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噴墨用墨水、成套墨水、噴墨記錄方法、墨盒、記錄單元以及噴墨記錄裝置的制作方法

文檔序號:3777070閱讀:205來源:國知局
專利名稱:噴墨用墨水、成套墨水、噴墨記錄方法、墨盒、記錄單元以及噴墨記錄裝置的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及提供耐光性等優(yōu)異的圖像的噴墨用墨水、成套墨水、噴墨記錄方法、墨盒、記錄單元以及噴墨記錄裝置。
背景技術
噴墨記錄方法是在普通紙、光澤介質等記錄介質上施加小墨滴形成圖像的記錄方法,隨著其價格低廉化、記錄速度的提高,迅速地得到普及。另外,除了其記錄物的圖像質量不斷提高之外,伴隨著數碼相機的迅速普及,要求噴墨打印機輸出與銀鹽照片同等的記錄物。
作為通過噴墨記錄方法得到的記錄物與銀鹽照片相匹敵的必要條件之一,可舉出記錄物的高的堅牢性。現有的噴墨記錄物與銀鹽照片相比,其堅牢性低。因此,記錄物被長時間曝露于光、濕度、熱、空氣中存在的環(huán)境氣體等中的時候,記錄物上的色料劣化,容易產生圖像的色調變化或褪色,即,存在堅牢性低的問題。為了解決如上所述的課題,一直以來進行了大量的研究。
例如,提出了通過使用具有蒽吡啶酮結構的色料,使堅牢性提高的方案(參閱例如,日本專利特開2002-332419號公報和特開2003-192930號公報)。通過使用所述色料,可提高噴墨用墨水的保存穩(wěn)定性。但是,使用以這些墨水為代表的現有的噴墨用墨水所得到的記錄物,還無法與銀鹽照片的保存穩(wěn)定性相匹敵,這是實際狀況。
另外,近幾年,作為噴墨用的記錄介質,為了得到與銀鹽照片相匹敵或者超過它的圖像質量,使用將礬土、硅石等無機物用于墨水接收材料的記錄介質。但是,在如上所述的記錄介質上進行記錄時,記錄物的耐光性還不能說是充分的,在被光照射的環(huán)境中保存那樣的記錄物時,與銀鹽照片相比在更短時間內就褪色。

發(fā)明內容
本發(fā)明人們鑒于上述課題進行了專心研究。于是,著眼于使用與現有的色料相比具有較高的耐光性這樣的特性的色料,進一步,在墨水中加入用于提高耐光性的添加劑,進行了研究。通過使用耐光性高的色料,進一步,添加劑具有提高耐光性的功能,可以期待記錄物的壽命大幅提高,與銀鹽照片的耐光性相匹敵。
但是,在研究墨水中常用的添加劑時,任何添加劑提高耐光性的效果都不充分,另外,添加劑本身具有獨特的色調,因此,使用含有所述添加劑的墨水制造的記錄物的色調有時發(fā)生變化。
因此,本發(fā)明人們進行進一步研究,結果發(fā)現了本發(fā)明的基本技術思想。即,本發(fā)明人們通過將色料和適合于該色料的特性的添加劑組合使用,發(fā)現了可得到記錄物的高耐光性(第1課題)的條件。另外,本發(fā)明人們還發(fā)現,利用墨水的pH和所述添加劑的添加量的相互關系,可以滿足低溫保存時的墨水穩(wěn)定性良好(第2課題),剛打印后的初始噴出性良好(第3課題),圖像品質良好(第4課題),打印持續(xù)性良好(第5課題)這些課題中的至少1個以上課題的條件。
因此,本發(fā)明第1課題的第一目的在于提供一種可得到與銀鹽照片相匹敵的圖像質量且記錄物可得到高的耐光性的噴墨用墨水。
另外,本發(fā)明第2課題的第二目的在于提供一種可兼具記錄物的高耐光性和低溫保存時的墨水穩(wěn)定性的噴墨用墨水。
進一步,本發(fā)明第3課題的第三目的在于提供一種可兼具記錄物的高耐光性和剛打印后的初始噴出性的噴墨用墨水。
另外,本發(fā)明第4課題的第四目的在于提供一種可兼具記錄物的高耐光性和高圖像品質的噴墨用墨水。
進一步,本發(fā)明第5課題的第五目的在于提供一種可兼具記錄物的高耐光性和高打印持續(xù)性的噴墨用墨水。
另外,本發(fā)明的另一目的在于提供使用所述噴墨用墨水的成套墨水、噴墨記錄方法、墨盒、記錄單元以及噴墨記錄裝置。
上述目的可通過以下本發(fā)明完成。
即,根據本發(fā)明第1課題的第一觀點,可提供一種噴墨用墨水,其特征在于,其至少含有由通式(I)所示化合物或其鹽形成的色料和通式(II)所示化合物。
通式(I) (式中,R1為氫原子、烷基、羥基低級烷基、環(huán)己基、單或二烷基氨基烷基或者氰基低級烷基;Y為氯原子、羥基、氨基或者單或二烷基氨基(烷基上可以具有選自磺酸基、羧基以及羥基組成的組中的取代基);R2、R3、R4、R5以及R6分別獨立地表示氫原子、碳原子數1~8的烷基或羧基(其中,R2、R3、R4、R5以及R6不全是氫原子))通式(II)
(式中,R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15以及R16分別獨立地表示氫原子、碳原子數1~8的烷基、羧基或其鹽(其中,R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15以及R16不全是氫原子,并且,R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15以及R16中的至少1個為羧基或其鹽);X為氯原子、羥基、氨基或者單或二烷基氨基(烷基上可以具有選自磺酸基、羧基以及羥基組成的組中的取代基))根據本發(fā)明第2課題的第二觀點,可提供一種噴墨用墨水,其特征在于,在上述組成的噴墨用墨水中,所述噴墨用墨水在25℃下的pH為4.0以上11.0以下,并且,所述pH與所述通式(II)所示化合物相對于噴墨用墨水總質量的含量(質量%)滿足下述各關系(a)~(k)任一個(a)pH為10.5以上11.0以下時,含量為2.10質量%以下(b)pH為10.0以上且不足10.5時,含量為1.50質量%以下(c)pH為9.0以上且不足10.0時,含量為1.00質量%以下(d)pH為8.0以上且不足9.0時,含量為0.62質量%以下(e)pH為7.2以上且不足8.0時,含量為0.38質量%以下(f)pH為7.0以上且不足7.2時,含量為0.23質量%以下(g)pH為6.5以上且不足7.0時,含量為0.18質量%以下(h)pH為6.0以上且不足6.5時,含量為0.14質量%以下(i)pH為5.2以上且不足6.0時,含量為0.09質量%以下(j)pH為5.0以上且不足5.2時,含量為0.06質量%以下
(k)pH為4.0以上且不足5.0時,含量為0.04質量%以下。
根據本發(fā)明第3課題的第三觀點,可提供一種噴墨用墨水,其特征在于,在上述組成的噴墨用墨水中,所述噴墨用墨水在25℃下的pH與所述通式(II)所示化合物的含量滿足下述關系式(1)(通式(II)所示化合物的含量(質量%))≤0.00015×(墨水的pH)4.05式(式中,pH為4.0以上11.0以下),并且,所述通式(II)所示化合物的含量為2.00質量%以下。
根據本發(fā)明第4課題的第四觀點,可提供一種噴墨用墨水,其特征在于,在上述組成的噴墨用墨水中,所述噴墨用墨水在25℃下的pH與所述通式(II)所示化合物的含量滿足所述關系式(1),并且,所述通式(II)所示化合物的含量為0.42質量%以下。
根據本發(fā)明第5課題的第五觀點,可提供一種噴墨用墨水,其特征在于,在上述組成的噴墨用墨水中,所述噴墨用墨水在25℃下的pH為6.0以上9.5以下,并且,所述pH與所述通式(II)所示化合物相對于噴墨用墨水總質量的含量(質量%)滿足下述各關系(1)~(p)任一個(1)pH為9.0以上9.5以下時,含量為0.23質量%以下(m)pH為8.3以上且不足9.0時,含量為0.18質量%以下(n)pH為7.0以上且不足8.3時,含量為0.11質量%以下(o)pH為6.5以上且不足7.0時,含量為0.09質量%以下(p)pH為6.0以上且不足6.5時,含量為0.04質量%以下。
本發(fā)明另一個觀點的成套墨水,其是由多個墨水構成的成套墨水,其特征在于,作為品紅色墨水,包含上述組成的噴墨用墨水。
