DE60116820T2

DE60116820T2 - Tintenset, Verfahren zur Reduzierung der Farbvermischung und Verfahren zur Verbesserung der Fixierung von schwarzen Bildern

Info

Publication number: DE60116820T2
Application number: DE60116820T
Authority: DE
Inventors: c/o Canon Kabushiki Kaisha Hiroyuki Takuhara; c/o Canon Kabushiki Kaisha Yoshihisa Takizawa; c/o Canon Kabushiki Kaisha Kumiko Mafune; c/o Canon Kabushiki Kaisha Hisashi Teraoka; c/o Canon Kabushiki Kaisha Yoichi Takada; c/o Canon Kabushiki Kaisha Noriyasu Asaki; c/o Canon Kabushiki Kaisha Yuko Takada; c/o Canon Kabushiki Kaisha Tsuyoshi Kanke
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-09-04
Filing date: 2001-09-03
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2021-09-04
Also published as: EP1188804A1; DE60116820D1; CN1258571C; US20020093557A1; ATE316553T1; KR20020018976A; EP1188804B1; ES2256130T3; US6706104B2; KR100467001B1; CN1366007A; CA2356809A1; CA2356809C

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Tintensatz, der zum Aufzeichnen durch Tintenstrahlen geeignet ist, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, eine Aufzeichnungseinheit, eine Tintenkartusche, ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, ein Verfahren zum Verhindern von Ausbluten und ein Verfahren zur Verbesserung der Fixierfähigkeit eines schwarzen Bildes.
Technischer Hintergrund
Herkömmlich werden wässrige Tinten zur Farbaufzeichnung unter Einsatz eines Tintenstrahlaufzeichnungsverfahrens verwendet. In der wässrigen Tinte ist ein Farbstoff eines einzelnen Farbtons in einem wasserlöslichen Medium gelöst. Üblicherweise werden drei Tinten mit den Farben Cyan, Magenta und Gelb verwendet.
Es ist für diese Tinten erforderlich, dass sie in einem Tintenstrahlsystem nicht nur eine gute Verlässlichkeit aufweisen, sondern zudem eine ausreichende Bilddichte, eine gute Trocknungsleistung, kein Ausbluten, kein Beflecken mit Wasser, Alkohol und dergleichen und gute Witterungsfestigkeit des aufgezeichneten Bildes liefern. Da Tintenstrahlbilder von hoher Qualität erzielt worden sind, die mit Silbersalzfotografien vergleichbar sind, ist für aufgezeichnete Bilder nicht nur eine gute Bildqualität, sondern zudem eine längere Lebensdauer erforderlich.
EP-A-0 997 506 offenbart einen Tintensatz, der wenigstens zwei Tinten aufweist, von denen eine ein pH-empfindliches Polymer und bevorzugt ein selbstdispergierendes Pigmentfarbmittel umfasst. Eine zweite Tinte ist bereitgestellt, die inkompatible anorganische oder organische Salze umfasst oder einen zweckmäßigen pH aufweist. Das Polymer fällt bei Kontakt mit der zweiten Tinte auf einem Medium aus.
EP-A-0 997 288 offenbart einen Tintensatz, der eine schwarze Tinte und eine Farbtinte umfasst, wobei die schwarze Tinte Teilchen aus einem selbstdispergierenden Ruß mit wenigstens einer anionischen hydrophilen Gruppe an seiner Oberfläche in einem wässrigen Medium umfasst und der pH der Farbtinte höher als der pH der schwarzen Tinte ist.
Da ein Ausbleichen durch Lichteinfall eine Hauptursache für die Verschlechterung der Lagerungsstabilität eines Bildes ist, ist die Erzeugung eines Bildes mit größerer Lichtechtheit erforderlich. Wenn auf ein mit einer Tinte erzeugtes aufgezeichnetes Bild Licht einfällt, kann sich der Farbstoff in dem mit der Tinte erzeugten Bild durch das Licht leicht verschlechtern, was zu einem deutlichen Ausbleichen führt. Daher ist die Lichtechtheit der Bilder unter Verwendung von Farbstoffen, die eine Struktur aufweisen, welche für Farbtinten eine hervorragende Lichtechtheit ergibt, und/oder unter Verwendung eines Aufzeichnungsmediums, welches ein Ausbleichen durch Licht verhindern kann, verbessert worden.
Allerdings kann der Farbausgleich des Bildes leicht gestört werden, wenn das gesamte Bild Licht ausgesetzt ist, und das gesamte Bild, dessen Farbausgleich gestört ist, kann den Eindruck hervorrufen, dass die Qualität verschlechtert ist. Wenn zum Beispiel ein mehrfarbiges Bild mit cyanfarbenen, magentafarbenen und gelben Tinten erzeugt ist und wenn die Lichtechtheit des cyanfarbenen Bildes geringer ist als jene der anderen zwei Farben, wird der mit der cyanfarbenen Tinte erzeugte Teil stärker Ausbleichen, was nach dem Ausbleichen durch Licht im Vergleich zu dem Bild direkt nach dem Drucken ein weniger blaues Bild ergibt.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 10-329403 offenbart einen Tintensatz aus einer cyanfarbenen, einer magentafarbenen und einer gelben Tinte, wobei das ΔE der jeweiligen Bilder, die mit den drei Farbtinten erzeugt sind, in einem einjährigen Test des Pseudo-Ausbleichens durch Bürolicht weniger als 25, 30 und 15 beträgt. Allerdings wird der verbleibende Anteil der Reflexionsdichte nicht für jede Farbe diskutiert, und die jeweiligen ΔE der mit den jeweiligen Farbtinten erzeugten Bilder sind groß. Somit wird von dem Tintensatz nicht gesagt, dass er ein Bild mit guter Lichtechtheit ergibt. Zusätzlich wird ein Farbausgleich eines Vollfarbbildes unter Verwendung dieser drei Farben nicht beschrieben, was anzeigt, dass eine Stabilität bei Langzeitlagerung nicht beabsichtigt ist. Vor diesem technischen Hintergrund sind die Erfinder der vorliegenden Erfindung motiviert gewesen, einen Farbtintensatz zu entwickeln, der Bilder erzeugt, die nach Langzeitlagerung den Farbausgleich und eine gute Bildqualität beibehalten.
Um ein hochqualitatives mehrfarbiges Tintenstrahlbild zu erzeugen, ist es andererseits ein wichtiges technisches Problem, ein Ausbluten in einem Grenzbereich zwischen einem Farbbild und einem schwarzen Bild auf dem Aufzeichnungsmedium zu verhindern. Verschiedene Ideen für Kombinationen von farbigen und schwarzen Tinten sind vorgeschlagen worden, um dieses Problem zu lösen, aber es ist vollständig unbekannt, ob jene Ideen auch für einen Farbtintensatz wirksam sind, um Bilder zu erzeugen, die den Farbausgleich beibehalten. Es ist keinerlei Satz aus dem Farbtintensatz und schwarzer Tinte bekannt, der die zeitliche Veränderung des Farbausgleichs ebenso wie das Ausbluten an der Grenze verhindern kann.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Tintensatz bereitzustellen, der ein Bild mit geringer Veränderung des Farbausgleichs über eine lange Zeit liefern und gleichzeitig in einem Grenzbereich zwischen einem Farbbild und einem schwarzen Bild in einem mehrfarbigen Bild verhindern kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren bereitzustellen, welches ein hochqualitatives mehrfarbiges Bild bei wirksamem Verhindern von Ausbluten und einer geringeren zeitlichen Veränderung des Farbausgleichs erzeugen kann.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Aufzeichnungseinheit und ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitzustellen, die ein hochqualitatives, mehrfarbiges, durch Tintenstrahlen aufgezeichnetes Bild mit geringerer zeitlicher Veränderung des Farbausgleichs erzeugen können.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tintenkartusche bereitzustellen, die ein hochqualitatives mehrfarbiges Bild mit einer geringeren zeitlichen Veränderung des Farbausgleichs erzeugen kann.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Verhindern von Ausbluten in einem durch Tintenstrahlen aufgezeichneten mehrfarbigen Bild bereitzustellen, welches ein hochqualitatives mehrfarbiges Bild mit wirksam unterdrücktem Ausbluten und mit einer geringeren zeitlichen Veränderung des Farbausgleichs erzeugen kann.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verbesserung der Fixierfähigkeit eines schwarzen Bildes an einem Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, welches ein hochqualitatives mehrfarbiges Bild mit einer geringeren zeitlichen Veränderung des Farbausgleichs in dem Farbbild erzeugen und die Fixierfähigkeit des schwarzen Bildes an dem Aufzeichnungsmedium verbessern kann.
Unter Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen Aufgaben haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung verschiedene Tinten geprüft und im Ergebnis gefunden, dass wenn Farbtinten als ein Satz verwendet werden, die jeweilige Bilder mit einem ähnlichen Ausbleichen durch Licht (ΔE) erzeugen, dieser eine Verschlechterung des Bildes auf Grund einer Veränderung des Farbausgleichs nach Langzeitlagerung verhindern kann. Die Erfinder haben zudem gefunden, dass ein Ausbluten bzw. Verlaufen zwischen einem schwarzen Bildbereich und einem farbigen Bildbereich effektiv verhindert werden kann, während die vorstehende Wirkung des Unterdrückens einer Veränderung des Farbausgleichs beibehalten wird, indem eine schwarze Tinte, die ein Pigment enthält, das in einem wässrigen Medium durch die Wirkung einer ionischen Gruppe des Pigments dispergiert ist, mit dem vorstehenden Farbtintensatz verwendet wird, wobei aber wenigstens eine der Farbtinten wenigstens eines von einem Farbmittel und einem Zusatzstoff enthält, das bzw. der die Stabilität der Dispersion des Pigments in der schwarzen Tinte herabsetzt. Dies führte dazu, dass die vorliegende Erfindung gemacht wurde.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintensatz bereitgestellt, wie er im Anspruch 1 definiert ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren bereitgestellt, wie es im Anspruch 35 definiert ist.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Aufzeichnungseinheit bereitgestellt, wie sie im Anspruch 38 definiert ist.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Tintenkartusche bereitgestellt, wie sie im Anspruch 40 definiert ist.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Aufzeichnungsgerät bereitgestellt, wie es im Anspruch 41 definiert ist.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintensatz bereitgestellt, wie er im Anspruch 43 definiert ist.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintensatz bereitgestellt, wie er im Anspruch 44 definiert ist.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Verhindern von Ausbluten bereitgestellt, wie es im Anspruch 45 definiert ist.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, wie es im Anspruch 46 definiert ist.
Die 1 ist eine längliche Schnittansicht, die eine Ausführungsform eines Kopfes eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts zeigt;
die 2 ist eine Schnittansicht entlang 2-2 in der 1;
die 3 ist eine erläuternde schematische Ansicht eines Mehrfachkopfes;
die 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts;
die 5 ist ein Längsschnitt einer Tintenkartusche;
die 6 ist eine perspektivische Ansicht einer Aufzeichnungseinheit;
die 7 ist eine schematische Perspektivansicht des Hauptteils eines Tintenstrahldruckers, auf den ein Flüssigkeit ausstoßender Kopf aufgesetzt werden kann;
die 8 ist eine schematische Perspektivansicht einer Tintenstrahlkartusche mit einem Ausstoßkopf;
die 9 ist eine schematische Ansicht des Hauptteils eines Ausstoßkopfes;
die 10 ist eine abstrakte Ansicht eines Teils eines Ausstoßkopfes;
die 11 ist eine vergrößerte Ansicht der in 10 gezeigten Ausstoßöffnung;
die 12 zeigt schematisch einen Zustand, bei dem Tinte auf dem in 11 gezeigten Ausstoßöffnungsabschnitt abgeschieden ist;
die 13 ist eine schematische Ansicht des Hauptteils des in 10 gezeigten Flüssigkeit ausstoßenden Kopfes;
die 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 und 21 sind schematische Schnittansichten des Flüssigkeit ausstoßenden Kopfes entlang X-X in der 13, welche den zeitlichen Vorgang des Flüssigkeitsausstoßes durch den Flüssigkeit ausstoßenden Kopf veranschaulichen;
die 22 ist ein Aufbau eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts, für das die vorliegende Erfindung verwendet werden kann;
die 23 ist eine schematische Ansicht, die einen weiteren Aufbau eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes zeigt; und
die 24 ist eine schematische Schnittansicht eines in der vorliegenden Erfindung verwendeten Aufzeichnungsmediums.
Das Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass die Farbbilder in einem mehrfarbigen Bild, die mit einzelnen Farbtinten erzeugt sind, nahezu die gleiche Lichtechtheit aufweisen. Die Lichtechtheit eines mit einer Farbtinte erzeugten Bildes kann zum Beispiel unter Verwendung eines Farbraums wie etwa CIELAB ausgedrückt werden. Gemäß dem CIELAB-Farbraum wird eine Farbe unter Verwendung von drei Größen ausgedrückt, d.h. L*, a* und b*, wobei L* die Helligkeit der Farbe definiert und von 0 (schwarz) bis 100 (weiß) reicht und a* und b* den Farbton bzw. die Buntheitseigenschaften einer gegebenen Farbe definieren.
Das hier verwendete ΔE gibt den Unterschied im CIELAB-Farbraum zwischen der Farbe des ursprünglichen Bildes und der Farbe des Bildes nach Lichteinfall an. Ein Unterschied im ΔE gibt den Unterschied in dem Ausmaß des Ausbleichens durch Licht zwischen zwei unterschiedlichen Farbbildern an. So bedeutet ein größerer Unterschied im ΔE einen größeren Unterschied im Ausbleichen durch Licht zwischen diesen zwei Farben. ΔE wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt. ΔE = [(L*1 – L*2)2 + (a*1 – a*2)2 + (b*1 – b*2)2]1/2 (Gleichung 1)d.h.ΔE = (ΔL*2 + Δa*2 + Δb*2)1/2 (Gleichung 2)
Unter Verwendung von ΔE kann man die Lichtechtheit eines mit einer Farbtinte erzeugten Bildes bestimmen. Anders gesagt ist das Ausbleichen durch Licht groß, wenn das ΔE zwischen dem Wert direkt nach dem Drucken und dem Wert nach dem Belichten groß ist. Wenn die jeweiligen ΔE der verschiedenen Farben in einem mehrfarbigen Bild nahezu gleich zueinander sind, wird der Farbausgleich beibehalten, und das mehrfarbige Bild nach dem Lichteinfall gibt dem Betrachter kaum den Eindruck, dass sich die Qualität des mehrfarbigen Bildes verschlechtert hat, selbst wenn ein Ausbleichen durch Licht eines jeden Farbbildes erkennbar ist. Wenn zusätzlich der verbleibende Anteil der Reflexionsdichte des jeweiligen Bildes mit der jeweiligen Farbtinte groß ist, ist das gesamte Ausbleichen des Bildes durch Licht gering. Hier ist der verbleibende Anteil der Reflexionsdichte die Reflexionsdichte nach dem Lichteinfall und wird als Prozentsatz der Reflexionsdichte des Bildes von 100 direkt nach dem Drucken ausgedrückt. Er gibt ein Ausmaß der Konservierung der Reflexionsdichte des Bildes nach dem Lichteinfall an; es ist bevorzugt, dass der verbleibende Anteil der Reflexionsdichte des mit der jeweiligen Farbtinte erzeugten jeweiligen Bildes 70% oder mehr und mehr bevorzugt 80% oder mehr beträgt.
Die vorliegende Erfindung wird detailliert mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Lichtechtheitsprüfung
Um die Lichtechtheit zu bewerten, wird in der vorliegenden Erfindung eine Lichtechtheitsprüfung durchgeführt. Die Lichtechtheitsprüfung wird bevorzugt unter Bedingungen durchgeführt, die ein Sonnenlicht unterstellen bzw. annehmen, das durch ein Fenster in einen Raum einfällt, wodurch die Umgebung berücksichtigt wird, in der das Bild tatsächlich konserviert wird. Die Stärke der Belichtung in der Lichtechtheitsprüfung beträgt im Hinblick auf eine Langzeitkonservierung bevorzugt 6000 klux·h oder mehr. Zum Beispiel entspricht eine Prüfung, die mit einer Belichtung von 63 klux für 100 Stunden durchgeführt wird, einer Prüfung, die unter der Annahme durchgeführt wird, dass ein Bild für 3 Jahre oder länger bei einem in ein Gebäude einfallenden Sonnenlicht von 5 klux·h pro Tag konserviert wird.
In der vorliegenden Erfindung folgt die Prüfung den Bedingungen von ISO 10977 unter der Annahme von Sonnenlicht durch ein Fenster in einen Raum.
Gemäß dem ISO-Standard beträgt die Belichtung 6 klux; wenn allerdings eine Prüfung mit einer Belichtung von 6000 klux·h oder mehr durchgeführt wird, wird der Prüfungszeitraum zu lang. Daher kann, solange keine widersprechenden Ergebnisse erzielt werden, die Belichtung verstärkt werden, um den Prüfungszeitraum zu verkürzen.
Aufzeichnungsmedium
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Aufzeichnungsmedium ist nicht auf irgendwelche speziellen beschränkt, aber jene mit einer Beschichtungsschicht wie etwa Glanzpapier, gestrichenes Papier und Glanzfilm werden bevorzugt eingesetzt. Für eine große Absorptionsfähigkeit, Färbung und Auflösung werden bevorzugt jene Aufzeichnungsmedien eingesetzt, die auf dem Substrat eine poröse Teilchenschicht oder eine Polymerschicht aufweisen.
Ein Beispiel für die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Aufzeichnungsmedien weist eine tintenaufnehmende Schicht auf, die feine Teilchen umfasst, welche eine poröse Struktur bilden, wobei die Teilchen, die das Farbmittel in der Tinte wie etwa einen Farbstoff oder ein Pigment adsorbiert haben, das Bild erzeugen. Solch ein Aufzeichnungsmedium ist insbesondere zum Tintenstrahlaufzeichnen bevorzugt. Eine Art der tintenaufnehmenden Schicht, eine so genannte absorbierende Schicht, welche Tinte in den Hohlräumen der tintenaufnehmenden Schicht absorbiert, ist bevorzugt. Die absorptionsartige tintenaufnehmende Schicht umfasst eine poröse Schicht, die aus feinen Teilchen als einer Hauptkomponente mit oder ohne einem Bindemittel und anderen Zusatzstoffen gebildet ist. Die teilchenförmigen Materialien schließen zum Beispiel anorganische Pigmente wie etwa Siliciumoxid, Ton, Talk, Calciumcarbonat, Kaolin, Aluminiumoxid oder Aluminiumoxid wie etwa hydriertes Aluminiumoxid, Diatomenerde, Titanoxid, Hydrotalcit und Zinkoxid und organische Pigmente wie etwa Harnstoff-Formalinharz, Ethylenharz und Styrolharz ein. Wenigstens eines von diesen Materialien kann eingesetzt werden. Für das Bindemittel kann zum Beispiel ein wasserlösliches Polymer und Latex verwendet werden. Beispiele für solche Bindemittel schließen Poly(vinylalkohol) oder modifizierten Poly(vinylalkohol), Stärke oder modifizierte Stärke, Gelatin oder modifiziertes Gelatin, Gummiarabikum, Cellulosederivate wie etwa Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose und Hydroxyproylmethylcellulose, SBR-Latex, NBR-Latex, Methylmethacrylat/Butadien-Copolymerlatex, mit einer funktionellen Gruppe modifizierten Polymerlatex, Vinyl-Copolymerlatex wie etwa Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, Polyvinylpyrrolidon, Maleinsäureanhydrid oder deren Copolymer und Acrylatestercopolymer ein. Wenn erforderlich können zwei oder mehr Bindemittel in Kombination verwendet werden. In Abhängigkeit von der Situation können andere Zusatzstoff wie etwa ein Dispergiermittel, ein Verdickungsmittel, ein pH-einstellendes Mittel, ein Schmiermittel, ein Fließmodifikator, ein oberflächenaktives Mittel, ein Antischaummittel, ein fluoreszierender Aufheller, ein Ultraviolettabsorber und ein Antioxidationsmittel eingesetzt werden. Eine bevorzugte tintenaufnehmende Schicht des Aufzeichnungsmediums umfasst hauptsächlich Teilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 1 μm oder weniger, und speziell bevorzugt Siliciumoxid- und Aluminiumoxidteilchen mit dieser Größe. Bevorzugte Siliciumoxidteilchen sind jene, für die kolloides Siliciumoxid als Beispiel dient. Obwohl kolloides Siliciumoxid käuflich erhältlich ist, ist ein speziell bevorzugtes kolloides Siliciumoxid jenes, das zum Beispiel in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2803134 und in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2881847 beschrieben wird. Bevorzugte Aluminiumoxidteilchen schließen zum Beispiel hydrierte Aluminiumoxidteilchen ein. Ein geeignetes Beispiel für Aluminiumoxidpigmente ist hydriertes Aluminiumoxid, das durch die folgende Formel (VI) dargestellt wird: Al₂O_3-n(OH)_2n·mH₂O (VI)wobei n eine ganze Zahl von 1, 2 und 3, m ein Wert zwischen 0 und 10, bevorzugt 0 und 5, und m + n nicht 0 ist. In den meisten Fällen bezeichnet mH₂O entfernbares Wasser, das nicht an der Bildung eines mH₂O-Kristallgitters teilnimmt; demgemäß kann m eine ganze Zahl oder ein Wert sein, der keine ganze Zahl ist. Des Weiteren kann m durch Erhitzen dieser Materialart 0 werden.
