blue 104, C.I. Acid Blue 113, C.I. Acid Blue 117, C.I. Acid Blue 120, C.I. Acid Blue 167, C.I. Acid Blue 229, C.I. Acid Blue 234, C.I. Acid Blue 254, C.I. Direct Blue 6, C.I. Direct Blue 22, C.I. Direct Blue 25, C.I. Direct Blue 71, C.I. Direct Blue 78, C.I. Direct Blue 86, C.I. Direct Blue 90, C.I. Direct Blue 106 und C.I. Direct Blue 199.
Als weitere Beispiele von wasserlöslichen Farbstoffen können ebenfalls Farbstoffe mit wenigstens einer -COOM-Gruppe (in welcher M ein Alkalimetall, Ammonium oder organisches Ammonium ist) in ihren Molekülen geeigneter Weise verwendet werden. Beispiele davon enthalten Farbstoffe, dargestellt durch die folgende allgemeine Formel:
wobei A und B unabhängig eine Hydroxylgruppe oder Wasserstoff sind, C Wasserstoff oder SO₃M ist und D SO₃M ist;
wobei G eine der Strukturen ist, dargestellt durch die strukturellen Formeln
CuPc ein Rest von Kupferphthalocyanin ist, Z ist NHCH₂CH₂OH oder N(CH₂CH₂OH)₂ und in den Strukturformeln (1) bis (4) sind R und R' unabhängig H oder eine niedere Alkylgruppe;
wobei J eine der Strukturen ist, dargestellt durch die Strukturformeln
L ist eine der Strukturen, dargestellt durch die Strukturformeln
X ist eine der Strukturen, dargestellt durch die Strukturformeln
und R¹ bis R⁴ sind unabhängig H oder eine niedere Alkylgruppe, und in den Strukturformeln (5) bis (12) ist B H oder COOH, W ist H, CN, eine Amidgruppe, eine Pyridiniumgruppe oder COOH, m ist eine Zahl von 2 bis 8, Z ist eine Alkoxygruppe, OH, Alkylaminogruppe oder NH₂, Y ist H, Cl oder CN, E ist Cl oder CN, und R⁵ ist H oder eine niedere Alkylgruppe; und
wobei Q eine Struktur ist, dargestellt durch die Strukturformel
L ist eine der Strukturen, dargestellt durch die Strukturformeln
X ist eine der Strukturen, dargestellt durch die Strukturformeln
und R¹ und R² sind unabhängig H oder eine niedere Alkylgruppe, und in den Strukturformeln (13) bis (18) ist Z eine Alkoxygruppe, OH, Alkylamino oder NH₂, Y ist H, Cl oder CN und E ist Cl oder CN.
[Wasserlösliches organisches Lösungsmittel]
Spezifische Beispiele des wasserlöslichen organischen Lösungsmittels enthalten Amide, wie etwa Dimethylformamid und Dimethylaceteamid; Ketone, wie etwa Aceton; Ether, wie etwa Tetrahydrofuran und Dioxan; Polyalkylenglycole, wie etwa Polyethylenglycol und Polypropylenglycol; Alkylenglykole, wobei der Alkylenrest davon 2 bis 6 Kohlenstoffatome hat, wie etwa Ethylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol, Triethylenglycol, Thiodiglycol, Hexylenglycol und Diethylenglycol; 1,2,6-Hexantriol; Glycerol; niedere Alkylether von mehrwertigen Alkoholen, wie etwa Ethylenglycolmonomethyl(oder monoethyl)ether, Diethylenglycolmonomethyl(oder monoethyl)ether und Triethylenglycolmonomethyl(oder monoethyl)ether; N-methyl-2-pyrrolidon; 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon; Triethanolamin; Sulfolan; Dimethylsulfoxid; cyclische Amidverbindungen, wie etwa 2-Pyrrolidon und ε-Caprolactan; Imidverbindungen, wie etwa Succinimid; und Trimethylol-Propan.
Wenn die Tinte für die Verwendung beim Tintenstrahlaufzeichnen angepasst wird, wird die Tinte so eingestellt, dass sie als ihre eigenen, bei 25°C gemessenen, physikalischen Eigenschaften eine Oberflächenspannung von 30 bis 68 dyn/cm und eine Viskosität von 15 cP oder niedriger, insbesondere 10 cP oder niedriger, spezieller 5 cP oder niedriger, durch Einstellen der Materialien und Mischungsanteile der vorher erwähnten entsprechenden Bestandteile bei der Herstellung der Tinte hat. Durch eine derartige Einstellung werden die Tintenstrahlausstoßeigenschaften der Tinte für die Durchführung der Aufzeichnung von Hochqualitätsabbildungen angepaßt. Als spezifische Zusammensetzungen, die derartige Eigenschaften erzielen können, können zum Beispiel die Zusammensetzung von in den Beispiel 1 bis 6 beschriebenen Tinten erwähnt werden, welche nachfolgend beschrieben werden.
[Zugabe von Harnstoff]
Als die Tinte gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Tinte erwähnt werden, in welcher weiterhin Harnstoff zusätzlich zu den Bestandteilen der Tinte gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist. Gemäß der Tinte gemäß der zweiten Ausführungsform kann verglichen mit den herkömmlichen Tinten eine verbesserte Wiederausstoßfähigkeit zusätzlich zu den Effekten erzielt werden, die durch die Tinte gemäß der ersten Ausführungsform erbracht werden. Der hierin verwendet Begriff "Wiederausstoß", bedeutet einen Vorgang, dass eine Tinte wieder aus einer Öffnung ausgestoßen wird, nachdem die Aufzeichnung unterbrochen war. Aus den bis zu diesem Zeitpunkt durchgeführten Untersuchungen haben die Erfinder gefunden, dass auf Wasser basierende Tinten, die ein wasserlösliches färbendes Material