本發(fā)明又一個觀點的噴墨記錄方法,其是具有以噴墨方法噴出墨水的工序的噴墨記錄方法,其特征在于,所述墨水為上述組成的噴墨用墨水。
本發(fā)明又一個觀點的墨盒,其是具備容納墨水的墨水容納部的墨盒,其特征在于,所述墨水為上述組成的噴墨用墨水。
本發(fā)明又一個觀點的記錄單元,其是具備容納墨水的墨水容納部和用于噴出墨水的記錄頭的記錄單元,其特征在于,所述墨水為上述組成的噴墨用墨水。
本發(fā)明又一個觀點的噴墨記錄裝置,其是具備容納墨水的墨水容納部和用于噴出墨水的記錄頭的噴墨記錄裝置,其特征在于,所述墨水為上述組成的噴墨用墨水。
本發(fā)明又一個觀點的墨水,其特征在于,該墨水含有色料,其具有主發(fā)色結構部以及結合在該主發(fā)色結構部上的輔助結構部;以及化合物,其具有與該色料的該輔助結構部結構上類似的主骨架和羧基,并且該化合物在可見光區(qū)沒有吸收區(qū)。
根據本發(fā)明第1課題的第1觀點,可提供能夠得到與銀鹽照片相匹敵的圖像質量且可得到記錄物的高耐光性的噴墨用墨水。
另外,根據本發(fā)明第2課題的第二觀點,可提供能夠兼具記錄物的高耐光性和低溫保存時的墨水穩(wěn)定性的噴墨用墨水。
進一步,根據本發(fā)明第3課題的第三觀點,可提供能夠兼具記錄物的高耐光性和剛打印后的初始噴出性的噴墨用墨水。
另外,根據本發(fā)明第4課題的第四觀點,可提供能夠兼具記錄物的高耐光性和高圖像品質的噴墨用墨水。
進一步,根據本發(fā)明第5課題的第五觀點,可提供能夠兼具記錄物的高耐光性和高打印持續(xù)性的噴墨用墨水。
另外,根據本發(fā)明的另一個觀點,可提供使用所述噴墨用墨水的成套墨水、噴墨記錄方法、墨盒、記錄單元以及噴墨記錄裝置。


圖1是縱軸采用例示化合物B的含量(質量%),橫軸采用墨水在25℃下的pH,表示在長時間保存墨水的情況下,也不析出通式(II)所示化合物,并且,可得到適于噴墨用墨水的性能的范圍的圖表。
圖2是表示為了得到優(yōu)異的低溫保存時的墨水穩(wěn)定性而優(yōu)選的范圍的圖表。
圖3是表示為了得到優(yōu)異的剛打印后的初始噴出性而優(yōu)選的范圍的圖表。
圖4是表示為了得到優(yōu)異的圖像品質而優(yōu)選的范圍的圖表。
圖5是表示為了得到優(yōu)異的打印持續(xù)性而優(yōu)選的范圍的圖表。
圖6是表示為了得到優(yōu)異的低溫保存時的墨水穩(wěn)定性而優(yōu)選的范圍、以及低溫保存時的墨水穩(wěn)定性的評價結果的圖表。
圖7是表示為了得到優(yōu)異的剛打印后的初始噴出性而優(yōu)選的范圍、以及剛打印后的初始噴出性的評價結果的圖表。
圖8是表示為了得到優(yōu)異的圖像品質而優(yōu)選的范圍、以及圖像品質的評價結果的圖表。
圖9是表示為了得到優(yōu)異的打印持續(xù)性而優(yōu)選的范圍、以及打印持續(xù)性的評價結果的圖表。
圖10是記錄裝置的立體圖。
圖11是記錄裝置的機構部的立體圖。
圖12是記錄裝置的剖面圖。
圖13是表示在記錄頭盒中安裝墨罐的狀態(tài)的立體圖。
圖14是記錄頭盒的分解立體圖。
圖15是表示記錄頭盒中的記錄元件基板的主視圖。
具體實施例方式
以下,舉出優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明進行更詳細地說明。
本發(fā)明對于普通墨水以及使用它的所有記錄均可發(fā)揮效果,尤其用作噴墨用墨水時,可以最有效地發(fā)揮效果,因此優(yōu)選。以下,對將本發(fā)明的墨水用作噴墨用墨水的情況進行說明。
另外,在本發(fā)明中,化合物為鹽時,鹽在墨水中離解成離子存在,但方便起見,表達為“含有鹽”。
<墨水>
本發(fā)明人們進行專心研究,結果可知使用含有通式(I)所示化合物或其鹽、進一步含有通式(II)所示化合物的墨水得到的記錄物,其與使用不含通式(II)所示化合物的墨水得到的記錄物相比,耐光性提高。
通過組合使用通式(I)所示化合物或其鹽與通式(II)所示化合物而提高耐光性的理由推測如下。墨水液滴著落到記錄介質上之后,墨水中的水分減少、墨水的pH達到酸性,由此,分子內具有羧基的通式(II)所示化合物以在記錄介質表面附近析出的狀態(tài)存在。于是,通式(II)所示化合物抑制通式(I)所示化合物或其鹽的分解等,亦即,通式(II)所示化合物對通式(I)所示化合物或其鹽起到保護的作用,因此,提高記錄物的耐光性。
并且,通式(II)所示化合物在可見光區(qū)幾乎不顯示吸收,因此認為對記錄物的色調也幾乎不產生影響。另外,通式(II)所示化合物,其分子結構與通式(I)所示化合物或其鹽的分子結構的一部分相類似。因此認為,即使通式(I)所示化合物或其鹽和通式(II)所示化合物混合存在,也由于墨水中的各化合物的親和性高,因此可成為墨水保存性和噴墨特性良好的墨水。
(色料)[通式(I)所示化合物或其鹽]本發(fā)明的噴墨用墨水(以下,簡稱為“墨水”),必須含有下述通式(I)所示化合物或其鹽作為色料。
通式(I) (式中,R1為氫原子、烷基、羥基低級烷基、環(huán)己基、單或二烷基氨基烷基或者氰基低級烷基;Y為氯原子、羥基、氨基、單或二烷基氨基(烷基上可以具有選自磺酸基、羧基以及羥基組成的組中的取代基);R2、R3、R4、R5以及R6分別獨立地表示氫原子、碳原子數1~8的烷基、或羧基(其中,R2、R3、R4、R5以及R6不全是氫原子))在本發(fā)明中,通過使用含有通式(I)所示化合物或其鹽作為色料的墨水,與使用含有現有色料的墨水得到的記錄物相比,可得到優(yōu)異的耐光性等。
下述例示化合物1~7為上述通式(I)所示化合物或其鹽的優(yōu)選的例示化合物。當然,本發(fā)明并不限于以下化合物。另外,在下述例示化合物中,助溶基團全部以H型記載,但也可以形成鹽。
例示化合物1例示化合物2 例示化合物3例示化合物4 例示化合物5例示化合物6 例示化合物7 上述例示化合物中,特別優(yōu)選使用作為例示化合物6的鈉鹽的下述例示化合物A。
例示化合物A 通式(I)所示化合物或其鹽的含量,優(yōu)選相對于墨水總質量為0.1質量%以上10.0質量%以下。含量不足0.1質量%時,存在無法得到充分的圖像濃度的情況,含量超過10.0質量%時,存在無法得到噴出墨水的記錄頭的噴嘴部的粘著恢復性等、無法得到良好的噴墨特性的情況。其中,為了達到高圖像濃度,含量優(yōu)選為3.0質量%以上10.0質量%以下,進一步,為了達到更高的圖像濃度,含量優(yōu)選為4.5%質量%以上10.0質量%以下。
另外,將本發(fā)明的墨水用作色料濃度高的濃墨水時,通式(I)所示化合物或其鹽的含量也可以是與上述相同的含量。另外,將本發(fā)明的墨水用作色料濃度低的淡墨水時,通式(I)所示化合物或其鹽的含量,優(yōu)選相對于墨水總質量為0.1質量%以上3.0質量%以下,進一步,在制成記錄物的顆粒性優(yōu)異的墨水的情況下,含量更優(yōu)選為0.1質量%以上2.5質量%以下。
通式(I)所示化合物或其鹽可以單獨使用,另外,也可以多個組合使用。進一步,在本發(fā)明中,可以將通式(I)所示化合物或其鹽作為唯一的色料而單獨使用,另外,為了調整色調等,也可以與其它色料組合使用。另外,通式(I)所示化合物或其鹽與其它色料組合使用時,通式(I)所示化合物或其鹽的含量與其它色料的含量之比,優(yōu)選為1.0∶10.0~10.0∶1.0的范圍內。
在本發(fā)明中,除了上述化合物之外,也可以使用上述以外的色料作為調色用的色料。
另外,為了形成全色圖像等,也可以組合使用例如黑色墨水、青色墨水、品紅色墨水、黃色墨水等具有與本發(fā)明的墨水不同的色調的墨水。進一步,可組合使用具有與這些墨水相同的色調且色料濃度低的、所謂的淡墨水。這些具有其它色調的墨水或淡墨水的色料可以是公知的色料,也可以使用新合成的色料。
