DE69935699T2

DE69935699T2 - Tintensortiment, Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, und Verfahren zur Verminderung der Bildung fester Teilchen innerhalb der Reinigungseinheit

Info

Publication number: DE69935699T2
Application number: DE1999635699
Authority: DE
Inventors: Hisashi Ohta-ku Teraoka; Shinya Ohta-ku Mishina; Mikio Ohta-ku Sanada; Koichi Ohta-ku Osumi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: EP0997288B1; JP2000198956A; JP3581605B2; DE69935699D1; US6425662B1; EP0997288A2; EP0997288A3; ATE358585T1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Tintensatz, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, ein Tintenaufzeichnungsgerät und ein Verfahren zur Verhinderung der Ausbildung von Feststoffen innerhalb einer bekannten Wiederherstellungssystemeinheit.
Technischer Hintergrund
Bisher sind schwarze Tinten, welche selbstdispergierenden Ruß zur Erzeugung von schwarzen Bildern mit hervorragender optischer Dichte, Druckqualität und Echtheitseigenschaften wie etwa Wasserfestigkeit und Lichtechtheit auf insbesondere ungestrichenem Papier beim Aufzeichnen mit einem Tintenstrahlsystem einsetzen und zudem Ausstoßstabilität und Dispersionsstabilität aufweisen, Tintensätze, bei denen an den Grenzen zwischen einem mit einer schwarzen Tinte gedruckten Bild und einem mit einer Farbtinte gedruckten Bild kein Verschmieren auftritt, und Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren und Tintenstrahlaufzeichnungsgeräte oder -instrumente, welche solch einen Tintensatz einsetzen, vorgeschlagen worden.
Zum Beispiel beschreibt die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 8-3498 einen selbstdispergierenden Ruß, welcher stabil dispergiert werden kann, ohne dass irgendein Dispersionsmittel eingesetzt wird, indem an der Oberfläche des Rußes eine wasserlösliche Gruppe eingeführt ist. Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 10-183046 beschreibt Tintensätze, welche eine schwarze Tinte, die einen selbstdispergierenden Ruß mit einer kationischen Gruppe an seiner Oberfläche einsetzt, und Farbtinten, welche jeweils einen anionischen Farbstoff einsetzen, verwenden.
EP-A-0 664 216 offenbart einen Saugwiederherstellungsmechanismus für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, der ein einzelnes Deckelelement einschließt, welches den gesamten Tintenausstoßöffnungsbereich eines jeden der in dem Gerät eingesetzten unterschiedlichen Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe bedecken kann, sowie einen Verbindungsabschnitt für der Saugmechanimus, welcher für das Deckelelement vorgesehen ist, um für jeden der Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe eine Saugwiederherstellung durchzuführen.
Bei einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät wie etwa wie bei Tintenstrahldruckern kann in einigen Fällen aufgrund eines Vermischens von Blasen, von Staub, eines Absinkens eines Meniskus in einer Tintenausstoßöffnung an der Spitze einer Düse und/oder dergleichen beim Drucken mit einem Aufzeichnungskopf ein Ausstoßfehler auftreten, was dazu führt, dass kein klarer Ausdruck erhältlich ist. Um solch eine Situation zu verhindern, wird ein Wiederherstellungsausstoß einer Tinte von einer Düse zum Normalzustand und ein vorausgehendes Ausstoßen einer Tinte zur Stabilisierung der Ausstoßeigenschaften der Tinte von der Düse im Voraus durchgeführt. Wenn solch ein Vorgang des normalen Ausstoßens einer Tinte aus einer Düse, welcher nicht für das Drucken als solches durchgeführt wird, in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät durchgeführt wird, wird im Allgemeinen ein Bereich einer jeden Tintenausstoßöffnung mit einem Deckel bedeckt und dann wird die in der Düse und dergleichen vorliegende Tinte durch den Deckel mittels einer Saugeinrichtung wie etwa einer Pumpe abgesaugt. Die abgesaugte Tinte wird als Abfalltinte durch z.B. ein Rohr zum Saugen und zur Wiederherstellung in einem Tintenreservoir angesammelt.
Das Tintenreservoir ist im Allgemeinen so ausgestaltet, dass ein Element mit einer großen Kapazität zur Wasserabsorption in einer Kartusche zur Aufnahme einer Abfalltinte enthalten ist, um zu verhindern, dass die Tinte aus einer Zufuhröffnung des Tintenreservoirs austritt bzw. leckt (hiernach als "Abfalltinte absorbierendes Element" bezeichnet). Für das Element mit großer Kapazität zur Wasserabsorption, welches für das Abfalltinte absorbierende Element eingesetzt werden kann, können z. B. eine hochdichte Faserstruktur wie etwa Löschpapier oder Filz, ein geschäumtes Material aus Polyurethan, PVA (Polyvinylalkohol) oder dergleichen oder ein absorbierendes Element eingesetzt werden, welches ein Wasser absorbierendes Polymer aufweist. Das gleiche gilt für ein Element (hiernach als "absorbierendes Element im Deckel" bezeichnet), welches in dem Deckel zum Bedecken der Ausstoßöffnungsfläche des Aufzeichnungskopfes enthalten ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Zuge einer Vielzahl von Bewertungen unter den vorstehend beschriebenen Umständen, welche durchgeführt wurden, indem eine schwarze Tinte, die einen selbstdispergierenden Ruß aufwies, in einen Tintenstrahldrucker eingefüllt wurde, ist gefunden worden, dass die Tinte in einigen Fällen in dem Abfalltinte absorbierenden Element nicht allmählich absorbiert werden kann. In dem speziellen Fall, dass solch ein Tintensatz, welcher eine schwarze Tinte, welche einen selbstdispergierenden Ruß mit einer kationischen Gruppe an seiner Oberfläche einsetzt, und Farbtinten, die einen anionischen Farbstoff einsetzen, aufweist, wie er in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 10-183046 beschrieben ist, eingesetzt wird und das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät einen Deckel zum Bedecken der Ausstoßöffnungsfläche eines Aufzeichnungskopfes, eine mit dem Inneren des Deckels in Verbindung stehende Pumpe, welche in dem Deckel enthaltene Tinten ansaugen kann, ein Abfalltinte absorbierendes Element, einen Durchlass, durch welchen die Abfalltinten durchtreten, und dergleichen zur bekannten Verwendung für die schwarze Tinte und die Farbtinten aufweist, haben sich in einigen Fällen Feststoffe wie etwa Aggregate und Abscheidungen im Inneren des Deckels, der Pumpe, des Abfalltinte absorbierenden Elements und dergleichen (hiernach als "Wiederherstellungssystemeinheit" bezeichnet) gebildet, was dazu führte, dass es nicht möglich war, Abfalltinten auf verlässliche Weise zurückzugewinnen, ohne das Innere des Geräts zu verschmutzen.
Obwohl die bekannte Verwendung einer Wiederherstellungssystemeinheit für die schwarze Tinte und die Farbtinten ein äußerst nützliches Mittel zur Miniaturisierung eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts ist, sind die Erfinder der vorliegenden Erfindung zu dem Schluss gelangt, dass die Anpassung dieses Aufbaus einer technischen Entwicklung bedarf, damit die Abfalltinten über einen langen Zeitraum auf verlässliche Weise zurückgewonnen werden können.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Tintensatz bereitzustellen, welcher die Erzeugung von Feststoffen innerhalb einer Wiederherstellungssystemeinheit eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts verhindern kann und ermöglicht, dass Abfalltinten über einen langen Zeitraum verlässlich zurückgewonnen werden können und dass in stabiler Weise hochqualitative Drucke geliefert werden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren bereitzustellen, welches ermöglicht, dass in stabiler Weise hochqualitative Drucke geliefert werden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aufzeichnungseinheit und eine Tintenkartusche bereitzustellen, welche die Erzeugung von Feststoffen innerhalb einer Wiederherstellungssystemeinheit eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts verhindern können und ermöglichen, dass Abfalltinten über einen langen Zeitraum verlässlich zurückgewonnen werden und dass über einen langen Zeitraum stabil mit hoher Qualität aufgezeichnet wird.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitzustellen, welches ermöglicht, dass hochqualitative Drucke in stabiler Weise geliefert werden.
Es noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitzustellen, welches die stabile Erzeugung hochqualitativer Farbbilder erlaubt, die kaum verschmieren und kaum mit Abfalltinten oder dergleichen verschmutzt werden.
Es noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verhinderung der Erzeugung von Aggregaten und Abscheidungen innerhalb einer Wiederherstellungssystemeinheit eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts bereitzustellen.
Um die vorstehenden Aufgaben zu lösen, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung verschiedene Untersuchungen durchgeführt, und geschlossen, dass die Erzeugung von Feststoffen in dem Abfalltinte absorbierenden Element dem Aufbruch der Dispersion des selbstdispergierenden Rußes in einer schwarzen Tinte zugeschrieben werden kann, welche Pigmentteilchen aus dem selbstdispergierenden Ruß aufweist. Spezieller ist z. B. eine hydrophile Gruppe an die Oberfläche des selbstdispergierenden Rußes gebunden, und ein Gegenion zu der hydrophilen Gruppe (z. B. ein Ammoniumion) verdampft allmählich, während die Tinte in der Wiederherstellungssystemeinheit zurückgehalten wird. Im Ergebnis wird die Dispergierbarkeit des selbstdispergierenden Rußes in einem wässrigen Medium verschlechtert, und somit gerät die Tinte in einen Zustand, dass leicht Feststoffe ausgebildet werden, und die erzeugten Feststoffe haften allmählich an die Wiederherstellungseinheit einschließlich des Abfalltinte absorbierenden Elements an.
