Патент на изобретение №2346019

(54) ЧЕРНЫЕ ЧЕРНИЛА ДЛЯ СТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ, НАБОР ЧЕРНИЛ, СПОСОБ СТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ, ЧЕРНИЛЬНЫЙ КАРТРИДЖ, ПЕЧАТАЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к краске для струйной печати. Описывается черная краска для струйной печати, включающая красящее соединение формулой (I), или его соль и водорастворимый органический растворитель, имеющий относительную диэлектрическую проницаемость 30,0-70,0 при 20°С и способный растворять указанное красящее соединение в количестве от 1,0 мас.%, при 25°С, при его содержании 50 мас.%, или больше от массы всех водорастворимых органических растворителей, содержащихся в черных чернилах для струйной печати:

Общая формула (I)

где R₁ и R₂ – атом водорода или сульфонильная группа; R₃ и R₄ С_1-4-алкил или алкоксил, которые могут быть замещены сульфоновой группой; n равно 0 или 1. Предложенные черные чернила для струйной печати обладают повышенной устойчивостью к атмосферным условиям, повышенной оптической плотностью и обеспечивают восстановление свойств прилипания сопел печатающей головки. 5 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 7 табл.

Данное изобретение касается черных чернил для струйной печати, набора чернил, способа струйной печати, чернильного картриджа, печатающего элемента и устройства для струйной печати.

Способ струйной печати представляет собой способ печати с нанесением мелких чернильных капель с помощью рабочих принципов различных типов на любую регистрирующую среду, такую как бумага для регистрации изображений, писем или знаков и так далее. Также способ струйной печати имеет характерные признаки, такие, что легко осуществляется высокоскоростная малошумная и многоцветная печать, печатные образцы могут иметь значительную универсальность, а также проявление и фиксация не являются необходимыми. Соответственно, в последние годы такой способ начинает широко использоваться в различных применениях в качестве печатающего устройства, которое дает множество изображений, включая в себя информационное оборудование. Кроме того, изображения, выполненные с помощью способа многоцветной струйной печати, могут также обеспечивать печать, которая выдерживает сравнение с многоцветной печатью, выполненной с помощью графического способа, и отпечатками, полученными с помощью способа цветной фотографии. При печати на небольшом числе листов такие изображения являются более дешевыми, чем обычные многоцветные отпечатки или фотографические отпечатки. По данным причинам способ струйной печати широко применяется в области печати полноцветных изображений.

В последние годы в качестве регистрирующих сред для струйной печати также применяются регистрирующие среды, в которых пористый материал, такой как оксид алюминия или оксид кремния, используется в качестве принимающего чернила материала, чтобы достичь качества изображения, сравнимого или более высокого, чем качество фотографий с галогенидом серебра. В частности, регистрирующая среда, использующая гидрат оксида алюминия, может обеспечить хорошую фиксацию цветных материалов, имеющих отрицательные электрические заряды в чернилах, так как гидрат оксида алюминия имеет положительный электрический заряд, и может обеспечивать хорошие цветные проявленные изображения. Таким образом, такая регистрирующая среда имеет преимущество, заключающееся в том, что она более предпочтительна, чем обычные регистрирующие среды, с точки зрения качества изображения и глянца, особенно в полноцветных изображениях.

Чернила, используемые в способе струйной печати, должны иметь надежность для струйной пригодности и, кроме того, чтобы обеспечивать печатные изображения с достаточной оптической плотностью, иметь хорошие характеристики сушки, не вызывать клякс в печатных изображениях, не вызывать разливов печатных изображений даже при контакте с водой, спиртом или подобным, давать печатные изображения, имеющие хорошую способность переносить атмосферные условия и так далее. В частности, очень строго требуется, чтобы печатные изображения имели хорошую способность переносить атмосферные условия. Способность переносить атмосферные условия представляет собой устойчивость изображения к тому, что печатные изображения не претерпевают изменения цвета или обесцвечивания от солнечного света или освещения различных типов (т.е. световая устойчивость), или что печатные изображения не претерпевают изменения цвета или обесцвечивания из-за окислительных газов (таких как озон, NO_х и SO_х), содержащихся в воздухе в следовых количествах (т.е. газоустойчивость).

Что касается устойчивости изображений, в качестве таковой до настоящего времени главным образом рассматривали обесцвечивание от солнечного света или освещения различных типов (т.е. световая устойчивость), и проблему такого обесцвечивания пытались решать использованием красок, имеющих хорошую световую устойчивость. Однако, так как в последние годы изготавливают изображения, имеющие более высокое качество изображения, увеличилась возможность демонстрировать изображения в комнатах. Поэтому изменение цвета или обесцвечивание, вызываемые окислительными газами, содержащимися в воздухе (или газоустойчивость), рассматриваются как важная проблема наряду со световой устойчивостью.

В последние годы в качестве регистрирующей среды для струйной печати также применяют регистрирующую среду, в которой на основной бумаге образуется принимающий чернила слой, содержащий пигмент и связующее, чтобы улучшать резкость цвета чернил, воспроизводимость цветового тона и оптическую плотность. Однако данную среду желательно улучшить в отношении газоустойчивости, так как изображения, создаваемые на такой регистрирующей среде, могут демонстрировать серьезное изменение цвета или обесцвечивание.

Японский патент № 02919615 и японская патентная публикация №Н08-26263 описывают предложение, как улучшить цветовой тон и исправить изменение цвета или обесцвечивание из-за газа, содержащего озон. Однако в последние годы такая газоустойчивость требует большего улучшения в способе струйной печати, который может давать печатные изображения, имеющие очень высокое качество изображений, которое сравнимо с качеством фотографий с галогенидами серебра.

Кроме улучшения устойчивости изображения, также требуется улучшать плотность изображения (оптическую плотность), чтобы достичь достаточной градации и глубины области тени в случае, когда изображения создаются на регистрирующей среде, в которой пористый материал, такой как оксид алюминия или оксид кремния, используется в качестве принимающего чернила материала.

Японская опубликованная патентная заявка № 2000-290552 описывает предложение, как использовать чернила, содержащие два особых типа красок, чтобы улучшить плотность изображения. Японская опубликованная патентная заявка № 2000-318300 также описывает предложение, в котором действующий агент, содержащий полимерное вещество, наносят на регистрирующую среду и после этого чернила, содержащие красящий материал, наносят на регистрирующую среду, заставляя красящий материал агрегировать таким образом, что плотность изображения может улучшаться. Японские опубликованные патентные заявки № 2002-275380 и № 2003-292808 дополнительно описывают предложение, как улучшить плотность изображения использованием нового дисазо- или трисазокрасителя.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В связи с требованием в последние годы большей долговечности и более высокого качества проводятся исследования чернил, имеющих лучшую устойчивость изображения и также многообещающую оптическую плотность.

Соответственно, авторы настоящего изобретения выполнили интенсивные исследования и в результате таких исследований обнаружили, что соединение, выраженное следующей общей формулой (I), имеет достаточную устойчивость изображения, а также обещает относительно лучшую оптическую плотность.

Однако соединение, выраженное следующей общей формулой (I), может иметь недостаточное сопротивление залипанию сопел печатающей головки в зависимости от того, как оно будет использоваться. Также соединение, выраженное следующей общей формулой (I), хотя обещает относительно лучшую оптическую плотность, необходимо заставлять достигать более высокой оптической плотности.

Общая формула (I)

(В общей формуле (I) R₁ и R₂ каждый независимо представляет собой атом водорода, гидроксильную группу, аминогруппу, карбоксильную группу, сульфоновую группу, алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, или алкоксильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода; и R₃ и R₄ каждый независимо представляет собой атом водорода, алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, алкоксильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, гидроксильную группу, алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, которые могут быть замещены гидроксильной группой или алкоксильной группой, имеющей от 1 до 4 атомов углерода, алкоксильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, которые могут быть замещены гидроксильной группой, алкоксильной группой, имеющей от 1 до 4 атомов углерода, сульфоновой группой или карбоксильной группой, или аминогруппу, которая замещена алкильной группой или ацильной группой; и n равно 0 или 1.)

Следовательно, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить черные чернила для струйной печати, которые могут улучшить способность переносить атмосферные условия, оптическую плотность и сопротивление залипанию сопел печатающей головки.

Другие задачи настоящего изобретения состоят в том, чтобы обеспечить набор чернил, способ струйной печати, печатающий элемент, чернильный картридж и устройство для струйной печати, каждое из которых использует данные черные чернила для струйной печати.