另外,在墨水中,與通式(I)所示化合物或其鹽一起還含有調色用的色料時,通式(I)所示化合物或其鹽與調色用的色料的總含量(質量%),優(yōu)選相對于墨水總質量為0.1質量%以上10.0質量%以下。與單獨使用通式(I)所示化合物或其鹽的情況相同,總含量不足0.1質量%時,存在無法得到充分的圖像濃度的情況,總含量超過10.0質量%時,存在無法得到噴出墨水的記錄頭的噴嘴部的粘著恢復性等、無法得到良好的噴墨特性的情況。在含有調色用色料的濃墨水和淡墨水中的色料總含量也與不進行調色的情況相同。
以下,對于調色用色料、以及與本發(fā)明的墨水一起使用的其它墨水中所使用的色料的具體例子,按色調分別表示。當然,本發(fā)明并不限于這些。
C.I.直接黃8、11、12、27、28、33、39、44、50、58、85、86、87、88、89、98、100、110、132、173等C.I.酸性黃1、3、7、11、17、23、25、29、36、38、40、42、44、76、98、99等C.I.顏料黃1、2、3、12、13、14、15、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、114、128、138、180等 C.I.直接紅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等C.I.酸性紅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等C.I.食品紅87、92、94等C.I.直接紫107等C.I.顏料紅2、5、7、12、48∶2、48∶4、57∶1、112、122、123、168、184、202等[青色色料]C.I.直接藍1、15、22、25、41、76、77、80、86、90、98、106、108、120、158、163、168、199、226、307等C.I.酸性藍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等C.I.顏料藍1、2、3、15、15∶2、15∶3、15∶4、16、22、60等[橙色色料]C.I.酸性橙7、8、10、12、24、33、56、67、74、88、94、116、142等C.I.酸性紅111、114、266、374等C.I.直接橙26、29、34、39、57、102、118等C.I.食品橙3等C.I.活性橙1、4、5、7、12、13、14、15、16、20、29、30、84、107等
C.I.分散橙1、3、11、13、20、25、29、30、31、32、47、55、56等C.I.顏料橙43等C.I.顏料紅122、170、177、194、209、224等[綠色色料]C.I.酸性綠1、3、5、6、9、12、15、16、19、21、25、28、81、84等C.I.直接綠26、59、67等C.I.食品綠3等C.I.活性綠5、6、12、19、21等C.I.分散綠6、9等C.I.顏料綠7、36等[藍色色料]C.I.酸性藍62、80、83、90、104、112、113、142、203、204、221、244等C.I.活性藍49等C.I.酸性紫17、19、48、49、54、129等C.I.直接紫9、35、47、51、66、93、95、99等C.I.活性紫1、2、4、5、6、8、9、22、34、36等C.I.分散紫1、4、8、23、26、28、31、33、35、38、48、56等C.I.顏料藍5∶6等C.I.顏料紫19、23、37等[黑色色料]C.I.直接黑17、19、22、31、32、51、62、71、74、112、113、154、168、195等C.I.酸性黑2、48、51、52、110、115、156等
C.I.食品黑1、2等炭黑等(通式(II)所示化合物)本發(fā)明的噴墨用墨水,還必須含有下述通式(II)所示化合物或其鹽。
通式(II) (式中,R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15以及R16分別獨立地表示氫原子、碳原子數1~8的烷基、羧基或其鹽(其中,R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15以及R16不全是氫原子,并且,R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15以及R16中的至少1個為羧基或其鹽);X為氯原子、羥基、氨基、或者單或二烷基氨基(烷基上可以具有選自磺酸基、羧基以及羥基組成的組中的取代基))在本發(fā)明中,為了通過上述的機理得到優(yōu)異的耐光性等,通式(II)所示化合物優(yōu)選存在于記錄介質的表面附近。為此,特別優(yōu)選通式(II)所示化合物在其分子結構中的兩端的苯基上各取代有1個羧基、共2個羧基的結構。
進一步優(yōu)選,通式(II)所示化合物以堿金屬鹽的形態(tài)使用。另外,從墨水的噴出穩(wěn)定性與墨水中化合物的溶解性之間的平衡的觀點出發(fā),所述堿金屬優(yōu)選為鈉。作為通式(II)所示化合物的優(yōu)選的具體例子,可舉出例如下述例示化合物B。
例示化合物B 通式(II)所示化合物的含量(質量%)優(yōu)選相對于墨水總質量為0.02質量%以上。這是因為含量不足0.02質量%時,存在提高耐光性的效果變得不充分的情況。
另外,為了更加提高耐光性等本發(fā)明的效果,本發(fā)明墨水中的通式(I)所示化合物或其鹽的含量(質量%)與通式(II)所示化合物的含量(質量%),優(yōu)選滿足下述關系式(2)的關系 式(通式(I)所示化合物或其鹽、以及通式(II)所示化合物的驗證方法)在本發(fā)明所用的通式(I)所示化合物或其鹽、以及通式(II)所示化合物的驗證中,適用使用由高效液相色譜法(HPLC)得到的下述(1)~(3)各值的驗證方法。
(1)峰的保留時間(2)(1)的峰的最大吸收波長(3)(1)的峰的質譜的M/Z(posi、nega)高效液相色譜法的分析條件如下所示。
對用純水稀釋成約1000倍的墨水溶液,以下述條件進行高效液相色譜分析,測定峰的保留時間(retention time)和峰的最大吸收波長。
·柱Symmetry C18 2.1mm×150mm
·柱溫度40℃·流速0.2ml/min·PDA210nm~700nm·流動相和梯度條件表1表1

另外,質譜的分析條件如下所示。
對于所得到的峰,在下述條件下測定質譜,分別對posi、nega測定所檢測出最強的M/Z。
·離子化法·ESI毛細管電壓3.5kV去溶劑氣體300℃離子源溫度120℃·檢測器posi40V 200-1500amu/0.9secnega40V 200-1500amu/0.9sec例如,對上述例示化合物A和上述例示化合物B的化合物的保留時間、最大吸收波長、M/Z(posi)、M/Z(nega)的值在表2中示出??膳袛喑鲈诜媳?所示的值的情況下,符合本發(fā)明中使用的化合物。
表2

下面,關于為了使用本發(fā)明的墨水發(fā)揮優(yōu)異的耐光性以外尤其還發(fā)揮良好的墨水性能而優(yōu)選的條件進行說明。
通式(II)所示化合物具有羧基。因此,在墨水的pH為強酸性的情況下,通式(II)所示化合物的溶解性降低。因此,必須調整墨水的pH,使通式(II)所示化合物穩(wěn)定地溶解。另外,若考慮構成噴墨記錄裝置的各部件的耐墨水性,則在墨水的pH為強堿性的情況下,會出現不良。
本發(fā)明人們考慮上述2點而進行研究。其結果可知,墨水在25℃下的pH和通式(II)所示化合物相對于墨水總質量的含量(質量%)滿足下述關系式(1)時,即使在長期保存墨水的情況下,通式(II)所示化合物也不析出,另外,在噴墨記錄裝置中不出現不良等,可得到適于噴墨用墨水的性能。
關系式(1)(通式(II)所示化合物的含量(質量%))≤0.00015×(墨水的pH)4.05式另外,關系式(1)中,pH為4.0以上11.0以下。