enthalten, einige Tinten einschließen, welche an einer Öffnung sich verfestigen, während die Aufzeichnung zeitweise unterbrochen wird, um vollständig oder teilweise die Öffnung zu verstopfen, was in einer Unmöglichkeit des Wiederausstoßes von Tinte oder des Ausstoßes einer vorbestimmten Menge von Tinte in der richtigen Richtung resultiert und diese Tendenz wird insbesondere oftmals in dem Fall gezeigt, wo Öffnungen für das Vorsehen von hochdefinierten Abbildungen verkleinert werden oder wo die Benutzungsbedingungen mit der Verbreitung des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts diversifiziert werden, oder insbesondere wenn ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät in einer Niedrigtemperaturumgebung verwendet wird. Jedoch kann zusätzlich zu den durch die Tinte gemäß der ersten Ausführungsform gezeigten Wirkungen die weitere Zugabe von Harnstoff zu der Tinte gemäß der ersten Ausführungsform ebenfalls die Wirkung der Stabilisierung der Wiederausstoßfähigkeit, selbst unter den vorher beschriebenen Bedingungen, ergeben. Der Grund, warum die vorherige Wirkung durch Anwendung der vorherigen Ausführungsform erbracht wird, ist nicht klargestellt. Jedoch wird angenommen, dass, da BHES bei herkömmlicher Temperatur fest ist und die Eigenschaft hat, es dazu neigt, sich in der Form von Wachs abzuscheiden, wenn sein berechneter Anteil in dem wässrigen Medium 80 Gew.-% übersteigt, dieses Phänomen ebenfalls mikroskopisch in einer an einer Öffnung vorhandenen BHES-haltigen Tinte mit der Verdampfung des Wassers in der Tinte auftritt. Andererseits dient Harnstoff dazu, um die Affinität von Wasser zu wasserlöslichen Farbstoffen stark zu erhöhen. Daher wird angenommen, dass, wenn BHES zusammen mit Harnstoff vorhanden ist, in einer derartig an einer Öffnung befindlichen Tinte ein synergistischer Effekt zwischen der Wirkung der Verhinderung des Verdampfens von Wasser in der Tinte aus der Öffnung durch die Abscheidung von BHES, und der Wirkung der Verhinderung der schnellen Erhöhung der Farbstoffkonzentration in der Tinte in der Nähe der Öffnung erzielt wird.
In dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die Harnstoffmenge 0,1 bis 20 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 15 Gew.-%, auf der Grundlage des Gesamtgewichts der Tinte, ist, während die Gesamtmenge von Harnstoff und BHES 0,2 bis 30 Gew.-%, insbesondere 0,6 bis 25 Gew.-%, auf der Grundlage des Gesamtgewichts der Tinte ist. Nebenbei bemerkt, können zu den erfindungsgemäßen Tinten verschiedene Zusätze hinzugegeben werden, die sich von den vorher beschriebenen Bestandteilen unterscheiden, wie etwa oberflächenaktive Stoffe, pH-Einsteller, Rostverhinderer, Antiseptika, schimmelfeste Mittel, Antioxidationsmittel, Verdampfungsbeschleuniger, Chelatoren und wasserlösliche Polymere, falls erforderlich.
[Gerät]
Ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, in welchem die vorher beschriebenen Tinten verwendet werden können, und ein Bildaufzeichnungsverfahren unter Verwendung davon wird hiernach beschrieben.
(Aufbau des Kopfes)
Die 1 ist eine schematische Querschnittansicht eines Kopfes gemäß einer Ausführungsform, welche ein Hauptbestandteil eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes eines Systems ist, das thermische Energie verwendet, um eine Tinte auszustoßen, genommen entlang der Längsrichtung eines Öffnungsteils, von welcher eine Tinte ausgestoßen wird, und die 2 ist eine Querschnittsansicht genommen entlang der Linie 2-2 in der 1. In den 1 und 2 wird der Kopf 13 durch Binden einer Glas-, Keramik- oder Kunststoffplatte, oder ähnlichem, mit einer Vertiefung 14, durch welche eine Tinte geführt wird, an einen Heizkopf 15 gebildet, welcher für das thermische Aufzeichnen verwendet wird (jedoch zeigen die Zeichnungen einen Kopf, auf den die vorliegende Erfindung nicht beschränkt ist). Der Heizkopf 15 besteht aus einem Schutzfilm 16 aus Siliciumoxid oder ähnlichen, Aluminiumelektroden 17-1 und 17-2, einer Wärmewiderstandsschicht 18, hergestellt aus Nichrom oder ähnlichem, einer Wärmeakkumulationsschicht 19 und einem Substrat 20, hergestellt aus Aluminiumoxid oder ähnlichem, mit einer guten Wärmeabstrahlungseigenschaft. Eine Tinte 21 gelangt zu einer Ausstoßöffnung (einer feinen Öffnung) 22 und bildet einen Meniskus 23 aufgrund eines vorbestimmten Drucks P. Nun, bei Anlegen von elektrischen Signalen der Elektroden 17-1 und 17-2, erzeugt der Heizkopf 15 schnell Wärme in dem durch "n" bezeichneten Bereich, um Blasen in der Tinte 21 zu bilden, welche in Kontakt mit diesem Bereich ist. Der Meniskus 23 der Tinte wird durch den derartig erzeugten Druck vorgeschleudert und die Tinte 21 wird aus der Öffnung 22 auf ein Aufzeichnungsmedium (zum Beispiel Papier) 25 in der Form von feinen Tröpfchen 24 ausgestoßen und auf den Bilderzeugungsbereich des Aufzeichnungsmediums 25 aufgebracht, wodurch eine Abbildung aufgezeichnet wird.