Andererseits haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung eine Untersuchung bezüglich der Beziehung zwischen der Viskosität und dem pH in einer schwarzen Tinte durchgeführt, welche Pigmentteilchen aus einem anionisch aufgeladenen selbstdispergierenden Ruß aufweist. Im Ergebnis ist gefunden worden, dass die Tinte die Beziehung aufweist, wie sie in (a) in 7 gezeigt ist. Spezieller nimmt die Viskosität der schwarzen Tinte schnell zu oder ab, wenn ihr pH sinkt oder steigt. Wenn dementsprechend durch irgendeinen Grund der pH der schwarzen Tinte innerhalb des Wiederherstellungssystems absinkt und ihre Viskosität schnell ansteigt, wird nur das Medium der Tinte in dem Abfalltinte absorbierenden Element absorbiert, sodass der selbstdispergierende Ruß auf der Oberfläche des absorbierenden Elements zurückbleibt. Es wird daher so gesehen, dass sich der Ruß allmählich abscheidet, sodass die Absorption von Abfalltinten verhindert wird. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben bereits gefunden, dass die Viskosität der schwarzen Tinte, welche den selbstdispergierenden Ruß mit einer anionischen hydrophilen Gruppe als der hydrophilen Gruppe auf seiner Oberfläche aufweist, im basischen Bereich absinkt und durch Aufbruch der Dispersion im sauren Bereich zunimmt.
Somit haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung gefolgert, dass eine Verhinderung des Aufbruchs der Dispersion des Rußes nützlich ist, um die Anhaftung von Feststoffen an dem Wiederherstellungssystem zu verhindern, und haben gefunden, dass wenn der pH der schwarzen Tinte so eingestellt ist, dass innerhalb des Wiederherstellungssystems keine Feststoffe erzeugt werden, die Anhaftung von erzeugten Feststoffen auf äußerst effektive Weise verhindert wird. Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage dieser Befunde gemacht worden.
Die vorstehenden Aufgaben können durch die nachstehend beschriebene Erfindung gelöst werden.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird daher ein Tintensatz bereitgestellt, welcher eine schwarze Tinte und eine Farbtinte aufweist und für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät geeignet ist, welches eine übliche Wiederherstellungseinrichtung für eine schwarze Tinte ausstoßende Einrichtung und eine Farbtinte ausstoßende Einrichtung aufweist, wobei die schwarze Tinte Teilchen aus einem selbstdispergierenden Ruß mit wenigstens einer anionischen hydrophilen Gruppe an seiner Oberfläche in einem wässrigen Medium aufweist, und wobei der pH der Farbtinten größer als der pH der schwarzen Tinte ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zudem ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren bereitgestellt, welches die Schritte aufweist: (i) Ausüben von Energie auf wenigstens eine von einer schwarzen Tinte und einer Farbtinte, (ii) Ausstoßen der Tinte, auf welche die Energie ausgeübt wird, und Anbringen der ausgestoßenen Tinte an einem Aufzeichnungsmedium, wobei die Schritte (i) und (ii) mit einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät durchgeführt werden, welches mit einer üblichen Wiederherstellungseinrichtung für eine schwarze Tinte ausstoßende Einrichtung und eine Farbtinte ausstoßende Einrichtung versehen ist, wobei die schwarze Tinte Teilchen aus einem selbstdispergierenden Ruß mit wenigstens einer anionischen hydrophilen Gruppe an seiner Oberfläche in einem wässrigen Medium aufweist und einen festgelegten pH hat, und wobei die Farbtinte einen pH aufweist, der größer als der pH der schwarzen Tinte ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird des Weiteren eine Aufzeichnungseinheit bereitgestellt, welche wenigstens zwei tintenhaltige Abschnitte, die eine schwarze Tinte bzw. eine Farbtinte enthalten, und einen Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen der schwarzen Tinte bzw. der Farbtinte aufweist, wobei die Aufzeichnungseinheit für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät vorgesehen ist, welches mit einer üblichen Wiederherstellungseinrichtung für eine schwarze Tinte ausstoßende Öffnung und eine Farbtinte ausstoßende Öffnung des Tintenstrahlkopfes versehen ist, wobei die schwarze Tinte Teilchen aus einem selbstdispergierenden Ruß mit wenigstens einer anionischen hydrophilen Gruppe an seiner Oberfläche in einem wässrigen Medium und einen festgelegten pH aufweist, und wobei die Farbtinte einen pH aufweist, der größer als der pH der schwarzen Tinte ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird des Weiteren eine Tintenkartusche bereitgestellt, welche zur Verwendung in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät geeignet ist, das mit einem Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen einer schwarzen Tinte und einer Farbtinte sowie einer üblichen Wiederherstellungseinrichtung für eine schwarze Tinte ausstoßende Öffnung des Tintenstrahlkopfes und eine Farbtinte ausstoßende Öffnung des Tintenstrahlkopfes ausgestattet ist, welche wenigstens zwei tintenhaltige Abschnitte aufweist, die die schwarze Tinte bzw. die Farbtinte enthalten, wobei die schwarze Tinte Teilchen aus einem selbstdispergierenden Ruß mit wenigstens einer anionischen hydrophilen Gruppe an seiner Oberfläche in einem wässrigen Medium und einen festgelegten pH aufweist und wobei die Farbtinte einen pH aufweist, der größer als der pH der schwarzen Tinte ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird des Weiteren ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitgestellt, welches eine Aufzeichnungseinheit aufweist, die wenigstens zwei tintenhaltige Abschnitte und einen Kopfabschnitt zum Ausstoßen der von den tintenhaltigen Abschnitten zugeführten Tinten in der Form von Tintentröpfchen durch Einwirkung thermischer Energie und des Weiteren einen Deckel zum Bedecken der Ausstoßöffnungsflächen des Kopfabschnitts, eine mit dem Inneren des Deckels in Verbindung stehende Pumpe, welche eine in dem Deckel enthaltene Tinte ansaugen kann, und ein Abfalltinte absorbierendes Element zum Absorbieren und Konservieren der von der Pumpe abgegebenen Abfalltinte aufweist, wobei die tintenhaltigen Abschnitte jeweils wenigstens zwei Tinten enthalten, welche den vorstehend beschriebenen Tintensatz ausbilden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird des Weiteren ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitgestellt, welches eine Aufzeichnungseinheit aufweist, die eine Tintenkartusche hat, welche mit wenigstens zwei tintenhaltigen Abschnitten und einem Kopfabschnitt zum Ausstoßen der von den tintenhaltigen Abschnitten zuführten Tinten in der Form von Tintentröpfchen durch die Einwirkung thermischer Energie und des Weiteren mit einem Deckel zum Bedecken der Ausstoßöffnungsflächen des Aufzeichnungskopfes, einer mit dem Inneren des Deckels in Verbindung stehenden Pumpe, welche in dem Deckel enthaltene Tinte ansaugen kann, und einem Abfalltinte absorbierenden Element zum Absorbieren und Konservieren der von der Pumpe abgegebenen Abfalltinte ausgestattet ist, wobei die tintenhaltigen Abschnitte getrennt wenigstens zwei Tinten enthalten, welche den vorstehend beschriebenen Tintensatz ausbilden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird des Weiteren ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitgestellt, welches eine Aufzeichnungseinheit aufweist, welche wenigstens zwei tintenhaltige Abschnitte, die jeweils wenigstens zwei Tinten mit unterschiedlichen Farben enthalten, und einen Kopfabschnitt zum Ausstoßen der von den tintenhaltigen Abschnitten zugeführten Tinten, einen Deckel zum gleichzeitigen Bedecken der Ausstoßöffnungsflächen für die wenigstens zwei in dem Kopfabschnitt vorgesehenen Tinten, eine Pumpe zum Ansaugen der Tinten in dem Kopfabschnitt durch den Deckel und ein Tinten absorbierendes Element zum Konservieren der wenigstens zwei durch die Pumpe angesaugten Tinten aufweist, wobei die zwei Tinten mit unterschiedlichen Farben eine schwarze Tinte, welche einen selbstdispergierenden Ruß mit wenigstens einer anionischen hydrophilen Gruppe an seiner Oberfläche in einem wässrigen Medium aufweist, und eine Farbtinte mit einem pH größer als dem pH der schwarzen Tinte sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird des Weiteren ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitgestellt, welches eine Vielzahl von Tintenkartuschen aufweist, die getrennt wenigstens zwei Tinten mit unterschiedlichen Farben, einen Kopfabschnitt, in welchem die Tintenkartuschen abnehmbar eingesetzt sind und von welchem die in den tintenhaltigen Abschnitten der jeweiligen Tintenkartuschen enthaltenen Tinten ausgestoßen werden, einen Deckel zum gleichzeitigen Bedecken der Ausstoßöffnungsflächen für die wenigstens zwei in dem Kopfabschnitt vorgesehenen Tinten, eine Pumpe zum Ansaugen der Tinten in dem Kopfabschnitt durch den Deckel und ein Tinten absorbierendes Element zum Konservieren der wenigstens zwei durch die Pumpe angesaugten Tinten aufweist, wobei die zwei Tinten mit unterschiedlichen Farben eine schwarze Tinte, welche einen selbstdispergierenden Ruß mit wenigstens einer anionischen hydrophilen Gruppe an seiner Oberfläche in einem wässrigen Medium aufweist, und eine Farbtinte mit einem pH größer als dem pH der schwarzen Tinte sind.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird des Weiteren ein Verfahren zur Verhinderung der Erzeugung von Feststoffen innerhalb einer üblichen Wiederherstellungssystemeinheit eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts bereitgestellt, welches mit einer schwarzen Tinte, die einen selbstdispergierenden Ruß aufweist, und einer Farbtinte versehen ist und eine Wiederherstellungssystemeinheit zur üblichen Verwendung für die schwarze Tinte und die Farbtinte aufweist, welches den Einsatz einer Farbtinte mit einem pH größer als dem pH der schwarzen Tinte für die Farbtinte umfasst.