Bevorzugtes hydriertes Aluminiumoxid kann durch bekannte Verfahren hergestellt werden, wie es im U.S.-Patent Nr. 4242271 und im U.S.-Patent Nr. 4202870 offenbart wird, bei dem Aluminiumalkoxid oder Natriumaluminat hydrolysiert wird, oder wie es in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 57-44605 offenbart wird, bei dem eine wässrige Lösung von Natriumaluminat durch Zugabe einer wässrigen Natriumsulfat- oder Aluminiumchloridlösung neutralisiert wird.
Die 24 ist ein schematischer Schnitt eines so genannten gestrichenen Papiers mit einer tintenaufnehmenden Schicht auf dem Substrat. In der 24 bezeichnet das Bezugszeichen 1000 ein Substrat, und 1003 bezeichnet eine Beschichtungsschicht (die tintenaufnehmende Schicht), die auf dem Substrat 1000 gehalten wird. Die Beschichtungsschicht 1003 ist eine poröse Schicht, die mit einem Bindemittel 1007 fixierte feine Teilchen 1005 enthält. Wenn ein Tintentröpfchen auf solch ein gestrichenes Papier aufgebracht wird, wird das Farbmaterial 1009 in der Tinte auf der Oberfläche der feinen Teilchen 1005 adsorbiert, und das adsorbierte Farbmittel erzeugt ein Bild.
Schwarze Tinte
Als das Pigment in der schwarzen Tinte wird bevorzugt Ruß verwendet. Der Ruß kann in der Tinte durch sich selber (selbstdispergierend) oder durch die Hilfe eines Dispergiermittels dispergiert sein.
Selbstdispergierender Ruß
Beispiele für selbstdispergierenden Ruß sind jene, die wenigstens eine ionische hydrophile Gruppe (anionisch oder kationisch) aufweisen, die direkt oder über eine Atomgruppe an dessen Oberfläche gebunden ist. Bei der Verwendung solch eines Rußes kann die Zugabe eines Dispergiermittels zum Dispergieren des Rußes verringert oder weggelassen werden.
Beispiele für den Ruß mit an der Oberfläche gebundenen anionischen Gruppen sind jene, die an der Oberfläche des Rußes irgendeine der hydrophilen Gruppen -COO(M2), -SO₃(M2), -PO₃H(M2) und -PO₃(M2)₂ aufweisen. In den vorstehenden Formeln ist M2 Wasserstoff, ein Alkalimetall, Ammonium oder organisches Ammonium. Von diesen wird Ruß, der anionisch aufgeladen ist, indem -COO(M2) oder -SO₃(M2) an seine Oberfläche gebunden ist, in dieser Ausführungsform speziell bevorzugt verwendet, da seine Dispergierfähigkeit in der Tinte gut ist.
Für jene, die in den vorstehend beschriebenen hydrophilen Gruppen durch „M2" dargestellt werden, schließen spezielle Beispiele für das Alkalimetall Li, Na, K, Rb und Cs ein, und spezielle Beispiele für das organische Ammonium schließen Methylammonium, Dimethylammonium, Trimethylammonium, Ethylammonium, Diethylammonium, Triethylammonium, Methanolammonium, Dimethanolammonium und Trimethanolammonium ein.
Eine Tinte, die einen selbstdispergierenden Ruß enthält, in dem M2 Ammonium oder organisches Ammonium ist, kann die Wasserfestigkeit aufgezeichneter Bilder verbessern und ist daher in dieser Ausführungsform speziell bevorzugt. Der Grund ist, dass sich das Ammoniumsalz zersetzen und verdampfen wird, wenn die Tinte auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht wird. Der selbstdispergierende Ruß, bei dem M2 Ammonium ist, kann hergestellt werden, indem ein selbstdispergierender Ruß, in dem M2 ein Alkalimetall ist, einem Ionenaustausch unterzogen wird, um das Alkalimetall durch Ammonium zu ersetzen, oder indem er zuerst mit einer Säure in den H-Typ (Typ der freien Säure) umgewandelt und dann Ammoniumhydroxid dazugegeben wird, um M2 in Ammonium umzuwandeln.
Ein Verfahren zur Herstellung des anionisch aufgeladenen selbstdispergierenden Rußes kann ein Verfahren sein, bei dem Ruß mit Natriumhypochlorit oxidiert wird. Durch dieses Verfahren kann eine -COONa-Gruppe chemisch an die Oberfläche des Rußes gebunden werden.
Indessen können verschiedene hydrophile Gruppen, wie sie vorstehend erwähnt wurden, direkt an die Oberfläche des Rußes gebunden sein, oder sie können über eine Atomgruppe, die zwischen der Oberfläche und der hydrophilen Gruppe liegt, indirekt gebunden sein.
Hier schließen spezielle Beispiele für solch eine Atomgruppe gerade oder verzweigte Alkylengruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, substituierte oder unsubstituierte Phenylengruppen und substituierte oder unsubstituierte Naphthylengruppen ein. Als Substituenten für die Phenylengruppen und Naphthylengruppen gibt es gerade oder verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Spezielle Beispiele für Kombinationen aus der Atomgruppe und der hydrophilen Gruppe schließen -C₂H₄-COOM, -Ph-SO₃M und Ph-COOM ein, wobei Ph eine Phenylgruppe und M ein Alkalimetall bezeichnet.
In diesem Aspekt können eine oder mehrere Arten von selbstdispergierenden Rußen, die aus den vorstehenden Arten ausgewählt sind, als das Farbmittel in der Tinte eingesetzt werden. Der Gehalt des selbstdispergierenden Rußes liegt bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-%, spezieller von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte. Innerhalb dieses Bereichs kann der selbstdispergierende Ruß in der Tinte einen ausreichenden Dispersionszustand beibehalten. Um den Farbton der Tinte einzustellen, können zusätzlich zu dem selbstdispergierenden Ruß darüber hinaus ein oder mehrere Farbstoffe zu der Tinte als Farbmittel zugegeben sein.
Gewöhnlicher Ruß
Es ist zudem möglich, anstelle des selbstdispergierenden Rußes gewöhnlichen Ruß zu verwenden. Zum Beispiel können Rußpigmente wie etwa Ofenruß, Lampenruß, Acetylenruß und Kanalruß eingesetzt werden. Diese Rußpigmente schließen Raven 7000, Raven 5750, Raven 5250, Raven 5000, Raven 3500, Raven 2000, Raven 1500, Raven 1250, Raven 1200, Raven 1190ULTRA-11, Raven 1170, Raven 1255 (bis hierher Produkte von Columbia), Black Pearls L, Regal 400R, Regal 330R, Regal 660R, Mogul L, Monarch 700, Monarch 800, Monarch 880, Monarch 900, Monarch 1000, Monarch 1100, Monarch 1300, Monarch 1400, Valcan XC-72R (bis hierher Produkte von Cabot), Color Black FW1, Color Black FW2, Color Black FW2V, Color Black FW18, Color Black FW200, Color Black S150, Color Black S160, Color Black S170, Recordex 35, Recordex U, Recordex V, Recordex 140U, Recordex 140 V, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special Black 4 (bis hierher Produkte von Degusa), Nr. 25, Nr. 33, Nr. 40, Nr. 47, Nr. 52, Nr. 900, Nr. 2300, MCF-88, MA 600, MA 7, MA 8 und MA 100 (bis hierher Produkte von Mitsubishi Chemical) ein. Bekannter Ruß kann ebenfalls verwendet werden, ohne dass er auf die vorstehenden Ruße eingeschränkt ist. Darüber hinaus können feine Teilchen aus magnetischem Material wie Ferrit und Titanschwarz als ein schwarzes Pigment eingesetzt werden.
Wenn diese normalen Ruße als ein Farbmittel für schwarze Tinte eingesetzt werden, ist der Tinte bevorzugt ein Dispergiermittel zugegeben, um sie im wässrigen Medium stabil zu dispergieren. Ein bevorzugt verwendetes Dispergiermittel weist eine ionische Gruppe auf, die dazu dient, den Ruß stabil im wässrigen Medium zu dispergieren. Die vorstehend beschriebenen Dispergiermittel schließen Styrol/Acrylsäure-Copolymer, Styrol/Acrylsäure/Alkylacrylat-Copolymer, Styrol/Maleinsäure-Copolymer, Styrol/Maleinsäure/Alkylacrylat-Copolymer, Styrol/Methacrylsäure-Copolymer, Styrol/Methacrylsäure/Alkylacrylat-Copolymer, Styrol/Maleinsäurehalbester-Copolymer, Vinylnaphthalin/Acrylsäure-Copoyler, Vinylnaphthalin/Maleinsäure-Copolymer und Styrol/Maleinsäureanhydrid/Maleinsäurehalbester-Copolymer oder ihre Salze ein. Von allen vorstehend beschriebenen Copolymeren sind jene mit einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht im Bereich von 1.000 bis 30.000 bevorzugt, mit einem im Bereich von 3.000 bis 15.000 mehr bevorzugt.
In der schwarzen Tinte enthaltene Salze
Ein in der schwarzen Tinte enthaltenes Salz kann eine durch die Art des Aufzeichnungsmediums bedingte starke Schwankung der Bildqualität verhindern, und die Tinte kann dauerhaft hochqualitative Bilder mit sehr großer Dichte erzeugen. Die schwarze Tinte führt dazu, dass die optische Dichte eines ersten schwarzen Bildes, das nur mit der schwarzen Tinte erzeugt ist, nahezu gleich zu jener eines zweiten schwarzen Bildes ist, das mit der schwarzen Tinte und einer Farbtinte erzeugt ist, die wenigstens eines von einem Farbmittel und einem Zusatzstoff enthält, das bzw. der die Stabilität der Dispersion der schwarzen Tinte herabsetzt. Wenngleich sich der Farbton des ersten schwarzen Bildes manchmal geringfügig von dem des zweiten schwarzen Bildes unterscheiden kann, kann solch ein Unterschied optisch ignoriert werden.
Für das gemäß diesem Aspekt in der Tinte enthaltene Salz ist es 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 (M1₂CO₃ einzusetzen. Hier ist M1 ein Alkalimetall, Ammonium oder ein organisches Ammonium und Ph meint eine Phenylgruppe.
Als spezielle Beispiele für das Alkalimetall gibt es Li, Na, K, Rb und Cs, und als spezielle Beispiele für das organische Ammonium gibt es Methylammonium, Dimethylammonium, Trimethylammonium, Ethylammonium, Diethylammonium, Triethylammonium, Trimethanolammonium, Dimethanolammonium, Trimethanolammonium, Ethanolammonium, Diethanolammonium und Triethanolammonium. Von diesen Salzen sind Sulfate (z. B. Kaliumsulfat) und Benzoate (z. B. Ammoniumbenzoat) mit dem selbstdispergierenden Ruß besonders kompatibel, und eine Tinte, die solch ein Salz enthält, kann auf verschiedenen Aufzeichnungsmedien ein Tintenstrahlbild hoher Qualität erzeugen, vermutlich aufgrund ihrer hervorragenden Fest/Flüssig-Trennwirkung, wenn sie auf ein Aufzeichnungsmedium aufgebracht wird.
Der Salzgehalt in der Tinte liegt bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-% und insbesondere von 0,1 bis 5 Gew.-% des Gesamtgewichts der Tinte. Durch Einstellen der Gehalte des selbstdispergierenden Rußes und des Salzes innerhalb der vorstehend erwähnten Bereiche kann eine überlegene Wirkung erzielt werden.
Wässriges Medium in der schwarzen Tinte
Das wässrige Medium der schwarzen Tinte der vorliegenden Erfindung kann Wasser oder eine Mischung aus Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel sein, wobei speziell bevorzugte wasserlösliche organische Lösungsmittel jene sind, die ein Austrocknen der Tinte verhindern können.
Spezielle Beispiele schließen C₁-C₄-Alkylalkohole wie etwa Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, iso-Propylalkohol, n-Butylalkohol, sec-Butylalkohol und tert-Butylalkohol, Amide wie etwa Dimethylformaldehyd und Dimethylacetamid, Ketone oder Ketoalkohole wie etwa Aceton und Diacetonalkohol, Ether wie etwa Tetrahydrofuran und Dioxan, Polyalkylenglycole wie etwa Polyethylenglycol und Polypropylenglycol, Alkylenglycole mit einer C₂-C₆-Alkylengruppe wie etwa Ethylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol, Triethylenglycol, 1,2,6- Hexantriol, Thiodiglycol, Hexylenglycol und Diethylenglycol, niedere Alkyletheracetate wie etwa Polyethylenglycolmonomethyletheracetat, Glycerin, niedere Alkylether mehrwertiger Alkohole 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 wasserlöslichen organischen Lösungsmittel können einzeln oder in einer Mischung verwendet werden. Es ist wünschenswert, destilliertes Wasser einzusetzen.
Der Gehalt des wasserlöslichen organischen Lösungsmittels in der Tinte der Erfindung ist nicht speziell beschränkt, liegt aber auf der Grundlage des Gesamtgewichts der Tinte bevorzugt innerhalb des Bereichs von 3 bis 50 Gew.-%. Der Wassergehalt in der Tinte liegt bevorzugt innerhalb des Bereichs von 50 bis 95 Gew.-% der Tinte.
Tinteneigenschaften, Tintenausstoßeigenschaften und Eindringfähigkeit in das Aufzeichnungsmedium
Die schwarze Tinte gemäß diesem Aspekt kann zum Tintenstrahlaufzeichnen sowie für Handschreibgeräte verwendet werden. Bezüglich des Tintenstrahlaufzeichnungsverfahrens gibt es ein Aufzeichnungsverfahren, bei dem eine mechanische Energie auf die Tinte ausgeübt wird, um ein Tintentröpfchen auszustoßen, und ein Aufzeichnungsverfahren, bei dem thermische Energie auf die Tinte ausgeübt wird, um durch die Wirkung einer Blase in der Tinte ein Tintentröpfchen auszustoßen, wobei die Tinte gemäß der vorliegenden Erfindung für beide besonders geeignet ist.
Wenn die schwarze Tinte der vorliegenden Erfindung zum Tintenstrahlaufzeichnen verwendet wird, sollte die Tinte solche Eigenschaften aufweisen, dass sie von einem Tintenstrahlkopf ausgestoßen werden kann. Unter diesem Gesichtspunkt weist die Tinte Flüssigkeitseigenschaften wie etwa eine Viskosität von 1 bis 15 mPa·s und eine Oberflächenspannung von bevorzugt 25 mN/m oder mehr und mehr bevorzugt 1 bis 5 mPa·s und 25 bis 50 mN/m auf.
Eine Kennzahl, welche die Eindringfähigkeit der Tinte in ein Aufzeichnungsmedium angibt, ist der durch das Bristow-Verfahren bestimmte Ka-Wert. Und zwar wird, wenn die Eindringfähigkeit einer Tinte durch die Tintenmenge V pro m² ausgedrückt wird, die in ein Aufzeichnungsmedium nach einer festgelegten Zeit t nach dem Ausstoß des Tintentröpfchens eingedrungene Menge V (ml/m² = μm) der Tinte durch die Bristow-Gleichung ausgedrückt: V = Vr + Ka(t – tw)1/2,wobei tw die Kontaktzeit und Vr die in dem rauen Abschnitt des Aufzeichnungsmedium absorbierte Tintenmenge ist.
Hierbei wird direkt nach dem Auftreffen eines Tintentröpfchens auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums nahezu die gesamte Tinte in dem rauen Abschnitt des Aufzeichnungsmediums (unebener Oberflächenabschnitt des Aufzeichnungsmedium) absorbiert, und nahezu keine Tinte ist in das Innere des Aufzeichnungsmedium eingedrungen. Dieser Zeitraum ist als die Kontaktzeit (tw) definiert, und die in dem rauen Abschnitt während der Kontaktzeit absorbierte Tintenmenge ist als Vr definiert.
Nach der Kontaktzeit nimmt die in das Aufzeichnungsmedium eingedrungene Tintenmenge proportional zur halben Potenz der vergangenen Zeit, welche die Kontaktzeit übersteigt, d. h. (t – tw), zu. Ka ist der Proportionalitätskoeffizient dieser Zunahme und entspricht der Eindringgeschwindigkeit. Der Ka-Wert kann unter Verwendung einer Prüfvorrichtung für dynamische Eindringfähigkeit einer Flüssigkeit durch das Bristow-Verfahren bestimmt werden (z. B. Dynamic Penetrability Testing Device S, Handelsbezeichnung, ein Produkt von TOYO Seiki Mfg. Ltd.).
Darüber hinaus ist es für die Tinten der vorliegenden Erfindung für eine weitere Verbesserung der Bildqualität bevorzugt, dass der Ka-Wert auf weniger als 1,5 ml·ms^–2·ms^–1/2 und mehr bevorzugt innerhalb von 0,2 bis weniger als 1,5 eingestellt ist. Wenn der Ka-Wert weniger als 1,5 ml·ms^–2·ms^–1/2 beträgt, tritt in einer frühen Phase des Vorgangs des Eindringens der Tinte in das Aufzeichnungsmedium eine Fest/Flüssig-Trennung auf, was hochqualitative Bilder mit geringem Verlaufen ergibt.
Hier wird der Ka-Wert gemäß dem Bristow-Verfahren in der vorliegenden Erfindung unter Verwendung von ungestrichenem Papier als Aufzeichnungsmedium wie etwa PB-Papier (Canon) für Kopierer, die das elektrofotografische Verfahren einsetzen, und für Seitendrucker (Laserstrahldrucker) und Drucker, die das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren einsetzen, und PPC-Papier, das für Kopierer mit elektrofotografischem Verfahren zu verwenden ist, bestimmt. Die Messung wird unter angenommenen Bürobedingungen wie etwa einer Temperatur von 20 bis 25°C und einer Feuchtigkeit von 40 bis 60% durchgeführt.
Bevorzugt enthält ein wässriges Medium, welches eine Tinte mit den vorstehend erwähnten erwünschten Eigenschaften liefern kann, Glycerin, Trimethylolpropan, Thiodiglycol, Ethylenglycol, Diethylenglycol, Isopropylalkohol und Acetylenalkohole.
Farbtinte
Gemäß der vorliegenden Erfindung sollte wenigstens eine Farbtinte von den wenigstens drei Farbtinten des Tintensatzes die Stabilität der Dispersion des Pigments in der schwarzen Tinte herabsetzen, wenn die Farbtinte mit der schwarzen Tinte in Kontakt tritt. Das Herabsetzen der Stabilität der Dispersion des Pigments führt zu Phänomenen wie etwa einer Aggregation und einem Ausfällen des Pigments und zu einem Eindicken der Tinte. Eindicken meint, dass wenn zwei Tinten (hier die schwarze Tinte und die Farbtinte) vermischt werden, die Viskosität der Mischung größer wird als die einer jeden der beiden Tinte. Speziell sind Ausführungsformen solch einer Tinte:

(1) eine Farbtinte, die ein Farbmittel enthält, welches die Stabilität der Dispersion des Pigments in der schwarzen Tinte herabsetzt, wenn die Tinten vermischt werden, oder
(2) eine Farbtinte, die einen Zusatzstoff enthält, der die Stabilität der Dispersion des Pigments in der schwarzen Tinte herabsetzt, wenn die Tinten vermischt werden.

