Патент на изобретение №2344147

(54) ЧЕРНАЯ КРАСКА ДЛЯ КРАСКОСТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ, НАБОР ПЕЧАТНЫХ КРАСОК, СПОСОБ КРАСКОСТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ, КАРТРИДЖ ДЛЯ КРАСКИ, ПЕЧАТАЮЩИЙ БЛОК И СТРУЙНЫЙ ПЕЧАТАЮЩИЙ АППАРАТ

(57) Реферат:

Изобретение относится к краске для струйной печати. Описывается черная краска для струйной печати, включающая соединение, представленное общей формулой (I), или его соль и удерживающее влагу азотсодержащее соединение. При этом рН краски и рН краски после хранения в течение 10 дней в условиях окружающей среды при 60°С составляют 9,0 или менее. Предложенная краска обладает высокой озоностойкостью, высокой оптической плотностью и стабильностью свойств при длительном хранении. 5 н. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил., 6 табл.

Общая формула (I):

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к краске для краскоструйной печати, которая имеет высокую оптическую плотность, прекрасную озоностойкость, высокую прилипаемость при извлечении и стабильность свойств при хранении, и к набору печатных красок, в котором данная краска применяется в качестве черной краски. Настоящее изобретение также относится к способу краскоструйной печати, печатающему блоку, картриджу для краски и струйному печатающему аппарату, в каждом из которых применяется набор печатных красок.

Уровень техники

Способ краскоструйной печати представляет собой способ печати, состоящий в нанесении небольших капель краски на любой из носителей информации, такой как простая бумага и глянцевый материал для формирования изображения, и такой способ быстро и широко распространяется благодаря снижению затрат и увеличению скорости печати. Кроме того, с быстрым распространением цифровых фотоаппаратов для улучшения качества печати получаемых таким способом изображений, обычно применяют указанный способ выведения фотоизображений, сопоставимый с фотографией на основе галогенидов серебра.

За последние годы качество изображения претерпело улучшение как никогда ранее благодаря, например, чрезвычайному уменьшению размера капель краски и улучшению цветовой гаммы, включая введение краски для многокрасочной печати. При этом требования к красящим материалам и краскам возрастают и необходима строгая характеристика, касающаяся улучшения проявляющей способности в отношении цвета, в соответствие с чем, как описано в выложенной заявке на японский патент № 2000-290552, к такому красящему материалу и краске предъявляются более строгие требования, касающиеся улучшенной проявляющей способности в отношении цвета и надежности, такой как прилипаемость при извлечении или стабильность эжектирования.

Раскрытие изобретения

Для черной краски требуется достижение высокой устойчивости к атмосферным воздействиям, например озоностойкости, и высокой оптической плотности.

Считается, что существует два пути достижения высокой озоностойкости: (1) повышение озоностойкости самого красителя; и (2) повышение озоностойкости носителя информации. Однако даже если можно было бы улучшить устойчивость к атмосферным воздействиям конкретного носителя информации, это не означает, что можно повысить устойчивость к атмосферным воздействиям всех носителей информации, и таким образом указанный путь не является фундаментальным решением проблемы повышения устойчивости к атмосферным воздействиям. Следовательно, необходимо повышать озоностойкость самого красителя.

Также считается, что существует три пути достижения высокой оптической плотности: (1) повышение проявляющей способности в отношении цвета самого красителя; (2) повышение концентрации красителя в краске; и (3) повышение количества краски, наносимой на носитель. Однако существуют ограничения в отношении количества краски, которое можно наносить на носитель, и, кроме того, трудно обеспечить повышение проявляющей способности в отношении цвета самого красителя вместе с повышением озоностойкости. Следовательно, необходимо повышать концентрацию красителя в краске.

В результате многих исследований того, как повысить озоностойкость самого красителя, авторы настоящего изобретения установили, что соединение, представленное следующей общей формулой (I), или его соль обладают прекрасной озоностойкостью:

Общая формула (I)

в которой каждый из R₁, R₂, R₃ и R₄ независимо представляет собой атом водорода; гидроксильную группу; аминогруппу; карбоксильную группу; сульфоновую группу; алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; алкоксигруппу, замещенную гидроксильной группой, алкоксигруппой, содержащей от 1 до 4 атомов углерода, сульфоновой группой или карбоксильной группой; алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода, которая может быть дополнительно замещена карбоксильной группой или сульфоновой группой; или аминогруппу, замещенную фенильной группой, алкильной группой или ацильной группой, и n равно 0 или 1.

Однако было установлено, что если концентрация красителя в краске на основе красителя, который представляет собой соединение, представленное упомянутой выше общей формулой (I), или его соль, повышается, прилипаемость при извлечении имеет тенденцию уменьшаться (склонность к прилипанию). По указанной причине необходимо применять удерживающее влагу азотсодержащее соединение или аналогичное ему соединение с прекрасной прилипаемостью при извлечении.

Однако при дополнительном исследовании авторы настоящего изобретения обнаружили, что если соединение, представленное упомянутой выше общей формулой (I), или его соль присутствовали вместе с удерживающим влагу азотсодержащим соединением и если такая смесь хранилась в течение долгого периода времени при высоком pH, соединение, представленное общей формулой (I), или его соль создавали определенную проблему, заключающуюся в том, что соединение было склонно к изменению цвета вследствие разложения соединения, представленного общей формулой (I), или его соли. Кроме того, также было обнаружено, что при более высокой температуре хранения краски, такое изменение цвета могло происходить более быстро.

Следовательно, целью настоящего изобретения является получение черной краски для краскоструйной печати, которая имеет предпочтительный цвет в качестве черной краски для краскоструйной печати, может обладать высокой озоностойкостью, высокой оптической плотностью и прилипаемостью при извлечении, и которая может подавлять разложение соединения, представленного общей формулой (I), или разложение его соли во время длительного хранения.

Другими целями настоящего изобретения является получение набора печатных красок, обеспечение способа краскоструйной печати, картриджа для краски, печатающего блока и струйного печатающего аппарата, в каждом из которых применяется черная краска для краскоструйной печати.

Упомянутые выше цели обеспечиваются настоящим изобретением, описанным ниже. То есть согласно одному их аспектов настоящего изобретения черная краска для краскоструйной печати, содержащая, по меньшей мере, соединение, представленное следующей общей формулой (I), или его соль, отличается тем, что черная краска дополнительно содержит, по меньшей мере, одно удерживающее влагу азотсодержащее соединение; pH краски и pH краски после хранения в течение 10 дней в условиях окружающей среды при температуре 60°C составляют 9,5 или менее:

Общая формула (I)

(в которой каждый из R₁, R₂, R₃ и R₄ независимо представляет собой атом водорода; гидроксильную группу; аминогруппу; карбоксильную группу; сульфоновую группу; алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; алкоксигруппу, замещенную гидроксильной группой, алкоксигруппой, содержащей от 1 до 4 атомов углерода, сульфоновой группой или карбоксильной группой; алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода, которая может быть дополнительно замещена карбоксильной группой или сульфоновой группой; или аминогруппу, замещенную фенильной группой, алкильной группой или ацильной группой, и n равно 0 или 1).

Согласно другому аспекту настоящего изобретения черная краска для краскоструйной печати, отличается тем, что черная краска для краскоструйной печати дополнительно содержит соединение, представленное следующей общей формулой (II), или его соль:

Общая формула (II)

(в которой каждый из R₁ и R₂ независимо представляет собой атом водорода; гидроксильную группу; аминогруппу; карбоксильную группу; сульфоновую группу; алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; или алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; и R₃ и R₄ представляют собой атом водорода; алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; гидроксильную группу; алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода, которая может быть замещена гидроксильной группой или алкоксигруппой, содержащей от 1 до 4 атомов углерода; алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода, которая может быть замещена гидроксильной группой, алкоксигруппой, содержащей от 1 до 4 атомов углерода, сульфоновой группой или карбоксильной группой; или аминогруппу, замещенную алкильной группой или ацильной группой, и n равно 0 или 1).

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения черная краска для краскоструйной печати отличается тем, что черная краска для краскоструйной печати с описанными выше составами дополнительно содержит, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из конденсированного красителя или соли его соединения, представленного следующей общей формулой (III), и соединения, представленного следующей общей формулой (IV), и красителя, получаемого путем восстановления конденсированного красителя или его соли, в которой противоион красителя после конденсации или восстановления представляет собой ион водорода, ион щелочного металла, катион органического амина или ион аммония:

Общая формула (III)

(в которой M представляет собой атом водорода или атом щелочного металла):

Общая формула (IV)

(в которой каждый из R₁, R₂, R₃, R₄ и R₅ независимо представляет собой атом водорода; атом галогена; гидроксильную группу; сульфоновую группу; карбоксильную группу; алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; или алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода).