Die 3 veranschaulicht ein Erscheinungsbild eines Multi-Kopfes, bestehend aus einer Anordnung einer Anzahl von Köpfen, wie in der 1 gezeigt. Der Multi-Kopf wird durch enges Binden einer Glasplatte 27 mit einer Anzahl von Vertiefungen 26 an einen Heizkopf 28, ähnlich zu dem Kopf, wie in der 1 veranschaulicht, gebildet.
Bei dem vorher beschriebenen Aufbau der Köpfe gibt es keine besondere Beschränkung auf die Größe der Öffnungen, und es ist nur notwendig, die Größe gemäß der erwünschten Abbildungsqualität geeignet festzusetzen. Mit der Anforderung der Bildung von Hochqualitätsabbildungen in den vergangenen Jahren wurde jedoch versucht, die Größe der Öffnungen feiner zu gestalten. Spezifischer wird versucht, die Öffnungen so fein zu gestalten, dass eine aus jeder Öffnung bei einem Ausstoßvorgang ausgestoßene Tintenmenge, 0,1 bis 40 Pikoliter (pl), insbesondere 0,1 bis 30 pl, spezieller 1 bis 15 pl, beträgt. Bei den Öffnungen einer derartigen Größe ist es für den Zweck der Bildung von Hochqualitätsabbildungen ein insbesondere bevorzugtes technisches Ziel, eine Tinte nach Unterbrechung der Aufzeichnungen für eine Weile wieder stabil auszustoßen. Die vorher beschriebenen Tinten gemäß den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, insbesondere. die Tinte gemäß der zweiten Ausführungsform, können als eine extrem wirkungsvolle Technik erwähnt werden, die dieses technische Ziel erreichen kann. Selbst wenn Öffnungen nicht so fein, wie vorher beschrieben, erzeugt werden, kann ein Ausstoßversagen der Tinte in einigen Fällen aufgrund der Verstopfung an einer Öffnung, wie vorher beschrieben, verursacht werden, wenn ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät in verschiedenen Umgebungen bei der Verbreitung von Tintenstrahlgeräten verwendet wird, spezifisch in einer Umgebung (zum Beispiel einem Raum, in dem die Heizung nicht wirksam funktioniert, oder die äußere Umgebung in einem kalten Gebiet), dass die Umgebungstemperatur zum Beispiel 5°C oder niedriger ist. Dieser Gesichtspunkt kann ebenfalls als ein wichtiges technisches Ziel genannt werden, das vom Standpunkt der weiteren Verbreitung des Tintenstrahlgeräts erzielt werden muss. Die vorher beschriebenen Tinten gemäß der Ausführungsformen, insbesondere die Tinte gemäß der zweiten Ausführungsform, kann als eine extrem wirksame Technik erwähnt werden, die dieses technische Ziel erreichen kann.
(Tintenstrahlaufzeichnungsgerät)
Die 4 veranschaulicht ein Beispiel eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts, in welches ein wie vorher beschriebener Kopf eingefügt wurde. In der 4 bezeichnet das Bezugszeichen 61 eine Klinge, die als ein Wischelement dient, wobei ein Ende davon ein stationäres Ende ist, gehalten durch ein Klinge-haltendes Element, um einen Ausleger zu bilden. Die Klinge 61 ist an einer Position in der Nähe zu einem Bereich angeordnet, in welchem ein Aufzeichnungskopf 65 arbeitet, und in dieser Ausführungsform wird sie in einer derartigen Form getragen, dass sie in die Bahn reinragt, durch welche der Aufzeichnungskopf 65 bewegt wird. Das Bezugszeichen 62 bezeichnet einen Deckel, welche an einer Ausgangsposition nahe der Klinge 61 vorgesehen wird und so aufgebaut ist, dass er in einer Richtung senkrecht zu einer Richtung sich bewegt, in welcher der Aufzeichnungskopf 65 bewegt wird und in Kontakt mit der Fläche der Ausstoßöffnungen kommt, um sie abzudecken. Das Bezugszeichen 63 bezeichnet ein benachbart zu der Klinge 61 vorgesehenes Absorptionselement und ist ähnlich der Klinge 61 in einer derartigen Form gehalten, dass es in die Bahn vorragt, durch welche der Aufzeichnungskopf 65 bewegt wird. Die vorher beschriebene Klinge 61, der Deckel 62 und das Absorptionselement 63 bilden einen Ausstoß-Wiedergewinnungsabschnitt 64, wo die Klinge 61 und das Absorptionselement 63 Wasser, Staub und/oder ähnliches von der Fläche der Tintenausstoßöffnungen entfernt. Das Bezugszeichen 65 bezeichnet den Aufzeichnungskopf mit einer eine Ausstoßenergie erzeugenden Einrichtung und dient dazu, die Tinte auf ein im Verhältnis zu der Ausstoßöffnungsfläche gegenüberliegend angeordnetes Aufzeichnungsmedium auszustoßen und ist mit den Ausstoßöffnungen versehen, um Aufzeichnen durchzuführen. Das Bezugszeichen 66 bezeichnet einen Schlitten, auf welchem der Aufzeichnungskopf 65 angebracht ist, so dass der Aufzeichnungskopf 65 bewegt werden kann. Der Schlitten 66 ist gleitfähig mit einem Führungsstab 67 gekoppelt und ist an seinem Teil mit einem Gürtel 69, getrieben durch einen Motor 68, verbunden (nicht gezeigt). Folglich kann der Schlitten 66 entlang dem Führungsstab 67 bewegt werden, und daher kann der Aufzeichnungskopf 65 von einem Aufzeichnungsbereich zu einem dazu benachbarten Bereich bewegt werden. Die Bezugszeichen 51 und 52 bezeichnen ein Papierzufuhrteil, von welchem das Aufzeichnungspapier eingeführt wird, bzw. Papierzufuhrrollen, getrieben durch einen Motor (nicht dargestellt). Mit einem derartigen Aufbau wird das Aufzeichnungspapier zu der Position gegenüber der Ausstoßöffnungsfläche des Aufzeichnungskopfes 65 geführt, und aus einem mit Ausgaberollen 53 versehenen Ausgabeabschnitt mit dem Fortschreiten der Aufzeichnung ausgegeben.
