DE69919790T2

DE69919790T2 - Tinte, Verfahren zur Tintenstrahlaufzeichnung, Aufzeichnungseinheit, Farbkartusche und Tintenstrahlaufzeichnungsgerät

Info

Publication number: DE69919790T2
Application number: DE69919790T
Authority: DE
Inventors: Yoichi Takada; Yoshihisa Takizawa; Shinya Mishina; Mikio Sanada; Hisashi Teraoka; Koichi Osumi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-06-23
Filing date: 1999-06-22
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2019-06-23
Also published as: DE69919790D1; EP0969054A1; EP0969054B1; US6221141B1; ES2224499T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pigmenttinte, ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, eine Aufzeichnungseinheit, eine Tintenkassette und ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät.
Mit der Verbreitung von Tintenstrahl-Aufzeichnungssystemen gab es einen Fortschritt bei der Verbesserung der Qualität und der Echtheitseigenschaften von Drucken. Im Hinblick auf die Echtheitseigenschaften von Drucken, z.B. Wasserechtheit, offenbaren die japanische veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 4-226175 und US-Patent Nr. 5,053,495 neue schwarze Farbstoffe und Tinten, welche Bilder mit guter Wasserechtheit gewährleisten können.
Es ist über schwarze Tinten berichtet worden, die schwarze Bilder mit herausragender Druckqualität und Echtheitseigenschaften, wie etwa Wasserechtheit und Lichtechtheit, auf Normalpapier, gewährleisten können.
Zum Beispiel offenbart die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 5-179183 eine Pigmenttinte, die mit einem Blockcopolymer vom AB- oder BAB-Typ stabilisiert wurde. Die japanische veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 6-136311 offenbart eine Pigmenttinte, welche ein Blockcopolymer umfasst, das aus einem hydrophoben Polymer mit einer funktionalen basischen Amingruppe und einem hydrophilen Polymer mit nichtionischen und sauren funktionellen Gruppen zusammengesetzt ist, kann Drucke mit herausragender Qualität bereitstellen und besitzt eine herausragende Dispersionsstabilität. Die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 7-53841 hat eine Pigmenttinte für Tintenstrahlverfahren vorgeschlagen, welche ein Triblockcopolymer vom ABC-Typ umfasst, besitzt herausragende Dispersionsstabilität und kann Drucke mit herausragender Qualität bereitstellen.
Andererseits sind Pigmenttinten, die als ein Färbungsmaterial das so genannte Ruß vom selbstdispergierenden Typ verwenden, welches nicht der Zugabe von irgendeinem Dispersionsmittel zu den Tinten bedarf, zur Verbesserung der Ausstoßstabilität beim Tintenstrahlaufzeichnen vorgeschlagen worden. Zum Beispiel offenbaren US-Patent Nrn. 5,554,739 und 5,571,311 ein Produktionsverfahren für Ruß vom selbstdispergierenden Typ, an dessen Oberfläche wenigstens eine hydrophile Gruppe direkt oder über eine andere Atomgruppe gebunden ist. Eine Pigmenttinte, die ein derartiges Ruß vom selbstdispergierenden Typ umfasst, kann Drucke mit herausragender Qualität gewährleisten und besitzt eine herausragende Dispersionsstabilität ohne Verwendung irgendeines Blockcopolymers.
Die Erfinder haben verschiedene Untersuchungen bezüglich der Geeignetheit von Pigmenttinten durchgeführt, die derartiges Ruß vom selbstdispergierenden Typ als ein färbendes Material umfassen. Folglich ist herausgefunden worden, dass eine organische Siliciumverbindung, bei der die organische siliciumhaltige Verbindung ein oberflächenaktives Mittel ist, in einer derartigen Tinte enthalten ist, eine Fluktuation der Ausstoßeffizienz der Tinte verringert werden kann, wodurch effektiv verhindert wird, dass die Ausstoßmenge der Tinte in individuellen Köpfen und Druckumgebungen variiert.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pigmenttinte bereitzustellen, welche Bilder ausbilden kann, die herausragende Echtheitseigenschaften besitzen, wie etwa Echtheit und Lichtechtheit und Druckzeichenqualität, effizient ausgestoßen werden können, wenn auf Tintenstrahlaufzeichnen angewendet, und darüber hinaus stabil aus einem Aufzeichnungskopf ausgestoßen werden können, unabhängig von Aufzeichnungskopf und Druckumgebung.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren bereitzustellen, welches die stabile Bildung von Bildern erlaubt, die herausragende Wasserechtheit und Lichtechtheit und eine hohe Qualität besitzen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Aufzeichnungseinheit, Tintenkassette und Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitzustellen, welche die stabile Bereitstellung von Bildern ermöglichen, die herausragende Wasserechtheit und Lichtechtheit und eine herausragende Qualität durch Tintenstrahlaufzeichnen besitzen.
Im übrigen bedeutet die Ausstoßeffizienz, wie hierin verwendet, ein Verhältnis von thermischer Energie, die in die kinetische Energie der Tinte umgewandelt wurde.
Die vorstehenden Aufgaben können durch die vorliegende Erfindung, die nachstehend beschrieben wird, erreicht werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird so eine Pigmenttinte bereitgestellt, die Ruß vom selbstdispergierenden Typ umfasst, auf dessen Oberfläche wenigstens eine hydrophile Gruppe über eine andere Atomgruppe gebunden ist, ein wässriges Medium, und eine organische Siliciumverbindung, wobei die organische Siliciumverbindung ein siliciumhaltiges oberflächenaktives Mittel ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren bereitgestellt, das umfasst: den Schritt des Anlegens von Energie auf eine Pigmenttinte, die ein Ruß vom selbstdispergierenden Typ, auf dessen Oberfläche wenigstens eine hydrophile Gruppe über eine andere Atomgruppe gebunden ist, ein wässriges Medium, und eine organische Siliciumverbindung, wobei die organische Siliciumverbindung ein siliciumhaltiges oberflächenaktives Mittel ist, umfasst, um die Pigmenttinte aus einer Öffnung auf ein Aufzeichnungsmedium auszustoßen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner eine Aufzeichnungseinheit bereitgestellt, die einen Tintenbehälterteil, der eine Tinte enthält, und einen Kopfteil, aus welchem die Tinte ausgestoßen wird, umfasst, wobei die Tinte eine Pigmenttinte ist, die Ruß vom selbstdispergierenden Typ, auf dessen Oberfläche wenigstens eine heterophile Gruppe über eine andere Atomgruppe gebunden ist, ein wässriges Medium, und eine organische Siliciumverbindung, wobei