DE60127750T2

DE60127750T2 - Tinte, Tintenstrahltinte, Verfahren zur Reduzierung der Ablagerungen auf der Oberfläche der Heizelemente von Tintenstrahlaufzeichnungsköpfen, Verfahren zum Tintenstrahlaufzeichnen, Vorrichtung zum Tintenstrahlaufzeichnen, Aufzeichnungseinheit und Verfahren zur Verlängerung der Lebensdauer eines Aufzeichnungskopfes

Info

Publication number: DE60127750T2
Application number: DE60127750T
Authority: DE
Inventors: Ryuji Katsuragi; Makoto Shioya
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2021-04-26
Also published as: US20020005885A1; EP1149878A3; SG164272A1; EP1149878A2; CA2344914C; KR20010098859A; AU3877101A; DE60127750D1; KR100467000B1; CN100430447C; US20030098904A1; US6902264B2; CA2344914A1; TWI293085B; ATE359330T1; HK1041495A1; US6513922B2; CN1320667A; EP1149878B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Tinte, die Verwendung dieser Tinte in einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, ein Verfahren zur Reduzierung der Kogation bzw. von Ablagerungen auf der Oberfläche einer Heizvorrichtung, die zur Einwirkung von Wärmeenergie auf eine Tinte dient, auf eine Vorrichtung bzw. ein Gerät zur Tintenstrahlaufzeichnung, auf eine Aufzeichnungseinheit und auf eine Anwendung des Verfahrens zur Verlängerung der Lebensdauer eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes.
In Beziehung stehender Stand der Technik
Verschiedene Arten von Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren wurden vorgeschlagen. Gemäß einem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, wie dem beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 54-51837 beschriebenen, so genannten Bubble-Jet-Aufzeichnungsverfahren, wird Tinte mittels Einwirkung von Wärmeenergie in Form von Tintentröpfchen ausgestoßen. Ein Merkmal dieses Tintenstrahlverfahrens besteht darin, dass auf Grund der sehr einfachen Struktur sehr dichter Mehrfachdüsen hochqualitative Bilder mit hoher Geschwindigkeit und mit geringen Kosten auf Normalpapier ohne spezielle Beschichtung erzeugt werden können. In diesem Verfahren wird eine Heizvorrichtung bzw. ein Heizelement in dem Aufzeichnungskopf rasch erwärmt, wodurch Blasen in einer Flüssigkeit auf dem Heizelement erzeugt werden und eine rasche Volumenzunahme der Flüssigkeit verursachen, wobei die durch diese rasche Volumenzunahme verursachte Wirkkraft zum Ausstoß eines Flüssigkeitströpfchens aus den am Ende des Aufzeichnungskopfes angeordneten Düsen führt und das Tröpfchen auf ein Aufzeichnungsmaterial auftreffen und daran haften lässt. Dadurch erfolgt ein Drucken.
In diesem Verfahren wird das Heizelement in dem Aufzeichnungskopf beim massenhaften Drucken jedoch wiederholt erwärmt, um Tinte auszustoßen. Dies kann zu einer Ablagerung von Zersetzungsprodukten der Tinte, der so genannten Kogation, auf der Oberfläche des Heizelementes führen. Die Abscheidung von Koga verhindert die wirkungsvolle Übertragung von Wärmeenergie von dem Heizelement auf die Tinte, was zu einer Abnahme des Volumens und der Geschwindigkeit der ausgestoßenen Tröpfchen im Vergleich zum Drucken auf der Anfangsstufe führt, was die Qualität der erzeugten Bilder negativ beeinflusst. In solch einem Fall muss der Aufzeichnungskopf gegen einen neuen ausgetauscht werden, um kontinuierlich ein hochqualitatives Drucken zu erreichen. Für die Nutzer bedeutet dies höhere Druckkosten als Ganzes.
Dementsprechend war die Verringerung der Kogation auf dem Heizelement, um die Lebensdauer des Aufzeichnungskopfes zu verlängern, in der Technik des Bubble-Jet-Verfahrens eines der wichtigsten, zu verbessernden technisches Probleme. Beispielsweise wurde eine Tinte vorgeschlagen, die ein Oxo-Anion enthielt (Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 3-160070), wobei als Oxo-Anion Phosphatsalze, Polyphosphate, Phosphorsäureester, Arsenate, Molybdate, Sulfate, Sulfite und Oxalate beschrieben wurden.
Wenn der Ausstoß solch einer Tinte jedoch wiederholt wird, können die vorstehenden Oxo-Anionen in der Tinte die äußerste Schutzschicht des aus einem Metall, wie Tantal, und/oder einem Metalloxid gefertigten Heizelementes auflösen und einen Drahtbruch in dem Heizelement erzeugen. Außerdem ist solch eine Tinte für die Verhinderung einer Kogation noch unzureichend.
Das Dokument US-A-5 679 143 offenbart eine Tintenstrahltintenzusammensetzung, die sowohl (1) eine organische Säure ohne basische funktionelle Gruppen und (2) eine organische Verbindung zur Einstellung des pH-Wertes einschließt, die sowohl saure als auch basische funktionelle Gruppen enthält, insbesondere mindestens eine saure funktionelle Gruppe und mindestens eine basische funktionelle Gruppe, wobei die Zahl der basischen funktionellen Gruppen gleich oder größer als die Zahl der sauren funktionellen Gruppen ist.
Das Dokument EP-A 1 125 993 offenbart eine Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung, die (a) ein Farbmittel, (b) ein flüssiges Medium und (c) ein Ammoniumsalz einer Säure mit einer Methyl- oder Methylengruppe und einer Carboxylgruppe, oder ein Ammoniumaldonat, oder ein Ammoniumsalz der Zitronensäure umfasst, um die Kogation des Heizelements eines Tintenstrahlkopfes mit einer äußersten Schutzschicht, die mindestens ein Metall oder ein Metalloxid enthält, abzuschwächen.
Das Dokument US-B1 6,394,599 offenbart eine Tinte für eine Tintenstrahlaufzeichnung, die (a) ein Farbmittel, (b) ein flüssiges Medium und (c) mindestens eine Verbindung umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyolphosphaten und Salzen davon besteht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Tinte und eines Verfahrens zur Verringerung der Ablagerungen bzw. Kogation auf der Oberfläche eines Heizelementes, das zur Einwirkung von Wärmeenergie auf eine Tinte in einem Aufzeichnungskopf dient, um die vorstehende Tinte aus dem Auszeichnungskopf auszustoßen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eine Verwendung der Tinte in einem Gerät für die Tintenstrahlaufzeichnung, die ein hochqualitatives Drucken und eine verlängerte Lebensdauer des Aufzeichnungskopfes ermöglicht.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Aufzeichnungseinheit, die ein hochqualitatives Drucken über einen verlängerten Zeitraum ermöglicht.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Anwendung des vorstehenden Verfahrens zur Verlängerung des Produktlebens des Aufzeichnungskopfes, um die Kosten beim hochqualitativen Drucken zu senken.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Tinte zur Verfügung gestellt, die die nachstehenden Bestandteile umfasst:

(a) ein Farbmittel,
(b) ein flüssiges Medium,
(c) eine Verbindung, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyphosphorsäure, Dicarbonsäure, Polyaminocarbonsäure, Aldonsäure, Hydroxycarbonsäure, Polyolphosphat und Salzen davon besteht, und
(d) eine Säure mit einer Aminogruppe und einer Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Verringerung der Kogation auf der Oberfläche eines Heizelements eines Aufzeichnungskopfes eines Tintenstrahldruckers bereitgestellt, wobei das Heizelement so angeordnet ist, dass Wärmeenergie auf eine Tinte in dem Aufzeichnungskopf einwirkt, um die Tinte aus einer Öffnung in dem Aufzeichnungskopf auszustoßen, und das Heizelement eine äußerste Schutzschicht aufweist, die mindestens ein Metall oder ein Metalloxid enthält, wobei das Verfahren einen Schritt der Verwendung einer wie vorstehend beschriebenen Tinte umfasst.
Wenn eine Tinte aus der vorstehenden Zusammensetzung und ein Tintenstrahldrucker mit dem vorstehenden Aufbau für die Bilderzeugung verwendet werden, ermöglicht solch eine Durchführung eine sehr wirkungsvolle Verringerung der Kogation ohne eine Auflösung der äußersten Oberfläche des Heizelementes, das Wärmeenergie für einen Tintenausstoß liefert.
Obwohl der Grund dafür, warum die Verwendung dieser Tinte zu guten Ergebnissen führt, nicht ganz klar ist, bestätigten die Erfinder, dass die kombinierte Verwendung der Bestandteile (c) und (d) die Kogation stärker als die alleinige Verwendung des Bestandteils (c) oder (d) verringern und die Lebensdauer des Kopfes verlängern kann. Somit scheinen die Bestandteile (c) und (d) in der Tinte synergetisch zu wirken. Gemäß einer weiteren Untersuchung der Erfinder wird angenommen, dass der Bestandteil (c) ein Kogation verhindert oder die Koga-Zersetzung oder ihre Ablösung von der Oberfläche das Heizelementes verstärkt, und der Bestandteil (d) die Lebensdauer des Kopfes dadurch verlängert, dass er ein Auflösen des Metalls und oder Metalloxids verhindert, das die äußerste Schutzfläche des Heizelements bildet. Solch eine Wirkung des Bestandteils (d) tritt besonders deutlich in einer Tinte auf, die eine Säure mit einer Sulfonsäuregruppe zusätzlich zu einer Aminogruppe, wie den Bestandteil (d), enthält, die sowohl der Wirkung einer Kogationsverhinderung als auch der Wirkung einer Verlängerung der Lebensdauer des Kopfes auf sehr hohem Niveau gerecht wird.
Wenn das in der äußersten Schutzschicht des Heizelements enthaltene Metall oder Metalloxid Tantal oder das Oxid davon ist, wird die Wirkung deutlicher. Die Wirkung der Erfindung bezüglich der Verhinderung einer Kogation tritt deutlicher zutage, wenn die Menge der auf das Heizelement einwirkenden Energie Eop so eingestellt wird, dass Eop in der nachstehenden Gleichung der Beziehung genügt: 1,10 ≤ Eop/Eth ≤ 1,90worin Eop die Menge der auf das vorstehende Heizelement einwirkenden Energie und Eth die für den Tintenausstoß erforderliche minimale Energie bezeichnet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Gerät zur Tintenstrahlaufzeichnung zur Verfügung gestellt, das die nachstehenden Bestandteile umfasst: einen Tintenbehälter, der eine Tinte enthält, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit einem Heizelement zur Zufuhr von Wärmeenergie zu der Tinte in einem Tintenfließweg, die von dem Tintenbehälter zugeführt wird, und eine Einrichtung zum Anlegen eines gepulsten elektrischen Signals an das Heizelement gemäß aufgezeichnete r Information, wobei das Heizelement eine äußerste Schutzschicht aufweist, die mindestens ein Metall oder ein Metalloxid enthält, und die Tinte eine wie vorstehend beschriebene Tinte ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Aufzeichnungseinheit zur Verfügung gestellt, die einen Tintenbehälter und einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit einem Heizelement zur Zufuhr von Wärmeenergie auf die Tinte in einem Tintenfließweg umfasst, die von dem Tintenbehälter zugeführt wird, wobei das Heizelement eine äußerste Schutzschicht aufweist, die mindestens ein Metall oder ein Metalloxid umfasst, und die Tinte die vorstehend beschriebene Tinte ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Anwendung des vorstehenden Verfahrens zur Verlängerung der Lebensdauer eines Aufzeichnungskopfes, der in dem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren verwendet wird, zur Verfügung gestellt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht in Längsrichtung eines beispielhaften Kopfes eines Geräts zur Tintenstrahlaufzeichnung;
2 ist eine Schnittansicht in Querrichtung eines beispielhaften Kopfes eines Geräts zur Tintenstrahlaufzeichnung;
3 ist eine perspektivische Ansicht des äußeren Aussehens eines Kopfes mit mehreren Düsen, der dem in 1 gezeigten Kopf gleicht;
4 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines beispielhaften Geräts zur Tintenstrahlaufzeichnung;
5 ist eine Schnittansicht in Längsrichtung einer beispielhaften Tintenkassette, die deren inneren Aufbau zeigt; und
6 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Aufzeichnungseinheit.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen detaillierter beschrieben.
Zuerst werden die Tinten der Erfindung beschrieben. Solche Tinten umfassen (a) ein Farbmittel, (b) ein flüssiges Medium und (c) mindesten eine Verbindung, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyphosphorsäure, Dicarbonsäure, Polyaminocarbonsäure, Aldonsäure, Hydroxycarbonsäure, Polyolphosphat und Salzen davon besteht, und (d) eine Säure mit einer Aminogruppe und einer Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon.
Die Erfinder der Erfindung studierten ein Verfahren zur Verringerung der Kogation auf der Oberfläche eines Heizelements, das in einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf für eine Tintenstrahlaufzeichnung bereitgestellt wird, in dem Tinte durch die Einwirkung von Wärmeenergie als Tintentröpfchen ausgestoßen wird, und fanden, dass solch eine Kogation durch die Verwendung einer Tinte, die die beiden vorstehenden Bestandteile (c) und (d) enthält, sehr wirkungsvoll ver ringert wird. Die Verwendung solch einer Tinte löst das Metall oder Metalloxid, das die äußerste Schutzschicht des Heizelementes bildet, nicht auf, wodurch die Lebensdauer des Aufzeichnungskopfes verlängert wird. Diese Entdeckung führte zu der Erfindung. Anschließend wird jeder Bestandteil der Tinte der Erfindung beschrieben.
<Bestandteil (c)>
Zuerst wird der Bestandteil (c) beschrieben, durch den die Tinte der Erfindung gekennzeichnet ist.
Der Bestandteil (c) schließt organische Säuren, wie Carbonsäuren und Sulfonsäure, Phenole, und Polyolphosphat ein, worunter organische Säuren mit einer Hydroxygruppe, insbesondere Hydroxycarbonsäuren, bevorzugt sind.
Genauer gesagt Polyphosphorsäuren, wie Pyrophosphorsäure, Tripolyphosphorsäure und Hexametaphosphorsäure; Dicarbonsäuren, wie Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure und Glutarsäure; Polyaminocarbonsäure, wie Ethylendiamintetraessigsäure, Iminodiessigsäure und Nitrilotriessigsäure; Aldonsäuren, wie Glykolsäure, Glycerinsäure, Gluconsäure, Galactonsäure und Glucoheptansäure; Hydroxycarbonsäuren (Oxycarbonsäuren), wie Zitronensäure, Äpfelsäure, Milchsäure, Glykolsäure, Glycerinsäure, Mandelsäure und Weinsäure; und Polyolphosphat, wie α-Glycerophosphorsäure und β-Glycerophosphorsäure.
Genauer gesagt eine Hydroxycarbonsäure, wie Zitronensäure, Gluconsäure (in Form von δ-Gluconolacton und γ-Gluconolacton als Feststoff), Äpfelsäure, Milchsäure, Glykolsäure und Weinsäure; und Polyolphosphat, wie α-Glycerophosphorsäure und β-Glycerophophorsäure. Genauer gesagt sind Zitronensäure und Gluconsäure bevorzugt. Der Bestandteil (c) kann in saurer oder alkalischer Form verwendet werden. Genauer gesagt kann er in Form eines Alkalimetallsalzes, eines Ammoniumsalzes, eines Salzes eines organischen Amins, wie Triethanolamin, Monoethanolamin und Triisopropanolamin, verwendet werden.
Wenn ein Salz als der Bestandteil (c) verwendet wird, kann ein im Handel erhältliches Salz verwendet werden, oder es kann durch Zugabe eines alkalischen Mittels ein Salz aus einer organischen Säure hergestellt werden. Solch ein alkalisches Mittel schließt zum Beispiel Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniakwasser (Ammoniumhydroxid), organische Amine, wie Triethanolamin, Diethanolamin, Monoethanolamin, Diisopropanolamin, Triisopropanolamin, Tetramethylammoniumhydroxid, Tetraethylammoniumhydroxid und Tetra-n-propylammoniumhydroxid ein. Ein Ammoniumsalz ist für eine organische Säure besonders bevorzugt.
Der vorstehend beschriebene Bestandteil (c) kann einzeln, oder in Kombination aus zwei oder mehreren verwendet werden. Der Gesamtgehalt des Bestandteils (c) beträgt 0,005 bis 20 Gew.-% des Gesamtgewichts der Tinte, bevorzugt 0,05 bis 12 Gew.-% der gesamten Menge der Tinte. Eine Verwendung des Bestandteils (c) in diesem Bereich in Kombination mit dem Bestandteil (d) kann zu einer Tinte mit ausgezeichneter Verringerung der Kogation und einer ausgezeichneten Anwendbarkeit beim Tintenstrahldrucken, wie einer geringen Verstopfung des Aufzeichnungskopfes, führen.
<Bestandteil (d)>
Anschließend wird der Bestandteil (d), der die Tinte der Erfindung zusammen mit dem Bestandteil (c) aufbaut, beschrieben.
Der Bestandteil (d) schließt Säuren mit einer Aminogruppe, wie Amidoschwefelsäure (Sulfamidsäure), Aminomethansulfonsäure, Taurin (2-Aminoethansulfonsäure) ein. Besonders bevorzugt sind Sulfamidsäure, Aminomethansulfonsäure und Taurin, insbesondere Taurin.
Wenn ein Salz als der Bestandteil (d) verwendet wird, kann ein im Handel erhältliches Salz verwendet werden, oder es kann durch Zugabe eines alkalischen Mittels ein Salz einer organischen Säure hergestellt werden. Solch ein alkalisches Mittel schließt zum Beispiel Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniakwasser (Ammoniumhydroxid), organische Amine, wie Triethanolamin, Diethanolamin, Monoethanolamin, Diisopropanolamin, Triisopropanolamin, Tetramethylammoniumhydroxid, Tetraethylammoniumhydroxid und Tetra-n-propylammoniumhydroxid ein. Besonders bevorzugt ist das Ammoniumsalz einer organischen Säure mit einer Aminogruppe zu verwenden.
Der vorstehend beschriebene Bestandteil (d) kann alleine oder in Kombination aus zwei oder mehreren verwendet werden. Der Gesamtgehalt an dem Bestandteil (d) beträgt 0,005 bis 20 Gew.-% des Gesamtgewichts der Tinte, bevorzugt 0,05 bis 12 Gew.-% der gesamten Menge der Tinte. Eine Verwendung des Bestandteils (d) in diesem Bereich in Kombination mit dem Bestandteil (c) kann zu einer Tinte mit ausgezeichneter Verringerung der Kogation und einer ausgezeichneten Anwendbarkeit für den Tintenstrahldruck, wie einer geringen Verstopfung des Aufzeichnungskopfes, führen.
Die Tinte der Erfindung enthält die Bestandteile (c) und (d) bevorzugt in einem Gewichtsverhältnis von 20:1 bis 1:20. Innerhalb eines solchen Zusammensetzungsverhältnisses kann die Tinte die Kogation auf dem Heizelement in ausreichendem Maße verringern und auch wirkungsvoll eine Beschädigung der äußersten Schutzschicht des Heizelementes hemmen.
Anschließend wird der Bestandteil (a) der Tinte der Erfindung beschrieben.
(a) Farbmittel
Als das Farbmittel werden bevorzugt Farbstoffe oder Pigmente verwendet.
-Farbstoffe-
Die für die Erfindung einsetzbaren Farbstoffe schließen alle Arten von Farbstoffen ein, wie Direktfarbstoffe, saure Farbstoffe, basische Farbstoffe und Dispersionsfarbstoffe. Genauer gesagt können die nachstehenden Farbstoffe alleine oder in Kombination verwendet werden, wobei die Farbstoffe aber nicht darauf beschränkt sind.