圖1是表示作為通式(II)所示化合物的具體例子使用上述例示化合物B時,通式(II)所示化合物相對于墨水總質量的含量(質量%)與墨水在25℃下的pH的關系的圖表??v軸采用上述例示化合物B相對于墨水總質量的含量(質量%),橫軸采用墨水在25℃下的pH,若表示上述式(1)的關系,則為圖1的陰影部分。
在考慮在低溫環(huán)境(例如5℃)下保存本發(fā)明的墨水的情況下,優(yōu)選為滿足圖2的陰影部分所示的條件。即,為了得到優(yōu)異的低溫保存時的墨水穩(wěn)定性,優(yōu)選墨水在25℃下的pH為4.0以上11.0以下,并且,所述pH與通式(II)所示化合物相對于墨水總質量的含量(質量%)滿足下述各關系(a)~(k)的任一個。
(a)pH為10.5以上11.0以下時,含量為2.10質量%以下
(b)pH為10.0以上且不足10.5時,含量為1.50質量%以下(c)pH為9.0以上且不足10.0時,含量為1.00質量%以下(d)pH為8.0以上且不足9.0時,含量為0.62質量%以下(e)pH為7.2以上且不足8.0時,含量為0.38質量%以下(f)pH為7.0以上且不足7.2時,含量為0.23質量%以下(g)pH為6.5以上且不足7.0時,含量為0.18質量%以下(h)pH為6.0以上且不足6.5時,含量為0.14質量%以下(i)pH為5.2以上且不足6.0時,含量為0.09質量%以下(j)pH為5.0以上且不足5.2時,含量為0.06質量%以下(k)pH為4.0以上且不足5.0時,含量為0.04質量%以下進一步,在考慮構成噴墨記錄裝置的各部件的耐墨水性、以及在低溫環(huán)境(例如5℃)保存墨水的情況下,更優(yōu)選墨水在25℃下的pH為5.0以上10.0以下,并且,所述pH與、通式(II)所示化合物相對于墨水總質量的含量(質量%),滿足下述各關系(q)~(x)的任一個。
(q)pH為8.6以上10.0以下時,含量為0.42質量%以下(r)pH為8.3以上且不足8.6時,含量為0.29質量%以下(s)pH為7.7以上且不足8.3時,含量為0.24質量%以下(t)pH為7.5以上且不足7.7時,含量為0.17質量%以下(u)pH為6.5以上且不足7.5時,含量為0.14質量%以下(v)pH為6.1以上且不足6.5時,含量為0.11質量%以下(w)pH為5.5以上且不足6.1時,含量為0.06質量%以下(x)pH為5.0以上且不足5.5時,含量為0.04質量%以下在考慮到從規(guī)定的噴嘴噴出本發(fā)明的墨水之后,一定時間內從該規(guī)定的噴嘴不噴出墨水而放置,然后再次從該規(guī)定的噴嘴噴出墨水時,可進行穩(wěn)定的噴出并可得到良好的打印圖像的墨水的情況下,優(yōu)選滿足圖3的陰影部分所示的條件。即,為了得到優(yōu)異的剛打印后的初始噴出性,通式(II)所示化合物相對于墨水總質量的含量(質量%)優(yōu)選為2.00質量%以下,進一步,更優(yōu)選為1.00質量%以下。另外,在該情況下,若考慮墨水的保存穩(wěn)定性,優(yōu)選滿足上述式(1)的關系。
為了使用本發(fā)明的墨水得到的記錄物與使用不含有通式(II)所示化合物的墨水得到的記錄物相比,圖像濃度、色彩實質上沒有改變,也就是為了得到圖像品質良好的記錄物,優(yōu)選滿足圖4的陰影部分所示的條件。即,為了得到優(yōu)異的圖像品質,通式(II)所示化合物相對于墨水總質量的含量(質量%)優(yōu)選為0.42質量%以下。另外,在該情況下,若考慮墨水的保存穩(wěn)定性,優(yōu)選滿足上述式(1)的關系。
考慮到在噴墨記錄裝置的使用期間內,在記錄頭的每1個噴嘴施加脈沖數多的噴墨記錄裝置中使用本發(fā)明的墨水的情況,優(yōu)選滿足圖5的陰影部分所示的條件。即,為了得到優(yōu)異的打印持續(xù)性,更優(yōu)選墨水在25℃下的pH為6.0以上9.5以下,并且,所述pH與通式(II)所示化合物相對于墨水總質量的含量(質量%)滿足下述各關系(1)~(p)的任一個。
(1)pH為9.0以上9.5以下時,含量為0.23質量%以下(m)pH為8.3以上且不足9.0時,含量為0.18質量%以下(n)pH為7.0以上且不足8.3時,含量為0.11質量%以下(o)pH為6.5以上且不足7.0時,含量為0.09質量%以下(p)pH為6.0以上且不足6.5時,含量為0.04質量%以下另外,本發(fā)明中,在墨水的pH的測定中使用pH METER F-21(商品名;HORIBA生產)。
(水性介質)本發(fā)明的墨水組合物中可以使用水或作為水與各種水溶性有機溶劑的混合溶劑的水性介質。
水溶性有機溶劑只要是水溶性的就沒有特別限制,可以列舉出乙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、仲丁醇、叔丁醇等碳原子數為1~4的烷基醇類;N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺等羧酸酰胺;丙酮、甲乙酮、2-甲基-2-羥基戊烷-4-酮等酮;或者酮醇;四氫呋喃、二氧雜環(huán)己烷等環(huán)狀醚類;甘油、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,2-或1,3-丙二醇、1,2-或1,4-丁二醇、聚乙二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇、乙二硫醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2,6-己三醇、乙炔二醇衍生物、三羥甲基丙烷等多元醇類;乙二醇單甲基(或乙基)醚、二乙二醇單甲基(或乙基)醚、三乙二醇單乙基(或丁基)醚等多元醇的烷基醚類;2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、N-甲基嗎啉等雜環(huán)類;二甲亞砜等含硫化合物;尿素以及尿素衍生物等。上述水溶性有機溶劑可以單獨使用,或者也可以作為混合物使用。
這些水溶性有機溶劑的含量相對于墨水總質量優(yōu)選為5質量%~90質量%,更優(yōu)選為10質量%~50質量%。這是因為含量比5質量%更少時,在作為噴墨用而使用的情況下,存在噴出性等的可靠性惡化的情況,含量比90質量%更多時,墨水的粘度上升,從而出現墨水的供給不良。
另外,水優(yōu)選使用去離子水(離子交換水)。水的含量,優(yōu)選相對于墨水總質量為10質量%~90質量%。
(其它添加劑)另外,在本發(fā)明中,還可以根據需要含有表面活性劑、pH調節(jié)劑、防銹劑、防腐劑、防霉劑、螯合劑、紫外線吸收劑、粘度調節(jié)劑、消泡劑以及水溶性聚合物等各種添加劑。
表面活性劑的具體例子可以列舉出陰離子表面活性劑、兩性表面活性劑、陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑等。
陰離子表面活性劑的具體例子可以列舉出烷基磺基羧酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、聚氧乙烯烷基醚醋酸鹽、N-酰基氨基酸及其鹽、N-?;谆;撬猁}、烷基硫酸鹽、聚氧烷基醚硫酸鹽、烷基硫酸鹽、聚氧乙烯烷基醚磷酸鹽、松脂酸皂、蓖麻油硫酸酯鹽、月桂醇硫酸酯鹽、烷基酚型磷酸酯、烷基型磷酸酯、烷基烯丙基磺酸鹽、二乙基磺基琥珀酸鹽、二乙基己基磺基琥珀酸二辛基磺基琥珀酸鹽等。
陽離子表面活性劑的具體例子有2-乙烯基吡啶衍生物、聚4-乙烯基吡啶衍生物等。作為兩性表面活性劑可以列舉出月桂基二甲基氨基乙酸甜菜堿、2-烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉鎓甜菜堿、椰子油脂肪酸酰胺丙基二甲基氨基乙酸甜菜堿、多辛基多氨基乙基甘氨酸、以及咪唑啉衍生物等。