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения черная краска для краскоструйной печати отличается тем, что черная краска для краскоструйной печати, согласно описанным выше составам, дополнительно содержит pH-буфер.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения набор печатных красок отличается тем, что содержит несколько красок, которые содержат в качестве черной краски черную краску для краскоструйной печати согласно описанным выше составам.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения набор печатных красок отличается тем, что другие краски, закупоренные с помощью той же крышки для закупоривания, что и черная краска, не содержат летучего основания.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения способ краскоструйной печати отличается тем, что способ краскоструйной печати включает в себя эжектирование краски струйным способом, при котором краска содержит черную краску для краскоструйной печати согласно описанным выше составам.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения картридж для краски отличается тем, что картридж для краски содержит участок хранения краски для хранения краски, в котором краска содержит черную краску для краскоструйной печати, согласно описанным выше составам.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения печатающий блок отличается тем, что печатающий блок содержит участок хранения краски для хранения краски и печатающую головку для эжектирования краски, в которых краска содержит черную краску для краскоструйной печати согласно описанным выше составам.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения струйный печатающий аппарат отличается тем, что струйный печатающий аппарат содержит участок хранения краски для хранения краски и печатающую головку для эжектирования краски, в которых краска содержит черную краску для краскоструйной печати согласно описанным выше составам.

Согласно настоящему изобретению можно получать черную краску для краскоструйной печати, которая имеет предпочтительный цвет в качестве черной краски для краскоструйной печати, может достигать высокой озоностойкости, высокой оптической плотности и прилипаемости при извлечении и может подавлять разложение соединения, представленного общей формулой (I), или его соли во время длительного хранения. Кроме того, также можно обеспечить набор печатных красок, способ краскоструйной печати, картридж для краски, печатающий блок и струйный печатающий аппарат, в каждом из которых применяется черная краска для краскоструйной печати.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлен вид в перспективе печатающего аппарата.

На фиг.2 представлен вид в перспективе части механизма печатающего аппарата.

На фиг.3 представлен вид в разрезе печатающего аппарата.

На фиг.4 представлен вид в перспективе, показывающий состояние, при котором резервуар с краской установлен в картридже с головкой.

На фиг.5 представлен вид в перспективе разобранного на части картриджа с головкой.

На фиг.6 представлен вид спереди, показывающий опорную пластину с печатающими элементами в картридже с головкой.

На фиг.7 представлен вид разобранной на части печатающей головки.

На фиг.8 представлен вид разобранной на части еще одной печатающей головки.

Осуществление изобретения

Ниже настоящее изобретение будет описано более подробно с помощью предпочтительных вариантов осуществления изобретения.

В настоящем изобретении, когда красящий материал представляет собой соль, соль в краске диссоциирована на ионы, однако такое состояние для удобства представлено с помощью фразы «содержит соль».

Краска

Теперь будут описаны компоненты и другие вещества, которые входят в состав черной краски для краскоструйной печати по настоящему изобретению (далее иногда упоминаются просто как «краска»).

Красящий материал

Красящий материал, применяемый в краске по настоящему изобретению, представляет собой соединение, представленное следующей общей формулой (I), или его соль.

Общая формула (I)

(В общей формуле (I) каждый из R₁, R₂, R₃ и R₄ независимо представляет собой атом водорода; гидроксильную группу; аминогруппу; карбоксильную группу; сульфоновую группу; алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; алкоксигруппу, замещенную гидроксильной группой, алкоксигруппой, содержащей от 1 до 4 атомов углерода, сульфоновой группой или карбоксильной группой; алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода, которая может быть дополнительно замещена карбоксильной группой или сульфоновой группой; или аминогруппу, замещенную фенильной группой, алкильной группой или ацильной группой, и n равно 0 или 1). Когда в общей формуле (I) согласно настоящему изобретению n = 0, это указывает на то, что участок SO₃H представляет собой водород, как в случае типичного соединения 1, представленного ниже.

В настоящем изобретении, в частности, соединение, представленное упомянутой выше общей формулой (I), или его соль предпочтительно представляет собой типичное соединение 1, приведенное ниже.

Типичное соединение 1

Содержание (мас.%) красящего материала, который представляет собой соединение, представленное общей формулой (I), или его соль, в краске по настоящему изобретению предпочтительно составляет от 0,1 мас.% или более до 10,0 мас.% или менее относительно общей массы краски. Причина состоит в том, что если содержание составляет менее 0,1 мас.%, нельзя достичь достаточной оптической плотности, которая является одним из полезных эффектов настоящего изобретения, в то же время если содержание превышает 10,0 мас.%, нельзя достичь прилипаемости при извлечении, которая является одним из полезных эффектов настоящего изобретения. Однако для достижения высокой оптической плотности содержание предпочтительно составляет от 3,0 мас.% или более до 10,0 мас.% или менее, и для достижения еще более высокой оптической плотности содержание предпочтительно составляет от 4,5 мас.% или более до 10,0 мас.% или менее.

Для того чтобы регулировать цветовой фон, соединение, представленное общей формулой (I), или его соль можно применять в краске по настоящему изобретению само по себе или в сочетании с другими красящими материалами. Однако если применяют красящий материал, отличающийся от соединения, представленного общей формулой (I), или его соли, для того чтобы полезные эффекты настоящего изобретения достаточно проявились, содержание соединения, представленного общей формулой (I), или его соли предпочтительно составляет от 0,1 мас.% или более до 3,0 мас.% или менее от общей массы краски, и еще более предпочтительно 0,5 мас.% или более. Кроме того, отношение масс между содержанием соединения, представленного упомянутой выше общей формулой (I), или его соли и содержанием других красящих материалов предпочтительно составляет от 2:1 или более до 1:10 или менее.

Соединение, представленное общей формулой (I), или его соль предпочтительно применяют в сочетании с соединением, представленным следующей общей формулой (II), или его солью. Кроме того, лучше применять его в сочетании с типичным соединением 2, конденсированным красителем на основе 4,4-динитростильбен-2,2-дисульфоновой кислоты, представленной следующей общей формулой (III), и соединением, представленным следующей общей формулой (IV), или с красителем, получаемым при восстановлении описанного выше конденсированного красителя (противоион красителя после конденсации или восстановления представляет собой ион водорода, ион щелочного металла, катион органического амина или ион аммония). Такие соединения являются предпочтительными, так как они способны обеспечить высокую оптическую плотность и черную краску, соответствующую норме, так как у нее небольшой показатель C*. Здесь показатель C* означает насыщенность цвета, посредством которой представляют степень четкости восприятия. То есть, меньшее значение показателя C* указывает на более нейтральный тон.

Чтобы достичь описанных выше полезных эффектов в достаточной степени, в краске отношение между массой соединения, представленного упомянутой выше общей формулой (I), или его соли и массой соединения, представленного следующей общей формулой (II), или его соли предпочтительно составляет от 2:1 или более до 1:5 или менее. Кроме того, чтобы достичь описанных выше полезных эффектов в достаточной степени, в краске отношение между массой соединения, представленного упомянутой выше общей формулой (I), или его соли и массой конденсированного красителя на основе соединений, представленных следующей общей формулой (III) и общей формулой (IV), предпочтительно составляет от 2:1 или более до 1:5 или менее.

Общая формула (II)

(В общей формуле (II): каждый из R₁ и R₂, независимо представляет собой атом водорода; гидроксильную группу; аминогруппу; карбоксильную группу; сульфоновую группу; алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; или алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; и R₃ и R₄ представляют собой атом водорода; алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; гидроксильную группу; алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода, которая может быть замещена гидроксильной группой или алкоксигруппой, содержащей от 1 до 4 атомов углерода; алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода, которая может быть замещена гидроксильной группой, алкоксигруппой, содержащей от 1 до 4 атомов углерода, сульфоновой группой или карбоксильной группой; или аминогруппу, замещенную алкильной группой или ацильной группой, и n равно 0 или 1). Таким же образом, как в общей формуле (I), когда n = 0 в общей формуле (II) по настоящему изобретению, это указывает на то, что участок SO₃H представляет собой водород.

Типичное соединение 2

Общая формула (III)

(В общей формуле (III): M представляет собой атом водорода или атом щелочного металла.)

Общая формула (IV)

(В общей формуле (IV): каждый из R₁, R₂, R₃, R₄ и R₅ независимо представляет собой атом водорода; атом галогена; гидроксильную группу; сульфоновую группу; карбоксильную группу; алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; или алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода).

Способ испытания красящего материала

Красящий материал, применяемый в настоящем изобретении, можно испытавать следующими способами (1)-(3), каждый из которых включает в себя применение высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).

(1) по времени удерживания пика

(2) по длине волны, соответствующей максимальному поглощению в пике (1)

(3) по значению M/Z (положит., отрицательн.) масс-спектра в пике (1)

Условия анализа с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии приведены ниже. Для измерения времени удерживания основного пика и длины волны, соответствующей максимальному поглощению в пике, раствор краски, разбавленный в 1000 раз чистой водой, анализируют с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии при следующих условиях.

Колонка: Symmetry C18 2,1 мм × 150 мм

Температура колонки: 40°C

Скорость потока: 0,2 мл/мин.