CI DIREKTSCHWARZ (C.I. DIRECT BLACK) -4, -9, -11, -17, -19, -22, -32, -80, -151, -154, -168, -171, -194, -195,
CI DIREKTBLAU (C.I. DIRECT BLUE) -1, -2, -6, -8, -22, -34, -70, -71, -76, -78, -86, -142, -199, -200, -201, -202, -203, -207, -218, -236, -287,
CI DIREKTROT (C.I. DIRECT RED) -1, -2, -4, -8, -9, -11, -13, -15, -20, -28, -31, -33, -37, -39, -51, -59, -62, -63, -73, -75, -80, -81, -83, -87, -90, -94, -95, -99, -101, -110, -189, -225, -227,
CI DIREKTGELB (C.I. DIRECT YELLOW) -1, -2, -4, -8, -11, -12, -26, -27, -28, -33, -34, -41, -44, -48, -86, -87, -88, -132, -135, -142, -144.
CI LEBENSMITTELSCHWARZ (C.I. FOOD BLACK) -1, -2,
CI SÄURESCHWARZ (C.I. ACID BLACK) -1, -2, -7, -16, -24, -26, -28, -31, -48, -52, -63, -107, -112, -118, -119, -121, -172, -194, -208,
CI SÄUREBLAU (C.I. ACID BLUE) -1, -7, -9, -15, -22, -23, -27, -29, -40, -43, -55, -59, -62, -78, -80, -81, -90, -102, -104, -111, -185, -254,
CI SÄUREROT (C.I. ACID RED) -1, -4, -8, -13, -14, -15, -18, -21, -26, -35, -37, -52, -249, -257, -289,
CI SÄUREGELB (C.I. ACID YELLOW) -1, -3, -4, -7, -11, -12, -13, -14, -19, -23, -25, -34, -38, -41, -42, -44, -53, -55, -61, -71, -76, -79,
CI REAKTIVBLAU (C.I. REACTIVE BLUE) -1, -2, -3, -4, -5, -7, -8, -9, -13, -14, -15, -17, -18, -19, -20, -21, -25, -26, -27, -28, -29, -31, -32, -33, -34, -37, -38, -39, -40, -41, -43, -44, -46,
CI REAKTIVROT (C.I. REACTIVE RED) -1, -2, -3, -4, -5, -6, -7, -8, -11, -12, -13, -15, -16, -17, -19, -20, -21, -22, -23, -24, -28, -29, -31, -32, -33, -34, -35, -36, -37, -38, -39, -40, -41, -42, -43, -45, -46, -49, -50, -58, -59, -63, -64, -180
CI REAKTIVGELB (C.I. REACTIVE YELLOW) -1, -2, -3, -4, -6, -7, -11, -12, -13, -14, -15, -16, -17, -18, -22, -23, -24, -25, -26, -27, -37, -42,
CI REAKTIVSCHWARZ (C.I. REACTIVE BLACK) -1, -3, -4, -5, -6, -8, -9, -10, -12, -13, -14, -18,
PROJET ECHTCYAN 2 (PROJET FAST CYAN 2) (von Zeneca erhältlich), PROJET ECHTMAGENTA 2 (PROJET FAST MAGENTA 2) (Zeneca), PROJET ECHTGELB 2 (PROJET FAST YELLOW 2) (Zeneca), PROJET ECHTSCHWARZ 2 (PROJET FAST BLACK 2) (Zeneca) und ähnliches.

-Pigment-
Für die Erfindung einsetzbare Pigmente schließen alle Arten von Pigmenten ein, wie anorganische Pigmente und organische Pigmente.
Insbesondere die nachstehenden Pigmente können eingesetzt werden, wobei die Pigmente aber nicht darauf beschränkt sind.
RUSS

CI PIGMENTGELB (C.I. PIGMENT YELLOW) -1, -2, -3, -12, -13, -14, -16, -17, -73, -74, -75, -83, -93, -95, -97, -98, -114, -128, -129, -151, -154, -195,
C.I. PIGMENTROT (C.I. PIGMENT RED) -5, -7, -12, -48(Ca), -48(Mn), -57(Ca), -57:1, 57(Sr), 112, 122, 123, 168, 184, 202,
CI PIGMENT BLAU (C.I. PIGMENT BLUE) -1, -2, -3, -15:3, -15:34, -16, -22, -60,
CI KÜPENBLAU (C.I. VAT BLUE) -4, -6 und ähnliches.