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann, selbst wenn ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät ein Wiederherstellungssystem zur üblichen Verwendung für eine Vielzahl von Tinten aufweist, die Erzeugung von Feststoffen innerhalb des Wiederherstellungssystems verhindert werden. Im Ergebnis kann ein schwarzer Ausdruck mit hervorragender Wasserfestigkeit geliefert werden. Es ergibt sich zudem die Wirkung, dass durch vorausgehenden Ausstoß von Tinten und einen Wiederherstellungsvorgang wie etwa Wiederherstellung durch Ansaugen oder Druckbeaufschlagung, welche beim Drucken unter Einsatz eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerät erforderlich sind, erzeugte Abfalltinten über einen langen Zeitraum auf stabile Weise zurückgewonnen werden können, ohne das Innere des Geräts zu verunreinigen. Des Weitern kann sich durch die übliche Verwendung eines Wiederherstellungssystems für eine schwarze Tinte und für Farbtinten die Wirkung ergeben, dass ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät miniaturisiert werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1 ist eine schematische Perspektivansicht einer Aufzeichnungseinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die 2 ist eine schematische Rissansicht, welche den Zustand veranschaulicht, dass Tintenkartuschen, welche getrennt eine schwarze Tinte und eine Farbtinte enthalten, in einen Aufzeichnungskopf eingesetzt worden sind.
Die 3 ist eine Detailansicht, welche einen Schnitt eines Deckels veranschaulicht.
Die 4 ist eine schematische Perspektivansicht eines Tintenstrahldruckers.
Die 5 ist eine schematische Querschnittsansicht des in 4 veranschaulichten Tintenstrahldruckers.
Die 6 ist eine vergrößerte Ansicht, welche einen Öffnungsbereich eines Aufzeichnungskopfabschnitts gemäß einer Ausführungsform in dem in 4 veranschaulichten Tintenstrahldrucker veranschaulicht.
Die 7 veranschaulicht diagrammatisch die Beziehung zwischen der Viskosität und dem pH in einer schwarzen Tinte, welche Pigmentteilchen aus anionisch aufgeladenem selbstdispergierenden Ruß aufweist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird hiernach detaillierter durch die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Ein schwarze Pigmenttinte auf Wasserbasis, welche eine schwarze Tinte gemäß der vorliegenden Erfindung ist, ist eine Tinte auf Wasserbasis, welche einen speziellen Ruß aufweist und kein Dispergiermittel zum Dispergieren eines Pigments enthält. Die einzelnen Komponenten der schwarzen Pigmenttinte und der Farbtinten gemäß der vorliegenden Erfindung werden hiernach in Reihenfolge beschrieben.
In der Pigmenttinte auf Wasserbasis, welche eine schwarze Tinte gemäß der vorliegenden Erfindung ist, werden zu allererst Teilchen aus einem selbstdispergierenden Ruß, an dessen Oberfläche wenigstens eine hydrophile Gruppe direkt oder bevorzugt über eine Atomgruppe gebunden ist, als Farbmittel verwendet. Im Ergebnis ist es nicht erforderlich, ein Dispergiermittel zum Dispergieren von Ruß wie bei herkömmlichen Tinten einzusetzen. Beispiele für einen in der vorliegenden Erfindung eingesetzten anionisch aufgeladenen selbstdispergierenden Ruß schließen jene ein, bei denen die an dessen Oberfläche gebundene hydrophile Gruppe -COOM, -SO₃M, -PO₃HM oder -PO₃M₂ ist, wobei M Wasserstoff, ein Alkalimetall, Ammonium oder ein organisches Ammonium ist. In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass ein anionisch aufgeladener selbstdispergierender Ruß eingesetzt wird, bei dem von diesen Gruppen -COOM oder -SO₃M an dessen Oberfläche gebunden sind. Ruß, welcher mit -COOM geladen ist, ist besonders bevorzugt. "M" in den vorstehend beschriebenen hydrophilen Gruppen ist bevorzugt Ammonium.
Wenn als Gegenion Ammonium eingesetzt wird, kann die zur Entwicklung der Wasserfestigkeit der schwarzen Tinte in einem aufgezeichneten Abschnitt erforderliche Zeitspanne verkürzt werden. Der Grund, warum die zur Entwicklung der Wasserfestigkeit der schwarzen Pigmenttinte erforderliche Zeitspanne wie vorstehend beschrieben verkürzt werden kann, wird als der Tatsache zuschreibbar angesehen, dass in dem aufgezeichneten Abschnitt des resultierenden Drucks Ammoniak von den Oberflächen der Rußteilchen verdampft, sodass eine freie Säure gebildet wird.
Die Teilchen aus dem anionisch aufgeladenen selbstdispergierenden Ruß können z. B. hergestellt werden, indem Ruß mit Natriumhypochlorit oxidiert wird, sodass ein selbstdispergierender Ruß erhalten wird, an dessen Oberfläche eine -COONa-Gruppe angebunden wurde, und indem das Na des so erhaltenen selbstdispergierenden Rußes durch einen Ionenaustauschvorgang durch Ammonium substituiert wird, wodurch eine -COONH₄-Gruppe an die Oberflächen der Rußteilchen gebunden wird. Es ist selbsterklärend, dass die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Verfahren beschränkt ist, und jedes herkömmlich bekannte Verfahren kann eingesetzt werden.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die hydrophile Gruppe durch eine Atomgruppe an die Polymerketten gebunden ist, welche die Rußteilchen ausbilden. Beispiele für die Atomgruppe schließen lineare oder verzweigte Alkylengruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Phenylengruppe und eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylengruppe ein.
Beispiele für die Substituentengruppen an der Phenylengruppe und der Naphthylengruppe schließen lineare oder verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ein. Spezielle Beispiele für die Kombination aus der Atomgruppe und der hydrophilen Gruppe schließen -C₂H₄COOM, -PhSO₃M und -PhCOOM ein, wobei Ph eine Phenylengruppe ist. Es ist selbsterklärend, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Kombinationen beschränkt ist.
Die in der schwarzen Tinte auf Wasserbasis gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzten selbstdispergierenden Rußteilchen sind durch die an ihre Oberfläche gebundene hydrophile Gruppe anionisch aufgeladen und weisen durch die Abstoßung durch deren Ion eine hervorragende Dispergierbarkeit in Wasser und zudem durch die hydrophile Gruppe eine verbesserte Hydrophilie auf.
In der vorliegenden Erfindung ist der selbstdispergierende Ruß nicht auf eine Art beschränkt, und zwei oder mehr Arten solch eines Rußes können in Kombination eingesetzt werden, um den Farbton der Tinte einzustellen. Die Menge des zu der Pigmenttinte gemäß der vorliegenden Erfindung zuzugebenden selbstdispergierenden Rußes liegt bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-% und mehr bevorzugt 1 bis 10 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte. Zusätzlich zu dem selbstdispergierenden Ruß kann ein Farbstoff eingesetzt werden, um den Farbton der Tinte einzustellen.
Ein Salz kann zu der schwarzen Tinte zugegeben sein. Durch das gleichzeitige Vorliegen des Salzes neben dem selbstdispergierenden Ruß in der schwarzen Tinte kann die Tinte als eine Tinte bereitgestellt werden, welche in der Lage ist, hochqualitative Bilder zu erzeugen, ohne dass die Qualität der Bilder in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Aufzeichnungsmediums stark variiert. Der detaillierte Mechanismus, warum die Tinte gemäß dieser Ausführungsform die vorstehend beschriebene Eigenschaft aufweist, ist bis jetzt noch nicht klar erkannt. Allerdings haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung bezüglich des durch das Bristow-Verfahren bestimmten Ka-Werts, welcher als ein Maß zur Angabe der Eindringfähigkeit einer Tinte in Aufzeichnungsmedien bekannt ist, gefunden, dass die Tinte gemäß dieser Ausführungsform verglichen mit einer Tinte, welche die gleiche Zusammensetzung mit der Ausnahme aufweist, dass kein Salz zugegeben ist, einen großen Ka-Wert aufweist. Die Zunahme im Ka-Wert zeigt an, dass die Eindringfähigkeit der Tinte in Aufzeichnungsmedien verbessert worden ist. Es ist bisher das Verständnis von Fachleuten gewesen, dass die Verbesserung der Eindringfähigkeit der Tinte eine Verringerung der optischen Dichte bedeutet. Spezieller haben Fachleute bisher erkannt, dass ein Farbmaterial zusammen mit dem Eindringen der Tinte ebenfalls in ein Aufzeichnungsmaterial eindringt und infolgedessen die optische Dichte des erzeugten Bildes verringert wird. Durch künstliche Betrachtung aus den verschiedenen Befunden bezüglich der Tinte gemäß dieser Ausführungsform wird angenommen, dass das Salz in der Tinte gemäß dieser Ausführungsform eine spezifische Wirkung hervorruft, dass nach dem Aufbringen auf ein Aufzeichnungsmedium zwischen einem Lösungsmittel und Feststoffen in der Tinte überaus schnell eine Trennung (Fest-Flüssig-Trennung) hervorgerufen wird. Spezieller wird, wenn die Fest-Flüssig-Trennung beim Aufbringen der Tinte auf das Aufzeichnungsmedium verlangsamt wird, erwartet, dass die Tinte isotrop in das Aufzeichnungsmedium eindiffundiert, wenn die Tinte einen großen Ka-Wert aufweist, oder das Aufzeichnungsmedium hat eine hohe Eindringfähigkeit, sodass die Schärfe (Zeichenqualität) der Zeichen beeinträchtigt wird, und darüber hinaus wird durch das Eindringen des Farbmittels bis in das Innere des Aufzeichnungsmediums die optische Dichte ebenfalls verringert. Allerdings wird bei der Tinte gemäß der vorliegenden Erfindung solch ein Phänomen nicht beobachtet. Es wird daher so gesehen, dass die Fest-Flüssig-Trennung schnell erfolgt und infolgedessen hochqualitative Bilder geliefert werden, trotz der Zunahme des Ka-Werts der Tinte. Der Grund, warum eine Verschlechterung der Zeichenqualität und eine Verringerung der optischen Dichte bei der Tinte gemäß dieser Ausführungsform kaum auftreten, selbst wenn das Aufzeichnungsmedium ein Papier mit einer vergleichweise hohen Eindringfähigkeit ist, wird als der gleiche wie vorstehend beschrieben erachtet. Der Gehalt des Salzes liegt bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-% und speziell 0,1 bis 5 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte.