PDA: от 210 нм до 700 нм

Подвижная фаза и условия градиента: таблица 1

Таблица 1
	0-5 мин	5-40 мин	40-45 мин
А Вода	85%	85% 0%	0%
В Метанол	10%	10% 95%	95%
С 0,2 моль/л водного раствора ацетата аммония	5%	5%	5%

Кроме того, условия масс-спектроскопического анализа приведены ниже. Масс-спектр результирующего пика измеряли в следующих условиях, и измеряли M/Z (положительн. и отрицательн.).

Способ ионизации

В таблице 2 приведены значения времени удерживания, длины волны, соответсвующей максимальному поглощению, M/Z (положительн.) и M/Z (отрицательн.) типичных соединений 1, 2 и красителя C.I. Direct Orange 39, который представляет собой конденсированный краситель на основе соединения, представленного общей формулой (III), и соединения, представленного общей формулой (IV). Когда соединение имеет значения, представленные в таблице 2, соединение можно определить, как соединение, подлежащее применению в настоящем изобретении.

Водная среда

Удерживающее влагу азотсодержащее соединение

Краска по настоящему изобретению отличается содержанием, по меньшей мере, одного удерживающего влагу азотсодержащего соединения. Применяемый в настоящем изобретении термин «удерживающее влагу азотсодержащее соединение» относится к азотсодержащему соединению с большим содержанием влаги. Конкретные примеры удерживающего влагу азотсодержащего соединения включают в себя производные мочевины, такие как мочевина и этилен мочевина, и пирролидоны, такие как 2-пирролидон и N-метил-2-пирролидон. Из них особенно предпочтительными являются этилен мочевина и 2-пирролидон.

Совместное присутствие удерживающего влагу азотсодержащего соединение и красителя создает полезный эффект, заключающийся в том, что влага абсорбируется или в том, что влага менее легко чрезмерно удаляется. Если удерживающее влагу азотсодержащее соединение присутствует в краске для того, чтобы улучшить прилипаемость при извлечении, его содержание (мас.%) предпочтительно составляет от 0,1 мас.% или более до 30,0 мас.% или менее относительно общей массы краски, и более предпочтительно от 1,0 мас.% или более до 15,0 мас.% или менее. Причина состоит в том, что если содержание составляет менее 0,1 мас.%, улучшение прилипаемости при извлечении может быть недостаточным, в то же время, если содержание превышает 30,0 мас.%, могут не достигаться хорошие характеристики краскоструйной печати вследствие повышения вязкости краски.

Другие водорастворимые органические растворители и вода

Кроме описанного выше удерживающего влагу азотсодержащего соединения, в краске по настоящему изобретению можно применять воду или смешанный растворитель из воды и различного типа водорастворимого органического растворителя, в такой степени, чтобы можно было улучшить полезный эффект от добавления такого растворителя и чтобы не нанести ущерба требуемым полезным эффектам по настоящему изобретению. На водорастворимый органический растворитель не накладывают специальных ограничений при условии, что он является водорастворимым. Примеры включают в себя спирт, многоатомный спирт, полигликоль, простой гликолевый эфир, серасодержащие полярные растворители и т.п. Содержание (мас.%) таких водорастворимых органических растворителей предпочтительно составляет не более 10,0 мас.% относительно общей массы краски. Такое содержание необходимо для обеспечения полезных эффектов, достигаемых с помощью красящего материала согласно общей формуле (I) в сочетании с удерживающим влагу азотсодержащим соединением, чтобы они проявились в достаточной степени. Также предпочтительно в качестве воды применять деионизованную воду (воду, прошедшую ионообменную обработку). Содержание воды предпочтительно составляет от 10,0 мас.% до 90,0 мас.% относительно общей массы краски.

Другие добавки

Согласно настоящему изобретению при необходимости также можно добавлять другие различные добавки, такие как поверхностно-активное вещество, ингибитор коррозии, консервант, фунгицид, антиоксидант, ингибитор восстановления, усилитель испарения, хелатообразующий агент и водорастворимый полимер.

pH

В случае, когда соединение, представленное общей формулой (I), или его соль и удерживающее влагу азотсодержащее соединение присутствуют совместно и хранятся в течение длительного периода времени при высоком pH, соединение, представленное общей формулой (I), или его соль разлагается, из-за чего происходит изменение цвета. Чтобы подавлять такое изменение цвета, pH краски должен равняться pH 9,5 или менее, и предпочтительно pH 9,0 или менее. Также важно, чтобы pH краски поддерживался при 9,5 или менее не только во время первоначального периода работы краски, но также после длительного хранения. Причина состоит в том, что часть удерживающего влагу азотсодержащего соединения, содержащегося в краске по настоящему изобретению, разлагается во время хранения, в соответствии с чем pH краски повышается. В таком случае, даже если первоначальный pH краски поддерживают при 9,5 или менее, и предпочтительно при 9,0 или менее, pH будет повышаться во время хранения, что приведет к разложению соединения, представленного общей формулой (I). По указанной причине рН после хранения, так же как первоначальный pH, должен составлять 9,5 или менее и более предпочтительно 9,0 или менее.

Как описано выше, когда соединение, представленное общей формулой (I), или его соль и удерживающее влагу азотсодержащее соединение применяются вместе, путем установки pH 9,5 или менее и более предпочтительно 9,0 или менее в первоначальной краске и после длительного хранения краски, можно подавлять разложение соединения, представленного общей формулой (I), или его соли.

Известно, что при более высокой температуре скорость разложения удерживающего влагу азотсодержащего соединения более высокая. В результате исследований, осуществленных авторами настоящего изобретения, было установлено, что такое разложение удерживающего влагу азотсодержащего соединения при хранении в течение 10 дней при 60°C соответствует разложению удерживающего влагу азотсодержащего соединения, которое может происходить в течение периода применения обычным пользователем. Следовательно, если после хранения в течение 10 дней при 60°C pH можно сохранять при значении 9,5 или менее и более предпочтительно при 9,0 или менее, разложение соединения, представленного общей формулой (I), или его соли можно подавлять даже во время применения обычным пользователем в условиях окружающей среды.

В настоящем изобретении pH краски определяется как рН, соответствующий pH в обычном состоянии и pH после длительного хранения (pH после хранения в течение 10 дней в условиях окружающей среды при 60°C). Здесь «обычное состояние» может представлять собой состояние на любой момент времени, включая состояние непосредственно после получения краски, при условии, что краска находится в состоянии, в котором она может применяться пользователем. Когда pH краски по настоящему изобретению в обычном состоянии (когда краска применяется) составляет 9,5 или менее или 9,0 или менее, и pH после длительного хранения (после хранения в течение 10 дней в условиях окружающей среды при 60°C) составляет 9,5 или менее или 9,0 или менее, можно предположить, что в течение полного периода эксплуатации от непосредственного получения краски до применения краски pH краски составляет 9,5 или менее или 9,0 или менее. То есть, можно считать, что невозможно, чтобы pH краски повышалось, превышая значение 9,5 или 9,0 в течение полного периода эксплуатации от непосредственного получения краски до применения краски. Следовательно, можно считать, что pH краски непосредственно после получения краски и pH в обычном состоянии (когда краска применяется) в значительной степени один и тот же.

Для подавления повышения pH во время хранения предпочтительно в краску включать буфер. Хотя можно применять любое вещество, обладающее буферным эффектом, конкретные примеры такого буфера включают в себя соли аммония, такие как сульфат аммония, нитрат аммония и ацетат аммония, аминокислоты, такие как аргинин, и трис-буфер. Содержание буферного материала может быть произвольным, хотя более предпочтительным является содержание от 0,01 мас.% или более до 5,0 мас.% или менее относительно общей массы черной краски для краскоструйной печати. Причина состоит в том, что если содержание составляет менее 0,01 мас.%, трудно достичь эффектов, которые подавляют повышение pH, в то же время, если содержание превышает 5,0 мас.%, характеристики краскоструйной печати, такие как стабильность свойств при хранении и прилипаемость при извлечении, могут ухудшаться.

Набор печатных красок

Краску по настоящему изобретению можно предпочтительно применять в сочетании с другими красками в виде набора печатных красок. Набор печатных красок по настоящему изобретению состоит из краски по настоящему изобретению, применяемой вместе с другими красками, такими как циановая (голубая) краска, пурпурная краска (магента), желтая краска и черная краска. Не существует специальных ограничений в отношении объединения других красок в виде набора печатных красок. Кроме того, хотя термин «набор печатных красок», применяемый в настоящем изобретении, безусловно, включает в себя резервуар с краской сам по себе, объединяющий несколько резервуаров с краской, такой термин также включает в себя случай, когда в сочетании применяют несколько отдельных резервуаров с краской, а также случай, когда резервуар с краской и печатающая головка объединены.

Если на участке очистки струйного печатающего аппарата во время очистки печатающей головки перед записью изображения и после него черная краска для краскоструйной печати по настоящему изобретению и другие краски закупориваются с помощью одной и той же крышки, предпочтительно, чтобы другие краски не содержали летучего основания. Если другие краски содержат летучее основание, летучее основание испаряется во время закупоривания, растворяясь при этом в черной краске, которая содержит соединение, представленное общей формулой (I), или его соль, благодаря чему pH черной краски повышается. Это вызывает разложение соединения, представленного общей формулой (I), или его соли, содержащейся в черной краске, что может вызвать изменение цвета. В частности, такое явление, вероятно, происходит, если летучее основание представляет собой аммиак. Соответственно, если черная краска для краскоструйной печати по настоящему изобретению и другие краски закупориваются с помощью одной и той же крышки, еще более предпочтительной является набор печатных красок, который не содержит аммиак в других красках.