In dem vorherigen Aufbau weicht der Deckel 62 in dem Kopfwiedererlangungsabschnitt 64 von dem Bewegungspfad des Aufzeichnungskopfes 65 zurück, wenn der Aufzeichnungskopf 65 zu seiner Ausgangsposition zurückkehrt, zum Beispiel nach der Beendigung der Aufzeichnung, und die Klinge 61 ragt weiterhin in den Bewegungspfad. Als ein Ergebnis wird die Ausstoßöffnungsfläche des Aufzeichnungskopfes 65 gewischt. Wenn der Deckel 62 in Kontakt mit der Ausstoßöffnungsfläche des Aufzeichnungskopfes 65 kommt, um ihn abzudecken, wird der Deckel 62 bewegt, um in den Bewegungspfad des Aufzeichnungskopfes 65 hineinzuragen.
Wenn der Aufzeichnungskopf 65 von seiner Ausgangsposition zu der Position bewegt wird, an welcher das Aufzeichnen beginnt, sind der Deckel 62 und die Klinge 61 an den gleichen Positionen wie bei den wie vorher beschrieben Positionen für das Wischen. Als ein Ergebnis wird die Ausstoßöffnungsfläche des Aufzeichnungskopfes 65 ebenfalls zu dem Zeitpunkt dieser Bewegung gewischt. Die vorherige Bewegung des Aufzeichnungskopfes 65 zu seiner Ausgangsposition erfolgt nicht nur, wenn das Aufzeichnen vollendet ist oder der Aufzeichnungskopf 65 für den Ausstoß wiederhergestellt wird, sondern ebenfalls, wenn der Aufzeichnungskopf 65 zwischen den Aufzeichnungsregionen zum Zweck des Aufzeichnens bewegt wird, zwischen welchen er zu der Ausgangsposition neben jedem Aufzeichnungsbereich in angegebenen Intervallen bewegt wird, wo die Ausstoßöffnungsfläche in Übereinstimmung mit dieser Bewegung gewischt wird.
(Tintenkartusche)
Die 5 veranschaulicht ein Beispiel einer Tintenkartusche 45, in welcher eine Tinte enthalten ist, die zu einem Kopf durch ein Tintenzufuhrelement, zum Beispiel eine Röhre, zuzuführen ist. Hierbei bezeichnet das Bezugszeichen 40 einen Tintenbehälterabschnitt, der die zuzuführende Tinte enthält, wie durch einen Beutel für die Tinte beispielhaft angegeben. Ein Ende davon wird mit einem Stopper 42, hergestellt aus einem Gummi, versehen. Eine Nadel (nicht dargestellt) kann in diesen Stopper 42 eingeführt werden, so dass die Tinte in den Beutel 40 für die Tinte zu dem Kopf geführt werden kann. Das Bezugszeichen 44 bezeichnet ein Absorptionselement für die Aufnahme einer Abfalltinte. Es ist bevorzugt, dass der Tintenbehälterabschnitt an seiner Oberfläche, mit welcher die Tinte in Kontakt kommt, durch ein Polyolefin gebildet wird, insbesondere Polyethylen. Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Tintenstrahlaufzeichnungsgeräte sind nicht auf das vorher beschriebene Gerät beschränkt, in welchem der Kopf und die Tintenkartusche separat vorgesehen werden. Daher kann eine Vorrichtung, in welcher diese Elemente integral gebildet werden, wie in der 6 gezeigt, ebenfalls bevorzugt verwendet werden.
(Aufzeichnungseinheit)
In der 6 bezeichnet das Bezugszeichen 70 eine Aufzeichnungseinheit, wobei in dem Inneren davon ein Tintenbehälterabschnitt, der eine Tinte enthält, zum Beispiel ein Tintenabsorptionselement, enthalten ist. Die Aufzeichnungseinheit 70 ist so aufgebaut, dass die Tinte in einem derartigen Tinte absorbierenden Element in der Form von Tintentröpfchen durch einen Kopf 71 mit einer Mehrzahl von Öffnungen ausgestoßen wird. In der vorliegenden Erfindung wird Polyurethan bevorzugt als ein Material für das Tinten-absorbierende Element verwendet. Bezugszeichen 72 bezeichnet einen Luftkanal für die Verbindung des Inneren der Aufzeichnungseinheit 70 mit der Atmosphäre. Diese Aufzeichnungseinheit 70 kann anstelle des in der 4 gezeigten Aufzeichnungskopf 65 verwendet werden und ist abnehmbar auf dem Schlitten 66 angebracht.
[Tintensatz]