Вышеуказанные задачи достигаются описанным ниже изобретением. То есть согласно одному аспекту настоящего изобретения черные чернила для струйной печати, содержат, по меньшей мере, красящий материал и водорастворимый органический растворитель, где красящий материал содержит соединение, выраженное общей формулой (I), или его соль, и где водорастворимый органический растворитель представляет собой водорастворимый органический растворитель, имеющий относительную диэлектрическую проницаемость от 30,0 или больше до менее чем 70,0 при 20°С и способный растворять соединение, выраженное общей формулой (I), или его соль, в количестве 1,0 мас.% или больше при 25°С, и присутствует в содержании 50,0 мас.% или больше относительно суммарного содержания всех водорастворимых органических растворителей, содержащихся в черных чернилах для струйной печати:

Общая формула (I)

в которой R₁ и R₂ каждый независимо представляет собой атом водорода, гидроксильную группу, аминогруппу, карбоксильную группу, сульфоновую группу, алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, или алкоксильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода; и R₃ и R₄ каждый независимо представляет собой атом водорода, алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, алкоксильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, гидроксильную группу, алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, которые могут быть замещены гидроксильной группой или алкоксильной группой, имеющей от 1 до 4 атомов углерода, алкоксильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, которые могут быть замещены гидроксильной группой, алкоксильной группой, имеющей от 1 до 4 атомов углерода, сульфоновой группой или карбоксильной группой, или аминогруппу, которая замещена алкильной группой или ацильной группой; и n равно 0 или 1.)

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предлагается набор чернил, содержащий множество чернил, который содержит черные чернила для струйной печати, имеющие вышеописанный состав, в качестве черных чернил.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предлагается способ струйной печати, содержащий выбрасывание чернил посредством струйного способа, где чернила содержат черные чернила для струйной печати, имеющие вышеописанный состав.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предлагается чернильный картридж, содержащий порцию хранящихся чернил, для хранения чернил, в котором чернила содержат черные чернила для струйной печати, имеющие вышеописанный состав.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предлагается печатающий элемент, содержащий порцию хранящихся чернил для хранения чернил и печатающую головку для выбрасывания чернил, в котором чернила содержат черные чернила для струйной печати, имеющие вышеописанный состав.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предлагается устройство для струйной печати, содержащее порцию хранящихся чернил для хранения чернил и печатающую головку для выбрасывания чернил, в котором чернила содержат черные чернила для струйной печати, имеющие вышеописанный состав.

Согласно настоящему изобретению, оно может предложить чернила, которые имеют достаточную способность переносить атмосферные условия и могут образовывать изображения или пятна, имеющие высокую оптическую плотность, и, более предпочтительно, черные чернила для струйной печати, также имеющие превосходное сопротивление залипанию сопел печатающей головки. Применение таких чернил может дополнительно обеспечить печатные изображения, имеющие превосходную способность переносить атмосферные условия, и печатные изображения, имеющие высокую плотность печати.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой вид в перспективе регистрирующего устройства;

Фиг.2 представляет собой вид в перспективе части механизма регистрирующего устройства;

Фиг.3 представляет собой вид в разрезе регистрирующего устройства;

Фиг.4 представляет собой вид в перспективе, показывающий состояние, в котором чернильный бачок прикреплен на картридже головки;

Фиг.5 представляет собой разобранный вид в перспективе картриджа головки; и

Фиг.6 представляет собой вид спереди, показывающий подложку регистрирующего элемента картриджа головки.

ЛУЧШИЙ СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ДАННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение будет подробно описано ниже посредством предпочтительных вариантов осуществления.

В настоящем изобретении, когда красящий материал представляет собой соль, данная соль диссоциирует на ионы в чернилах, но это состояние для удобства выражается фразой “содержит соль”.

Что касается причины применения черных чернил для струйной печати (далее также просто “чернила”), которые содержат соединение, выраженное общей формулой (I), или его соль и дополнительно содержат особый водорастворимый органический растворитель в особой пропорции композиции, авторы настоящего изобретения предлагают ее, как устанавливается ниже.

Красящий материал, содержащийся в чернилах, выбрасываемых печатающей головкой, адсорбируется на регистрирующей среде после нанесения чернил на регистрирующую среду. В частности, когда изображения образуются на регистрирующей среде, имеющей в качестве принимающего чернила материала пористый материал, имеющий катионные электрические заряды, используя чернила, содержащие красящий материал, имеющий анионные электрические заряды, считается, что происходит следующее явление. После нанесения чернил на регистрирующую среду, красящий материал, имеющий анионные электрические заряды, который содержится в чернилах, выбрасываемых печатающей головкой, вызывает сильную адсорбцию на пористом материале, имеющем катионные электрические заряды. В результате красящий материал и водная среда, содержащиеся в чернилах, претерпевают определенный тип разделения твердое тело-жидкость. Более конкретно, красящий материал фиксируется в части поверхностного слоя, и его окрестности, принимающего чернила слоя. С другой стороны, водная среда, имеющая меньший заряд, проникает в регистрирующую среду в направлении ее глубины.

Теперь, чтобы получить изображения, имеющие высокую оптическую плотность, важны следующие три момента.

(1) Красящий материал имеет высокую мольную абсорбционную способность.

(2) Чтобы улучшить коэффициент пропускания света, материал, который образует принимающий чернила слой регистрирующей среды, является неограниченно прозрачным для видимого света.

(3) Плотность красящего материала выше в принимающем чернила слое регистрирующей среды.

То есть, если красящий материал может фиксироваться на части поверхностного слоя, и его окрестности насколько возможно, принимающего чернила слоя после нанесения чернил на регистрирующую среду, плотность красящего материала может быть выше, избегая при этом любого влияния вследствие затуманивания материала, который образует принимающий чернила слой. Следовательно, это делает возможным достижение высокой оптической плотности.

Соответственно, авторы настоящего изобретения провели изучение различных водорастворимых органических растворителей, обычно применяемых в черных чернилах для струйной печати, и соотношения между каждым водорастворимым органическим растворителем, содержащимся в чернилах, и степенью, в которой красящий материал, содержащийся в чернилах, проникает в регистрирующую среду в направлении ее глубины (т.е. глубину проникания). В результате оказалось, что чернила, содержащие водорастворимый органический растворитель, имеющий высокую относительную диэлектрическую проницаемость, имеют меньшую степень, с которой красящий материал, содержащийся в чернилах, проникает в регистрирующую среду в направлении ее глубины (т.е. глубину проникания), чем чернила, содержащие водорастворимый органический растворитель, имеющий низкую относительную диэлектрическую проницаемость.

Что касается причины, почему происходит вышеописанное явление, авторы настоящего изобретения предлагают ее, как установлено ниже. Водорастворимый органический растворитель, имеющий высокую относительную диэлектрическую проницаемость, поляризуется в высокой степени и, следовательно, когда водорастворимый органический растворитель проникает в принимающий чернила слой регистрирующей среды, он не экранирует катионные электрические заряды, присутствующие на поверхности пористого материала. Поэтому катионность пористого материала так сильно не снижается. В результате красящий материал и водная среда, содержащиеся в чернилах, наносимых на регистрирующую среду, немедленно претерпевают разделение твердое вещество-жидкость, так что красящий материал может фиксироваться в окрестности поверхности регистрирующей среды.

Авторы настоящего изобретения дополнительно подробно изучили степень, с которой красящий материал, содержащийся в чернилах, проникает в регистрирующую среду в направлении ее глубины (т.е. глубину проникания) и относительную диэлектрическую проницаемость водорастворимого органического растворителя, содержащегося в чернилах. В результате оказалось, что применение водорастворимого органического растворителя, имеющего относительную диэлектрическую проницаемость от 30,0 или больше до менее чем 70,0, позволяет красящему материалу эффективно фиксироваться в окрестностях поверхности регистрирующей среды.

В частности, оказалось, что вышеописанный эффект замечательно имеет место, когда красящий материал, содержащийся в чернилах, представляет собой соединение, выраженное общей формулой (I), или его соль. Причина этого представляется следующей. Соединение, выраженное общей формулой (I), или его соль не только имеют более высокую мольную абсорбционную способность, чем красящие материалы, применяемые в обычных чернилах для струйной печати, но также имеет большую молекулярную массу само по себе, и, следовательно, оно движется среди пористого материала с низкой скоростью.

То есть вследствие применения такого водорастворимого органического растворителя, имеющего относительную диэлектрическую проницаемость от 30,0 или больше до менее чем 70,0, два эффекта, т.е. эффект сохранения катионности пористого материала и тот эффект, что соединение, выраженное общей формулой (I), или его соль имеет такую большую молекулярную массу, что движется среди пористых тел с низкой скоростью, действуют совместно, давая возможность красящему материалу фиксироваться в окрестности поверхности регистрирующей среды, так что может быть достигнута высокая оптическая плотность.