非離子表面活性劑的具體例子可以列舉出聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯十二烷基苯基醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯烷基醚等醚類,聚氧乙烯油酸、聚氧乙烯油酸酯、聚氧乙烯二硬脂酸酯、山梨醇酐月桂酸酯、山梨醇酐單硬脂酸酯、山梨醇酐單油酸酯、山梨醇酐倍半油酸酯、聚氧乙烯單油酸酯、聚氧乙烯硬脂酸酯等酯類,2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇等乙炔二醇類(例如,川研フアインケミカル制造的Acetylenol EH、日信化學制造的サ一フイノ一ル104、82、465,オルフインSTG等)。
pH調節(jié)劑只要是能夠將墨水的pH值控制在規(guī)定的范圍的物質,就可以使用任意物質。具體來說,可以列舉出例如,二乙醇胺、三乙醇胺、異丙醇胺、三羥甲基氨基甲烷等醇胺化合物,氫氧化鋰、氫氧化鉀等堿金屬氫氧化物,氫氧化銨,或碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀等堿金屬碳酸鹽等。
防腐劑·防霉劑的具體例子,可以列舉出例如,有機硫系、有機氮硫系、有機鹵系、鹵代烯丙基砜系、碘代炔丙基系、N-鹵代烷基硫系、苯噻唑系、腈系、吡啶基、8-羥基喹啉系、苯并噻唑系、異噻唑啉系、二硫醇系、吡啶氧化物系、硝基丙烷系、有機錫系、酚系、季銨鹽系、三嗪系、噻二嗪系、酰替苯胺系、金剛烷系、二硫代氨基甲酸酯系、溴茚酮系、苯甲基溴代乙酸酯系、無機鹽系等化合物。
有機鹵系化合物可以列舉出例如五氯苯酚鈉,吡啶氧化物系化合物可以列舉出例如2-吡啶硫醇-1-氧化物鈉,無機鹽系化合物可以列舉出例如無水醋酸鈉,異噻唑啉化合物可以列舉出例如1,2-苯異噻唑啉-3-酮、2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮氯化鎂、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮氯化鈣等。作為其它的防腐劑·防霉劑的具體例子,可以列舉出山梨酸鈉、安息香酸鈉等,例如アベシア制造的プロキセルGXL(S)、プロキセルXL-2(S)等。
螯合劑可以列舉出例如檸檬酸鈉、乙二胺四乙酸鈉、二硝基三乙酸鈉、羥乙基乙二胺三乙酸鈉、二乙三胺五乙酸鈉、月桂基二乙酸鈉等。
防銹劑可以列舉出例如酸性亞硫酸鹽、硫代硫酸鈉、硫甘醇酸銨、亞硝酸二異丙胺、季戊四醇四硝酸酯、亞硝酸二環(huán)己胺等。
紫外線吸收劑可以列舉出例如二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、肉桂酸系化合物、三嗪系化合物、芪系化合物,或者也可以使用以苯并噁唑系化合物為代表的吸收紫外線而發(fā)射熒光的化合物即所謂的熒光增白劑。
粘度調節(jié)劑除了水溶性有機溶劑之外,還可以列舉出水溶性高分子化合物,可列舉例如聚乙烯醇、纖維素衍生物、聚胺、聚亞胺等。
消泡劑可以根據需要使用氟系、硅酮系化合物。
<記錄介質>
使用本發(fā)明的墨水形成圖像時所使用的記錄介質,只要是通過施加墨水進行記錄這一類型的記錄介質就可以使用任何記錄介質。
本發(fā)明特別適用于通過使染料、顏料等色料吸附到形成墨水接收層內的多孔質結構的微粒中而至少由該吸附后的微粒形成圖像的記錄介質中,特別適合于使用噴墨法的情形中。這樣的噴墨用記錄介質優(yōu)選通過形成于支撐體上的墨水接收層中的空隙來吸收墨水,即為所謂的吸收型。
吸收型的墨水接收層由多孔質層構成,所述多孔質層以微粒為主體,根據需要含有粘合劑和其它添加劑。微粒的具體例子可以列舉出硅石、粘土、滑石、碳酸鈣、高嶺土、礬土或礬土水合物等氧化鋁、硅藻土、氧化鈦、水滑石、氧化鋅等無機顏料,或尿素甲醛樹脂、乙烯樹脂、苯乙烯樹脂等有機顏料,可以使用這些微粒的1種以上。作為適合作為粘合劑使用的物質,可以列舉出水溶性高分子或膠乳。例如,可以使用聚乙烯醇或其改性物、淀粉或其改性物、明膠或其改性物、阿拉伯膠、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素等纖維素衍生物、SBR膠乳、NBR膠乳、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物膠乳、官能團改性聚合物膠乳、乙烯乙酸乙烯共聚物等乙烯類共聚物膠乳、聚乙烯吡咯烷酮、馬來酸酐或其共聚物、丙烯酸酯共聚物等,可以根據需要組合2種以上使用。另外,還可以使用添加劑,例如可以根據需要使用分散劑、增粘劑、pH調節(jié)劑、潤滑劑、流動性改性劑、表面活性劑、消泡劑、脫模劑、熒光增白劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑等。
尤其,在本發(fā)明中可優(yōu)選使用的記錄介質,優(yōu)選以平均粒徑為1μm以下的微粒為主體形成墨水接收層的記錄介質。作為上述的微粒,特別優(yōu)選的可舉出例如硅石微粒、氧化鋁微粒等。作為硅石微粒優(yōu)選的是以膠體硅石為代表的硅石微粒。膠體硅石本身可以從市場上購得,但特別優(yōu)選例如日本特許第2803134號、第2881847號所公開的膠體硅石。作為氧化鋁微粒而優(yōu)選的是礬土水合物微粒等。作為這樣的礬土水合物微粒的一種,可舉出下述通式所表示的礬土水合物。
AlO3-n(OH)2n·mH2O在上式中,n表示1、2或3的整數中的任一個,m表示0~10,優(yōu)選表示0~5的值。但m和n不同時為0。mH2O在多數情況下還表示與mH2O晶格的形成無關的可脫離的水相,因此,m可以取整數值或非整數值中的任一個。另外,如果加熱此種材料,則m可以達到0值。
礬土水合物可以通過美國專利第4,242,271號、美國專利第4,202,870號所記載的烷醇鋁的水解、鋁酸鈉的水解,或者日本專利特公昭57-44605號公報所記載的在鋁酸鈉等的水溶液中加入硫酸鈉、氯化鋁等的水溶液進行中和的方法等公知的方法來制造。
記錄介質優(yōu)選具有用于支撐上述墨水接收層的支撐體。支撐體只要能夠由上述多孔質微粒形成墨水接收層,并且?guī)砜赏ㄟ^噴墨打印機等的輸送機構輸送的剛度,則沒有特別的限制,可以使用任何支撐體。具體來說,可以列舉出例如以天然纖維素纖維為主體由紙漿原料形成的紙支撐體,由聚酯(例如聚對苯二甲酸乙二酯)、三乙酸纖維素、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰亞胺等材料形成的塑料支撐體,在原紙的至少一面上具有添加了白色顏料等的聚烯烴樹脂的樹脂涂覆層的樹脂涂覆紙(例如RC紙)。
<成套墨水>
本發(fā)明的墨水也優(yōu)選在與其它墨水組合作為成套墨水的情況下使用。本發(fā)明的成套墨水是將本發(fā)明的墨水與青色墨水、品紅色墨水、黃色墨水、黑色墨水等其它墨水一起使用的形式。另外,可以組合作為成套墨水的其它墨水,沒有特別的限定。另外,本發(fā)明的所謂成套墨水,包括多個墨罐成為一體的墨罐本身是不言而喻的,還包括將單獨的墨罐多個組合使用的情況,進而包括所述墨罐和記錄頭成為一體的情況。
具體的,可舉出例如,將作為本發(fā)明墨水的淡墨水和作為本發(fā)明墨水的濃墨水作為各自單獨的墨罐組合使用的形式、作為本發(fā)明墨水的淡墨水和其它墨水成為一體的墨盒與作為本發(fā)明的墨水的濃墨水和其它墨水成為一體的墨盒組合使用的形式等。
<噴墨記錄方法>
本發(fā)明的墨水特別適合用于具有以噴墨方法噴出墨水的工序的噴墨記錄方法。噴墨記錄方法包括如下方法通過對墨水施加力學能而噴出墨水的記錄方法,以及通過對墨水施加熱能而噴出墨水的記錄方法等。特別是在本發(fā)明中,優(yōu)選使用利用熱能的噴墨記錄方法。
<墨盒>
適合用于使用本發(fā)明的墨水進行記錄的墨盒,可以列舉出具有容納這些墨水的墨水容納部的墨盒。