Die vorher beschriebenen Tinten gemäß den verschiedenen Ausführungsformen können zum Beispiel als gelbe, magentafarbene, zyanfarbene, rote, grüne, blaue oder schwarze Tinten durch Auswahl eines färbenden Materials vorgesehen werden. Diese Tinten können einzeln bei der Aufzeichnung von Abbildungen verwendet werden. Zwei oder mehrere Tinten verschiedener Farben können kombiniert werden, um einen Tintensatz, geeignet für die Verwendung in der Erzeugung von Farbabbildungen, zur Verfügung zu stellen. Alternativ können zwei oder mehrere Tinten der gleichen Farbe, die entsprechend färbende Materialien verschiedener Art enthalten, oder zwei oder mehrere Tinten der gleichen Farbe, welche unterschiedlich in der Farbstoffkonzentration sind, kombiniert werden, um einen Tintensatz, geeignet für die Verwendung in der Bildung von Hochfarbtonabbildungen, zur Verfügung zu stellen. Wenn diese Tintensätze verwendet werden, um Abbildungen zu erzeugen, kann zum Beispiel ein Aufzeichnungsgerät verwendet werden, in welchem 4 Aufzeichnungsköpfe, wobei jeder in der 3 dargestellt wurde, auf einem Schlitten 90 angeordnet sind. Ein Beispiel davon wird in der 7 veranschaulicht. Die Bezugszeichen 86, 87, 88 und 89 bezeichnen Aufzeichnungsköpfe für den Ausstoß von zum Beispiel gelber, magentafarbener, zyanfarbener bzw. schwarzer Tinten. Die Aufzeichnungsköpfe werden in dem vorher beschriebenen Aufzeichnungsgerät angeordnet und dienen dazu, die entsprechenden Tinten in Antwort auf Aufzeichnungssignale auszustoßen. Die 7 zeigt den Fall, wo die vier Aufzeichnungsköpfe verwendet wurden, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel ist eine Ausführungsform, wobei Tintenkartuschen für die vorherige vier Farben verwendet werden, um ein Aufzeichnen von Farbabbildungen durch separate Tintenflussfarbe in einem Aufzeichnungskopf 91, wie in der 8 gezeigt, durchzuführen, ebenfalls eingeschlossen.
Die Beispiele, in denen Tinten gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Gerät verwendet werden, das thermische Energie gemäß Aufzeichnungssignalen an eine Tinte abgibt und die Tinte wird durch die thermische Energie ausgestoßen, und das Bildaufzeichnungsverfahren unter Verwendung eines derartigen Gerätes, wurden vorher beschrieben. Jedoch können die erfindungsgemäßen Tinten ebenfalls in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät eines Systems verwendet werden, dass eine Tinte durch mechanische Energie ausstößt, und einem Bildaufzeichnungsverfahren unter Verwendung eines derartigen Gerätes, wobei die gleichen hervorragenden Wirkungen erzielt werden können.
Die vorliegende Erfindung wird hiernach spezifischer durch die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben. Nebenbei bemerkt bedeuten alle Bezeichnungen von "Teile" oder "Teilen" und "%", wie in den folgenden Beispielen verwendet, Teile oder Gewichtsteile und Gew.-%, wenn nicht anders angegeben.
Beispiele 1 bis 4:
Ihre in Tabelle 1 gezeigten entsprechenden Bestandteile wurden gemischt und ausgiebig in Lösungen gerührt und die resultierenden Lösungen wurden separat unter Druck durch einen Fluoropore-Filter (Marke, Produkt von Sumitomo Electric Industries, Ltd.) mit einer Porengröße von 0,45 μm filtriert, wodurch Tinten gemäß der Beispiele 1 bis 4 hergestellt wurden.
Vergleichsbeispiele 1 bis 4:
Ihre in Tabelle 2 gezeigten entsprechenden Bestandteile wurden verwendet, um Tinten gemäß den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 herzustellen, dem gleichen Vorgehen wie in den Beispielen 1 bis 4 folgend.
Der in Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 3 verwendete Farbstoff 1 hat eine Struktur, dargestellt durch die Strukturformel
wobei Y Wasserstoff oder eine Methyl-, Methoxy-, Acetylamino- oder Nitrogruppe ist, oder einen Benzolring zusammen mit dem Kohlenstoffatom an der 3-Position des Benzolringes B bilden kann, und X ist eine Acetyl-, Benzoyyl-, p-Toluolsulfonyl- oder 4-Chlor-6-hydroxy-1,3,5- triazin-2-yl-Gruppe, M¹, M² und M³ sind unabhängig eine Base, ausgewählt aus Alkalimetallen, Ammonium und Aminen.
Tabelle 1
Tabelle 2
Die vorher erhaltenen Tinten gemäß Beispielen 1 bis 4 und Vergleichsbeispielen 1 bis 4 wurden zur Durchführung eines Drucktests verwendet unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers vom Anforderungstyp (Tintenvolumen ausgestoßen aus einer Öffnung durch einen Ausstoßvorgang: 25 pl; Druckdichte: 720 dpi) unter guter Verwendung eines Heizelements als ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, wodurch die Tinten auf (1) optische Dichte der Abbildung, (2) Fixierfähigkeit, (3) Ausstoßbeständigkeit und (4) Lagerstabilität in Übereinstimmung mit den folgenden entsprechenden Standards überprüft wurden. Die derartig erhaltenen Überprüfungsergebnisse sind in den Tabellen 3 und 4 gezeigt.
[Überprüfungsverfahren und Standards]
(1) Optische Dichte des Bildes:
Nachdem ein festes Druckbild auf einem PPC-Papier (Produkt von Canon Inc.) durch den Drucker gedruckt und für 24 Stunden in einem Raum getrocknet wurde, wurde seine optische Dichte durch einen Macbeth RD915 (Marke, hergestellt durch Macbeth Company) gemessen und die Überprüfung erfolgte in Übereinstimmung mit dem folgenden Standard:

AA: Die optische Dichte war höher als 1,35;
A: Die optische Dichte war von 1,30 bis 1,35;
B: Die optische Dichte war von 1,20 bis 1,29; und
C: Die optische Dichte war niedriger als 1,20.

(2) Fixierfähigkeit:
Ein fester Ausdruck und ein Glanzfilm (CA-101, Marke; Produkt von Canon Inc.) wurde auf PPC-Papier (Produkt von Canon Inc.) durch den Drucker gedruckt. Nach 10 Sekunden wurde der feste Druckbereich mit Filterpapier (Nr. 5C, Marke; Produkt von Toyo Filter Paper Co., Ltd.) gerieben. Die Bewertung erfolgte dann in Übereinstimmung mit dem folgenden Standard:

A: Keine Färbung trat auf dem Druck in 10 Sekunden auf;
B: Leichtes Färben trat auf dem Druck in 10 Sekunden auf; und
C: Deutliches Färben trat auf dem Druck in 10 Sekunden auf.

(3) Ausstoßbeständigkeit:
Nachdem jede der Tintenproben wiederholt 1 × 10⁸ × mittels des Druckers ausgestoßen war, erfolgte ein Druck auf PPC-Papier (Produkt von Canon Inc.). Die Überprüfung erfolgte dann auf die Ausstoßbeständigkeit in Bezug auf den Zustand der Oberfläche einer Heizvorrichtung in Übereinstimmung mit dem folgenden Standard:

A: Keine Ablagerung wurde auf der Heizvorrichtung beobachtet;
B: Einige Ablagerung wurde auf der Heizvorrichtung beobachtet; und
C: Viel Ablagerung wurde auf der Heizvorrichtung beobachtet.

(4) Lagerungsstabilität:
Eine Tintenprobe wurde in einen Behälter getan und für 1 Monat in einer auf 5°C eingestellten Umgebung stehen gelassen. Die Bewertung erfolgte in Übereinstimmung mit dem folgenden Standard:

A: Kein Aggregat wurde in der Tinte beobachtet;
B: Ein feines Aggregat wurde gering in der Tinte beobachtet; und
C: Ein feines Aggregat wurde in der Tinte beobachtet.

Tabelle 3
Tabelle 4
Beispiele 5 und 6:
Tinten ihrer in der Tabelle 5 gezeigten entsprechenden Zusammensetzung wurden hergestellt, und in der gleichen Art und Weise wie in den Beispielen 1 bis 4 bewertet. Zusätzlich wurden die Tinten separat verwendet, um Aufzeichnen auf kommerziell erhältlichem Kopierpapier mittels dem gleichen Drucker durchzuführen, der für die Bewertung in den Beispielen 1 bis 4 und Vergleichsbeispielen 1 bis 4 verwendet wurde, wodurch sie bezüglich (5) der Verstopfungstendenz bei wiederholtem Druck nach Unterbrechen des Druckens und (6) ihre Frequenzansprechempfindlichkeit bewertet wurden. Die Bewertung erfolgte unter den folgenden entsprechenden Bedingungen:
(5) Verstopfungstendenz bei wiederholtem Druck nach Unterbrechen des Druckens:
Nachdem der Drucker mit jeder Tintenprobe beladen wurde und englische Zeichen und Nummern kontinuierlich für 1 Minute in einer Umgebung mit 20°C Raumtemperatur und 25 ± 5% Feuchtigkeit kontinuierlich gedruckt wurde, wurde das Drucken für 30 Sekunden unterbrochen und dann wieder aufgenommen. Die Verstopfungstendenz wurde bewertet, ob entweder defekte gedruckte Bereiche, wie etwa ausgelaufene Zeichen oder angestoßene Zeichen, vorhanden waren oder nicht, und gemäß dem folgenden Standard mit einer Rangordnung versehen. Zu diesem Zeitpunkt war die Kopftemperatur 35 ± 5°C.

A: Kein Auslaufen wurde beobachtet, selbst vom ersten Zeichen;
B: ein Teil des ersten Zeichen lief aus oder war angestoßen; und
C: das erste Zeichen wurde überhaupt nicht gedruckt.

(6) Frequenzansprechempfindlickeit:
Jede sich ergebende Druckprobe wurde mit dem nackten Auge in Bezug auf ihren Druckzustand untersucht, nämlich die Zustände der ausgelaufenen Zeichen und blanken Bereiche, und defekten Tintentröpfchenaufstoß, wie etwa Sprenkeln und Verrutschen, um die Tintenprobe auf ihre Antwort auf die Frequenz gemäß dem folgenden Standard zu bewerten:

AA: Die Folgeeigenschaften der Tinte auf die Frequenz war gut und keine ausgelaufenen Zeichen, keine blanken Bereiche und kein defekter Tintentröpfchenaufstoß wurde sowohl bei dem festen Drucken als auch dem Zeichendruck beobachtet;
A: Die Folgeeigenschaften der Tinte auf die Frequenz waren im Wesentlichen gut und keine ausgelaufenen Zeichen, keine blanken Bereiche und keine defekter Tintentröpfchenaufstoß wurde nach Zeichendruck beobachtet, aber leichtes Auslaufen wurde bei festem Drucken beobachtet;
B: Weder Auslaufen noch blanke Bereiche wurden beobachtet, aber defekter Tintentröpfchenaufstoß wurde teilweise beim Zeichendrucken beobachtet, und ausgelaufene und blanke Bereiche wurden an Abschnitten von etwa einem Drittel des gesamten festen gedruckten Bereiches beim festen Drucken beobachtet; und
C: Ausgelaufene und blanke Bereiche wurden zu einem großen Umfang beim festen Drucken beobachtet, und Auslaufen und defekter Tintentröpfchenaufstoß wurde ebenfalls zu einem großen Umfang beim Zeichendrucken beobachtet.

Die derartig erhaltenen Bewertungsergebnisse sind in der Tabelle 5 und 6 gezeigt.
Tabelle 5
Tabelle 6
Gemäß den wie vorher beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Tinten, Tintensätze, Tintenkartuschen, Aufzeichnungseinheiten, Bildaufzeichnungsverfahren und Bildaufzeichnungsgeräte zur Verfügung gestellt werden, welche die folgenden Kennzeichen und Eigenschaften (1) bis (5) zu einem extrem hohen Grad befriedigen:

(1) Vorsehen von klaren und hellen Abbildungen mit einer hohen optischen Dichte;
(2) Vorsehen von Hochqualitätsabbildungen, frei von jedem undefinierten und unregelmäßigen Auslaufen;
(3) mit hoher Fixierbarkeit zu Aufzeichnungsmedien;
(4) mit hervorragender Ausstoßstabilität; und
(5) mit hervorragender Lagerungsstabilität.