(Dispersionsmittel)
Wenn die vorstehenden Pigmente verwendet werden, ist es bevorzugt, ein Dispersionsmittel zur stabilen Dispergierung der Pigmente in der Tinte zu verwenden. Die für die Erfindung einsetzbaren Dispersionsmittel schließen polymere Dispersionsmittel und Dispersionsmittel auf Basis von grenzflächenaktiven Mitteln ein. Spezielle Beispiele für polymere Dispersionsmittel sind Salze von Polyacrylat, Salze von Styrol-Acrylsäure-Copolymer, Salze von Styrol-Methacrylsäure-Copolymer, Salze von Styrol-Acrylsäure-Acrylsäureester-Copolymer, Salze von Styrol-Maleinsäure-Copolymer, Salze von Acrylsäureester-Maleinsäure-Copolymer, Salze von Styrol-Methacrylsäuresulfonsäure-Copolymer, Salze von Vinylnaphthalin-Maleinsäure-Copolymer, Salze von β-Naphthalinsulfonsäure-Formalin-Kondensationsprodukt, Poly(vinylpyrrolidon), Polyethylenglykol und Poly(vinylalkohol). Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts der polymeren Dispersionsmittel liegt bevorzugt in einem Bereich von 1.000 bis 30.000, und ihre Säurezahl liegt in einem Bereich von 100 bis 430. Beispiele für die Dispersionsmittel auf Basis eines grenzflächenaktiven Mittels schließen Laurylbenzolsulfonat, Laurylsulfonat, Laurylbenzolcarboxylat, Laurylnaphthalinsulfonat, aliphatische Aminsalze und Poly(ethylenoxid)-Kondensationsprodukt ein. Die Menge der verwendeten Dispersionsmittel liegt bevorzugt in einem Bereich von Pigmentgewicht:Dispersionsmittelgewicht von 10:5 bis 10:0,5.
(Selbst-dispergierender Ruß)
Ebenfalls einsetzbar ist Ruß, der durch die Einführung von wasserlöslichen Gruppen in die Oberfläche selbst-dispergierend gemacht wurde, wie in den japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. 5-186704 und 8-3498 beschrieben ist.
Wenn selbst-dispergierender Ruß verwendet wird, ist kein Dispersionsmittel erforderlich.
Diese Farbstoffe und Pigmente können alleine oder in Kombination verwendet werden. Im Allgemeinen wird der Gehalt dieser Farbstoffe und Pigmente auf geeignete Weise aus einem Bereich von 0,1 bis 20 Gewichts-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, ausgewählt.
(b) Flüssiges Medium
Das in der Erfindung verwendete flüssige Medium wird nun beschrieben. Als flüssiges Medium wird bevorzugt ein wasserhaltiges Medium, insbesondere ein gemischtes Medium aus Wasser und wasserlöslichen organischen Lösungsmitteln verwendet. Bevorzugt ist das in der Erfindung verwendete Wasser deionisiertes Wasser und kein normales Wasser, das verschiedene Ionen enthält. Der Gehalt des Wassers liegt bevorzugt in einem Bereich von 35 bis 96 Gewichts-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der wässrigen Pigmenttinte. Die wasserlöslichen organischen Lösungsmittel werden zum Einstellen der Viskosität der Tinte, zur Verlangsamung der Trocknungsgeschwindigkeit der Tinte und zur Erhöhung der Löslichkeit der Farbmittel in der Tinte, um ein Verstopfen der Düsen in dem Aufzeichnungskopf zu verhindern, verwendet.
Das vorstehende Lösungsmittel wird beispielhaft durch Alkylalkohole mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen veranschaulicht, wie Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, sec-Butylalkohol, tert-Butylalkohol, Isobutylalkohol und n-Pentanol; Amide, wie Dimethylformamid und Dimethylacetamid; Ketone oder Ketoalkohole, wie Aceton und Diacetonalkohol; Ether, wie Tetrahydrofuran und Dioxan; Oxyethylen- oder Oxypropylen-Copolymere, wie Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Polyethylenglykol und Polypropylenglykol; Alkylenglykole mit einer Alkylengruppe aus 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Trimethylenglykol, Triethylenglykol, 1,2,6-Hexantriol; Glycerol; Trimethylolethan, Trimethylolpropan; niedere Alkylether, wie Ethylenglykol-monomethyl-(oder monoethyl)-ether und Diethylenglykol-monomethyl-(oder monoethyl)-ether; niedere Dialkylether eines mehrwertigen Alkohols, wie Triethylenglykol-dimethyl-(oder diethyl)-ether und Tetraethylenglykoldimethyl-(oder diethyl)-ether; Alkanolamine, wie Monoethanol-amin, Diethanolamin und Triethanolamin; Sulfolan, N-Methyl-2-pyrrolidon, 2-Pyrrolidon, und 1,3-Dimethyl-2-imidazolydinon. Die vorstehenden wasserlöslichen organischen Lösungsmittel können entweder alleine oder als Mischung aus zwei oder mehreren Lösungsmitteln verwendet werden.
<Additive>
Die Tinte der Erfindung kann geeigneterweise verschiedene Additive, wie Einstellmittel, Mittel zur Einstellung des pH-Wertes, Formtrennmittel, Konservierungsmittel, Antioxidantien, Antischaummittel, grenzflächenaktive Mittel und Feuchthaltemittel, wie Harnstoff, zur Verhinderung einer Austrocknung der Düse, enthalten.
<Physikalische Eigenschaften der Tinte>
Was die physikalischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Tinte angeht, so liegt ihr pH-Wert bevorzugt in einem Bereich von 3 bis 12, bevorzugter von 4 bis 10, bei ungefähr 25 °C; ihre Oberflächenspannung liegt bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 60 dyn/cm, bevorzugter von 15 bis 50 dyn/cm; und ihre Viskosität liegt bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 30 cps, bevorzugter von 1 bis 10 cps.
<Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren und Vorrichtung>
Ein für die Aufzeichnung mit der Tinte der Erfindung geeignetes Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren ist ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, in dem Wärmeenergie entsprechend den Aufzeichnungssignalen auf eine Tinte in einem Aufzeichnungskopf einwirkt und Tintentröpfchen erzeugt. Ein Aufzeichnungsgerät, in dem die vorstehend beschriebene, erfindungsgemäße Tinte verwendet wird, wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 und 2 zeigen ein Beispiel für den Aufbau des Hauptteils eines Geräts zur Tintenstrahlaufzeichnung, das Wärmeenergie nutzt. 1 ist eine Schnittansicht eines Kopfes 13 entlang des Fließweges der Tinte, und 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in 1. Der Kopf 13 wird durch das Ankleben eines Substrats mit einem Wärmeerzeugungselement 15 an eine Glas-, Keramik-, Silicium-, Polysulfon- oder Kunststoffplatte gebildet, die mit einem Fließweg (Düse) 14 für die Tinte versehen ist. Das Substrat mit dem Wärmeerzeugungselement 15 umfasst eine aus Siliciumoxid, Siliciumnitrid oder Siliciumcarbid gefertigte Schutzschicht 16-1, eine aus einem Metall, wie Platin, oder einem Metalloxid davon gefertigte Schutzschicht 16-2, die bevorzugt aus Tantal oder Tantaloxid gefertigt ist, Elektroden 17-1 und 17-2, die aus Aluminium, Gold oder einer Aluminium-Kupfer-Legierung gefertigt sind, eine Wärmeerzeugungswiderstandsschicht 18, die aus einem hochschmelzenden Material gebildet ist, wie Hafniumborid, Tantalnitrid oder Aluminiumtantalat, eine Wärmespeicherschicht 19, die aus Siliciumoxid oder Aluminiumoxid gefertigt ist, und ein Substrat 20, das aus einem Material mit guten Wärmestrahlungseigenschaften, wie Silicium, Aluminium oder Aluminiumnitrid, gefertigt ist.
Wenn gepulste elektrische Signale an die Elektroden 17-1 und 17-2 des vorstehenden Kopfes 13 angelegt werden, erzeugt der mit n bezeichnete Bereich (Heizelement) des Wärmeerzeugungssubstrats 15 rasch Wärme, wodurch in der Tinte 21, die in Kontakt mit diesem Bereich steht, eine Blase erzeugt wird. Wegen des erzeugten Blasendruckes wird der Meniskus 23 nach vorne geschoben und stößt die Tinte 21 durch die Düse 14 des Kopfes aus, wobei die aus der Ausstoßöffnung 22 als Tröpfchen ausgestoßene Tinte auf ein Aufzeichnungsmaterial 25 zufliegt und dort auftrifft. 3 zeigt das Aussehen eines Beispiels für einen Mehrfachaufzeichnungskopf, in dem die in 1 gezeigten Köpfe in einer einstückig ausgebildeten Einheit aneinandergereiht angeordnet sind. Der Mehrfachaufzeichnungskopf wird wie in 1 beschrieben durch das Ankleben einer Glasplatte 27 mit mehreren Düsen 26 an den Wärmeerzeugungskopf 28 hergestellt.
<Menge der für das Heizelement eingesetzten Energie>
Der Wert r ist ein Faktor, der das Verhältnis von der tatsächlich für das Heizelement eingesetzten Energie und der kritischen Energie, bei der ein Bubble-Jet-Kopf Tinte ausstoßen kann, wiedergibt. Wenn die Breite eines an den Bubble-Jet-Kopfes angelegten Impulses mit P bezeichnet wird (wenn mehrere Impulse getrennt angelegt werden, wird die Summe aus jeder Impulsbreite mit P bezeichnet), die an den Kopf angelegte Spannung mit V bezeichnet wird und der Widerstand des Heizelements mit R bezeichnet wird, dann kann die für das Heizelement eingesetzte Energie E durch die nachstehende Gleichung ausgedrückt werden: E = P × V2/R (A)
Wenn die niedrigste Energie, bei der ein Bubble-Jet-Kopf Tinte ausstoßen kann, mit Eth bezeichnet wird und die tatsächlich für das Heizelement eingesetzte Energie mit Eop bezeichnet wird, wird der Wert r aus der nachstehenden Beziehung erhalten: r = Eop/Eth (B)
Um r aus den Betriebsbedingungen des Bubble-Jet-Kopfes zu ermitteln sind nachstehend zwei Verfahren als Beispiele angegeben.
Verfahren 1. Feste Impulsbreite
Der Bubble-Jet-Kopf wird bei einer gegebenen Impulsbreite und bei einer geeigneten Spannung betrieben, bei der der vorstehende Kopf Tinte ausstoßen kann. Die Spannung wird allmählich verringert, um die Spannung zu ermitteln, bei der der Ausstoß aufhört. Die Schwellenspannung ist die Spannung unmittelbar vor der Spannung, bei der der Ausstoß aufhört, und wird mit Vth bezeichnet. Wenn die beim Betrieb des Kopfes tatsächlich eingesetzte Spannung mit Vop bezeichnet wird, kann der r-Wert aus der nachstehenden Gleichung (C) erhalten werden: r = (Vop/Vth)2 (C)
Verfahren 2. Feste Spannung
Der Bubble-Jet-Kopf wird bei einer gegebenen Spannung mit einer geeigneten Impulsbreite betrieben, bei der der vorstehende Kopf Tinte ausstoßen kann. Danach wird die Impulsbreite allmählich verkürzt, um die Impulsbreite zu finden, bei der der Ausstoß aufhört. Pth bezeichnet die minimale Impulsbreite, gerade vor der gefundenen Impulsbreite. Wenn die für den Betrieb des Kopfes tatsächlich eingesetzte Impulsbreite mit Pop bezeichnet wird, kann der r-Wert aus der nachstehenden Beziehung (D) erhalten werden: r = Pop/Pth
Mit der vorstehenden Spannung ist die an dem BJ-Heizelement tatsächlich anliegende Spannung, um Wärme zu erzeugen, gemeint. Die von außen an den Kopf angelegte Spannung kann durch Kontakte, den Drahtwiderstand und ähnliches verringert werden; wenn Vth und Vop von der Außenseite des Kopfes gemessen werden, schließen beide Messungen jedoch eine Spannungsschwankung ein. Solange diese Schwankungen nicht beträchtlich groß sind, kann der direkt unter Verwendung der gemessenen Werte berechnete r-Wert ohne ernsten Fehler verwendet werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass dann, wenn eine Aufzeichnung mittels eines tatsächlichen Druckers erfolgt und mehrere Heizelemente gleichzeitig betrieben werden, es zu Schwankungen der an einem Heizelement anliegenden Spannung kommen kann.
Aus den vorstehenden Gleichungen (A) und (B) geht hervor, dass bei konstantem r V² umgekehrt proportional zu P ist. Tatsächlich existiert jedoch keine einfache Beziehung zwischen V² und P, da verschiedene Probleme miteinander verwoben sind: das elektrische Problem, dass die Impulsform keine Rechteckform annimmt, das thermische Problem, dass die Wärmediffusion in der Nähe des Heizelementes mit der Form des Impulses differiert, und das für den Bubble-Jet-Kopf charakteristisches Problem, dass der Wärmefluss von dem Heizelement zu der Tinte mit der Spannung variiert und den Blasenbildungszustand verändert. Dementsprechend sollten die vorstehend beschriebenen Verfahren 1 und 2 unabhängig voneinander angewandt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass Fehler auftreten können, wenn der aus einem Verfahren erhaltene Wert durch eine Berechnung in den Wert des anderen Verfahrens umgewandelt wird. Solange ausdrücklich nichts anderes angegeben ist, wird in der Erfindung der mittels des Verfahrens 1 erhaltene r-Wert verwendet.
Im Allgemeinen wird der Kopf bei einem r-Wert von ungefähr 1,12 bis 1,96 betrieben, um auf stabile Weise Tinte auszustoßen. Wenn die Tinte der Erfindung jedoch verwendet wird, um sie aus einem Aufzeichnungskopf auszustoßen, auf den Wärmeenergie einwirkt, wird der Kopf bevorzugt bei einem r-Wert in dem vorher-ermittelten Bereich betrieben, d.h. in einem Bereich von 1,10 bis 1,75. Dies ermöglicht die Verhinderung einer Kogation auf dem Heizelement und dadurch eine Verlängerung der Lebensdauer des Aufzeichnungskopfes.
Der Grund dafür, warum eine Kogation wirkungsvoll verhindert und die Lebensdauer verlängert werden kann, wenn der r-Wert in den vorstehenden Bereich fällt, ist nicht ganz klar, die Erfindern nehmen jedoch die nachstehenden Gründe an. Wenn ein Betrieb im vorstehenden Bereich des r-Wertes erfolgt, schützt der Bestandteil (d) in der Tinte die äußerste Schicht des Heizelementes und verhindert eine Korrosion des Oberflächenmetalls und/oder Metalloxid-Bestandteils, und da die Temperatur nicht zu hoch wird, weil kein übermäßige Energie zugeführt wird, kann somit eine übermäßige Korrosion des Metalls durch den Bestandteil (c) verhindert werden.
4 zeigt ein Beispiel eines Geräts zur Tintenstrahlaufzeichnung, in dem solch ein Kopf eingebaut wurde. In 4 bezeichnet das Bezugszeichen 61 eine Klinge, die als Wischelement dient, deren eines Ende von einem Klingenhalteelement gehalten wird und an diesem befestigt ist und ein einseitig eingespanntes Element bildet. Die Klinge 61 ist an einer Position angeordnet, die sich in der Nähe des Aufzeichnungsbereichs eines Aufzeichnungskopfes 65 befindet. In diesem Beispiel wird die Klinge so gehalten, dass sie in den Weg hineinragt, entlang dem sich der Aufzeichnungskopf 65 bewegt.
Das Bezugszeichen 62 bezeichnet eine Abdeckung für eine Ausstoßöffnung des Aufzeichnungskopfes 65, die an der Ausgangsposition in der Nähe der Klinge 61 angeordnet ist und sich in die Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Aufzeichnungskopfes 65 bewegt, um die Tintenausstoßöffnung abzudecken, wenn sie sie berührt. Das Bezugszeichen 63 bezeichnet ein Tintenabsorptionselement, das angrenzend an die Klinge 61 bereitgestellt wird und wie die Klinge 61 in solch einer Form gehalten wird, dass es in den Bewegungsweg des Aufzeichnungskopfes 65 hineinragt. Die vorstehende Klinge 61, die Abdeckung 62 und das Tintenabsorptionselement 63 bilden einen Ausstoßwiederherstellungsbereich 64, in dem die Klinge 61 und das Tintenabsorptionselement 63 Feuchtigkeit und Staub auf der Tintenausstoßöffnung entfernen.
Das Bezugszeichen 65 bezeichnet einen Aufzeichnungskopf. Der Kopf enthält eine Einrichtung zur Erzeugung von Energie für einen Tintenausstoß, und führt durch den Ausstoß von Tinte auf ein Aufzeichnungsmaterial, das der Tintenausstoßöffnung gegenüberliegend angeordnet ist, eine Aufzeichnung durch. Das Bezugszeichen 66 bezeichnet einen Wagen, der den Aufzeichnungskopf 65 trägt, so dass dieser bewegt werden kann. Der Wagen 66 ist auf verschiebbare Weise an einen Führungsschaft 67 gekoppelt, und ein Teil des Wagens 66 ist mit einem Riemen 69, der von einem Motor 68 angetrieben wird, verbunden (in der Zeichnung nicht gezeigt). Auf diese Weise kann der Wagen 66 entlang des Führungsschaftes 67 bewegt werden und der Aufzeichnungskopf 65 kann sich in dem Aufzeichnungsbereich und dem daran angrenzenden Bereich bewegen.
Das Bezugszeichen 51 bezeichnet einen Papierzufuhrbereich zum Einfügen eines Aufzeichnungsmaterials und das Bezugszeichen 52 bezeichnet eine Papierzufuhrwalze, die von einem in der Zeichnung nicht gezeigten Motor angetrieben wird. Mittels solch eines Aufbaus wird das Aufzeichnungsmaterial einer Position zugeführt, die der Tintenausstoßöffnung des Aufzeichnungskopfes 65 gegenüberliegt, und im Verlauf der Aufzeichnung zu einem Papierausgabebereich transportiert, der mit einer Papierausgabewalze 53 versehen ist. In dem vorstehenden Aufbau wird die Abdeckung 62 des Ausstoßwiederherstellungsbereichs 64 aus dem Bewegungsweg des Aufzeichnungskopfes zurückgezogen, wenn der Aufzeichnungskopf nach der Aufzeichnung zu seiner Ausgangsposition zurückkehrt, wobei die Klinge 61 aber in den Bewegungsweg hineinragend verbleibt. Als Ergebnis wird die Tintenausstoßöffnung des Aufzeichnungskopfes 65 abgewischt.
Die Abdeckung 62 wird so in den Bewegungsweg des Aufzeichnungskopfes 65 hineinbewegt, dass sie dort hineinragt und die Ausstoßöffnung des Kopfes berührt, um sie abzudecken. Wenn der Aufzeichnungskopf 65 von seiner Ausgangsposition zu der Position bewegt wird, an der die Aufzeichnung beginnt, befinden sich die Abdeckung 62 und die Klinge 61 an der gleichen Position wie beim Abwischen. Als Ergebnis wird die Ausstoßöffnung des Kopfes 65 sogar während dieser Bewegung abgewischt. Die Aufzeichnungskopfes kehrt nicht nur nach der Beendigung der Aufzeichnung und während der Ausstoßwiederherstellung zu seiner Ausgangsposition zurück, sondern er kehrt auch während er sich in dem Aufzeichnungsbereich für eine Aufzeichnung bewegt in vorgegebenen Abständen zu der Ausgangsposition zurück, die an den Aufzeichnungsbereich angrenzt. Mittels dieser Bewegung erfolgt ebenfalls ein Abwischen.
5 zeigt ein Beispiel einer Tintenkassette für die Aufbewahrung von Tinte für die Zufuhr der Tinte zu dem Aufzeichnungskopf durch ein Tintenzufuhrelement, wie eine Röhre. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 40 ein Element, das die Tintenkassette 45, einen Tintenaufbewahrungsbereich mitaufbaut, nämlich einen Tintenbeutel, bildet, dessen Spitze mit einem Gummistopfen 42 versehen ist. Die Tinte in dem Tintenbeutel 40 kann dem Aufzeichnungskopf durch das Einführen einer Nadel (in der Zeichnung nicht gezeigt) in den Stopfen 42 zugeführt werden. Das Bezugszeichen 44 bezeichnet ein Tintenabsorptionselement zur Aufnahme der Abfalltinte. Es ist bevorzugt, dass der Tintenaufbewahrungsbereich an seiner Oberfläche, die mit der Tinte in Kontakt kommt, aus einem Polyolefin gebildet ist, insbesondere Polyethylen.
Das in der Erfindung verwendete Gerät zur Tintenstrahlaufzeichnung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Gerät beschränkt, in dem die Tintenkassette nicht als integraler Bestandteil des Kopfes zur Verfügung gestellt wird, wie in 6 gezeigt ist. Ein Typ, in dem die vorstehenden beiden Teile einstückig ausgebildet sind, wird ebenfalls bevorzugt verwendet. In 6 bezeichnet das Bezugszeichen 70 eine Aufzeichnungseinheit, die einen Tintenaufbewahrungsbereich zum Aufbewahren von Tinte, zum Beispiel ein Tintenabsorptionselement, enthält. Im Aufbau der vorstehenden Einheit wird Tinte in dem Tintenabsorptionselement in Form eines Tintentröpfchens aus einem Kopfbereich 71 mit einer Vielzahl an Öffnungen ausgestoßen. In der Erfindung wird bevorzugt Polyurethan als Material für das Tintenabsorptionselement verwendet. Ein einstückiger Aufbau, in dem kein Tintenabsorptionselement verwendet wird, und der Tintenaufbewahrungsbereich aus einem Tintenbeutel mit einer Feder darin besteht, kann verwendet werden. Das Bezugszeichen 72 bezeichnet eine Öffnung zur Verbindung des Inneren der Kassette mit der Luft. Diese Aufzeichnungseinheit 70 wird an Stelle des in 4 gezeigten Aufzeichnungskopfes 65 verwendet und ist in abnehmbarer Form an den Wagen 66 installiert.
Beispiele
Die Erfindung wird nachstehend genauer unter Bezugnahme auf die nachstehenden Beispiele und Vergleichsbeispiele erklärt. Diese Beispiele sollen die Erfindung nur erläutern und den Geltungsbereich der Erfindung nicht einschränken. Mit den Bezeichnungen "Teile" und "%" sind Gewichtsteile und Gewichts-% gemeint, solange nichts anderes angegeben ist.
Beispiele 1 bis 4