Кроме того, соединение, выраженное общей формулой (I), или его соль также имеет очень хорошую способность переносить атмосферные условия, и, следовательно, состав настоящего изобретения делает возможным достижение одновременно высокой оптической плотности и высокой устойчивости.

(Красящий материал)

Красящий материал, используемый в настоящем изобретении, представляет собой соединение, выраженное общей формулой (I), или его соль. Данный красящий материал имеет отличную способность переносить атмосферные условия. В частности, применение данного красящего материала в чернилах, имеющих состав настоящего изобретения, делает возможным достижение высокой способности переносить атмосферные условия и высокой оптической плотности, как ставится задачей в настоящем изобретении.

Общая формула (I)

(В общей формуле (I) R₁ и R₂ каждый независимо представляет собой атом водорода, гидроксильную группу, аминогруппу, карбоксильную группу, сульфоновую группу, алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, или алкоксильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода; и R₃ и R₄ каждый независимо представляет собой атом водорода, алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, алкоксильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, гидроксильную группу, алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, которые могут быть замещены гидроксильной группой или алкоксильной группой, имеющей от 1 до 4 атомов углерода, алкоксильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, которые могут быть замещены гидроксильной группой, алкоксильной группой, имеющей от 1 до 4 атомов углерода, сульфоновой группой или карбоксильной группой, или аминогруппу, которая замещена алкильной группой или ацильной группой; и n равно 0 или 1.)

Типичные соединения от 1 до 3 показаны ниже в качестве конкретных примеров соединения, выраженного общей формулой (I), или его соли. Конечно, красящий материал, используемый в настоящем изобретении, никоим образом не ограничивается данными соединениями. Также два или больше типов могут использоваться в комбинации в качестве красящего материала. Кстати, в общей формуле (I) случай, когда n равно 0, показывает, что положение SO₃Н представляет собой Н, как в следующем типичном соединении 2.

Типичное соединение 1

Типичное соединение 2

Типичное соединение 3

Нижний предел содержания (мас.%) соединения, выраженного общей формулой (I), или его соли в чернилах по настоящему изобретению предпочтительно составляет 0,1 мас.% или больше, и более предпочтительно 1,0 мас.% или больше относительно суммарной массы чернил. Это потому, что если нижний предел его содержания меньше, чем 0,1 мас.%, высокая оптическая плотность и высокая способность переносить атмосферные условия, которые представляют собой эффекты, осуществляемые настоящим изобретением, могут недостаточно достигаться. Также верхний предел содержания ( мас.%) соединения, выраженного общей формулой (I), или его соли предпочтительно составляет 15,0 мас.% или меньше, и более предпочтительно 7,0 мас.% или меньше относительно суммарной массы чернил. Это потому, что если верхний предел его содержания больше, чем 15,0 мас.%, соединение, выраженное общей формулой (I), или его соль может агрегировать на регистрирующей среде, вызывая явление, когда появляется металлический глянец (т.е. бронзирование).

(Способ тестирования красителя)

Красящий материал, используемый в настоящем изобретении, можно тестировать следующими способами от (1) до (3), каждый из которых включает в себя применение высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).

(1) Время удерживания пика.

(2) Максимум длины волны поглощения в пике (1)

(3) М/Z (пози, нега) масс-спектра пика (1)

Условия анализа для высокоэффективной жидкостной хроматографии показаны ниже. Раствор чернил, разбавленный в 1000 раз чистой водой, анализируют с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии в следующих условиях, измеряя время удерживания основного пика и максимум длины волны поглощения пика.

Колонка: Симметрия С18 2,1 мм × 150 мм

Температура колонки: 40°С

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 мол/л водного ацетата аммония	5%	5%	5%

Кроме того, условия анализа для масс-спектра установлены, как показано ниже. Масс-спектр полученного пика измеряют при следующих условиях, и М/Z, детектируемый наиболее сильно, измеряют для каждого положительного и отрицательного.

Таблица 2 показывает величины времени удерживания, максимума длины волны поглощения, М/Z (пози) и М/Z (нега) типичного соединения 1. Когда соединение имеет величины, показанные в таблице 2, данное соединение может быть определено, как соединение, используемое в настоящем изобретении.

(Другие красящие материалы)

В настоящем изобретении, в добавление к вышеуказанным соединениям, красящие материалы, иные чем вышеуказанные, также могут быть использованы в качестве красящего материала для создания цвета.

Чтобы образовать полноцветные изображения или подобные, чернила, имеющие цветовые тона, отличающиеся от чернил настоящего изобретения, могут использоваться в комбинации. Например, они представляют собой голубые чернила, пурпурные чернила, желтые чернила и так далее. Также обесцвеченные чернила, имеющие те же цветовые тона, как данные чернила, могут использоваться в комбинации. Красящие материалы данных чернил, имеющих различные цветовые тона, или обесцвеченных чернил могут быть известными красящими материалами или красящими материалами, вновь синтезированными, любой из которых может использоваться.

Конкретные примеры красящего материала для создания цвета и красящих материалов, применимых в других чернилах, используемых вместе с черными чернилами настоящего изобретения, показаны ниже согласно цветовым тонам. Конечно, примеры никоим образом не ограничиваются этим.

[Пурпурный красящий материал]

С.I. полный красный 2, 4, 9, 11, 20, 23, 24, 31, 39, 46, 62, 75, 79, 80, 83, 89, 95, 197, 201, 218, 220, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230 и т.д.;

С.I. кислый красный 6, 8, 9, 13, 14, 18, 26, 27, 32, 35, 42, 51, 52, 80, 83, 87, 89, 92, 106, 114, 115, 133, 134, 145, 158, 198, 249, 265, 289 и т.д.;

С.I. пищевой красный 87, 92, 94 и т.д.; и

С.I. полный фиолетовый 107 и т.д.

[Голубой красящий материал]

С.I. полный голубой 1, 15, 22, 25, 41, 76, 77, 80, 86, 90, 98, 106, 108, 120, 158, 163, 168, 199, 226, 307 и т.д.; и

С.I. кислый голубой 1, 7, 9, 15, 22, 23, 25, 29, 40, 43, 59, 62, 74, 78, 80, 90, 100, 102, 104, 112, 117, 127, 138, 158, 161, 203, 204, 221, 244 и т.д.

[Желтый красящий материал]

С.I. полный желтый 8, 11, 12, 27, 28, 33, 39, 44, 50, 58, 85, 86, 87, 88, 89, 98, 100, 110, 132, 173 и т.д.; и

С.I. кислый желтый 1, 3, 7, 11, 17, 23, 25, 29, 36, 38, 40, 42, 44, 76, 98, 99 и т.д.

[Черный красящий материал]

С.I. полный черный 17, 19, 22, 31, 32, 51, 62, 71, 74, 112, 113, 154, 168, 195 и т.д.;

С.I. кислый черный 2, 48, 51, 52, 110, 115, 156 и т.д.;

С.I. пищевой черный 1, 2 и т.д.;

краситель, выраженный следующей общей формулой (II):

Общая формула (II)

(В общей формуле (II) R₁, R₂, R₃ и R₄ каждый независимо представляет собой атом водорода, гидроксильную группу, аминогруппу, карбоксильную группу, сульфоновую группу, алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, алкоксильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, алкоксильную группу, которая замещена гидроксильной группой, алкоксильной группой, имеющей от 1 до 4 атомов углерода, сульфоновой группой или карбоксильной группой, алкоксильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, которая может быть дополнительно замещена карбоксильной группой или сульфоновой группой, или аминогруппу, которая замещена фенильной группой, алкильной группой или ацильной группой; и n равно 0 или 1. Кстати, в общей формуле (II) случай, когда n равно 0, показывает, что положение SO₃Н представляет собой Н, как в соединении, выраженном общей формулой (I), или его соли); и

конденсированный краситель из соединения, выраженного следующей общей формулой (III), и соединения, выраженного следующей общей формулой (IV):

Общая формула (III)

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

Общая формула (IV)

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

(Водная среда)

[Водорастворимый органический растворитель, имеющий относительную диэлектрическую проницаемость от 30,0 или больше до менее, чем 70,0 при 20°С и способный к растворению соединения, выраженного общей формулой (I), или его соли в количестве 1,0 мас.% или больше при 25°С]

Нет особых ограничений на водорастворимый органический растворитель, имеющий относительную диэлектрическую проницаемость от 30,0 или больше до менее чем 70,0 при 20°С и способный к растворению соединения, выраженного общей формулой (I), или его соли в количестве 1,0 мас.% или больше при 25°С, пока он демонстрирует относительную диэлектрическую проницаемость в вышеуказанном диапазоне и вышеуказанную растворимость для вышеуказанного соединения или его соли. Конкретные примеры водорастворимого органического растворителя, имеющего относительную диэлектрическую проницаемость от 30,0 или больше до менее чем 70,0 при 20°С и способного к растворению соединения, выраженного общей формулой (I), или его соли в количестве 1,0 мас.% или больше при 25°С могут включать в себя глицерин, этиленгликоль, диэтиленгликоль, 1,2-пропандиол, 1,3-пропандиол и 1,4-бутандиол. Среди них глицерин и этиленгликоль особенно предпочтительны. Это является следствием того, что данные водорастворимые органические растворители придают чернилам хорошую выбрасываемость при использовании в чернилах для струйной печати в комбинации с соединением, выраженным общей формулой (I), или его солью.