Spezielle Beispiele für die Ausführungsform (1) sind die folgenden i) und ii).

i) Das Pigment in der schwarzen Tinte weist eine anionische Gruppe auf und das Farbmittel der Farbtinte weist eine kationische Gruppe auf. Wenn die Farbtinte mit der schwarzen Tinte vermischt wird, reagiert in diesem Beispiel die kationische Gruppe des Farbmittels in der Farbtinte mit der anionischen Gruppe des Pigments in der schwarzen Tinte und bricht die Stabilität der Dispersion in der schwarzen Tinte auf, was zu einer Pigmentaggregation und einem Eindicken der Tinte führt.
ii) Das Pigment in der schwarzen Tinte weist eine kationische Gruppe auf und das Farbmittel der Farbtinte weist eine anionische Gruppe auf. Wenn die Farbtinte mit der schwarzen Tinte in Kontakt tritt, reagiert in diesem Beispiel die anionische Gruppe des Farbmittels in der Farbtinte mit der kationischen Gruppe des Pigments in der schwarzen Tinte und bricht die Stabilität der Dispersion des Pigments in der schwarzen Tinte auf, was zu der Pigmentaggregation und dem Eindicken der Tinte führt.

Spezielle Beispiele für die Ausführungsform (2) sind die folgenden iii) bis v).

iii) Das Pigment in der schwarzen Tinte weist eine anionische Gruppe auf und die Farbtinte enthält wenigstens ein mehrwertiges Metallsalz eines mehrwertigen Metallkations wie etwa Mg²⁺, Ca²⁺, Cu²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Fe²⁺, La³⁺, Nd³⁺, Y³⁺ und Al³⁺. Wenn die Farbtinte mit der schwarzen Tinte in Kontakt tritt, reagiert in diesem Beispiel das mehrwertige Metallkation in der Farbtinte mit der anionischen Gruppe des Pigments in der schwarzen Tinte und bricht die Stabilität der Dispersion des Pigments in der schwarzen Tinte auf, was zu der Pigmentaggregation und dem Eindicken der Tinte führt. Bevorzugt ist das mehrwertige Metallsalz in der Farbtinte in einem Bereich von etwa 0,1 bis 15 Gew.-% und mehr bevorzugt 2 bis 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Farbtinte enthalten. In diesem Beispiel ist das mehrwertige Metallsalz bevorzugt ein Nitratsalz oder ein Acetatsalz.
iv) Das Pigment in der schwarzen Tinte bleibt in dem pH-Bereich von 3 bis 7 stabil dispergiert, und der pH der Farbtinte beträgt 8 bis 10. Wenn die Farbtinte mit der schwarzen Tinte in Kontakt tritt, steigt in diesem Beispiel der pH der schwarzen Tinte an und die Stabilität der Dispersion des Pigments wird aufgebrochen, was zu der Pigmentaggregation und dem Eindicken der Tinte führt.
v) Das Pigment in der schwarzen Tine bleibt in dem pH-Bereich von 7 bis 11 stabil dispergiert, und der pH der Farbtinte beträgt 3 bis 6. Wenn die Farbtinte mit der schwarzen Tinte in Kontakt tritt, sinkt in diesem Beispiel der pH der schwarzen Tinte und die Stabilität der Dispersion des Pigments wird aufgebrochen, was zu der Pigmentaggregation und dem Eindicken der Tinte führt.

Die Verwendung solch eines Satzes aus einer Farbtinte und einer schwarzen Tinte, wie sie vorstehend beschrieben wurden, ermöglicht z. B. ein Überlagern der schwarzen Tinte und der Farbtinte, um ein hochqualitatives mehrfarbiges Bild mit verringertem Ausbluten an einer Grenze zwischen dem schwarzen Bild und dem Farbbild sowie mit einer hervorragenden Langzeitkonservierung des Farbbildbereichs zu erzeugen.
Farbmittel
In der vorliegenden Erfindung sind die Farbmittel für die Farbtinte bevorzugt wasserlösliche Farbmittel, die im Farbindex aufgeführt sind, wie etwa Xanthenfarbstoffe, Triphenylmethanfarbstoffe, Anthrachinonfarbstoffe, Monoazofarbstoffe, Disazofarbstoffe, Trisazofarbstoffe, Tetraazofarbstoffe und Kupferphthalocyaninfarbstoffe. Die Tinte kann ein oder mehrere Farbmittel enthalten.
Diese Farbmittel sind in der Tinte bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-% und mehr bevorzugt von 0,5 bis 5,0 Gew.-% der gesamten Tinte enthalten. In dem Fall, dass die Stabilität der Dispersion des Pigments in der schwarzen Tinte durch das Farbmittel in der Farbtinte herabzusetzen ist, ist das Farbmittel gemäß dem Hauptinhalt der vorliegenden Erfindung, wie er vorstehend unter i) und ii) beschrieben wurde, aus herkömmlichen Farbmitteln ausgewählt.
Wenn eine magentafarbene Tinte in einem Tintensatz gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist, ist es bevorzugt, die Farbmittel einzusetzen, die durch die folgende allgemeine Formel (I) dargestellt werden.
Formel (I)
In der allgemeinen Formel (I) bezeichnet R₁ eine substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe, R₂ und R₄ bezeichnen unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, und R₃ ist aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer substituierten oder unsubstituierten Alkylgruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Alkoxygruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Aryloxygruppe oder einem Halogenatom ausgewählt. X₁ bezeichnet eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon oder eine Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon. n bezeichnet 1 oder 2.
Spezieller sind Beispiele für R₁ eine lineare oder verzweigte Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe, wobei der Substituent der Phenylgruppe z. B. eine Methylgruppe, eine Hydroxygruppe, eine Nitrogruppe, eine Sulfonsäuregruppe oder das Salz davon, eine Carboxylgruppe oder das Salz davon und ein Halogenatom (Fluor, Chlor, Brom, etc.) einschließt. Beispiele für R₂ sind ein Wasserstoffatom und eine lineare oder verzweigte niedere Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffen. Beispiele für R₃ sind ein Wasserstoffatom, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine lineare oder verzweigte Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und eine Aryloxygruppe wie etwa eine Phenoxygruppe. Die Aryloxygruppe kann einen oder mehrere Substituenten am Arylring wie etwa eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffen, eine Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon und eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon aufweisen. Beispiele für R₄ sind ein Wasserstoffatom und eine lineare oder verzweigte niedere Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffen. Beispiele für X₁ sind -COOM, -SO₃M (wobei M ein Wasserstoffatom, ein Alkalimetall wie etwa Li und Na, Ammonium (NH₄), ein organisches Ammonium (N(R₈)₄) ist, wobei R₈ Methyl und Ethyl einschließt.
Spezielle Beispiele für das durch die allgemeine Formel (I) dargestellte Farbmittel sind die folgenden. Hiernach bezeichnet M in den beispielhaft angegebenen Verbindungen I-1 bis I-7 irgendeines von H, Li, Na, NH₄ und N(R₈)₄.
Beispielhaft angegebene Verbindung I-1
Beispielhaft angegebene Verbindung I-2
Beispielhaft angegebene Verbindung I-3
Beispielhaft angegebene Verbindung I-4
Beispielhaft angegebene Verbindung I-5
Beispielhaft angegebene Verbindung I-6
Beispielhaft angegebene Verbindung I-7
Mehr bevorzugt enthält die magentafarbene Tinte wenigstens eines von den Farbmitteln der allgemeinen Formel (I) und wenigstens ein Farbmittel, das aus den Farbmitteln, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (II) und (III) dargestellt werden, und Farbmitteln mit einer Xanthenstruktur ausgewählt ist.
Formel (II)
In der vorstehenden Formel (II) bezeichnet Ar₁ eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylgruppe und Ar₂ ist aus der Gruppe bestehend aus einer Acetylgruppe, einer Benzoylgruppe, einer 1,3,5-Triazinylgruppe, einer SO₂-C₆H₅-Gruppe oder einer SO₂-C₆H₄-CH₃-Gruppe ausgewählt. M ist ein Gegenion der Sulfonsäuregruppe und bezeichnet ein Wasserstoffatom, ein Alkalimetall wie etwa Li und Na, Ammonium (NH₄) oder ein organisches Ammonium (N(R₉)₄), wobei R₉ eine Methyl- oder eine Ethylgruppe einschließt. Die Phenyl- oder Naphthylgruppe von Ar₁ kann einen oder mehrere Substituenten ausgewählt aus z. B. einer Carboxylgruppe oder einem Salz davon, einer Sulfonsäuregruppe oder dem Salz davon oder einer linearen oder verzweigten Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffen, einem Halogenatom wie etwa Fluor, Chlor und Brom, einer Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffen und einer Aryloxygruppe wie etwa einer Phenoxygruppe aufweisen. Wenn Ar₂ eine Benzoylgruppe oder eine 1,3,5-Triazinylgruppe ist, kann der Benzolring oder der 1,3,5-Triazinring einen Substituenten wie etwa eine Carboxylgruppe oder das Salz davon, ein Halogenatom (Fluor, Chlor, Brom, etc.), eine primäre bis tertiäre Aminogruppe, eine Alkoxygruppe, eine Hydroxygruppe und dergleichen aufweisen.
Formel (III)
In der vorstehenden allgemeinen Formel (III) bezeichnen Ar₃ und Ar₄ unabhängig eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylgruppe. Die Substituenten für eine Phenylgruppe und eine Naphthylgruppe schließen z. B. eine lineare oder verzweigte Alkygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffen, eine lineare oder verzweigte Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffen, eine Hydroxygruppe, eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon, eine Sulfonsäuregruppe oder das Salz davon oder ein Halogenatom (Fluor, Chlor, Brom und dergleichen) ein. Wenigstens eines von Ar₃ und Ar₄ weist einen Substituenten auf, der eine Carboxylgruppe oder das Salz davon oder eine Sulfonsäuregruppe oder das Salz davon ist. M ist ein Gegenion einer Sulfonsäuregruppe und bezeichnet irgendeines von einem Wasserstoffatom, einem Alkalimetall wie etwa Li und Na, Ammonium (NH₄) und einem organischen Ammonium (N(R₁₀)₄), wobei R₁₀ eine Methyl- und eine Ethylgruppe einschließt. R₅ bezeichnet eine 1,3,5-Triazindiylgruppe, die durch eine Carboxylgruppe oder das Salz davon, ein Halogenatom wie etwa Fluor, Chlor und Brom, primäre bis tertiäre Aminogruppen, eine Alkoxygruppe, eine Hydroxygruppe und dergleichen substituiert sein kann. R₆ und R₇ bezeichnen unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Alkenylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Aralkylgruppe oder eine Atomgruppe, die zusammen mit einem N-Atom einen Perhydroxyazinring bildet, und L bezeichnet eine zweibindige organische Verknüpfung. R₆ und R₇ sind z. B. eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffen, eine lineare oder verzweigte Alkenylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffen, eine Benzylgruppe und dergleichen. Der Substituent für die Alkylgruppe, die Alkenylgruppe und die Benzylgruppe schließt eine Hydroxygruppe, eine Carboxylgruppe oder das Salz davon und eine Sulfonsäuregruppe oder das Salz davon ein.
Spezielle Beispiele für das durch die vorstehende allgemeine Formel (II) dargestellte Farbmittel schließen z. B. C. I. Reactive Red 180 und jene mit der folgenden Struktur und des Weiteren die Verbindungen mit einer Struktur ein, die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 8-73791 und der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 11-209673 beschrieben wird.
Hiernach bezeichnet M in den beispielhaft angegebenen Verbindungen II-8 bis II-13 irgendeines von H, Li, Na, NH₄ und N(R₉)₄.
Beispielhaft angegebene Verbindung II-8
Beispielhaft angegebene Verbindung II-9
Beispielhaft angegebene Verbindung II-10
Beispielhaft angegebene Verbindung II-11
Beispielhaft angegebene Verbindung II-12
Beispielhaft angegebene Verbindung II-13 (C. I. Red 249)
Spezielle Beispiele für das durch die vorstehende allgemeine Formel (III) dargestellte Farbmittel schließen z. B. jene mit der folgenden Struktur ein. Hiernach bezeichnet M in den beispielhaft angegebenen Verbindungen III-14 bis III-22 irgendeines von H, Li, Na, NH₄ und N(R₁₀)₄.
Beispielhaft angegebene Verbindung III-14
Beispielhaft angegebene Verbindung III-15
Beispielhaft angegebene Verbindung III-16
Beispielhaft angegebene Verbindung III-17
Beispielhaft angegebene Verbindung III-18
Beispielhaft angegebene Verbindung III-19
Beispielhaft angegebene Verbindung III-20
Beispielhaft angegebene Verbindung III-21
Beispielhaft angegebene Verbindung III-22
Spezielle Beispiele für das Farbmittel mit einer Xanthenstruktur schließen C. I. Acid Red 52, 92, 94 und 289 ein.
Wenn die magentafarbene Tinte gemäß der vorliegenden Erfindung in Mischung das Farbmittel der allgemeinen Formel (I) und ein Farbmittel, das von den Verbindungen der allgemeinen Formel (I) verschieden ist (wenigstens eines ausgewählt aus den Farbmitteln, die durch die allgemeine Formel (II) und die allgemeine Formel (III) dargestellt werden, und den Farbmitteln mit einer Xanthenstruktur) enthält, liegt das Gewichtsverhältnis bevorzugt im Bereich von 95:5 bis 20:80, um solche Wirkungen wie etwa einen scharfen Farbton, eine große Bilddichte und hervorragende Lichtechtheit zu erzielen.
Wenn der Tintensatz gemäß der vorliegenden Erfindung eine cyanfarbene Tinte enthält, ist es bevorzugt, ein Farbmittel mit einer Kupferphthalocyaninstruktur als das Farbmitte der cyanfarbenen Tinte einzusetzen. Spezielle Beispiele für das Farbmittel mit einer Kupferphthalocyaninstruktur sind C. I. Acid Blue 249, C. I. Direct Blue 86, C. I. Direct Blue 199 und C. I. Direct Blue 307. Zusätzlich zu diesen Kupferphthalocyaninfarbmitteln können zusammen andere cyanfarbene Farbmittel eingesetzt werden. Allerdings liegt in einem Fall das Gewichtsverhältnis des Kupferphthalocyaninfarbmittels zu dem zusätzlichen Farbmittel bevorzugt im Bereich von 95:5 bis 20:80.
Wenn der Tintensatz gemäß der vorliegenden Erfindung eine gelbe Tinte enthält, ist es bevorzugt, Direct Yellow 132 als das Farbmittel einzusetzen.
Der Tintensatz gemäß der vorliegenden Erfindung kann des Weiteren eine weitere schwarze Tinte enthalten, die einen Farbstoff als das Farbmittel enthält. In diesem Fall sollte die Tinte ähnlich zu den anderen Farbtinten solche Ausbleicheigenschaften durch Licht aufweisen, dass das ΔE des mit der schwarzen Tinte erzeugten Bildes im CIELAB-Farbraum nach einem simulierten Ausbleichen durch ein in ein Gebäude für drei oder mehr Jahre einfallendes Licht von den anderen ΔE um nicht mehr als 10 abweicht.
Farbstoffe, die in solch einer schwarzen Tinte auf Farbstoffbasis verwendet werden können, schließen z. B. jene ein, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (IV) bis (VI) ausgedrückt werden.
(wobei W eine Carboxylgruppe bezeichnet, X ein Halogenatom, eine Carboxylgruppe oder eine Sulfongruppe bezeichnet, Y ein Halogenatom, eine Carboxylgruppe oder eine Sulfonsäuregruppe bezeichnet, Z ein Wasserstoffatom, eine Carboxylgruppe oder eine Sulfonsäuregruppe bezeichnet bzw. R₁ ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, die durch wenigstens eine von einer Carboxylgruppe und einer Alkoxygruppe substituiert ist, eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkanoylgruppe bezeichnet. Beispiele für die Substituenten der Phenylgruppe und der Alkanoylgruppe sind eine Hydroxygruppe, eine Carboxylgruppe, eine Sulfonsäuregruppe und eine Alkoxygruppe).
Bei der allgemeinen Formel (IV) schließen bevorzugte Beispiele für die durch R₁ bezeichnete Carboxyalkylgruppe eine Carboxyalkylgruppe ein, deren Alkyleinheit C₁ bis C₆ (die Kohlenstoffzahl ist 1 bis 6, entsprechend hiernach) und mehr bevorzugt C₁ bis C₄ ist.
(wobei Q1 eine Phenyl- oder eine Naphtylgruppe mit wenigstens einem Substituenten ausgewählt aus einer niederen Alkylcarbonylaminogruppe und einer niederen Alkoxygruppe oder eine durch eine Sulfonsäuregruppe substituierte Naphthylgruppe bezeichnet, Q2 eine Naphthylgruppe, die durch eine Sulfonsäuregruppe substituiert ist, oder eine Phenylgruppe, die durch eine niedere Alkoxygruppe substituiert ist, bezeichnet, Q3 eine unsubstituierte oder durch SO₃M substituierte Phenyl- oder Naphthylgruppe bezeichnet, R₂ und R₃ unabhängig eine niedere Alkylgruppe, eine niedere Alkoxygruppe oder eine niedere Alkylcarbonylgruppe bezeichnen, R₄ ein Wasserstoffatom oder eine durch eine Sulfonsäuregruppe substituierte Phenylgruppe bezeichnet, n 0 oder 1 ist und M ein Alkalimetall wie etwa Li und Na, Ammonium (NH₄), ein organisches Ammonium (N(R₁₁)₄), wobei R₁₁ Methyl oder Ethyl sein kann, ist.
In der durch die vorstehend beschriebenen allgemeinen Formeln (V) und (VI) ausgedrückten Farbstoffstruktur ist die niedere Alkylcarbonylaminogruppe bevorzugt eine C₁- bis C₄-Alkylcarbonylaminogruppe, die niedere Alkoxygruppe eine C₁- bis C₄-Alkoxygruppe und die niedere Alkylgruppe eine C₁- bis C₄-Alkylgruppe.
Spezielle Beispiele für den durch die vorstehende allgemeine Formel (V) ausgedrückten Farbstoff schließen die folgenden beispielhaft angegebenen Verbindungen 23 bis 27 ein.
Beispielhaft angegebene Verbindung 23
Beispielhaft angegebene Verbindung 24
Beispielhaft angegebene Verbindung 25
Beispielhaft angegebene Verbindung 26
Beispielhaft angegebene Verbindung 27
Spezielle Beispiele für den durch die allgemeine Formel (VI) ausgedrückten Farbstoff schließen die folgenden beispielhaft angegebenen Verbindungen 28 bis 32 ein.
Beispielhaft angegebene Verbindung 28
Beispielhaft angegebene Verbindung 29
Beispielhaft angegebene Verbindung 30
Beispielhaft angegebene Verbindung 31
Beispielhaft angegebene Verbindung 32
Abgesehen von diesen können z. B. C. I. Direct Black 17, 19, 51, 71, 90, 108, 146, 154, 168, 195 und C. I. Food Black 1 und 2 als Beispiele angegeben werden. Diese schwarzen Farbstoffe können einzeln oder in einer geeigneten Kombination innerhalb des Umfangs der Erfindung eingesetzt werden. Im Hinblick auf die Ausbleicheigenschaften durch Licht sind mehr bevorzugte Tintensätze gemäß der vorliegenden Erfindung jene, die Bilder liefern können, welche jeweilige ΔE aufweisen, wobei der Unterschied zwischen den jeweiligen ΔE innerhalb von 10 (einschließlich 0) liegt, und bei denen der verbleibende Anteil der Reflexionsdichte eines jeden Bildes 70% oder mehr und bevorzugt 80% oder mehr beträgt, unter Ausbleichbedingungen, die einem Pseudoausbleichen durch ein für 3 Jahre oder mehr durch ein Fenster in ein Gebäude einfallendes Sonnenlicht entsprechen.
Eine Ausführungsform, um dies zu erzielen, ist ein Tintensatz, der cyanfarbene, magentafarbene und gelbe Tinte umfasst, welche die vorstehend beschriebenen Farbmittel enthalten. Solch ein Tintensatz weist insbesondere eine gute Kompatibilität mit einem Aufzeichnungsmedium auf, welches, von den vorstehend beschriebenen verschiedenen Aufzeichnungsmedien, eine tintenaufnehmende Schicht aus feinen Aluminiumoxidhydratteilchen aufweist. Der Grund, warum diese Farbmittel und dieses Aufzeichnungsmedium miteinander gut kompatibel sind, ist nicht genau bekannt, aber es kann sein, dass der Adsorptionszustand des Farbmittels auf dem Aluminiumoxidhydrat dazu beiträgt, dass eine Verschlechterung des Farbmittels unterdrückt wird.