die organische Siliciumverbindung ein siliciumhaltiges oberflächenaktives Mittel ist, umfasst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner eine Tintenkassette bereitgestellt, die umfasst: einen Tintenbehälterteil, der eine Tinte enthält, wobei die Tinte eine Pigmenttinte ist, die Ruß vom selbstdispergierenden Typ umfasst, auf dessen Oberfläche wenigstens eine hydrophile Gruppe über eine andere Atomgruppe gebunden ist, ein wässriges Medium, und eine organische Siliciumverbindung, wobei die organische Siliciumverbindung ein siliciumhaltiges oberflächenaktives Mittel ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät bereitgestellt, das umfasst: eine Aufzeichnungseinheit, wobei die Aufzeichnungseinheit einen Tintenbehälterteil besitzt, der eine Pigmenttinte enthält, die Ruß vom selbstdispergierenden Typ umfasst, auf dessen Oberfläche eine hydrophile Gruppe über eine andere Atomgruppe gebunden ist, ein wässriges Medium, und eine organische Siliciumverbindung, wobei die organische Siliciumverbindung ein siliciumhaltiges oberflächenaktives Mittel ist, und ein Aufzeichnungskopf zum Anlegen von Energie auf die Tinte, um die Tinte aus einer Öffnung auszustoßen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät bereitgestellt, das umfasst: eine Tintenkassette, die mit einem Tintenbehälterteil ausgestattet ist, welches eine Pigmenttinte enthält, die Ruß vom selbstdispergierenden Typ umfasst, auf dessen Oberfläche wenigstens eine hydrophile Gruppe über eine andere Atomgruppe gebunden ist, ein wässriges Medium, und eine organische Siliciumverbindung, wobei die organische Siliciumverbindung ein siliciumhaltiges oberflächenaktives Mittel ist, und einen Aufzeichnungskopf zum Anlegen von Energie auf die Pigmenttinte, um die Tinte aus einer Öffnung auszustoßen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner eine Pigmenttinte bereitgestellt, die Ruß vom selbstdispergierenden Typ umfasst, auf dessen Oberfläche wenigstens eine heterophile Gruppe über eine andere Atomgruppe gebunden ist, ein wässriges Medium, und eine organische Siliciumverbindung, wobei die organische Siliciumverbindung ein siliciumhaltiges oberflächenaktives Mittel ist, umfasst.
Durch das Anwenden eines derartigen Aufbaus kann ein Effekt bewirkt werden, dass Bilder mit herausragenden Echtheitseigenschaften, wie etwa Wasserechtheit und Lichtechtheit, und hoher Qualität stabil beim Tintenstrahlaufzeichnen gebildet werden können.
Der Grund, warum die Pigmenttinten auf Wasserbasis gemäß der vorliegenden Erfindung den vorstehend beschriebenen Effekt zeigen, und insbesondere herausragende Ausstoßeffizienz erreichen können und stabil beim Tintenstrahlaufzeichnen ausgestoßen werden können, ist nicht bekannt. Jedoch haben die Erfinder bereits herausgefunden, dass wenn ein gleichförmiger Film eines Pigmentes auf der Oberfläche einer Heizvorrichtung beim Ausstoß einer Pigmenttinte durch ein Bubblejet-System (System, das thermische Energie auf eine Tinte anlegt, die eine Heizvorrichtung verwendet, um die Tinte aus einer Öffnung auszustoßen) gebildet wird, dass bläschenbildende Tinte stabilisiert werden kann, um hohe Ausstoßeffizenz zu erreichen, und dass Verunreinigungen in einer Pigmenttinte, die Ruß vom selbstdispergierenden Typ umfasst, auf dessen Oberfläche wenigstens eine hydrophile Gruppe über eine andere Atomgruppe gebunden ist, insbesondere Verunreinigungen, die von dem Ruß vom selbstdispergierenden Typ, auf dessen Oberfläche wenigstens eine hydrophile Gruppe über eine andere Atomgruppe gebunden ist, bei der Ausstoßeffizienz und Ausstoßstabilität teilnehmen. Es wird aus diesen Ergebnissen abgeleitet, dass der Effekt der vorliegenden Erfindung durch die folgende Wirkung erreicht wird. Das heißt, beispielsweise in dem Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem, das thermische Energie auf eine Tinte anlegt, um die Tinte auszustoßen, Spannung auf eine Heizvorrichtung angelegt wird, um die Heizvorrichtung schnell zu erhitzen, wodurch die Tinte, die der Oberfläche der Heizvorrichtung benachbart ist, die Grenze des Erhitzens erreicht, um Bläschen zu bilden, wodurch die Tinte ausgestoßen wird. Die Erzeugung von Bläschen tendiert dazu, die Heizvorrichtungs-Oberflächenbedingung zu beeinträchtigen, und so wird der Ausstoß der Tinte erheblich durch die Bedingung der Heizvorrichtungsoberfläche beeinflusst. In den Pigmenttinten gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein gleichförmiger Dünnfilm eines Pigmentes stabil auf der Heizvorrichtungsoberfläche durch die Wechselwirkung zwischen der Siliciumverbindung und den vorstehend beschriebenen Verunreinigungen in den Pigmenttinten gebildet, und so wird das Bläschenbilden stabilisiert. Folglich wird eine hohe Ausstoßeffizienz erreicht, und eine Fluktuation der Ausstoßmenge der Tinte mit individuellen Köpfen und Aufzeichnungsumgebung wird zudem verringert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Längsquerschnittsansicht einer Ausführungsform eines Kopfes eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts.
2 ist eine Querschnittsansicht des Kopfes, aufgenommen entlang Linie 2-2 in 1.
3 veranschaulicht schematisch einen Multikopf.
4 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts.
5 ist eine Längsquerschnittsansicht einer Ausführungsform einer Tintenkassette.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die eine exemplarische Aufzeichnungseinheit veranschaulicht.
7 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, dass ein Aufzeichnungskopf auf einen Schlitten eines Tintenstrahldruckers montiert worden ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im Detail durch die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Ein Merkmal der Pigmenttinten in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beruht darauf, dass die Tinten Ruß vom selbstdispergierenden Typ umfassen, auf dessen Oberfläche wenigstens eine heterophile Gruppe über eine andere Atomgruppe gebunden ist, ein wässriges Medium, und eine Siliciumverbindung umfassen. Die individuellen Komponenten der Pigmenttinten gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend in dieser Reihenfolge beschrieben werden.
Ruß vom selbstdispergierenden Typ