В настоящем изобретении существенно, что водорастворимый органический растворитель, имеющий относительную диэлектрическую проницаемость от 30,0 или больше до менее чем 70,0 при 20°С и способный к растворению соединения, выраженного общей формулой (I), или его соли в количестве 1,0 мас.% или больше при 25°С, присутствует в содержании 50,0 мас.% или больше относительно суммарного содержания всех водорастворимых органических растворителей, содержащихся в чернилах. Если его содержание находится в количестве менее чем 50,0 мас.%, печатные изображения имеют меньшую оптическую плотность, чем в случае, когда его содержание находится в количестве 50,0 мас.% или больше, так что эффект настоящего изобретения может быть недостаточным для наблюдения. Также все водорастворимые органические растворители, содержащиеся в данных чернилах, могут быть водорастворимыми органическими растворителями, каждый из которых имеет относительную диэлектрическую проницаемость от 30,0 или больше до менее чем 70,0 при 20°С и способен к растворению соединения, выраженного общей формулой (I), или его соли в количестве 1,0 мас.% или больше при 25°С.

Причина, почему водорастворимый органический растворитель, имеющий относительную диэлектрическую проницаемость от 30,0 или больше до менее чем 70,0 при 20°С, как используется в настоящем изобретении, должен быть способным к растворению соединения, выраженного общей формулой (I), или его соли в количестве 1,0 мас.% или больше при 25°С заключается в том, что должно быть улучшено свойство устранения залипания сопел печатающей головки. То есть свойство устранения залипания в высокотемпературном или маловлажном окружении снижается, когда содержание водорастворимого органического растворителя, способного к растворению соединения, выраженного общей формулой (I), или его соли в количестве 1,0 мас.% или больше при 25°С, становится ниже 50,0% относительно суммарного содержания всех водорастворимых органических растворителей, содержащихся в чернилах.

Кстати, растворимость (степень растворимости) красящего материала измеряли следующим способом. 50 г водного раствора, в котором растворили красящий материал, помещали в 100 мл стакан (JIS R 3505) и оставляли в термостате, поддерживаемом при температуре 60°С и влажности 20%, с последующим выпариванием досуха до тех пор, пока изменение массы за 3 часа не станет 0,01 грамма или меньше. Затем полученное таким образом вещество растирали в ступке, получая порошок. Данный порошок растворяли в намеченном водорастворимом органическом растворителе при 25°С до тех пор, пока раствор не приходил к насыщению. Массу красящего материала, требуемую для насыщения раствора, делили на суммарную массу водорастворимого органического растворителя и красящего материала, и полученную таким образом величину рассматривали как растворимость (степень растворимости). Кстати, когда красящий материал исходно находился в состоянии порошка, его растворяли в намеченном водорастворимом органическом растворителе при 25°С до тех пор, пока раствор не приходил к насыщению, и массу красящего материала, требуемую для насыщения раствора, делили на суммарную массу водорастворимого органического растворителя и красящего материала, и полученную таким образом величину рассматривали как растворимость (степень растворимости).

[Другие водорастворимые органические растворители и вода]

В чернилах настоящего изобретения в добавление к вышеуказанному водорастворимому органическому растворителю, имеющему относительную диэлектрическую проницаемость от 30,0 или больше до менее, чем 70,0 при 20°С и способному к растворению соединения, выраженного общей формулой (I), или его соли в количестве 1,0 мас.% или больше при 25°С, могут использоваться вода или смешанный растворитель из воды и водорастворимого органического растворителя(ей) различных типов, пока наблюдается эффект, вызываемый их добавлением, и также пока не нарушается эффект, заявленный в настоящем изобретении.

Нет особых ограничений на водорастворимый органический растворитель(ли), пока он растворяется в воде, и подходящие представляют собой алкилалкоголи, имеющие от 1 до 5 атомов углерода, такие как метиловый спирт, этиловый спирт, н-пропиловый спирт, изопропиловый спирт, н-бутиловый спирт, втор-бутиловый спирт, трет.-бутиловый спирт, изобутиловый спирт и н-пентанол; амиды, такие как диметилформамид и диметилацетамид; кетоны или кетоспирты, такие как ацетон и диацетоновый спирт; простые эфиры, такие как тетрагидрофуран и диоксан; сополимеры оксиэтилена или оксипропилена, такие как триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль, полиэтиленгликоль и полипропиленгликоль; алкиленгликоли, такие как триметиленгликоль, триэтиленгликоль и 1,2,6-гексантриол; простые эфиры низших алкилов, такие как монометиловый (или -этиловый) эфир этиленгликоля, монометиловый (или -этиловый) эфир диэтиленгликоля и монометиловый (или -этиловый) эфир триэтиленгликоля; низшие диалкиловые простые эфиры многоатомных спиртов, такие как диметиловый (или -этиловый) эфир триэтиленгликоля и диметиловый (или -этиловый) эфир тетраэтиленгликоля; алканоламины, такие как моноэтаноламин, диэтаноламин и триэтаноламин; и сульфолан, N-метил-2-пирролидон и 2-пирролидон. Любой из вышеуказанных водорастворимых органических растворителей может использоваться в одиночку или может использоваться в виде смеси.

Любой из данных водорастворимых органических растворителей и вышеуказанный водорастворимый органический растворитель, имеющий относительную диэлектрическую проницаемость от 30,0 или больше до менее, чем 70,0 при 20°С и способный к растворению соединения, выраженного общей формулой (I), или его соли в количестве 1,0 мас.% или больше при 25°С, может присутствовать в содержании от 10 мас.% до 95 мас.%, и более предпочтительно от 10 мас.% до 80 мас.% всего относительно суммарной массы чернил. Если они присутствуют в содержании меньше, чем указанный диапазон, может возникнуть проблема устранения залипания в печатающей головке. Если они присутствуют в содержании больше, чем указанный диапазон, чернила могут иметь настолько высокую вязкость, что возникает проблема непрерывного выбрасывания чернил.

Дистиллированная вода (ионообменная вода) предпочтительно используется в качестве воды. Вода может предпочтительно быть в содержании от 10 мас.% до 90 мас.% относительно суммарной массы чернил.

(Другие добавки)

В настоящем изобретении чернила могут дополнительно содержать другие добавки, такие как поверхностно-активное вещество, регулятор рН, ингибитор коррозии, антисептик, защищающий от плесени агент, антиоксидант, предотвращающий восстановление агент, ускоритель испарения, хелатообразующий агент и водорастворимый полимер.

Например, в качестве конкретных примеров поверхностно-активного вещества применимы анионные поверхностно-активные вещества, такие как соли жирных кислот, соли серных эфиров высших спиртов, соли серных эфиров жидких жирных масел и алкиларилсульфонаты; и неионные поверхностно-активные вещества, такие как простые полиоксиэтиленалкилэфиры, сложные полиоксиэтиленалкилэфиры, сложные полиоксиэтиленсорбитанлкилэфиры, ацетиленовый спирт и ацетиленгликоль. Одно или два или больше из указанных веществ могут использоваться при соответствующем выборе. Среди них ацетиленовые спирты и ацетиленгликоль особенно предпочтительны, так как они оказывают отличный эффект на проницаемость в обыкновенную бумагу. Поверхностно-активное вещество в чернилах может предпочтительно быть в содержании от 0,01 мас.% до 5 мас.% относительно суммарной массы чернил.

Чтобы эффективно избегать отклонений печати (отклонения точек ударов чернильных капель) вследствие смачивания наконечников сопел печатающей головки и осуществлять выбрасывание, содержание поверхностно-активного вещества предпочтительно может определяться таким образом, что чернила могут предпочтительно иметь поверхностное натяжение 10 мН/м (дин/см) или больше при 25°С, и более предпочтительно 20 мН/м (дин/см) или больше, и поверхностное натяжение 60 мН/м (дин/см) или меньше. Также, когда чернила настоящего изобретения используются в устройстве струйной печати, предпочтительно проводить регулирование таким образом, чтобы чернила могли иметь желаемую вязкость и рН, чтобы достигать хорошего выбрасывания.