Hier ist eine Kombination für Farbmittel für Farbtinten, welche für das Bild den erwünschten Farbton und eine Lichtechtheit von sehr hohem Niveau liefern können, die folgende.

Magentafarbene Tinte:	eine Mischung aus einem Farbmittel der vorstehenden Formel (I) mit wenigstens einem ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den durch die Formeln (II) und (III) dargestellten Farbmitteln und den Xanthenfarbstoffen. Spezieller eine Mischung aus der beispielhaft angegebenen Verbindung I-7, der beispielhaft angegebenen Verbindung II-8 und C. I. Acid Red 289.
Cyanfarbene Tinte:	Direct Blue 199
Gelbe Tinte:	Direct Yellow 132

Wenn eine schwarze Tinte auf Farbstoffbasis zu dem Tintensatz hinzugefügt ist, enthält eine bevorzugte Tinte als Farbmittel C. I. Food Black 2, die beispielhaft angegebene Verbindung 23 und die beispielhaft angegebene Verbindung 28.
Ein weiterer Tintensatz gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine erste Farbtinte und eine zweite Farbtinte, die beide denselben Farbton aufweisen, wobei das Absorptionsvermögen der ersten Farbtinte bei einer Wellenlänge maximaler Absorption im Bereich des sichtbaren Lichts größer als jenes der zweiten Farbtinte ist. Die zweite Farbtinte ist bevorzugt so, dass der gedruckte Teil sichtbar ist, wenn mit der zweiten Tinte ein 100%ig ausgefüllter Bereich auf ein Aufzeichnungsmedium (z. B. normales Papier) gedruckt wird. Zum Beispiel weist die zweite Farbtinte ein Absorptionsvermögen bei der Wellenlänge maximaler Absorption im Bereich des sichtbaren Lichts im Bereich von 1/20 oder mehr und weniger als 1 der Absorption der ersten Farbtinte bei der Wellenlänge maximaler Absorption im Bereich des sichtbaren Lichts auf. Wenn die vorstehend beschriebenen Farbmittel verwendet werden, ist es für die erste Tinte spezieller bevorzugt, dass sie das Farbmittel in einer Menge von mehr als 2 Gew.-% des Gesamtgewichts der Tinte enthält, sodass die zweite Tinte das Farbmittel in einer Menge von 2 Gew.-% oder weniger des Gesamtgewichts der Tinte enthält, um die vorstehend beschriebenen Bedingungen zu erfüllen.
Zusätzlich ist es bevorzugt, dass die Lichtechtheit des mit der zweiten Farbtinte erzeugten Bildes gleich oder größer als jene des mit der ersten Tinte erzeugten ist. Wenn der Tintensatz die erste und die zweite magentafarbene Tinte enthält, ist es bevorzugt, dass die zweite magentafarbene Tinte ein Farbmittel der vorstehend beschriebenen allgemeinen Formel (I) als einziges Farbmittel enthält. Wenn der Tintensatz die erste und die zweite cyanfarbene Tinte enthält, ist es bevorzugt, dass die zweite cyanfarbene Tinte Direct Blue 199 als einziges Farbmittel enthält.
Zusätzlich sind bevorzugte Tintesätze gemäß der vorliegenden Erfindung jene, welche Farbtinten umfassen, die ein jeweiliges Bild mit einem ΔE nach der Lichtechtheitsprüfung von 20 oder weniger und mehr bevorzugt 15 oder weniger ergeben können.
Wässriges Medium für die Farbtinte
Die Farbtinten des Tintensatzes der vorliegenden Erfindung werden hergestellt, indem das vorstehend beschriebene Farbmittel in einem wässrigen Medium gelöst oder dispergiert wird. Das wässrige Medium umfasst Wasser und/oder ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel.
Irgendwelche organischen Lösungsmittel können verwendet werden, solange sie wasserlöslich sind, wie etwa Alkohol, mehrwertiger Alkohol, Polyglycol, Glycolether, ein stickstoffhaltiges polares Lösungsmittel und ein schwefelhaltiges polares Lösungsmittel. Diese Lösungsmittel werden eingesetzt, um die Feuchtigkeit der Tinte zu halten, die Löslichkeit des Farbmittels zu verbessern und damit die Tinte in das Aufzeichnungsmedium eindringt.
Der Gehalt des wasserlöslichen organischen Lösungsmittel liegt im Hinblick auf das Halten der Feuchtigkeit der Tinte, der Löslichkeit der Farbmittel und der Eindringfähigkeit der Tinte in Aufzeichnungspapier bevorzugt im Bereich von 1 bis 40 Gew.-% und mehr bevorzugt 3 bis 30 Gew.-% der Tinte. Bevorzugt enthält die Tinte Wasser im Bereich von 30 bis 95 Gew.-%, um eine hohe Löslichkeit der Farbstoffe beizubehalten und der Tinte eine für stabilen Tintenausstoß geeignete Viskosität zu verleihen.
Zusatzstoffe
Um die Feuchtigkeit in der Tinte zu halten, kann in der vorliegenden Erfindung situationsabhängig ein festes Befeuchtungsmittel wie etwa Harnstoff, Harnstoffderivate und Trimethylolpropan als eine Tintenkomponente eingesetzt werden. Im Allgemeinen liegt der Gehalt des Befeuchtungsmittels in der Tinte bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 20 Gew.-% und mehr bevorzugt im Bereich von 3,0 bis 10,0 Gew.-% der Tinte. Falls erforderlich, kann die Tinte zusätzlich verschiedene Zusatzstoffe wie etwa den pH einstellende Mittel, Korrosionsschutzmittel, Konservierungsstoffe, Antipilzmittel, Antioxidantien, Antireduziermittel, Verdampfungsbeschleuniger, Chelatbildner und wasserlösliche Polymere enthalten.
Wie vorstehend beschrieben enthält wenigstens eine der Farbtinten, die den Tintensatz der vorliegenden Erfindung bilden, wenigstens eines von einem Farbmittel und einem Mittel, welches die Stabilität der Dispersion des Farbpigments in der schwarzen Tinte herabsetzt. Eine Ausführungsform solch einer Farbtinte ist eine Farbtinte, die ein Salz eines mehrwertigen Metallkations enthält.
Hierbei wird die Wirkung des Herabsetzens der Stabilität der Pigmentdispersion in der schwarzen Tinte umso größer, je größer die Konzentration des mehrwertigen Metallsalzes in der Farbtinte wird. Wenn allerdings die Konzentration des mehrwertigen Metallsalzes in der Farbtinte zunimmt, z. B. auf 2 Gew.-% oder mehr, kann sich die Stabilität der Farbtinte leicht geringfügig verschlechtern.
Unter Berücksichtigung dieses Aspekts haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung gefunden, dass die Zugabe von 2-Pyrrolidon und Ethylenharnstoff zu der Tinte bevorzugt ist. Obwohl die Zugabe von einem von 2-Pyrrolidon oder Ethylenharnstoff eine Farbtinte stabilisieren kann, die ein mehrwertiges Metallsalz in hoher Konzentration enthält, kann, wenn 2-Pyrrolidon und Ethylenharnstoff zusammen eingesetzt werden, die Zugabe selbst einer kleinen Menge eine Stabilisierungswirkung gegenüber einer Tinte hervorrufen, die ein mehrwertiges Metallsalz in hoher Konzentration enthält.
Es ist unnötig zu erwähnen, dass 2-Pyrrolidon und Ethylenharnstoff zu der Farbtinte zugegeben sein können, wenn die Konzentration des mehrwertigen Metallsalzes 2 Gew.-% nicht übersteigt.
pH
Wenn ein Farbmittel, dessen Wasserlöslichkeit bei kleinem pH abnimmt, in einer Farbtinte für die vorliegende Erfindung verwendet wird, ist es bevorzugt, den pH der Tinte neutral bis alkalisch zu halten, um ein Verstopfen der Düsenspitze zu verhindern oder für eine lange Lebensdauer der Tinte. Wenn der pH der Tinte andererseits 11,0 übersteigt, kann eine Auflösung und eine Korrosion eines Elements der Aufzeichnungseinrichtung, welches mit der Tinte in Kontakt steht, auftreten. Wenn ein Farbmittel, dessen Wasserlöslichkeit in einem geringeren pH-Bereich abnimmt, ist es unter diesen Aspekten bevorzugt, den pH der Tinte auf 7,0 bis 11,0 einzustellen.
Es ist zudem bevorzugt, dass die Tinte einen Ka-Wert von z. B. 5 mL·m^–2·ms^–1/2 oder größer und niedriger als 10 mL·m^–2·ms^–1/2 aufweist, um auf dem Auf zeichnungsmedium ein hochqualitatives Farbbild zu erzeugen. Da Tinten mit solch einem Ka-Wert stark in das Aufzeichnungsmedium eindringen, kann ein Ausbluten zwischen angrenzenden Bildern verhindert werden, wenn zwei angrenzende Bilder mit unterschiedlichen Farben ausgewählt aus Cyan, Magenta und Gelb erzeugt werden. Wenn des Weiteren eine Farbtinte auf ein Bild aus einer anderen Farbe ausgestoßen wird, kann ein Ausbluten zwischen unterschiedlichen Farbbildern aufgrund der hohen Eindringfähigkeit der Tinten verhindert werden. Der Ka-Wert der Farbtinte kann durch ein bekanntes Vorgehen eingestellt werden, z. B. durch Zugabe eines oberflächenaktiven Mittels oder durch Zugabe eines eindringenden Lösungsmittels wie etwa Glycolether. Es ist unnötig zu erwähnen, dass die zugegebene Menge zweckmäßig eingestellt sein kann.
Ein weiterer Vorteil des Tintensatzes der vorliegenden Erfindung ist eine verbesserte Fixierung eines schwarzen Bildes. Durch Aufbringen einer schwarzen Tinte, die ein dispergiertes Pigment enthält, und einer Farbtinte, die wenigstens eines von einem Farbmittel und einem Zusatzstoff, das bzw. der den Dispersionszustand des schwarzen Tintenpigments herabsetzen kann, auf einen Bereich aufgebracht werden, in dem ein schwarzes Bild erzeugt ist, wird die Fixierung des schwarzen Bildes an dem Aufzeichnungsmedium durch Überlagerung dieser Tinten auf dem Aufzeichnungsmedium verbessert. Hier schließt das Überlagern der schwarzen Tinte und der Farbtinte ein Vermischen dieser Tinten im flüssigen Zustand ein, indem die Farbtinte direkt nach der schwarzen Tinte aufgebracht wird oder indem die schwarze Tinte direkt nach der Farbtinte aufgebracht wird. Allerdings ist das Überlagern der schwarzen Tinte und der Farbtinte nicht auf ein Vermischen im flüssigen Zustand beschränkt. Selbst wenn eine der Tinten aufgebracht wird, nachdem die andere Tinte in das Aufzeichnungsmedium eingedrungen ist, sehen wir dies als Vermischen an, solange die Stabilität der Dispersion des Pigments in der schwarzen Tinte durch die Wirkung des Farbmittels oder des Zusatzstoffes in der Farbtinte aufgebrochen wird.
Bei dem Tintensatz der vorliegenden Erfindung, der eine erste Tinte und eine zweite Tinte enthält, die beide den gleichen Farbton aufweisen, wobei die erste Tinte ein größeres Absorptionsvermögen bei einer Wellenlänge maximaler Absorption im sichtbaren Bereich (z. B. 380 bis 780 nm) als jenes der zweiten Tinte aufweist, ist es bevorzugt, dass die zweite Tinte dazu dient, die Stabilität der Dispersion des schwarzen Tintenpigments herabzusetzen, um eine Veränderung des Farbtons des schwarzen Bildes zu verhindern oder zu unterdrücken.
Wenn die Dispersion des schwarzen Pigments durch eine Farbtinte mit einer hohen Absorption bei der Wellenlänge maximaler Absorption im Bereich des sichtbaren Lichts herabgesetzt wird, z. B. durch eine Tinte, die ein vorstehend beschriebenes Farbmittel in einer Konzentration von 2 Gew.-% oder mehr des Tintengewichts enthält, kann sich der Farbton des schwarzen Bildes verändern. Somit ist es im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Bildqualität wichtig, solch eine Veränderung des Farbtons zu verhindern oder zu unterdrücken. Zu diesem Zweck werden zwei oder mehr Farbtinten auf den Bereich des schwarzen Bildes mit der schwarzen Tinte aufgebracht. Wenn z. B. der Tintensatz schwarze, magentafarbene, cyanfarbene und gelbe Tinte umfasst und die cyanfarbene Tinte dazu dient, die Dispersion des schwarzen Pigments herabzusetzen, werden zusätzlich zu dem Tröpfchen aus der cyanfarbenen Tinte Tröpfchen aus der magentafarbenen und der gelben Tinte auf den Bereich des schwarzen Bildes in einem festgelegten Anteil aufgebracht, was die Fixierung des schwarzen Bildes ohne oder, wenn überhaupt, mit einer geringen Änderung des schwarzen Farbtons verbessert.
Aufzeichnungsgerät, Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren
Ein Aufzeichnungsgerät, welches dazu geeignet ist, mit einem Tintensatz gemäß der vorliegenden Erfindung aufzuzeichnen, schließt z. B. ein Gerät ein, das durch Ausüben von thermischer Energie auf die Tinte gemäß Aufzeichnungssignalen ein Tintentröpfchen erzeugt und ausstößt. Ein Beispiel für einen Aufbau des Hauptteils, des Kopfes, dieses Geräts ist in den 1 und 2 gezeigt.
Die 1 ist eine Schnittansicht eines Kopfes 13 entlang des Tintenströmungspfades, und die 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in der 1. Der Kopf 13 wird erhalten, indem ein wärmeerzeugendes Substrat an eine Glas-, Keramik- oder Kunststoffplatte mit einer Rille 14, durch welche Tinte strömt, angebracht wird. Das wärmeerzeugende Substrat 15 umfasst einen Schutzfilm 16, der aus Siliciumoxid oder dergleichen gebildet ist, Aluminiumelektroden 17-1 und 17-2, eine aus Nickelchrom gebildete wärmeerzeugende Widerstandsschicht 18, eine wärmeakkumulierende Schicht 19 und ein stark wärmeabstrahlendes Substrat 20 aus Aluminiumoxid oder dergleichen.
Wenn elektrische Signale als Impuls an die Elektroden 17-1 und 17-2 angelegt werden, erzeugt der Bereich „n" des wärmeerzeugenden Substrats 15 schnell Wärme, und eine Blase wird in der Tinte erzeugt, die mit dem Bereich in Kontakt steht. Die Tinte 21 erreicht eine Ausstoßöffnung 22 und bildet unter dem Druck P aufgrund der Blasenerzeugung einen Meniskus 23 aus.
Die 3 zeigt eine Außenansicht eines Mehrfachkopfes, bei dem eine Vielzahl von in 1 gezeigten Köpfen angeordnet ist. Dieser Mehrfachkopf wird hergestellt, indem eine Glasplatte 27 mit einer Mehrfachdüse 26 und ein wärmeerzeugender Kopf 28 ähnlich zu dem in 1 erläuterten zusammengefügt werden.
Die 4 zeigt ein Beispiel für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, in das der vorstehende Kopf eingesetzt ist. In 4 bezeichnet das Bezugszeichen 61 ein Blatt, das als ein Wischelement dient und dessen eines Ende durch ein blatthaltendes Element gehalten wird, um ein stationäres Ende auszubilden, wodurch insgesamt ein Ausleger ausgestaltet ist. Das Blatt 61 ist in einer an den durch den Aufzeichnungskopf aufgezeichneten Bereich angrenzenden Position angeordnet und wird so gehalten, dass es im Falle dieses Beispiels in den Bewegungspfad des Aufzeichnungskopfes hineinragt.
Das Bezugszeichen 62 bezeichnet einen Deckel auf der Ausstoßöffnungsoberfläche des Aufzeichnungskopfes, der sich angrenzend an das Blatt 61 in der Grundposition befindet und so angeordnet ist, dass er sich in einer zu der Bewegung des Aufzeichnungskopfes senkrechten Richtung bewegt, um gegen die Tintenausstoßöffnung anzustoßen und somit abzudecken. Darüber hinaus bezeichnet das Bezugszeichen 63 einen angrenzend an das Blatt 61 bereitgestellten Tintenabsorber, der so gehalten wird, dass er in den Bewegungspfad des Aufzeichnungskopfes wie das Blatt 61 hineinragt. Ein Ausstoßwiederherstellungsabschnitt 64 umfasst das vorstehende Blatt 61, den vorstehenden Deckel 62 und den vorstehenden Tintenabsorber 63, und Feuchtigkeit, Staub und dergleichen auf der Tintenausstoßoberfläche werden durch das Blatt 61 und den Tintenabsorber 63 beseitigt.
Die Bezugszeichen 65 und 66 bezeichnen einen Aufzeichnungskopf, der mit einer Einrichtung zur Erzeugung von Ausstoßenergie ausgestattet ist und Tinte von einer angeordneten Ausstoßöffnung auf das der Ausstoßöffnungsfläche gegenüberstehende Aufzeichnungsmedium ausstößt, um aufzuzeichnen, bzw. einen Schlitten zum Tragen und Bewegen des Aufzeichnungskopfes 65. Der Schlitten 66 greift gleitend in eine Führungswelle 67, und ein Teil des Schlittens 66 ist mit dem durch einen Motor 68 angetriebenen Band 69 verbunden (nicht veranschaulicht). Dadurch ist es möglich, dass sich der Schlitten 66 entlang der Führungswelle 67 bewegt, sodass sich der Aufzeichnungskopf 65 im Aufzeichnungsbereich und in angrenzenden Bereichen bewegen kann. Die Bezugszeichen 51 und 52 bezeichnen einen Papierzufuhrabschnitt zum Einführen eines Aufzeichnungsmediums bzw. eine Papierzufuhrwalze, die durch einen nicht gezeigten Motor angetrieben wird.
Durch diese Bestandteile wird das Aufzeichnungsmedium zu der Position gegenüber der Ausstoßöffnungsfläche des Aufzeichnungskopfes 65 zugeführt, und im Fortgang des Aufzeichnens wird Papier zu dem mit der Papierausstoßwalze 53 angeordneten Papierausstoßabschnitt ausgestoßen. Bei der Rückkehr des Aufzeichnungskopfes 65 in die Grundposition am Ende des Aufzeichnens oder dergleichen bei dem vorstehenden Aufbau befindet sich der Deckel 62 des Ausstoßwiederherstellungsabschnitts 64 nicht in dem Bewegungspfad des Aufzeichnungskopfes 65, während das Blatt 61 in den Bewegungspfad hineinragt. Im Ergebnis wird die Ausstoßöffnungsfläche des Aufzeichnungskopfes 65 gewischt. Wenn der Deckel 62 die Ausstoßöffnungsfläche des Aufzeichnungskopfes 65 bedeckt, indem er dagegen anstößt, bewegt sich der Deckel 62 auf solch eine Weise, dass er in den Bewegungspfad des Aufzeichnungskopfes hineinragt. Wenn sich der Aufzeichnungskopf 65 aus der Grundposition zu der Startposition des Aufzeichnens bewegt, befinden sich der Deckel 62 und das Blatt 61 in der gleichen Position wie bei dem vorstehenden Wischen. Im Ergebnis wird die Ausstoßöffnungsfläche des Aufzeichnungskopfes 65 auch bei dieser Bewegung gewischt.
Die vorstehende Bewegung des Aufzeichnungskopfes 65 in die Grundposition wird nicht nur nach Abschluss des Aufzeichnens und bei der Wiederherstellung des Ausstoßes durchgeführt, sondern zudem bewegt sich der Aufzeichnungskopf 65 in festgelegten Abständen in die an den Aufzeichnungsbereich angrenzende Grundposition, während er sich zum Aufzeichnen durch den Aufzeichnungsbereich bewegt, und das vorstehende Wischen wird bei dieser Bewegung durchgeführt.
Die 5 zeigt ein Beispiel für ein Tintenvorratselement für den Kopf, eine Tintekartusche 45 zur Speicherung der über eine Röhre zugeführten Tinte. Hier bezeichnet das Bezugszeichen 40 einen tintenspeichernden Abschnitt zum Speichern der Vorratstinte, zum Beispiel einen Tintenbeutel, an dessen Spitze ein Kautschukstopfen 42 bereitgestellt ist. Durch Einführen einer Nadel (nicht gezeigt) in diesen Stopfen 42 ist es möglich, dass die Tinte in dem Tintenbeutel 40 zu dem Kopf zugeführt wird. Das Bezugszeichen 44 bezeichnet einen Tintenabsorber zum Aufnehmen überschüssiger Tinte. Bevorzugt besteht die Oberfläche des tintenspeichernden Abschnitts, die mit der Tinte in Kontakt steht, aus Polyolefin, speziell aus Polyethylen.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf jene beschränkt, die wie vorstehend erwähnt einen Kopf und eine Tintenkartusche getrennt umfassen, sondern es kann auch ein in 6 gezeigtes einstückig ausgebildetes zweckmäßig eingesetzt werden. In 6 bezeichnet das Bezugszeichen 70 eine Aufzeichnungseinheit, in der ein tintenspeichernder Abschnitt zum Speichern von Tinte, z. B. ein Tintenabsorber, angeordnet ist, und die Tinte in solch einem Tintenabsorber wird von dem Kopfabschnitt 71 mit einer Vielzahl von Öffnungen als ein Tintentröpfchen ausgestoßen. Das Bezugszeichen 72 bezeichnet eine mit der Atmosphäre verbindende Öffnung, um das Innere der Aufzeichnungseinheit mit der Atmosphäre zu verbinden. Diese Aufzeichnungseinheit 70 wird anstelle des in 4 gezeigten Aufzeichnungskopfes 65 eingesetzt und kann frei aufgesetzt und abgenommen werden.