<記錄單元>
適合用于使用本發(fā)明的墨水進行記錄的記錄單元,可以列舉出具有容納這些墨水的墨水容納部和記錄頭的記錄單元。特別地,可以列舉出所述記錄頭相應于記錄信號對墨水施加熱能,通過所述熱能產生墨水液滴的記錄單元。
<噴墨記錄裝置>
適合用于使用本發(fā)明的墨水進行記錄的記錄裝置,可以列舉出對具有容納這些墨水的墨水容納部的記錄頭的室內的墨水施加對應于記錄信號的熱能,通過所述熱能產生墨水液滴的裝置。
下面,對噴墨記錄裝置的一個例子的機構部的大致結構進行說明。根據各個機構的作用,記錄裝置主體由供紙部、用紙輸送部、滑架部、排紙部、清潔部以及保護這些部件并具有外觀設計性的具備主體蓋M7030的外殼部構成。下面,對這些部件進行簡要的說明。
圖10為記錄裝置的立體圖,另外,圖11和圖12是用于說明記錄裝置主體的內部機構的圖,圖11是表示從右上方看的立體圖,圖12是記錄裝置主體的側剖視圖。
在記錄裝置內進行供紙時,首先,在包含供紙盤M2060的供紙部,僅將規(guī)定張數的記錄介質送入到由供紙輥M2080和分離輥M2041構成的輥隙部。所送入的記錄介質在輥隙部被分離后,僅輸送最上方的記錄介質。被送入到用紙輸送部的記錄介質被引導到壓緊輥保持架M3000和紙引導擋板M3030后,被送入到輸送輥M3060和壓緊輥M3070這一輥對中。由輸送輥M3060和壓緊輥M3070構成的輥對被LF馬達E0002驅動而進行旋轉,記錄介質通過該旋轉在壓紙部M3040上進行輸送。
在滑架部中,在記錄介質上形成圖像時,使記錄頭H1001(圖13)配置在目標圖像形成位置上,根據來自電氣基板E0014的信號,對記錄介質噴出墨水。關于記錄頭H1001的詳細結構如后所述,但其結構是可以通過反復交替進行記錄主掃描和副掃描來在記錄介質上形成圖像的結構,上述記錄主掃描由記錄頭H1001進行記錄的同時,使滑架M4000沿著列方向進行掃描,上述副掃描由輸送輥M3060使記錄介質沿著行方向進行輸送。
最后形成圖像的記錄介質在排紙部處被夾在第1排紙輥M3110與棘輪M3120的輥隙中,被輸送而排出到排紙盤M3160上。
另外,在清潔部,為了對圖像記錄前后的記錄頭H1001進行清潔,當在使蓋M5010與記錄頭H1001的墨水噴出口緊密接觸的狀態(tài)下使泵M5000產生作用時,從記錄頭H1001抽吸不需要的墨水等。另外,通過在打開蓋M5010的狀態(tài)下,抽吸殘留在蓋M5010中的墨水,不會引起殘留墨水導致的粘著和隨后的弊病。
<記錄頭的結構>
對記錄頭盒H1000的結構進行說明。記錄頭盒H1000具有記錄頭H1001和搭載墨罐H1900的部件以及用于從墨罐H1900向記錄頭供給墨水的部件,并且可裝卸地搭載于滑架M4000上。
圖13是表示對記錄頭盒H1000安裝墨罐H1900的狀態(tài)的圖。記錄裝置由黃色、品紅色、青色、黑色、淡品紅色、淡青色和綠色墨水形成圖像,因此,墨罐H1900也獨立準備7種顏色的份。在上述墨水中,至少一種墨水使用本發(fā)明的墨水。并且,如圖所示,分別可以相對于記錄頭盒H1000自由裝卸。另外,墨罐H1900的裝卸能在將記錄頭盒H1000搭載于滑架M4000上的狀態(tài)下進行。
圖14是記錄頭盒H1000的分解立體圖。在圖中,記錄頭盒H1000由第1記錄元件基板H1100和第2記錄元件基板H1101、第1平板H1200、第2平板H1400、電氣布線基板H1300、墨罐保持架H1500、流路形成部件H1600、過濾器H1700、密封橡膠H1800等構成。
第1記錄元件基板H1100和第2記錄元件基板H1101為Si基板,通過光刻技術在其一個面上形成了用于噴出墨水的多個記錄元件(噴嘴)。向各個記錄元件供電的Al等電氣布線是通過成膜技術形成的,對應于各個記錄元件的多個墨水流路也可以通過光刻技術形成。而且,用于向多個墨水流路供給墨水的墨水供給口在里面開口。
圖15為用于說明第1記錄元件基板H1100和第2記錄元件基板H1101的結構的主視放大圖。H2000~H2600為對應于各個不同墨水顏色的記錄元件列(以下稱為噴嘴列),在第1記錄元件基板H1100中構成有用于供給黃色墨水的噴嘴列H2000、用于供給品紅色墨水的噴嘴列H2100以及用于供給青色墨水的噴嘴列H2200的對應于這3種顏色的3個噴嘴列。在第2記錄元件基板H1101中構成有用于供給淡青色墨水的噴嘴列H2300、用于供給黑色墨水的噴嘴列H2400、用于供給橙色墨水的噴嘴列H2500以及用于供給淡品紅色墨水的噴嘴列H2600的對應于這4種顏色的4個噴嘴列。
各個噴嘴列由在記錄介質的輸送方向上以1200dpi(dot/inch;參考值)的間隔并列的768個噴嘴構成,噴出約2皮升的墨滴。各噴嘴噴出口的開口面積設定為大約100μm2。另外,第1記錄元件基板H1100和第2記錄元件基板H1101粘結固定在第1平板H1200上,在此,形成有用于向第1記錄元件基板H1100和第2記錄元件基板H1101供給墨水的墨水供給口H1201。
而且,在第1平板H1200上粘結固定有具有開口部的第2平板H1400,該第2平板H1400保持有電氣布線基板H1300,以便電氣布線基板H1300與第1記錄元件基板H1100和第2記錄元件基板H1101電連接。
電氣布線基板H1300施加用于從形成于第1記錄元件基板H1100和第2記錄元件基板H1101上的各個噴嘴噴出墨水的電信號,并具有對應于第1記錄元件基板H1100和第2記錄元件基板H1101的電氣布線,以及位于該電氣布線端部的用于接收來自記錄裝置主體的電信號的外部信號輸入端子H1301。外部信號輸入端子H1301定位固定在墨罐保持架H1500的背面一側。
另一方面,在保持墨罐H1900的墨罐保持架H1500中例如通過超聲波熔接固定有流路形成部件H1600,形成了從墨罐H1900通到第1平板H1200的墨水流路H1501。
在與墨罐H1900卡合的墨水流路H1501的墨罐一側端部設有過濾器H1700,以便能夠防止來自外部的灰塵的侵入。另外,在與墨罐H1900卡合的卡合部上安裝有密封橡膠H1800,能夠防止墨水從卡合部蒸發(fā)。
而且,如上述那樣通過粘接等將由墨罐保持架H1500、流路形成部件H1600、過濾器H1700和密封橡膠H1800構成的墨罐保持架部,和由第1記錄元件基板H1100、第2記錄元件基板H1101、第1平板H1200、電氣布線基板H1300及第2平板H1400構成的記錄頭部H1001相結合,由此構成了記錄頭盒H1000。
另外,在此,作為記錄頭的一個方式,對使用電熱轉換裝置(記錄元件)進行記錄的Bubble Jet(注冊商標)方式的記錄頭舉出一個例子進行敘述,上述電熱轉換裝置生成用于根據電信號使墨水產生膜狀沸騰的熱能。
關于其代表性的結構和原理,優(yōu)選使用例如美國專利第4,723,129號說明書、美國專利第4,740,796號說明書中所公開的基本原理進行。該方式可適用于所謂請求服務型、連續(xù)型等任何方式,特別地,在為請求服務型的情況下,對于與保持有液體(墨水)的薄片和液體流路對應配置的電熱轉換裝置施加至少一個根據記錄信息給予超過泡核沸騰的溫度急速上升的驅動信號,從而使電熱轉換裝置產生熱能,在記錄頭的熱作用面上產生膜狀沸騰,結果能夠形成與該驅動信號一一對應的液體(墨水)內的氣泡,因此是有效的。通過該氣泡的成長、收縮,經噴出用開口噴出液體(墨水),形成至少一個液滴。當該驅動信號采用脈沖方式時,能夠即時、適當地進行氣泡的成長、收縮,因此能夠實現響應性特別優(yōu)良的液體(墨水)的噴出,是更為優(yōu)選的。
另外,作為利用了第二力學能的噴墨記錄裝置的方式,可以例舉出這樣的請求服務型噴墨記錄頭,其包括具有多個噴嘴的噴嘴形成基板、與噴嘴相對配置的由壓電材料和導電材料構成的壓力產生元件、充滿該壓力產生元件的周圍的墨水;該請求服務型噴墨記錄頭通過施加電壓使壓力產生元件位移,從噴嘴噴出墨水的小液滴。