In den Pigmenttinten auf Wasserbasis gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass Ruß vom selbstdispergierenden Typ, auf dessen Oberfläche wenigstens eine heterophile Gruppe über eine andere Atomgruppe gebunden ist, als ein färbendes Material enthalten ist. Die Verwendung von derartigem Ruß als das färbende Material macht es entbehrlich, ein Dispersionsmittel zum Dispergieren von Ruß, wie in den herkömmlichen Pigmenttinten, zuzugeben. Das Ruß vom selbstdispergierenden Typ besitzt vorzugsweise eine Ionizität angesichts von dessen Dispergierbarkeit in der Tinte, und diejenige, die anionisch oder kationisch aufladbar ist, wird vorzugsweise verwendet.
Anionische hydrophile Gruppe
In dem Fall des anionisch aufgeladenen Rußes beinhalten Beispiele der heterophilen Gruppe, die auf dessen Oberfläche über eine andere Atomgruppe gebunden ist -COOLM, -SO₃M, -PO₃HM und -PO₃M₂, wobei M Wasserstoff, Alkalimetall, Ammonium oder organisches Ammonium ist. Anionisch aufgeladenes Ruß vom selbstdispergierenden Typ, auf dessen Oberfläche entweder -COOM oder -SO₃M unter diesen Gruppen über eine andere Atomgruppe gebunden ist, wird insbesondere bevorzugt verwendet, da dessen Dispergierfähigkeit in der Tinte gut ist. Im Hinblick auf "M" in den vorstehend beschriebenen heterophilen Gruppen beinhalten Beispiele für das Alkalimetall Lithium, Natrium und Kalium, und Beispiele für das organische Ammonium beinhalten Mono-, Di- und Trimethylammonium, Mono-, Di- und Triethylammonium, und Mono-, Di- und Trimethanolammonium.
Bezüglich eines Verfahrens zum Herstellen des anionisch aufgeladenen Rußes vom selbstdispergierenden Typ beinhaltet ein Beispiel für ein Verfahren zum Binden einer -Ar-COONa-Gruppe, wobei Ar eine Arylgruppe bezeichnet, auf die Oberfläche eines Rußes, ein Verfahren, in welchem Salpetersäure mit einer NH₂-Ar-COONa-Gruppe umgesetzt wird, um eine derartige Gruppe als ein Diazoniumsalz auf die Oberfläche von Ruß zu binden. Es muss nicht besonders betont werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Verfahren beschränkt ist.
Kationische hydrophile Gruppe
Beispiele für das kationisch aufgeladene Ruß beinhalten diejenigen, bei denen wenigstens eine, ausgewählt aus den folgenden quatären Ammoniumgruppen auf die Oberfläche von Ruß gebunden ist.
worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe, oder eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylgruppe ist.
Bezüglich eines Verfahrens zum Herstellen des kationisch aufgeladenen Rußes vom selbstdispergierenden Typ mit einer derartigen hydrophilen Gruppe, wie vorstehend beschrieben, die auf dessen Oberfläche gebunden ist, wird anhand eines beispielhaften Bindungsverfahrens eine N-Ethylpyridylgruppe mit der nachstehend beschriebenen Struktur auf der Oberfläche von Ruß beschrieben.
Das heißt, es wird ein Verfahren erwähnt, in welchem Ruß mit 3-Amino-N-ethylpyridiniumbromid behandelt wird. Es muss nicht besonders betont werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Verfahren beschränkt ist. Das Ruß, das anionisch oder kationisch aufgeladen wurde, indem die hydrophile Gruppe in dessen Oberfläche eingeführt wurde, wie vorstehend beschrieben, besitzt eine herausragende Dispergierfähigkeit in Wasser aufgrund von dessen Ionenabstoßung, und behält somit stabil dessen dispergierten Zustand bei, ohne irgendein Dispersionsmittel zuzugeben, sogar wenn dieses in einer Tinte auf Wasserbasis enthalten ist.
Daneben ist es bevorzugt, dass derartige verschiedene hydrophile Gruppen, wie vorstehend erwähnt, an die Polymerkette von Kohlenstoff durch eine andere Atomgruppe gebunden sind. Beispiele für die andere Atomgruppe beinhalten lineare oder verzweigte Alkylengruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Phenylengruppe, und eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylengruppe. Beispiele für Substituentengruppen auf der Phenylengruppe und der Naphthylengruppe beinhalten lineare oder verzweigte Alkylengruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Spezifische Beispiele für die Kombination einer anderen Atomgruppe und der hydrophilen Gruppe beinhalten -C₂H₄COOM, -PhSO₃M und -PhCOOM, wobei Ph eine Phenylgruppe ist. Es muss nicht besonders betont werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Kombination beschränkt ist.
In der vorliegenden Erfindung ist das Ruß vom selbstdispergierenden Typ nicht auf eine Art beschränkt, und zwei oder mehrere Arten von Ruß können in Kombination verwendet werden, um den Farbton der Tinte zu steuern. Die Menge des Rußes vom selbstdispergierenden Typ, die zu den Pigmenttinten gemäß der vorliegenden Erfindung zugegeben wird, ist vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 0,1 bis 15 Gew.%, weiter bevorzugt von 1 bis 10 Gew.%, basierend auf dem Gesamtgewicht von jeder Tinte. Wenn das Ruß vom selbstdispergierenden Typ innerhalb dieses Bereichs zugegeben wird, kann dessen ausreichend dispergierten Zustand in den Tinten bewahrt werden. Zusätzlich zu dem Ruß vom selbstdispergierenden Typ kann ein Farbstoff zum Zweck des Steuerns des Farbtons der Tinten oder dergleichen zugegeben werden.
Wässriges Medium
Das wässrige Medium, das in den auf Wasser basierenden Pigmenttinten gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist, ist aus einer gemischtem Lösungsmittel aus Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel zusammengesetzt. Es ist insbesondere bevorzugt, dass das wasserlösliche organische Lösungsmittel einen Effekt zum Verhindern des Trocknens der Tinten besitzen sollte. Im Hinblick auf Wasser ist es erwünscht, deionisiertes Wasser anstelle von Leitungswasser, das verschiedene Ionen enthält, zu verwenden. Spezifische Beispiele für das wasserlösliche organische Lösungsmittel beinhalten Alkylalkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, sec-Butylalkohol und tert-Butylalkohol; Amide, wie Dimethylformamid und Dimethylacetamid; Ketone und Ketonalkohole, wie Aceton und Diacetonalkohol; Ether, wie Tetrahydrofuran und Dioxan; Polyalkylenglycole, wie Polyethylenglycol und Polypropylenglycol; Alkylenglycole, wobei deren Alkyleneinheit 2 bis 6 Kohlenstoffatome besitzt, wie Ethylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol, Triethylenglycol, Thiodiglycol, Hexylenglycol und Diethylenglycol, Niedrigalkyletheracetate, wie Polyethylenglycolmonomethyletheracetat; 1,2,6-Hexantriol; Glycerol; Niedrigalkylester von mehrwertigen Alkoholen, wie Ethylenglycolmonomethyl (oder monoethyl) ether, Diethylenglycolmethyl (oder ethyl) ether und Triethylenglycolmonomethyl (oder monoethyl) ether; mehrwertige Alkohole, wie Trimethylolpropan und Trimethylolethan; N-Methyl-2-pyrrolidon; 2-Pyrrolidon und 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon. Die vorstehend erwähnten wasserlöslichen organischen Lösungsmittel können entweder allein oder in beliebiger Kombination verwendet werden.