Als ein weiteres Beispiel für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das mechanische Energie in guter Weise ausnutzt, kann ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät vom On-Demand-Typ erwähnt werden, welches ein düsenausbildendes Substrat mit einer Vielzahl von Düsen, druckerzeugende Vorrichtungen, die aus einem piezoelektrischen Material und einem leitfähigen Material bestehen und den Düsen gegenüberstehend angeordnet sind, und eine um die druckerzeugenden Vorrichtungen herum eingefüllte Tinte umfasst, wobei die druckerzeugenden Vorrichtungen durch angelegte Spannung verändert werden, um Tintentröpfchen aus den Düsen auszustoßen.
Ein Beispiel für den Aufbau eines Aufzeichnungskopfes, der eine Hauptkomponente solch eines Aufzeichnungsgeräts ist, ist in 23 veranschaulicht.
Der Kopf besteht aus einem Tintenströmungspfad 80, der mit einer Tintenkammer in Verbindung steht (nicht veranschaulicht), einer Öffnungsplatte 81, durch welche Tintentröpfchen mit einem erwünschten Volumen ausgestoßen werden, einer Schwingungsplatte 82 zum direkten Ausüben eines Drucks auf die Tinte, einem an die Schwingungsplatte 82 gebundenen piezoelektrischen Element 83, welches gemäß einem elektrischen Signal eine Veränderung erfährt, und einem Substrat 84, das so angepasst ist, dass es die Öffnungsplatte 81, die Schwingungsplatte 82 und dergleichen darauf trägt und festhält.
In der 23 ist der Tintenströmungspfad 80 aus einem lichtempfindlichen Harz oder dergleichen gebildet. Die Öffnungsplatte 81 besteht aus einem Metall wie etwa rostfreiem Stahl oder Nickel, und eine Ausstoßöffnung 85 davon ist durch Galvanoformung, Ausstanzen durch eine Pressenstraße oder dergleichen erzeugt. Die Schwingungsplatte 82 besteht aus einem Film aus einem Metall wie etwa rostfreiem Stahl, Nickel oder Titan und einem Harzfilm mit großem Modul oder dergleichen. Das piezoelektrische Element 83 besteht aus einem dielektrischen Material wie etwa Bariumtitanat oder PZT (Pb[ZrTi]O₂).
Der Aufzeichnungskopf mit dem vorstehenden Aufbau wird auf solch eine Weise betrieben, dass eine Impulsspannung an das piezoelektrische Element 83 angelegt wird, um eine Spannung zu erzeugen, die eine Verformung hervorruft, die an das piezoelektrische Element 83 gebundene Schwingungsplatte 82 wird durch die Energie der Spannung verformt und die Tinte in dem Tintenströmungspfad 80 wird somit senkrecht mit Druck beaufschlagt, sodass Tintentröpfchen (nicht veranschaulicht) von der Ausstoßöffnung 85 der Öffnungsplatte 81 ausgestoßen werden, wodurch aufgezeichnet wird.
Solch ein Aufzeichnungskopf wird eingesetzt, indem er in ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät eingesetzt wird, das zu dem in 4 veranschaulichten ähnlich ist.
Als Nächstes werden ein weiteres spezielles Beispiel für ein Aufzeichnungsgerät und einen Aufzeichnungskopf beschrieben, die in der vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise verwendet werden können.
Die 7 zeigt schematisch den Hauptabschnitt eines Beispiels für einen Flüssigkeit ausstoßenden Kopf als einem ausstoßartigen Flüssigkeit ausstoßenden Kopf, bei dem zum Zeitpunkt des Ausstoßes eine Blase mit der Atmosphäre in Verbindung steht, und einen Tintenstrahldrucker als einem Flüssigkeit ausstoßenden Gerät, welches diesen Kopf gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzt. In der 7 ist der Tintenstrahldrucker so aufgebaut, dass er eine Zufuhrvorrichtung 1030, die in einem Gehäuse 1008 entlang der Längsrichtung bereitgestellt ist und stoßweise ein Papierblatt 1028 als ein Aufzeichnungsmedium in der durch den Pfeil P in 7 gezeigten Richtung zuführt, einen Aufzeichnungsabschnitt 1010, der sich ungefähr parallel zu der Richtung S ungefähr in rechten Winkeln zu der Richtung P, in der das Papier 1028 durch die Zufuhrvorrichtung 1030 zugeführt wird, vor- und zurückbewegt, und einen Bewegungsantriebsabschnitt 1006 als Antriebseinrichtung zum Vor- und Zurückbewegen des Aufzeichnungsabschnitts 1010 umfasst.
Die Zufuhrvorrichtung 1030 umfasst eine Walzeneinheit 1022a und 1022b und eine ungefähr parallel angeordnete Walzeneinheit 1024a und 1024b und einen Antriebsabschnitt 1020 zum Antreiben dieser Walzeneinheiten. Wenn der Antriebsabschnitt 1020 der Zufuhrvorrichtung 1020 betrieben wird, wird das Papier 1028 bei solch einem Aufbau stoßweise in der in 7 gezeigten Richtung P befördert und gelangt in den Spalt zwischen den Walzeneinheiten 1022a und 1022b und 1024a und 1024b.
Der Bewegungsantriebsabschnitt 1006 umfasst ein Band 1016, das um Rollen 1026a und 1026b gewickelt ist, die auf Drehwellen angeordnet sind, die in einem festgelegten Abstand einander gegenüberstehend angeordnet sind, und einen Motor 1018, der das Band 1016 antreibt, das ungefähr parallel zu den Walzeneinheiten 1022a und 1022b angeordnet und mit einem Schlittenelement 1010a des Aufzeichnungsabschnitts 1010 in der Vorwärtsrichtung und der Rückwärtsrichtung verbunden ist.
Wenn der Motor 1018 in den Betriebszustand gebracht wird und das Band 1016 in der durch den Pfeil R in 7 gezeigten Richtung gedreht wird, wird das Schlittenelement 1010a des Aufzeichnungsabschnitts 1010 in der durch den Pfeil S in 7 gezeigten Richtung nur mit einer festgelegten Bewegung bewegt. Wenn darüber hinaus der Motor 1018 in den Betriebszustand gebracht wird und das Band 1016 in der Richtung entgegengesetzt zu der durch den Pfeil R in 7 gezeigten Richtung gedreht wird, wird das Schlittenelement 1010a des Aufzeichnungsabschnitts 1010 in der Richtung entgegengesetzt zu der durch den Pfeil S in 7 gezeigten Richtung nur mit einer festgelegten Bewegung bewegt. Darüber hinaus ist an einem Ende des Bewegungsantriebsabschnitts 1006 in einer Position, welche eine Grundposition des Schlittenelements 1010a bildet, eine Wiederherstellungseinheit 1026 gegenüber der Anordnung der Tintenausstoßöffnung des Aufzeichnungsabschnitts 1010 bereitgestellt, um den Ausstoßwiederherstellungsvorgang für den Ausstoßabschnitt 1010 durchzuführen.
In dem Aufzeichnungsabschnitt 1010 sind Tintenstrahlkartuschen (auf die hiernach in einigen Fällen einfach als Kartuschen Bezug genommen wird) 1012Y, 1012M, 1012C und 1012B für jede Farbe, z. B. für jede von Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz, abnehmbar an dem Schlittenelement 1010a bereitgestellt.
Die 8 zeigt ein Beispiel für eine Tintenstrahlkartusche, die auf das vorstehend beschriebene Tintenstrahlaufzeichnungsgerät aufgesetzt werden kann. Die Kartusche 1012 ist in diesem Beispiel eine Kartusche vom seriellen Typ, und der Hauptabschnitt besteht aus einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 100 und einem Flüssigkeitsbehälter 1001, der eine Flüssigkeit wie etwa Tinte enthalten kann. In dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 100 ist eine Anzahl von Ausstoßöffnungen 832 zum Ausstoßen der Flüssigkeit ausgebildet, und die Flüssigkeit wie etwa Tinte ist so angeordnet, dass sie von einem Flüssigkeitsbehälter 1001 durch einen nicht gezeigten Flüssigkeit zuführenden Pfad in eine gemeinsame Flüssigkeitskammer (siehe 9) des Flüssigkeit ausstoßenden Kopfes 1100 eingeleitet wird. Die in 8 gezeigte Kartusche 1012 ist eine Kartusche, bei welcher der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 100 und der Flüssigkeitsbehälter 1001 einstückig ausgebildet sind, sodass, falls notwendig, Flüssigkeit zu dem Flüssigkeitsbehälter 1001 zugeführt werden kann, aber es ist zudem möglich, einen Aufbau einzusetzen, bei dem der Flüssigkeitsbehälter 1001 austauschbar mit diesem Flüssigkeit ausstoßenden Kopf 1100 verbunden ist.
Ein spezielles Beispiel für den vorstehend beschriebenen Flüssigkeit ausstoßenden Kopf mit solch einem Aufbau, der auf einen Tintenstrahldrucker aufgesetzt werden kann, wird nachstehend detaillierter beschrieben.
Die 9 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch den Hauptabschnitt eines Flüssigkeit ausstoßenden Kopfes zeigt, welcher die Grundform der vorliegenden Erfindung zeigt, und die 10 bis 13 sind Frontansichten, welche die Gestalt der Ausstoßöffnung eines in 9 gezeigten Flüssigkeit ausstoßenden Kopfes zeigen. Hierbei ist die elektrische Verdrahtung oder dergleichen zum Antrieb des elektrothermischen Wandlerelements weggelassen.
Bei dem Flüssigkeit ausstoßenden Kopf dieses Beispiels, wie er z. B. in 9 gezeigt wird, wird ein Substrat 934 aus Glas, Keramiken, Kunststoff oder Metall oder dergleichen eingesetzt. Das Material solch eines Substrats ist für die vorliegende Erfindung nicht wichtig und ist nicht speziell beschränkt, solange es als ein Teil der Strömungspfadkomponente und als ein Trägerelement für die Materialschicht fungieren kann, welche das für den Tintenausstoß energieerzeugende Element und den später zu beschreibenden Flüssigkeitsströmungspfad und die Ausstoßöffnung ausbildet. Demgemäß wird in diesem Beispiel ein Fall beschrieben, bei dem ein Si-Substrat (Waver) eingesetzt wird. Abgesehen von einem Verfahren der Erzeugung unter Verwendung von Laserstrahlen kann die Ausstoßöffnung zudem durch ein Verfahren erzeugt werden, bei dem z. B. eine Öffnungsplatte (Ausstoßöffnungsplatte) 935, die später zu beschreiben ist, aus lichtempfindlichen Kunststoffen besteht, sodass eine Belichtungsvorrichtung wie etwa ein MPA (Mirror Projection Aliner) eingesetzt werden kann.
In 9 bezeichnet das Bezugszeichen 934 ein Substrat mit einem elektrothermischen Wandlerelement (worauf hiernach in einigen Fällen als ein Heizer Bezug genommen wird) 931 bzw. eine Tintenzufuhröffnung 933 aus einem verlängerten rillenförmigen Durchloch als einem Abschnitt einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer, und auf beiden Seiten sind in der Längsrichtung der Tintenzufuhröffnung 933 eine Reihe Heizer 931, welche die thermische Energie erzeugenden Einrichtungen sind, in einer gestaffelten Anordnung, z. B. in Abständen von 300 dpi, zwischen den elektrothermischen Wandlerelementen angeordnet. Auf diesem Substrat 934 sind Tintenströmungspfadwände 936 zur Ausbildung von Tintenströmungspfaden bereitgestellt. Darüber hinaus ist an diesen Tintenströmungspfadwänden 936 eine Ausstoßöffnungsplatte 935 mit Ausstoßöffnungen 832 bereitgestellt.
Hier sind in 9 die Tintenströmungspfadwand 936 und die Ausstoßöffnungsplatte 935 als getrennte Elemente gezeigt, aber es ist zudem möglich, die Tintenströmungspfadwand 936 und die Ausstoßöffnungsplatte 935 gleichzeitig als ein Element auszubilden, indem diese Tintenströmungspfadwand 936 durch ein Verfahren wie etwa Schleuderbeschichten auf dem Substrat 934 erzeugt wird. In diesem Beispiel ist darüber hinaus auf der Seite der Ausstoßöffnungsoberfläche (obere Oberfläche) 935a eine Behandlung zur Wasserabweisung vorgenommen.
In diesem Beispiel wird ein Kopf vom seriellen Typ verwendet, der aufzeichnet, während er in der durch den Pfeil S in 7 gezeigten Richtung abtastet, und das Aufzeichnen wird z. B. mit 1200 dpi durchgeführt. Die Antriebsfrequenz beträgt 10 kHz, und bei einer Ausstoßöffnung wird mit kürzesten Zeitabständen von 100 μs ausgestoßen.
Darüber hinaus hat als ein Beispiel für eine tatsächliche Größe des Kopfes eine Trennwand 936a, wie sie z. B. in 10 gezeigt ist und angrenzende Düsen hydraulisch trennt, eine Breite W von 14 μm. Wie es in 13 gezeigt ist, hat eine Blasenkammer 1337, die durch die Tintenströmungspfadwand 936 ausgebildet wird, ein N₁ (Breite der Blasenkammer) von 33 μm und ein N₂ (Länge der Blasenkammer) von 35 μm. Die Größe des Heizers 931 beträgt 30 μm × 30 μm, und der Widerstand eines Heizers beträgt 53 Ω und die Antriebsspannung 10,3 V. Darüber hinaus beträgt die Höhe einer Tintenströmungspfadwand 936 und einer Trennwand 936a 12 μm, und eine Ausstoßöffnungsplatte mit einer Dicke von 11 μm kann verwendet werden.
Von den Querschnitten des in 9 gezeigten Ausstoßöffnungsabschnitts, der in der Ausstoßöffnungsplatte einschließlich der Ausstoßöffnung 832 bereitgestellt ist, ist der Querschnitt entlang der Richtung, welche die Ausstoßrichtung der Tinte (Dickenrichtung der Öffnungsplatte 935) kreuzt, grob wie ein Stern ausgebildet, wie es in 11 gezeigt ist, und wird grob durch sechs vorstehende Abschnitte 832a mit einem stumpfen Winkel und sechs zurückgesetzte Abschnitte 832b, die alternierend zwischen diesen vorstehenden Abschnitten 832a angeordnet sind und einen spitzen Winkel aufweisen, gebildet. Das heißt, sechs Rillen sind in der Dickenrichtung der Öffnungsplatte der 9 (Ausstoßrichtung der Flüssigkeit) ausgebildet, wobei der zurückgesetzte Abschnitt 832b ein Bereich ist, der von dem Mittelpunkt O der Ausstoßöffnung getrennt ist und deren Oberteil bildet und der vorstehende Abschnitt 832a ein Bereich nahe dem Mittelpunkt O der Ausstoßöffnung ist und an diesen Bereich angrenzt und die Basis bildet (siehe 11).
In diesem Beispiel ist der Ausstoßöffnungsabschnitt 940 so ausgebildet, dass z. B. der Querschnitt, der in der Richtung abfällt, die mit der Dickenrichtung davon schneidet, die Gestalt zweier gleichschenkliger Dreiecke mit einer Seite von 27 μm aufweist, die um 60° gegeneinander verdreht sind, und wobei T₁, wie es in 11 gezeigt ist, 8 μm beträgt. Jeder Winkel des vorstehenden Abschnitts 832a beträgt 120°, und jeder Winkel des zurückgesetzten Abschnitts 832b beträgt 60°. Demgemäß ist die Anordnung so, dass der Mittelpunkt O der Ausstoßöffnung mit dem Schwerpunkt G eines Polygons übereinstimmt, das gebildet wird, indem Zentralabschnitte (Mittelpunkte (Schwerpunkte) der Figur, die durch Verbinden des Oberteils der Rille mit zwei an diesen Oberteil angrenzenden Basen erzeugt wird) von gegenseitig angrenzenden Rillen verbunden werden.
Die Öffnungsfläche einer Ausstoßöffnung 832 dieses Beispiels beträgt 400 μm², und die Öffnungsfläche des Rillenabschnitts (Bereich einer Figur, die durch Verbinden des Oberteils der Rille mit zwei an dieses Oberteil angrenzenden Basen erzeugt wird) beträgt jeweils etwa 33 μm². Die 12 ist eine schematische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem Tinte an den Teil der in 11 gezeigten Ausstoßöffnung angebracht ist.
Als Nächstes wird der Ausstoßvorgang von Flüssigkeit durch einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit dem vorstehenden Aufbau unter Verwendungen der 14 bis 21 beschrieben. Die 14 bis 21 sind Querschnittsansichten zur Erläuterung des Vorgangs des Flüssigkeitsausstoßes eines in den 9 bis 13 beschriebenen Flüssigkeit ausstoßenden Kopfes und sind Querschnittsansichten entlang X-X einer in 13 gezeigten Blasenkammer 1337. In diesem Querschnitt ist das Ende in der Dickenrichtung der Öffnungsplatte der Ausstoßöffnung 940 das Oberteil 1141a der Rille 1141.
Die 14 zeigt einen Zustand, in dem eine filmartige Blase auf dem Heizer erzeugt ist, und die 15 bis 21 zeigen den nachfolgenden Zustand der Blase. Die 15 zeigt einen Zustand etwa 1 μs nach dem Zustand der 14, die 16 zeigt einen Zustand etwa 2 μs nach dem Zustand der 14, die 17 zeigt einen Zustand etwa 3 μs nach dem Zustand der 14, die 18 zeigt einen Zustand etwa 4 μs nach dem Zustand der 14, die 19 zeigt einen Zustand etwa 5 μs nach dem Zustand der 14, die 20 zeigt einen Zustand etwa 6 μs nach dem Zustand der 14 und die 21 zeigt einen Zustand etwa 7 μs nach dem Zustand der 14. Hier meint in der folgenden Beschreibung Abfallen kein Abfallen in der so genannten Schwerkraftsrichtung, sondern meint die Bewegung in der Richtung auf ein elektrothermisches Wandlerelement zu, ungeachtet der Richtung, in der ein Kopf angebracht ist.
Wie es in 14 gezeigt ist, wird zuerst, wenn eine Blase 101 in dem Flüssigkeitsströmungspfad 1338 auf dem Heizer 931 beim Anlegen eines elektrischen Stroms an den Heizer 931 gemäß einem Aufzeichnungssignal oder dergleichen erzeugt wird, das Volumen innerhalb von etwa 2 μs plötzlich vergrößert, wie es in den 15 und 16 gezeigt ist, sodass die Blase anwachsen kann. Die Höhe der Blase 101 zum Zeitpunkt des maximalen Volumens übersteigt die Ausstoßöffnungsoberfläche 935a, aber in diesem Augenblick nimmt der Druck der Blase auf etwa die Hälfte bis 1/9 des Atmosphärendrucks ab.
Nach einer Zeit von etwa 2 μs nach der Erzeugung der Blase 101 beginnt als nächstes das Volumen der Blase 101 von dem vorstehend erwähnten maximalen Volumen abzunehmen, und ungefähr gleichzeitig damit beginnt sich ein Meniskus 102 auszubilden. Dieser Meniskus 102 zieht sich ebenfalls in die Richtung der Seite des Heizers 931 zurück, d. h. er fällt ab, wie es in 17 gezeigt ist.
Hier gibt es in diesem Beispiel eine Vielzahl von Rillen 1141, die in dem Ausstoßöffnungsabschnitt verteilt sind, und daher wirkt, wenn sich der Meniskus 102 zurückzieht, im Bereich der Rille 1141 die Kapillarkraft in der Richtung F_C entgegengesetzt zu der Richtung F_M, in der sich der Meniskus zurückzieht. Selbst wenn aus irgendeinem Grund nur eine geringfügige Verteilung im Zustand der Blase 101 erkannt wird, werden im Ergebnis davon die Gestalten des Meniskus beim Zurückziehen und des Hauptflüssigkeitströpfchens (worauf hiernach in einigen Fällen als Flüssigkeit oder Tinte Bezug genommen wird) Ia bezüglich des Mittelpunkts der Ausstoßöffnung zu ungefähr symmetrischen Gestalten modifiziert.
Dann ist in diesem Beispiel die Fallgeschwindigkeit dieses Meniskus 102 schneller als die Kontraktionsgeschwindigkeit der Blase 101, und daher steht die Blase 101 mit der Atmosphäre an einem Ort nahe der unteren Oberfläche der Ausstoßöffnung 832 zu einem Zeitpunkt etwa 4 μs nach der Erzeugung der Blase in Verbindung, wie es in 18 gezeigt ist. In diesem Augenblick fällt die Flüssigkeit (Tinte) nahe der Mittelachse der Ausstoßöffnung 832 in Richtung des Heizers 931 ab. Dies wird hervorgerufen, da die Flüssigkeit (Tinte) Ia, die durch den negativen Druck der Blase 101 vor der Verbindung mit der Atmosphäre zu der Seite des Heizers 931 zurückgezogen wird, aufgrund der Trägheit die Geschwindigkeit in der Richtung der Oberfläche des Heizers 931 beibehält, nachdem die Blase 101 mit der Atmosphäre in Verbindung getreten ist.