Das zu verwendende Salz ist bevorzugt wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (M1)₂SO₄, CH₃COO(M1), Ph-COO(M1), (M1)NO₃, (M1)Cl, (M1)Br, (M1)I, (M1)₂SO₃ und (M1)₂CO₃, wobei M1 ein Alkalimetall, Ammonium oder ein organisches Ammonium und Ph eine Phenylgruppe ist. Spezielle Beispiele für das Alkalimetall schließen Li, Na, K, Rb und Cs ein, und spezielle Beispiele für das organische Ammonium schließen Methylammonium, Dimethylammonium, Trimethylammonium, Ethylammonium, Diethylammonium, Triethylammonium, Methanolammonium, Dimethanolammonium, Trimethanolammonium, Ethanolammonium, Diethanolammonium und Tiethanolammonium ein.
In einer Ausführungsform, in welcher die schwarze Tinte eingesetzt wird, zu welcher solch ein Salz zugegeben ist, kann die Wirkung, die durch höheres Einstellen des pH der Farbtinte als jenem der schwarze Tinte und durch Vorsehen einer Wiederherstellungssystemeinheit für die übliche Verwendung für die schwarze Tinte und die Farbtinte hervorgerufen wird, auf effektivere Weise ausgenutzt werden. Spezieller nimmt, wenn der pH der schwarzen Tinte mit dem dort zugegebenen Salz auf die sauere Seite verschoben wird, wobei die Tinte in der Wiederherstellungssystemeinheit zurückgehalten wird, ihre Viskosität leicht stärker zu als bei einer schwarzen Tinte, welche kein Salz enthält (siehe (b) in 7). Das heißt, man kann sagen, dass in der Wiederherstellungssystemeinheit leicht Feststoffe erzeugt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann allerdings ein Absinken des pH innerhalb der Wiederherstellungssystemeinheit auf effektive Weise verhindert werden. Im Ergebnis kann ein Tintenstrahlaufzeichnen mit einer überaus hervorragenden Bildqualität vorgenommen werden. Andere spezielle Beispiele für die Tinte gemäß dieser Ausführungsform schließen Tinten ein, welche einen selbstdispergierenden Ruß, an dessen Oberfläche wenigstens eine ausgewählt aus -COOM, -SO₃M und -PO₃HM direkt oder über eine weitere Atomgruppe gebunden ist, und ein Salz aufweisen, in welchem M1 gleich zu M ist. Diese Tinten weisen eine weiter verbesserte Stabilität auf, und somit ist diese Ausführungsform eine der speziell bevorzugten Ausführungsformen. Wenn zum Beispiel M Ammonium (NH₄) ist und somit ein Ammoniumsalz, z. B. Ammoniumbenzoat, als Salz zugegeben ist, kann die Wasserfestigkeit und dergleichen eines durch Tintenstrahlaufzeichnen unter Einsatz dieser Tinte erhaltenen Bildes stärker verbessert werden. Wenn zusätzlich solch ein Tintensatz eingesetzt wird, um ein Farbbild zu erzeugen, kann das Auftreten eines Verschmierens an den Grenzen zwischen einem mit der rußhaltigen Tinte erzeugten Bildes und eines mit einer Tinte erzeugten Bildes, die ein anderes Farbmittel enthält, in effektiver Weise verhindert werden. Der Grund, warum die vorstehend beschriebenen Wirkungen durch diese Ausführungsform erzielt werden, ist nicht klar erkannt. Allerdings wird angenommen, dass die Schnelligkeit der Fest-Flüssig-Trennung an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums an diesen Wirkungen teilnimmt.
Für Farbmittel, welche für Farbtinten eingesetzt werden, welche den Tintensatz gemäß der vorliegenden Erfindung bilden, können jegliche Farbstoffe und Pigmente eingesetzt werden, die routinemäßig in Farbtinten verwendet werden. Allerdings ist es unter dem Gesichtspunkt der Färbbarkeit bevorzugt, Farbstoffe einzusetzen. Für die Farbstoffe können nahezu alle von z. B. den Säurefarbstoffen, den Direktfarbstoffen, etc. eingesetzt werden. Der Gehalt des Farbmittels in jeder Farbtinte unterliegt keiner speziellen Beschränkung. Allerdings liegt er bevorzugt innerhalb des Bereichs von 0,1 bis 20 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte.
Als anionische Farbstoffe, welche als eine Komponente der Farbtinten verwendet werden, welche den Tintensatz gemäß der vorliegenden Erfindung bilden, können die meisten von sowohl den bekannten Farbstoffen als auch neuerlich synthetisierten Farbstoffen eingesetzt werden, solange sie einen geeigneten Farbton und eine geeignete Dichte aufweisen. Einige von ihnen können zudem in Kombination eingesetzt werden. Als spezielle Beispiele für die anionischen Farbstoffe können die folgenden Farbstoffe erwähnt werden:
C.I. Direct Yellow 8, 11, 12, 27, 28, 33, 39, 44, 50, 58, 85, 86, 87, 88, 89, 98, 100, 110, 132 und 142;
C.I. Direct Red 2, 4, 9, 11, 20, 23, 24, 31, 39, 46, 62, 75, 79, 80, 83, 89, 95, 197, 201, 218, 220, 224, 225, 226, 227, 228 und 229;
C.I. Direct Blue 1, 15, 22, 25, 41, 76, 77, 80, 86, 90, 98, 106, 108, 120, 158, 163, 168, 199 und 226;
C.I. Direct Black 17, 19, 22, 31, 32, 51, 62, 71, 74, 112, 113, 154, 168 und 195;
C.I. Acid Yellow 1, 3, 7, 11, 17, 23, 25, 29, 36, 38, 40, 42, 44, 76, 98 und 99;
C.I. Acid Red 6, 8, 9, 13, 14, 18, 26, 27, 32, 35, 42, 51, 52, 80, 83, 87, 89, 92, 106, 114, 115, 133, 134, 145, 158, 198, 249, 265 und 289;
C.I. Acid Blue 1, 7, 9, 15, 22, 23, 25, 29, 40, 43, 59, 62, 74, 78, 80, 90, 100, 102, 104, 117, 127, 138, 158 und 161;
C.I. Acid Black 2, 48, 51, 52, 110, 115, 156;
C.I. Reactive Yellow 2, 3, 17, 25, 37 und 42;
C.I. Reactive Red 7, 12, 15, 17, 20, 23, 24, 31, 42, 45, 46 und 59;
C.I. Reactive Blue 4, 5, 7, 13, 14, 15, 18, 19, 21, 26, 27, 29, 32, 38, 40, 44 und 100;
C.I. Food Yellow 3;
C.I. Food Red 87, 92 und 94; und
C.I. Food Black und 2.
Des Weiteren können bevorzugt ebenfalls Farbstoffe eingesetzt werden, welche die nachstehend gezeigten jeweiligen Strukturformeln aufweisen. Beispielverbindung Nr. 1:
Beispielverbindung Nr. 2:
Beispielverbindung Nr. 3:
Beispielverbindung Nr. 4:
Beispielverbindung Nr. 5:
Beispielverbindung Nr. 6:
Beispielverbindung Nr. 7:
Beispielverbindung Nr. 8:
Beispielverbindung Nr. 9:
Beispielverbindung Nr. 10:
Beispielverbindung Nr. 11:
Beispielverbindung Nr. 12:
Beispielverbindung Nr. 13:
Beispielverbindung Nr. 14:
Beispielverbindung Nr. 15:
Beispielverbindung Nr. 16:
Beispielverbindung Nr. 17:
Beispielverbindung Nr. 18:
Beispielverbindung Nr. 19:
Beispielverbindung Nr. 20:
Beispielverbindung Nr. 21:
Beispielverbindung Nr. 22:
Beispielverbindung Nr. 23:
Beispielverbindung Nr. 24:
Beispielverbindung Nr. 25:
Beispielverbindung Nr. 26:
Beispielverbindung Nr. 27:
Im Übrigen liegt der pH der vorstehend beschriebenen schwarzen Pigmenttinte auf Wasserbasis im Allgemeinen im Bereich von 7 bis 8, sofern er nicht speziell eingestellt ist. Wie vorstehend beschrieben kann der pH der schwarzen Tinte in einigen Fällen in den sauren Bereich verschoben werden, wenn sie in der Wiederherstellungssystemeinheit, z. B. in einem Abfalltinte absorbierenden Element, über einen langen Zeitraum stehen bleibt, und ihre Viskosität kann entsprechend zunehmen. Es wird so gesehen, dass, wenn die Viskosität der schwarzen Tinte in der Wiederherstellungssystemeinheit hierbei zu stark ansteigt, die Absaugung zur Wiederherstellung nachteilig beeinflusst werden kann. Selbst in solch einem Fall kann das Absinken des pH der Abfalltinten innerhalb der Wiederherstellungssystemeinheit verhindert werden, indem der pH der Farbtinten höher als der pH der schwarzen Tinte eingestellt wird und indem das Gerät so ausgestaltet ist, dass die schwarze Tinte und die Farbtinten in der Wiederherstellungssystemeinheit vermengt werden können. Der pH der Farbtinten liegt wünschenswerterweise um wenigstens 1 und bevorzugt um wenigstens 2 höher als der pH der schwarzen Tinte. In diesem Fall ist der pH einer Farbtinte angrenzend an eine Ausstoßöffnung für die schwarze Tinte bevorzugt höher. Wenn z. B. ein Alkalimetallsalz in den Farbtinten enthalten ist, wird das Alkalimetallion in jeder Farbtinte zu einem Gegenion für die hydrophile Gruppe auf der Oberfläche des Rußes, sodass ein Aufbruch der Dispersion und ein Unlöslichwerden der Abfalltinten innerhalb der Wiederherstellungssystemeinheit verhindert werden können. Auch in dieser Ausführungsform ist der pH der Farbtinten wünschenswerterweise um wenigstens 1 und bevorzugt um wenigstens 2 höher als der pH der schwarzen Tinte eingestellt.
Beispiele für ein in den Farbtinten gemäß der vorliegenden Erfindung enthaltenes Hydroxid schließen Natriumhydroxid, Lithiumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Calciumhydroxid, Calciumhydroxid und Bariumhydroxid ein. Allerdings sind die Hydroxide nicht darauf beschränkt.
Der Hydroxidgehalt unterliegt keiner speziellen Beschränkung. Allerdings liegt er bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-% und bevorzugt 0,01 bis 5 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte.
Beispiele für das in den Farbtinten gemäß der vorliegenden Erfindung enthaltene Alkalimetallsalz schließen Lithiumacetat, Natriumacetat, Kaliumacetat, Berylliumacetat, Magnesiumacetat, Calciumacetat, Lithiumnitrat, Natriumnitrat, Kaliumnitrat, Berylliumnitrat, Magnesiumnitrat, Calciumnitrat, Lithiumphosphat, Natriumphosphat, Kaliumphosphat, Berylliumphosphat, Magnesiumphosphat, Calciumphosphat, Lithiumcarbonat, Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Berylliumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumcarbonat, Lithiumoxalat, Natriumoxalat, Kaliumoxalat, Berylliumoxalat, Magnesiumoxalat und Calciumoxalat ein. Allerdings sind die Alkalimetallsalze nicht darauf beschränkt.
Der Alkalimetallsalzgehalt unterliegt keiner speziellen Beschränkung. Allerdings liegt er bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-% und bevorzugt 0,01 bis 5 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte.