Zuerst wurden die nachstehenden Bestandteile gemischt, gut gerührt und vollständig gelöst, und anschließend unter Druck durch einen Mikrofilter mit einer Porengröße von 0,2 μm (von Fuji Photo Film Co., Ltd) filtriert, um die Tinte von Beispiel 1 herzustellen. <Tintenzusammensetzung von Beispiel 1>

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Triammoniumcitrat	2 Teile
• Taurin	2 Teile
• Natriumhydroxid	0,2 Teile
• Wasser	83,8 Teile

Beurteilung 1
Vth (Schwellenspannung für den Tintenausstoß) wurde bei Impulsbreiten von 1,1 μs (An) + 3,0 μs (Aus) + 3,2 μs (An) und einer Betriebsfrequenz von 6250 Hz unter Verwendung der Tinte des vorstehend beschriebenen Beispiels 1 und eines Geräts zur Tintenstrahlaufzeichnung mit einem Mehrfach-Aufzeichnungskopf vom Abruf-Typ (BC – 02, von Canon Inc.), in dem die äußerste Schutzschicht auf dem Heizelement aus Tantal und Tantaloxid bestand, ermittelt, wobei die Tinte durch das Einwirken von Wärmeenergie in Übereinstimmung mit Aufzeichnungssignalen ausgestoßen wurde. Anschließend wurden die Ausstoß-Dauerhaftigkeit und die Kogation gemäß den nachstehenden Verfahren und Kriterien beurteilt. Vop (Betriebsspannung) wurde aus der nachstehenden Gleichung berechnet: Vop = √r × Vth worin in Beispiel 1 gilt: r = 1,39. Das Ergebnis ist in Tabelle 1 gezeigt.
In den Beispielen 2 bis 4 erfolgte die Beurteilung bei Vop-Werten, die r = 1,10 (Beispiel 2), r = 1,49 (Beispiel 3) und r = 1,72 (Beispiel 4) entsprachen. In diesen Beispielen wurde die Tinte von Beispiel 1 verwendet. Das Ergebnis ist in Tabelle 1 gezeigt.
-Ausstoß-Dauerhaftigkeit-
In den Beispielen 1 bis 4 wurde ein kontinuierlicher Ausstoß unter Anwendung des vorstehend beschriebenen Geräts und unter den vorstehenden Betriebsbedingungen durchgeführt. Die Tintentröpfchen von 1 × 10⁶ Schüssen (shots), die von dem Aufzeichnungskopf ausgestoßen worden waren, wurden in einem Behälter gesammelt und mittels einer elektronischen Waage mit dem Behälter gewogen. Das durchschnittliche Tintentröpfchengewicht während 1 × 10⁶ Schüssen wurde aus der Gewichtszunahme berechnet. Es erfolgte ein kontinuierlicher Ausstoß von insgesamt 1 × 10⁸ Schüssen. Die nachstehenden Beurteilungskriterien gelangten zur Anwendung:

A: Das Durchschnittsgewicht der zwischen 9,9 × 10⁷ Schüssen und 1 × 10⁸ Schüssen ausgestoßenen Tintentröpfchen betrug 90% oder mehr desjenigen zwischen 0 und 1 × 10⁶ Schüssen.
B: Das Durchschnittsgewicht der zwischen 9,9 × 10⁷ und 1 × 10⁸ Schüssen ausgestoßenen Tintentröpfchen betrug 70% oder mehr und weniger als 90% desjenigen zwischen 0 und 1 × 10⁶ Schüssen;
C: Das Durchschnittsgewicht der zwischen 9,9 × 10⁷ Schüssen und 1 × 10⁸ Schüssen ausgestoßenen Tintentröpfchen betrug weniger als 70% desjenigen zwischen 0 und 1 × 10⁶ Schüssen.
D: Der Ausstoß stoppte bevor 1 × 10⁸ Schüsse erreicht worden waren.