Es wird keine besondere Beschränkung auf den Gehalt von derartigen wasserlöslichen und organischen Lösungsmitteln, wie vorstehend erwähnt, die in den auf Wasser basierenden Pigmenttinten gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten sind, gelegt. Jedoch ist dieser vorzugsweise in einem Bereich von 3 bis 50 Gew.%, basierend auf dem Gesamtgewicht von jeder Tinte.
Andererseits ist der Wassergehalt, der in den Tinten enthalten ist, vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 50 bis 95 Gew.%, basierend auf dem Gesamtgewicht von jeder Tinte.
Organische Siliciumverbindung
Die organische Siliciumverbindung beinhaltet Silicium enthaltende oberflächenaktive Mittel, wie etwa diejenigen, die durch Zugabe von Ethylenoxid und Propylenoxid zu den Seitenketten von Dimethylsilikon erhalten wurden, und diejenigen, die durch Substituieren von diesen durch einen Polyether, wie etwa Polyoxyethylenalkylphenylether, erhalten wurden.
Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Verbindungen beschränkt. Diese Siliciumverbindungen können in beliebiger Kombination verwendet werden.
Gehalt an organischer Siliciumverbindung
Der Gehalt der organischen Siliciumverbindung in der auf Wasser basierenden Pigmenttinte variiert abhängig von der organischen Siliciumverbindung. Jedoch ist die Verbindung vorzugsweise in einem derartigen Bereich enthalten, dass die Konzentration von Si in der Tinte sich auf 0,2 bis 100 ppm, insbesondere 0,2 bis 70 ppm, insbesondere bevorzugt 0,2 bis 50 ppm beläuft, da der Effekt des Verbesserns der Ausstoßeffizienz und Ausstoßstabilität der Pigmenttinte, die das Ruß vom selbstdispergierenden Typ enthält, bewirkt wird und darüber hinaus die Lagerungsstabilität der Tinte nicht schädlich beeinträchtigt wird.
Wenn eine Siliciumverbindung, dessen Molekulargewicht nicht bekannt ist, in einer Tinte enthalten ist, ist es nur notwendig, die Tinte mittels einer Plasma-Emmissions-Spektroskopie-Analysiervorrichtung zu analysieren, um eine derartige Verbindung auf eine derartige Weise zuzugeben, dass die Konzentration an Si in der Tinte innerhalb des vorstehenden Bereichs fällt.
Andere Komponenten
Die auf Wasser basierende Pigmenttinten gemäß der vorliegenden Erfindung können zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Komponenten ein oberflächenaktives Mittel, Antischäumungsmittel, Antiseptikum, Fungizid und dergleichen, sofern benötigt, enthalten, um Tinten mit gewünschten physikalischen Eigenschaften zu erhalten. Ferner kann ein kommerziell erhältlicher wasserlöslicher Farbstoff oder dergleichen zugegeben werden.
Als das oberflächenaktive Mittel kann eines verwendet werden, das aus anionischen oberflächenaktiven Mitteln, nichtionischen oberflächenaktiven Mitteln und kationischen oberflächenaktiven Mitteln ausgewählt ist.
Tintenstrahl-Ausstoßeigenschaften der Tinte
Die Tinten gemäß der vorliegenden Erfindung können für Tinten für Schreibutensilien und Tintenstrahlaufzeichnung verwendet werden. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren beinhalten ein Aufzeichnungsverfahren, in welchem mechanische Energie auf eine Tinte angelegt wird, um Tröpfchen der Tinte auszustoßen, und ein Aufzeichnungsverfahren, in welchem thermische Energie auf eine Tinte angelegt wird, um Tröpfchen der Tinte auszustoßen, indem in der Tinte Bläschen gebildet werden. Die Tinten gemäß der vorliegenden Erfindung können vorzugsweise in diesen Auszeichnungsverfahren verwendet werden. Insbesondere kann der Effekt dieser Tinten am besten genossen werden, wenn diese in den Aufzeichnungsverfahren unter Verwendung von thermischer Energie verwendet werden. Wenn die Tinten zum Tintenstrahlaufzeichnen verwendet werden, ist es für die Tinten bevorzugt, dass sie derartige Eigenschaften besitzen, dass sie aus einem Tintenstrahlkopf ausgestoßen werden können. Vom Gesichtspunkt der Ausstoßfähigkeit aus dem Tintenstrahlkopf können die Tinten gemäß der vorliegenden Erfindung wünschenswerterweise derart gesteuert werden, dass sie als deren eigene physikalische Eigenschaften eine Viskosität von 1 bis 15 cP und eine Oberflächenspannung von 25 dyn/cm oder mehr, und insbesondere eine Viskosität von 1 bis 5 cP und eine Oberflächenspannung von 25 bis 50 dyn/cm besitzen. Bevorzugte Beispiele für die Zusammensetzung eines wässrigen Mediums, welches den Tinten gemäß den jeweiligen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen derartige Eigenschaften verleihen kann, beinhalten diejenigen, die Glycerol, Trimethylolpropan, Thiodiglycol, Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Isopropylalkohol und Acetylenalkohol umfassen. Beispiele für den Acetylenalkohol sind beispielsweise Acetylenalkohole, die durch die folgende chemische Formel dargestellt werden
worin R1, R2, R3 und R4 unabhängig voneinander eine Alkylgruppe, im einzelnen eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen sind, und m und n unabhängig voneinander eine ganze Zahl sind, unter der Voraussetzung, dass m = 0 und n = 0, oder 1 ≤ m + n ≤ 30, und m oder n 0 ist, wenn m + n = 1.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät
Als Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät werden zunächst Beispiele für den Aufbau eines Kopfes, welcher eine Hauptkomponente eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts ist, das gute Verwendung von thermischer Energie macht, in 1, 2 und 3 veranschaulicht. 1 ist eine Querschnittsansicht für einen Kopf 13, der entlang dem Stromweg einer Tinte 21 aufgenommen wurde, und 2 ist eine Querschnittsansicht, die entlang Linie 2-2 in 1 aufgenommen wurde. Dieser Kopf 13 wird gebildet, indem eine Glas-, Keramik-, Silicium- oder Kunststoffplatte oder dergleichen mit einem Stromweg (Düse) 14, durch welche die Tinte 21 geführt wird, mit einer Heizelementbasis 15 verbunden wird. Die Heizelementbasis 15 ist aus einer Schutzschicht 16 aus Siliciumdioxid, Siliciumnitrid, Siliciumcarbid oder dergleichen, Elektroden 17-1 und 17-2 aus Aluminium, Gold, Aluminium-Kupfler-Legierung oder dergleichen, eine Heizresistorschicht 18 aus einem Material mit hohem Schmelzpunkt, wie etwa HfB₂, TaN oder TaAl, einer Wärme akkumulierenden Schicht 19 aus thermisch oxidiertem Silicium, Aluminiumoxid oder dergleichen, und einem Substrat 20 aus Silicium, Aluminium, Aluminiumnitrid oder dergleichen mit einer guten Wärme abstrahlenden Eigenschaft zusammengesetzt ist.