Das in der Pigmenttinte auf Wasserbasis als die schwarze Tinte und die Farbtinten gemäß der vorliegenden Erfindung enthaltene wässrige Medium besteht aus Wasser allein oder aus einem gemischten Lösungsmittel aus Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel. Für das wasserlösliche organische Lösungsmittel sind speziell jene bevorzugt, welche die Wirkung aufweisen, dass ein Austrocknen der Tinten verhindert wird. Bezüglich des Wassers ist es wünschenswert, anstelle von Leitungswasser, welches verschiedene Ionen enthält, destilliertes Wasser einzusetzen.
Spezielle Beispiele für die in der vorliegenden Erfindung eingesetzten wasserlöslichen organischen Lösungsmittel schließen Alkylalkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wie etwa Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, sec-Butylalkohol und tert-Butylalkohol, Amide wie etwa Dimethylformamid und Dimethylacetamid; Ketone und Ketonalkohole wie etwa Aceton und Diacetonalkohol, Ether wie etwa Tetrahydrofuran und Dioxan, Polyalkylenglycole wie etwa Polyethylenglycol und Polypropylenglycol, Alkylenglycole, deren Alkyleneinheit 2 bis 6 Kohlenstoffatome aufweist, wie etwa Ethylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol, Triethylenglycol, Thiodiglycol, Hexylenglycol und Diethylenglycol, niedere Alkyletheracetate wie etwa Polyethylenglycolmonomethyletheracetat, 1,2,6-Hexantriol, Glycerin, niedere Alkylether mehrwertiger Alkoholen wie etwa Ethylenglycolmonomethyl-(oder -monoethyl)ether, Diethylenglycolmethyl-(oder -ethyl)ether und Triethylenglycolmonomethyl-(oder -monoethyl)ether, mehrwertige Alkohole wie etwa Trimethylolpropan und Trimethylolethan, N-Methyl-2-pyrrolidon, 2-Pyrrolidon und 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon ein. Solche vorstehend erwähnten wasserlöslichen organischen Lösungsmittel können entweder einzeln oder in irgendeiner Kombination davon eingesetzt werden.
Der Gehalt solcher vorstehend erwähnter wasserlöslicher organischer Lösungsmittel, die in der schwarzen Pigmenttinte auf Wasserbasis und den Farbtinten gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten sind, unterliegt keiner speziellen Beschränkung. Allerdings liegt er bevorzugt im Bereich von 3 bis 50 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht einer jeden Tinte. Andererseits liegt der Gehalt des in den Tinten enthaltenen Wassers bevorzugt im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht einer jeden Tinte.
Die schwarze Pigmenttinte auf Wasserbasis und die Farbtinten gemäß der vorliegenden Erfindung können zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Komponenten ein oberflächenaktives Mittel, ein Antischaummittel, ein Antiseptikum, ein Schimmel verhinderndes Mittel und dergleichen wie erforderlich enthalten, um sie als Tinten mit erwünschen physikalischen Eigenschaften bereitzustellen. Des Weiteren kann ein käuflich erhältlicher wasserlöslicher Farbstoff oder dergleichen zugesetzt sein.
Wie vorstehend beschrieben ist der Tintensatz gemäß der vorliegenden Erfindung insbesondere bei Verwendung beim Tintenstrahlaufzeichnen wirksam.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren schließen ein Aufzeichnungsverfahren, bei dem eine mechanische Energie auf eine Tinte ausgeübt wird, um Tintentröpfchen auszustoßen, und ein Aufzeichnungsverfahren ein, bei dem thermische Energie auf eine Tinte ausgeübt wird, um Tintentröpfchen durch Blasenbildung der Tinte auszustoßen. Die Tinten gemäß der vorliegenden Erfindung sind insbesondere zur Verwendung in diesen Aufzeichnungsverfahren geeignet.
(Tintenstrahlaufzeichnungsgerät)
Die 4 und 5 veranschaulichen schematisch ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät ist ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf 901 auf einen Schlitten 905 gesetzt, welcher gleitend in eine Führungswelle 903 und eine Führungsschiene 907 eingreift. Der Schlitten 905 wird bewegt, indem ein Teil eines Zeitsteuerungsbandes 915, welches um eine Rolle 913 gewickelt ist, die durch einen auf einem Gehäuse 909 gehaltenen Schlittenmotor 911 angetrieben wird, mit dem Schlitten 905 verbunden ist (nicht veranschaulicht). Der Schlitten wird vor- und zurückbewegt, indem die Drehrichtung des Schlittenmotors 911 verändert wird. Die Führungswelle 903 und die Führungsschiene 907 werden von dem Gehäuse 909 gehalten. Beispiele für den Aufzeichnungskopf 901 schließen eine Form, bei der tintenhaltige Abschnitte (101BK, 101C, 101M und 101Y), in welchen jeweils Tinten mit unterschiedlichen Farben enthalten sind, einstückig mit einem Aufzeichnungskopf 103 ausgebildet sind, um die in 1 mit 100 bezeichnete Aufzeichnungseinheit auszubilden, und eine Form ein, bei der Tintenkartuschen (401BK und 401C), in welchen jeweils Tinten mit unterschiedlichen Farben enthalten sind, abnehmbar in einen Aufzeichnungskopf 403 eingesetzt sind, wie es in 2 veranschaulicht ist. Bei solch einen Aufzeichnungskopf sind Öffnungen in Reihen angeordnet, wie es in 6 veranschaulicht ist, und Strömungspfade der Tinten mit den unterschiedlichen Farben sind getrennt auf solch eine Weise ausgestaltet, dass die Tinten einzeln von den jeweiligen Öffnungen (1101 bis 1104) ausgestoßen werden können. Jede der Tinten wird von einer Vielzahl der in Reihen angeordneten Ausstoßöffnungen in Richtung eines Aufzeichnungspapierblatts 917 als Aufzeichnungsmedium in Reaktion auf Signale von einem Steuerkreis ausgestoßen.
Die Aufzeichnungspapierblätter 917 werden auf die obere Oberfläche einer Schreibmaschinenwalze 919 gegeben und gestapelt, wobei die rechten Enden der Aufzeichnungspapierblätter 917 mit der linken Seitenwand eines Ablösehebels 919A ausgerichtet sind, welcher mit der Schreibmaschinenwalze 919 an deren rechten Ende einstückig ausgebildet ist. Wie es in 5 veranschaulicht ist, berühren die Führungskanten der Aufzeichnungspapierblätter 917 den unteren Abschnitt eines elastischen Elements 923, dessen unterer Teil mit einer Grundlage 921 verbunden ist und von dieser gehalten wird. Entsprechend wird durch die Grundlage 921 und das elastische Element 923, dessen unterer Teil mit der Grundlage 921 verbunden ist, ein Papierstapelteil ausgebildet. Wenn ein Papierzufuhrmotor (nicht veranschaulicht) durch einen Papierzufuhrbefehl von einer Steuerung (nicht veranschaulicht) gedreht wird, wird die Drehung durch einen Getriebezug (nicht veranschaulicht) auf Aufnahmegummis 925 übertragen, sodass die Aufnahmegummis 925 in der Richtung des Pfeils A gedreht werden, um einen Nockenteil freizugeben, und die Schreibmaschinenwalze 919 wird durch eine Schreibmaschinenwalzenfeder (nicht veranschaulicht) angehoben, wodurch die auf der Schreibmaschinenwalze 919 gestapelten Aufzeichnungspapierblätter 917 unter Druck mit den Aufnahmegummis 925, welche um eine Zufuhrwalzenwelle 927 herum angeordnet sind, in Kontakt gebracht werden. Die Aufnahmegummis 925 mit einem hohen Reibungskoeffizienten sind auf solch eine Weise an die Zufuhrwalzenwelle 925 angebracht, dass ihr äußerer Durchmesser größer wird als der maximale äußere Durchmesser der Zufuhrwalzenwelle 927. Trennkissen, welche Reibungselemente sind, um ein Gleiten des Aufzeichnungspapierblatts 917 zu verhindern, sind an Positionen gegenüber der Aufnahmegummis 925 an der Schreibmaschinenwalze 919 befestigt. Wenn die Zufuhrwalzenwelle 927 auf ihrer Achse weitergedreht wird, lenken dementsprechend die Aufzeichnungspapierblätter 917, welche durch die Reibungskraft der Aufnahmegummis 925 nach vorne herausgepresst werden, das elastische Element 923 ab, dessen unterer Teil an der Grundlage 921 befestigt ist. Das sich an der obersten Position befindende Aufzeichnungspapierblatt wird von den anderen durch die Wirkung der Widerstandskraft des elastischen Elements 923 abgetrennt und herausgeführt. Daher wird das elastische Element 923 durch die Grundlage 921 als eine Trennvorrichtung gehalten. Das abgetrennte und geführte Aufzeichnungspapierblatt 917 wird unter den Schlitten 905 geführt, d.h. über die Grundlage 921, wobei es zwischen einer Zufuhrwalze 929, welche an ihren beiden Enden durch das Gehäuse 909 getragen wird, und einer an der Grundlage 921 vorgesehenen Druckwalze 931 gehalten wird. Dieser Bereich wird im Allgemeinen als Schreibmaschinenwalzenteil bezeichnet, und eine Rippe zum Führen des Aufzeichnungspapierblatts 917, eine Rippe zum Tragen des Aufzeichnungspapierblatts von der unteren Seite, wenn das Aufzeichnungspapierblatt gebogen wird, etc. sind vorgesehen. Das Aufzeichnungspapierblatt 917 berührt die Zufuhrwalze 929 und die Druckwalze 931, welche entgegengesetzt gedreht werden, damit seine Führungskante ausgerichtet wird, und wird dann durch die Vorwärtsdrehung der Zufuhrwalze 929 unter den Schlitten 905 geführt. In diesem Zustand wird mit dem Schlitten 905 in einer Richtung senkrecht zu der Führrichtung des Aufzeichnungspapierblatts 917 durch Antrieb des Schlittenmotors 911 abgetastet, und von dem Aufzeichnungskopf 901, welcher auf dem Schlitten 905 angeordnet ist, werden gemäß eines Aufzeichnungsbefehls Tinten ausgestoßen, wodurch auf dem Aufzeichnungspapierblatt 917 aufgezeichnet wird.
(Deckelmechanismus/Pumpmechanismus)