Das Ergebnis ist in Tabelle 1 gezeigt. Die Tinten, die auf der Bewertungsskala nicht tiefer als B stehen, wurden als für eine praktische Anwendung geeignet befunden.
(2) Koga-Menge
Der Aufzeichnungskopf, der der vorstehenden Ausstoß-Dauerhaftigkeitsprüfung unterzogen worden war, wurde abmontiert, und die Oberfläche des Heizelements in der Düse wurde durch ein optisches Mikroskop (400fache Vergrößerung) betrachtet. Die Koga-Menge wurde gemäß den nachstehenden Kriterien beurteilt:

A: es war kaum Koga zu beobachten;
B: es war etwas Koga zu beobachten;
C: es war eine gewisse Menge Koga zu beobachten;
D: es war eine große Menge Koga zu beobachten.

Beispiele 5 bis 13

Die nachstehend gezeigten Bestandteile wurden gemischt, gut gerührt und vollständig gelöst, und anschließend einer Druckfiltration mit einem Mikrofilter mit einer Porengröße von 0,2 μm (von Fuji Photo Film Co., Ltd) unterzogen, um die Tinte für die Verwendung in den Beispielen 5 bis 13 herzustellen. Unter Verwendung dieser Tinten erfolgte auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 eine Beurteilung. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. <Tintenzusammensetzung von Beispiel 5>

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Triammoniumcitrat	2 Teile
• Sulfamidsäure	2 Teile
• Natriumhydroxid	0,2 Teile
• Wasser	83,8 Teile

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Triammoniumcitrat	2 Teile
• Aminomethansulfonsäure	2 Teile
• Natriumhydroxid	0,2 Teile
• Wasser	83,8 Teile

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Bernsteinsäure	2 Teile
• Taurin	1 Teil
• Natriumhydroxid	1 Teil
• Wasser	84 Teile

<Tintenzusammensetzung von Beispiel 8> (Bezugsbeispiel)

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Diammoniumcitrat	2 Teile
• L-Glutaminsäure	3 Teile
• Lithiumhydroxid	0,1 Teile
• Wasser	82,9 Teile

<Tintenzusammensetzung von Beispiel 9> (Bezugsbeispiel)

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Diammoniumcitrat	2 Teile
• L-Asparaginsäure	3 Teile
• Lithiumhydroxid	0,1 Teile
• Wasser	82,9 Teile

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• 2-Propanol	4 Teile
• Natriumgluconat	2 Teile
• Taurin	2 Teile
• Ammoniakwasser 28%	0,3 Teile
• Wasser	79,7 Teile

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Diphosphorsäure	2 Teile
• Taurin	3 Teile
• Natriumhydroxid	0,2 Teile
• Ammoniakwasser 28%	1 Teil
• Wasser	81,8 Teile

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Dinatrium-β-glycerophosphat (5-Hydrat)	2 Teile

• Taurin	3 Teile
• Ammoniakwasser 28%	0,3 Teile
• Wasser	82,7 Teile

<Vergleichsbeispiele 1 bis 5>
Die nachstehend gezeigten Bestandteile wurden gemischt, gut gerührt und vollständig gelöst, und anschließend unter Druck durch einen Mikrofilter mit einer Porengröße von 0,2 μm (von Fuji Photo Film Co., Ltd) filtriert, um die Tinte für die Verwendung in den Vergleichsbeispielen 1 bis 9 herzustellen.

Unter Verwendung dieser Tinten erfolgte auf die gleiche Weise wie in den Beispielen 1 bis 4 eine Beurteilung bei einem Vop, der einem r = 1,72 entsprach. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. <Tintenzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 1>

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• 2-Propanol	4 Teile
• Ammoniakwasser 28%	0,3 Teile
• Wasser	83,7 Teile

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Natriumhydroxid	0,2 Teile
• Wasser	87,8 Teile

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Lithiumhydroxid	0,1 Teile
• Wasser	87,9 Teile

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	3 Teile
• Glycerol	8 Teile
• Diethylenglykol	5 Teile
• Harnstoff	5 Teile
• N,N-Bis(2-hydroxyethyl)glycin	1,5 Teile
• Natriumhydroxid	0,25 Teile
• Wasser	77,25 Teile

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	3 Teile
• Glycerol	10 Teile
• Harnstoff	8 Teile
• N,N-Bis(2-hydroxyethyl)aminoethan-sulfonsäure	2,5 Teile
• Natriumhydroxid	0,5 Teile
• Wasser	76 Teile

<Beispiele 13 bis 30 und Vergleichsbeispiele 6 bis 14>

Die nachstehend gezeigten Bestandteile wurden gemischt, gut gerührt und vollständig gelöst, und anschließend unter Druck durch einen Mikrofilter mit einer Porengröße von 0,2 μm (von Fuji Photo Film Co., Ltd) filtriert, um die Tinte für die Verwendung in den Beispielen 13 bis 30 und den Vergleichsbeispielen 6 bis 14 herzustellen. Des Weiteren wurden die Pigmenttinten der Beispiele 26 bis 30 unter Verwendung eines Pigmentdispersionsmittels hergestellt, das aus den nachstehend gezeigten Bestandteilen gefertigt worden war. <Tintenzusammensetzung von Beispiel 13>

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• DL-Äpfelsäure	2 Teile
• Sulfamidsäure	1 Teil
• Natriumhydroxid	0,6 Teile
• Ammoniakwasser 28%	0,6 Teile
• Wasser	83,8 Teile

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Natriumtartrat (Dihydrat)	2 Teile
• Aminomethansulfamidsäure	1 Teil
• Ammoniakwasser 28%	0,5 Teile
• Wasser	84,5 Teile

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Natriumlactat 50%ige wässrige Lösung	5 Teile
• Taurin	0,5 Teile
• Ammoniakwasser 28%	1 Teile
• Wasser	81,5 Teile

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Trinatriumcitrat (Dihydrat)	1,5 Teile

• Taurin	1 Teil
• Ammoniakwasser 28%	0,3 Teile
• Wasser	85,2

<Tintenzusammensetzung von Beispiel 17> (Bezugsbeispiel)

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Natriumlactat, 50%ige wässrige Lösung	2 Teile
• L-Glutaminsäure	2 Teile
• Lithiumhydroxid	0,02 Teile
• Wasser	83,98 Teile

<Tintenzusammensetzung von Beispiel 18> (Bezugsbeispiel)

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Dinatriumcitrat	2 Teile
• L-Asparaginsäure	2 Teile
• Lithiumhydroxid	0,02 Teile
• Wasser	83,98 Teile

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• δ-Gluconolacton	2 Teile
• Taurin	1 Teil
• Ammoniakwasser 28%	1 Teil
• Wasser	84 Teile

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Dinatriumphosphat	2 Teile
• Taurin	3 Teile
• Ammoniakwasser 28%	1 Teil
• Wasser	82 Teile

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• β-Glycerophosphorsäure-Dinatrium-salz (5-Hydrat)	2 Teile
• Taurin	1 Teil
• Ammoniakwasser 28%	0,3 Teile
• Wasser	84,7 Teile

• PROJET ECHTGELB 2 (von Zeneca erhältlich)	3 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Triammoniumcitrat	2 Teile
• Taurin	1 Teile
• Natriumhydroxid	0,2 Teile
• Wasser	83,8 Teile

• PROJET ECHTMAGENTA 2 (von Zeneca erhältlich)	3 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Triammoniumcitrat	2 Teile
• Taurin	1 Teil
• Lithiumhydroxid	0,2 Teile
• Wasser	83,8 Teile

• PROJET ECHTCYAN 2 (von Zeneca erhältlich)	4 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Triammoniumcitrat	2 Teile
• Taurin	1 Teil
• Natriumhydroxid	0,2 Teile
• Wasser	82,8 Teile

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Glycerol	5 Teile
• Diethylenglykol	5 Teile
• Harnstoff	4 Teile
• 2-Propanol	3,5 Teile
• Triammoniumcitrat	2 Teile
• Taurin	1 Teil
• Natriumhydroxid	0,1 Teile
• Ammoniumsulfat	0,1 Teile
• Wasser	77,3 Teile

-Tintenherstellung für Beispiel 26- <Herstellung der Pigmentdispersion 1>

Styrol-Acrylsäure-Butylacrylat-Copolymer (Säurezahl: 116, mittl. Molekulargewicht: 3.700)	5 Teile
Triethanolamin	0,5 Teile
Diethylenglykol	5 Teile
Wasser	69,5 Teile

Die vorstehenden Bestandteile wurden gemischt und in einem Wasserbad auf 70 °C erwärmt, wodurch der Harzbestandteil vollständig gelöst wurde. Zu dieser Lösung wurden 15 Teile Ruß "MA-100" (pH-Wert 3,5; von Mitsubishi Chemical Industries Ltd. erhältlich) und 5 Teile 2-Propanol gegeben. Nach einem 30 Minuten langen Vormischen wurde die Lösung einer Dispersionsbehandlung unter den nachstehenden Bedingungen unterzogen:
Dispersionsgerät: Sandmühle SAND GRINDER (von Igarashi Kikai Co., Ltd. erhältlich)
Mahlkörper: Zirconiumperlen mit einem Durchmesser von 1 mm
Packungsdichte des Mahlkörpers: 50% (Volumen)
Mahldauer: 3 Stunden.
Anschließend wurde die vorstehende Lösung einer Zentrifugal-Dispersionsbehandlung (12.000 UpM, 20 Minuten) unterzogen, um die großen Teilchen zu entfernen. Auf diese Weise wurde die Pigmentdispersion 1 erhalten.
<Herstellung der Tinte>
Die nachstehenden Bestandteile wurden in einem Becherglas gemischt und 3 Stunden lang bei 25 °C gerührt. Danach wurde die Mischung einer Druckfiltration mit einem Menbranfilter mit einer Porengröße von 3,0 μm (von Sumitomo Electric Industries, Ltd. erhältlich) unterzogen. Auf diese Weise wurde die Tinte für Beispiel 27 erhalten.