Bei Anlegung von elektrischen Pulssignalen auf die Elektroden 17-1 und 17-2 in dem Kopf 13 erzeugt die Heizelementbasis 15 schnell Wärme an dem Bereich, der durch n gezeigt wird, um Bläschen in der Tinte 21 zu bilden, welche in Kontakt mit der Oberfläche dieses Bereichs ist. Ein Meniskus 23 der Tinte 21 wird durch die Wirkung des so hergestellten Drucks vorgerückt, und die Tinte 21 wird durch die Düse 14 des Kopfes ausgestoßen, um aus einer Ausstoßöffnung 22 auf ein Aufzeichnungsmedium 25 in der Form von Tintentröpfchen 24 zu fliegen.
3 veranschaulicht eine Erscheinung eines Multikopfes, der aus einer Anordnung einer Anzahl von Köpfen, die in 1 gezeigt werden, zusammengesetzt ist. Der Multikopf wird gebildet, indem eine Glasplatte 27 mit einer Vielzahl von Düsen 26 mit einem Aufheizkopf 28, der ähnlich wie der in 1 gezeigte Kopf ist, verbunden wird.
4 veranschaulicht ein Beispiel für ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät, in welches ein derartiger Kopf eingebaut worden ist. In 4 bezeichnet Bezugszeichen 61 eine Klinge, die als ein Wischelement dient, von welchem ein Ende durch ein Klingenhalterungselement in der Form eines Auslegers gehalten und fixiert wird. Die Klinge 61 wird an einer Position bereitgestellt, die zu einem Bereich benachbart ist, in welchem ein Aufzeichnungskopf 65 in Betrieb ist, und in dieser Ausführungsform in einer derartigen Form gehalten wird, dass dieser in den Lauf vordringt, durch welchen der Aufzeichnungskopf 65 bewegt wird. Bezugszeichen 62 zeigt eine Kappe für die Fläche der Ausstoßöffnungen des Aufzeichnungskopfes 65 an, welcher an der Ausgangsposition, benachbart zur Klinge 61, bereitgestellt wird, und ist derart aufgebaut, dass er sich in der Richtung bewegt, die senkrecht zur Richtung ist, in welcher der Aufzeichnungskopf 65 bewegt wird und in Kontakt mit der Fläche der Ausstoßöffnungen in Kontakt kommt, um diese abzudecken. Bezugszeichen 63 bezeichnet ein Tinten absorbierendes Element, das angrenzend zur Klinge 61 bereitgestellt ist, und ähnlich wie die Klinge 61 in einer derartigen Form gehalten wird, dass dieses in den Lauf, durch welchen sich der Aufzeichnungskopf 65 bewegt, vordringt. Die vorstehend beschriebene Klinge 61, Kappe 62 und das Tinten absorbierende Element 63 setzen einen Ausstoß-Wiedergewinnungsteil 64 zusammen, wo die Klinge 61 und das Tinten absorbierende Element 63 Wasser, Staub und/oder dergleichen von der Fläche der Ausstoßöffnungen entfernen. Bezugszeichen 65 bezeichnet den Aufzeichnungskopf mit einer Ausstoßenergie-Erzeugungseinrichtung und dient dazu, die Tinte auf einem Aufzeichnungsmediumset in einer der Ausstoßöffnungsfläche, die mit Ausstoßöffnungen zum Aufzeichnen ausgestattet ist, gegenüberliegenden Relation gestellt ist. Bezugszeichen 66 gibt einen Schlitten an, auf welchem der Aufzeichnungskopf 65 derart montiert ist, dass der Aufzeichnungskopf 65 bewegt werden kann. Der Schlitten 66 ist gleitbar mit einem Führungsschaft 67 eingebunden und ist (nicht gezeigt) an dessen Teil an einen Gürtel 69, der durch einen Motor 68 angetrieben wird, verbunden. So kann der Schlitten 66 entlang dem Führungsschaft 67 bewegt werden und somit kann der Aufzeichnungskopf 65 aus einem Aufzeichnungsbereich zu einem Bereich, der hierzu benachbart ist, bewegt werden. Bezugszeichen 51 und 52 bezeichnen jeweils einen Zuführungsteil, aus welchen die Aufzeichnungsmedien separat eingeschoben werden, und Zuführungswalzen, die durch einen Motor angetrieben werden.
Mit einem derartigen Aufbau wird das Aufzeichnungsmedium zu der Position zugeführt, die der Ausstoßöffnungsfläche des Aufzeichnungskopfes gegenüberliegt, und aus einem Entladungsabschnitt, der mit Entladungswalzen 53 ausgestattet ist, mit dem Voranschreiten des Aufzeichnens ausgestoßen. In dem vorstehenden Aufbau wird die Kappe 62 in dem Kopf-Wiedergewinnungsteil 64 vom Bewegungsweg des Aufzeichnungskopfes 65 zurückgezogen, wenn der Aufzeichnungskopf 65 zu seiner Ausgangsposition nach Vervollständigen des Aufzeichnens wiederkehrt, und die Klinge 61 verbleibt in den Bewegungsweg vorstehend. Folglich wird die Ausstoßöffnungsfläche des Aufzeichnungskopfes 65 abgewischt. Wenn die Kappe 62 in Kontakt mit der Ausstoßöffnungsfläche des Aufzeichnungskopfes 65 kommt, um diese abzudecken, wird die Kappe 62 derart bewegt, dass sie in den Bewegungsweg des Aufzeichnungskopfes 65 vorragt. Wenn der Aufzeichnungskopf 65 aus seiner Ausgangsposition in die Position bewegt wird, bei welcher mit dem Aufzeichnen begonnen wird, sind die Kappe 62 und die Klinge 61 an den gleichen Positionen, wie die Positionen für das vorstehend beschriebene Abwischen. Folglich wird die Ausstoßöffnungsfläche des Aufzeichnungskopfes 65 zur Zeit dieser Bewegung abgewischt.
Die vorstehende Bewegung des Aufzeichnungskopfes 65 zu seiner Ausgangsposition wird nicht nur durchgeführt, wenn das Aufzeichnen vervollständigt ist oder der Aufzeichnungskopf 65 zum Ausstoß wiedergewonnen wird, sondern auch wenn der Aufzeichnungskopf 65 zwischen Aufzeichnungsbereichen zum Zweck des Aufzeichnens bewegt wird, während welchem dieser zu der Ausgangsposition, benachbart zu einem jeweiligen Aufzeichnungsbereich bei gegebenen Intervallen, bewegt wird, wo die Ausstoßöffnungsfläche in Übereinstimmung mit dieser Bewegung abgewischt wird.