Кроме того, в случае, когда описанное выше летучее основание содержится после получения краски, набор печатных красок по настоящему изобретению также включает в себя случай, когда летучее основание не содержалось во время получения краски, но содержится в краске, как следствие разложения компонента краски, обусловленное изменениями с течением времени.

Носитель информации

Для формирования изображений с помощью краски по настоящему изобретению можно применять любой носитель информации при условии, что печать осуществляется путем нанесения краски на носитель информации.

Настоящее изобретение можно применять для носителя информации, в котором краситель, пигмент или другой подобный красящий материал адсорбируется на тонкодисперсных частицах, образующих пористую структуру в краскоприемном слое, в котором изображение формируется, по меньшей мере, из таких адсорбирующих тонкодисперсных частиц. Настоящее изобретение является особенно предпочтительным, когда применяется способ краскоструйной печати. Такой носитель информации для краскоструйной печати предпочтительно абсорбирует краску благодаря неровностям, образованным в краскоприемном слое на подложке; то есть, относится к абсорбционному типу.

Краскоприемный слой абсорбционного типа представляет собой пористый слой, который в качестве основного составного компонента содержит тонкодисперсные частицы и в случае необходимости содержит связующее средство или другие подобные добавки. Конкретные примеры тонкодисперсных частиц включают в себя неорганические пигменты, такие как диоксид кремния, глина, тальк, карбонат кальция, каолин, глинозем или оксид алюминия, такой как гидратированный глинозем, диатомитовая земля, оксид титана, гидроталькит и оксид цинка; и органические пигменты, такие как мочевиноформальдегидная смола, смола на основе этилена и стирольная смола, при этом можно применять один или более типов указанных веществ. В качестве связующего средства предпочтительно можно применять водорастворимый полимер или латекс. Примеры соединений, которые можно применять, включают в себя поливиниловый спирт или его модифицированный продукт, крахмал или его модифицированный продукт, желатин или его модифицированный продукт, аравийскую камедь, производные целлюлозы, такие как карбоксиметилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза и гидроксипропилметилцеллюлоза, винилсополимерные латексы, такие как SBR-латекс (бутадиенстирольный), NBR-латекс (бутадиен-нитрильный), метилметакрилат-бутадиенсополимерный латекс, полимерный латекс, модифицированный функциональными группами, и этиленацетатвиниловый сополимер, поливинилпирролидон, малеиновый ангидрид или его сополимер и сополимер на основе сложных эфиров акриловой кислоты, при этом в случае необходимости можно применять сочетание двух или более из указанных веществ. Кроме того, в случае необходимости также можно применять добавку, примеры которой включают в себя диспергатор, загуститель, модификатор pH, смазку, модификатор текучести, поверхностно-активное вещество, противопенную добавку, разделительную смазку, флуоресцентный отбеливатель, поглотитель ультрафиолетовых лучей и антиоксидант.

В частности, носитель информации, который можно предпочтительно применять в настоящем изобретении, в качестве основного составного компонента содержит тонкодисперсные частицы со средним размером частиц 1 мкм или менее, и формируется с краскоприемным слоем. Особенно предпочтительные примеры тонкодисперсных частиц включают в себя тонкодисперсные частицы диоксида кремния или тонкодисперсные частицы оксида алюминия. Предпочтительные примеры тонкодисперсных частиц диоксида кремния включают в себя тонкодисперсные частицы диоксида кремния в виде коллоидного диоксида кремния. Коллоидный диоксид кремния имеется в продаже сам по себе, особенно предпочтительным является коллоидный диоксид кремния, описанный в японских патентах № 2803134 или № 2881847. Предпочтительные примеры тонкодисперсных частиц оксида алюминия включают в себя тонкодисперсные частицы гидратированного глинозема. Один из примеров таких тонкодисперсных частиц гидратированного глинозема может включать в себя тонкодисперсные частицы гидратированного глинозема, представленные следующей общей формулой:

AlO_3-n(OH)_2n-mH₂О

(В формуле n равно целому числу 1, 2 или 3, и m имеет значение от 0 до 10 или предпочтительно от 0 до 5; однако при условии, что m и n одновременно не равны 0. m может быть равно или может быть не равно целому числу, поскольку mH₂О также представляет собой водную фазу, которая может быть десорбирована и во многих случаях не вовлечена в образование кристаллической решетки mH₂O. Кроме того, при нагревании такого рода материала m может достигать 0.)

Носитель информации предпочтительно содержит подложку для усиления описанного выше краскоприемного слоя. Подложка специально не ограничивается и может представлять собой любую подложку, которая позволяет формировать краскоприемный слой из описанных выше пористых тонкодисперсных частиц и обеспечивает носитель информации с жесткостью, которая дает возможность перемещать его с помощью перемещающего механизма струйного принтера и т.п. Конкретные примеры включают в себя бумажную подложку, изготавливаемую из исходной массы, содержащей в качестве ее основного компонента природную целлюлозу; пластмассовую подложку, изготавливаемую из таких материалов, как сложный полиэфир (например, полиэтилентерефталат), триацетат целлюлозы, поликарбонат, поливинилхлорид, полипропилен и полиимид; и бумагу с покрытием из смолы (например, бумага RC), содержащую, по меньшей мере, с одной стороны бумаги-основы полиолефиновую смолу, покрывающую слой с поверхностным покрытием, к которой добавлен белый пигмент или аналогичное ему вещество.

Способ краскоструйной печати

Краска по настоящему изобретению особенно предпочтительно применяется для способа краскоструйной печати, который включает в себя стадию эжектирования краски с помощью струйного способа. Примеры способа краскоструйной печати включают в себя способ печати, при котором краска эжектируется под действием механической энергии, и способ печати, при котором краска эжектируется под действием тепловой энергии. В частности, в настоящем изобретении можно предпочтительно применять способ краскоструйной печати, который включает в себя применение тепловой энергии.

Картридж для краски

Примеры предпочтительного картриджа для краски, предназначенного для осуществления печати с применением краски по настоящему изобретению, включают в себя картридж для краски, который содержит участок хранения краски для хранения краски. В настоящем изобретении предпочтительно можно применять картридж для краски, который имеет в значительной степени одинаковое различие в испарении между каждой из жидкостных камер, предназначенных для каждой из красок, составляющих набор печатных красок. Фраза «в значительной степени одинаковое различие в испарении между каждой из жидкостных камер, предназначенных для каждой из красок, составляющих набор печатных красок» означает, что когда каждую жидкостную камеру наполняют водой и измеряют скорость испарения из каждой из жидкостных камер, различие в скоростях испарения составляет приблизительно не более 1%.

На фиг.7 представлен вид разобранной на части печатающей головки, которую можно применять в настоящем изобретении. Приведенная на фиг.7 печатающая головка содержит резервуар с краской сборной конструкции. Печатающая головка 1001 дополнительно удерживается с помощью устройства, позиционирующего каретку, установленного на корпусе струйного печатающего аппарата, и электрического контакта. Печатающая головка 1001 способна отсоединяться от каретки и заменяется, как только установленная краска израсходуется.

Печатающая головка 1001 представляет собой головку для эжектирования краски и состоит из опорной пластины 1100 с печатающими элементами, образованными краскоподающими отверстиями, расположенными на ней в линию; электромонтажной ленты 1300, которая образует тракт электрического сигнала, импортирующего электрический сигнал для эжектирования краски; элемента конструкции 1400 для хранения и подачи краски, образованного из формованной смолы, абсорбера краски 1500, в котором создается отрицательное давление для хранения краски, и элемента конструкции в виде крышки 1600.

Элемент конструкции 1400 для хранения и подачи краски выполняет функции резервуара для краски, так как имеет пространство для хранения абсорбера 1500, создающего отрицательное давление, для хранения в его внутреннем пространстве циановой, пурпурной (магенты) и желтой красок, и функцию подачи краски путем образования независимого протока краски для направления краски к краскоподающим отверстиям опорной пластины с печатающими элементами 1100. Краскоподающие отверстия, предназначенные для подачи краски к опорной пластине 1100 с печатающими элементами, образуются в нижнем по течению участке протока краски, где опорная пластина 1100 с печатающими элементами помещена вплотную к элементу конструкции 1400 для хранения и подачи краски, так что краскоподающие отверстия опорной пластины 1100 с печатающими элементами сообщаются с краскоподающими отверстиями 1200 элемента конструкции 1400 для хранения и подачи краски. На плоскости окружности, поблизости от краскоподающих отверстий 1200 помещена задняя поверхность части электромонтажной ленты 1300. Элемент конструкции в виде крышки 1600 приваривается к верхнему отверстию элемента конструкции 1400 для хранения и подачи краски, благодаря чему внутреннее пространство элемента конструкции 1400 для хранения и подачи краски изолировано. Элемент конструкции в виде крышки 1600 содержит прижим 1700 для удерживания печатающей головки в струйном печатающем аппарате.