<Регистрирующая среда>

В качестве регистрирующей среды, используемой при образовании изображений с применением чернил настоящего изобретения, может использоваться любая среда до тех пор, пока она представляет собой регистрирующую среду, на которую наносятся чернила для выполнения печати. В частности, предпочтительна регистрирующая среда, в которой принимающий чернила слой формируется из мелких пористых частиц, имеющих катионные электрические заряды. Более предпочтительна регистрирующая среда, в которой принимающий чернила слой главным образом формируется из мелких частиц, имеющих средний диаметр частиц или 1 мкм, или меньше.

Такие мелкие частицы могут включать в себя в качестве конкретных примеров мелкие частицы оксида алюминия, мелкие частицы гидрата оксида алюминия, мелкие частицы катион-модифицированного оксида кремния, поверхностно обработанные алюминием, и мелкие частицы оксида кремния, полученные реакцией поверхностно-анионных частиц оксида кремния с соединением, имеющим катионную группу или группу (такую как триметоксисилильная группа), способную реагировать с частицами оксида кремния. В частности, предпочтительны мелкие частицы гидрата оксида алюминия, представленного следующей формулой.

Al₂O_3-n(OH)_2nmH₂O

В вышеприведенной формуле n равно целому числу 1, 2 или 3, и m равно величине от 0 до 10, и предпочтительно от 0 до 5, при том, что m и n не равны 0 одновременно. Во многих случаях _mH₂O представляет собой даже удаляемую водную фазу, не участвующую в формировании _mН₂О кристаллических решеток, и, следовательно, m может быть целым или величиной, которая не является целой. Также возможно, что m достигает величины 0 при нагреве материала данного типа.

Гидрат окиси алюминия может быть получен известным способом, таким как гидролиз алкоксида алюминия или гидролиз алюмината натрия, как описывается в патентах США № 4242271 и № 4202870, или способом, в котором водный раствор сульфата натрия, хлорида алюминия или подобного добавляют к водному раствору алюмината натрия, вызывая нейтрализацию, как описывается в японской патентной публикации № S57-44605.

Регистрирующая среда, использующая вышеуказанный гидрат оксида алюминия, предпочтительна, так как глянец, прозрачность, фиксируемость красящего материала чернил и так далее могут быть такими хорошими, как требуется для достижения фотографического качества изображений, как установлено ранее.

Связующее может включать в себя, например, водорастворимые высокие полимеры или латексы. Например, применимы поливиниловый спирт или его модифицированные продукты, крахмал или его модифицированные продукты, желатин или его модифицированные продукты, гуммиарабик, производные целлюлозы, такие как карбоксиметилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза гидроксипропилметилцеллюлоза, латексы винилового сополимера, такие как SBR латекс, NBR латекс, латекс метилметакрилат-бутадиенового сополимера, латекс полимера, модифицированного функциональной группой и латекс сополимера этиленвинилацетата, поливинилпирролидон, малеиновый ангидрид или его сополимеры, акрилатные сополимеры и так далее. Любой, выбранный среди указанных, может использоваться, или два или больше из них могут использоваться в комбинации.

Мелкие частицы и связующее могут смешиваться в соотношении от 1:1 до 100:1 в массовом отношении. Мелкие частицы оксида алюминия или мелкие частицы оксида кремния в принимающем чернила слое предпочтительно могут быть в содержании 50 мас.% или больше, более предпочтительно 70 мас.% или больше, еще более предпочтительно 80 мас.% или больше и наиболее предпочтительно 99 мас.% или меньше. Принимающий чернила слой предпочтительно может быть образован с массой покрытия 10 г/м² или больше и наиболее предпочтительно от 10 до 60 г/м² в единицах содержания твердого вещества.

Регистрирующая среда может предпочтительно иметь подложку для поддержания принимающего чернила слоя. Нет особых ограничений на такую подложку, и любая подложка может быть использована, пока принимающий чернила слой может формироваться из мелких пористых частиц, а также может обеспечивать регистрирующую среду с твердостью, которая позволяет ее транспортировку транспортным механизмом струйного принтера или подобного. Например, применима подложка, имеющая пористый слой, который образуется между подложкой и принимающим чернила слоем нанесением неорганического пигмента, такого как сульфат бария, оксид титана или оксид цинка вместе со связующим. Покрытая смолой бумага также может быть использована в качестве подложки.

В принимающем чернила слое также могут использоваться другие добавки, которые могут включать в себя, например, диспергирующий агент, загуститель, регулятор рН, смазку, модификатор текучести, поверхностно-активное вещество, противопенный агент, антиадгезив, флуоресцентный осветлитель, ультрафиолетовый поглотитель и антиоксидант.

<Набор чернил>

Чернила по настоящему изобретению могут предпочтительно использоваться в комбинации с другими чернилами в виде набора чернил. Набор чернил по настоящему изобретению состоит из чернил по настоящему изобретению, используемых вместе с другими чернилами, такими как голубые чернила, пурпурные чернила, желтые чернила и черные чернила. Отмечается, что нет особых ограничений относительно того, какие другие чернила могут объединяться в виде набора чернил. Кроме того, хотя термин “набор чернил”, используемый в настоящем изобретении, очевидно, включает в себя чернильный резервуар, объединяющий множество чернильных резервуаров, данный термин также включает в себя случаи, когда множество индивидуальных чернильных резервуаров используется в объединении, а также случаи, когда объединяются чернильный резервуар и печатающая головка.

<Способ струйной печати>

Чернила по настоящему изобретению особенно предпочтительно используются в способе струйной печати, который содержит этап выбрасывания чернил струйным способом. Примеры способа струйной печати включают в себя способ печати, который выбрасывает чернила посредством действия механической энергии на чернила, и способ печати, который выбрасывает чернила посредством действия термической энергии на чернила. В частности, в настоящем изобретении может предпочтительно использоваться способ струйной печати, который включает в себя использование термической энергии.

<Чернильный картридж>

Примеры предпочтительного чернильного картриджа для выполнения печати, используя чернила по настоящему изобретению, включают в себя чернильный картридж, который содержит порцию сохраняемых чернил для хранения чернил.

<Регистрирующий элемент>

Примеры предпочтительного регистрирующего элемента для выполнения печати, используя чернила по настоящему изобретению, включают в себя регистрирующий элемент, который содержит порцию сохраняемых чернил для хранения таких чернил и печатающую головку. В частности, такие примеры включают в себя регистрирующий элемент, в котором вышеописанная печатающая головка создает термическую энергию, реагируя на регистрирующий сигнал, воздействуя на чернила, тем самым генерируя чернильную каплю, используя данную энергию.

<Устройство струйной печати>

Пример регистрирующего устройства, подходящего для выполнения печати использованием чернил по настоящему изобретению, включает в себя регистрирующее устройство, в котором термическая энергия, соответствующая регистрирующему сигналу, передается к чернилам в камере печатающей головки, имеющей порцию сохраняемых чернил для хранения чернил, генерируя чернильную каплю в силу данной энергии.

Схематичное строение части механизма устройства струйной печати будет описано ниже. Основное тело регистрирующего устройства состоит из подающей бумагу части, перемещающей бумагу части, части каретки, выпускающей бумагу части и чистящей части, и внешней пакующей части для защиты данных частей и обеспечения их дизайном, каждая из которых играет роль каждого механизма. Вид каждой из них будет описан ниже.

Фиг.1 представляет собой вид в перспективе регистрирующего устройства. Фиг.2 и 3 представляют собой виды для объяснения внутреннего механизма основного тела регистрирующего устройства. Фиг.2 представляет собой вид в перспективе, видимый из правой верхней части, и фиг.3 представляет собой боковой вид в разрезе основного тела регистрирующего устройства.

Когда бумага подается в регистрирующее устройство, только предварительно заданная величина регистрирующей среды посылается в захватывающую часть, состоящую из валика подачи бумаги М2080 и отделяющего валика М2041 в подающей бумагу части, включающей в себя желоб подачи бумаги М2060. Посылаемая регистрирующая среда разделяется у захватывающей части, и только самая верхняя регистрирующая среда перемещается. Регистрирующая среда, посылаемая в перемещающую бумагу часть, направляется держателем прижимного валика М3000 и створкой направления бумаги М3030, посылаясь на пару валиков, состоящую из перемещающего валика М3060 и прижимного валика М3070. Пара валиков, состоящая из перемещающего валика М3060 и прижимного валика М3070, двигается и вращается LF мотором Е0002, посредством чего регистрирующая среда перемещается по плоскости М3040.