5 veranschaulicht eine exemplarische Tintenkassette 45, in welcher eine Tinte einem Aufzeichnungskopf durch ein Tintenzuführungselement (nicht gezeigt) zugeführt wird, z.B. ein Schlauch enthalten ist. Hierbei bezeichnet Bezugszeichen 40 einen Tintenbehälterteil, der die Tinte, die zugeführt wird, enthält, beispielsweise dargestellt durch einen Sack für die Tinte. Ein Ende davon wird mit einem Stopper 42 aus Kautschuk ausgestattet. Eine Nadel (nicht gezeigt) kann in diesen Stopper 42 eingeschoben werden, so dass die Tinte in dem Sack 40 für die Tinte zum Kopf zugeführt werden kann. Bezugszeichen 44 gibt ein Tinten absorbierendes Element zum Empfangen von Tinteabfall an. Es ist bevorzugt, dass der Tintenbehälterteil aus Polyolefin, insbesondere Polyethylen, an dessen Oberfläche gebildet ist, mit welcher die Tinte in Kontakt kommt.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät ist nicht auf das vorstehend beschriebene Gerät beschränkt, in welchem der Kopf und die Tintenkassette separat bereitgestellt werden. Daher kann eine Vorrichtung, in welcher diese Elemente einstückig, wie in 6 gezeigt, ausgebildet sind, auch vorzugsweise verwendet werden. In 6 bezeichnet Bezugszeichen 70 eine Aufzeichnungseinheit, in deren Innerem ein Tintenbehälterteil, der eine Tinte enthält, z.B. ein Tinten absorbierendes Element, enthalten ist. Die Aufzeichnungseinheit 70 ist derart aufgebaut, dass die Tinte in einem derartigen Tinten absorbierenden Element in der Form von Tintentröpfchen durch einen Kopfteil 71 mit einer Mehrzahl von Öffnungen ausgestoßen wird. In der vorliegenden Erfindung wird Polyurethan vorzugsweise als ein Material für das Tinten absorbierende Element verwendet.
Die Aufzeichnungseinheit 70 kann derart aufgebaut sein, dass der Tintenbehälterteil ein Sack für die Tinte ist, in dessen Innerem eine Feder oder dergleichen bereitgestellt wird, nicht das Tinten absorbierende Element. Bezugszeichen 72 gibt einen Luftweg zum in Verbindung treten des Inneren der Aufzeichnungseinheit 70 mit der Atmosphäre an. Diese Aufzeichnungseinheit 70 kann anstelle des Aufzeichnungskopfes 65, der in 4 gezeigt wird, verwendet werden und ist abnehmbar auf dem Schlitten 66 eingebaut.
Wenn das Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, wird ein Tintenstrahldrucker auf einem Schlitten, auf welchen z.B. der in 3 gezeigte Aufzeichnungskopf montiert worden ist, verwendet. 7 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Beispiel hierfür veranschaulicht. In 7 geben Bezugszeichen 66 und 81 jeweils einen Schlitten und einen Aufzeichnungskopf, aus welchem eine Pigmenttinte ausgestoßen wird, an. Die Tinte wird aus diesem Aufzeichnungskopf auf ein Aufzeichnungsmedium in Reaktion auf Aufzeichnungssignale ausgestoßen.
Wie vorstehend beschrieben, können die Tinten gemäß der vorliegenden Erfindung Bilder mit herausragender Schriftzeichenqualität und Echtheitseigenschaften, wie etwa Wasserechtheit und Lichtechtheit, bereitstellen, und darüber hinaus eine hohe Ausstoßeffizienz erreichen und in einer stabilen Ausstoßmenge ausgestoßen werden. Folglich können durch Tintenstrahlverfahren aufgezeichnete Bilder stabil ausgebildet werden, die herausragende Echtheitseigenschaften, wie etwa Wasserechtheit und Lichtechtheit besitzen und eine hohe Qualität aufweisen.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend genauer anhand der folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele begrenzt, solange der Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht überschritten wird. Im übrigen bedeuten alle Angaben von "Teil" oder "Teile" und "Prozent", die in den folgenden Beispielen verwendet werden, Gewichtsteil oder Gewichtsteile und Gewichtsprozent, wenn nicht anders angegeben.
Pigmentdispersion 1:
Nachdem 10 g Ruß mit einer spezifischen Oberfläche von 230 m²/g und einer DBP-Ölabsorption von 70 ml/100 g und 3,41 g p-Aminobenzolsulfonsäure gründlich mit 72 g Wasser vermischt wurden, wurden 1,62 g Salpetersäure tropfenweise zu der Mischung gegeben, gefolgt von Rühren bei 70°C. Nach einigen Minuten wurde eine Lösung aus 1,07 g Natriumnitrid in 5 g Wasser weiter zu der Mischung gegeben, und die resultierende Mischung wurde für eine zusätzliche Stunde gerührt. Die resultierende Aufschlämmung wurde durch Toyo Filterpapier Nr. 2 (Produkt von Advantes Co.) filtriert, und die resultierenden Pigmentteilchen wurden vollständig mit Wasser gewaschen und in einem Ofen getrocknet, der auf 90°C gesteuert wurde. Zusätzliches Wasser wurde zu dem getrockneten Pigment gegeben, um eine wässrige Dispersion des Pigmentes mit einer Pigmentkonzentration von 10 herzustellen. Das vorstehend beschriebene Verfahren wurde durchgeführt, um eine durch die folgende chemische Formel dargestellte Gruppe
in die Oberfläche des Rußes einzuführen.
Pigmentdispersion 2:
Zu einer Lösung aus 5 g konzentrierter Salzsäure in 5,3 g Wasser wurden 1,58 g Anthranilsäure bei 5°C gegeben. Die Mischung wurde in einem Eisbad gerührt, wobei dieses immer bei 10°C oder niedriger gehalten wurde. In diesem Zustand wurde eine Lösung mit 1,78 g Natriumnitrit, das in 8,7 g Wasser aufgelöst war, bei 5°C zugegeben. Nach dem Rühren der resultierenden Mischung für 15 Minuten wurden 20 g Ruß mit einer spezifischen Oberfläche von 320 m²/g und einer DBP Ölabsorption von 120 ml/100 g ferner zu der Mischung unter Rühren zugegeben. Die resultierende Mischung wurde für zusätzliche 15 Minuten gerührt. Die resultierende Aufschlämmung wurde durch Toyo Filterpapier Nr. 2 (Produkt von Advantes Co.) filtriert, und die resultierenden Pigmentteilchen wurden vollständig mit Wasser gewaschen und in einem auf 110°C gestellten Ofen getrocknet. Zusätzliches Wasser wurde zu dem getrockneten Pigment zugegeben, um eine wässrige Dispersion des Pigmentes mit einer Pigmentkonzentration von 10 % herzustellen. Das vorstehend beschriebene Verfahren wurde durchgeführt, um eine durch die chemische Formel dargestellte Gruppe
in die Oberfläche des Rußes einzuführen.
Pigmentdispersion 3:
Nachdem 10 g Ruß mit einer spezifischen Oberfläche von 230 m²/g und einer DBP-Ölabsorption von 70 ml/100 g und 3,06 g 3-amino-N-ethylpyridiniumbromid gründlich mit 72 g Wasser vermischt wurden, wurde 1,62 g Salpetersäure tropfenweise zu der Mischung gegeben, gefolgt vom Rühren bei 70°C. Nach einigen Minuten wurde eine Lösung aus 1,07 g Natriumnitrit in 5 g Wasser ferner zu der Mischung gegeben, und die resultierende Mischung wurde für eine zusätzliche Stunde gerührt. Die resultierende Aufschlämmung wurde durch Toyo Filterpapier Nr. 2 (Produkt von Advantes Co.) filtriert, und die resultierenden Pigmentteilchen wurden vollständig mit Wasser gewaschen und in einem auf 110°C eingestellten Ofen getrocknet. Zusätzliches Wasser wurde zu dem getrockneten Pigment zugegeben, um eine wässrige Dispersion des Pigmentes mit einer Pigmentkonzentration von 10 % herzustellen. Das vorstehend beschriebene Verfahren wurde durchgeführt, um eine durch die chemische Formel dargestellte Gruppe
in die Oberfläche des Rußes einzuführen.
BEISPIEL 1:

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

Pigmentsdispersion 1, die vorstehend beschrieben wurde	30 Teile
Verbindung A, welche nachstehend beschrieben wird anschließend; 1%ige wässrige Lösung	0,32 Teile
Thiodiglycol	6 Teile
Diethylenglycol	6 Teile
Triethylenglycol	7 Teile
Wasser	50,68 Teile.

BEISPIEL 2:

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

Pigmentdispersion 2, die vorstehend beschrieben wurde	30 Teile
Verbindung A, welche nachstehend beschrieben wird anschließend; 1%ige wässrige Lösung	0,64 Teile
Polyethylenglycol (Molekulargewicht: 400)	6 Teile
Glycerol	5 Teile
Ethylenglycol	5 Teile
Wasser	53,36 Teile.

BEISPIEL 3:

Pigmentdispersion 3, die vorstehend beschrieben wurde	30 Teile
Verbindung A, welche nachstehend beschrieben wird anschließend; 1%ige wässrige Lösung	1,28 Teile
Polyethylenglycol (Molekulargewicht: 400)	6 Teile
Triethylenglycol	6 Teile
Thiodiglycol	6 Teile
Wasser	50,72 Teile.

Verbindung A

CH₃-Si(CH₃)₂-O-[Si(CH₃)₂-O-]₂-[Si(CH₃)(C₃H₆-O-(C₂H₄O)₆H)O-]-Si(CH₃)₃
Molekulargewicht: 1074.

VERGLEICHSBEISPIEL 1:
Die folgenden Komponenten wurden vermischt und gründlich in eine Lösung gerührt. Die resultierende Lösung wurde dann unter Druck durch einen Mikrofilter (Produkt von Fuji Photo Film Co., Ltd.) mit einer Porengröße von 3,0 μm filtriert, wodurch eine Vergleichstinte hergestellt wurde.

Pigmentdispersion 1, die nachstehend beschrieben wird 30 Teile

Thiodiglycol 6 Teile

Diethylenglycol 6 Teile

Triethylenglycol 7 Teile

Wasser 51 Teile.
VERGLEICHSBEISPIEL 2:
Die folgenden Komponenten wurden vermischt und gründlich in eine Lösung gerührt. Die resultierende Lösung wurde dann unter Druck durch einen Mikrofilter (hergestellt von Fuji Photo Film Co., Ltd.) mit einer Porengröße von 3,0 μm filtriert, wodurch eine Vergleichstinte hergestellt wurde.