Ein Deckelelement 933 zum Bedecken der gesamten Oberfläche des Aufzeichnungskopfs 901 ist z. B. aus einem elastischen Material ausgebildet, welches den Aufzeichnungskopf 901 dicht verschließen kann, z. B. aus einem geeigneten Material mit Elastizität wie etwa chloriniertem Butylkautschuk. Das Deckelelement 933 wird einstückig durch einen Deckelhalter 935 gehalten. Der Deckelhalter 935 wird durch einen Arm 937, welcher sich einstückig aus einem Zylinder (nicht veranschaulicht) erstreckt, drehbar gehalten. Der Zylinder weist im Inneren einen Stempel (nicht veranschaulicht) auf, und durch Antrieb einer Stempelstange kann das Innere des Zylinders unter negativen Druck gesetzt werden. Der Deckel 933 weist eine flexible Verbindung auf, welche einstückig mit dem Deckel 933 ausgebildet ist. Diese Verbindung ist mit einer Verbindung, welche mit einem Eingriff in dem Zylinder vorgesehen ist, druckverbunden, wodurch der Zylinder und der Deckel 933 miteinander abgedichtet verbunden sind. Hiernach wird ein Verfahren beschrieben, bei dem der Deckel 933 unter Druck mit dem Aufzeichnungskopf 901 in Kontakt gebracht und der Kontakt gelöst wird. Der wie vorstehend beschrieben von dem Deckelhalter 935 einstückig gehaltene Deckel 933 ist mit dem Zylinder abgedichtet verbunden, und der Deckelhalter 935 wird durch den Zylinderarm 937 drehbar gegen den Zylinder gehalten. Ein Zylindersteuerteil 939 ist einstückig mit dem Zylinder ausgebildet, und die Spitze des Zylindersteuerteils 939 kommt mit einer Nocke 943 eines Pumpennockengetriebes 941 in Kontakt, welches durch die Grundlage 921 drehbar gehalten wird.
Dementsprechend wird die Drehung des Zylinders durch die Nocke 943 des Pumpennockengetriebes 941 über das Zylindersteuerteil 939 gesteuert. Spezieller bewegt sich das Zylindersteuerteil 939 vertikal entlang der Nocke 943 des Pumpennockengetriebes 941, wodurch ein Bedecken mit und ein Entfernen des Deckels 933 bezüglich des Aufzeichnungskopfs 901 durch den Zylinder möglich wird. Das Pumpennockengetriebe 941 und ein antriebsübertragender Teil, welcher durch die Grundlage 921 gehalten wird, sind an der rechten Kante der Grundlage 921 entfernt von dem Aufzeichnungspapier zuführenden Pfad vorgesehen. Das Pumpennockengetriebe 941 kann selektiv mit einem LF-Getriebe 945 verbunden sein, welches mit der Zufuhrwalze 929 druckverbunden ist, sodass der Antrieb des Papierzufuhrmotors (nicht veranschaulicht) über einen Getriebezug (nicht veranschaulicht) auf das LF-Getriebe 945 und zu dem Pumpennockengetriebe 941 übertragen werden kann, indem es gemäß der Bewegung des Schlittens 905 zu einem Greifvorgang kommt (nicht veranschaulicht). Wie vorstehend beschrieben kann bei dem Pumpmechanismusteil der Deckel 933 unter Druck mit dem Aufzeichnungskopf 901 in Kontakt gebracht werden, indem zwischen der Grundlage 921 und dem Deckelhalter 935 eine Deckelfeder eingeschoben wird, welche von der Grundlage 921 gehalten wird. Dementsprechend kann der Aufzeichnungskopf 901 bedeckt werden, um ein Austrocknen der Düsen zu verhindern, wenn nicht aufgezeichnet wird, und darüber hinaus kann die Pumpe während des Bedeckungsvorgangs betrieben werden, um Tinten aus den Düsen des Aufzeichnungskopfs 901 abzusaugen, wenn es aufgrund von Blasen, welche in den Düsen erzeugt werden, und aufgrund von an den Düsen anhaftendem Staub zu einem Versagen des Ausstoßes kommt, wodurch der Ausstoß normalisiert wird.
Die 3 ist eine Detailansicht, welche einen Schnitt des Deckels 933 veranschaulicht. In der 3 gibt das Bezugszeichen 71 ein Deckelgummi an. Der obere Teil in der Zeichnung kommt mit den Ausstoßöffnungsflächen einer Vielzahl von Tintenstrahlköpfen in Kontakt. In dieser Zeichnung ist eine Saugöffnung im Zentrum des Deckelgummis 71 angeordnet, sodass in das Deckelgummi 71 eingesaugte Tinten nicht dort verbleiben, und Tinten können gleichmäßig von den Düsen abgesaugt werden, welche im Mittelpunkt und an beiden Enden angeordnet sind. Die Bezugszeichen 72 und 73 bezeichnen eine Deckelabdeckung zum Halten des Deckelgummis 71 bzw. ein Rohr zum Pumpen, welches mit dem Deckelgummi 71 verbunden ist. Eine Saugpumpe (nicht veranschaulicht) steht mit dem Pumprohr in Verbindung. Das Bezugszeichen 74 bezeichnet ein absorbierendes Element im Deckel.
(Abfalltinte absorbierendes Element)
Das Abfalltinte absorbierende Element wird nun mit Bezug auf 5 beschrieben. Die durch den vorstehend beschriebenen Pumpmechanismusteil durch den Deckel 933 aus dem Aufzeichnungskopf 901 abgesaugten Abfalltinten gelangen in den Zylinder und werden von einem Ende des Zylinders durch die Wirkung eines Kolbens (nicht veranschaulicht) ausgestoßen. Dieses Ende des Zylinders ist in die Grundlage 921 eingeführt und wird von der Grundlage 921 drehbar gehalten. Das andere Ende des Zylinders wird von der Grundlage 921 durch ein Zylinderdeckelgetriebe (nicht veranschaulicht) drehbar gehalten. Daher wird der gesamte Pumpmechanismusteil in der Grundlage 921 drehbar gehalten. Ein absorbierendes Element 947 für den Zylinder ist in das Ende des Zylinders eingeführt, von welchem die Abfalltinten ausgestoßen werden. Da es für das absorbierende Element 947 für den Zylinder erforderlich ist, dass es ein Leistungsmerkmal zum effektiven Ausstoßen der Abfalltinten zur Außenseite hin aufweisen muss, ist ein Material mit guter Fähigkeit zur Weiterleitung von Tinte ausgewählt. Das absorbierende Element ist somit z. B. aus einem geschäumten Schwamm ausgebildet. Das absorbierende Element 947 für den Zylinder ist unter den Abfalltinte absorbierenden Elementen 949, 951 und 953, welche in der Grundlage 921 vorgesehen sind, angeordnet und wird mit diesen unter Druck im Kontakt gehalten. Dementsprechend werden Abfalltinten innerhalb des Zylinders von dem absorbierenden Element 947 für den Zylinder an die Abfalltinte absorbierenden Elemente 949, 951, 953 und 955 übertragen. Die Abfalltinte absorbierenden Elemente 949, 951, 953 und 955 werden im Inneren der Grundlage gehalten, wie es in 5 gezeigt ist. Da die Grundlage 921 die Druckwalze und eine Papierausstoßwalze aufweist, ist ihr Schnitt nicht gleichmäßig. Dementsprechend ist es bevorzugt, dass eine Vielzahl von Abfalltinte absorbierenden Elementen in der Grundlage 921 enthalten sind, um sie auf effiziente Weise anzuordnen und eine größere Kapazität zur Absorption von Abfalltinte sicherzustellen.
Es ist bevorzugt, für die Abfalltinte absorbierenden Elemente 949, 951, 953 und 955 ein Material einzusetzen, welches eine hohe Tinten zurückhaltende Kapazität aufweist. Beispiele für ein Material für die tintenabsorbierenden Elemente schließen laminierte Papierlagen, absorbierende Elemente, welche ein absorbierendes Polymer aufweisen, eine hochdichte Faserstruktur wie etwa Filz, geschäumte Materialien aus Polyurethan, Cellulose, PVA, EVA, etc. und die vorstehenden absorbierenden Elemente ein, welche ein wasserabsorbierendes Polymer wie etwa mit Acrylsäure gepfropfte Stärke, mit Acrylat gepfropfte Stärke, Vinylalkohol/Acrylsäure-Blockcopolymer, Vinylalkohol/Acrylat-Blockcopolymer, vernetzte Polyacrylsäure, vernetztes Polyacrylat, modifizierten PVA, Polystyrolsulfonsäure, Celluloseether oder Carboxymethylcellulose aufweisen. Ein Abfalltinte absorbierendes Element, welches solch ein Material aufweist, wird z. B. mit einem Schneidwerkzeug hergestellt.
In diese Ausführungsform wird das Abfalltinte absorbierende Element durch vier Elemente gebildet (949, 951, 953 und 955), und das absorbierende Element 947 für den Zylinder ist so angeordnet und ausgestaltet, dass es zwischen den Abfalltinte absorbierenden Elementen 949, 951 und 953 angeordnet ist und mit diesen unter Druck im Kontakt gehalten wird. Allerdings sind der Aufbau und die Anordnung der Abfalltinte absorbierenden Elemente nicht darauf beschränkt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, können hochqualitative schwarze Drucke mit hervorragender Wasserfestigkeit geliefert werden. Zusätzlich können Abfalltinten, welche durch einen vorausgehenden Ausstoß von Tinten und einen Wiederherstellungsvorgang wie etwa eine Wiederherstellung durch Saugen oder Druckbeaufschlagung, welche zum Aufzeichnen notwendig sind, erzeugt wurden, in verlässlicher Weise zurückgewonnen werden, ohne das Innere des Geräts zu verschmutzen, und ein hochqualitatives Aufzeichnen kann über einen langen Zeitraum stabil durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung wird hiernach spezieller durch die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf und durch diese Beispiele beschränkt, soweit nicht der Gegenstand der vorliegenden Erfindung überschritten wird. Im Übrigen meinen alle Bezeichnungen "Teil" oder "Teile" und "%", wie sie in den folgenden Beispielen verwendet werden, Gewichtsteil oder Gewichtsteile und Gewichtsprozent, solange es nicht anderweitig speziell angegeben ist.
HERSTELLUNGSBEISPIEL 1:
(Pigmentdispersion 1)
Zu einer Lösung von 5 g konzentrierter Salzsäure in 5,3 g Wasser wurden 1,58 g Anthranilsäure bei 5°C zugegeben. Die Mischung wurde in einem Eisbad gerührt, wodurch sie immer bei 10°C oder niedriger gehalten wurde. In diesem Zustand wurde eine Lösung mit 1,78 g Natriumnitrit gelöst in 8,7 g Wasser bei 5°C zu der Mischung zugegeben. Nach Rühren der resultierenden Mischung für 15 Minuten wurden des Weiteren 20 g Ruß mit einer Oberfläche von 320 m²/g und einer DBP-Ölabsorption von 120 ml/100 g des Weiteren unter Rühren zu der Mischung zugegeben. Die resultierende Mischung wurde für zusätzliche 15 Minuten gerührt. Die resultierende Aufschlämmung wurde durch ein Toyo Filterpapier Nr. 2 (Produkt von Advantes Co.) filtriert, und die resultierenden Pigmentteilchen wurden vollständig mit Wasser gewaschen und in einem auf 110°C geregelten Ofen getrocknet. Zusätzliches Wasser wurde zu dem trockenen Pigment zugegeben, um eine wässrige Dispersion des Pigment mit einer Pigmentkonzentration von 10% zuzubereiten. Dem vorstehend beschriebenen Vorgang schloss sich das Einführen einer -Ph-COONa-Gruppe an der Oberfläche des Rußes an.
(Pigmentdispersion 2)
Eine wässrige Dispersion eines Pigments mit einer Pigmentkonzentration von 10% wurde hergestellt, indem das Ende der -PH-COONa-Gruppe, welche an die Oberfläche des Rußes in der vorstehend hergestellten Pigmentdispersion 1 gebunden war, durch einen Ionenaustauschvorgang durch -COONH₄ substituiert wurde.
HERSTELLUNGSBEISPIEL 2:
(Schwarze Tinte 1)