В кареточной части, когда изображение образуется на регистрирующей среде, печатающая головка Н1001 (фиг.4) располагается у положения мишени, образующей изображение, и чернила выбрасываются на регистрирующую среду в соответствии с сигналом от электрической подложки Е0014. Детали строения печатающей головки Н1001 будут описаны позднее. Пока выполняется печать печатающей головкой Н1001, основное сканирование печати, при котором каретка М4000 сканирует в направлении колонки, и субсканирование, при котором регистрирующая среда перемещается в направлении ряда посредством перемещающего валика М3060, альтернативно повторяются, посредством чего образуется изображение на регистрирующей среде.

Наконец, регистрирующая среда, на которой образовано изображение, сжимается в захвате между первым валиком выпуска бумаги М3110 и подпоркой М3120 в части выпускания бумаги, перемещается и выгружается в лоток выгрузки бумаги М3160.

В части очистки, когда насосу М5000 разрешается действовать в таком состоянии, что крышка М5010 входит в тесный контакт с портом выброса чернил печатающей головки Н1001 с целью очистки печатающей головки Н1001 до и после печати изображения, лишние чернила и подобное отсасываются от печатающей головки Н1001. Чернила, остающиеся в крышке М5010, отсасываются при открытой крышке М5010, посредством чего не происходит ни адгезии оставшихся чернил, ни вредных эффектов.

(Строение печатающей головки)

Строение регистрирующего картриджа Н1000 будет описано ниже. Регистрирующий картридж Н1000 включает в себя печатающую головку Н1001, средство для крепления чернильных резервуаров Н1900 и средство для нанесения чернил из чернильных резервуаров Н1900 на регистрирующую среду, и сменным образом крепится на каретке М4000.

Фиг.4 показывает, как чернильные резервуары Н1900 крепятся на картридже головки Н1000. Регистрирующее устройство образует изображения посредством желтых, пурпурных, голубых, черных, бледно-пурпурных, бледно-голубых и зеленых чернил, и поэтому чернильные резервуары Н1900 независимо готовятся для семи цветов. Чернила по настоящему изобретению используются для, по меньшей мере, одного типа указанных чернил. Кроме того, как показано на фигуре, каждый чернильный резервуар крепится к картриджу головки Н1000. Каждый чернильный резервуар Н1900 может крепиться таким способом, что картридж головки Н1000 закрепляется на каретке М4000.

Фиг.5 показывает разобранный вид в перспективе картриджа головки Н1000. На данной фигуре картридж головки Н1000 включает в себя первую подложку регистрирующего элемента Н1100, вторую подложку регистрирующего элемента Н1101, первую пластину Н1200, вторую пластину Н1400, подложку электропроводки Н1300, держатель резервуара Н1500, элемент формирования пути потока Н1600, фильтр Н1700 и резиновое уплотнение Н1800.

Каждая из первой подложки регистрирующего элемента Н1100 и второй подложки регистрирующего элемента Н1101 представляет собой Si подложку, имеющую множество регистрирующих элементов (сопел) для выбрасывания чернил, образованных на одной стороне с помощью фотолитографии. Выбрасывающая электропроводка, сделанная из Al или подобного для подачи питания к каждому регистрирующему элементу, образована с помощью технологии создания пленки, а многочисленные пути потоков чернил, соответствующие индивидуальным элементам, также образованы с помощью фотолитографии. Кроме того, порты подачи чернил для подачи чернил к множеству путей потоков чернил образованы так, что открываются на задней поверхности.

Фиг.6 представляет собой увеличенный вид спереди для объяснения строения каждой из первой подложки регистрирующего элемента Н1100 и второй подложки регистрирующего элемента Н1101. Ссылочные позиции от Н2000 до Н2600 обозначают ряды регистрирующих элементов (здесь и далее называемые также ряды сопел), соответствующие разным чернильным цветам. Первая подложка регистрирующего элемента Н1100 имеет ряды сопел для трех цветов: ряд сопел Н2000, к которому подаются желтые чернила, ряд сопел Н2100, к которому подаются пурпурные чернила, и ряд сопел Н2200, к которому подаются голубые чернила. Вторая подложка регистрирующего элемента Н1101 имеет ряды сопел для четырех цветов: ряд сопел Н2300, к которому подаются бледно-голубые чернила, ряд сопел Н2400, к которому подаются черные чернила, ряд сопел Н2500, к которому подаются оранжевые чернила, и ряд сопел Н2600, к которому подаются бледно-пурпурные чернила.

Каждый ряд сопел состоит из 768 сопел, расположенных с интервалами 1200 тнд (точек/дюйм; опорная величина) в направлении перемещения регистрирующей среды, и каждое сопло выбрасывает приблизительно 2 pl чернил. Открытая область в каждом порте выбрасывания сопла составляет около 100 мкм². Первая подложка регистрирующего элемента Н1100 и вторая подложка регистрирующего элемента Н1101 соединяются и фиксируются к первой пластине Н1200, имеющей образованные на ней порты подачи чернил Н1201 для подачи чернил к первой подложке регистрирующего элемента Н1100 и второй подложке регистрирующего элемента Н1101.

Вторая пластина Н1400, имеющая отверстия, также соединяется и фиксируется к первой пластине Н1200. Вторая пластина Н1400 поддерживает подложку электропроводки Н1300 таким образом, что подложка электропроводки Н1300, первая подложка регистрирующего элемента Н1100 и вторая подложка регистрирующего элемента Н1101 электрически соединяются.

Подложка электропроводки Н1300 прилагает электрические сигналы, чтобы заставить каждое из сопел, образованных на первой подложке регистрирующего элемента Н1100 и второй подложке регистрирующего элемента Н1101, выбрасывать чернила. Подложка электропроводки Н1300 имеет: электропроводку, соответствующую каждой из первой подложки регистрирующего элемента Н1100 и второй подложки регистрирующего элемента Н1101; и входной контакт внешнего сигнала Н1301, который расположен на концевой части электропроводки, чтобы получать электрические сигналы от основного тела регистрирующего устройства. Входной контакт внешнего сигнала Н1301 располагается и фиксируется к обратной стороне поверхности держателя резервуара Н1500.

Элемент формирования путей потоков Н1600 фиксируется посредством, например, ультразвуковой сварки к держателю резервуара Н1500 для поддерживания чернильных резервуаров Н1900. Таким образом, формируется путь потока чернил Н1501, проходящий от чернильных резервуаров Н1900 к первой пластине Н1200.

Фильтр Н1700 располагается в концевой части на стороне чернильного резервуара пути потока чернил Н1501, связанного с резервуарами чернил Н1900, и таким образом, фильтр Н1700 препятствует проникновению пыли снаружи. Резиновое уплотнение Н1800 закрепляется на части, у которой путь потока чернил Н1501 связывается с чернильными резервуарами Н1900, предотвращая испарение чернил из данной части.

Кроме того, как описано выше, картридж головки Н1000 собирается соединением части держателя резервуара, состоящей из держателя резервуара Н1500, элемента формирования пути потока Н1600, фильтра Н1700 и резинового уплотнения Н1800, с частью печатающей головки Н1001, состоящей из первой подложки регистрирующего элемента Н1100, второй подложки регистрирующего элемента Н1101, первой пластины Н1200, подложки электропроводки Н1300 и второй пластины Н1400, использованием адгезива или подобного.

Здесь дается описание, взяв в качестве примера варианта осуществления печатающей головки, печатающую головку согласно пузырьково-струйному способу, который осуществляет печать с помощью электротермического конвертера (регистрирующий элемент) для генерирования термической энергии, заставляя чернила генерировать пленку, кипящую в соответствии с электрическим сигналом.

Что касается типичной структуры и принципа, предпочтительно использовать основные принципы, описанные, например, в патенте США 4723129 и патенте США 4740796. Данный способ применим к любому из так называемого типа по запросу и так называемого непрерывного типа. В частности, данный способ эффективен для типа по запросу по следующей причине. По меньшей мере, один движущий сигнал, который соответствует регистрирующей информации и вызывает внезапное увеличение температуры, превышающей нуклеарное кипение, подается на электротермические конвертеры, расположенные согласно листу или пути потока жидкости, удерживающего жидкость (чернила), тем самым заставляя электротермический конвертер генерировать термическую энергию. Затем генерируется пленочное кипение на поверхности термического действия печатающей головки. В результате воздушный пузырек в жидкости (чернилах) может формироваться таким образом, чтобы соответствовать один к одному движущему сигналу. Рост и сокращение воздушного пузырька выбрасывает жидкость (чернила) через отверстие для выбрасывания, тем самым, образуя, по меньшей мере, одну каплю. Более предпочтительно, когда движущий сигнал имеет форму импульса, так как рост и сокращение воздушного пузырька может выполняться немедленно и соответствующим образом, и, следовательно, жидкость (чернила) может выбрасываться с отличной способностью к реагированию.