На фиг.8 представлен вид еще одного примера разобранной на части печатающей головки, которую можно применять в настоящем изобретении. Так же как на фиг.7 печатающая головка, показанная на фиг.8, имеет резервуар с краской сборной конструкции. В печатающую головку 1001 можно устанавливать несколько красок различного цвета (например, циановую краску, пурпурную краску и желтую краску) и заменять, как только установленные краски израсходуются.

Печатающая головка 1001 представляет собой печатающую головку для эжектирования нескольких красок различного цвета (например, циановой краски, пурпурной краски и желтой краски) и состоит, например, из опорной пластины 1100 с печатающими элементами, образованными краскоподающими отверстиями для циановой, пурпурной и желтой красок, расположенными на ней по одной линии. Элемент конструкции 1400 для хранения и подачи краски выполняет функции резервуара для краски, хранения абсорберов 1501, 1502 и 1503, создающих отрицательное давление для хранения в его внутреннем пространстве циановой, пурпурной и желтой красок, и функцию подачи краски путем образования независимых протоков краски для направления соответствующих красок к краскоподающим отверстиям опорной пластины 1100 с пищущими элементами.

Печатающий блок

Примеры предпочтительного печатающего блока для осуществления печати с применением краски по настоящему изобретению включают в себя печатающий блок, который содержит участок хранения краски для хранения такой краски и печатающую головку. В частности, такие примеры включают в себя печатающий блок, в котором описанная выше печатающая головка в ответ на сигнал записи изображения вызывает воздействие тепловой энергии на краску, создавая при этом с помощью указанной энергии капельку краски.

Струйный печатающий аппарат

Пример печатающего аппарата, подходящего для осуществления печати с применением краски по настоящему изобретению, включает в себя печатающий аппарат, в котором тепловая энергия, соответствующая сигналу записи изображения, прикладывается к краске, находящейся в камере печатающей головки, содержащей участок хранения краски для хранения краски, чтобы посредством энергии создать капельку краски.

Принципиальная конструкция части механизма струйного печатающего аппарата будет описана ниже. Основной корпус печатающего аппарата состоит из участка подачи листов, участка транспортировки листов, участка каретки, участка освобождения листов (из захватов), участка очистки и наружной части конструктивного оформления, защищающей их и обеспечивающей их дизайн, каждый из которых играет свою роль в механизме. Схема каждого из них будет описана ниже.

На фиг.1 представлен вид в перспективе печатающего аппарата. На фигурах 2 и 3 представлен внутренний механизм основного корпуса печатающего аппарата в разобранном виде. На фиг.2 представлен вид в перспективе правого верхнего участка и на фиг.3 представлен вид в разрезе основного корпуса печатающего аппарата.

Когда листы подаются в печатающий аппарат, только заранее определенное количество носителя информации направляется на зажимающий участок, состоящий из листоподающего валика M2080 и листоотделяющего валика M2041 на участке подачи листов, включая лоток для подачи листов M2060. Направляемый носитель информации разделяется на участке с зажимом, и перемещается только часть носителя информации, находящаяся сверху. Носитель информации, направляемый на участок транспортировки листов, направляется прижимным роликовым держателем M3000 и откидным механизмом для перемещения бумаги M3030 к паре валиков, состоящей из перемещающего валика M3060 и прижимного валика M3070. Пара валиков, состоящая из перемещающего валика M3060 и прижимного валика M3070, приводится в движение и вращается мотором LFJ E0002, благодаря чему носитель информации перемещается через бумагоопорный валик M3040.

На участке с кареткой, где на носителе информации формируется изображение, печатающая головка H1001 (фиг.4) приводится в положение, формирующее изображение объекта, и на носитель информации эжектируется краска в соответствии с сигналом от электрической опорной пластины E0014. Подробное описание устройства печатающей головки H1001 будет дано позже. Хотя печать осуществляется печатающей головкой H1001, основная развертка изображения при печати, при которой каретка M4000 вводит данные в направлении колонки, и субразвертка изображения, при которой носитель информации перемещается в направлении рядов с помощью перемещающего валика M3060, поочередно повторяются, благодаря чему на носителе информации формируется изображение.

В результате носитель информации, на котором сформировано изображение, зажимается в зазоре между первым валиком для освобождения листов M3110 и зубчатым колесом M3120 на участке освобождения листов, перемещается и спускается в лоток для освобожденных листов M3160.

Когда насосу M5000 на участке очистки позволяют работать в таком режиме, что крышка M5010 приводится в плотный контакт с красковыпускным отверстием печатающей головки H1001 с целью очистки печатающей головки H1001 до и после печати изображения, лишняя краска и т.п. отсасывается из печатающей головки H1001. Остающаяся в крышке M5010 краска отсасывается с открытой крышки M5010, благодаря чему не происходит ни прилипания остающейся краски, ни последующего неблагоприятного воздействия.

Устройство печатающей головки

Устройство картриджа H1000 с головкой будет описано ниже. Картридж H1000 с головкой включает в себя печатающую головку H1001, устройство для установки резервуара с красками H1900 и устройство доставки краски из резервуара с красками H1900 к печатающей головке; устанавливается на каретке M4000 и является съемным.

На фиг.4 показано, как резервуар с красками H1900 устанавливается в картридж H1000 с головкой. Печатающий аппарат формирует изображения с помощью желтой, пурпурной, циановой, черной, бледно-пурпурной, бледно-циановой и зеленой красок, и, следовательно, резервуары с красками H1900 готовят независимо для семи цветов. Краска по настоящему изобретению применяется, по меньшей мере, в одной из упомянутых выше красок. Кроме того, как показано на фигуре, каждый резервуар с краской отсоединяется от картриджа H1000 с головкой. Резервуар с красками H1900 можно отсоединять в таком состоянии, когда картридж H1000 с головкой установлен на каретке M4000.

На фиг.5 показан вид в перспективе картриджа H1000 с головкой в разобранном виде. На фигуре картридж H1000 с головкой включает в себя первую опорную пластину с печатающими элементами H1100, вторую опорную пластину с печатающими элементами H1101, первую печатную форму H1200, вторую печатную форму H1400, электромонтажную опорную пластину H1300, держатель для резервуара H1500, элемент конструкции, образующий проток краски H1600, фильтр H1700 и уплотнительную резину H1800.

Каждая первая опорная пластина с печатающими элементами H1100 и вторая опорная пластина с печатающими элементами H1101 представляет собой опорную пластину из Si, содержащую множество печатающих элементов (сопел) для эжектирования краски, образованных с одной стороны с помощью фотолитографии. Электрическая проводка, изготовленная из Al или аналогичного материала, для снабжения энергией каждого печатающего элемента, образуется с помощью нанесения пленки, а множество протоков краски, соответствующих отдельным печатающим элементам, образуют также с помощью фотолитографии. Кроме того, краскоподающие отверстия для подачи краски к множеству протоков краски образуются так, чтобы открываться на задней поверхности.

На фиг.6 представлен увеличенный вид спереди, поясняющий устройство каждой из первых опорных пластин с печатающими элементами H1100 и вторых опорных пластин с печатающими элементами H1101. Условные символы от H2000 до H2600 обозначают ряды последовательно расположенных печатающих элементов (ниже также упоминаются как ряды последовательно расположенных сопел), соответствующих краскам различного цвета. Первая опорная пластина с печатающими элементами H1100 имеет ряды последовательно расположенных сопел для трех цветов: ряд последовательно расположенных сопел H2000, к которым подается желтая краска, ряд последовательно расположенных сопел Н2100, к которым подается пурпурная краска, и ряд последовательно расположенных сопел H2200, к которым подается циановая краска. Вторая опорная пластина с печатающими элементами H1101 имеет ряды последовательно расположенных сопел для четырех цветов: ряд последовательно расположенных сопел H2300, к которым подается бледно-циановая краска, ряд последовательно расположенных сопел H24000, к которым подается черная краска, ряд последовательно расположенных сопел H2500, к которым подается оранжевая краска, и ряд последовательно расположенных сопел H2600, к которым подается бледно-пурпурная краска.

Каждый ряд последовательно расположенных сопел состоит из 768 сопел, расположенных с интервалами 1200 т/дюйм (точек/дюйм; заданное значение) в направлении перемещения носителя информации, и каждое сопло эжектирует приблизительно 2 пиколитра краски. Проходное сечение в выпускном отверстии каждого сопла устанавливается равным приблизительно 100 мкм². Первая опорная пластина с печатающими элементами H1100 и вторая опорная пластина с печатающими элементами H1101 соединяются и прикрепляются к первой печатной форме H1200 с образованными на ней краскоподающими отверстиями H1201 для подачи краски к первой опорной пластине с печатающими элементами H1100 и ко второй опорной пластине с печатающими элементами H1101.

Вторая печатная форма H1400 с отверстиями также соединяется и прикрепляется к первой печатной форме H1200. Вторая печатная форма H1400 содержит электромонтажную опорную пластину H1300 так, что электромонтажная опорная пластина H1300, первая опорная пластина с печатающими элементами H1100 и вторая опорная пластина с печатающими элементами H1101 соединяются электрически.