Die Flüssigkeit (Tinte), die zu der Seite des Heizers 931 herabgefallen ist, erreicht die Oberfläche des Heizers 931 zu einem Zeitpunkt etwa 5 μs nach der Erzeugung der Blase 101, wie es in 19 gezeigt ist, und verteilt sich, sodass sie die Oberfläche des Heizers 931 bedeckt, wie es in 20 gezeigt ist. Die Flüssigkeit, die sich so verteilt hat, dass sie die Oberfläche des Heizers 931 auf dieses Weise bedeckt, weist in der horizontalen Richtung entlang der Oberfläche des Heizers 931 einen Vektor auf, der die Oberfläche des Heizers 931 kreuzt. Zum Beispiel verschwindet der Vektor in der vertikalen Richtung und verbleibt leicht auf der Oberfläche des Heizers 931 und zieht die Flüssigkeit auf der oberen Seite davon nach unten, d. h. die Flüssigkeit, welche den Geschwindigkeitsvektor in der Ausstoßrichtung beibehält.
Danach wird der Flüssigkeitsteil Ib zwischen der Flüssigkeit, die sich auf der Oberfläche des Heizers 931 verteilt hat, und der Flüssigkeit auf der oberen Seite (Hauptflüssigkeitströpfchen) dünn, und, wie es in 21 gezeigt ist, wird zum Zeitpunkt etwa 7 μs nach der Erzeugung der Blase 101 der Flüssigkeitsteil Ib im Mittelpunkt der Oberfläche des Heizers 931 getrennt und wird in das Hauptflüssigkeitströpfchen Ia, welches den Geschwindigkeitsvektor in der Ausstoßrichtung beibehält, und die Flüssigkeit Ic, die sich auf der Oberfläche des Heizers 931 verteilt hat, aufgetrennt. Die Auftrennung erfolgt somit bevorzugt an einer Position in dem Flüssigkeitsströmungspfad 1338 und befindet sich mehr bevorzugt auf der Seite des elektrothermischen Wandlerelements 931 von der Ausstoßöffnung 832.
Das Hauptflüssigkeitströpfchen Ia wird von dem Mittelteil der Ausstoßöffnung 832 ohne Abweichung der Ausstoßrichtung und ohne Ausstoßverdrehung ausgestoßen und landet auf einer festgelegten Position auf der Aufzeichnungsoberfläche des Aufzeichnungsmedium. Darüber hinaus sollte die Flüssigkeit Ic, die sich auf der Oberfläche des Heizers 931 verteilt hat, wie im Stand der Technik zu einem Satellitentröpfchen werden, sodass es fliegend dem Hauptflüssigkeitströpfchen folgt, aber sie verbleibt auf der Oberfläche des Heizers 931 und wird nicht ausgestoßen.
Somit kann der Ausstoß des Satellitentröpfchens verhindert werden, und somit kann ein Spritzer, der durch den Ausstoß des Satellitentröpfchens leicht erzeugt wird, verhindert werden, und es ist möglich, eine Fleckenbildung auf der Aufzeichnungsoberfläche des Aufzeichnungsmediums aufgrund des wie Nebel fließenden Sprühregens in sicherer Weise zu verhindern. Hier bezeichnet in den 18 bis 21 das Bezugszeichen Id die an den Rillenabschnitt anhaftende Tinte (Tinte in der Rille), und das Bezugszeichen Ie bezeichnet die in dem Tintenströmungspfad verbleibende Tinte.
Somit ist es mit dem Flüssigkeit ausstoßenden Kopf dieses Beispiels, wenn die Flüssigkeit in dem Schritt der Volumenabnahme nach dem Anwachsen der Blase auf das maximale Volumen ausgestoßen wird, möglich, die Richtung des Hauptflüssigkeitströpfchens zum Zeitpunkt des Ausstoßes durch eine Vielzahl von Rillen zu stabilisieren, die um die Ausstoßöffnung herum angeordnet sind. Als Ergebnis davon ist es möglich, einen Flüssigkeit ausstoßenden Kopf bereitzustellen, der keine Verdrehung der Ausstoßrichtung und eine hohe Auftreffgenauigkeit aufweist. Da der Ausstoß selbst dann stabil durchgeführt werden kann, wenn die Blasenbildung bei einer hohen Antriebsfrequenz verstreut ist, kann darüber hinaus ein Drucken mit hoher Geschwindigkeit und großer Genauigkeit erzielt werden.
Insbesondere tritt in dem Schritt der Abnahme des Blasenvolumens diese Blase mit der Atmosphäre zum ersten Mal in Verbindung, sodass die Flüssigkeit ausgestoßen werden kann, und daher ist es möglich, den Sprühregen, der auftritt, wenn das Flüssigkeitströpfchen ausgestoßen wird, indem man die Blase mit der Atmosphäre verbindet, zu verhindern, und infolgedessen ist es zudem möglich, den Zustand zu verhindern, bei dem das Flüssigkeitströpfchen an die Ausstoßöffnungsoberfläche anhaftet, was einen so genannten plötzlichen Ausstoßstop hervorruft.
Des Weiteren kann als eine weitere Ausführungsform eines ausstoßartigen Aufzeichnungskopfes, der für die vorliegende Erfindung bevorzugt verwendet werden kann und bei dem man die Blase zum Zeitpunkt des Ausstoßes mit der Atmosphäre in Verbindung treten lässt, z. B. ein so genannter Kantenschusstyp (edge shooter type) angeführt werden, wie er in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2,783,647 beschrieben wird.
Von den Tintenstrahlaufzeichnungssystemen führt die vorliegende Erfindung insbesondere bei einem Aufzeichnungskopf und einem Aufzeichnungsgerät des Tintenstrahltyps, bei denen thermische Energie ausgenutzt wird, um ein fliegendes Tintentröpfchen auszubilden, sodass aufgezeichnet werden kann, zu einer hervorragenden Wirkung.
Hinsichtlich des typischen Aufbaus und Prinzips davon ist z. B. ein System bevorzugt, das ausgeführt wird, indem das im U.S.-Patent Nr. 4,723,129 oder im U.S.-Patent Nr. 4,740,796 offenbarte Grundprinzip eingesetzt wird. Dieses System kann sowohl für den so genannter On-Demand-Typ als auch den kontinuierlichen Typ eingesetzt werden, und insbesondere im Falle des On-Demand-Typs wird an ein elektrothermisches Wandlerelement, das entsprechend der Lage und dem Flüssigkeitspfad, in dem die Flüssigkeit (Tinte) gehalten wird, angeordnet ist, wenigstens ein Antriebssignal, das der Aufzeichnungsinformation entspricht, angelegt, um einen plötzlichen Temperaturanstieg hervorzurufen, der das Kernsieden übersteigt, und infolgedessen wird thermische Energie in dem elektrothermischen Wandlerelement erzeugt, und ein Filmsieden wird auf der wärmewirkenden Oberfläche des Aufzeichnungskopfes hervorgerufen, und im Ergebnis ist es möglich, eine Blase in der Flüssigkeit (Tinte) zu erzeugen, die diesem Antriebssignal 1:1 entspricht, was wirksam ist. Durch das Anwachsen und die Kontraktion dieser Blase wird die Flüssigkeit (Tinte) durch die Ausstoßöffnung ausgestoßen, und wenigstens ein Tröpfchen wird erzeugt. Wenn man dieses Antriebssignal mit einer Impulsform versieht, erfolgen das Anwachsen und die Kontraktion der Blase sofort und in geeigneter Weise, und daher kann ein insbesondere hinsichtlich der Ansprechempfindlichkeit hervorragender Ausstoß der Flüssigkeit (Tinte) erzielt werden, was mehr bevorzugt ist.
Für dieses impulsförmige Antriebssignal ist ein Signal geeignet, das im U.S.-Patent Nr. 4,463,359 oder im U.S.-Patent Nr. 4,345,262 beschrieben wird. Wenn darüber hinaus die im U.S.-Patent 4,313,124 beschriebene Bedingung einer Erfindung, die sich auf die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs der vorstehend beschriebenen wärmewirkenden Oberfläche bezieht, eingesetzt wird, kann ein hervorragenderes Aufzeichnen durchgeführt werden.
Hinsichtlich des Aufbaus eines Aufzeichnungskopfes ist der Aufbau unter Ausnutzung des U.S.-Patents Nr. 4,558,333 oder des U.S.-Patents Nr. 4,459,600, die einen Aufbau offenbaren, bei dem der wärmewirkende Abschnitt in einem gebogenen Bereich angeordnet ist, neben dem Aufbau (linearer Flüssigkeitsströmungspfad oder rechtwinkliger Flüssigkeitsströmungspfad) mit einer Kombination aus der Ausstoßöffnung, dem Flüssigkeitspfad und dem elektrothermischen Wandlerelement, der in jeder der vorstehend genannten Spezifikationen beschrieben wird, ebenfalls in die vorliegende Erfindung eingeschlossen.
Zusätzlich dazu ist die vorliegende Erfindung zudem wirksam, wenn ein Aufbau eingesetzt wird, der auf der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 59-123670, die einen Aufbau offenbart, bei dem ein gemeinsamer Schlitz als Ausstoßöffnung des elektrothermischen Wandlerelements für eine Vielzahl elektrothermischer Wandlerelemente dient, oder auf der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 59-138461 basiert, die einen Aufbau offenbart, bei dem ein Öffnungsloch zum Absorbieren einer Druckwelle der thermischen Energie der Ausstoßöffnung entspricht.
Darüber hinaus kann ein vollzeilenartiger Aufzeichnungskopf mit einer Länge, welche der Breite des maximalen Aufzeichnungsmediums entspricht, auf das durch ein Aufzeichnungsgerät aufgezeichnet werden kann, irgendeinen von einem Aufbau, bei dem die Länge durch Kombination einer Vielzahl von Aufzeichnungsköpfen, wie sie in der vorstehend beschriebenen Spezifikation offenbart sind, erfüllt wird, und einem Aufbau eines einstückig ausgebildeten Aufzeichnungskopfes aufweisen, und die vorliegende Erfindung kann die vorstehend beschriebene Wirkung wirksamer zeigen.
Zusätzlich dazu ist die vorliegende Erfindung selbst im Falle der Verwendung eines austauschbaren chipartigen Aufzeichnungskopfes, bei dem die elektrische Verbindung mit dem Hauptgerätekörper und die Tintenzufuhr von dem Hauptgerätekörper durch Aufsetzen auf den Hauptgerätekörper erfolgend kann, oder eines kartuschenartigen Aufzeichnungskopfes, bei dem der Tintenbehälter einstückig mit dem Aufzeichnungskopf selber bereitgestellt ist, wirksam.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, Rückgewinnungseinrichtungen, vorausgehende Hilfseinrichtungen oder dergleichen zu dem Aufzeichnungskopf hinzuzufügen, sodass dies als ein Aufbau eines Aufzeichnungsgerätes der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist, da dies die Wirkung der vorliegenden Erfindung weitergehend stabilisieren kann. Bei spezieller Nennung gibt es eine Deckeleinrichtung für den Aufzeichnungskopf, eine Reinigungseinrichtung, eine Druck- oder Saugeinrichtung, eine Vorheizeinrichtung unter Verwendung eines elektrothermischen Wandlerelements oder eines anderen Heizelements oder einer Kombination daraus und eine Einrichtung zum Durchführen eines Modus mit vorausgehendem Ausstoß, um einen von jenem des Aufzeichnens verschiedenen Ausstoß durchzuführen, die für die Durchführung eines stabilen Aufzeichnens wirksam sind.
Des Weiteren ist als eine Aufzeichnungsart des Aufzeichnungsgeräts nicht nur eine Aufzeichnungsart mit einer Hauptfarbe wie etwa nur Schwarz, sondern zudem eine Art des einstückigen Aufbaus eines Aufzeichnungskopfes oder des Kombinierens einer Vielzahl von Stücken möglich, und die vorliegende Erfindung ist zudem überaus effektiv für ein Gerät, das wenigstens entweder eine Verbundfarbe aus unterschiedlichen Farben oder eine Vollfarbe durch Farbmischung aufweist.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Beschreibung für eine flüssige Tinte vorgenommen, aber die Tinte ist üblicherweise eine Tinte, die sich bei einer Temperatur unterhalb von Raumtemperatur verfestigt und bei Raumtemperatur erweicht, oder die Tinte ist in dem vorstehend beschriebenen Tintensystem üblicherweise eine Tinte, bei der die Tinte selber thermisch innerhalb des Bereichs von 30°C oder mehr und 70°C oder weniger eingestellt ist, um die Viskosität der Tinte thermisch so einzuregeln, dass sie innerhalb des Bereichs eines stabilen Ausstoßes liegt, und daher ist es ausreichend, dass die Tinte flüssig wird, wenn ein eingesetztes Aufzeichnungssignal angelegt wird.
Zusätzlich dazu ist es in der vorliegenden Erfindung außerdem möglich, eine Tinte mit der Eigenschaft einzusetzen, dass sie anfänglich durch thermische Energie verflüssigt wird, wie etwa eine Tinte, die bei der gegebenen thermischen Energie gemäß einem Aufzeichnungssignal verflüssigt und als eine flüssige Tinte ausgestoßen wird, oder eine Tinte, die sich zu verfestigen beginnt, bevor sie ein Aufzeichnungsmedium erreicht hat, entweder in dem Fall, in dem der Temperaturanstieg durch thermische Energie in positiver Weise verhindert wird, indem diese als Energie zur Veränderung des Zustandes einer Tinte vom festen Zustand zum flüssigen Zustand ausgenutzt wird, oder dem Fall, bei dem eine Tinte, die sich verfestigt, wenn man sie alleine stehen lässt, verwendet wird, um ein Verdampfen der Tinte zu verhindern.
In solch einem Fall ist es zudem möglich, dass sich die Tinte in der Form befindet, dass sie dem elektrothermischen Wandlerelement in dem Zustand gegenübersteht, dass sie als ein festes oder flüssiges Material in einer Vertiefung einer porösen Lage oder einem Durchloch gehalten wird, wie es in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 54-56847 oder der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 60-71260 beschrieben wird. In der vorliegenden Erfindung ist es die wirksamste Form für jede der vorstehend beschriebenen Tinten eine Form, bei der das vorstehend beschriebene Filmsiedesystem eingesetzt wird.
Darüber hinaus ist es zusätzlich dazu für eine Form eines Aufzeichnungsgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung zudem möglich, eine Form eines mit einem Leser kombinierten Kopiergerätes und des Weiteren eine Form eines Faksimilegerätes mit Übertragungs- und Empfangsfunktion einzusetzen, abgesehen von einer Form eines Gerätes, das einstückig oder getrennt als eine Ausgabeendeinrichtung einer informationsverarbeitenden Ausstattung wie etwa einer Textverarbeitung oder einem Computer bereitgestellt ist.
Als Nächstes wird der Aufbau eines Flüssigkeit ausstoßenden Geräts beschrieben, auf das der vorstehend beschriebene Flüssigkeit ausstoßende Kopf aufgesetzt ist.
Die 22 ist eine schematische Perspektivansicht eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts 600 eines Beispiels für ein Flüssigkeit ausstoßendes Gerät, auf das der Flüssigkeit ausstoßende Kopf der vorliegenden Erfindung aufgesetzt und dafür verwendet werden kann. In der 22 ist eine Tintenstrahlkopfkartusche 601 eine Kartusche, in welcher der vorstehend beschriebene Flüssigkeit ausstoßende Kopf und ein Tintenbehälter zum Halten der zu diesem Flüssigkeit ausstoßenden Kopf zuzuführenden Tinte eingebaut sind. Diese Tintenstrahlkopfkartusche 601 ist auf einen Schlitten 607 aufgesetzt, der in eine Spiralrille 606 einer Führungsschraube 605 eingreift, die sich über Getriebe 603 und 604 zur Übertragung der Antriebskraft mit der Vorwärts- und Rückwärtsdrehung eines Antriebsmotors 602 dreht, und sie wird zusammen mit dem Schlitten 607 durch die Energie des Antriebsmotors 602 in den durch die Pfeile a und b angegebenen Richtungen entlang einer Führung 608 vor- und zurückbewegt. Ein Aufzeichnungsmedium P wird auf einer Schreibmaschinenwalze 609 durch Einrichtungen, die ein Aufzeichnungsmedium zuführen und nicht veranschaulicht sind, getragen und wird entlang der Bewegungsrichtung des Schlittens 607 durch eine Papierpressplatte 610 gegen die Schreibmaschinenwalze 609 gepresst.
Nahe einem Ende der Führungsschraube 605 sind Optokoppler 611 und 612 bereitgestellt. Dieses sind Einrichtungen zur Ermittlung einer Grundposition, um das Vorliegen eines Hebels 607a des Schlittens 607 in diesem Bereich zu bestätigen und die Drehrichtung des Antriebsmotors 602 oder dergleichen umzuschalten.
Ein Trägerelement 613 trägt ein Deckelelement 614, welches die vordere Oberfläche mit der Ausstoßöffnung (Ausstoßöffnungsoberfläche) der vorstehend beschriebenen Tintenstrahlkopfkartusche 601 bedeckt. Darüber hinaus saugt eine Tintensaugeinrichtung 615 die Tinte, die von der Tintenstrahlkopfkartusche 601 leerausgestoßen wird und sich in dem Deckelelement 614 ansammelt. Die Saugwiederherstellung der Tintenstrahlkopfkartusche 601 wird durch einen Öffnungsabschnitt in dem Deckel (in der Figur nicht gezeigt) durch diese Tintensaugeinrichtung 615 durchgeführt.
Ein Reinigungsblatt 617 zum Wischen der Ausstoßöffnungsfläche der Tintenstrahlkopfkartusche 601 ist so bereitgestellt, dass es sich durch ein bewegliches Element 618 in der Vorwärts- und der Rückwärtsrichtung (Richtungen mit rechten Winkeln zu der Bewegungsrichtung des vorstehend beschriebenen Schlittens 607) bewegen kann. Dieses Reinigungsblatt 617 und das bewegliche Element 618 werden durch einen Trägerkörper 619 des Hauptkörpers getragen. Das Reinigungsblatt 617 ist nicht auf diese Form beschränkt, sondern kann jedes andere gut bekannte Reinigungsblatt sein.
Bei dem Saugwiederherstellungsvorgang des Flüssigkeit ausstoßenden Kopfes wird ein Hebel 620 zum Start des Saugens mit der Bewegung einer Nocke 621, die in den Schlitten 607 eingreift, bewegt, und die Bewegungskraft von dem Antriebsmotor 602 wird durch gut bekannte Übertragungseinrichtungen wie etwa eine Kupplungsverschiebung übermittelt und gesteuert. Ein Tintenstrahlaufzeichnungskontrollabschnitt, der ein Signal an einen wärmeerzeugenden Körper überträgt, der an dem Flüssigkeit ausstoßenden Kopf der Tintenstrahlkopfkartusche 601 bereitgestellt ist, und der die Antriebssteuerung eines jeden der vorstehend beschriebenen Mechanismen regelt, ist auf der Seite des Hauptgerätekörpers bereitgestellt und ist hier nicht veranschaulicht.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät 600 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau zeichnet auf einem Aufzeichnungsmedium P auf, dass durch die Einrichtung zum Zuführen eines Aufzeichnungsmediums, die nicht veranschaulicht ist, auf der Schreibmaschinenwalze 609 getragen wird, während sich die Tintenstrahlkopfkartusche 601 über die gesamte Breite des Aufzeichnungsmediums P vor- und zurückbewegt.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend detailliert durch Beispiele beschrieben. Solange es nicht anderweitig speziell angegeben ist, meint die Zusammensetzung der Tinte „Gewichtsteil".
Schwarze Tinte
Pigmentdispersion 1
10 g Ruß mit einer Oberfläche von 230 m²/g und einer DBP-Ölabsorption von 70 ml/100 g und 3,06 g p-Amino-N-benzoesäure wurden ausreichend in 72 g Wasser vermischt, und danach wurden 1,62 g Salpetersäure dort zugetropft und es wurde bei 70°C gerührt. Einige Minuten später wurde eine Lösung von 1,07 g Natriumnitrit in 5 g Wasser dort zugegeben und für eine Stunde gerührt. Als Nächstes wurde die erhaltene Aufschlämmung mit einem Filter (Handelsbezeichnung: Toyo-Roshi Nr. 2, hergestellt von Advantis Ltd.) filtriert, und die Pigmentteilchen wurden vollständig mit Wasser gewaschen und in einem Ofen bei 90°C getrocknet. Danach wurde Wasser zu dem so erhaltenen Pigment zugegeben, um eine Pigmentdispersion 1 mit einer Pigmentkonzentration von 10 Gew.-% herzustellen. Durch das vorstehend beschriebene Verfahren wurde eine durch die folgende chemische Formel dargestellte anionische Gruppe an der Oberfläche des Rußes eingeführt.
Anschließend wurden unter Verwendung der Pigmentdispersion 1 die schwarze Tinte 1 und die schwarze Tinte 2 durch das folgende Verfahren hergestellt. (Schwarze Tinte 1: Bk1)