Die folgenden Komponenten wurden vermischt und gründlich zu einer Lösung verrührt. Die resultierende Lösung wurde dann unter Druck durch ein Mikrofilter (Produkt von Fuji Photo Film, Co. Ltd.) mit einer Porengröße von 3,0 μm filtriert, wodurch eine Tinte gemäß der vorliegenden Erfindung zubereitet wurde.

Pigmentdispersion 1	30 Teile
Glycerin	7,5 Teile
Ethylenglycol	7,5 Teile
Ethylenoxidaddukte von Acetylenglycol	0,2 Teile
(Acetylenol EH, Handelsbezeichnung, Produkt von Kawaken Fine Chem. Co., Ltd.)
Wasser (pH: 7,5)	54,8 Teile

(Gelbe Tinte 1)

Die folgenden Komponenten wurden vermischt und gründlich zu einer Lösung verrührt. Die resultierende Lösung wurde dann unter Druck durch ein Mikrofilter (Produkt von Fuji Photo Film Co., Ltd.) mit einer Porengröße von 0,2 μm filtriert, wodurch eine Tinte gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.

Harnstoff	7,5 Teile
Acetylenol EH	1 Teil
Diethylenglycol	7,5 Teile
Glycerin	7,5 Teile
10%ige wässrige Natriumhydroxidlösung	0,04 Teile
C.I. Direkt Yellow 86	3 Teile
Wasser (pH: 10,1)	73,46 Teile

(Magentatinte 1)

Harnstoff	7,5 Teile
Acetylenol EH	1 Teil
Diethylenglycol	7,5 Teile
Glycerin	7,5 Teile
10%ige wässrige Natriumhydroxidlösung	2 Teile
Beispielverbindung Nr. 16	3 Teile
Wasser pH: 9,7	71,5 Teile

(Cyantinte 1)

Harnstoff	7,5 Teile
Acetylenol EH	1 Teil
Diethylenglycol	7,5 Teile
Glycerin	7,5 Teile
10%ige wässrige Natriumhydroxidlösung	0,04 Teile
C.I. Direkt Yellow 199	3 Teile
Wasser (pH: 10,2)	73,46 Teile

(Schwarze Tinte 2)
Die folgenden Komponenten wurden vermischt und gründlich zu einer Lösung verrührt. Die resultierende Lösung wurde dann unter Druck durch ein Mikrofilter (Produkt von Fuji Photo Film Co., Ltd.) mit einer Porengröße von 3,0 μm filtriert, wodurch eine Tinte gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.

Pigmentdispersion 2 30 Teile

Glycerin 7,5 Teile

Ethylenglycol 7,5 Teile

Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol 0,2 Teile

(Acetylenol EH, Handelsbezeichnung)

Wasser (pH: 7,5) 54,8 Teile
(Gelbe Tinte 2)
Die folgenden Komponenten wurden vermischt und gründlich zu einer Lösung verrührt. Die resultierende Lösung wurde dann unter Druck durch ein Mikrofilter (Produkt von Fuji Photo Film Co., Ltd.) mit einer Porengröße von 0,2 μm filtriert, wodurch eine Tinte gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.

Harnstoff 7,5 Teile

Acetylenol EH 1 Teil

Diethylenglycol 7,5 Teile

Glycerin 7,5 Teile

C.I. Direkt Yellow 86 3 Teile

Wasser (pH: 7,5) 73,5 Teile
(Magentatinte 2)
Die folgenden Komponenten wurden vermischt und gründlich zu einer Lösung verrührt. Die resultierende Lösung wurde dann unter Druck durch ein Mikrofilter (Produkt von Fuji Photo Film Co., Ltd.) mit einer Porengröße von 0,2 μm filtriert, wodurch eine Tinte gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.

Harnstoff 7,5 Teile

Acetylenol EH 1 Teil

Diethylenglycol 7,5 Teile

Glycerin 7,5 Teile

Beispielverbindung Nr. 16 3 Teile

Wasser (pH: 7,0) 73,5 Teile
(Cyantinte 2)
Die folgenden Komponenten wurden vermischt und gründlich zu einer Lösung verrührt. Die resultierende Lösung wurde dann unter Druck durch ein Mikrofilter (Produkt von Fuji Photo Film Co., Ltd.) mit einer Porengröße von 0,2 μm filtriert, wodurch eine Tinte gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.

Harnstoff 7,5 Teile

Acetylenol EH 1 Teil

Diethylenglycol 7,5 Teile

Glycerin 7,5 Teile

C.I. Direkt Blue 199 3 Teile

Wasser (pH: 7,5) 73,5 Teile
BEISPIEL 1:
Ein Tintensatz wurde gemäß der folgenden Kombination hergestellt:
schwarze Tinte 1,
gelbe Tinte 1,
Magentatinte 1 und
Cyantinte 1.
BEISPIEL 2:
Ein Tintensatz wurde gemäß der folgenden Kombination hergestellt:
schwarze Tinte 2,
gelbe Tinte 1,
Magentatinte 1 und
Cyantinte 1.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
Ein Tintensatz wurde gemäß der folgenden Kombination hergestellt:
schwarze Tinte 1,
gelbe Tinte 2,
Magentatinte 2 und
Cyantinte 2.
VERGLEICHSBEISPIEL 2
Ein Tintensatz wurde gemäß der folgenden Kombination hergestellt:
schwarze Tinte 2,
gelbe Tinte 2,
Magentatinte 2 und
Cyantinte 2.
Jeder der in den Beispielen 1 und 2 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhaltenen Tintensätze wurde in ein Tintenstrahlgerät BJC-4000 (Handelsbezeichnung, hergestellt von Canon Inc.) mit einem On-Demand-artigen Multiaufzeichnungskopf, welcher eine Tinte durch Ausüben von thermischer Energie auf die Tinte in Reaktion auf Aufzeichnungssignale ausstößt, um zu drucken, eingesetzt, um dadurch jede schwarze Tinte bezüglich der Wasserfestigkeit zu bewerten. Zusätzlich wurde ein Deckel für den BJC-4000 eingesetzt, um die folgende Bewertung vorzunehmen. Im Übrigen ist der BJC-4000 so aufgebaut, dass alle Ausstoßöffnungen für die schwarze Tinte, die gelbe Tinte, die Magentatinte und die Cyantinte mit einem Deckel bedeckt sind, und alle vier Farbtinten werden kollektiv angesaugt, um vier Abfalltinten in einem gemeinsamen Abfalltinte absorbierenden Element zu konservieren. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
(Bewertungsverfahren)
Fähigkeit zur Absorption von Abfalltinte im Deckel:
Der vorstehend beschriebene Deckel wurde eingesetzt, und jeweils 0,3 ml der Tinten wurden aus einer Höhe von 5 cm oberhalb des Deckels auf die gleiche Position des absorbierenden Elements im Deckel in der Reihenfolge schwarze Tinte → gelbe Tinte → Magentatinte → Cyantinte in Abständen von 30 Minuten in einer Umgebung von 35°C und 10% Feuchtigkeit getropft, bis die Gesamtmenge der aufgetropften Tinten 60 ml erreichte.
Die tintenabsorbierende Fähigkeit des Deckels wurde gemäß dem folgenden Standard bewertet:

A: Es wurde kein auf dem absorbierenden Element im Deckel zurückbleibender Kohlenstoff beobachtet;
B: es wurde geringfügig auf dem absorbierenden Element im Deckel zurückbleibender Kohlenstoff beobachtet;
C: es wurde auf dem absorbierenden Element im Deckel zurückbleibender Kohlenstoff beobachtet;
D: es wurde auf dem absorbierenden Element im Deckel in der Form eines Klumpens zurückbleibender Kohlenstoff beobachtet.

Die schwarze Tinte des Tintensatzes des Beispiels 2 wurde verwendet, um eine 100% ausgefüllte schwarze Drucklinie von 190 mm × 3 mm auf gestrichenem Papier, PB Papier (Handelsbezeichnung, Produkt von Canon Inc.), zu drucken. Fünfundfünfzig Minuten nach dem Drucken wurde das Papier mit einem Winkel von 45° geneigt und 0,75 ml Leitungswasser wurden mit einer Pipette auf solch eine Weise auf das Papier getropft, dass das Wasser auf der schwarzen Linie läuft. Der Zustand der schwarzen Linie wurde hierbei visuell beobachtet, um die schwarze Tinte bezüglich der Wasserfestigkeit zu bewerten. Im Ergebnis wurde einige Verschmutzung und ein Verlaufen von Tinte in den Bereichen beobachtet, wo das Leitungswasser aufgetropft wurde, aber die Tinte wies praktisch keine Probleme auf.
BEISPIEL 3
(Schwarze Tinte 3)

Die schwarze Tinte 3 wurde auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung der schwarzen Tinte 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die folgenden Komponenten eingesetzt wurden.

Pigmentdispersion 2	30 Teile
Ammoniumbenzoat	1 Teil
Ethylenoxidaddukt von Acetylenglycol	0,15 Teile
(Acetylenol EH, Handelsbezeichnung, Produkt von Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)
Glycerin	5 Teile
Wasser (pH: 7,5)	52,85 Teile

Ein Tintensatz wurde gemäß der folgenden Kombination hergestellt:
schwarze Tinte 3,
gelbe Tinte 1,
Magentatinte 1 und
Cyantinte 1.
Der Tintensatz wurde eingesetzt, um ihn bezüglich der Fähigkeit zur Absorption von Abfalltinte auf die gleiche Weise wie in den Beispielen 1 und 2 zu bewerten. Im Ergebnis wurde ein Ergebnis entsprechend der Einstufung A ermittelt. Der Tintensatz wurde eingesetzt, um die folgende Bewertung vorzunehmen.
Die schwarze Tinte des Tintensatzes wurde eingesetzt, um auf den folgenden 5 Arten von Papier zu drucken, um dabei visuell zu beobachten, ob hierbei ein Verschwimmen der Zeichen auftrat oder nicht. Im Ergebnis ergaben sich hervorragende Ergebnisse auf allen 5 Arten von Papier, wobei ein Verschwimmen der Zeichen selten auftrat.

a: PPC PAPER NSK (Handelsbezeichnung, Produkt von Canon Inc.),
b: PPC PAPER NDK (Handelsbezeichnung, Produkt von Canon Inc.),
c: PPC PAPER 4024 (Handelsbezeichnung, Produkt von Xerox Co., Ltd.),
d: PPC PAPER PLOVER BOND (Handelsbezeichnung, Produkt von Fox River Co.),
e: CANON PPC PAPER (Produkt von Neusiedler Co.).