К электромонтажной опорной пластине H1300 подводятся электрические сигналы, чтобы заставить каждое из сопел, образованных на первой опорной пластине с печатающими элементами H1100 и на второй опорной пластине с печатающими элементами H1101, эжектировать краску. Электромонтажная опорная пластина H1300 содержит: электрическую проводку, соответствующую каждой из указанных опорных пластин – первой опорной пластины с печатающими элементами H1010 и второй опорной пластины с печатающими элементами H1101; и вводной терминал для наружного сигнала H1301, который располагается на конечном участке электрической проводки для приема электрических сигналов от основного корпуса печатающего аппарата. Вводной терминал для наружного сигнала H1301 располагается и прикрепляется к задней стороне поверхности держателя резервуара H1500.

Элемент конструкции H1600, образующий проток для краски, прикрепляется, например, с помощью ультразвуковой сварки к держателю резервуара H1500 для фиксации резервуаров с красками H1900. Таким образом, образуется проток для краски H1501, проходящей от резервуаров с красками H1900 до первой печатной формы H1200.

Фильтр H1700 расположен со стороны резервуара с красками на конечном участке протока для краски H1501, входящего в соприкосновение с резервуарами для красок H1900 так, что фильтр H1700 предотвращает попадание пыли извне. Уплотняющая резина H1800 установлена на участке, на котором проток для краски H1501 соприкасается с резервуарами для красок H1900 для предотвращения испарения краски на данном участке.

Кроме того, как описано выше, картридж H1000 с головкой собирают с помощью клея или т.п. путем соединения участка с держателем резервуара, состоящего из держателя резервуара H1500, элемента конструкции H1000, образующего проток для краски, фильтра H1700 и уплотняющей резины H1800, с участком печатающей головки H1001, состоящим из первой опорной пластины с печатающими элементами H1100, второй опорной пластины с печатающими элементами H1101, первой печатной формы H1200, электромонтажной опорной пластины H1300 и второй печатной формы H1400.

Описание сделано здесь с выбором в качестве примера варианта осуществления печатающей головки по пузырьково-струйному (зарегистрированная торговая марка) способу, которая осуществляет печать с помощью электротермического преобразователя (печатающего элемента) для генерирования тепловой энергии, вызывающей пленочное кипение краски в соответствии с электрическим сигналом.

Что касается представленной схемы и принципа устройства, предпочтительно применять основные принципы, описанные, например, в патентах США 4723129 и 4740796. Способ применим к любому из устройств так называемого импульсного типа и так называемого непрерывного типа. В частности, способ эффективен для устройств импульсного типа по следующей причине. По меньшей мере, один управляющий сигнал, который соответствует информации, предназначенной для печати, и вызывает скачкообразное повышение температуры, превышающей температуру ядерного кипения, прикладывается к электротермическим преобразователям, расположенным в порядке, соответствующем протоку для жидкости, удерживающему жидкость (краску), при этом заставляя электротермический преобразователь генерировать тепловую энергию. Затем на поверхности печатающей головки, подвергающейся термическому воздействию, вызывается пленочное кипение. В результате в жидкости (краске) может образовываться пузырек воздуха так, чтобы выполнялось соотношение один к одному с управляющим сигналом. Рост и уменьшение пузырька воздуха выталкивает жидкость (краску) через отверстие для эжектирования, формируя при этом, по меньшей мере, одну каплю. Более предпочтительно, чтобы управляющий сигнал имел импульсную форму, так как рост и уменьшение пузырька воздуха можно осуществлять непосредственно и соответствующим образом и, следовательно, можно эжектировать жидкость (краску) с хорошей быстротой реагирования.

В качестве примера второго варианта осуществления струйного печатающего аппарата, использующего механическую энергию, можно сослаться на импульсную струйную печатающую головку, включающую в себя: соплообразующую опорную пластину, содержащую множество сопел; устройство, создающее давление, расположенное так, чтобы находиться напротив сопел, и состоящее из пьезоэлектрического материала и проводящего материала; и краски, заполняющей зоны, прилегающие к устройству, создающему давление, в котором для эжектирования небольшой капельки краски из сопла устройство, создающее давление, смещается под действием приложенного напряжения.

Струйный печатающий аппарат не ограничивается аппаратами, подобными описанным выше, в которых головка и резервуар с краской разделены, и может представлять собой аппарат, в котором головка и резервуар с краской объединены так, что они не отделяются друг от друга. Резервуар с краской может быть съемным или несъемным, объединенным с головкой, устанавливаемой на каретку, или может быть установлен на определенном участке аппарата для подачи краски к печатающей головке посредством краскоподающего элемента конструкции, такого как трубка. Когда резервуар с краской снабжен устройством для приложения к печатающей головке подходящего отрицательного давления, абсорбер можно расположить на участке хранения краски резервуара с краской, или резервуар с краской может иметь эластичную камеру для хранения краски и участок с пружиной для подачи смещения в направлении увеличения внутреннего объема камеры. Печатающий аппарат можно адаптировать для способа последовательной печати, как описано выше, или можно применять в форме построчно-печатающего принтера, получаемого путем расположения в линию печатающих элементов в диапазоне, соответствующем ширине носителя информации в целом.

ПРИМЕРЫ

Далее настоящее изобретение будет описано более подробно с помощью примеров и примеров для сравнения. Однако настоящее изобретение не ограничивается следующими примерами, за исключением примеров, отходящих от сущности настоящего изобретения. Если не оговорено особо, термин «часть», относящийся к каждому из компонентов краски, в примерах и примерах для сравнения означает «мас. частей».

Получение красящего материала

Получение типичного соединения 1

Соединение, представленное следующей формулой (A), добавляли к воде, в которую был добавлен гидроксид натрия, и растворяли при этом. К полученному раствору добавляли водный раствор нитрита натрия, тем самым, осуществляя диазотирование. Полученный непрозрачный раствор диазосоединения добавляли по каплям к водному щелочному раствору 6-амино-1-гидроксинафталин-3,5-дисульфоновой кислоты, осуществляя тем самым реакцию сочетания. Затем полученный продукт высаливали хлоридом натрия. Полученный высаливанием продукт фильтровали и промывали. Потом указанное выше соединение добавляли к воде, в которую был добавлен гидроксид натрия, и растворяли при этом. К полученному раствору добавляли хлористоводородную кислоту и нитрит натрия, осуществляя тем самым диазотирование. К такому непрозрачному раствору диазосоединения добавляли 8-амино-1-гидроксинафталин-3,6-дисульфоновую кислоту и затем карбонат натрия. Полученную смесь перемешивали в течение ночи, получая при этом реакционный раствор A. Затем 1-амино-2-бензолсульфоновую кислоту добавляли к воде, в которую был добавлен гидроксид натрия, и растворяли при этом. К полученному раствору добавляли водный раствор нитрита натрия, тем самым, осуществляя диазотирование. Полученный непрозрачный раствор диазосоединения добавляли по каплям к водному щелочному раствору 6-амино-1-гидроксинафталин-3-сульфоновой кислоты, осуществляя тем самым реакцию сочетания. Затем полученный продукт высаливали хлоридом натрия. Полученный высаливанием продукт фильтровали и промывали. Потом полученное выше соединение добавляли к воде, в которую был добавлен гидроксид натрия, и растворяли при этом. К полученному раствору добавляли хлористоводородную кислоту и нитрит натрия, осуществляя тем самым диазотирование. Полученный непрозрачный раствор диазосоединения добавляли к описанному выше реакционному раствору A, осуществляя тем самым реакцию сочетания. Затем полученный продукт высаливали хлоридом натрия. Полученный высаливанием продукт фильтровали и промывали, получая при этом типичное соединение 1.