Pigmentdispersion 2, die vorstehend beschrieben wurde 30 Teile

Polyethylenglycol (Molekulargewicht: 400) 6 Teile

Glycerol 5 Teile

Ethylenglycol 5 Teile

Wasser 54 Teile.
VERGLEICHSBEISPIEL 3:
Die folgenden Komponenten wurden vermischt und gründlich in eine Lösung gerührt. Die resultierende Lösung wurde dann unter Druck durch einen Mikrofilter (Produkt von Fuji Photo Film Co., Ltd.) mit einer Porengröße von 3,0 μm filtriert, wodurch eine Vergleichstinte hergestellt wurde.

Pigmentdispersion 3, die vorstehend beschrieben wurde 30 Teile

Polyethylenglycol (Molekulargewicht: 400) 6 Teile

Triethylenglycol 6 Teile

Thiodiglycol 6 Teile

Wasser 52 Teile.
Jede der in Beispielen 1 bis 3 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3 erhaltenen Tinte wurde verwendet, um diese auf die folgende Weise mittels eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts (BJC-4000, Handelsname, hergestellt von Canon Inc.) mit einem Multiaufzeichnungskopf vom On-Demand-Typ, welcher Tinte unter Anlegung von thermischer Energie in Reaktion auf Aufzeichnungssignale an die Tinte ausstößt. Jede der in Beispielen 1 bis 3 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3 erhaltenen Tinte wurde zunächst in eine Tintenkassette des Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts gefüllt, und die Tintenkassette wurde in das Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät eingebaut. Ein einfarbiges Muster aus 90.000 Pulsen/Düse wurde dann gedruckt, wodurch eine Alterungsbehandlung des Aufzeichnungskopfes durchgeführt wurde. Danach wurde der Aufzeichnungskopf vollständig abgekühlt, und ein Muster der vorbestimmten Zahl von Pulsen wurde dann wiederum ausgedruckt. Im Hinblick auf die Tintenkassette nach Vervollständigung der Alterungsbehandlung, der Menge der ausgestoßenen Tinte, wurde jeder Bildpunkt aus einer Differenz im Gewicht vor und nach dem Drucken des Musters der vorbestimmten Anzahl von Pulsen berechnet, wodurch eine Standardabweichung davon herausgefunden wurde. Die Ergebnisse davon werden in Tabelle 1 gezeigt. Im übrigen wurde eine Antriebsbedingung für den Aufzeichnungskopf des Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts, d.h. eine energinisierende Bedingung, für ein Heizgerät wie folgt voreingestellt:

Angelegte Spannung: 24 V;

Impulsbreite: 4,5 μs; und

Antriebsfrequenz: 5,25 kHz.
Tabelle 1
Es wird eine Pigmenttinte offenbart, die umfasst: ein 5 selbstdispergierendes Ruß, an dessen Oberfläche eine hydrophile Gruppe über eine andere Atomgruppe gebunden ist, ein wässriges Medium, und eine Siliciumverbindung. Die Pigmenttinte kann Bilder mit herausragenden Echtheitseigenschaften, wie etwa Wasserechtheit und 10 Lichtechtheit und Schriftzeichenechtheit, kann effizient ausgestoßen werden, wenn auf Tintenstrahlaufzeichnen angewendet, und kann auch stabil aus einem Aufzeichnungskopf ausgestoßen werden, unabhängig von dem Aufzeichnungskopf und der Druckumgebung.

Claims

Pigmenttinte, die umfasst: Russ vom selbst-dispergierbaren Typ, an dessen Oberfläche eine hydrophile Gruppe durch eine andere Atomgruppe gebunden ist, ein wässriges Medium, und eine organische Siliziumverbindung, wobei die organische Siliziumverbindung ein Silizium enthaltendes oberflächenaktives Mittel ist.
Pigmenttinte gemäß Anspruch 1, wobei die Atomgruppe eine lineare oder verzweigte Alkylengruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Phenylengruppe, oder eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylengruppe ist.
Pigmenttinte gemäß Anspruch 1, wobei die hydrophile Gruppe wenigstens eine ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus den folgenden Gruppen besteht:

worin M Wasserstoff, Alkalimetall, Ammonium oder organisches Ammonium ist, und R eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe, oder eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylgruppe ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, dass den Schritt des Anlegens von Energie auf eine Pigmenttinte, die Russ von selbst-dispergierenden Typ, an dessen Oberfläche eine hydrophile Gruppe durch eine andere Atomgruppe gebunden ist, ein wässriges Medium, und eine organische Siliziumverbindung umfasst, um die Pigmenttinte aus einer Öffnung auf ein Aufzeichnungsmedium auszustoßen, wobei die organische Siliziumverbindung ein siliziumenthaltendes oberflächenaktives Mittel ist, umfasst.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 4, wobei die Atomgruppe eine lineare oder verzweigte Alkylengruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Phenylengruppe, oder eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylengruppe ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 4, wobei die hydrophile Gruppe wenigstens eine ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus den folgenden Gruppen besteht:
worin M Wasserstoff, Alkalimetall, Ammonium oder organisches Ammonium ist, und R eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe, oder eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylgruppe ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 4, wobei die Energie thermische Energie ist.
Aufzeichnungseinheit, die umfasst: einen Tintenbehälterteil, der eine Tinte enthält, und einen Kopfteil, aus welchem die Tinte ausgestoßen wird, wobei die Tinte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 ist.
Tintenkassette, die umfasst: einen Tintenbehälterteil, der eine Tinte enthält, wobei die Tinte die Tinte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 ist.
Tintenkassette gemäß Anspruch 9, welche mit einer Einrichtung zum Zuführen der Tinte auf einen Aufzeichnungskopf zum Anlegen von Energie and die Tinte, um die Tinte aus der Öffnung auszustoßen, ausgestattet ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, der eine Aufzeichnungseinheit umfasst, wobei die Aufzeichnungseinheit aufweist: einen Tintenbehälterteil, der die Pigmenttinte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, und einen Aufzeichnungskopf zum Anlegen von Energie an die Tinte, um die Tinte aus der Öffnung auszustoßen.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, dass eine Tintenkassette umfasst, die mit einem Tintenbehälterteil, welches die Pigmenttinte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 enthält, und einen Aufzeichnungskopf zum Anlegen von Energie an die Pigmenttinte, um die Tinte aus der Öffnung auszustoßen, ausgestattet ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 12, welches mit einer Tintenzuführungseinrichtung zum Zuführen der Tinte, die in der Tintenkassette enthalten ist, zu dem Aufzeichnungskopf ausgestattet ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei die Energie thermische Energie ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei der Aufzeichnungskopf mit einer Heizvorrichtung als ein Mittel zum Anlegen der Energie an die Tinte ausgestattet ist.