В качестве примера второго варианта осуществления устройства струйной печати, использующего механическую энергию, можно привести печатающую головку для струйной печати по запросу, включающую в себя: образующую сопла подложку, имеющую множество сопел; средство генерации давления, расположенное таким образом, чтобы противостоять соплам, и состоящее из пьезоэлектрического материала и проводящего материала; и чернила, заполняющие окружение средства генерации давления, в которой средство генерации давления смещается посредством приложения напряжения, выбрасывая маленькую каплю чернил из сопла.

Устройство для струйной печати не ограничивается такими устройствами, как описано выше, в которых головка и чернильный резервуар разделены, и может быть устройством, в котором головка и чернильный резервуар объединены таким образом, что они нераздельны. Чернильный резервуар может быть раздельно или нераздельно объединен с головкой, закрепляемой на каретке, или может быть закреплен в фиксированной части устройства, чтобы подавать чернила в печатающую головку через элемент подачи чернил, такой как трубка. Когда резервуар для чернил обеспечен устройством для применения подходящего отрицательного давления к печатающей головке, абсорбер может быть установлен в части для хранения чернил в резервуаре для чернил, или резервуар для чернил может иметь гибкую сумку для хранения чернил и отделение для вытекания для использования наклона в направлении расширения объема сумки. Печатающее устройство может быть приспособлено к серийному способу печатания, как описано выше, или может быть в форме линейного принтера, полученного при выравнивании печатающих элементов в интервале, соответствующем полной ширине печатающей среды.

ПРИМЕРЫ

Ниже настоящее изобретение будет описано более подробно с помощью примеров и сравнительных примеров. Однако настоящее изобретение не ограничивается следующими примерами, если примеры не отклоняются от сущности настоящего изобретения. Если не обозначено другим способом, термин «доля» каждого компонента чернил в примерах и сравнительных примерах выражает «массовую долю».

<Получение красящего материала>

[Получение соединения ()]

Соединение, представленное следующей формулой (А) добавляли к воде и растворяли и добавляли карбонат натрия, с последующим добавлением соляной кислоты и нитрита натрия для проведения диазотирования. К данному диазотированному мутному флюиду добавляли водный раствор 6-фениламино-1-гидроксинафталин-3-сульфоновую кислоту, и полученную смесь растворяли в присутствии карбоната натрия для получения реакционного флюида (А). Далее 2-аминосульфоновую кислоту растворяли в присутствии гидрооксида натрия с последующим добавлением соляной кислоты и нитрита натрия для проведения диазотирования. Далее 6-амино-1-гидроксинафталин-3-сульфоновую кислоту растворяли в присутствии гидроксида натрия с последующим добавлением уксусного ангидрида для проведения ацетилирования. Затем тот же самый диазотированный мутный флюид, как описанный выше, добавляли по каплям в присутствии карбоната натрия для проведения реакции сочетания, чтобы получить реакционный флюид (В). К данному реакционному флюиду (В) добавляли гидроксид натрия и затем хлористый натрий для проведения высаливания полученного соединения. Данное соединение растворяли в воде в присутствии гидроксида натрия с последующим добавлением соляной кислоты и нитрита натрия для проведения диазотирования. К данному диазотированному мутному флюиду добавляли по каплям реакционный флюид (А) в присутствии карбоната натрия, чтобы закончить реакцию сочетания для получения реакционного флюида. Данный реакционный флюид высаливали, используя хлорид натрия, с последующим фильтрованием для получения соединения (С).

2-нитро-4-крезол, толуол и гидроксид калия добавляли к N,N-диметилформамиду и воду упаривали в виде азеотропа с толуолом, затем добавляли по каплям пропансультон с последующим добавлением гидроксида натрия. Полученное вещество концентрировали и затем в автоклаве добавляли к нему углеродистый палладий с последующей герметизацией водородом для получения раствора. Данный раствор диазотировали при добавлении соляной кислоты и нитрита натрия с последующим добавлением по каплям вышеописанного реакционного флюида (А) для завершения реакции сочетания в присутствии гидроксида натрия для получения реакционного флюида. Данный реакционный флюид диазотировали добавлением соляной кислоты и нитрита натрия. Данный диазотированный мутный флюид добавляли к водному раствору, в котором было растворено вышеуказанное соединение (С), чтобы закончить реакцию сочетания. Вещество высаливали с использованием хлорида натрия, затем фильтровали и промывали, получая соединение ().

Формула (А)

Соединение ()

<Получение чернил>

Компоненты, указанные ниже в таблицах 3 и 4, смешивали и хорошо перемешивали. После этого полученную смесь фильтровали через мембранный фильтр размером пор 0,2 мкм под давлением для получения чернил для примеров 1-7 и сравнительных примеров 1-9.

Таблица 3
	Пример
	1	2	3	4	5	6	7
Соединение ()	5,0	4,0	4,0	4,0	5,0	4,0	5,0
С.I. Черная пищевая 2
Глицерин	10,0	10,0		7,0	10,0	6,0	5,0
Этиленгликоль	10,0	10,0			10,0	6,0	5,0
Этиленмочевина					10,0
Мочевина
1,2-пропандиол
1,3-пропандиол			10,0
1,4-бутандиол			7,0
Диэтиленгликоль				10,0
2-пирролидон
1,2,6-гексантриол		5,0	5,0	5,0		10,0	9,0
Монобутиловый эфир диэтиленгликоля
АЦЕТИЛОНОЛ Е100 (*1)	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
Ионно-обменная вода	74,0	70,0	73,0	73,0	64,0	73,0	75,0
(*1): аддукт ацетиленгликоля и окиси этилена (поверхностно-активное вещество, доступное у Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)

Таблица 4
	Сравнительный пример
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Соединение ()	4,0	5,0	4,0	4,0	4,0	4,0			5,0
С.I. Черная пищевая 2							4,0	6,0
Глицерин	5,0	5,0	3,0	2,0	2,0			10,0	5,0
Этиленгликоль	5,0	4,0	3,0	2,0
Этиленмочевина								10,0
Мочевина									5,0
1,2-пропандиол								10,0
1,3-пропандиол
1,4-бутандиол
Диэтиленгликоль
2-пирролидон									4,0
1,2,6-гексантриол	9,0	10,0	13,0	15,0	17,0	20,0	20,0
Монобутиловый эфир диэтиленгликоля									2,0
АЦЕТИЛОНОЛ Е100 (*1)	1,2	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
Ионно-обменная вода	75,8	75,0	76,0	76,0	76,0	75,0	75,0	63,0	78,9
(*1): аддукт ацетиленгликоля и оксида этилена (поверхностно-активное вещество, доступное у Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)

<Получение регистрирующей среды>

К дисперсной взвеси, содержащей 80 мас.ч. мягкой массы древесной широколиственной крафт-целлюлозы (ДШКЦ) 450 мл в CSF (Канадский стандарт степени свободности) и 20 мас.ч. мягкой массы древесной хвойной крафт-целлюлозы (ДХКЦ) 480 мл в CSF, 0,6 мас.ч. катионного крахмала, 10 мас.ч. тяжелого карбоната кальция, 15 мас.ч. легкого карбоната кальция, 0,10 мас.ч. димера алкилкетена, 0,03 мас.ч. катионного полиакриламида и 0,40 мас.ч. сульфата алюминия добавляли для приготовления исходного сырья. Затем исходное сырье обрабатывали с помощью Fourdrinier бумажной машины, и проводили трехэтапное влажное прессование с последующей сушкой в многоцилиндровом сушильном аппарате. Далее, полученную бумагу пропитывали водным раствором окисленного крахмала с помощью аппаратуры с клеильным прессом так, чтобы в твердом состоянии составлять 1,0 г/м² с последующей сушкой и окончательной обработкой с помощью катка так, чтобы получить основу бумаги, имеющую 155 г/м² массу основы, 100 секунд в Stoechigt размерного интервала, 50 секунд проницаемости воздуха, 30 секунд в Bekk гладкости и 11,0 mN Gurley плотности.

Далее, на основе бумаги, полученной таким образом, первый слой покрытия формировали следующим образом. Вначале получали флюид покрытия, используемый для образования слоя покрытия. К взвеси, имеющей концентрацию твердого вещества, равную 70% и содержащую 100 мас.ч. наполнителя, состоящего из каолина (УЛЬТРА БЕЛОЕ 90, доступное у Engelhard)/оксида цинка/оксида алюминия в массовом соотношении 65/10/25 и 0,1 мас.ч. коммерчески доступной полиакриловой кислоты типа дисперсионного агента, добавляли 7 мас.ч. стирол-бутадиена типа латекс, что регулировали таким образом, чтобы содержание в полученной композиции составляло 60%. Далее основу бумаги покрывали с обеих сторон данной композицией с помощью устройства с ракельным ножом для нанесения покрытий, так чтобы после сухого покрытия после сушки масса составляла 15 г/м². Далее материал обрабатывали машинным прессом с линейным давлением 150 kgf/cm для получения основы бумаги со слоем покрытия с массой основы 185 г/м², 300 секунд в Stoechigt размерного интервала, 3000 секунд проницаемости воздуха, 200 секунд в Bekk гладкости и 11,5 mN Gurley плотности. Белизну основы бумаги с первым слоем покрытия измеряли относительно пяти листов образца размером А4 каждый, вырезанные данного размера, и определяли их среднее значение. В результате белизна была определена как L: 95, а*: 0 и b*: -2 ( определено как цвет в соответствии с JIS Z 8729).