Die schwarze Tinte des Tintensatzes wurde verwendet, um in einem Bereich von 30 mm × 30 mm auf den 5 Arten von Papier eine 100% ausgefüllte schwarze Druckprobe zu drucken. Hierbei wurde die optische Dichte des Bildes auf jedem Papier mit einem Macbeth-Densitometer bestimmt. Im Ergebnis betrug der Unterschied in der optischen Dichte zwischen den auf den 5 Arten von Papier erzeugten Bildern 0,1 oder weniger.
Der Tintensatz wurde verwendet, und ein Bereich von 10 cm² eines jedes der 5 Arten von Papier wurde in 5 × 5 Gitterfelder unterteilt, um abwechselnd die schwarze Tinte und die Farbtinten auf die jeweiligen Gitterfelder auszustoßen, um dadurch visuell zu beobachten, ob ein Verlaufen der schwarzen Tinte und der Farbtinte an den Grenzen zwischen den Abschnitten mit der aufgebrachten schwarzen Tinte und den Abschnitten mit den aufgebrachten Farbtinten auftrat oder nicht. Im Ergebnis war die Grenzlinie zwischen den Gitterfeldern auf jedem Papier klar und ein Verlaufen oder eine Farbvermischung wurde selten beobachtet.
Hier wird ein Tintensatz offenbart, welcher eine schwarze Tinte und eine Farbtinte aufweist und für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät geeignet ist, welches eine übliche Wiederherstellungseinrichtung für eine schwarze Tinte ausstoßende Einrichtung und eine Farbtinte ausstoßende Einrichtung aufweist, wobei die schwarze Tinte Teilchen aus einem selbstdispergierenden Ruß mit wenigstens einer anionischen hydrophilen Gruppe an seiner Oberfläche in einem wässrigen Medium aufweist und der pH der Farbtinte größer als der pH der schwarzen Tinte ist.

Claims

Tintensatz, welcher eine schwarze Tinte und eine Farbtinte umfasst und für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät geeignet ist, welches eine übliche Wiederherstellungseinrichtung für eine schwarze Tinte ausstoßende Einrichtung und für eine Farbtinte ausstoßende Einrichtung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die schwarze Tinte Teilchen eines selbstdispergierenden Rußes mit wenigstens einer anionischen hydrophilen Gruppe an seiner Oberfläche in einem wässrigen Medium umfasst, und der pH der Farbtinte größer als der pH der schwarzen Tinte ist.
Tintensatz nach Anspruch 1, wobei die schwarze Tinte Teilchen eines selbstdispergierenden Rußes mit wenigstens einer anionischen hydrophilen Gruppe an seiner Oberfläche und wenigstens ein Salz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (M1)₂SO₄, CH₃COO(M1), Ph-COO(M1), (M1)NO₃, (M1)Cl, (M1)Br, (M1)I, (M1)₂SO₃ und (M1)₂CO₃, wobei M1 ein Alkalimetall, Ammonium oder organisches Ammonium und Ph eine Phenylgruppe ist, in einem wässrigen Medium umfasst.
Tintensatz nach Anspruch 2, wobei das Salz im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-% enthalten ist, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte.
Tintensatz nach Anspruch 3, wobei das Salz im Bereich von 0,05 bis 5 Gew.-% enthalten ist, basierend auf dem Gesamtgewicht der Tinte.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die hydrophile Gruppe aus der Gruppe bestehend aus -COOM, -SO₃M, -PO₃HM und -PO₃M₂ ausgewählt ist, wobei M Wasserstoff, Alkalimetall, Ammonium oder organisches Ammonium ist.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die hydrophile Gruppe direkt an die Oberflächen der Rußteilchen gebunden ist.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die hydrophile Gruppe über eine Atomgruppe an die Oberflächen der Rußteilchen gebunden ist.
Tintensatz nach Anspruch 7, wobei die Atomgruppe aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Alkylengruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder unsubstituierten Phenylengruppe und einer substituierten oder unsubstituierten Naphtylengruppe besteht.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die hydrophile Gruppe Ammonium als Gegenion aufweist.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Farbtinte einen Säurefarbstoff oder einen Direktfarbstoff als Farbmittel umfasst.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Farbtinte ein Pigment als Farbmittel umfasst.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Farbtinte wenigstens eine Verbindung aus einem Hydroxid und einem Alkalimetallsalz umfasst.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, welches einen Tintensatz nach Anspruch 1 einsetzt und die Schritte aufweist: (i) Ausüben von Energie auf wenigstens eine von der schwarzen Tinte und der Farbtinte, (ii) Ausstoßen der Tinte, auf welche die Energie ausgeübt wird, und Anbringen der ausgestoßenen Tinte an ein Aufzeichnungsmedium, wobei die Schritte (i) und (ii) mit einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät durchgeführt werden, welches mit einer üblichen Wiederherstellungseinrichtung für eine schwarze Tinte ausstoßende Einrichtung und für eine Farbtinte ausstoßende Einrichtung ausgestattet ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 13, wobei die Energie thermische Energie ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 13, wobei die Energie mechanische Energie ist.
Aufzeichnungseinheit, welche wenigstens zwei tintenhaltige Abschnitte, die eine schwarze Tinte bzw. eine Farbtinte enthalten, welche einen Tintensatz nach Anspruch 1 bilden, und einen Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen der schwarzen Tinte bzw. der Farbtinte umfasst, wobei die Aufzeichnungseinheit für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät vorgesehen ist, welches mit einer üblichen Wiederherstellungseinrichtung für eine schwarze Tinte ausstoßende Öffnung und für eine Farbtinte ausstoßende Öffnung des Tintenstrahlkopfes ausgestattet ist.
Tintenkartusche, welche zur Verwendung in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät geeignet ist, wobei die Tintenkartusche mit einem Tintenstrahlkopf, welcher eine schwarze Tinte und eine Farbtinte ausstößt, und mit wenigstens zwei tintenhaltigen Abschnitten, welche die schwarze Tinte bzw. die Farbtinte enthalten, welche einen Tintensatz nach Anspruch 1 bilden, sowie einer üblichen Wiederherstellungseinrichtung für eine schwarze Tinte ausstoßende Öffnung des Tintenstrahlkopfes und für eine Farbtinte ausstoßende Öffnung des Tintenstrahlkopfes ausgestattet ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit einer Aufzeichnungseinheit, welche wenigstens zwei tintenhaltige Abschnitte und einen Kopfabschnitt zum Ausstoßen der von den tintenhaltigen Abschnitten zugeführten Tinten in der Form von Tintentröpfchen durch Wirkung thermischer Energie sowie des Weiteren einen Deckel zum Bedecken der Ausstoßöffnungsflächen der Kopfabschnitte, eine mit dem Inneren des Deckels in Verbindung stehende Pumpe, welche eine in dem Deckel enthaltene Tinte ansaugen kann, und ein überschüssige Tinte absorbierendes Element zum Absorbieren und Konservieren der von der Pumpe abgegebenen überschüssigen Tinte aufweist, wobei die tintenhaltigen Abschnitte jeweils wenigstens zwei Tinten enthalten, welche den Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 12 bilden.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät nach Anspruch 18, wobei der mit der zum Saugen fähigen Pumpe in Verbindung stehende Deckel so ausgebildet ist, dass die schwarze Tinte und wenigstens eine der Farbtinten von wenigstens zwei Tinten, welche den Tintensatz ausbilden, gleichzeitig angesaugt werden.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Aufzeichnungseinheit eine Tintenkartusche aufweist, welche mit den wenigstens zwei tintenhaltigen Abschnitten ausgestattet ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät nach Anspruch 20, welches Tintenzufuhrabschnitte zum getrennten Zuführen der in den tintenhaltigen Abschnitten der Tintenkartusche enthaltenen Tinten umfasst.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit einer Aufzeichnungseinheit, welche wenigstens zwei tintenhaltige Abschnitte, welche jeweils wenigstens eine schwarze Tinte und eine Farbtinte enthalten, die einen Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausbilden, sowie einen Kopfabschnitt zum Ausstoßen der von den tintenhaltigen Abschnitten zugeführten Tinten, einen Deckel zum gemeinsamen Bedecken der in dem Kopfabschnitt vorgesehenen Ausstoßöffnungsflächen für die wenigstens zwei Tinten, eine Pumpe zum Ansaugen der Tinten in dem Kopfabschnitt durch den Deckel und ein tintenabsorbierendes Element zum Konservieren der wenigstens zwei von der Pumpe angesaugten Tinten aufweist.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit einer Vielzahl von Tintenkartuschen, welche getrennt wenigstens eine schwarze Tinte und eine Farbtinte, die einen Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausbilden, enthalten, mit einem Kopfabschnitt, in welchem die Tintenkartuschen abnehmbar eingesetzt sind und von welchem die in den tintenhaltigen Abschnitten der jeweiligen Tintenkartuschen enthaltenen Tinten ausgestoßen werden, einem Deckel zum gemeinsamen Bedecken von in dem Kopfabschnitt vorgesehenen Ausstoßöffnungsflächen für die wenigstens zwei Tinten, einer Pumpe zum Ansaugen der Tinten in dem Kopfabschnitt durch den Deckel und einem tintenabsorbierenden Element zum Konservieren der wenigstens zwei von der Pumpe angesaugten Tinten.
Verfahren zum Verhindern der Ausbildung von Feststoffen innerhalb einer üblichen Wiederherstellungssystemeinheit eines Tintenstrahlgeräts, indem es den Schritt des Versehens des Tintenstrahlgeräts mit einer schwarzen Tinte und einer Farbtinte, welche einen Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 12 bilden, und den Schritt des Wiederherstellens des Tintenstrahlgeräts mittels eines üblichen Wiederherstellungssystems aufweist.