Pigmentdispersion 1 30 Teile

Trimethylolpropan 6 Teile

Glycerin 6 Teile

Diethylenglycol 6 Teile

Ethylenoxidadduct von Acetylenglycol (Handelsname „Acetylenol EH", hergestellt von Kawaken Fine Chemicals Corp.) 0,2 Teile

Wasser restliche Teile

(Schwarze Tinte 2: Bk2)

Pigmentdispersion 1 30 Teile

Trimethylolpropan 6 Teile

Glycerin 6 Teile

Diethylenglycol 6 Teile

Acetylenol EH 0,2 Teile

Ammoniumbenzoat 1 Teil

Wasser restliche Teile

Die folgenden Komponenten wurden vermischt, gut gerührt und gelöst und dann mit einem Mikrofilter mit einer Porengröße von 0,2 μm (von Fuji Photo Film Co., Ltd.) unter Druck filtriert, um die Tinte herzustellen. (Gelbe Tinte 1: Y1)

Acetylenol EH	1,0 Teile
Harnstoff	6 Teile
2-Pyrrolidon	6 Teile
Ethanol	5 Teile
C. I. Direct Yellow 132	3 Teile
Wasser	restliche Teile

(Gelbe Tinte 2: Y2)

Acetylenol EH	1,0 Teile
Ethylenharnstoff	6 Teile
2-Pyrrolidon	6 Teile
Ethanol	5 Teile
C. I. Direct Yellow 132	3 Teile
Magnesiumnitratsalz	1 Teil
Wasser	restliche Teile

(Gelbe Tinte 3:Y3)

Acetylenol EH	1,0 Teile
Ethylenharnstoff	6 Teile
2-Pyrrolidon	6 Teile
Ethanol	5 Teile
C. I. Direct Yellow 132	3 Teile
Magnesiumnitratsalz	2 Teile
Wasser	restliche Teile

(Magentafarbene Tinte 1: M1)

Acetylenol EH	1,0 Teile
Harnstoff	6 Teile
2-Pyrrolidon	6 Teile
Ethanol	5 Teile
beispielhaft angegebene Verbindung 7	3 Teile
Beispielhaft angegebene Verbindung 8	1 Teil
C. I. Acid Red 289	0,1 Teile
Wasser	restliche Teile

(Magentafarbene Tinte 2: M2)

Acetylenol EH	1,0 Teile
Trimethylolpropan	6 Teile
2-Pyrrolidon	6 Teile
Ethanol	5 Teile
beispielhaft angegebene Verbindung 7	3 Teile
beispielhaft angegebene Verbindung 8	1 Teil
C. I. Acid Red 289	0,1 Teile
Magnesiumnitratsalz	2 Teile
Wasser	restliche Teile

(Magentafarbene Tinte 3: M3)

Acetylenol EH	1,0 Teile
Ethylenharnstoff	6 Teile
2-Pyrrolidon	6 Teile

Ethanol	5 Teile
beispielhaft angegebene Verbindung 7	3 Teile
beispielhaft angegebene Verbindung 8	1 Teil
C. I. Acid Red 289	0,1 Teile
Magnesiumnitratsalz	3 Teile
Wasser	restliche Teile

(Cyanfarbene Tinte 1: C1)

Acetylenol EH	1,0 Teile
Harnstoff	6 Teile
2-Pyrrolidon	6 Teile
Ethanol	5 Teile
C. I. Direct Blue 199	3,5 Teile
C. I. Acid Blue 9	0,3 Teile
Wasser	restliche Teile

(Cyanfarbene Tinte 2: C2)

Acetylenol EH	1,0 Teile
Trimethylolpropan	6 Teile
2-Pyrrolidon	6 Teile
Ethanol	5 Teile
C. I. Direct Blue 199	3,5 Teile
C. I. Acid Blue 9	0,3 Teile
Magnesiumnitratsalz	2 Teile
Wasser	restliche Teile

(Cyanfarbene Tinte 3: C3)

Acetylenol EH	1,0 Teile
Ethylenharnstoff	6 Teile
2-Pyrrolidon	6 Teile
Ethanol	5 Teile
C. I. Direct Blue 199	3,5 Teile
C. I. Acid Blue 9	0,3 Teile
Magnesiumnitratsalz	3 Teile
Wasser	restliche Teile

(Cyanfarbene Tinte 4: C4)

Acetylenol EH	1,0 Teile
Ethylenharnstoff	6 Teile
2-Pyrrolidon	6 Teile
Ethanol	5 Teile
C. I. Direct Blue 199	1,5 Teile
Magnesiumnitratsalz	3 Teile
Wasser	restliche Teile

Absorptionsfähigkeit
Die Absorptionsfähigkeit der Tinten C3 und C4 bei der Wellenlänge maximaler Absorption im Bereich des sichtbaren Lichts wurde gemessen. Im Ergebnis betrugen die Wellenlänge maximaler Absorption und die Absorptionsfähigkeit von C3 621,5 nm bzw. 1,10.
Die Wellenlänge maximaler Absorption und die Absorptionsfähigkeit von C3 waren 615,5 nm bzw. 0,38. C3 und C4 wiesen nahezu den gleichen Farbton auf. Das Verhältnis des Absorptionsvermögens von C4 zu C3 war C4/V3 ≌ 0,347 ≥ 1/20. Das Absorptionsvermögen von C1 und C2 war nahezu gleich zu dem von C3.
Herstellung einer Bildprobe
Unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Tinten wurde unter Einsatz eines On-Demand-artigen Tintenstrahldruckers als einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, in dem ein Heizelement als eine Energiequelle für den Tintenausstoß eingesetzt wird, gedruckt.
(1) Verbleibender Anteil der Reflexionsdichte und ΔE
Ausgefüllte Farbstellen mit einer Reflexionsdichte von 1,0 wurden mit den Tinten Y2, M2, C2 bzw. C4, die in den Drucker eingefüllt waren, auf Glanzpapier (PR-101, hergestellt von Canon) gedruckt. Die resultierenden Drucke wurden für 24 Stunden an der Luft getrocknet und einer Lichtechtheitsprüfung unterzogen, indem sie durch eine Glasbedeckung bei einer Lichtintensität von 63 klux für 100 Stunden mit Licht von einem Xenon-Ausbleichmessgerät Ci 3000 (hergestellt von Atlas) belichtet wurden.
Die Lampe, der Filter, die Temperatur (25°C) und die Feuchtigkeit (55%) in dem Behälter stimmten mit den Bedingungen von ISO 10977 des Sonnenlichts durch ein Fenster in einen Raum überein. Gemäß dem ISO-Standard beträgt die Lichtintensität 6 klux, aber eine Prüfung mit 6000 klux·h oder mehr erfordert eine lange Prüfzeit, sodass die Prüfung bei 63 klux für 100 Stunden durchgeführt wurde, wobei bestätigt wurde, dass kein Widerspruch zwischen den Ergebnissen bei gleichen Bestrahlungsmengen besteht. Die Reflexionsdichte und die Farbkoordinaten L*a*b* des gedruckten ausgefüllten Abschnitts wurden vor und nach der Prüfung unter Verwendung eines Spektrodensitometers X-rite 938 (Handelsbezeichnung, hergestellt von X-rite) gemessen. Der Farbunterschied ΔE vor und nach der Prüfung wurde aus L*a*b* gemäß Gleichung (1) bestimmt, und der verbleibende Anteil der Reflexionsdichte wurde ebenfalls berechnet.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 gezeigt.
Tintensätze, die jeweils die Farbtinten C2, M1 und Y1, die Farbtinten C3, M3 und Y3 und die Farbtinten C3, M1 und Y1 enthielten, wurden einzeln der gleichen Prüfung unterzogen, wie sie vorstehend beschrieben wurde. Im Ergebnis war der Unterschied der ΔE-Werte für jeden Tintensatz kleiner als 10 und die verbleibenden Anteile der Reflexionsdichte aller Tinten betrugen 80% oder mehr.
(2) Farbausgleich
Die in Tabelle 2 gezeigten Tintensätze wurden hergestellt und die Tinten eines jeden Tintensatzes wurden in Tintenbehälter eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts eingefüllt, um auf dem Glanzpapier (PR-101, hergestellt von Canon Inc.) mit diesen Tinten ein Vollfarbbild zu drucken.
Tabelle 2
Nach Trocknen an der Luft für 24 Stunden wurde das bedruckte Material dergleichen Lichtechtheitsprüfung unterzogen, wie sie vorstehend beschrieben wurde. Der Farbausgleich des bedruckten Materials nach der Prüfung wurde visuell bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
(3) Ausbluten zwischen schwarzer Tinte und Farbtinte
Unter Verwendung eines jeden Tintensatzes wurde ein Muster auf solch eine Weise gedruckt, dass das mit der schwarzen Tinte erzeugte ausgefüllte Bild an das mit der ein mehrwertiges Metallsalz enthaltenden Farbtinte erzeugte ausgefüllte Bild angrenzt. Es wurden drei Tintenstrahlaufzeichnungsgeräte eingesetzt (Handelsbezeichnung: BJF-600, BJF-800 und BJF-850, hergestellt von Canon Inc.), deren Köpfe so modifiziert waren, dass sie 30 ng der schwarzen Tinte und 15 ng der Farbtinten auf einen Bereich von 1/600 Quadratinch aufbrachten. Bei dem BJF-850, dessen Düsen für jede Farbe parallel zu der Abtastrichtung des Aufzeichnungskopfes angeordnet sind, waren die Tinten in der Reihenfolge Schwarz, Cyan, Magenta und Gelb angeordnet.
Das für den Drucktest verwendete Aufzeichnungsmedium war normales Papier der zwei folgenden Arten: PB Papier, ein von Canon Inc. hergestelltes Kopierpapier, und von Xerox hergestelltes Papier 4024. Der Bewertungsstandard wird nachstehend angegeben. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 3 gezeigt.

A:: in allen Grenzbereichen wird kein Ausbluten beobachtet,
B:: ein sehr geringes Ausbluten wird beobachtet, kann aber ignoriert werden, und
C:: Ausbluten wird beobachtet.