Далее, получали принимающий чернила слой. При образовании принимающего чернила слоя, принимающий чернила слой получали на первом слое немедленно после покрытия на втором этапе поверхностной обработки, а именно немедленно после пропитки первого слоя покрывающим флюидом.

Покрывающий флюид и способ покрытия, используемые при образовании принимающего чернила слоя, были такие, как показано ниже. Алюминат натрия добавляли к водному раствору 4 мас.% хлорида алюминия, и pH полученного раствора доводили до 4. После этого раствор нагревали до 90°С с перемешиванием, и перемешивание продолжали определенное время. После этого алюминат натрия снова добавляли к данному раствору и pH полученного раствора доводили до 10. Поддерживая температуру раствора 90°С, проводили реакцию созревания в течение 40 часов. После этого данный раствор охлаждали до комнатной температуры и pH доводили до значения, примерно, от 7 до 8 с получением дисперсного флюида. Данный дисперсный флюид подвергали обработке высаливания и после этого подвергали дефлокуляции уксусной кислотой с получением коллоидного золя гидрата оксида алюминия. Данный коллоидный золь концентрировали до получения 17 мас.%. Также поливиниловый спирт (торговое наименование: PVA117, доступный у Kuraray Co., Ltd.) растворяли в чистой воде с получением 9 мас.% раствора.

Вышеописанные коллоидный золь и раствор поливинилового спирта смешивали так, что содержание твердого гидрата оксида алюминия и содержание твердого поливинилового спирта находились в массовом соотношении 10:1, и затем перемешивали для получения дисперсного флюида. Используя устройство для нанесения покрытий, основу бумаги с первым слоем покрывали дисперсным флюидом так, чтобы дисперсный флюид составлял в сухой массе покрытия 35 г/м². После этого влажное покрытие на данной основе бумаги сушили при 170°С для образования принимающего чернила слоя. Поверхность данного принимающего чернила слоя подвергали повторному увлажнению распылением горячей воды с использованием устройства для повторного увлажнения для получения регистрирующей среды.

<Относительная диэлектрическая проницаемость водорастворимых органических растворителей>.

Относительную диэлектрическую проницаемость водорастворимых органических растворителей различных типов измеряли с помощью LCR Meter 4284A (производимым Hewlett-Packard Japan, LTD.) при условиях комнатной температуры 20°С и измеряемой частоты 1 МГц. Результаты представлены в таблице 5.

<Растворимость соединения ()>

50 г водного раствора, содержащего растворенный красящий материал, помещали в 100 мл химический стакан (JIS R 3503) и оставляли в камере термостата при температуре 60° и влажности 20% с последующим выпариванием досуха, пока изменения в массе за три часа не составят 0,01 г или меньше. Затем полученное таким образом вещество измельчали в ступке до получения порошка. Данный порошок растворяли в водорастворимом органическом растворителе различных типов при 25°С, пока раствор не станет насыщенным. Массу красящего материала, требуемую для насыщения раствора, делили на суммарную массу водорастворимого органического растворителя и красящего материала, и полученное таким образом значение рассматривали как растворимость (степень растворимости). Результаты представлены в таблице 6.

<Оценка>

Оценку проводили по следующим пунктам в соответствии со следующими критериями.

(Оптическая плотность)

Каждое из чернил в Примерах 1-7 и в Сравнительных Примерах 1-9, приготовленное соответствующим образом, устанавливали на струйный принтер производства CANON INC. (торговая марка: BJ F900), и сплошной рисунок со 100% заполнением чернилами печатали в регистрирующей среде, полученной описанным способом, при температуре окружающей среды 25°С и влажности 60%. Полученные отпечатанные образцы сушили 24 часа при температуре окружающей среды 25°С и влажности 60%, и оптическую плотность (плотность изображения) измеряли на высушенном изображении. Следует сказать, что в данных измерениях использовали спектрофотометр (SPECTROLINO, изготовленный в Gretag Macbeth Holding AG). Критерии оптической плотности показаны ниже. Результаты оценки представлены в Таблице 7.

АА: оптическая плотность составляет 2,50 или больше.

А: оптическая плотность составляет 2,45 или больше, но меньше, чем 2,50.

В: оптическая плотность составляет 2,40 или больше, но меньше, чем 2,45.

С: оптическая плотность меньше, чем 2,40.

(Восстановление свойств прилипания)

Каждым из чернил примеров 1-7 и сравнительных примеров 1-9, полученных вышеописанным способом, заполняли печатающую головку струйного принтера, произведенного CANON INC. (торговая марка: BJ F900). После этого печатающую головку отсоединяли, и в данном состоянии ее эжекционные сопла выдерживали в окружающей атмосфере, оставляя их в течение 2 недель при температуре 35°С и влажности 15%. После этого печатающую головку снова устанавливали в принтер и проводили операции продувки чернил и печатания для оценки восстановления свойств прилипания. Критерии восстановления свойств прилипания показаны ниже. Результаты оценки представлены в таблице 7.

А: После установки печатающей головки все сопла подвергались продувке дважды или меньше, чтобы стать способными к эжекции без всяких проблем.

В: После установки печатающей головки все сопла подвергались продувке три или четыре раза, чтобы стать способными к эжекции без всяких проблем.

С: После установки печатающей головки часть сопел оставалась неспособной к эжекции даже при продувке, проведенной пять раз или больше.

Настоящая заявка заявляет о приоритете над каждой из японских патентных заявок, № 2004-196448, зарегистрированной 2 июля 2004 г. и японской патентной заявкой № 2005-192194, зарегистрированной 30 июня 2005 г., которые включены здесь посредством ссылки.

Формула изобретения

1. Черные чернила для струйной печати содержат, по меньшей мере, красящий материал и водорастворимый органический растворитель, при этом красящий материал содержит соединение, представленное следующей общей формулой (I), или его соль, причем содержание соединения формулы (I) или его соли в чернилах составляет от 0,1 мас.%, или более до 15 мас.%, или менее в расчете на общую массу чернил, и

в которых водорастворимый органический растворитель представляет собой водорастворимый органический растворитель, имеющий относительную диэлектрическую проницаемость от 30,0 или больше, но меньше, чем 70,0, при 20°С и способный растворять соединение, представленное следующей общей формулой (I), или его соль в количестве 1,0 мас.% или больше при 25°С, и его содержание составляет 50 мас.%, или больше относительно суммарного содержания всех водорастворимых органических растворителей, содержащихся в черных чернилах для струйной печати:

в которой R₁ и R₂ каждый независимо представляет собой атом водорода или сульфонильную группу; и R₃ и R₄ каждый независимо представляет собой алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода или алкоксильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, которые могут быть замещены сульфоновой группой; и n равно 0 или 1.

2. Черные чернила для струйной печати по п.1, в которых водорастворимый органический растворитель, имеющий относительную диэлектрическую проницаемость от 30,0 или больше, но меньше, чем 70,0, при 20°С и способный растворять соединение, представленное общей формулой (I), или его соль в количестве 1 мас.% или больше при 25°С представляет собой растворитель, выбранный из группы, состоящей из глицерина, этиленгликоля, диэтиленгликоля, 1,2-пропандиола, 1,3-пропандиола, и 1,4-бутандиола.

3. Черные чернила для струйной печати по п.1 или 2, в которых общее содержание всех водорастворимых органических растворителей, содержащихся в указанных чернилах, составляет от 10 до 95 мас.%, в расчете на общую массу композиции.

4. Способ струйной печати, включающий эжекцию чернил струйным способом, причем чернила содержат черные чернила для струйной печати по п.1 или 2.

5. Картридж для чернил, содержащий резервуар для хранения чернил, в котором чернила содержат черные чернила для струйной печати по п.1 или 2.

6. Печатающее устройство, включающее резервуар для хранения чернил и печатающую головку для эжекции чернил, в котором чернила содержат черные чернила для струйной печати по п.1 или 2.

7. Регистрирующее устройство для струйной печати, включающее участок для хранения чернил и печатающую головку для эжекции чернил, в котором чернила содержат черные чернила для струйной печати по п.1 или 2.

РИСУНКИ