• Pigmentdispersion 1 30 Teile

• Diethylenglykol 10 Teile

• 2-Propanol 2 Teile

• Triammoniumcitrat 1 Teil

• Taurin 1 Teil

• Natriumhydroxid 0,1 Teile

• Wasser 54,9 Teile
-Tintenherstellung für Beispiel 27-
<Herstellung der Pigmentdispersion 2>
In 1000 ml Wasser wurde 300 g eines im Handel erhältlichen sauren Rußes "MA77" (pH-Wert: 3; von Mitsubishi Chemical Corp. erhältlich) vollständig eingemischt, und anschließend wurden 450 g Natriumhypochlorit (verfügbare Chlorkonzentration: 12%) tropfenweise zu Lösung gegeben, und die Mischung wurde 10 Stunden lang bei 100 bis 105 °C gerührt. Die so erhaltene Aufschlämmung wurde mit einem TOYO Filterpapier Nr. 2 (von Advantest Corporation erhältlich) filtriert und die Pigmentteilchen wurden gründlich mit Wasser gewaschen. Der feuchte Pigmentkuchen wurde erneut in 3.000 ml Wasser dispergiert und die Dispersion wurde mittels einer Membran für eine Umkehrosmose entsalzt bis die elektrische Leitfähigkeit einen Wert von 0,2 μs annahm. Diese Pigmentdispersion (pH-Wert: 8 bis 10) wurde weiter zu einer Pigmentkonzentration von 10 Gewichts-% konzentriert. Dadurch wurden in die Oberfläche des Rußes -COONa-Gruppen eingeführt, die ihn selbst-dispergierend werden ließen.
<Herstellung der Tinte>

Die nachstehenden Bestandteile wurden in einem Becherglas gemischt und 3 Stunden lang bei 25 °C gerührt. Danach wurde die Mischung einer Druckfiltration mit einem Menbranfilter mit einer Porengröße von 3,0 μm (von Sumitomo Electric Industries, Ltd. erhältlich) unterzogen. Auf diese Weise wurde die Tinte für Beispiel 27 erhalten.

• Pigmentdispersion 2	30 Teile
• Glycerol	5 Teile
• Trimethylolpropan	5 Teile

• Acetylenglykol-Ethylenoxid-Additions-produkt (Handelsname: Acetylenol EH, Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)	0,2 Teile
• Triammoniumcitrat	2 Teile
• Taurin	1 Teil
• Natriumhydroxid	0,1 Teile
• Wasser	56,7 Teile

-Tintenherstellung für Beispiel 28- <Herstellung der Pigmentdispersion 3>

Styrol-Acrylsäure-Copolymer (Säurezahl: 200, mittl. Molekulargewicht: 7000)	5,5 Teile
Monoethanolamin	1,0 Teile
Ionenausgetauschtes Wasser	67,5 Teile
Diethylenglykol	5,0 Teile

Die vorstehenden Bestandteile wurden gemischt und in einem Wasserbad auf 70 °C erwärmt, wodurch der Harzbestandteil vollständig gelöst wurde. Zu dieser Lösung wurden 20 Teile CI Pigmentgelb 93 und 1 Teil Isopropylalkohol gegeben. Nach einem 30 Minuten langen Vormischen wurde die Lösung einer Dispersionsbehandlung unter den nachstehenden Bedingungen unterzogen:
Dispersionsgerät: Sandmühle SAND GRINDER
Mahlkörper: Glasperlen mit einem Durchmesser von 1 mm
Packungsdichte des Mahlkörpers: 50% (Volumen)
Mahldauer: 3 Stunden.
Anschließend wurde die vorstehende Lösung einer Zentrifugal-Dispersionsbehandlung (12.000 UpM, 20 Minuten) unterzogen, um die groben Teilchen zu entfernen. Auf diese Weise wurde die Pigmentdispersion 3 erhalten.
<Herstellung der Tinte>

Die nachstehenden Bestandteile wurden in einem Becherglas gemischt und 3 Stunden lang bei 25 °C gerührt. Auf diese Weise wurde die Tinte für Beispiel 28 erhalten.

• Pigmentdispersion 3	20 Teile
• Glycerol	15 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Acetylenol EH (von Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd. erhältlich)	0,3 Teile
• Triammoniumcitrat	2 Teile
• Taurin	1 Teil
• Natriumhydroxid	0,1 Teile
• Wasser	51, 6

-Tintenherstellung für Beispiel 29- (Herstellung der Pigmentdispersion 4)

Die vorstehenden Bestandteile wurden gemischt und in einem Wasserbad auf 70 °C erwärmt, wodurch der Harzbestandteil vollständig gelöst wurde. Zu dieser Lösung wurden 20 Teile CI Pigmentrot 122 und 1 Teil Isopropylalkohol gegeben. Nach einem 30 Minuten langen Vormischen wurde die Lösung einer Dispersionsbehandlung unter den nachstehenden Bedingungen unterzogen:
Dispersionsgerät: Sandmühle SAND GRINDER
Mahlkörper: Glasperlen mit einem Durchmesser von 1 mm
Packungsdichte des Mahlkörpers: 50% (Volumen)
Mahldauer: 3 Stunden.
Anschließend wurde die vorstehende Lösung einer Zentrifugal-Dispersionsbehandlung (12.000 UpM, 20 Minuten) unterzogen, um die groben Teilchen zu entfernen. Auf diese Weise wurde die Pigmentdispersion 4 erhalten.
<Herstellung der Tinte>

Die nachstehenden Bestandteile wurden in einem Becherglas gemischt und 3 Stunden lang bei 25 °C gerührt. Auf diese Weise wurde die Tinte von Beispiel 29 für die Verwendung in der Erfindung erhalten.

• Pigmentdispersion 4	20 Teile
• Glycerol	15 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Acetylenol EH (von Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd. erhältlich)	0,3 Teile
• Triammoniumcitrat	2 Teile
• Taurin	1 Teile
• Natriumhydroxid	0,1 Teile
• Wasser	51,6 Teile

-Tintenherstellung für Beispiel 30- <Herstellung der Pigmentdispersion 5>

Die vorstehenden Bestandteile wurden gemischt und in einem Wasserbad auf 70 °C erwärmt, wodurch der Harzbestandteil vollständig gelöst wurde.
Zu dieser Lösung wurden anschließend 20 Teile CI Pigmentblau 15:3 und 1 Teil Isopropylalkohol gegeben. Nach einem 30 Minuten langen Vormischen wurde die Lösung einer Dispersionsbehandlung unter den nachstehenden Bedingungen unterzogen:
Dispersionsgerät: Sandmühle SAND GRINDER
Mahlkörper: Glasperlen mit einem Durchmesser von 1 mm
Packungsdichte des Mahlkörpers: 50% (Volumen)
Mahldauer: 3 Stunden.
Anschließend wurde die vorstehende Lösung einer Zentrifugal-Dispersionsbehandlung (12.000 UpM, 20 Minuten) unterzogen, um die groben Teilchen zu entfernen. Auf diese Weise wurde die Pigmentdispersion 5 erhalten.
<Herstellung der Tinte>

Die nachstehenden Bestandteile wurden in einem Becherglas gemischt und 3 Stunden lang bei 25 °C gerührt. Auf diese Weise wurde die Tinte von Beispiel 30 erhalten.

• Pigmentdispersion 5	20 Teile
• Glycerol	15 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Acetylenol EH (von Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd. erhältlich)	0,3 Teile
• Triammoniumcitrat	2 Teile
• Taurin	1 Teil
• Natriumhydroxid	0,1 Teile
• Wasser	51,6 Teile

-Tintenherstellung für die Vergleichsbeispiele 6 bis 14-
Die nachstehend gezeigten Bestandteile wurden gemischt, gut gerührt und vollständig gelöst, und anschließend unter Druck durch einen Mikrofilter mit einer Porengröße von 0,2 μm (von Fuji Photo Film Co., Ltd) filtriert, um die Tinten für die Verwendung in den Vergleichsbeispielen 6 bis 14 herzustellen.

Die Pigmenttinten in den Vergleichsbeispielen 10 bis 14 wurden unter Verwendung der Pigementdispersionen in den Beispielen 26 bis 30 hergestellt. <Tintenzusammensetzung für Vergleichsbeispiel 6>

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	3 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Natriumhydroxid	0,2 Teile
• Wasser	86,8 Teile

• PROJET ECHTMAGENTA 2 (von Zeneca erhältlich)	3 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Lithiumhydroxid	0,2 Teile
• Wasser	86,8 Teile

• PROJET ECHTCYAN 2 (von Zeneca erhältlich)	4 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Natriumhydroxid	0,2 Teile
• Wasser	85,8 Teile

• PROJET ECHTSCHWARZ 2 (von Zeneca erhältlich)	2 Teile
• Glycerol	5 Teile
• Diethylenglykol	5 Teile
• Harnstoff	0,1 Teile
• Natriumhydroxid	0,1 Teile
• Ammoniumsulfat	0,1 Teile
• Wasser	82,8 Teile

<Tintenzusammensetzung für Vergleichsbeispiel 10>
Die nachstehenden Bestandteile wurden in einem Becherglas gemischt und 3 Stunden lang bei 25 °C gerührt. Auf diese Weise wurde die Tinte für das Vergleichsbeispiel 10 erhalten.

• Pigmentdispersion 1 30 Teile

• Diethylenglykol 10 Teile

• 2-Propanol 2 Teile

• Natriumhydroxid 0,1 Teile

• Wasser 57,9 Teile
<Tintenzusammensetzung für Vergleichsbeispiel 11>

Die nachstehenden Bestandteile wurden in einem Becherglas gemischt und 3 Stunden lang bei 25 °C gerührt. Danach wurde die Mischung einer Druckfiltration mit einem Membranfilter (Porengröße: 3,0 μm, von Sumitomo Electric Industries, Ltd. erhältlich) unterzogen. Auf diese Weise wurde die Tinte für das Vergleichsbeispiel 11 erhalten.