Tabelle 3
(4) Fixierfähigkeit und Farbton des mit sowohl der schwarzen Tinte als auch der Farbtinte erzeugten Bildes
Es wurde fünfmal aufeinanderfolgend gedruckt, sodass ein schwarzes Bild erzeugt wurde, indem die Farbtinten so aufgebracht wurden, dass sie einander überlagerten. Nach dem Drucken wurden Blätter des Aufzeichnungsmediums unter Anordnen der vier Ecken gestapelt, und die gedruckten Bilder wurden hinsichtlich einer Bildunregelmäßigkeit und einem Offset (an die Rückseite eines anderen Blattes anhaftende Tinte) betrachtet. Als die Farbtinte wurden die cyanfarbenen Tinten (C3 und C4) mit dem gleichen Farbton und einer unterschiedlichen Konzentration des Farbmittels verwendet. Als das Aufzeichnungsgerät wurde das BJF-850 (Canon) eingesetzt, das so modifiziert war, dass es schwarze Tinte zu 31 ng pro 1/600 Quadratinch und Farbtinte zu 4,5 ng pro 1/600 Quadratinch aufbrachte. Die Tinten waren in der Reihenfolge Bk2, C4 und C3 angeordnet. Als das Aufzeichnungsmedium wurden PB Papier, von Canon Inc. hergestelltes Kopierpapier, und von Xerox hergestelltes Papier 4024, und die Bewertung wurde bei Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit durchgeführt.
Als die Farbtinte C3 oder C4 unterliegend vor der schwarzen Tinte gedruckt wurde, war im Ergebnis die Fixierfähigkeit verbessert und die Unregelmäßigkeit des Bildes und der Offset wurden im Vergleich mit dem Fall, in dem das Bild nur mit der schwarzen Tinte erzeugt wurde, verringert. Andererseits zeigte im Vergleich mit einem nur durch die Bk-Tinte erzeugten Bild das mit der unterliegend gedruckten C3 erzeugte Bild eine geringe Veränderung des Farbtons, aber das mit der unterliegend gedruckten C4 erzeugte Bild zeigte kaum eine Veränderung des Farbtons.
Wie vorstehend beschrieben, kann die vorliegende Erfindung ein hochqualitatives mehrfarbiges Bild mit guter Farbentwicklung, geringerem Ausbluten an der Grenze zwischen dem schwarzen Bild und dem Farbbild und einem geringeren Aufbruch des Farbausgleichs selbst nach Langzeitkonservierung liefern.
Ein Tintensatz, der eine schwarze Tinte, die ein wässriges Medium und ein in dem wässrigen Medium durch die Wirkung einer ionischen Gruppe dispergiertes Pigment enthält, und wenigstens drei Farbtinten umfasst, die jeweils ein Farbmittel und ein wässriges Medium enthalten, wobei (i) jeweilige mit den jeweiligen Farbtinten erzeugte Bilder das gleiche ΔE oder einen Unterschied im ΔE von 10 oder weniger im Darstellungssystem des CIELAB-Farbraums bei einem Ausbleichtest aufweisen, unter Bedingungen, die ein Ausbleichen hervorrufen, das einem Pseudo-Ausbleichen durch ein für 3 oder mehr Jahre durch ein Fenster in ein Gebäude einfallendes Sonnenlicht entspricht, wobei der Test gemäß ISO 10977 erfolgt, und (ii) wenigstens eine der Farbtinten wenigstens eines von einem Farbmittel und einem Zusatzstoff enthält, das bzw. der die Stabilität der Dispersion des Pigments in der schwarzen Tinte herabsetzt. Der Tintensatz kann ein hochqualitatives mehrfarbiges Bild liefern, das nach Langzeitkonservierung den Farbausgleich beibehält und zwischen schwarzen und farbigen Bereichen weniger Ausbluten zeigt.

Claims

Tintensatz, der eine schwarze Tinte, die ein wässriges Medium und ein durch die Wirkung einer ionischen Gruppe in dem wässrigen Medium dispergiertes Pigment enthält, und wenigstens drei Farbtinten, die jede ein Farbmittel und ein wässriges Medium enthalten, umfasst, wobei (i) mit den jeweiligen Farbtinten erzeugte jeweilige Bilder das gleiche ΔE oder eine Differenz im ΔE von 10 oder weniger im Darstellungssystem des CIELAB-Farbraums aufweisen, wobei ΔE die Differenz zwischen einem anfänglichen Bild und einem Bild nach einem Ausbleichtest unter Bedingungen ist, die ein Ausbleichen hervorrufen, das einem Pseudo-Ausbleichen durch ein für 3 oder mehr Jahre durch ein Fenster in ein Gebäude einfallendes Sonnenlicht entspricht, wobei die Bedingung in dem Ausbleichtest ISO 10977 folgt, und (ii) wenigstens eine der Farbtinten wenigstens eines von einem Farbmittel und einem Zusatzstoff enthält, das bzw. der die Stabilität der Dispersion des Pigments in der schwarzen Tinte herabsetzt.
Tintensatz nach Anspruch 1, wobei jedes der mit den jeweiligen Farbtinten erzeugte Bild nach dem Ausbleichtest einen verbleibenden Anteil der Reflektionsdichte von 70% oder mehr aufweist.
Tintensatz nach Anspruch 1, wobei jedes der mit den jeweiligen Farbtinten erzeugte Bild nach dem Ausbleichtest einen verbleibenden Anteil der Reflektionsdichte von 80% oder mehr aufweist.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Belichtung in dem Ausbleichtest 6000 klux·h oder mehr beträgt.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bilder auf einem Aufzeichnungsmedium erzeugt sind, das ein Substrat und auf dem Substrat eine poröse teilchenförmige Schicht oder eine Polymerschicht aufweist.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Tintensatz eine erste Farbtinte und eine zweite Farbtinte mit dem gleichen Farbton umfasst und ein Absorptionsvermögen der ersten Farbtinte bei einer Wellenlänge maximaler Absorption im Bereich des sichtbaren Lichts größer als jenes der zweiten Farbtinte bei einer Wellenlänger maximale Absorption im Bereich des sichtbaren Lichts ist.
Tintensatz nach Anspruch 6, wobei ein mit der zweiten Farbtinte auf einem Aufzeichnungsmedium erzeugtes Bild visuell erkennbar ist.
Tintensatz nach Anspruch 6, wobei das Absorptionsvermögen der zweiten Farbtinte nicht weniger als 1/20 des Absorptionsvermögens der ersten Farbtinte beträgt.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Tintensatz wenigstens eine cyanfarbene Tinte, eine magentafarbene Tinte und eine gelbe Tinte umfasst.
Tintensatz nach Anspruch 9, wobei wenigstens eine Farbtinte ausgewählt aus der cyanfarbenen, der magentafarbenen und der gelben Tinte eine erste Farbtinte und eine zweite Farbtinte mit dem gleichen Farbton umfasst und ein Absorptionsvermögen der ersten Farbtinte bei einer Wellenlänge maximaler Absorption im Bereich des sichtbaren Lichts größer als ein Absorptionsvermögen der zweiten Farbtinte bei einer Wellenlänge maximaler Absorption im Bereich des sichtbaren Lichts ist.
Tintensatz nach Anspruch 10, wobei ein durch die zweite Farbtinte auf einem Aufzeichnungsmedium erzeugtes Bild visuell erkennbar ist.
Tintensatz nach Anspruch 10, wobei das Absorptionsvermögen der zweiten Farbtinte nicht weniger als 1/20 des Absorptionsvermögens der ersten Farbtinte beträgt.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Tintensatz eine magentafarbene Tinte als eine der Farbtinten umfasst und die magentafarbene Tinte wenigstens ein Farbmittel, das durch die folgende Formel (I) dargestellt wird, als ein Farbmittel enthält: Formel (I)
wobei R₁ eine substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe bezeichnet, R₂ und R₄ unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe bezeichnen und R₃ aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer substituierten oder unsubstituierten Alkylgruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Alkoxygruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Aryloxygruppe oder einem Halogenatom ausgewählt ist, X₁ eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon oder eine Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon bezeichnet und n 1 oder 2 bezeichnet.
Tintensatz nach Anspruch 13, wobei die magentafarbene Tinte wenigstens eines von (i) einem durch die folgende Formel (II) dargestellten Farbmittel, (ii) einem durch die folgende Formel (III) dargestellten Farbmittel und (iii) einem Farbmittel mit einer Xanthenstruktur enthält: Formel (II)
wobei Ar₁ eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylgruppe bezeichnet, Ar₂ aus der Gruppe bestehend aus einer Acetylgruppe, einer Benzoylgruppe, einer 1,3,5-Triazinylgruppe, einer SO₂-C₆H₅-Gruppe und SO₂-C₆H₉-CH₃ ausgewählt ist und M ein Gegenion einer Sulfonsäuregruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einem Alkalimetall, einem Ammonium und einem organischen Ammonium ist; Formel (III)
wobei Ar₃ und Ar₄ unabhängig eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylgruppe bezeichnen und wenigstens eines von Ar₃ und Ar₄ einen Substituenten aus einer Carboxylgruppe oder einem Salz davon oder einer Sulfonsäuregruppe oder einem Salz davon aufweist, M ein Gegenion einer Sulfonsäuregruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einem Alkalimetall, Ammonium und organischem Ammonium ist, R₅ eine 1,3,5-Triazindiylgruppe bezeichnet, R₆ und R₇ unabhängig aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer substituierten oder unsubstituierten Alkylgruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Alkenylgruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Aralkylgruppe und einer Atomgruppe, die zusammen mit einem N-Atom einen Perhydroxyazinring bildet, ausgewählt ist und L eine zweibindige organische Verknüpfung bezeichnet.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Tintensatz eine cyanfarbene Tinte als eine der Farbtinten umfasst und die cyanfarbene Tinte wenigstens ein Farbmittel mit einer Kupferphthalocyaninstruktur enthält.
Tintensatz nach Anspruch 15, wobei die cyanfarbene Tinte Direct Blue 199 als das Farbmittel enthält.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der Tintensatz eine gelbe Tinte als eine der Farbtinten umfasst und die gelbe Tinte Direct Yellow 132 als das Farbmittel enthält.
Tintensatz nach Anspruch 9, wobei die magentafarbene Tinte als das Farbmittel ein Farbmittel, das durch die Formel (I) dargestellt wird, und wenigstens eines von: (i) einem durch die Formel (II) dargestellten Farbmittel, (ii) einem durch die Formel (III) dargestellten Farbmittel und (iii) einem Farbmittel mit einer Xanthenstruktur enthält, wobei die cyanfarbene Tinte Direct Blue 199 als das Farbmittel enthält und die gelbe Tinte Direct Yellow 132 als das Farbmittel enthält; Formel (I)
wobei R₁ eine substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe bezeichnet, R₂ und R₄ unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe bezeichnen und R₃ aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer substituierten oder unsubstituierten Alkylgruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Alkoxygruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Aryloxygruppe oder einem Halogenatom ausgewählt ist, X₁ eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon oder eine Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon bezeichnet und n 1 oder 2 bezeichnet; Formel (II)
wobei Ar₁ eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylgruppe bezeichnet, Ar₂ aus der Gruppe bestehend aus einer Acetylgruppe, einer Benzoylgruppe, einer 1,3,5-Triazinylgruppe, einer SO₂-C₆H₅-Gruppe und SO₂-C₆H₄-CH₃ ausgewählt ist und M ein Gegenion einer Sulfonsäuregruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einem Alkalimetall, einem Ammonium und einem organischen Ammonium ist; Formel (III)
wobei Ar₃ und Ar₄ unabhängig eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylgruppe bezeichnen und wenigstens eines von Ar₃ und Ar₄ einen Substituenten aus einer Carboxylgruppe oder einem Salz davon oder einer Sulfonsäuregruppe oder einem Salz davon aufweist, M ein Gegenion einer Sulfonsäuregruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einem Alkalimetall, Ammonium und organischem Ammonium ist, R₅ eine 1,3,5-Triazindiylgruppe bezeichnet, R₆ und R₇ unabhängig aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer substituierten oder unsubstituierten Alkylgruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Alkenylgruppe, einer substituierten oder unsubstituierten Aralkylgruppe und einer Atomgruppe, die zusammen mit einem N-Atom einen Perhydroxyazinring bildet, ausgewählt ist und L eine zweibindige organische Verknüpfung bezeichnet.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die ionische Gruppe eine anionische Gruppe ist.
Tintensatz nach Anspruch 19, wobei wenigstens eine Farbtinte ein mehrwertiges Metallsalz als den Zusatzstoff zum Herabsetzen der Stabilität der Dispersion des Pigments in der schwarzen Tinte enthält.
Tintensatz nach Anspruch 20, wobei die Farbtinte ein mehrwertiges Metallsalz umfasst, das wenigstens ein mehrwertiges Metallkation ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mg²⁺, Ca²⁺, Cu²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Fe²⁺, La³⁺, Nd³⁺ Y³⁺ und Al³ umfasst.
Tintensatz nach Anspruch 20 oder 21, wobei das mehrwertige Metallsalz in einer Menge von 0,1 bis 15 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Farbtinte enthalten ist.
Tintensatz nach Anspruch 22, wobei das mehrwertige Metallsalz in einer Menge von 2 bis 5 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Farbtinte enthalten ist.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 22 bis 23, wobei die Farbtinte des Weiteren wenigstens eines von 2-Pyrrolidon und Ethylenharnstoff enthält.
Tintensatz nach Anspruch 24, wobei die Farbtinte 2-Pyrrolidon und Ethylenharnstoff enthält.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das Pigment in der schwarzen Tinte in einem pH-Bereich von 3 bis 7 stabil vorliegt und die Farbtinte, welche den Zusatzstoff zum Herabsetzen der Stabilität der Dispersion des Pigments in der schwarzen Tinte enthält, einen pH von 8 bis 11 aufweist.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das Pigment in der schwarzen Tinte in einem pH-Bereich von 7 bis 11 stabil vorliegt und die Farbtinte, welche den Zusatzstoff zum Herabsetzen der Stabilität der Dispersion des Pigments in der schwarzen Tinte enthält, einen pH von 3 bis 6 aufweist.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 26, wobei die schwarze Tinte einen Ka-Wert gemäß dem Bristow-Verfahren von 0,2 mL·m^–2·ms^–1/2 und mehr und niedriger als 1, 5 mL·m^–2·ms^–1/2 aufweist und jede der jeweiligen Farbtinten einen Ka-Wert gemäß dem Bristow-Verfahren von 5 mL·m^–2·ms^–1/2 oder größer und niedriger als 10 mL·m^–2·ms^–1/2 aufweist.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 28, wobei das Pigment der schwarzen Tinte Ruß ist und der Ruß wenigstens eine direkt oder indirekt über eine andere Atomgruppe an die Oberfläche von diesem gebundene hydrophile Gruppe als die ionische Gruppe aufweist.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 29, wobei die schwarze Tinte Ruß als das Pigment und des Weiteren ein Dispergiermittel mit der ionischen Gruppe zum Dispergieren des Rußes enthält.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 30, wobei die schwarze Tinte des Weiteren ein Salz enthält.
Tintensatz nach Anspruch 31, wobei die schwarze Tinte das Pigment in einer Konzentration zur Erzeugung eines Bildes mit einer optischen Dichte enthält und die Konzentration so ist, dass die optische Dichte des Bildes nicht erhalten werden kann, wenn kein Salz in der Tinte enthalten ist.
Tintensatz nach Anspruch 31, wobei das in der schwarzen Tinte enthaltene Salz 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 ist (wobei M1 ein Alkalimetall, Ammonium oder ein organisches Ammonium ist).
Tintensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 33, wobei die schwarze Tinte und die Farbtinte zum Tintenstrahlaufzeichnen verwendet werden.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren mit den Schritten: Vorbereiten einer schwarzen Tinte und wenigstens drei oder mehr Farbtinten und Anbringen einer jeden der schwarzen Tinte und der drei oder mehr Farbtinten an einem Aufzeichnungsmedium durch Ausstoßen aus Öffnungen gemäß einem Aufzeichnungssignal, wobei die schwarze Tinte und die wenigstens drei oder mehr Farbtinten einen Tintensatz nach Anspruch 1 bilden.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 35, wobei die Tinte durch thermische Energie ausgestoßen wird.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 35 oder 36, wobei die schwarze Tinte und die Farbtinte, die wenigstens eines von einem Farbmittel und einem Zusatzstoff zum Herabsetzen der Stabilität der Dispersion des Pigments in der schwarzen Tinte enthält, beide so ausgestoßen werden, dass sie auf dem Aufzeichnungsmedium miteinander in Kontakt kommen.
Aufzeichnungseinheit umfassend einen Behälter für schwarze Tinte, der eine schwarze Tinte enthält, Behälter für Farbtinte, die jede der wenigstens drei Farbtinten enthalten, und einen Kopfteil zum Ausstoßen der jeweiligen Tinten, wobei die schwarze Tinte und die Farbtinten jene sind, welche einen Tintensatz nach Anspruch 34 bilden.
Aufzeichnungseinheit nach Anspruch 38, wobei der Kopfteil einen Kopf umfasst, der die jeweiligen Tinten durch Ausüben von thermischer Energie auf die Tinten ausstößt.
Tintenkartusche umfassend einen Behälter für schwarze Tinte, der eine schwarze Tinte enthält, und Behälter für Farbtinte, die jede der wenigstens drei Farbtinten enthalten, wobei die schwarze Tinte und die Farbtinten jene sind, welche einen Tintensatz nach Anspruch 1 bilden.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das Tintenbehälter, die jeweilige Tinten enthalten, welche einen Tintensatz nach Anspruch 34 bilden, und einen Kopfteil zum Ausstoßen der jeweiligen Tinten umfasst.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät nach Anspruch 41, wobei der Kopfteil einen Kopf enthält, um die jeweiligen Tinten durch Ausüben von thermischer Energie auf die Tinten auszustoßen.
Tintensatz aus Farbtinten, die zusammen mit einer schwarzen Tinte zu verwenden sind, wobei der Tintensatz wenigstens drei Farbtinten umfasst und die schwarze Tinte und die Farbtinten einen Tintensatz nach Anspruch 1 bilden.
Tintensatz, der wenigstens drei Farbtinten umfasst, die jede ein Farbmittel und ein wässriges Medium umfassen, wobei (i) mit den jeweiligen Farbtinten erzeugte jeweilige Bilder das gleiche ΔE oder eine Differenz im ΔE von 10 oder weniger im Darstellungssystem des CIELAB-Farbraums aufweisen, wobei ΔE die Differenz zwischen einem anfänglichen Bild und einem Bild nach einem Ausbleichtest unter Bedingungen ist, die ein Ausbleichen hervorrufen, das einem Pseudo-Ausbleichen durch ein für 3 oder mehr Jahre durch ein Fenster in ein Gebäude einfallendes Sonnenlicht entspricht, wobei die Bedingung in dem Ausbleichtest ISO 10977 folgt, und (ii) wenigstens eine der Farbtinten ein mehrwertiges Metallsalz enthält.
Verfahren, das ein Ausbluten eines Vielfarbbildes verhindert, das durch Aufbringen einer schwarzen Tinte bzw. einer ersten bis n-ten Farbtinte, die einen Tintensatz nach Anspruch 1 bilden, durch ein Tintenstrahlsystem auf ein Aufzeichnungsmedium gebildet ist, wobei die erste Farbtinte und die schwarze Tinte so aufgebracht werden, dass sie auf einem Aufzeichnungsmedium miteinander in Kontakt kommen (wobei n eine ganze Zahl von 3 oder größer ist).
Verfahren zur Verbesserung der Fixierfähigkeit eines schwarzen Bildes in einem Vielfarbbild, wobei das Vielfarbbild durch Aufbringen einer schwarzen Tinte und einer ersten bis n-ten Farbtinte, die einen Tintensatz nach Anspruch 1 bilden, durch ein Tintenstrahlsystem auf ein Aufzeichnungsmedium erzeugt wird, wobei die erste Farbtinte und die schwarze Tinte so aufgebracht werden, dass sie auf dem Aufzeichnungsmedium in einem Bereich, in dem das schwarze Bild zu erzeugen ist, einander überlappen (wobei n eine ganze Zahl von 3 oder größer ist).