Spezifischer können Tinten, Tintensätze, Tintenkartuschen und Aufzeichnungseinheiten zur Verfügung gestellt werden, welche stabil Hochqualitätsabbildungen auf einer Vielfalt von Aufzeichnungsmedien zur Verfügung stellen können (zum Beispiel für Tintenstrahldruck hergestelltes beschichtetes Papier und nicht beschichtetes Papiers (sogenanntes glattes Papier), wie etwa Kopierpapier, Berichtspapier, Notizpapier, Briefpapier, Bindungspapier und kontinuierliche Geschäftsformulare, die herkömmlicher Weise in Büros und zuhause verwendet werden), die kaum Änderungen in der Ausstoßleistung zeigen werden und eine hervorragende Lagerungsstabilität haben.
Zusätzlich erlauben sie die stabile Aufzeichnung von Hochqualitätsabbildungen auf verschiedenen Aufzeichnungsmedien.
Es können jedenfalls Tinten, Tintensätze, Tintenkartuschen und Aufzeichnungseinheiten zur Verfügung gestellt werden, welche stabil Hochqualitätsabbildungen auf einer weiter Vielfalt von Aufzeichnungsmedien zur Verfügung stellen, kaum Änderungen in der Ausstoßleistung unterzogen werden, eine hervorragende Lagerungsstabilität haben und nur schwerlich Verstopfung einer Öffnung nach Unterbrechung der Aufzeichnung für eine Weile verursachen, selbst in verschiedenen Verwendungsumgebungen oder selbst in dem Fall, in dem Öffnungen verfeinert wurden.
Weiterhin, gemäß den Bildaufzeichnungsverfahren und -geräten der vorliegenden Erfindung, können Hochqualitätsabbildungen stabil auf einer großen Vielfalt von Aufzeichnungsmedien aufgezeichnet werden und Hochqualitätsabbildungen können stabil selbst in verschiedenen Verwendungsumgebungen gebildet werden, und Verstopfung einer Öffnung kann wirkungsvoll verhindert werden, selbst in dem Fall, in dem Öffnungen zum Zwecke des Vorsehens von Abbildungen höherer Qualität verfeinert werden.
Die Erfindung stellt eine Tinte mit einem wasserlöslichen färbenden Material und Bis(hydroxyethyl)sulfon in einem wässrigen Medium und mit einem pH von 9,5 bis 12 zur Verfügung. Die Tinte ermöglich die stabile Bildung von Hochqualitätsabbildungen auf einer großen Vielfalt von Aufzeichnungsmedien und hat eine hervorragende Ausstoßstabilität, Ausstoßbeständigkeit und Lagerungsstabilität.

Claims

Tinte mit einem wasserlöslichen färbenden Material und Bis(hydroxyethyl)sulfon in einem wässrigen Medium und mit einem pH von 9,5 bis 12.
Tinte nach Anspruch 1, wobei Bis(hydroxyethyl)sulfon in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% auf der Grundlage des Gesamtgewichts der Tinte enthalten ist.
Tinte nach Anspruch 1, welche ferner Harnstoff umfasst.
Tinte nach Anspruch 3, wobei der Harnstoff in einer Menge von 0,1 bis 20 Gew.-% auf der Grundlage des Gesamtgewichts der Tinte enthalten ist.
Tinte nach Anspruch 3 oder 4, wobei Bis(hydroxyethyl)sulfon und Harnstoff in einer Menge von insgesamt 0,2 bis 30 Gew.-% auf der Grundlage des Gesamtgewichts der Tinte enthalten sind.
Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Tinte eine Tintenstrahlaufzeichnungstinte ist.
Tintensatz mit einer Kombination einer ersten Tinte und einer zweiten Tinte, wobei die erste Tinte eine Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ist und die zweite Tinte ein zweites, wasserlösliches färbendes Material umfasst, wobei jedes der wasserlöslichen färbenden Materialien der ersten und zweiten Tinte ein färbendes Material einer Farbe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gelb, Magenta, Cyan, Schwarz, Rot, Blau und Grün ist.
Tintenkartusche mit einem Tintenbehälterabschnitt, der darin mit einer Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 6 beladen ist.
Aufzeichnungseinheit mit einem Tintenbehälterabschnitt, der darin mit einer Tinte nach Anspruch 6 gefüllt ist, einem Aufzeichnungskopf zum Ausstoß der Tinte und einer Einrichtung für die Zufuhr der Tinte zu dem Aufzeichnungskopf.
Aufzeichnungseinheit nach Anspruch 9, wobei der Aufzeichnungskopf mit einer Einrichtung zum Ausstoß der Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium aus einer Öffnung der Größe ausgestattet ist, dass 0,1 bis 40 Picoliter der Tinte durch einen Ausstoßvorgang ausgestoßen werden können.
Bildaufzeichnungsgerät mit einer Aufzeichnungseinheit nach Anspruch 9 und einer Einrichtung zur Steuerung des Aufzeichnungskopfs in der Aufzeichnungseinheit in Antwort auf Aufzeichnungssignale.
Bildaufzeichnungsgerät nach Anspruch 11, wobei der Aufzeichnungskopf mit einer Einrichtung zum Ausstoß der Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium aus einer Öffnung der Größe ausgestattet ist, dass 0,1 bis 40 Picoliter der Tinte durch einen Ausstoßvorgang ausgestoßen werden können.
Bildaufzeichnungsverfahren mit dem Schritt des Auftrags einer Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auf einen Bilderzeugungsbereich eines Aufzeichnungsmediums.
Bildaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 13, wobei die Tinte eine Tinte nach Anspruch 6 ist, und der Schritt mit einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät versehen mit einem Aufzeichnungskopf zum Ausstoß der Tinte durchgeführt wird.
Bildaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 14, wobei der Aufzeichnungskopf mit einer Einrichtung zum Ausstoß der Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium aus einer Öffnung mit einer Größe ausgestattet ist, dass 0,1 bis 40 Picoliter der Tinte durch einen Ausstoßvorgang ausgestoßen werden können.