另外,噴墨記錄裝置不限于如上述那樣的噴墨頭與墨罐分體的噴墨記錄裝置,也可以是噴墨頭與墨罐不可分離的一體的噴墨記錄裝置。另外,墨罐除了相對于噴墨頭可分離或不可分離地一體化而搭載在滑架上之外,也可以是設置在裝置的固定部位,通過墨水供給部件例如墨水管向記錄頭供給墨水的形態(tài)。另外,在墨罐中設置用于對記錄頭施加適當的負壓的結構的情況下,可以采用在墨罐的墨水容納部設置吸收體的方式、或者具有撓性的墨水容納袋和對墨水容納袋作用擴張其內容積的方向的作用力的彈簧部的方式等。另外,記錄裝置除了采用上述串行記錄方式以外,還可以采用在對應于記錄介質全寬的范圍內整齊排列記錄元件而成的行式打印機的方式。
<墨水的其它形態(tài)>
本發(fā)明人們進一步對各種色料與各種輔助添加劑的組合進行大量研究,結果發(fā)現用于提高記錄物的耐光性的基本技術思想。即,通過利用其分子結構相互類似的主色料和輔助添加劑所產生的相乘效果,可解決本發(fā)明的第一課題。
也就是,一種墨水,其含有色料,其具有主發(fā)色結構部和結合在該主發(fā)色結構部上的輔助結構部;以及化合物,其具有與該色料的該輔助結構部結構上類似的主骨架和羧基,并且該化合物在可見光區(qū)沒有吸收區(qū),通過使用這樣的墨水,可以使所得到的記錄物的耐光性良好。這是對上述本發(fā)明的第一觀點的具體化。
其中,主發(fā)色結構部是指在色料的結構中,包含大多數發(fā)色團的部位。另外,輔助結構部是指包含大多數發(fā)色團的部位以外的部位。具體而言,例如,在通式(I)所示化合物或其鹽的情況下,主發(fā)色結構部是蒽吡啶酮骨架,輔助結構部是結合在蒽吡啶酮骨架上的取代基。
<實施例>
以下,使用實施例和參考例對本發(fā)明進行更詳細的說明,但是,下述實施例僅用于說明,本發(fā)明并不受下述實施例的任何限制。另外,如果沒有特別指定,實施例、比較例的墨水成分量表示“質量份”。在下述實施例中,以要求比通常所用的墨水更嚴格的特性的噴墨記錄方法中所使用的墨水為例進行說明,但是在作為普通墨水使用的情況下,當然也可以得到上述第1課題的高耐光性,這是本領域技術人員從以下實施例的記載可以顯而易見的。
<作為通式(I)所示化合物或其鹽的色料的制備>
在二甲苯中,使下述化合物(1)、碳酸鈉、以及苯甲酰乙酸乙酯進行反應,過濾反應產物并洗滌。在N,N-二甲基甲酰胺中,向其中依次添加間氨基乙酰替苯胺、醋酸銅、碳酸鈉進行反應,過濾反應產物并洗滌。進一步在發(fā)煙硫酸中對其進行磺化之后,過濾、洗滌,在氫氧化鈉的存在下,使其與氰尿酰氯進行縮合反應。在該反應液中,添加鄰氨基苯甲酸,在氫氧化鈉的存在下進行縮合反應。將其過濾、洗滌,得到下述的例示化合物A。
化合物(1)
例示化合物A <作為通式(II)所示化合物的色料的制備>
通式(II)所示化合物可以通過公知的方法進行制備。其中,作為通式(II)所示化合物,列舉下述例示化合物B為例,給出其合成方法的一個例子。
通過在氰尿酰氯的懸浮液中添加鄰氨基苯甲酸水溶液并在氫氧化鈉的存在下進行縮合反應,得到相對于1分子氰尿酰氯縮合2分子鄰氨基苯甲酸的縮合物。進一步,添加氫氧化鈉,加熱并進行水解反應。將其過濾、洗滌,得到下述的例示化合物B。
例示化合物B <墨水的制備>
將下述表3~表5所示的各成分混合、充分攪拌之后,以孔徑0.2μm的過濾器進行加壓過濾,制備墨水1~26。另外,在下述表3~表5中示出各墨水的pH值。pH的調整是使用添加了氫氧化鈉或硫酸的純水進行的。
表3

(*1)乙炔二醇環(huán)氧乙烷加成物(表面活性劑)(川研フアインケミカル制造)(*2)純水和氫氧化鈉的總計,或純水和硫酸的總計,或純水表4

(*1)乙炔二醇環(huán)氧乙烷加成物(表面活性劑)(*2)純水和氫氧化鈉的總計,或純水和硫酸的總計,或純水表5

(*1)乙炔二醇環(huán)氧乙烷加成物(表面活性劑)(*2)純水和氫氧化鈉的總計,或純水和硫酸的總計,或純水<評價>
針對上述所得到的墨水,使用對墨水施加熱能而噴出墨滴的熱噴墨打印機(商品名PIXUS 950i;佳能制造),在品紅色墨水的填充位置填充這些墨水,進行打印,對以下項目進行評價。
(1)耐光性在溫度23℃、相對濕度55%的條件下,使用上述打印機,在記錄介質(商品名PR-101;佳能制造)上,以記錄密度2400dpi×1200dpi、墨水噴出量2.5pl、50%duty進行打印。將所得到的記錄物在溫度23℃、相對濕度55%的條件下自然干燥24小時,置于低溫循環(huán)氙燈耐候機(商品名XL-75C;スガ試驗機制造)中,在照射強度100千勒克司、槽內溫度23℃、相對濕度55%的條件下曝露1周。針對試驗前后的各記錄物,使用分光光度計(Spectorolino(商品名);Gretag Macbeth制造),在光源為D50、視場為2°的條件下測定光學濃度,從試驗前后的光學濃度的值計算出剩余率。耐光性的基準如下。評價結果示于表6。
A與不含有例示化合物B的墨水26相比,耐光性提高。
B與不含有例示化合物B的墨水26的耐光性相等。
C與不含有例示化合物B的墨水26相比,耐光性惡化。
表6

由上述表6可知,使用含有例示化合物B的墨水得到的記錄物與使用不含有例示化合物的墨水得到的記錄物相比,可得到良好的耐光性。
(2)低溫保存時的墨水穩(wěn)定性在無色的玻璃制密閉容器中加入上述各墨水,在溫度為5℃的環(huán)境下放置2小時,目視確認沉淀物的產生。低溫保存時的墨水穩(wěn)定性的基準如下所示。評價結果在表7中示出。
A不產生沉淀物,或是雖然稍有沉淀物產生,但在低溫時使用打印機也沒有問題的水平。
B產生沉淀物,若在低溫時使用打印機,就會產生問題。
表7

由上述表7可知,低溫保存時的墨水穩(wěn)定性與例示化合物B的含量(質量%)以及墨水的pH具有相關性。
圖6是縱軸采用上述例示化合物B相對于墨水總質量的含量(質量%),橫軸采用墨水在25℃下的pH,表示出為了得到優(yōu)異的低溫保存時的墨水穩(wěn)定性而優(yōu)選的范圍、以及低溫保存時的墨水穩(wěn)定性的評價結果的圖。另外,在圖6中,陰影部分表示該優(yōu)選的范圍,另外,○表示評價基準中的A評價,△表示評價基準中的B評價。
(3)剛打印后的初始噴出性將上述打印機在溫度23℃、相對濕度55%的條件下放置5小時之后,由規(guī)定的噴嘴噴出上述各墨水之后,停止打印5秒鐘,再次由所述規(guī)定的噴嘴噴出各墨水,對記錄介質(商品名HR-101;佳能制造)進行打印。所得記錄物的打印品質以目視觀察。剛打印后的初始噴出性的基準如下所示。評價結果示于表8。
AA可進行正常的打印。
A有若干打印混亂但可以允許。
B存在不噴出或打印混亂的情況。
表8

由上述表8可知,剛打印后的初始噴出性在例示化合物B的含量(質量%)為2.0質量%以下的情況下,沒有實際使用上的問題,進一步在1.0質量%以下的情況下,特別良好。
圖7是縱軸采用上述例示化合物B相對于墨水總質量的含量(質量%),橫軸采用墨水在25℃下的pH,表示出為了得到優(yōu)異的剛打印后的初始噴出性而優(yōu)選的范圍、以及剛打印后的初始噴出性的評價結果的圖。另外,在圖7中,陰影部分表示該優(yōu)選的范圍,并且,□表示評價基準中的AA評價,○表示評價基準中的A評價,△表示評價基準中的B評價。
(4)圖像品質在溫度23℃、相對濕度55%的條件下,使用上述打印機,在記錄介質(商品名PR-101;佳能制造)上,以記錄密度2400dpi×1200dpi、墨水噴出量2.5pl、5%~100%的各種duty進行打印。目視觀察所得到的記錄物。圖像品質按照下述基準評價。評價結果示于表9。
A與不含有例示化合物B的墨水26相比,記錄物的圖像濃度沒有變化、或者變化非常少。即,對含有例示化合物B的墨水和不含有例示化合物B的墨水以同樣的duty打印所得到的記錄物,分別使用分光光度計(Spectorolino(商品名);Gretag Macbeth制造),在光源為D50、視場為2°的條件下測定光學濃度時的光學濃度之差為0.1以下。