• Pigmentdispersion 2	30 Teile
• Glycerol	5 Teile
• Trimethylolpropan	5 Teile
• Acetylenglykol-Ethylenoxid-Additions-produkt (Handelsname: Acetylenol, EH Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)	0,2 Teile
• Natriumhydroxid	0,1 Teile
• Wasser	59,7 Teile

<Tintenherstellung für Vergleichsbeispiel 12>

Die nachstehenden Bestandteile wurden in einem Becherglas gemischt und 3 Stunden lang bei 25 °C gerührt. Auf diese Weise wurde die Tinte für das Vergleichsbeispiel 12 erhalten.

• Pigmentdispersion 3	20 Teile
• Glycerol	15 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Acetylenol EH (Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)	0,3 Teile
• Natriumhydroxid	0,1 Teile
• Wasser	54,6 Teile

<Tintenherstellung für Vergleichsbeispiel 13>

Die nachstehenden Bestandteile wurden in einem Becherglas gemischt und 3 Stunden lang bei 25 °C gerührt. Auf diese Weise wurde die Tinte für das Vergleichsbeispiel 13 erhalten.

• Pigmentdispersion 4	20 Teile
• Glycerol	15 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Acetylenol EH (Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)	0,3 Teile
• Natriumhydroxid	0,1 Teile
• Wasser	54,6 Teile

<Tintenherstellung für Vergleichsbeispiel 14>

Die nachstehenden Bestandteile wurden in einem Becherglas gemischt und 3 Stunden lang bei 25 °C gerührt. Auf diese Weise wurde die Tinte für das Vergleichsbeispiel 14 erhalten.

• Pigmentdispersion 5	20 Teile
• Glycerol	15 Teile
• Diethylenglykol	10 Teile
• Acetylenol EH (Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)	0,3 Teile
• Natriumhydroxid	0,1 Teile
• Wasser	54,6 Teile

Beurteilung 2
Die Tinten der Beispiele 13 bis 30 und der Vergleichsbeispiele 6 bis 14 wurden wie nachstehend beurteilt. Zuerst wurde Vth (Schwellenspannung für den Tintenausstoß) bei Impulsbreiten von 1,1 μs (An) + 3,0 μs (Aus) + 3,2 μs (An) und einer Betriebsfrequenz von 6250 Hz unter Verwendung einer jeden Tinte und eines Geräts zur Tintenstrahlaufzeichnung mit einem Mehrfach-Aufzeichnungskopf vom Abruf-Typ (BC – 02, von Canon Inc.), in dem die äußerste Schutzschicht auf dem Heizelement aus Tantal und Tantaloxid bestand, ermittelt, wobei Tinte durch das Einwirken von Wärmeenergie in Übereinstimmung mit Aufzeichnungssignalen ausgestoßen wurde. Danach wurde eine Vop angelegt, die einem r = 1,39 entsprach, und es wurde ein Tintenausstoß durchgeführt, und die Ausstoß-Dauerhaftigkeit und Kogation auf der Oberfläche des Heizelements wurde für jede Tinte auf die gleiche Weise wie bei der Beurteilung 1 bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
-Ausstoß-Dauerhaftigkeit-
Mit jeder der Tinten der Beispiele 13 bis 30 und der Vergleichsbeispiele 6 bis 14 wurde ein kontinuierlicher Ausstoß unter Anwendung des vorstehenden Geräts und unter den vorstehenden Betriebsbedingungen durchgeführt. Die Tintentröpfchen von 1 × 10⁶ Schüssen (shots), die von dem Aufzeichnungskopf ausgestoßen worden waren, wurden in einem Behälter gesammelt und mittels einer elektronischen Waage mit dem Behälter gewogen. Das durchschnittliche Tintentröpfchengewicht während 1 × 10⁶ Schüssen wurde aus der Gewichtszunahme berechnet. Es erfolgte ein kontinuierlicher Ausstoß von insgesamt 1 × 10⁸ Schüssen. Die nachstehenden Beurteilungskriterien kamen zur Anwendung und die Ergebnisse sind in den Tabellen 3 und 4 gezeigt.

(2) Koga-Menge
Der Aufzeichnungskopf, der der vorstehenden Ausstoß-Dauerhaftigkeitsprüfung unterzogen worden war, wurde abmontiert, und die Oberfläche des Heizelements in der Düse wurde durch ein optisches Mikroskop (400fache Vergrößerung) betrachtet. Die Koga-Menge wurde gemäß den nachstehenden Kriterien beurteilt:

Vorteile der Erfindung
Wie vorstehend beschrieben stellt die Erfindung eine Tinte für die Verwendung in einer Tintenstrahlaufzeichnung unter Nutzung von Wärmeenergie, die eine Verlängerung der Lebensdauer eines Aufzeichnungskopfes durch die Verringerung der Kogation auf dem Heizelement davon ermöglicht, ein Verfahren zur Verlängerung der Lebensdauer des Aufzeichnungskopfes durch die Verringerung der Kogation auf dem Heizelement davon, ein Verfahren für den Tintenstrahldruck unter Nutzung der vorstehenden Tinte und ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät für die Tinte zur Verfügung.

Claims

Tinte, die die nachstehenden Bestandteile umfasst: (a) ein Farbmittel, (b) ein flüssiges Medium, (c) eine Verbindung, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyphosphorsäure, Dicarbonsäure, Polyaminocarbonsäure, Aldonsäure, Hydroxycarbonsäure, Polyolphosphat und Salzen davon besteht, und (d) eine Säure mit einer Aminogruppe und einer Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon.
Tinte nach Anspruch 1, wobei der Gehalt an dem Bestandteil (c) in einem Bereich von 0,005 Gew.-% bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, und der Gehalt des Bestandteils (d) in einem Bereich von 0,005 Gew.-% bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tinte, liegt.
Tinte nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Gewichtsverhältnis aus dem Bestandteil (c) und dem Bestandteil (d) ((c):(d)) 20:1 bis 1:20 beträgt.
Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Bestandteil (c) ein Ammoniumsalz ist.
Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Bestandteil (d) ein Ammoniumsalz ist.
Tinte nach Anspruch 1, wobei die Hydroxycarbonsäure mindestens eine Säure ist, ausgewählt aus Citronensäure und Weinsäure.
Tinte nach Anspruch 1, wobei die Aldonsäure Gluconsäure ist.
Tinte nach Anspruch 1, wobei das Polyphosphat mindestens ein Verbindung ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus α-Glycerolphosphorsäure und β-Glycerolphosphorsäure besteht.
Tinte nach Anspruch 1, wobei der Bestandteil (d) mindestens eine Verbindung ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Amidoschwefelsäure (d.h. Sulfamidsäure), Aminomethansulfonsäure und Taurin (d.h. 2-Amonoethansulfonsäure) besteht.
Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Bestandteil (a) ein wasserlöslicher Farbstoff ist.
Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Bestandteil (a) ein Pigment ist.
Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Bestandteil (b) Wasser in einem Anteil von 35 bis 96 Gew.-% enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.
Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Tinte eine Tintenstrahltinte ist.
Verwendung der Tinte nach Anspruch 13 in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das einen Aufzeichnungskopf umfasst, der mit einem Heizelement, um durch das Einwirken von Wärmeenergie auf eine Tinte die Tinte aus einer Öffnung auszustoßen, und einer äußersten Oberflächenschutzschicht versehen ist, die mindestens ein Metall oder ein Metalloxid enthält, um das Heizelement zu schützen.
Verwendung nach Anspruch 14, wobei das Metall Tantal und das Metalloxid ein Oxid von Tantal ist.
Verfahren zur Verringerung der Ablagerungen auf der Oberfläche eines Heizelements eines Aufzeichnungskopfes eines Tintenstrahldruckers, wobei das Heizelement so angeordnet ist, dass Wärmeenergie auf eine Tinte in dem Aufzeichnungskopf einwirkt, um die Tinte aus einer Öffnung in dem Aufzeichnungskopf auszustoßen, und das Heizelement eine äußerste Schutzschicht aufweist, die mindestens ein Metall oder ein Metalloxid enthält, wobei das Verfahren einen Schritt der Verwendung einer Tinte nach Anspruch 13 als die Tinte umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Metall Tantal und das Metalloxid ein Oxid von Tantal ist.
Verfahren nach Anspruch 16 oder Anspruch 17, wobei die für das Heizelement eingesetzte Energie (Eop), um die Tinte auszustoßen, der nachstehenden Beziehung genügt: 1,10 ≤ Eop/Eth ≤ 1,90worin Eth die minimale Energiemenge ist, die zum Ausstoß der Tinte aus dem Aufzeichnungskopf erforderlich ist.
Aufzeichnungseinheit, die einen Tintenbehälter und einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit einem Heizelement umfasst, um der Tinte in einem Tintendurchflußweg, die von dem Tintenbehälter zugeführt wird, Wärmeenergie zuzuführen, wobei das Heizelement eine äußerste Oberflächenschutzschicht aufweist, die mindestens ein Metall oder ein Metalloxid enthält, und die Tinte eine Tinte nach Anspruch 13 ist.
Aufzeichnungseinheit nach Anspruch 19, wobei das Metall Tantal und das Metalloxid ein Oxid von Tantal ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, die die wie in einem der Ansprüche 19 und 20 definierte Aufzeichnungseinheit und eine Einrichtung zur Übermittlung eines elektrischen Pulssignals an das Heizelement umfasst, um eine Aufzeichnung durchzuführen.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 21, wobei die für das Heizelement eingesetzte Energie (Eop), um die Tinte auszustoßen, der nachstehenden Beziehung genügt: 1,10 < Eop/Eth < 1,90 worin Eth die minimale Energiemenge ist, die zum Ausstoß der Tinte aus dem Aufzeichnungskopf erforderlich ist.
Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 16 bis 18 zur Verlängerung der Lebensdauer eines für ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren verwendeten Aufzeichnungskopfes.