Формула (A)

Типичное соединение 1

Получение типичного соединения 2

Соединение, представленное следующей формулой (B), добавляли к воде, в которую был добавлен карбонат натрия, и растворяли при этом. К полученному раствору добавляли хлористоводородную кислоту и нитрит натрия, тем самым, осуществляя диазотирование. К полученному непрозрачному раствору диазосоединения добавляли по каплям водный раствор 6-фениламино-1-гидроксинафталин-3-сульфоновой кислоты, и растворяли в присутствии карбоната натрия, получая при этом раствор (B). Затем 2-аминосульфоновую кислоту растворяли в присутствии гидроксида натрия и к полученному раствору добавляли хлористоводородную кислоту и нитрит натрия, осуществляя тем самым диазотирование. Затем 6-амино-1-гидроксинафталин-3-сульфоновую кислоту растворяли в присутствии гидроксида натрия и к полученному раствору добавляли уксусный ангидрид, осуществляя тем самым ацетилирование. К полученному раствору добавляли по каплям описанный выше непрозрачный раствор диазосоединения в присутствии карбоната натрия, осуществляя тем самым реакцию сочетания и получая при этом реакционный раствор (B). К полученному реакционному раствору (B) добавляли гидроксид натрия с последующим добавлением хлорида натрия для осаждения соли, получая при этом соединение. Полученное соединение растворяли в воде в присутствии гидроксида натрия и к полученному раствору добавляли хлористоводородную кислоту и нитрит натрия, осуществляя тем самым диазотирование. К полученному непрозрачному раствору диазосоединения по каплям добавляли раствор (B) в присутствии карбоната натрия, завершая тем самым реакцию сочетания и получая при этом реакционную жидкость. Затем полученную реакционную жидкость высаливали хлоридом натрия, полученный продукт отфильтровывали, получая при этом соединение (B). К N,N-диметилформамиду добавляли 2-нитро-4-крезол, толуол и гидроксид калия, причем воду отгоняли путем образования азеотропа с толуолом. К полученному продукту добавляли по каплям пропансультон, с последующим добавлением гидроксида натрия. Полученный раствор концентрировали и затем к концентрату в автоклаве добавляли палладированный уголь. В автоклав вводили газообразный водород, получая при этом раствор. К полученному раствору добавляли хлористоводородную кислоту и нитрит натрия, осуществляя тем самым диазотирование. К полученному реакционному продукту добавляли по каплям раствор (B), при этом завершая реакцию сочетания в присутствии гидроксида натрия и получая при этом реакционный раствор. К полученному реакционному раствору добавляли хлористоводородную кислоту и нитрит натрия, осуществляя тем самым диазотирование. Полученный непрозрачный раствор диазосоединения добавляли к водному раствору, в котором был растворен описанный выше реакционный раствор (B), завершая при этом реакцию сочетания. Затем полученный продукт высаливали хлоридом натрия. Полученный высаливанием продукт фильтровали и промывали, получая при этом типичное соединение 2.

Формула (B)

Типичное соединение 2

Получение краски

Компоненты, приведенные ниже в таблице 3, смешивали и перемешивали в достаточной степени. После чего полученную смесь фильтровали через мембранный фильтр с размером пор 0,2 мкм под давлением, получая при этом черные краски от 1 до 9.

Измеряли pH (первоначальный) и pH (после хранения) черных красок от 1 до 9 в описанных ниже условиях. Результаты измерения pH приведены в таблице 3.

(А) pH (первоначальный)

Первоначальный pH краски измеряли с помощью pH-метра. Показатели pH (первоначального) были следующие.

A: pH от 9,0 или менее

B: pH, превышающий 9,0 и 9,5 или менее

C: pH, превышающий 9,5

(B) pH (после хранения)

Краску помещали в тефлоновый сосуд и хранили в течение 10 дней при 60°C. pH краски после хранения измеряли с помощью pH-метра. Показатели pH (после хранения) были следующие.

A: pH 9,0 или менее

B: pH, превышающий 9,0 и 9,5 или менее

C: pH, превышающий 9,5

Проведение оценки

Полученные выше черные краски от 1 до 9 в указанном порядке устанавливали в струйный принтер (модифицированный аппарат PIXUS 950i производства компании Canon Inc.), который представляет собой импульсный струйный печатающий аппарат, в котором в качестве источника энергии для эжектирования краски применяется нагревательный элемент. Оценивали следующие параметры.

Оптическая плотность

В описанный выше принтер заправляли краску. Печать при 100% режиме загрузки осуществляли на глянцевом носителе информации PR101 для струйной печати (производства компании Canon Inc.) с последующей сушкой в течение 24 часов. Затем оценивали изображения в отношении оптической плотности. Для измерения применяли спектрофотометр (Spectorolino; производства компании Gretag Macbeth). Критерии оценки оптической плотности были следующие. Результаты оценки приведены в таблице 4.

A: Оптическая плотность от 2,1 или более

B: Оптическая плотность от 1,9 или более и от 2,1 или менее

C: Оптическая плотность менее 1,9

(2) Цвет

В описанный выше принтер заправляли краску. Печать при 100% режиме загрузки осуществляли на глянцевом носителе информации PR101 для струйной печати (производства компании Canon Inc.) с последующей сушкой в течение 24 часов. Затем проводили оценку изображений в отношении C*. Для измерения применяли спектрофотометр (Spectorolino; производства компании Gretag Macbeth). Критерии оценки оптической плотности приведены ниже. Результаты оценки приведены в таблице 4.

A: C* менее 10

B: C* от 10 или более и 20 или менее

C: C* от 20 или более

(3) Прилипаемость при извлечении

Краску заправляли в печатающую головку. Участок с печатающей головкой демонтировали и выходную эжекционную часть подвергали воздействию окружающей атмосферы, оставляя в течение 2 недель в условиях окружающей среды при температуре 35°C и влажности 10%. Затем печатающую головку заново присоединяли к корпусу принтера для проведения оценки прилипаемости при извлечении. Критерии оценки прилипаемости при извлечении приведены ниже. Результаты оценки приведены в таблице 4.

A: После присоединения головки, все сопла без проблем возвращались в исходное положение и были способны к эжекции после 2 продувок.

B: После присоединения головки все сопла без проблем возвращались в исходное положение и были способны к эжекции после 3 или 4 продувок.

C: После присоединения головки через некоторые из сопел нельзя было осуществлять эжекцию даже после 5 или более продувок.

(4) Стабильность свойств при хранении

Краску помещали в тефлоновый сосуд и хранили в течение 10 дней при 60°C. Измеряли спектр поглощения краски до и после хранения, в соответствии с чем по интенсивности пика, соответствующего максимуму поглощения, вычисляли остаточный коэффициент. Для измерения интенсивности пика, соответствующего максимуму поглощения, применяли спектрофотометр (торговая марка: U-3300; производства компании Hitachi Ltd.). Измерение осуществляли в диапазоне от 380 нм до 780 нм. Измерения для краски проводили после 2000-кратного разбавления чистой водой. Критерии оценки стабильности свойств при хранении приведены ниже. Результаты оценки приведены в таблице 4.

A: Остаточный коэффициент интенсивности пика, соответствующего максимуму поглощения, составлял 99% или более

B: Остаточный коэффициент интенсивности пика, соответствующего максимуму поглощения, составлял 95% или более и менее 99%.

C: Остаточный коэффициент интенсивности пика, соответствующего максимуму поглощения, составлял менее 95%.

Как можно видеть из примеров 2 и 3 и примера для сравнения 2, удерживающее влагу азотсодержащее соединение улучшает прилипаемость при извлечении. Как можно видеть из примеров 2 и 4 и примера для сравнения 3, если первоначальный pH и pH краски после хранения составляют 9,5 или менее, фактически не происходит изменения цвета, и если значения pH составляют 9,0 или менее, вообще не происходит изменения цвета. Как можно видеть из примера 5 и примера для сравнения 1, если в краску добавляют буфер, повышение pH подавляется, даже если присутствует вещество, которое повышает pH в результате хранения, такое как мочевина. В результате изменения цвета фактически не происходит. Как можно видеть из примеров 1, 3 и 6, если концентрация красящего материала предпочтительно составляет 3% или более, оптическая плотность более высокая. Кроме того, объединение типичного соединения 1 с типичным соединением 2 и красителем C.I. Direct Orange 39 обеспечивает предпочтительную черную краску с меньшим значением C*.

Набор печатных красок

Если набор печатных красок закупоривается одной крышкой, предполагается, что поскольку внутреннее пространство под крышкой полностью заполняется летучими компонентами красок, составляющих набор печатных красок, летучие компоненты других красок смешиваются с черной краской по настоящему изобретению. Имея в виду данное обстоятельство, был проведен следующий модельный эксперимент.

Целью модельного эксперимента было выяснение того, подвергается ли черная краска негативным воздействиям, вызванным описанным выше смешением летучих компонентов с черной краской, когда внутреннее пространство под крышкой фактически заполнено летучими компонентами. Эксперимент осуществляли исходя из идеи, что такое же явление происходит, когда набор печатных красок фактически закупорен с помощью одной и той же крышки.

Авторы настоящего изобретения выяснили, что когда нерабочее время в закупоренном состоянии представляет собой длительный срок, например один год, такое же явление, как явление в модельном эксперименте, происходит в значительной степени. Чтобы вызвать описанное выше явление в течение короткого периода времени, модельный эксперимент проводили согласно описанной выше схеме.

Получение красящего материала в виде циановой краски

(Красящий материал A)

(1) Синтез тетранатриевой соли тетрасульфоната

фталоцианина меди (формулы (C))

Формула (C)

Сульфолан, 4-сульфофталат мононатрия, хлорид аммония, мочевину, молибдат аммония и хлорид меди (II) смешивали, перемешивали и промывали метанолом. После чего к полученному продукту добавляли воду и применяли водный раствор гидроксида натрия для доведения pH раствора до 11. При перемешивании к полученному раствору добавляли водный раствор хлористоводородной кислоты и затем постепенно добавляли хлорид натрия для осаждения кристаллов. Полученные кристаллы отфильтровывали и промывали 20%-ным водным раствором хлорида натрия и затем добавляли метанол. Выпавшие в осадок кристаллы отфильтровывали, промывали 70%-ным водным раствором метанола и сушили, получая при этом тетранатриевую соль тетрасульфоната фталоцианина меди (формула C) в виде голубых кристаллов.