B與不含有例示化合物B的墨水26相比,可以看到記錄物圖像濃度的變化。即,對含有例示化合物B的墨水和不含有例示化合物B的墨水以同樣的duty打印所得到的記錄物,分別使用分光光度計(Spectorolino(商品名);Gretag Macbeth制造),在光源為D50、視場為2°的條件下測定光學濃度時的光學濃度之差大于0.1。
表9

由上述表9可知,在例示化合物B的含量(質量%)為0.42質量%以下的情況下,圖像品質與使用不含有例示化合物B的墨水所得到圖像實質上相同。
圖8是縱軸采用上述例示化合物B相對于墨水總質量的含量(質量%)、橫軸采用墨水在25℃下的pH,表示出為了得到優(yōu)異的圖像品質而優(yōu)選的范圍、以及圖像品質的評價結果的圖。另外,在圖8中,陰影部分表示該優(yōu)選的范圍,并且,○表示評價基準中的A評價,△表示評價基準中的B評價。
(5)打印持續(xù)性在溫度23℃、相對濕度55%的條件下,使用上述打印機,在記錄介質(商品名再生紙EN-100;佳能制造)上,每1個噴嘴施加1×108脈沖進行連續(xù)打印之后,在該狀態(tài)下,將打印機放置12小時,再進行打印。其后,比較連續(xù)打印前后的各記錄物。打印持續(xù)性的基準如下。評價結果示于表10。
AA與初始圖像相比完全沒有變化。
A與初始圖像相比有若干變化,但是可以允許。
B連續(xù)打印結束之前,記錄物產生模糊。
表10

由上述表10可知,打印持續(xù)性與例示化合物B的含量(質量%)和墨水的pH有相關性。
圖9是縱軸采用上述例示化合物B相對于墨水總質量的含量(質量%),橫軸采用墨水在25℃下的pH,表示出為了得到優(yōu)異的打印持續(xù)性而優(yōu)選的范圍、以及打印持續(xù)性的評價結果的圖。另外,在圖9中,陰影部分表示該優(yōu)選的范圍,并且,□表示評價基準中的AA評價,○表示評價基準中的A評價,△表示評價基準中的B評價。
本申請要求享有2004年7月2日提出的日本專利申請第2004-196452號和2005年6月30日提出的日本專利申請第2005-192192號的優(yōu)先權,引用其內容作為本申請的一部分。
權利要求
1.一種噴墨用墨水,其特征在于,至少含有由通式(I)所示化合物或其鹽形成的色料和通式(II)所示化合物。通式(I) (式中,R1為氫原子、烷基、羥基低級烷基、環(huán)己基、單或二烷基氨基烷基或氰基低級烷基;Y為氯原子、羥基、氨基或者單或二烷基氨基(烷基上可以具有選自磺酸基、羧基以及羥基組成的組中的取代基);R2、R3、R4、R5以及R6分別獨立地表示氫原子、碳原子數1~8的烷基或羧基(其中,R2、R3、R4、R5以及R6不全是氫原子))通式(II) (式中,R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15以及R16分別獨立地表示氫原子、碳原子數1~8的烷基、羧基或其鹽(其中,R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15以及R16不全是氫原子,并且,R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15以及R16的至少1個為羧基或其鹽);X為氯原子、羥基、氨基或者單或二烷基氨基(烷基上可以具有選自磺酸基、羧基以及羥基組成的組中的取代基))
2.根據權利要求1所述的噴墨用墨水,其中,在所述通式(II)中,R7和R11的一方為羧基或其鹽,另一方為氫,R12和R16的一方為羧基或其鹽,另一方為氫,R8、R9、R10、R13、R14、R15全部為氫,并且X為羥基。
3.根據權利要求1或2所述的噴墨用墨水,其中,所述噴墨用墨水在25℃下的pH和所述通式(II)所示化合物相對于噴墨用墨水總質量的含量(質量%),滿足下述關系式(1)(通式(II)所示化合物的含量(質量%))≤0.00015×(墨水的pH)4.05式(式中,pH為4.0以上11.0以下)。
4.根據權利要求1~3任一項所述的噴墨用墨水,其中,所述噴墨用墨水在25℃下的pH為4.0以上11.0以下,并且,所述pH和所述通式(II)所示化合物相對于噴墨用墨水總質量的含量(質量%),滿足下述各關系(a)~(k)的任一個(a)pH為10.5以上11.0以下時,含量為2.10質量%以下(b)pH為10.0以上且不足10.5時,含量為1.50質量%以下(c)pH為9.0以上且不足10.0時,含量為1.00質量%以下(d)pH為8.0以上且不足9.0時,含量為0.62質量%以下(e)pH為7.2以上且不足8.0時,含量為0.38質量%以下(f)pH為7.0以上且不足7.2時,含量為0.23質量%以下(g)pH為6.5以上且不足7.0時,含量為0.18質量%以下(h)pH為6.0以上且不足6.5時,含量為0.14質量%以下(i)pH為5.2以上且不足6.0時,含量為0.09質量%以下(j)pH為5.0以上且不足5.2時,含量為0.06質量%以下(k)pH為4.0以上且不足5.0時,含量為0.04質量%以下。
5.根據權利要求3或4所述的噴墨用墨水,其中,所述噴墨用墨水在25℃下的pH和所述通式(II)所示化合物的含量滿足所述關系式(1),并且,所述通式(II)所示化合物的含量為2.00質量%以下。
6.根據權利要求3或4所述的噴墨用墨水,其中,所述噴墨用墨水在25℃下的pH和所述通式(II)所示化合物的含量滿足所述關系式(1),并且,所述通式(II)所示化合物的含量為0.42質量%以下。
7.根據權利要求1~6任一項所述的噴墨用墨水,其中,所述噴墨用墨水在25℃下的pH為6.0以上9.5以下,并且,所述pH和所述通式(II)所示化合物相對于噴墨用墨水總質量的含量(質量%),滿足下述各關系(l)~(p)的任一個(l)pH為9.0以上9.5以下時,含量為0.23質量%以下(m)pH為8.3以上且不足9.0時,含量為0.18質量%以下(n)pH為7.0以上且不足8.3時,含量為0.11質量%以下(o)pH為6.5以上且不足7.0時,含量為0.09質量%以下(p)pH為6.0以上且不足6.5時,含量為0.04質量%以下。
8.一種成套墨水用墨水,其為在由多個墨水組成的成套墨水中使用的墨水,該多個墨水的至少1種是權利要求1~7任一項所述的噴墨用墨水。
9.一種成套墨水,其由多個墨水組成,其特征在于,作為構成該成套墨水的品紅色墨水,包含權利要求1~8任一項所述的噴墨用墨水。
10.一種噴墨記錄方法,其具有以噴墨方法噴出墨水的工序,其特征在于,該墨水為權利要求1~8任一項所述的噴墨用墨水。
11.一種墨盒,其具備容納墨水的墨水容納部,其特征在于,該墨水為權利要求1~8任一項所述的噴墨用墨水。
12.一種記錄單元,其具備容納墨水的墨水容納部和用于噴出墨水的記錄頭,其特征在于,該墨水為權利要求1~8任一項所述的噴墨用墨水。
13.一種噴墨記錄裝置,其具備容納墨水的墨水容納部和用于噴出墨水的記錄頭,其特征在于,該墨水為權利要求1~8任一項所述的噴墨用墨水。
14.一種墨水,其特征在于,該墨水含有色料,其具有主發(fā)色結構部、以及結合在該主發(fā)色結構部上的輔助結構部;以及化合物,其具有與該色料的該輔助結構部結構上類似的主骨架、以及羧基,并且,該化合物在可見光區(qū)沒有吸收區(qū)。
全文摘要
提供一種噴墨用墨水,其特征在于,至少含有由通式(I)所示化合物或其鹽形成的色料和通式(II)所示化合物。由此,可提供一種能夠得到與銀鹽照片相匹敵的圖像質量且記錄物可得到高的耐光性的噴墨用墨水。
文檔編號C09B5/14GK1981006SQ20058002232
公開日2007年6月13日 申請日期2005年7月4日 優(yōu)先權日2004年7月2日
發(fā)明者相川嘉秀, 藤本邦昭, 佐藤真一, 吉澤純, 中村邦彥, 神納雅典 申請人:佳能株式會社
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