(2) Синтез хлорида тетрасульфоната фталоцианина меди

(формулы (D))

Формула (D)

Полученную таким образом тетранатриевую соль тетрасульфоната фталоцианина меди (формула(C) постепенно добавляли к хлорсульфоновой кислоте и затем по каплям добавляли тионилхлорид для осуществления реакции. После чего охлаждали реакционный раствор и выпавшие в осадок кристаллы отфильтровывали, получая при этом влажный осадок хлорида тетрасульфонового фталоцианина меди формулы (D).

(3) Синтез следующего соединения X (формулы (E))

Формула (E)

Lipal OH, хлорангидрид циануровой кислоты и мононатриевую соль анилин-2,5-дисульфоната добавляли в ледяную воду и давали возможность взаимодействовать по мере того, как добавляли водный раствор гидроксида натрия. Затем к реакционному раствору добавляли водный раствор гидроксида натрия, доводя pH реакционного раствора до 10. Для осуществления реакции к реакционному раствору добавляли 28%-ную аммиачную воду и этилендиамин. Для осаждения кристаллов к полученному реакционному раствору добавляли хлорид натрия и концентрированную хлористоводородную кислоту. Выпавшие в осадок кристаллы отфильтровывали, разделяли на фракции и промывали 20%-ным водным раствором хлорида натрия, получая при этом влажный осадок. К полученному влажному осадку добавляли метанол и воду и всю систему в целом фильтровали, промывали метанолом и сушили, получая при этом соединение X формулы (E).

(4) Синтез красящего материала A

Влажный осадок хлорида тетрасульфонового фталоцианина меди (формулы (D)), синтезированный в упомянутом выше п.(2), добавляли к ледяной воде и всю систему в целом перемешивали, получая при этом суспензию. Для осуществления реакции к суспензии добавляли аммиачную воду и соединение X (формулы (E)), синтезированное по п.(3). Для осаждения кристаллов к смеси добавляли воду и хлорид натрия. Полученные кристаллы отфильтровывали, промывали водным раствором хлорида натрия, еще раз отфильтровывали, промывали и сушили, получая при этом красящий материал A в виде голубых кристаллов.

Красящий материал A

(В красящем материале A l равно от 0 до 2, m равно от 1 до 3 и n равно от 1 до 3 (при условии, что l+m+n=3 до 4); и положения, в которых присутствуют заместители, представляют собой 4- или 4-положения.)

Получение красящего материала в виде пурпурной краски

Красящий материал В

Соединению, представленному следующей формулой (F), карбонату натрия и этилбензоилацетату давали возможность взаимодействовать друг с другом в ксилоле, полученный продукт фильтровали и промывали. Для осуществления реакции к полученному продукту последовательно добавляли м-аминоацетанилид, ацетат меди и карбонат натрия в N,N-диметилформамиде и полученный продукт фильтровали и промывали. Полученный продукт подвергали сульфированию в дымящейся серной кислоте, полученный продукт фильтровали и промывали. Полученный продукт подвергали реакции конденсации с хлорангидридом циануровой кислоты в присутствии гидроксида натрия. К реакционной жидкости добавляли антраниловую (аминобензойную) кислоту для осуществления реакции конденсации в присутствии гидроксида натрия. Полученный продукт фильтровали и промывали, получая при этом красящий материал B.

Формула (F)

Красящий материал В

Получение набора печатных красок

Соответствующие компоненты, указанные ниже в таблице 5, смешивали и в достаточной степени перемешивали. После чего полученный продукт фильтровали через мембранный фильтр с размером пор 0,2 мкм под давлением, получая при этом циановые краски 1 и 2 и пурпурные краски 1 и 2.

В настоящем изобретении набор печатных красок изготавливают путем объединения черной краски, циановой краски и пурпурной краски. Безусловно, что настоящее изобретение не ограничивается указанными красками.

Наборы печатных красок по примеру 7 и примеру для сравнения 4 изготавливали с применением циановой краски и пурпурной краски согласно таблице 5 и описанной выше черной краски 4 в сочетании, приведенном ниже в таблице 6.

Проведение оценки

Краски, составляющие набор печатных красок по примеру 7, загружали в соответствующие 50 мл химические стаканы. Указанные химические стаканы вставляли в сосуд, изготовленный из полипропилена, который затем запечатывали. Указанный полипропиленовый сосуд оставляли стоять в течение одного месяца в условиях окружающей среды при температуре 24°C. Спустя один месяц черную краску, представляющую собой набор печатных красок по примеру 7, заправляли в струйный принтер (модифицированный аппарат PIXUS 950i производства компании Canon Inc.) и осуществляли печать при 100% режиме загрузки на носителе информации, который представлял собой глянцевый носитель информации PR101 для струйной печати (производства компании Canon Inc.). Аналогичные стадии проводили для набора печатных красок по примеру для сравнения 4.

При исследовании полученного напечатанного продукта установили, что в примере 7 распечатка напечатанного продукта, произведенного с применением краски, полученной до того, как краску оставили стоять, при визуальном наблюдении фактически не отличалась от распечатки напечатанного продукта, произведенного с применением краски, полученной после того, как краску оставили стоять. В отличие от этого в примере для сравнения 4 при визуальном наблюдении подтвердилось изменение цвета, возникающее между распечатками напечатанного продукта, произведенного с применением краски, полученной до того, как краску оставили стоять, и распечатки напечатанного продукта, произведенного с применением краски, полученной после того, как краску оставили стоять.

Данная заявка претендует на приоритет каждой из следующих заявок: заявки на японский патент № 2004-196445, зарегистрированной 2 июля 2004 г., и заявки на японский патент № 2005-192200, зарегистрированной 30 июня 2005 г., которые включены здесь путем ссылки.

Формула изобретения

1. Черная краска для краскоструйной печати, содержащая, по меньшей мере, соединение, представленное следующей общей формулой (I), или его соль, отличающаяся тем, что черная краска для краскоструйной печати дополнительно содержит, по меньшей мере, азотсодержащее соединение, удерживающее влагу, и рН краски и рН краски после хранения в течение 10 дней в условиях окружающей среды при температуре 60°С составляют 9,0 или менее:

общая формула (I)

в которой каждый из R₁, R₂, R₃ и R₄ независимо представляет собой атом водорода; гидроксильную группу; аминогруппу; карбоксильную группу; сульфоновую группу; алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; алкоксигруппу, замещенную гидроксильной группой, алкоксигруппой, содержащей от 1 до 4 атомов углерода, сульфоновой группой или карбоксильной группой; алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода, которая может быть дополнительно замещена карбоксильной группой или сульфоновой группой; или аминогруппу, замещенную фенильной группой, алкильной группой или ацильной группой, и n равно 0 или 1.

2. Черная краска для краскоструйной печати по п.1, дополнительно содержащая соединение, представленное следующей общей формулой (II), или его соль:

общая формула (II)

в которой каждый из R₁ и R₂, независимо представляет собой атом водорода; гидроксильную группу; аминогруппу; карбоксильную группу; сульфоновую группу; алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; или алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; и R₃ и R₄ представляют собой атом водорода; алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; гидроксильную группу; алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода, которая может быть замещена гидроксильной группой или алкоксигруппой, содержащей от 1 до 4 атомов углерода; алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода, которая может быть замещена гидроксильной группой, алкоксигруппой содержащей от 1 до 4 атомов углерода, сульфоновой группой или карбоксильной группой; или аминогруппу, замещенную алкильной группой или ацильной группой, и n равно 0 или 1.

3. Черная краска для краскоструйной печати по п.1, дополнительно содержащая, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из конденсированного красителя или его соли, соединения, представленного следующей общей формулой (III), и соединения, представленного следующей общей формулой (IV), и красителя, получаемого восстановлением конденсированного красителя или его соли, в котором противоион красителя после конденсации или восстановления представляет собой ион водорода, ион щелочного металла, катион органического амина или ион аммония:

общая формула (III)

в которой М представляет собой атом водорода или атом щелочного металла,

общая формула (IV)

в которой каждый из R₁, R₂, R₃, R₄ и R₅ независимо представляет собой атом водорода; атом галогена; гидроксильную группу; сульфоновую группу; карбоксильную группу; алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; или алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода.

4. Черная краска для краскоструйной печати по п.1, в которой удерживающее влагу азотсодержащее соединение представляет собой этиленмочевину или 2-пирролидон.

5. Черная краска для краскоструйной печати по п.1, дополнительно содержащая рН-буфер.

6. Способ краскоструйной печати, включающий в себя эжектирование краски с помощью краскоструйного способа, в котором краска содержит черную краску для краскоструйной печати по п.1.

7. Картридж для краски, содержащий участок хранения краски для хранения краски, в котором краска содержит черную краску для краскоструйной печати по п.1.

8. Печатающий блок, содержащий участок хранения краски для хранения краски и печатающую головку для эжектирования краски, в котором краска содержит черную краску для краскоструйной печати по п.1.

9. Струйный печатающий аппарат, содержащий участок хранения краски для хранения краски и печатающую головку для эжектирования краски, в котором краска содержит черную краску для краскоструйной печати по п.1.

РИСУНКИ